天然產物的分離和結構鑒定
化學先生 / 2019-07-24
生物樣品中代謝產物的分離是天然產物化學研究的首要問題,迄今為止，已從生物資源中分離鑒定了約14. 5萬種結構不同的化合物，新的化合物,尤其是來源于新資源(如海洋生物、真菌等)中的特殊結構仍被大量發(fā)現。但是隨著天然產物化學的發(fā)展,分離的重點已從新型化合物的發(fā)現轉向具有生物活性的天然產物的分離。據不完全統(tǒng)計,在近兩年報道的新天然產物中40%左右的化合物伴隨有生物活性測試結果。
在天然產物化學研究中,分子生物學和分子藥理學的發(fā)展為生物代謝產物研究提供了微量、快速、可靠的活性檢測手段,同時，色譜、光譜和波譜技術的發(fā)展為生物代謝產物中微量復雜化合物的分離純化和結構鑒定提供了保障。色譜技術的發(fā)展極大地推動和加快了復雜天然產物的分離純化進程,已成為天然產物化學研究中分離純化的必要手段。天然產物的分離也從常規(guī)的溶劑分離、色譜分離向高效自動化方向發(fā)展，這不但極大地提高了分離效率，而且使以前難以分離的水溶性和大分子成分以及復雜樣品中的微量成分的分離成為現實。同時，在天然產物結構鑒定中,耗時、費樣品和復雜的化學方法已被快速、微量、簡便的物理方法(波譜法)替代。目前，高效液相色譜(HPLC)、離心分配色譜(centrifu-gal partition chromatography ,CPC)、超臨界流體萃取( supercritical fluid extraction, SFE)和超臨界流體色譜(supereritical fluid chromatography, SFC)、高速逆流色譜(high speedcountercurrent chromatography, HSCCC)等色譜技術已得到廣泛應用:用于結構分析的高分辨質譜(HRMS)、二維核磁共振譜(2D-NMR)及單晶X射線街射方法已日趨普及。這些技術的普及應用為微量(微克級)復雜天然產物和生物大分子的結構鑒定提供了高效率的研究手段。以最早研究的嗎啡(morphine)為例，嗎啡于1804~ 1806年被發(fā)現，1925年被提出正確結構,1952年被人工全合成，總共用了約150年時間:而利血平(reserpine)從1952年被發(fā)現,經結構確定到1956年完成人工全合成，只用了約5年時間。而對于分子量高達2680共含有64個不對稱碳原子的沙?？舅?分子式為C129 H223N3O54)的龐大分子，從1974年分離得到純品(60kg原料得到幾毫克)到1981年確定其平面結構,前后才用了不到10年時間。
此外，色譜-波譜聯用技術[氣相色譜質譜(GC-MS)、液相色譜質譜(HPLC-MS)逆流色譜-質譜(HSCCC-MS)、液相色譜核磁共振(HPLC-NMR)等]的發(fā)展為復雜混合樣品的快速在線分離、分析創(chuàng)造了條件。高通量活性篩選技術與現代分離純化技術和結構鑒定技術相結合應用于天然產物化學研究，改變了傳統(tǒng)的天然產物化學研究模式，加快了活性天然產物的研究步伐。
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