植物化学与植物化学成分

植物化学是生药学的一个分支，研究植物的化学成分——它们是如何生物合成的，如何分离和鉴定，以及其中哪些具有与医学相关的生物活性。它将植物代谢产物的自然多样性与药物发现和药物质量控制工作联系起来。

Definition

植物化学是对植物产生的化合物进行的系统化学研究，包括它们的生物合成来源、分离、结构表征以及使某些类别具有重要药理学意义的构效关系。

Scope

本领域旨在向读者介绍植物源化合物的化学：初级代谢和次级代谢的区别，次级代谢产物的主要结构类别（生物碱、酚类、萜类和糖苷），以及提取、分离和结构解析的原理。它将这些作为天然产物生药学的基础参考知识，而非临床处方指南。

Sub-topics

• 生物碱
• 糖苷和多糖
• 酚类化合物
• 次生代谢产物
• 萜类化合物和萜烯

Core questions

• 植物次生代谢产物有哪些结构类别，它们在生物合成上如何关联？
• 植物成分如何提取、分离和确定其结构？
• 植物代谢产物如何促进药物发现和草药标准化？

Key concepts

• 初级代谢与次级代谢
• 生物合成途径（莽草酸、甲羟戊酸/MEP、聚酮、氨基酸衍生物）
• 提取和分馏
• 色谱分离
• 光谱结构解析
• 构效关系
• 化学分类学
• 标准化和标志性化合物

Mechanisms

植物化学基于少数生物合成途径，这些途径产生了巨大的结构多样性。莽草酸途径为酚类和许多生物碱提供芳香族前体；甲羟戊酸和甲基赤藓糖醇磷酸途径为萜类提供异戊二烯单元；氨基酸是大多数生物碱骨架的种子；糖与糖苷配基结合形成糖苷。实际工作流程包括从提取和溶剂分配，通过色谱分离，到光谱法结构解析，通常在生物测定的指导下进行，以便将活性追踪到明确的分子。

Clinical relevance

相当一部分药物来源于植物或受植物启发，因此植物化学知识是药物发现和草药产品质量控制的基础。作为一个参考领域，它解释了植物源药物的来源以及其活性成分的特征；它是描述性背景知识，而非个体诊断、剂量或治疗决策的依据。

Evidence & guidelines

这里的证据基础是实验室和化学方面的，而非临床方面的：它包括分离报告、生物合成研究和分析方法文献，以及规范植物材料的药典专论。关于天然产物作为药物来源的综述记录了植物化学对药典的长期贡献。

History

植物化学起源于19世纪早期对吗啡和奎宁等纯植物有效成分的分离，这表明是明确的分子而非粗制药物具有活性。在20世纪，色谱法和光谱法将该领域从费力的结晶转变为系统的结构解析，生物合成研究阐明了主要代谢产物类别是如何产生的。

Seminal works

• newman-2007
• dewick-2009
• harborne-1998

Frequently asked questions

植物化学与生药学有何不同？

生药学是更广泛的天然来源药物研究；植物化学是其化学核心，专门专注于分离和表征植物的分子成分。

为什么植物化合物种类如此繁多？

有限的生物合成途径通过多样的酶和化学修饰得到阐述，因此少数前体流产生了数千种独特的生物碱、酚类、萜类和糖苷。