馬國需，中國醫學科學院藥用植物研究所，新疆維吾爾自治區中藥民族藥研究所天然藥化中心副主任，主要從事藥用植物中活性物質的發現及構效關繫分析等，分別獲得了2016年度雲南西雙版納州科技進步獎一等獎和2016年度廣西省科學技術自然科學獎三等獎。作為課題負責人主持國家自然科學基金項目一項、中國醫學科學院創新基金項目一項，參與國家自然科學基金三項，國家藥典會藥品標準提高研究一項，發表學術論文59篇，申請國家專利七項。《中國藥師》雜志編委和《Natural Product Research》雜志的特約審稿人。

楊峻山  曾任中國醫學科學院中國協和醫科大學藥用植物研究所副所長。現兼任中國藥學會常務理事、中藥與天然藥物專業委員會主任；中國植物學會理事、藥用植物與植物藥專業委員會副主任；《中國藥學雜志》副主編。從事中藥與天然藥物、藥用植物資源的科研與教學40餘年。對百十種中藥與天然藥物的化學成分和有效成分有深入的研究，分離鋻定化合物800多個，其中新化合物近200個；人工合成了一些天然化合物，為創制新藥提供了多個先導化合物。代表性著作有：《中草藥現代研究》、《分析化學手冊》、《實用天然產物手冊》《天然有機化合物結構信息手冊》等。

上篇  基礎知識介紹

第1章  緒論 002

1.1  天然產物的研究發展歷史 002

1.1.1  天然產物歷史沿革 002

1.1.2  天然產物的結構來源 004

1.2  天然產物結構研究的重要性 008

1.3  天然產物結構解析的技術手段 010

1.4  天然產物結構研究中的步驟程序 014

1.4.1  化合物的純度測定 014

1.4.2  結構研究的主要步驟 014

1.4.3  官能團、結構片段或基本骨架的確定 016

參考文獻 017



第2章  天然產物結構研究方法與技術 021

2.1  化合物的顏色反應 021

2.1.1  糖及其苷類化合物 021

2.1.2  苯丙素類化合物 021

2.1.3  醌類化合物 022

2.1.4  黃酮類化合物 023

2.1.5  三萜類化合物 024

2.1.6  甾體及其苷類化合物 024

2.1.7  生物堿類化合物 025

2.2&nbs素分析和質譜確定分子式 026

2.2.1&nbs素分析法 026

2.2.2  質譜法 026

2.3  紫外、紅外光譜考察分子中的官能團 029

2.3.1  紫外光譜法 029

2.3.2  紅外光譜法 032

2.4  核磁共振譜相關知識 036

2.4.1  基本原理 036

2.4.2  核磁共振氫譜 039

2.4.3  核磁共振碳譜 049

2.4.4  二維核磁共振譜 053

2.5  旋光光譜和圓二色譜研究化合物的構型與構像 055

2.5.1  手性光譜的基本理論 056

2.5.2  圓二色譜的解析方法 057

2.6  X射線單晶衍射 058

2.6.1  晶體學基本理論 059

2.6.2  X射線衍射基礎知識 062



第3章  紫外、紅外、質譜實例解析應用介紹 065

3.1  紫外光譜的應用 065

3.1.1  定性分析 065

3.1.2  有機化合物的結構推測 066

3.1.3  定量分析 067

3.1.4  純度檢查 068

3.2  紅外光譜的應用 068

3.2.1  已知化合物的結構鋻定 068

3.2.2  立體構型的確定 069

3.2.3  未知結構的推測 071

3.2.4  樣品純度鋻定和分離指導 072

3.3  質譜在結構解析中的應用 073

3.3.1  質譜應用規律 073

3.3.2  實例解析 073

參考文獻 075





下篇  結構解析實例

第4章  木脂素類化合物結構解析 078

參考文獻 132



第5章  倍半萜類化合物結構解析 133

參考文獻 191



第6章  二萜類化合物結構解析 193

參考文獻 212



第7章  三萜類化合物結構解析 213

參考文獻 242



第8章  生物堿類化合物結構解析 243

參考文獻 263



第9章  酮類化合物結構解析 264

參考文獻 286



第10章  甾體類化合物結構解析 287

參考文獻 342



第11章  混源萜類化合物結構解析 343

參考文獻 394

天然產物是中藥或植物藥發揮藥效作用的物質基礎，也是發現創新藥物的重要源泉。隨著科學技術的進步，科學家們從自然界中獲得的天然產物日趨豐富，天然產物結構解析也越來越受到學者的重視。如何利用現代波譜技術鋻定出微量成分相應的結構，對於從事天然產物研究的人員來說變得尤為重要。為了與時俱進，使廣大從事天然有機化合物結構解析相關的學生和技術人員及時了解和掌握天然有機化合物結構解析的特點、方法及思路，解決學生、老師在學習實踐過程中遇到的種種問題，有必要編寫一本從結構解析基礎講起的參考書目。

本書首先概述了天然產物的研究發展歷程、來源及常用的天然有機化合物結構解析手段。然後通過實例參考，介紹了在早期核磁共振技術沒有全面普及時，用單一紫外吸收光譜、紅外吸收光譜和質譜技術進行結構鋻定的簡單事例。隨後重點介紹了常見天然有機化合物結構類型，如木脂素類、倍半萜類、二萜類、三萜類、生物堿類、酮類、甾體類和混源萜類的結構解析方法。對每種結構類型歸納了它的結構特點與碳譜數據規律，同時以3～9個結構解析實例為模板介紹了該類型化合物的結構鋻定方法，輔以波譜圖為參考，以供讀者查閱。

本書在編寫過程中力求突出：內容的全面性和經典性，囊括了基本所有常見的天然有機化合物類型；體例、格式的規範性和適用性，圖譜附在每個結構解析實例的後面，方便查閱；解析結構的新穎性和熱點性，增加了近年來重點關注的聚酮類和混源萜類結構類型。本書可以作為天然產物專業本科生學習天然有機化合物結構解析基本方法的課程教材，也可供相關專業研究生或技術人員作為提高天然有機化合物結構鋻定能力的專業書籍，從而啟迪智慧，開拓創新意識，促進該行業健康持續發展。

在本書的編寫過程中，得到了中國醫學科學院藥用植物研究所領導和化學工業出版社的大力支持，在此表示感謝。由於本書涉及學科領域較多，加之作者水平有限，書中可能存在一些不妥之處，敬請廣大讀者指正，以便不斷修訂完善。



編著者     

2021年8月