中藥與配位化學【特制材料】

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1、 中藥配位學中藥配位學 祖國醫(yī)學博大精深，中藥治病源遠流長。中藥制劑因祖國醫(yī)學博大精深，中藥治病源遠流長。中藥制劑因其療效確切、副作用小、無耐藥性、價格低廉而長盛不衰。其療效確切、副作用小、無耐藥性、價格低廉而長盛不衰。作為防病治病的中藥，其起效的物質(zhì)基礎(chǔ)極為復雜，有蛋作為防病治病的中藥，其起效的物質(zhì)基礎(chǔ)極為復雜，有蛋白質(zhì)、肽類、氨基酸、脂類、糖類、苷類、生物堿、單寧、白質(zhì)、肽類、氨基酸、脂類、糖類、苷類、生物堿、單寧、甾體、酚類、菎類、揮發(fā)油、維生素以及微量元素等多種甾體、酚類、菎類、揮發(fā)油、維生素以及微量元素等多種成分。其藥效應(yīng)視為多種成分共同作用的結(jié)果。成分。其藥效應(yīng)視為多種成分共同作用

2、的結(jié)果。中藥與配位化學的聯(lián)系中藥與配位化學的聯(lián)系1.中藥中藥 長期以來，對中藥的研究，有一個固定的模長期以來，對中藥的研究，有一個固定的模式，偏式，偏重于有效成分的分離提取，如生物堿、苷類、皂類、酮重于有效成分的分離提取，如生物堿、苷類、皂類、酮類等，而將糖類、氨基酸及無機成分作為雜質(zhì)或認為難類等，而將糖類、氨基酸及無機成分作為雜質(zhì)或認為難以提取被處理。這就造成了影響療效的幾種因素發(fā)生，以提取被處理。這就造成了影響療效的幾種因素發(fā)生，一是分離純化中消除了無機成分，二是在此過程中采用一是分離純化中消除了無機成分，二是在此過程中采用不同的有機溶媒、不同的不同的有機溶媒、不同的pH值等，導致有效成分

3、的降低值等，導致有效成分的降低和微量元素的歧解，或絡(luò)合成別的物質(zhì)，和已形成的配和微量元素的歧解，或絡(luò)合成別的物質(zhì)，和已形成的配位化合物的解離。從而影響療效和產(chǎn)生副作用，由此出位化合物的解離。從而影響療效和產(chǎn)生副作用，由此出現(xiàn)越純化療效越差的現(xiàn)象，這是中藥有效成分研究的困現(xiàn)越純化療效越差的現(xiàn)象，這是中藥有效成分研究的困境。境。2.中藥配位學中藥配位學點擊添加標題 因此，有些學者認為：中藥有效成分可以是其中的因此，有些學者認為：中藥有效成分可以是其中的某種或某幾種有機成分，也可以是其中的微量元素，但更某種或某幾種有機成分，也可以是其中的微量元素，但更多可能是有機成分與微量元素組成的配位化物，天然藥

4、物多可能是有機成分與微量元素組成的配位化物，天然藥物以其中的有機物分子與微量元素間形成的配合物在動植物以其中的有機物分子與微量元素間形成的配合物在動植物及人體的生命活動中發(fā)揮作用。及人體的生命活動中發(fā)揮作用。依據(jù)中藥中的多數(shù)有機人分子化合物含有羥基、羰基、依據(jù)中藥中的多數(shù)有機人分子化合物含有羥基、羰基、羧基、氨基、巰基、雜環(huán)氮等配位基團可以作為配體，而羧基、氨基、巰基、雜環(huán)氮等配位基團可以作為配體，而無機金屬離子大多可作為中心離子與有機分子形成配合物，無機金屬離子大多可作為中心離子與有機分子形成配合物，有機成分、金屬離子及其形成的配合物之間的配位平衡可有機成分、金屬離子及其形成的配合物之間的配

5、位平衡可以使它們之間產(chǎn)生相互的協(xié)同、拮抗或產(chǎn)生新的生物學活以使它們之間產(chǎn)生相互的協(xié)同、拮抗或產(chǎn)生新的生物學活性的特性。性的特性。點擊添加標題中藥中藥配配位學說中的實驗研究方法學位學說中的實驗研究方法學 目前應(yīng)用于從復雜的中藥體系中分離出中藥配位化合目前應(yīng)用于從復雜的中藥體系中分離出中藥配位化合物的現(xiàn)代分離技術(shù)有：膜分離法、色譜法和電泳技術(shù)等，物的現(xiàn)代分離技術(shù)有：膜分離法、色譜法和電泳技術(shù)等，色譜法又分為高效液相色譜法、柱色譜法、薄層色譜、紙色譜法又分為高效液相色譜法、柱色譜法、薄層色譜、紙色譜和凝膠色譜等。光譜技術(shù)是用來分析表征配合物的主色譜和凝膠色譜等。光譜技術(shù)是用來分析表征配合物的主要方法

6、，用來研究天然藥物配合物的組成和結(jié)構(gòu)，進行定要方法，用來研究天然藥物配合物的組成和結(jié)構(gòu)，進行定性和定量分析，包括紫外，紅外，熒光，核磁共振譜，拉性和定量分析，包括紫外，紅外，熒光，核磁共振譜，拉曼光譜，曼光譜，x衍射等。衍射等。實例 張斌等合成了三(3一羥基黃酮)合A13+配合物并制得其單晶，x射線衍射結(jié)果表明其結(jié)構(gòu)屬于三方晶系，分子中每個3一羥基黃酮以其獨特的酮基和羥基同時與Al3+配位，3個配體中的6個配位氧原子形成扭曲的配位八面體結(jié)構(gòu)。張淑敏等制備了Fe3+與槲皮素(Qu)的配合物并探討了其配位機理，結(jié)果槲皮素與Fe3+生成的配合物在430nm處有最大吸收，配合物的組成為Fe3+Qu=1

7、：2。郭振楚等研究了氨基葡萄糖及羧甲基氨基葡萄糖分別與鐵()、鋅()、鈷()、銅(II)形成配合物的UV，IR和1H-NMR光譜特征。發(fā)現(xiàn)配合物發(fā)生了明顯紫移，在紅外光譜和 1 H-NMR譜均發(fā)生了改變。點擊添加文本點擊添加文本中藥藥理學及毒理學中的研究點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本中藥功效成分分離分析中的研究中藥配位學說在中藥領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀中藥配位學說在中藥領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀 中藥功效成活性改進中的研究（1 1）軟硬酸堿原理軟硬酸堿原理(SHAB)(SHAB)：無機元素作為軟酸傾向于：無機元素作為軟酸傾向于和軟堿形成強配合物。硬酸類型的金屬離子和軟堿形成強配合物。硬酸類型的金屬

8、離子(如如NaNa+，K K+等等)和硬堿和硬堿(Cl(Cl-，COCO，OHOH-，H H2 20 0等等)多數(shù)為生物體內(nèi)固有多數(shù)為生物體內(nèi)固有的，一般無毒。而軟酸的，一般無毒。而軟酸(如鉛，金，銻，鎘，汞等如鉛，金，銻，鎘，汞等)和和軟堿軟堿(CN(CN-，COCO，巰基等，巰基等)易于和體內(nèi)的生物配體形成配易于和體內(nèi)的生物配體形成配合物或和體內(nèi)的關(guān)鍵生物配體產(chǎn)生配位競爭，一般為合物或和體內(nèi)的關(guān)鍵生物配體產(chǎn)生配位競爭，一般為毒性物質(zhì)毒性物質(zhì)1.中藥配位學說在中藥藥理學及毒理學中的研究實例 當重金屬離子進入體內(nèi)后就占據(jù)或爭奪生物配體，占據(jù)人當重金屬離子進入體內(nèi)后就占據(jù)或爭奪生物配體，占據(jù)人體

9、必需金屬的結(jié)合部位或與關(guān)鍵性生物分子體必需金屬的結(jié)合部位或與關(guān)鍵性生物分子DNADNA結(jié)合，破壞結(jié)合，破壞體內(nèi)必需金屬平衡，引起關(guān)鍵性生物功能蛋白合成紊亂，體內(nèi)必需金屬平衡，引起關(guān)鍵性生物功能蛋白合成紊亂，造成機體功能出現(xiàn)異常而表現(xiàn)出中毒癥狀造成機體功能出現(xiàn)異常而表現(xiàn)出中毒癥狀 當無機元素進入體內(nèi)和病理產(chǎn)物或者異常細胞結(jié)合時，就當無機元素進入體內(nèi)和病理產(chǎn)物或者異常細胞結(jié)合時，就表現(xiàn)出療效。表現(xiàn)出療效。當有機小分子配體進入體內(nèi)后，與體內(nèi)的金屬酶和金屬蛋當有機小分子配體進入體內(nèi)后，與體內(nèi)的金屬酶和金屬蛋白爭奪金屬離子的配位位置，若與金屬的結(jié)合不可逆，將白爭奪金屬離子的配位位置，若與金屬的結(jié)合不可逆

10、，將導致金屬酶和金屬蛋白喪失生物功能，引起機體功能紊亂導致金屬酶和金屬蛋白喪失生物功能，引起機體功能紊亂產(chǎn)生毒效，若有機分子進入體內(nèi)與導致金屬蛋白或金屬酶產(chǎn)生毒效，若有機分子進入體內(nèi)與導致金屬蛋白或金屬酶喪失生物功能的金屬結(jié)合，就可以恢復蛋白或酶的活性，喪失生物功能的金屬結(jié)合，就可以恢復蛋白或酶的活性，產(chǎn)生療效或解毒作用。產(chǎn)生療效或解毒作用。（2）將藥物的生物效應(yīng)同配位反應(yīng)聯(lián)系起來可）將藥物的生物效應(yīng)同配位反應(yīng)聯(lián)系起來可以揭示部分中藥的作用機制以揭示部分中藥的作用機制 如鎘如鎘(II)(II)和汞和汞()()中毒時，銅中毒時，銅(11)(11)和汞和汞()()可以與可以與鋅鋅()()離子競爭酶

11、的活性部位從而改變酶的活性，或離子競爭酶的活性部位從而改變酶的活性，或與蛋白質(zhì)的含巰基部分結(jié)合，從而引起含鋅蛋白或巰與蛋白質(zhì)的含巰基部分結(jié)合，從而引起含鋅蛋白或巰基酶生物功能失調(diào)。基酶生物功能失調(diào)。CNCN-和和COCO中毒時，中毒時，CNCN-和和COCO與鐵卟啉與鐵卟啉中的鐵中的鐵()牢固結(jié)合并保持鐵牢固結(jié)合并保持鐵()()這一低氧化狀態(tài)而這一低氧化狀態(tài)而使含卟啉鐵使含卟啉鐵()()的蛋白或酶類喪失功能的蛋白或酶類喪失功能2.中藥配位學說在中藥功效成分活性改進中的研究 天然藥物中的雙甾體類、黃酮類、蒽醌類、三萜類、各種天然藥物中的雙甾體類、黃酮類、蒽醌類、三萜類、各種苷、生物堿、糖類及氨基

12、酸等有機分子在結(jié)構(gòu)上多數(shù)能滿苷、生物堿、糖類及氨基酸等有機分子在結(jié)構(gòu)上多數(shù)能滿足形成配合物的條件，可作為絡(luò)合物的配體和過渡金屬離足形成配合物的條件，可作為絡(luò)合物的配體和過渡金屬離子或某些金屬離子之間形成絡(luò)合物。中藥中的有機成分和子或某些金屬離子之間形成絡(luò)合物。中藥中的有機成分和金屬元素在不同的工藝條件、不同的存在劑型條件下發(fā)生金屬元素在不同的工藝條件、不同的存在劑型條件下發(fā)生的絡(luò)合作用類型、以及有機分子和無機元素的配比都有所的絡(luò)合作用類型、以及有機分子和無機元素的配比都有所改變，因此導致其藥效發(fā)生改變。改變，因此導致其藥效發(fā)生改變。實例 房喻等研究指出黃芩苷鋅或銅的配合物對氧自由基具有明房喻等

13、研究指出黃芩苷鋅或銅的配合物對氧自由基具有明顯的清除作用，并呈量效關(guān)系，且黃芩苷配合物對紅細胞顯的清除作用，并呈量效關(guān)系，且黃芩苷配合物對紅細胞膜的保護作用優(yōu)于黃芩苷本身。膜的保護作用優(yōu)于黃芩苷本身。蔣毅民等以銅和牛黃酸水楊醛席夫堿蔣毅民等以銅和牛黃酸水楊醛席夫堿(TSSB)(TSSB)為原料，合成為原料，合成了生物堿類配合物雙核銅配合物了生物堿類配合物雙核銅配合物Cu(TSSB)(HCu(TSSB)(H2 20)0)2 22H2H2 20 0，通過元素分析、紅外光譜、通過元素分析、紅外光譜、x x射線法對配合物結(jié)構(gòu)進行了射線法對配合物結(jié)構(gòu)進行了表征，并對配合物進行生物活性試驗，結(jié)果表征，并對

14、配合物進行生物活性試驗，結(jié)果2 2個銅原子配個銅原子配位數(shù)各為位數(shù)各為5 5，處于變形四方錐的配位環(huán)境中，其抗菌活性，處于變形四方錐的配位環(huán)境中，其抗菌活性與青霉素接近，腫瘤抑制率達與青霉素接近，腫瘤抑制率達63635 5。3.中藥配位學說在中藥功效成分分離分析中的研究 利用中藥中的某些活性成分和其他物質(zhì)形成配合物時的物利用中藥中的某些活性成分和其他物質(zhì)形成配合物時的物理化學變化能進行天然藥物的分離、鑒定和構(gòu)型推定。理化學變化能進行天然藥物的分離、鑒定和構(gòu)型推定。如利用酸性皂苷的水溶液加入硫酸銨、醋酸鉛或其他中性如利用酸性皂苷的水溶液加入硫酸銨、醋酸鉛或其他中性鹽類生成沉淀、中性皂苷的水溶液加

15、入堿、醋酸鉛或氫氧鹽類生成沉淀、中性皂苷的水溶液加入堿、醋酸鉛或氫氧化鋇等堿性鹽類生成沉淀的性質(zhì)進行皂苷的初步分離，利化鋇等堿性鹽類生成沉淀的性質(zhì)進行皂苷的初步分離，利用糖或多元醇與硼酸形成配合物使旋光度增大進行糖的分用糖或多元醇與硼酸形成配合物使旋光度增大進行糖的分析，利用結(jié)構(gòu)不同的蒽醌化合物與醋酸鎂形成不同顏色的析，利用結(jié)構(gòu)不同的蒽醌化合物與醋酸鎂形成不同顏色的配合物進行蒽醌的分析。配合物進行蒽醌的分析。實例 歐陽長庚等利用硝酸銀處理的硅膠色譜柱分離純化歐陽長庚等利用硝酸銀處理的硅膠色譜柱分離純化EPA(EPA(二二十二碳五烯酸十二碳五烯酸)、DHA(ZDHA(Z十二碳六烯酸十二碳六烯酸)

16、，月桂油中含雙，月桂油中含雙鍵的混合物，中藥半邊旗中抗癌有效成分，細辛醚鍵的混合物，中藥半邊旗中抗癌有效成分，細辛醚(反式反式)、p p細辛醚細辛醚(順式順式)和歐細辛醚和歐細辛醚(末端雙鍵末端雙鍵)混合物，取得滿混合物，取得滿意的分離純化效果。并用配位化學理論分析其原理，從中意的分離純化效果。并用配位化學理論分析其原理，從中找出指導分離純化結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)相近、普通色譜法難以找出指導分離純化結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)相近、普通色譜法難以分離的雙鍵化合物的規(guī)律：當無空間障礙時，雙鍵個數(shù)越分離的雙鍵化合物的規(guī)律：當無空間障礙時，雙鍵個數(shù)越多，多，AgN0AgN03 3和雙鍵化合物之間的絡(luò)合越牢，環(huán)外雙鍵比環(huán)和

17、雙鍵化合物之間的絡(luò)合越牢，環(huán)外雙鍵比環(huán)內(nèi)雙鍵絡(luò)合得牢，順式比反式絡(luò)合得牢，末端雙鍵比順式內(nèi)雙鍵絡(luò)合得牢，順式比反式絡(luò)合得牢，末端雙鍵比順式絡(luò)合得牢，多重苯環(huán)芳烴的配合物比單環(huán)芳烴絡(luò)合得牢。絡(luò)合得牢，多重苯環(huán)芳烴的配合物比單環(huán)芳烴絡(luò)合得牢。4中藥配位學說的研究展望中藥配位中的熱力學和動力學研究中藥中微量元素存在狀態(tài)與藥效及毒性關(guān)系的研究中藥配位中的熱力學和動力學研究 研究配合物的熱穩(wěn)定性，可得到配合物的熱力學和動力學研究配合物的熱穩(wěn)定性，可得到配合物的熱力學和動力學數(shù)據(jù)。中藥配合物的熱力學是中藥配位化學的重要組成部數(shù)據(jù)。中藥配合物的熱力學是中藥配位化學的重要組成部分，研究內(nèi)容包括配位反應(yīng)的自由能

18、變、焓變、熵變等反分，研究內(nèi)容包括配位反應(yīng)的自由能變、焓變、熵變等反應(yīng)配合物穩(wěn)定性以及配位過程中的能量變化的函數(shù)，用以應(yīng)配合物穩(wěn)定性以及配位過程中的能量變化的函數(shù)，用以指導判斷中藥進入體內(nèi)發(fā)生配位時機體可能發(fā)生的反應(yīng)，指導判斷中藥進入體內(nèi)發(fā)生配位時機體可能發(fā)生的反應(yīng)，檢測體征變化，便于將中醫(yī)中的體征癥狀和西醫(yī)中的病理檢測體征變化，便于將中醫(yī)中的體征癥狀和西醫(yī)中的病理生理結(jié)合。生理結(jié)合。中藥配位中的動力學研究內(nèi)容主要包括反應(yīng)物的濃度隨時中藥配位中的動力學研究內(nèi)容主要包括反應(yīng)物的濃度隨時間的變化情況，用于指導判斷藥物起效的快慢、對機體作間的變化情況，用于指導判斷藥物起效的快慢、對機體作用的激烈程度

19、以及如何創(chuàng)造有利條件使反應(yīng)朝著高療效低用的激烈程度以及如何創(chuàng)造有利條件使反應(yīng)朝著高療效低副作用的方向發(fā)展。副作用的方向發(fā)展。中藥配位學的熱力學和動力學研究標志著中藥研究已經(jīng)超中藥配位學的熱力學和動力學研究標志著中藥研究已經(jīng)超越了宏觀反應(yīng)的經(jīng)驗研究層面進入到微觀層次的實質(zhì)性研越了宏觀反應(yīng)的經(jīng)驗研究層面進入到微觀層次的實質(zhì)性研究，可起到指導研究中藥在體內(nèi)藥物代謝動力學和藥物效究，可起到指導研究中藥在體內(nèi)藥物代謝動力學和藥物效應(yīng)動力學的作用，從而促進中藥藥理學的現(xiàn)代化進程應(yīng)動力學的作用，從而促進中藥藥理學的現(xiàn)代化進程中藥中微量元素存在狀態(tài)與藥效及毒性關(guān)系的研究 根據(jù)中藥配位化學學說，凡能與生物配體爭

20、奪金屬配位位根據(jù)中藥配位化學學說，凡能與生物配體爭奪金屬配位位置的外源性物質(zhì)都具有生物學效應(yīng)。中藥單味飲片或復方置的外源性物質(zhì)都具有生物學效應(yīng)。中藥單味飲片或復方在煎煮或提取過程中，其有機成分和無機成分進入溶液，在煎煮或提取過程中，其有機成分和無機成分進入溶液，有強配位能力的有機成分能與微量元素形成配位絡(luò)合物或有強配位能力的有機成分能與微量元素形成配位絡(luò)合物或以疏水、交疊、靜電、包合等作用形成分子絡(luò)合物，改變以疏水、交疊、靜電、包合等作用形成分子絡(luò)合物，改變中藥原有成分的溶解度、熔點、親脂性、立體構(gòu)型、紫外中藥原有成分的溶解度、熔點、親脂性、立體構(gòu)型、紫外和紅外光譜等理化性質(zhì)，從而引起藥理活性

21、或者毒性作用和紅外光譜等理化性質(zhì)，從而引起藥理活性或者毒性作用的改變的改變 因此以研究中藥或天然藥物中重金屬的存在狀態(tài)因此以研究中藥或天然藥物中重金屬的存在狀態(tài)及其與有機成分的配合作用為基礎(chǔ)來研究中藥或及其與有機成分的配合作用為基礎(chǔ)來研究中藥或天然藥物中重金屬的生物活性和毒性，研究微量天然藥物中重金屬的生物活性和毒性，研究微量元素有毒狀態(tài)含量和毒性的關(guān)系，有利于指導制元素有毒狀態(tài)含量和毒性的關(guān)系，有利于指導制定科學的中成藥重金屬含量限定標準，開發(fā)高效定科學的中成藥重金屬含量限定標準，開發(fā)高效的微量元素補充劑和研究中藥功效成分的篩選和的微量元素補充劑和研究中藥功效成分的篩選和修飾修飾Thank you