天然产物是指从动植物及微生物中分离得到的二次代谢产物,由于其具有特殊生理或药理活性而被广泛应用于食品、化妆品、药品等领域。在过去的三十多年中,美国食品药品监督管理局批准的小分子新药中,天然产物及其衍生物占比超过50%。由于天然产物普遍具有化学稳定性差、溶解度低等诸多问题,天然产物的进一步开发与应用受到了一定限制。慢性呼吸系统疾病是一个日益严重的公共卫生问题,严重威胁人类的健康。在此背景下,针对呼吸系统疾病的药物研发势在必行,而药理活性广泛且副作用小的天然产物在呼吸系统疾病治疗方面倍受青睐。岩白菜素（Bergenin,BGN）、茶碱（Theophylline,THP）均是《中国药典》2020版收录的具有肺部疾病治疗作用的药物,同时也是相关研究较为活跃的天然产物。但是长期以来两种天然产物均存在多种固体存在形式且以一水合物为稳定晶型,而其无水物稳定性差易在高湿度环境下发生转晶从而引发临床用药安全问题。此外,在临床使用中,茶碱易引发中枢刺激、心律失常等副作用,这限制了茶碱的临床应用。基于此,本研究以上述两种天然产物为模型,通过形成共晶来改善其稳定性及理化性质。并基于实验数据与理论计算探讨两种天然产物固体化学存在形式与性质之间的关系,为天然产物在肺炎治疗药物的开发方面提供新支撑与新思路。针对岩白菜素和茶碱存在的问题,首先基于晶体工程学方法深入研究并细致探讨了其可能的固体化学存在形式及其稳定性;其次基于超分子化学原理,设计合成新共晶体系并开展性质研究。1.（1）岩白菜素-对氨基苯甲酰胺和岩白菜素-异烟酰胺共晶显著提升了 BGN的溶解度,特别是岩白菜素-对氨基苯甲酰胺共晶,其在水和不同pH值（1.2-6.8）缓冲溶液中的溶解度约为BGN的9.5～32.7倍。（2）基于溶度积（Ksp）和络合常数（K11）理论绘制了 BGN共晶在乙醇、异丙醇和乙酸乙酯三种溶剂中的溶解度相图,结果表明BGN共晶在溶剂中存在复杂的溶解动态平衡反应,论文所建立的数学模型可有效预测BGN共晶溶解度。（3）密度泛函理论计算结果显示,相比于BGN一水合物,岩白菜素-对氨基苯甲酰胺共晶与水的主要作用晶面亲水基团数量占优势,并且该共晶在热力学上相对稳定。（4）吸湿性实验结果表明与BGN无水合物相比,BGN共晶在高湿环境（RH=80%）下能保持更高的物相稳定性。2.（1）茶碱无水物和一水合物一直存在显著的机械性质差异,通过研究发现其根本原因在于其单晶体的弹、塑性变化。茶碱无水物单晶体表现出良好的塑性,而一水合物则为弹性晶体。（2）实验数据和理论计算揭示了两者具有塑、弹性差异主要是分子间滑移面的不同和π…π堆积作用。（3）研究发现茶碱-阿魏酸（Ferulic acid,FA）共晶的两种共晶多晶型,并且THP-FA共晶的吸湿稳定性优于THP和FA。综上所述,在超分子化学理论和绿色化学理念的指导下,本论文对具有肺部疾病治疗作用的两种天然产物岩白菜素和茶碱的固体化学存在形式及其性质开展了深入的研究,发现新共晶体系具有更好的理化性质并充分探讨了其性质与晶体结构之间的关系。论文工作为天然产物的进一步开发和性能调控提供理论依据和实验数据支持。