如环烯醚萜苷类成分.ppt

天然药物化学 萜类和挥发油terpenoidsandvolatileoils 第六章 第六章萜类和挥发油第一节概述 一 萜的含义和分类 1 含义 凡是由甲戊二羟酸 Mevalonicacid MVA 衍生 且分子式符合 C5H8 n通式的衍生物均称为萜类化合物 2 特点 1 化学结构大多具有异戊二烯结构片断 其骨架以5个碳为基本单位 2 绝大多数萜类化合物为含氧衍生物 3 有的萜类化合物以苷的形式存在 如环烯醚萜苷类成分 有的萜类化合物分子中含有氮原子 称为萜类生物碱 如乌头碱 异戊二烯 甲戊二羟酸 第六章萜类和挥发油第一节概述 一 萜的含义和分类 3 分类 1 按照异戊二烯的数目进行分类 第六章萜类和挥发油第一节概述 一 萜的含义和分类 3 分类 2 同时根据各萜类分子结构中碳环的有无和数目的多少 进一步分为 不含环 含一个环 单环萜含二个环 双环萜含三个环 三环萜含四个环 四环萜 含环 链状萜 4 分布 是各类天然物质中最多的一类成分 据不完全统计萜类化合物超过了22000多种 第六章萜类和挥发油第一节概述 一 萜的含义和分类 第六章萜类和挥发油第一节概述 5 生物活性 萜类化合物具有广泛的生物活性 如 抗炎 抗菌 穿心莲内酯 二萜 抗恶性疟疾 青蒿素 倍半萜 抗癌 乳腺癌 肺癌 紫杉醇 二萜 提高机体免疫力 人参皂苷 三萜 抑制血小板凝集 扩张冠状动脉 增强免疫功能 如芍药苷 促进肝细胞再生活性 如齐墩果酸 降血脂 降血清总胆固醇活性 如泽泻萜醇A alisolA 抗菌消炎活性 如雪胆甲素 cucubitacinIIa 雪胆乙素 cucubitacin IIb 第六章萜类和挥发油第一节概述 二 萜类的生源学说 萜类化合物的生源主要有如下两种观点 1 经验的异戊二烯法则2 生源的异戊二烯法则 一 经验的异戊二烯法则 1887年Wallach提出 自然界存在的萜类化合物是由异戊二烯衍生而成的首尾相连的聚合体及其衍生物 并以是否符合异戊二烯法则作为判断是否为萜类化合物的一个重要原则 第六章萜类和挥发油第一节概述 二 萜类的生源学说 一 经验的异戊二烯法则 局限性 2 某些萜类化合物的碳架不符合异戊二烯基本单元 如 苍耳醇 xanthanol 扁柏酚 hinokitiol 土青木香酮 aristolone 艾里木芬酮 eremophilone 等等 1 天然界中不存在游离的异戊二烯 第六章萜类和挥发油第一节概述 二 生源的异戊二烯法则 德国学者Ruzicka于1938年提出了生源异戊二烯法则 萜类化合物是由甲戊二羟酸 MVA 衍生途径衍生而来 二 萜类的生源学说 少数萜类结构不符合异戊二烯法则 是因为在转变过程中产生异构化或发生降解反应的结果 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 一 单萜 monoterpenoids 1 单萜类是由2个异戊二烯单位构成 含10个碳原子的化合物及其衍生物 典型单萜的分子式为 C5H8 2 2 分布广泛分布于高等植物的腺体 油室和树脂道等分泌组织中 是植物挥发油的主要组成成分 在昆虫激素及海洋生物中也有存在 常见科 唇形科 伞形科 松科 菊科 樟科 芸香科 龙脑科等 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 一 单萜 monoterpenoids 3 分类 根据结构中碳环的有无及数目分类 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 一 单萜 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 一 单萜 monoterpenoids 一 链状单萜 代表化合物 香叶醇 geraniol 橙花醇 nerol 香茅醇 citronellol 以上三种萜醇都是玫瑰香系香料 是很重要的香料化工原料 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 一 单萜 monoterpenoids 二 环状单萜 代表化合物 薄荷醇 menthol 是薄荷和欧薄荷等挥发油中主要的组成成分 其左旋体 L menthol 习称 薄荷脑 对皮肤和粘膜有清凉和弱的麻醉作用 用于镇痛 止痒 亦有防腐 杀菌作用 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 一 单萜 monoterpenoids 二 环状单萜 龙脑 borneol 俗称 冰片 又称樟醇 具有发汗 兴奋 镇静 驱虫等作用 还具有显著的抗缺氧功能 用于治疗冠心病和心绞痛 l 龙脑 d 龙脑 樟脑 camphor 具有局部刺激和防腐作用 芍药苷 paeoniflorin 是从芍药Paeoniaalbiflora根中得到的单萜类苦味苷 对小鼠显示有镇静 镇痛及抗炎等药理作用 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 一 单萜 monoterpenoids 二 环状单萜 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 一 单萜 monoterpenoids 三 卓酚酮 卓酚酮类化合物是一类变形的单萜 它们的碳架不符合异戊二烯定则 该类化合物多具有抗菌活性 但同时多有毒性 其基本结构骨架都有一个七元环和一个异丙基的结构 较简单的卓酚酮类化合物是一些真菌的代谢产物 在柏科的心材中也含有 例如 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 四 环烯醚萜 iridoids 环烯醚萜是含有环戊烷结构单元的环状单萜衍生物 是单萜类化合物中的结构特殊的化合物 是蚁臭二醛 iridodial 的缩醛衍生物 蚁臭二醛 环烯醚萜 一 单萜 monoterpenoids 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 二 环烯醚萜 iridoids 分布 环烯醚萜及其苷类在植物界分别较广泛 常见于双子叶植物 常见科 唇形科 茜草科 龙胆科常见中药 地黄 玄参 栀子据不完全统计 已从植物中分离并鉴定结构的环烯醚萜类化合物超过800种 其中大多为苷类 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 二 环烯醚萜 iridoids 理化性质 1 白色结晶或粉末 旋光 味苦2 易溶水 甲醇 可溶乙醇 丙酮3 半缩醛结构 易聚合 不易得苷元酸 碱 氨基酸 变色与皮肤接触 蓝色 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 二 环烯醚萜 iridoids 代表化合物 1 环烯醚萜苷类 栀子苷Gardenoside清热 泻火 常用中药地黄 玄参 栀子 龙胆 车前子 山茱萸 马钱子 肉苁蓉等都含有环烯醚萜类成分 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 二 环烯醚萜 iridoids 2 4 去甲环烯醚萜苷类 梓醇 梓醇苷 Catapol中药地黄中降血糖的主要有效成分 并有很好的利尿作用 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 二 环烯醚萜 iridoids 代表化合物 3 裂环环烯醚萜苷类 龙胆苦苷gentiopicroside 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 三 倍半萜 sesquiterpenoids 1 含义 是由3个异戊二烯单位构成 含15个碳原子的化合物类群 2 分布 主要分布在植物界和微生物界 海洋低等动物 海藻 软体动物等 昆虫中也有发现 多以挥发油的形式存在 在植物中多以醇 酮 内酯或苷的形式存在 亦有以生物碱形式存在 一 概述 三 倍半萜 sesquiterpenoids 二 无环倍半萜 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 三 倍半萜 sesquiterpenoids 二 环状倍半萜 青蒿素 qinghaosu artemisinin 是倍半萜过氧化物 是从中药青蒿 黄花蒿ArtemisiaannuaL 中分离到的抗恶性疟疾的有效成分 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 三 倍半萜 sesquiterpenoids 二 环状倍半萜 鹰爪甲素 yingzhaosu 是从草药鹰爪根中分离出的具有过氧基团的倍半萜化合物 对鼠疟原虫的生长有强的抑制作用 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 三 倍半萜 sesquiterpenoids 三 薁类 azulenoids 薁类是由五元环与七元环骈和而成的一种非苯环芳烃化合物 分子结构中具有高度的共轭体系 多具有抑菌 抗肿瘤 杀虫等生物活性 性质 1 极性小 溶于乙醚 石油醚 乙醇等有机溶剂 不溶于水 溶于强酸 故可用60 65 H2SO4orH3PO4提取薁类 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 2 薁类可与苦味酸或三硝基苯形成具有敏锐熔点的 络合物 可供鉴别使用 亦可在可见光 360 700nm 吸收光谱中观察到强吸收峰 三 倍半萜 sesquiterpenoids 三 薁类 azulenoids 性质 3 沸点高 250 300 挥发油分馏时可见美丽的蓝 紫 绿色现象时 示有薁类存在 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 三 倍半萜 sesquiterpenoids 三 薁类 azulenoids 性质 4 Sabety反应 可与溴 氯仿溶液产生蓝色或绿色5 可与Ehrlich试剂 对 二甲氨基苯甲醛 浓硫酸 反应产生紫色 红色 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 三 倍半萜 sesquiterpenoids 三 薁类 azulenoids 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 四 二萜 diterpenoids 1 含义 二萜类 diterpenoids 是由4个异戊二烯单位构成 含20个碳原子的化合物类群 一 概述 它们的结构显示多样性 但生源上的前体均为焦磷酸香叶基香叶酯 GGPP 几乎都呈环状结构 2 分布 二萜广泛分布于植物界 植物分泌的乳汁 树脂等均以二萜类衍生物为主 尤以松柏科植物最为普遍 除植物外 菌类代谢产物中也发现有二萜 从海洋生物中也有为数较多的二萜衍生物 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 四 二萜 diterpenoids 一 概述 3 生理活性 许多二萜的含氧衍生物具有多方面的生物活性 如 紫杉醇 抗癌 乳腺癌 肺癌 穿心莲内酯 抗炎 抗菌 治疗急性菌痢 感冒发热雷公藤内酯 抗炎 免疫抑制甜菊苷等都具有较强的生物活性 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 四 二萜 diterpenoids 二 分类及代表化合物 1 链状二萜链状二萜类化合物在自然界存在较少 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 四 二萜 diterpenoids 二 分类及代表化合物 2 环状二萜 维生素A vitaminA 是一种重要的脂溶性维生素 主要存在于动物肝中 维生素A与眼睛的视网膜内的蛋白质结合 形成光敏感色素 是保持正常夜间视力的必需物质 维生素A 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 四 二萜 diterpenoids 二 分类及代表化合物 2 环状二萜 穿心莲内酯为穿心莲Andrographispaniculata中抗菌消炎作用的活性成分 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 四 二萜 diterpenoids 二 分类及代表化合物 2 环状二萜 紫杉醇是红豆杉Taxusspp中活性成分 已成新型天然抗肿瘤药物 对于卵巢癌 乳腺癌和肺癌疗效好 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 四 二萜 diterpenoids 二 分类及代表化合物 2 环状二萜 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 银杏内酯及银杏双黄酮是银杏制剂中治疗心脑血管疾病的有效成分 雷公藤甲素对乳腺癌和胃癌细胞系集落形成有抑制作用 四 二萜 diterpenoids 二 分类及代表化合物 2 环状二萜 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 39 R1R2R3雷公藤甲素 triptolide HHCH3雷公藤乙素 tripdiolide OHHCH3雷公藤内酯 triptolidenol HOHCH316 羟基雷公藤内酯醇HHCH2OH 16 hydroxytriptolide 四 二萜 diterpenoids 二 分类及代表化合物 2 环状二萜 关附甲素 中药关白附中的具抗心律失常的活性成分 已进入国家I类新药研制的III期临床研究 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 四 二萜 diterpenoids 二 分类及代表化合物 2 环状二萜 第二节 萜类的结构类型及代表性化合物 甜菊苷 甜菊叶中由不同糖组成的甜味苷 甜菊苷甜菊苷A甜菊苷D甜菊苷E 第六章萜类和挥发油第三节萜类化合物的理化性质 一 物理性质 1 形态 单萜和倍半萜类多为具有特殊香气的油状液体 在常温下可以挥发 或为低熔点的固体 二萜和二倍半萜多为结晶性固体 2 味 萜类化合物多具有苦味 有的味极苦 所以萜类化合物又称苦味素 但有的萜类化合物具有强的甜味 如具有对映 贝壳杉烷骨架 ent kaurane 的二萜多糖苷 甜菊苷的甜味是蔗糖的300倍 第六章萜类和挥发油第三节萜类化合物的理化性质 3 旋光性 大多数萜类具有不对称碳原子 具有光学活性 一 物理性质 5 稳定性 对高热 光 酸碱较敏感 4 溶解度 萜类化合物亲脂性强 随着含氧官能团的增加或成苷的萜类 则水溶性增加 萜类的苷有一定的亲水性 第六章萜类和挥发油第四节萜类化合物的提取分离 萜的苷亲水较强 苷元脂溶性较强 1 溶剂提取法2 碱提取酸沉淀法3 活性炭吸附法4 大孔树脂吸附法 一 提取 第六章萜类和挥发油第四节萜类化合物的提取分离 二 分离 1 结晶法分离大部分萜类化合物都易结晶 故可选用重结晶方法进行分离 2 柱色谱分离1 常用吸附柱色谱 常用吸附剂 硅胶 几乎所有的萜类化合物都可以选用硅胶柱色谱 洗脱剂 非极性有机溶剂 如 正己烷 石油醚 乙醚 苯或乙酸乙酯等 但实际大多选用混合溶剂 石油醚 乙酸乙酯 苯 氯仿 2 硝酸银色谱法 不同萜类化合物的双键数目和位置不同 与硝酸银形成 络合物难易程度和稳定性有差别 借此分离 第六章萜类和挥发油第四节萜类化合物的提取分离 二 分离 3 利用结构中特殊官能团进行分离 如 倍半萜内酯在碱条件下开环 加酸又闭合 从而得到分离 萜类生物碱也可以用酸碱法分离 不饱和双键 羰基等可用加成的方法制备衍生物进行分离 第六章萜类和挥发油第五节挥发油 volatileoils 1 概念 又称精油 essentialoils 是一类具有芳香气味的 在常温下能挥发 可随水蒸汽蒸馏的油状液体的总称 一 概述 2 分布 挥发油类成分主要存在于种子植物中 尤其是芳香植物中 1 3中草药中均含有挥发油 常见科 菊科 菊 蒿 芸香科 芸香 橙 伞形科 小茴香 芫荽 唇形科 薄荷 藿香 蔷薇科 玫瑰花 月季花 3 生理活性 挥发油多具有祛痰 止咳 平喘 驱风 健胃 解热 镇痛 抗菌消炎作用 2 芳香族化合物 如桂皮醛 茴香醚 丁香酚等 二 组成和分类 挥发油是一类混合物 大体可分4类 1 萜类化合物 主要是单萜 倍半萜和它们含氧衍生物 第六章萜类和挥发油第五节挥发油 volatileoils 二 组成和分类 第六章萜类和挥发油第五节挥发油 volatileoils 4 其它类化合物 除上述三类化合物外 还有一些挥发油样物质 如芥子油 挥发杏仁油 大蒜油等 也能随水蒸气蒸馏 故也称之为 挥发油 3 脂肪族化合物 主要是小分子脂肪族化合物 如正癸烷存在于桂花的头香成分中 小分子醇 醛及酸类化合物 如正壬醇存在于陈皮挥发油中 此外 如川芎 麻黄等挥发油中的川芎嗪以及菸碱 尼古丁 毒藜碱等生物碱 也是可以随水蒸气蒸馏的液体 但这些化合物往往不作为挥发油类成分对待 三 理化性质 第六章萜类和挥发油第五节挥发油 volatileoils 4 挥发性 挥发油均具有挥发性 可随水蒸气蒸馏 这是挥发油的重要性质 利用此性质与脂肪油相区别 一 性状 1 颜色 大多为无色或淡黄色液体 有些具特殊的颜色 2 形态 在常温下为透明液体 某些种类在低温放置所含主要成分可能析出结晶 这种析出物习称为 脑 如薄荷脑 樟脑等 滤去析出物的油称为 脱脑油 3 气味 常常具有特殊气味 多数为香味 也有少数具有异味 如鱼腥草挥发油具有不愉快的臭味 三 理化性质 第六章萜类和挥发油第五节挥发油 volatileoils 1 相对密度 多数挥发油比水轻 习称为 轻油 也有少数挥发油比水重 习称为 重油 其相对密度一般在0 850 1 065之间 2 折光性 挥发油具有较强的折光性 其折光率一般在1 43 1 61之间 3 旋光性 挥发油几乎均有旋光性 其比旋度一般在 97 117 的范