天然药物化学第六章萜类化合物.ppt

本 章 内 容,一、萜类化合物的含义 二、结构分类 三、理化性质 四、提取分离 五、波谱法在结构鉴定中的应用,一、萜类化合物的含义,1970年统计已确定结构者约4000种 1982年统计超过一万种。 萜类化合物是天然物质中最多的一类化合物。 如：挥发油、树脂、橡胶以及胡萝卜素等 萜类成分中，有些具有生理活性，如：龙脑、山道年和川楝素（驱蛔）、穿心莲内酯（抗菌)、人参皂苷以及甘草酸等,一、萜类化合物的含义,menthol,santonin,myrcene,protopanaxadiol,一、萜类化合物的含义,上述这些化合物，进行氧化加热后都产生异戊二烯，即：C5H8,定义：凡由异戊二烯聚合衍生的化合物，其分子式符合(C5H8)n通式的。,本 章 内 容,一、萜类化合物的含义 二、结构分类 三、理化性质 四、提取分离 五、波谱法在结构鉴定中的应用,倍半萜 15 3 挥发油,单萜 10 2 挥发油,半萜 5 n=1 植物叶,二、萜类的结构分类,萜类化合物的分类及分布,二萜 20 4 树脂、苦味质、植物醇,二倍半萜 25 5 海绵、植物病菌,三萜 30 6 皂苷、树脂、植物乳汁,四萜 40 8 植物胡萝卜素,多聚萜 7.5103至3105 (C5H8)n 橡胶、硬橡胶,分 类 碳数 (C5H8)n 存 在,二、萜类的结构分类,（一）单萜（monoterpenoids) 1.链状单萜 较重要的化合物是一些含氧衍生物，如：萜醇、萜醛类。,二、结构分类 (一)单萜（monoterpenoids),2.环状单萜 是由焦磷酸香叶酯（GPP）的双键异构化生成焦磷酸橙花酯（neryl pyrophosphate,NPP），NPP再经双键转位脱去焦磷酸基，生成具薄荷烷骨架的阳碳离子后，进一步而成薄荷烷衍生物。,重要的环状单萜化合物：,重要的环状单萜化合物：,二、结构分类 (一)单萜（monoterpenoids),3.卓酚酮类（troponoides） 是一类变形的单萜，其碳架不符合异戊二烯定则。,二、结构分类,（二）环烯醚萜（iridoids）,属双环单萜。 蚁臭二醛（iridoidial）的缩醛衍生物。 含环戊烷结构单元，具环状单萜的特点。 是从臭蚁的防卫性分泌物中分离出来的物质，其生物合成途径不同于单萜，不是经由脱去GPP分子中焦磷酸基而直接产生闭环反应这一生源途径。生物合成途径如下：,二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）,环烯醚萜,二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）,二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）,化学性质 1.半缩醛-OH：使苷元不稳定，易分解，易聚合。故难得到结晶苷元。 2.呈色反应：,二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）,化学性质 3.双键性质：,如：车叶草苷四乙酸酯,二、结构分类,（三）倍半萜（sesquiterpenoids） 由3个异戊二烯单位构成，含15个碳原子。,分布在植物和微生物界，多以挥发油的形式存在。 是挥发油高沸程部分的主要组成成分。 数目和结构骨架类型萜类中最多的一类成分。 迄今结构骨架超过200余种，化合物数千种。 分类：无环倍半萜、环状倍半萜、薁类衍生物,二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）,1.无环倍半萜,二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）,2.环状倍半萜,二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）,2.环状倍半萜,二、结构分类,（四）二萜（diterpenoids） 由4个异戊二烯单位构成，含20个碳原子。,分两类：1.链状二萜 2.环状二萜 1.链状二萜,二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）,2.环状二萜,存在于植物中环状二萜类，较重要的有：,属双环二萜类化合物 具有抗炎作用 但水溶性不好，为增强穿心莲内酯水溶性，将其制备成衍生物：,二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）,2.环状二萜,紫杉醇（taxol）：又称红豆杉醇(属三环二萜类),1972年底美国FDA批准上市，临床用于治疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌疗效较好,二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）,2.环状二萜,解决紫杉醇（taxol）的资源问题（含量低）： 半合成：,为紫杉醇的前体物，是半合成品的母体。 在红豆杉的针叶和小枝中含0.1%。,二、结构分类,（五）二倍半萜（sesterterpenoids）,该类化合物数量少，约有6种类型30余种化合物。,本 章 内 容,一、萜类化合物的含义 二、结构分类 三、理化性质 四、提取分离 五、波谱法在结构鉴定中的应用,三、萜类化合物的理化性质,（一）物理性质,1.性状 （1）形态： 单萜、倍半萜多具有特殊香气的油状液体； 常温可挥发或低熔点的固体。 沸点 单萜 倍半萜 （分子量、双键的增加挥发性降低，熔点和沸点增高用分馏法进行分离。）,三、萜类化合物的理化性质,（一）物理性质,1.性状 （1）形态：,二萜和二倍半萜多为结晶性固体。 （2）味：多具苦味 （萜类又称苦味素） （3）旋光和折光性 多具有不对称碳原子，且多有异构体。,三、萜类化合物的理化性质（一）物理性质,2.溶解度,萜类亲脂性强易溶醇及脂溶性有机溶剂 难溶水 具内酯结构的萜类溶于碱水，酸化析出 （用于分离纯化） 萜类对高热、光和酸碱较为敏感，或氧化，或重排，引起结构改变。,三、萜类化合物的理化性质,（二）化学性质,1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排,1.加成反应 加成产物通常具有结晶性： 识别双键的存在及不饱和度 分离纯化,三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质,* 反应时间过长或温度过高，使双键发生加成，并形成不可逆的双键加成物。,三、萜类化合物的理化性质,（二）化学性质,1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排,2.氧化反应 用途测定分子中双键的位置； 萜类醛酮的合成。 常用的氧化剂有： 臭氧、铬酐（三氧化铬）、四醋酸铅、高锰酸钾、二氧化硒等。例：,三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质,臭氧的氧化反应：,三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质,1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排,3.脱氢反应 脱氢反应通常在惰性气体的保护下，用铂黑或钯做催化剂，将萜类成分与硫或硒共热（200300）而实现脱氢。,三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质,三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质,三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质,1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排,4.分子重排 萜类，特别是双环萜在发生加成、消除或亲核性取代反应时，常常发生碳架的改变，产生Wagner-Meerwein重排。 目前工业上由-蒎烯合成樟脑的过程，就是应用Wagner-Meerwein重排再氧化制得。,本 章 内 容,一、萜类化合物的含义 二、结构分类 三、理化性质 四、提取分离 五、波谱法在结构鉴定中的应用,四、萜类化合物的提取分离,（一）提取,单萜、倍半萜多为挥发油的组成成分，它们的提取分离方法将在挥发油中论述。 环烯醚萜多以单糖苷的形式存在，亲水性较强。 倍半萜内酯类成分易发生结构的重排。 二萜类成分易聚合而树脂化引起结构变化。 宜选用新鲜药材或迅速晾干的药材，尽可能避免 酸、碱的处理。,四、萜类化合物的提取分离,（二）分离,1.结晶法 2.柱层析法 吸附剂：硅胶、氧化铝（中性）等 3.利用特殊功能团 结构中常含有：内酯、双键、羰基等官能团。 可制成衍生物、碱溶酸沉等方法。,本 章 内 容,一、萜类化合物的含义 二、结构分类 三、理化性质 四、提取分离 五、波谱法在结构鉴定中的应用,五、波谱法在结构鉴定中的应用,（一）紫外光谱 具有共轭双键、羰基与双键构成共轭体系 紫外光区产生吸收。 一般最大吸收峰为： 共轭双烯max215270 、不饱和羰基max220250,五、波谱法在结构鉴定中的应用,（二）红外光谱,萜类多含有双键、共轭双键、甲基、偕二甲基、环外亚甲基、含氧官能团等。 如：偕二甲基在max1370cm-1 （吸收峰裂分，出现二条吸收带。） 内酯类max1700cm-11800cm-1 （强峰为羰基的特征吸收峰。）,五、波谱法在结构鉴定中的应用,（二）红外光谱,在饱和内酯环中，随着内酯环碳原子数的减少，环的张力增大，吸收波长向高波数移动： 六元环内酯羰基max1735cm-1 五元环 max1770cm-1 四元环 max1840cm-1,五、波谱法在结构鉴