【导语】“pascal”通过精心收集，向本站投稿了6篇中药化学辅导：植物分类系统与化学成分的关系，以下是小编收集整理后的中药化学辅导：植物分类系统与化学成分的关系，仅供参考，欢迎大家阅读。
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篇1：中药化学辅导：植物分类系统与化学成分的关系
现代植物分类是按照植物形态的异同、习性的差别以及亲缘关系的远近系统排列的。因此，一般说来，在植物分类系统中位置愈接近的植物，它们的亲缘关系就愈接近。植物分类系统与化学成分的关系，实际上是指植物亲缘关系与化学成分的关系。
各种植物由于新陈代谢类型的不同，产生了各种不同的化学物质——生物碱类、甙类、萜类等等。这些化学成分在植物中的遗传和变异，是与植物系统位置、植物的环境条件（气候、土壤与生物等）密切有关的。植物分类系统与化学成分的关系可大致归纳为下述几个方面：
1．每一种植物在恒定的环境条件下、具有制造一定的化学成分的特性，而这个特性是这种植物的生理生化特征。如颠茄产生莨菪烷衍生物类生物碱，人参产生三萜类皂甙，薄荷产生萜类等等。
2．亲缘关系相近的植物种类由于有相近的遗传关系，往往具有相似的生理生化特征。亲缘关系愈近，共同性愈多；亲缘关系愈远，共同性愈少。如异喹啉类生物碱主要分布于多心皮类及其近缘类植物的一些科中，如木兰科、睡莲科、马兜铃科、防已科、毛莨科、小檗科、罂栗科、芸香科等。这些科中的生物碱的化学结构也显示相互之间有紧密的亲缘关系，与产生它们的植物科之间的亲缘关系一致。吲哚类生物碱中最大的一族为鸡蛋花烃（plumerane）型吲哚生物碱，这族生物碱仅存在于夹竹桃科中的鸡蛋花亚科植物中。同属植物的亲缘关系很相近，因而往往含有近似的化学成分。如小檗属（berberis）植物含小檗碱，大黄属（rheum）植物含羟基蒽醌衍生物等等。
3．一般说来与广泛存在于植物界的代谢产物有更近似化学结构的简单化学成分（如黄嘌吟与咖啡碱化学结构很近似），在植物界的分布较广，分布的规律性不明显。有些化学成分在系统发育过程中，经过一系列的突变，因而结构也较复杂，如马钱子碱、奎宁等。这类物质的分布往往只限于某一狭小范围的分类群中。但某些起源古老的成分，虽经一系列突变，结构亦较复杂，但它们在植物界中的分布，还是有一定范围的，而且这种类型成分与植物亲缘之间的联系表现得更为明显和突出，例如上述异喹啉类生物碱的分布。
植物分类系统与化学成分间存在着联系性这一概念，已广泛应用于药用植物的研究、野生资源植物的寻找等方面。如具有降压与安定作用的蛇根碱（reserpine）自印度的夹竹桃科萝芙木属植物蛇根木rauvolfia serpenitina （l.）benth ex kurz中发现后，从该属的其他约20种植物中亦发现了利血平，并根据植物的亲缘关系在萝芙木属的两个近缘属中找到了同类生物碱。为了发掘具抗菌作用的小檗碱的资源植物，经植物分类学与植物化学综合研究，发现小檗碱在中国主要分布在5个科（小檗科、防已科、毛莨科、罂粟科、芸香科）16个属的多种植物中，而以小檗科小檗属较理想。又据研究，莨菪烷类生物碱主要集中分布于茄科茄族（so1aneae）中的天仙子亚族（hyoscyaminae）、茄参亚族（mandragorinae）及曼陀罗族（datureae）植物中，并发现了含碱量较高，有生产价值的新原料植物——矮莨菪（przewalskia shebbearei（c.e.c.fischer） kuang， ined）及马尿泡（p. tangutica maxim.）。再如生产可的松等激素药物的原料——甾体皂甙，不仅在薯蓣属（dioscorea）的几十种植物中有发现，而且在亲缘关系相近的一些科中也有发现。必须注意的是，植物的系统发育与其所含化学成分的关系是十分复杂的。由于植物界系统发育的历史很长，发掘出来的古生物学资料不够齐全，加上多数植物的化学成分尚未明了，有些成分的分布规律还未被揭示及认识，所以，有关植物的系统发育与化学成分的关系的研究尚未成熟，有待于进一步研究。在应用植物分类系统与化学成分间的联系性时，必须具体问题具体分析。
近年来，在植物分类学与植物化学这二门学科间出现了一门新的边缘学科——植物化学分类学（p1ant chemotaxonomy）。它的主要研究任务是：
（1）探索各级分类群（如科、属、种等）所含化学成分（包括主要成分、特有成分和次要成分）及其合成途径。
（2）探索各种化学成分在植物系统中的分布规律。
（3）在以往研究的基础上，配合传统分类学及各有关学科，从植物化学成分的角度，共同探索植物的系统发育。
显然，这一新兴学科在认识植物系统发育方面有重大的理论意义，并可为有目的地开发、利用植物的资源、寻找工业原料等提供理论依据。例如通过对毛莨科与单子叶植物的百合目植物所含生物碱、甾体化台物、三萜化合物、氰醇甙和脂肪酸等五类化学成分的比较分析，发现二者具有很多类似的化学成分，有的成分甚至仅仅为它们所共有。联系到百合目与毛莨科的一些原始类群在形态和组织解剖上的某些相似性，从而认为二者有着十分密切的亲缘关系，即单子叶植物通过百合目起源于原始的毛莨科植物。这一研究结果在了解客观存在的植物系统发育的真实情况方面，具有一定的理论意义。
又如根据国内外在药用植物研究工作方面的大量实践、目前从中国药用植物中大致归纳出一些具重要生物活性的成分（生物碱、黄酮类、萜类、香豆精等）及药理作用的植物类群。由此可见，植物化学分类学是一门富有活力的新学科，它的研究成果值得药用植物学与药用植物化学工作者重视与运用。
篇2：中药化学辅导：有关中药植物化学成分概述
一、植物的新陈代谢产物
植物为了维持生长、运动、繁殖等生命活动，必须不断地与周围环境进行物质交换，在此过程中所发生的物质合成、转化和分解的化学变化，总称为代谢(metabolism)。
植物一方面从环境中吸收简单无机物，转化为复杂的有机物，综合成自身的一部分，同时把太阳能转化为化学能，贮存于有机物中。这种在合成物质的同时又获得能量的代谢过程，叫做同化作用(assimilaiton)或合成(anabolism)。另一方面，植物又将体内复杂的有机物分解成简单的无机物，同时把贮存在有机物中的能量释放出来，供生命活动。这种在分解物质的同时又释放能量的代谢过程，叫做异化作用(disassimilation)或分解(catabolism)。
有些植物，能直接利用无机碳化合物来合成有机物，这些植物称为自养植物(autophyte)，如大多数高等植物和少数具有色素的微生物。另有些植物，只能利用现成的有机物，经代谢转化为自身的生命物质，这些植物称为异养植物(heterophyte)，如某些微生物和少数缺乏色素的寄生高等植物。从进化观点来看，异养植物是最先出现的一些比较原始的生物类型，光合细菌是异养植物发展到自养植物的桥梁。自养植物在植物界最普通且很重要。
自养植物的同化作用又分两种类型：绿色植物通过光合作用(photosynthesis)进行合成，即吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，合成碳水化合物，并释放氧气。此过程可用下列方程式表示：6co2+ 6h2o = c6h12o6 + 6o2
不具备光合色素的自养型细菌，通过化能合成作用(chemosynthesis)来合成，即只能利用无机物氧化分解放出的化学能量，作为还原二氧化碳的能量来源，它只能在有氧气的环境中进行。
有合成必然有降解，两者构成了植物代谢的过程。各种化合物的合成和降解，分别称为合成代谢和降解代谢，在每个合成或降解反应中都由酶进行调节。合成生命活动必需物质的代谢和降解代谢，在每个合成或降解反应中都由酶进行调节。合成生命活动必需物质的代谢过程称为初生代谢(primary metabolism)，所生成的物质有蛋白质类、氨基酸类、糖类、脂肪类、rna、dna等，这些产物称为初生代谢产物(primary metabolites)。利用初生代谢产物产生对植物本身无明显作用的化合物，如：甙类、生物碱类、萜类、内酯类、酚类化合物等，它们称为次生代谢产物 (secondary metabolites)，这个代谢过程称次生代谢(secondary metabolism)。
二、有效成分、辅成分和无效成分
生药虽来源于植物、动物和矿物，但95%以上来自植物，其所含的化学成分主要是指植物新陈代谢所产生的代谢产物。大多为维持本身生命活动所必需的化合物，这些成分含量较高，而生理活性一般较小，临床应用不多。而植物的次生代谢产物，它们是存在于植物体内的特殊成分，含量较低，但生理活性较强，具有临床应用的价值。通常把生药的化学成分分为三类：
1. 有效成分(active substances)
指具有显著生理活性和药理作用，在临床上有一定应用价值的成分。这类成分仅存在于某些植物中，包括生物碱类、甙类、挥发油类等等，如：利血平 (reserpine)是萝芙木降压的有效成分，苦杏仁甙(amygdalin)是苦杏仁止咳平喘的有效成分，薄荷挥发油中的薄荷醇(emnthol)和薄荷酮(menthone)是薄荷辛凉解表的有效成分。
2. 辅成分(adjuvant substances)
指具有次要生理活性和药理作用的成分，有时候，它们在临床上也有一定的应用价值。有些辅成分能促进有效成分的吸收，增强疗效，如：洋地黄皂甙能促进洋地黄强心甙的吸收，从而增强洋地黄的强心作用。有些辅成分能使有效成分更好地发挥作用，如槟榔中的鞣质，可保护槟榔碱(arecoline)在胃液中不溶解，而到肠中才被游离出来，木栓、角质、粘液、色素、树脂等。在生药鉴定、有效成分测定或在制备药剂时必须考虑它们的存在与性质。
3. 无效成分(inactive substances)
指无生理活性，在临床上没有医疗作用的成分。它们包括纤维素、木栓、角质、粘液、色素、树脂等。在生药鉴定、有效成分测定或在制备药剂时必须考虑它们的存在与性质。
上述分类并不是绝对的和固定不变的，应根据具体的生药进行具体分析，才能确定某成分是否是有效成分、辅成分或无效成分。如：鞣质在地榆与五倍子中为有效成分，在大黄中为辅成分，而在肉桂中为无效成分。同时应从发展的观点来分析，随着人们的不断实践，特别是现代科学技术的发展，生药中越来越多的化学成分被认识，用于药理研究，进而被开发用于临床。原来认为是“无效”成分，现在不少已发现了它们的医疗价值，而成为有效成分了。如：天花粉蛋白质有引产、抗癌作用，蘑菇多糖(lentian)对实验动物的肿瘤有明显抑制作用，叶绿素能促使肉芽生长，菠萝蛋白酶有驱虫、抗炎、抗水肿的作用。
生药的化学成分不仅与药理作用、临床应用有密切的联系，而且对于生药的鉴定、质量评价、新制剂的开发研究、新资源的发掘利用均有密切联系。随着化学成分的生源(biogenesis)和生物合成(biosynthesis)研究的深入，对植物新陈代谢及其代谢产物的内涵也将不断充实和发展。
本教材简要介绍生药中有关成分的基本概念、结构类型、分布、通性、鉴别反应和含量测定等，为生药的鉴定、质量评价与常用生药的开发利用打下必要的基础。至于各类成分的提取分离、结构测定等内容将在天然药物化学课程中介绍。
篇3：中药化学辅导：中药植物化学成分生源学说
植物中众多的化学成分有许多已阐明了它们的化学结构和药理作用，其中不少已用于临床。这些成分中有的已可用化学的或生物的方法进行合成。但尚存在的问题是：这些成分在植物体内是怎样形成的？是由何种物质、经过什么新陈代谢途径形成的？为了解决这个问题，许多植物学、生物学、植物化学、生化学的研究工作者从可能的新陈代谢过程，生物化学反应等多方面地进行推测这些成分在植物体内的形成过程，这就是植物化学成分的生源学说（biogenesis biogenetic origin）。
植物化学成分的生源研究主要是研究各类成分在体内生物合成的途径，各种酶在过程中所起的作用以及过程中所产生的各种中间产物的化学并测定它们的结构。生源的研究有多种设想与途径，因而也形成了多种学说，如异戊二烯法则、醋酸学说等已普遍应用于研究药用植物有效成分的生物合成及其途径。随着同位素示踪技术和化学技术的发展，生源研究的进展也更为迅速。
生源研究的意义基本上可归纳为下列几点：
1．了解了各类成分的生物合成途径以及某种成分最初由何种物质（这种物质称为前体 precursors）形成和各种中间产物后，就可以人为地于植物中注入前体或中间产物来增加所需成分的积累和产量。达到人工控制、定向培育的目的。例如于枸椽酸的新陈代谢途径中加入乌头酶（aconilase）就可以增加枸椽酸在植物体内的积累，因枸椽酸的生成过程中必须有此种酶的存在。这是研究植物生源最主要的目的。但是，前体并非一成不变，例如熊果甙在不同科时它们的生源就有可能不同。
2．从生源关系密切的成分中来扩大生物活性物质的资源。如三萜类与许多甾体衍生物类在生源上具密切关系，甾体衍生物类常具多种生物活性，三萜类成分在植物界分布广泛，故有可能从三萜类成分来寻找具广泛生物活性的物质。
3．从生源学说来确定某类成分的结构类别。如四环三萜类成分原分类不属于三萜，以后通过生源关系的探讨，才明确地将它们划在三萜范围内。
4．了解某类成分在植物体内的原始状态与代谢途径后，就可以为进行植物成分的生物合成提供理论规律，这将能更好地对生产与实践（如生药的采收时间与部位，有效成分的合成等）起指导作用。
植物体内各种成分的生源基本上可分为两类，一类是植物本身必须的营养物质如糖类，脂肪、蛋白质等成分的新陈代谢途径，一类是植物次生物质，如生物碱、甙类、萜类等成分的新陈代谢途径。有关这些代谢途径的学说很多，其中不少还是设想，例如认为醋酸酯一丙二酸酯（acetate-melonate）途径合成脂肪酸、酚性化合物、蒽醌等成分，3，5-羟基一3-甲基戊酸酯（mevalonate）途径合成萜类、甾类等成分，莽草酸（shikimicacid）途径合成芳香族氨基酸、有机酸及其他化合物；氨基酸途径合成生物碱等成分。
1．植物体内各类成分的生源关系：
2．各类植物次生物的生源学说，列举数例说明它们的生物合成途径：
（1）有机酸类： 有14c可以说明许多较复杂的有机酸类由 ch3cooh形成，如上所述6-甲基不杨酸的生物合成途径：
（2）生物碱：生物碱的生源学说曾有多种路线的设想，但目前己主要集中一种学说，即生物碱是由醋酸、单萜和多种简单氨基酸如苯丙氨酸（phenylalanine）、色氨酸（tryptophan）、蛋氨酸（meih1onine），鸟氨酸（ornithine）等作为前体而形成的。这些理论因为标记化合物的发展已可用实验证实。方法是给予植株以一定的具标记元素的化合物为前体，（常用的为具14c的化合物），待植株经过一定时期的生长后，分离生物碱，从前体与生成物标记元素的位置来确定二者之间的关系。由于应用了这种技术，许多生物碱如烟碱（nicoitine）、）吗啡（morphine）、莨菪碱（hyoscyamine）、秋水仙碱（col一chicine）、罂粟碱（papaverine）、芦竹碱（gramine）等已证明是由氨基酸形成。有些简单的生物碱已可按生源学说途径在实验室里用氨基酸进行人工合成。目前关于生物碱的生源研究有一较大的突破，即认为除了上述各种前体外，还有许多特殊的中间物质参与了生物合成过程。
例：自鸟氨酸等形成的生物碱
（3）香豆精类：
（4）蒽醌类： 许多蒽醌类成分在植物体内的前体至今未完全确定。有的学者认为苔藓酸（orsellinic acid，广泛分布于地衣和真菌）为一前体。由其形成蒽醌类成分的生源学说路线。
（5）萜类： 一般认为由ch3cooh与辅酶a（coenzymea，简作：co.a）缩合成酯,再经过脱水、氧化-还原、环化、分子重排等反应形成c5——c10——c15——c20——c30——c40……的各种萜类。
以上仅列举了部分植物化学万分的生源学说，由于大家对此项工作的意义日益重视，有关生源研究的科研工作日益增多，原来的一些设想也得到了实验证实。但由于植物成分的本身种类和结构变化多样，加上在这些成分生物合成过程中所产生的各种中间产物的化学结构以及它们之间关系的复杂性，植物成分的生源研究还需要进行大量的深入的工作。
篇4：中药化学辅导：生物碱碱性强弱与分子结构的关系
·氮原子的杂化方式和碱性的关系
氮原子的价电子在形成有机胺分子时的杂化轨道和碳原子一样，有三种形式，即sp、sp2、sp3，但它是不等性杂化。在这三种杂化方式中，随p电子成分的增加。其活动性增大，易提供电子（易吸引质子），则碱性强。因此，不同杂化轨道碱性强弱顺序是： sp3＞sp2＞sp
季铵碱中的氮原子以离子状态存在，同时含有以负离子形式存在的羟基，故显强碱性。
·电效应和碱性的关系
凡能影响氮原子上的孤对电子对电子云密度分布的因素，都能影响生物碱的碱性。
1. 诱导效应：氮原子上的电子云密度受其附近取代基性质的影响。
┌ 供电子基使电子云密度增加，碱性增强。[例如]（如烷基等）
取代基的影响 ┤
└ 吸电子基使电子云密度减少，碱性降低。（如芳环、酰基、酯酰基、
醚基、羟基、双键）
双键、羟基的吸电子诱导效应，使生物碱碱性减小，具有普遍性。但具有氮杂缩醛结构的生物碱，常易于质子化而显强碱性。如阿替新（pka12·9）。小檗碱是由醇胺型小檗碱异构化而来，醇胺型也属于氮杂缩醛范畴，氮原子上的孤电子对与羟基的c-o单键的电子发生转位，形成稳定的季铵型，而呈强碱性。
若氮杂缩醛体系中的氮原子处在“桥头”时不能发生上述质子化，相反，却因羟基吸电子诱导效应使碱性降低。如伪士的宁的碱性小于士的宁既是由于此。
2. 诱导－场效应：当生物碱分子中不止一个碳原子时，各个氮原子的碱度是不相同的，即使是杂化形式相同，周围的化学环境相同的氮也是如此。当分子中一个氮原子质子化，就形成了一个强吸电基团，它对另一个氮原子产生二种降低碱度的效应，即诱导效应和静电场效应。诱导效应是通过碳链传递，随碳链增长而影响降低。静电场效应是通过空间直接传递，故又称直接效应。当吸电子基团在空间位置上与第二个氮原子相近时，直接效应表现的更为显著。以上即为诱导-场效应。如无叶豆碱分子中两个氮原子的δpka 很大,为8.1（结构中两个喹喏里西啶n的pka值分别为11.4和3.3）其原因主要是两个氮原子仅相隔3个碳原子，空间靠得很近这种诱导-场反应的影响。
3. 共轭效应：氮原子的孤电子对与具有π电子的基团相连接时，由于形成ρ-π共轭，使该氮原子的碱性降低。在生物碱分子结构中常见的ρ-π共轭体系有苯胺型、酰胺型和烯胺型。
在一些生物碱分子中存在的烯胺结构，有时是使生物碱碱性增加，这是因为这类烯胺结构通常含有下列平衡：
当a中r1和r2为烷基时是叔烯胺，r1或r2中有一个为h时，为仲烯胺，b为a的共轭酸。仲烯胺的共轭酸不稳定，而叔烯胺的共轭酸稳定，平衡向共轭酸方向进行，形成季铵，
碱性强。有些具有稠环的叔胺生物碱结构中也有叔烯胺结构，在立体条件许可下，氮原子的孤电子对与双键的π电子能发生转位时，则生成季铵型的共轭酸，而显强碱性，如[蛇根碱]分子中n4的α、β位有双键，n4形成季铵型，n1为n4的电子接受体，因而碱性强。但具有此种结构的生物碱如氮原子处于桥头，双键不能发生转位，则氮原子受双键吸电子诱导效应而碱性降低，如[新士的宁碱]
如氮上孤电子对与供电子基共轭时，则使碱性增强。含胍基的生物碱，由于胍基接受质子形成季铵离子，并具有高度共振稳定性，故显强碱性。
在共轭效应中，氮原子的孤电子对的轴必须与共轭双键系统的p电子轴处在同一平面，否则共轭效应减弱。如邻甲基n，n-二甲基苯胺由于邻位甲基与氨基的相互排斥，使氮原子的孤电子对与共轭系统的平面扭曲，使共轭效应减弱。
篇5：中药化学辅导：苷的分类——按苷类在植物体内的存在状况分类
┌ 原生苷 原生苷是原存在于植物体内的苷。
│
苷├
│
└ 次生苷 次生苷是含有两个以上糖的原生苷，经水解失去一部分糖而得到的苷称为次
生苷或次级苷。如苦杏仁苷被酶水解后失去一分子葡萄糖而生成的野樱苷，
即是次生苷。
篇6：中药化学辅导：空间效应和分子内氢键与碱性的关系
空间效应和碱性的关系
生物碱分子的构象及氮原子附近的取代基的种类等立体因素也常影响氮原子接受质子的难易，故也影响生物碱的碱性。如东莨菪碱的碱性（pka 7.50）比莨菪碱的碱性（pka9.65）弱，既是由于东莨菪碱分子中氮原子附近6、7位氧桥的空间位阻作用。
分子内氢键和碱性的关系
生物碱孤电子对接受质子生成共轭酸，该共轭酸的稳定性影响生物碱的碱性。[10-羟基二氢去氧可待因]。
分析生物碱碱性强弱时，应综合考虑，因为上述影响因素不是单一存在的。一般诱导效应与共轭效应共存时，共轭效应的影响大；空间效应与诱导效应共存时，空间效应的影响大。
★ 中药化学辅导：生物碱结构测定中常用的化学方法——还原反应
中药化学辅导：植物分类系统与化学成分的关系（共6篇）
