中药化学：7-萜类和挥发油.ppt

第七章第七章萜类和挥发油萜类和挥发油（TerpenoidsandVolatileOils）(一)萜类的含义 一、概述 由甲戊二羟酸衍生而成，基本碳架多具有2个或2个以上异戊二烯单位（C5单位）结构特征的化合物 萜类化合物通式：（C5H8）n异戊二烯甲戊二羟酸第一节 萜类 甲戊二羟酸（MVA）是萜类化合物生源途径中的前体异戊二烯单位的多少进行分类（二）萜类的分类 萜类化合物的分类和存在形式(三) 萜类化合物的生物合成途径l 1887年提出，认为自然界存在的萜类化合物都是由异戊二烯衍变而来，是异戊二烯的聚合体或衍生物认为萜类的碳架是由异戊二烯单位以头-尾或非头-尾顺序相连而成，并以是否符合异戊二烯法则作为判断萜类物质的一个重要原则1. 经验异戊二烯法则 尾 头 head-to-tailheadtailtailtailheadheadhead-to-tailhead-to-tailtail-to-tailtail-to-tailhead-to-headhead-to-headl后来发现有许多萜类化合物的碳架结构无法用异戊二烯的基本单元来划分；l 当时在植物的代谢过程中也很难找到异戊二烯的存在。

樟脑13碳13碳10碳 .生源异戊二烯法则 l证实了萜类化合物是经甲戊二羟酸途径衍生的一类化合物甲戊二羟酸（活性异戊二烯）是形成萜的真正前体l 有些萜类化合物的基本碳架不符合异戊二烯法则或其基本碳架的碳原子数不是5的倍数，则是因为其在生物合成过程中产生异构化或产生脱羧降解反应所致 但经验的异戊二烯法则对认识萜类及进行萜的分类仍具有重要意义四）萜类化合物的分布l 存在最多的是在种子植物和被子植物中l单萜：唇形科、伞形科、樟科及松科存在l倍半萜：木兰目、芸香目、山茱萸目及菊目中分布较集中，种类数量最多l二萜：五加科、马兜铃科、菊科、橄榄科、杜鹃花科、大戟科、豆科、唇形科和茜草科l二倍半萜：羊齿植物、菌类、地衣类、海洋生物及昆虫的分泌物中，数量不多l 萜类化合物经常与树脂、树胶并生，与生物碱相排斥五）萜类化合物的生物活性 2消化系统作用 许多萜类具有保肝降酶、利胆健胃、抗胃溃疡等作用如齐墩果酸，甘草次酸以及环烯醚萜等1循环系统作用 不少萜类具有较好的抗血小板聚集、扩张心脑血管、增加其血流量以及调整心率、降压、降脂等作用如芍药苷（防治老年性痴呆）、银杏内酯等3呼吸系统作用 如穿心莲内酯等有一定抗上呼吸道感染作用，辣薄荷酮（胡椒酮）等有平喘、祛痰、镇咳活性。

4抗病原微生物作用 臭蚁内酯有抑菌活性，穿心莲内酯对钩端螺旋体病有一定疗效，鸡蛋花苷具有抗结核杆菌活性5神经系统作用 萜类对神经系统有镇静、镇痛、局麻、兴奋中枢、治疗神经分裂症等作用如缬草环氧三酯、高乌头碱及龙脑等6抗肿瘤作用 主要为二萜，如紫杉醇对乳腺癌、卵巢癌和肺癌具有良好的疗效9甜味剂 如甜菊苷等，其甜味为蔗糖的300倍，罗汉果甜素V的0.02水溶液比蔗糖甜约250倍，可作调味剂7抗生育作用 如16-羟基雷公藤内酯醇及棉酚有雄性抗生育活性，芫花酯甲、乙具引产作用8杀虫驱虫作用 如青蒿素及鹰爪甲素分别有很强的抗疟疾活性川楝素具有杀血吸虫作用二、单萜1单萜基本碳架： 由10个碳原子，即2个异戊二烯单位构成 单萜：多数具有较强的香气，是挥发油的组成成分和生物活性物质，是医药、食品及化妆品工业的重要原料一）概述 单萜苷：不具有挥发性，不能随水蒸气蒸馏出来2分类： 按环数分：可分为无环、单环、双环及三环等结构种类其中以单环和双环型两种结构类型所包含的单萜化合物最多构成的碳环多为六元环，也有五元环、四元环和七元环链状（无环）单萜月桂烯、香叶醇、柠檬醛单环单萜薄荷醇、桉油精、斑蟊素、驱蛔素双环单萜龙脑、樟脑、芍药苷（单萜苷）特殊单萜衍生物环烯醚萜、卓酚酮1无环单萜（acyclicmonoterpenoids）（1）常见的二种类型（二）常见单萜结构类型和重要的化合物 月桂烷型艾蒿烷型 （2）代表化合物香叶醇（牻牛儿醇）l香叶醇（牻牛儿醇）：玫瑰油、香叶天竺葵油等挥发油中均含有此成分，是玫瑰系香料必含的成分。

玫瑰花中含有香叶醇葡萄糖苷，此苷可缓慢水解，使花的芳香保持久长l橙花醇（香橙醇）：也是玫瑰系香料必含的成分，是香叶醇的几何异构体，是香料工业不可缺少的原料月桂烷型橙花醇l柠檬醛 (枸橼醛)：一对顺反异构体，反式的称为型，顺式的称为型它们通常混合共存，但以反式柠檬醛为主柠檬醛（牻牛儿醛）香橙醛（型）（香叶醛） （型）月桂烷型艾蒿烷型 蒿酮 蒿酮：存在于黄花蒿挥发油中 结构虽由二个异戊二烯单位组成，但不是头-尾或尾-尾相联缩合而成，而是一种不规则的单萜2单环单萜（1）常见的三种类型环香叶烷型对-薄荷烷型 卓酚酮型（2）重要的化合物 薄荷醇：左旋体称薄荷脑是薄荷油中的主要组成部分薄荷醇具有弱的镇痛、止痒和局麻作用，亦有防腐、杀菌和清凉作用对-薄荷烷型薄荷脑125 胡椒酮：称辣薄荷酮，洋薄荷酮存在于芸香草（含量可达35以上）等多种中药的挥发油中，有松弛平滑肌作用，是治疗支气管哮喘的有效成分对-薄荷烷型胡椒酮芸香草 本品遇盐酸、氢溴酸、磷酸及甲苯酚等可形成结晶性加成物，加碱处理又分解出桉油精 桉油精：是桉叶挥发油中的主成分（约占70%），桉油低沸点馏分（白油）中可达30%有似樟脑的香气，用作防腐杀菌剂。

紫罗兰酮Ionone存在于千屈菜科指甲花挥发油中，工业上由柠檬醛与丙酮缩合制备，缩合产物环合后得到-紫罗蓝酮（-ionone）及-紫罗蓝酮（-ionone）的混合物紫罗蓝酮可作为合成维生素A的原料紫罗蓝酮具有馥郁的香气，用于配制高级香料利用两者的亚硫酸氢钠加成物的性质不同而分离l 即-体的加成物在水蒸气蒸馏时被分解而馏出，留下的是-体加成物，可用碱处理再生成-体；l 或者将亚硫酸氢钠加成物溶液以食盐饱和，使-体加成物沉淀而与-体加成物分离，分别再生得-和-紫罗兰酮紫罗兰酮和-紫罗兰酮分离 斑蝥素Antharidin存在于斑蝥,芫青干燥虫体中（约含2%），可作为皮肤发赤、发泡或生毛剂用斑蝥素制备成的N-羟基斑蝥胺试用于肝癌，有一定疗效斑蝥素N-羟基斑蝥胺（3）卓酚酮型化合物的性质l 是一类变形的单萜，它们的碳架不符合异戊二烯法则l 结构中都有一个七元芳环，一个酮基和一个酚羟基 l 多具有抗菌活性，但同时多有毒性 10个碳l 具有芳香化合物性质-非苯芳烃l 由于酚羟基其邻位的强吸电子基团（羰基）的存在而使分子显示较强的酸性，其酸性介于酚类和羧酸之间酸性强弱：酚 卓酚酮 倍半萜 二萜 熔沸点 单萜和倍半萜随分子量和双键的增加，功能基的增多，熔点和沸点相应增高。

熔点和沸点：倍半萜 单萜l 味但有的萜类化合物具有强的甜味如二萜多糖苷甜菊苷A的甜味是蔗糖的300倍 萜类化合物多具有苦味，有的味极苦，苦味素实际多是萜类化合物l 旋光性和折光性 大多数萜类具有不对称碳原子，具有光学活性 低分子萜类具有较高的折光率 难溶于水，溶于甲醇、乙醇，易溶于乙醚、氯仿、乙酸乙酯、苯等亲脂性有机溶剂l 溶解度游离的萜类化合物 具羧基、酚羟基及内酯结构的萜还可分别溶于碳酸氢钠或氢氧化钠水液，加酸使之游离或环合后，又可自水中析出或转溶于亲脂性有机溶剂l 溶解度萜苷类化合物 随分子中糖数目的增加，水溶性增强，脂溶性降低，一般能溶于热水，易溶于甲醇及乙醇，不溶或难溶于亲脂性有机溶剂注意：环烯醚萜及其苷两类成分均能溶于水、甲醇、乙醇、正丁醇，难溶于氯仿、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂 萜类化合物对热、光、酸及碱较敏感，长时间接触，常会引起其氧化、重排及聚合反应，导致结构变化 l 稳定性（二）化学性质1、加成反应2、重排反应 1.加成反应（1）双键加成反应 与卤化氢反应氯化氢及溴化氢等卤化氢类试剂在冰乙酸为溶剂冰水中析出沉淀不饱和萜的氢卤化物与苯胺或N,N二乙基苯胺等进行分解反应又可复原成原不饱和萜。

分离提纯 与溴加成反应： 在冰冷却下，在冰醋酸或乙醚乙醇的混合溶液中与溴发生加成反应，可析出结晶性加成物 冰醋酸或乙醚乙醇结晶性加成物 亚硝酰氯反应 亚硝酰氯（Tilden试剂）能与很多不饱和萜的双键加成，生成亚硝基氯化物 亚硝酰氯的生成：具有一定的晶形和物理常数，鉴定蓝色绿色结晶，分离和鉴定六氢吡啶亚硝酰氯与苯胺或N,N二乙基苯胺等进行分解反应又可复原成原不饱和萜进一步与伯胺或仲胺缩合 顺丁烯二酸酐（Diels-Alder）加成反应：带有共轭双键的萜类化合物能与顺丁烯二酸酐产生Diels-Alder加成反应，生成结晶形加成产物，可借以初步证明共轭双键的存在结晶形加成产物注意： 有些具二个非共轭双键的萜类也可与顺丁烯二酸酐成加，是因为其双键移位至共轭所至，故用此反应判定共轭双键结构时，应结合紫外光谱等其它数据综合分析 （2）羰基加成反应 亚硫酸氢钠加成 具羰基的萜类化合物可与亚硫酸氢钠加成，生成结晶性的加成物而与非醛酮类的萜鉴别； 其加成物用酸或碱（多用草酸、硫酸或碳酸钠）处理，可分解复原成原萜醛或萜酮，与非醛酮类的萜的分离方法之一 -羟基磺酸钠（二个双键加成物不可逆）过量的NaHSO3长时间接触，温度过高（不可逆加成物结构未完全确定）注意：对含有双键的萜类化合物，要注意接触时间和反应温度 与吉拉德试剂加成：吉拉德(Girard)试剂是一类带有季铵基团的酰肼，常用的GirardT和GirardP,它们的结构式为：吉拉德试剂 T 吉拉德试剂 P 将吉拉德试剂的乙醇溶液加入含羰基的萜类化合物中，再加入10% 醋酸促进反应，加热回流。

反应完毕后加水稀释，分取水层，加酸酸化，再用乙醚萃取，蒸去乙醚后复得原羰基化合物含醛基和酮基的萜的分离方法之二 与硝基苯肼加成：含羰基的萜类化合物可与对硝基苯肼或2, 4-二硝基苯肼在磷酸中发生加成缩合反应，生成对硝基苯腙或2, 4-二硝基苯腙加成物2,4-二硝基苯腙（黄色油状物或沉淀）可用于含羰基的萜类化合物鉴别2.分子重排反应 在萜类化合物中，特别是双环萜在发生加成、消除或亲核取代反应时，常常发生碳架的改变，产生重排 目前工业上由-蒎烯合成樟脑的过程，就是应用萜类化合物的重排反应，再氧化制得2、不同脂溶性的萜类提取物： 可用甲醇或乙醇提取、浓缩后，浓缩液用不同极性的有机溶剂按极性由小变大的次序依次萃取的方法七、萜类化合物的提取分离一、萜类的提取1、挥发性的萜类化合物的提取：采用提挥发油的方法用甲醇或乙醇为溶剂进行提取,也可用水、稀丙酮及乙酸乙酯；提取液经减压浓缩后加水溶解，滤去水不溶性杂质，用乙醚、氯仿或石油醚萃取去除脂溶性杂质；水溶性杂质用下列方法去除：（1）用正丁醇萃取，减压回收正丁醇后即得粗总苷3、苷类化合物的提取：药材粗粉提取液甲醇或乙醇提取减压浓缩，回收溶剂浓缩液加适量水，滤除水不溶性杂质；分别用石油醚(或乙醚)、水饱和正丁醇萃取石油醚(或乙醚)层(亲脂性物质/杂质)正丁醇层水层(水溶性物质/杂质)总苷减压蒸干（2）吸附法 活性碳吸附法： 苷类的水提取液用活性碳吸附，经水洗除去水溶性杂质后，再选用适当的有机溶剂如稀醇，醇依次洗脱，回收溶剂，可以得到纯品，如桃叶珊瑚苷的分离。

4-去甲环烯醚萜苷车前草拌入碳酸钙粉，热水提取水提液活性炭吸附，过滤滤液活性炭先水洗，除去水溶性杂质再用50乙醇洗乙醇液减压浓缩桃叶珊瑚苷4-去甲环烯醚萜苷 大孔树脂吸附法： 将含苷的水溶液通过大孔树脂吸附，同样用水、稀醇、醇依次洗脱，然后再分别处理，也可得纯的苷类化合物如甜叶菊苷的提取与分离甜菊干叶热水提取水提液氢氧化钙（OH-）上清液D101大孔树脂，碱洗后用水洗，95乙醇洗脱乙醇洗脱液脱色，甲醇重结晶甜叶菊苷（四环二萜）甜菊苷（1）则要避免接触酸（2）应按提取苷类成分的常用方法先破坏酶的活性注意：3、碱提酸沉法 萜内酯注意：但当用酸、碱处理时，可能引起构型的改变对对酸碱易引起结结构发发生不可逆变变化的萜萜内酯酯，不可用碱溶酸沉法纯纯化 利用内酯化合物。