天然产物化学刘湘版萜类化合物

第七章 萜类化合物 Terpenoids Chapter7 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 1 按照异戊二烯的数目进行分类 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 存在最多的是种子植物 尤其是被子植物 萜类化合物经常与树脂 树胶并生 与生物碱相排斥 富含挥发油的植物 松科 柏科 胡椒科 马兜铃科 樟科 芸香料 龙脑科 伞形科 唇形科 败酱科 菊科和姜科等 水生植物很少分布有挥发油 某些菌类和苔藓类植物可合成一些萜类 如斜卧青霉菌 Penicilliumdecumbens 合成橙花叔醇 近年来从海洋生物中发现了大量的萜类化合物 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 五环三萜 抗菌消炎活性 如雪胆甲素 cucubitacinIIa 雪胆乙素 cucubitacin IIb 四环三萜 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 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 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 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 单萜 monoterpenoids 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 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 用途 医药工业 香料工业 昆虫信息素 昆虫驱避剂等 一 挥发油 volatileoils 概述 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 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 挥发油的组成 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 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 如正壬醇存在于橙皮挥发油中 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 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 挥发油的理化性质 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 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 1 180之间 2 折光性 挥发油具有较强的折光性 其折光率一般在1 450 1 560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 的范围内 4 沸点 挥发油的沸点一般在70 300 之间 多数无确定的沸点和凝固点 二 溶解性 挥发油为亲脂性的物质 难溶于水 可溶于高浓度乙醇 易溶于乙醚 石油醚等亲脂性有机溶剂 三 物理常数 挥发油长时间暴露在空气中或置于光线下 可逐渐发生氧化变质反应 使挥发油的相对密度增大 粘度增大 颜色加深 失去原有的香味 因此 挥发油应置于棕色瓶内 密塞 低温保存 四 氧化反应 四 挥发油的提取 提取挥发油最常用方法 优点 设备简单 操作容易 成本低 产量大 挥发油的回收率较高 缺点 但受热时间较长 对有些挥发油的质量可能有一定的影响 利用挥发油的挥发性和与水不相混溶的性质进行提取 一 蒸馏法 在加热过程中 当挥发油和水两者蒸汽压之和与大气压相等时 挥发油即可随水蒸气蒸馏出来 直接蒸馏和水蒸气蒸馏 2 油脂吸收法 油脂类一般具有吸收挥发油的性质 可利用此性质提取贵重的挥发油 如玫瑰油 茉莉花油 1 溶剂提取法 用石油醚 30 60 或乙醚等有机溶剂 采取回流浸出法或冷浸法 3 二氧化碳超临界流体萃取法 三 冷压法 此法适用于含油量高的新鲜植物药材的提取 如鲜橘皮 柠檬皮等 二 浸取法 五 挥发油成分的分离纯化 1 冷冻处理 挥发油在低温处理下有结晶析出 2 真空分馏法 根据组成挥发油的成分沸点不同 因此可在一定的温度下蒸馏出一定的挥发油 由于挥发油的组成成分对热及空气中O2较敏感 因此分馏时宜在减压下进行 挥发油组分的沸点规律 分子量越大 沸点越高 倍半萜 单萜化合物极性越大 沸点越高 含氧萜 萜烃含氧萜中 酸 醇 醛 酮 醚 酯高于相应的醇 萜烃中 三烯 二烯 一烯 3 化学分离法 1 碱性成分 1 盐酸或硫酸萃取 2 酸 酚性成分 分别用碳酸氢钠和氢氧化钠 分离酸和酚类 内酯类化合物 3 羰基化合物 亚硫酸氢钠分离法 30 亚硫酸氢钠低温短时间振摇提取 有加成物析出 分离 加酸或碱分解 以乙醚提取即可 Girard 吉拉德 试剂分离法 挥发油的乙醚层 回收乙醚后加入Girard试剂的乙醇液 再加入10 醋酸 加热回流 待反应完成 加水稀释 用乙醚萃取 分取水层加酸酸化 再用乙醚萃取 蒸去乙醚即可 4 醇类 邻苯二甲酸酐 六 单萜化合物的分类 单萜化合物基本母核 1 无环单萜 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 月桂烯罗勒烯牻牛儿醇香橙醇 2 单环单萜 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 桉油精和驱蛔素 桉树脑 驱蛔素 桉油精是桉叶油的主要成分 70 存在于樟油和蛔蒿花蕾等挥发油中 分子中具有一个环醚结构 属单萜氧化物 具有解热消炎作用和较强的抗菌防腐能力 驱蛔素存在于土荆芥挥发油中 又称土荆芥油精 是驱虫土荆芥油中的主要成分 约占70 因系过氧化物 加热至130 150 时可发生爆炸并分解 3 双环单萜 双环单萜的结构类型较多 比较常见的四种可视为由薄荷烷在不同位置间环合形成的产物 樟烷型 1 蒎烷型化合物 蒎烯 桃金娘烯醇 松樟酮 马鞭草烯醇 马鞭草烯酮 土荆芥酮 芍药苷 paeoniflorin 是从芍药paeoniaalbiflora根中得到的蒎烷单萜苦味苷 对小鼠显示有镇静 镇痛 抗炎及防治老年性痴呆的生物活性 2 樟烷及异樟烷型衍生物 樟脑 氧化樟脑 异龙脑 龙脑 对氧化樟脑 樟烯 樟脑 camphor 习称辣薄荷酮 为白色结晶性固体 易升华 具有特殊钻透性的芳香气味 樟脑有局部刺激作用和防腐作用 可用于神经痛 炎症和跌打损伤的擦剂 我国的天然樟脑产量占世界第一位 天然樟脑由右旋体与左旋体共存 其右旋体在樟树Cinnamonuscamphora挥发油中约50 左旋体存在于菊蒿Tanacetumvulgare挥发油中 合成品为消旋体 樟脑可作为强心剂 其强心作用是由于其在体内氧化成 氧化樟脑 oxocamphor 和对氧化樟脑 p oxocamphor 所致 龙脑俗称 冰片 又称樟醇 为白色片状结晶 具有似胡椒又似薄荷的香气 有升华性 其右旋体主要得自白龙脑香树的挥发油 左旋体存在于艾纳香全草和野菊花中 合成品为消旋体 冰片有发汗 兴奋 镇痉和防止虫蛀蚀 抗缺氧功能 它和苏合香脂配合制成苏冰滴丸代替冠心苏合丸治疗冠心病 心绞痛 3 葑烷型衍生物 茴香酮 茴香醇 4 蒈烷型化合物 2 长松针烯 3 长松针烯 长松针烯 长松针酮 5 侧柏烷型化合物 侧柏烯 侧柏烯 油冬青烯 侧柏醇 侧柏酮 异侧柏烯 4 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 是虹彩二醛 iridodial 的缩醛衍生物 虹彩二醛 环烯醚萜 环烯醚萜C4位甲基经生物氧化成羧基 再脱羧形成4 去甲基环烯醚萜 4 deme thyliridoid 环烯醚萜中环戊烷部分的C7 C8处断裂 则形成裂环环烯醚萜 secoiridoid C4位甲基经氧化成羧基 闭环而衍生成裂环内酯环烯醚萜 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 玄参科 水晶兰科等常见中药 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 环烯醚萜的理化性质 1 环烯醚萜苷和裂环环烯醚萜苷大多数为白色结晶体或粉末 多具有旋光性 味苦 2 环烯醚萜苷类易溶于水和甲醇 可溶于乙醇 丙酮和正丁醇 难溶于氯仿 乙醚和苯等亲脂性有机溶剂 3 环烯醚萜苷易被水解 生成的苷元为半缩醛结构 其化学性质活泼 容易进一步分解或聚合 难以得到结晶苷元 4 苷元遇酸 碱 羰基化合物和氨基酸等都能变色 游离的苷元遇氨基酸并加热 即产生深红色至蓝色 最后生成蓝色沉淀 因此 与皮肤接触 也能使皮肤染成蓝色 5 苷元溶于冰醋酸溶液中 加少量铜离子 加热 显蓝色 环烯醚萜结构分类及重要代表物 1 环烯醚萜苷类环烯醚萜类成分多以苷的形式存在 C1羟基多与葡萄糖形成苷 且大多为单糖苷 C11有的氧化成羧酸 并可形成酯 栀子苷 gardenoside 京尼平苷 geniposide 和京尼平苷酸 geniposidic酸 是清热泻火中药山栀子的主成分 京尼平苷显示有显著的泻下作用和利胆作用 京尼平苷苷元 ginipin京尼平 具有显著的促进胆汁分泌作用和泻下作用 栀子花及果 栀子 别名黄栀子 山栀 白蟾 是茜草科植物栀子的果实 目前 栀子的果实是传统中药 属卫生部颁布的第l批药食两用资源 具有护肝 利胆 降压 镇静 止血 消肿等作用 在中医临床常用于治疗黄疸型肝炎 扭挫伤 高血压 糖尿病等症 鸡矢藤苷 paederoside 是鸡矢藤的主要成分 其C4位羧基与C6位羟基形成 内酯 C10位的甲硫酸酯在鸡矢藤组织损伤时 由于酶解的作用产生甲硫醇而产生鸡屎样的恶臭 鸡矢藤的茎叶用于治疗支气管炎 咳嗽腹胀等疾病 其中环烯醚萜苷有车叶草苷 鸡矢藤苷 鸡矢藤次苷 鸡矢藤苷酸等 鸡矢藤 别名鸡屎藤 牛皮冻 臭藤 多年生草质藤本 全株均被灰色柔毛 揉碎后有恶臭 生于山地路旁或岩石缝隙 田埂沟边草丛中 产于云南 贵州 四川 广西 广东 福建 江西 湖南 湖北 安徽 江苏 浙江 2 4 去甲环烯醚萜苷类 梓醇 catalpol 又称梓醇苷 是地黄中降血糖作用的主要有效成分 并有很好的利尿和迟发性的缓下功能 地黄 别名酒壶花 山烟 山烟 山白菜 作为我国传统的中药材而广泛栽培 因其地下块根为黄白色而得名 生于山坡 田埂 路旁 原产于我国北京 天津 河南 河北 辽宁 山东 浙江等地均有大量分布 化学成分含梓醇 catalpol 多种氨基酸和糖 甘露醇 谷甾醇及菜油甾醇 campesterol 等 六味地黄丸这一称谓来自钱仲阳所著的 小儿药证直诀 六味地黄丸由熟地黄 山茱萸 山药 泽泻 丹皮 茯苓这六味中药组成 最早是 八味地黄丸 见于张仲景的 金匮要略 后来 宋代名医 儿科专家钱乙把八味地黄丸里面的附子和桂枝这种温补的药物去掉了 变成了现在的六味地黄丸 并用它来治疗小儿先天不足 发育迟缓等病症 桃叶珊瑚苷 aucubin 是车前草清湿热 利小便的有效成分 其苷元及其多聚体有抗菌作用 3 裂环环烯醚萜苷 其苷元结构特点为C7 C8处断键成裂环状态 裂环环烯醚萜苷在龙胆科 睡菜科 忍冬科 木犀科等植物中分布较广 在龙胆科的龙胆属及獐牙菜属分布更为普遍 龙胆苦苷 gentiopicroside gentiopicrin 是龙胆科植物龙胆 当药 獐牙菜等植物中的苦味成分 龙胆 当药等在提取过程中加氨水碱化 龙胆苦苷与氨水反应生成龙胆碱 gentianine 龙胆 别名胆草 苦胆草 龙胆草 与杜鹃 报春合称为世界三大高山花卉 中国有龙胆属240多种 多产于西南高山地区 龙胆根含裂环烯醚萜甙类苦味成分 龙胆苦甙 gentiopicroside 当药苦甙 swertiamarin 当药甙 sweroside 苦龙胆酯甙 amarogentin 苦甙总含量可高达7 33 而龙胆苦甙含量可达6 34 龙胆紫 其1 2 溶液俗称紫药水 是人们所熟悉的外用药 龙胆紫为一种碱性阳离子染料 因其阳离子能与细菌蛋白质的羧基结合 影响其代谢而产生抑菌作用 当药苷 獐牙菜苷 sweroside 当药苦苷 獐牙菜苦苷 swertamarin 均为当药和獐牙菜中的苦味成分 为白色精细粉末 味苦 在空气中略有吸湿性 易溶于甲醇 乙醇 微溶于水 不溶于氯仿 石油醚 当药苦酯苷 龙胆苦酯 amarogentin 羟基当药苦酯苷 amarowerin 在当药中含量较少 但其苦味比当药苦苷强100倍以上 獐牙菜 FalseChineseSwertiaHerb 拉丁名为SwertiadavidiFranch 属龙胆科 Gentianaceae 主产于中国 印度 尼泊尔等国 根据獐牙菜的加工工艺不同可分为獐牙菜苦苷 口山酮等系列 獐牙菜苦苷是从龙胆科植物獐牙菜 Swertiapatens 中分离而得的一种环烯醚萜类化合物 獐牙菜苦苷味苦 性寒 具有抗氧化 抗菌消炎 抗癌 抗突变以及调节免疫系统 降血脂和胆固醇等一系列药理作用 主要适用于胃肠痉挛 胃肠炎 肠蛔虫症 胆道蛔虫症 胆囊炎 胆石症及其它胆道疾患引起的疼痛 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 5不规则单萜化合物 崖柏素 thujaplicin 和 崖柏素 thujaplicin 存在于在欧洲产崖柏Thujaplicata 北美崖柏Thujaoccidentalis以及罗汉柏Thujosisdolabrata的心材中 崖柏素 也称扁柏素 kinokitol 存在于台湾扁柏Chamaecyparistaiwanensis及罗汉柏心材中 卓酚酮类化合物多具有抗菌活性 但同时多有毒性 除虫菊 除虫菊类 原产南斯拉夫的达尔马提亚 中国于1917年引种于江苏 浙江一带 现华东 西南各省都有栽培 该物种为中国植物图谱数据库收录的有毒植物 其毒性为花有毒 花的子房最毒 其次是瘦果 对节足动物 鱼类 两栖类 爬虫类均有毒 但对鸟类和哺乳类动物毒性小 因此多用杀蚊 蝇及农作物害虫 对除虫菊制剂敏感的人吸人后引起皮疹 鼻炎 哮喘等 如果吞服过量引起恶心 呕吐 胃肠绞痛 腹泻 头痛 耳鸣 恶梦 晕厥等 婴儿可有面色苍白 惊厥等症状 斑蝥素 antharidin 存在于斑蝥 芫菁科 干燥虫体中 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 N hydroxycantharidimide 试用于肝癌 有一定疗效 第三节倍半萜类化合物 一概述倍半萜类 sesquiterpenoids 是由3个异戊二烯单位构成 含15个碳原子的化合物类群 倍半萜主要分布在植物界和微生物界 多以挥发油的形式存在 是挥发油高沸程部分的主要组成分 在植物中多以醇 酮 内酯或苷的形式存在 近年来 在海洋生物中的海藻和腔肠 海绵 软体动物中发现越来越多的倍半萜 在昆虫器管和分泌物中也有发现 倍半萜无论是化合物的数目 还是结构骨架的类型都是萜类化合物中最多的一类 迄今结构骨架超过200余种 化合物有数千种之多 近年来在海洋生物中就发现有300种之多 倍半萜的含氧衍生物多具有较强的香气和生物活性 是医药 食品 化妆品工业的重要原料 倍半萜类化合物多按其结构中的碳环数目分类 可分为无环 开链 环状 单环 双环 三环及四环等 结构种类 二 分类 一 无环倍半萜 金合欢烯又称麝子油烯 存在于枇杷叶 生姜 及洋甘菊的挥发油中 金合欢烯有 两种构型 其中 体存在于藿香 啤酒花和生姜挥发油中 金合欢醇存在于金合欢花油 橙花油 香茅中 橙花醇又称苦橙油醇 具有苹果香 是橙花油中的主要成分之一 常见植物 金合欢 合金欢属于豆科的乔木或灌木 羽状复叶 花色金黄 花小 花丝较长 许多花朵紧在一起 像金色的绒球 澳大利亚府对环境保护非常重视 首都堪培拉规定不准住宅造围墙 因此 家家户户的庭院都用合金欢树作篱笆 所以合金欢又称 篱笆树 花开季节 路边屋旁到处一片金黄夹翠绿 绚丽夺目 形成一个个点缀在大花园中的小花堋 为澳大利亚国花 二 环状倍半萜 青蒿素 qinghaosu arteannuin artemisinin 是过氧化物倍半萜 是从中药青蒿 也称黄花蒿 中分离到的抗恶性疟疾的有效成分 为无色针状晶体 味苦 在水中及油中均难溶解 狸猫换太子 历史回放自古以来 中国各地中医草医使用数种不同的蒿草以 青蒿 入药 从1593年出版李时珍 本草纲目 至1975年的近400年的历史中 青蒿 又名香蒿 拉丁学名ArtemisiaapiaceaHance 一直被尊为正品 稳居 太子 之位 其他均为赘品 假药 在中医药千年的历史中 现今大名鼎鼎的黄花蒿 又名臭蒿 拉丁学名ArtemisiaannuaL 连假药资格都没有 因为它的臭味较大 很难当成青蒿 香蒿 来卖钱 老百姓只是用它来薰薰蚊子而已 时至公元1990年 黄花蒿忽然时来运转 摇身一变取代了青蒿的 太子 的地位 一举成名天下知 要说臭蒿 狸猫换太子 一事 就要追溯到20世纪下叶的抗美援越 见 青蒿素历史 熊燕 2004 二十世纪七十年代以前出版的中文版中药书籍中的药用 青蒿 只有一种 即青蒿 香蒿 ArtemisiaapiaceaHance 也可见于外文资料 在发现青蒿素以后 二十世纪七十年代以后出版的中药书籍将入药 青蒿 改为 包括青蒿 ArtemisiaapiaceaHance 和黄花蒿 ArtemisiaannuaL 两种均可入药 中华人民共和国卫生部编撰 中华人民共和国药典中药彩色图集 1990年版 时将药用 青蒿 定为 本品为菊科植物黄花蒿ArtemisiaannuaL 的干燥地上部分 不再提青蒿ArtemisiaapiaceaHance 从此中药的 青蒿 变成了 黄花蒿 上演了一出现代的 狸猫换太子 的喜剧 但目前国内除提取青蒿素在使用黄花蒿外 中药依然沿用青蒿 ArtemisiaapiaceaHance 入药 真假青蒿 青蒿 又名香蒿 为菊科植物青蒿 ArtemisiaapiaceaHance 的全草 主产于安徽 河南 江苏 河北 陕西 山西等地 不含青蒿素 黄花蒿 又名臭蒿 苦蒿 为菊科植物黄花蒿 ArtemisiaannuaL 的全草 商品均以色青绿 干燥 质嫩 未开花 气味浓郁者为佳 含青蒿素 牡蒿 为菊科植物牡蒿 ArtemisiajaponicaThunb 的全草 在江苏 上海 四川等地药材市场上作 青蒿 使用 茵陈蒿 为菊科植物茵陈蒿 ArtemisiacapillarisThunb 的全草 东北地区常作 青蒿 入药 不含青蒿素 小花蒿 菊科植物小花蒿 ArtemisiaparvifloraR 的全草 以青蒿收载入 滇南本草 云南昆明亦称此为青蒿 以上提到的五种蒿草中 只有黄花蒿 臭蒿 含青蒿素 对青蒿素的结构进行了修饰 合成出具有抗疟效价高 原虫转阴快 速效 低毒等特点的双氢青蒿素 dihydroqinghaosu 再进行甲基化 将它制成油溶性的蒿甲醚 artemether 及水溶性的青蒿琥珀酸单酯 artesunate 用于临床 鹰爪是我国海南岛产的番荔枝科植物 鹰爪甲素 yingzhaosu 是从民间治疗疟疾草药鹰爪根中分离出 对鼠疟原虫的生长有强的抑制作用 三倍半萜的提取分离 提取倍半萜类化合物一般采用水蒸气蒸馏 有机溶剂萃取和碱溶酸沉法 然后采用重结晶和色谱法等纯化分离 其定性显色主要靠薄层色谱 采用浓硫酸加热显色或用硫酸香兰素显色 而且所呈显的颜色会因时间及硫酸中含水量而有差别 但在色谱过程中Rf值或溶剂部位 与化合物的极性和化学性质有密切的关系 这对推定其归属烃 醛 酮 醚 醇 酯 酸等具有一定参考价值 1水蒸气蒸馏法 倍半萜往往是挥发油中的高沸点部分主要成分 对挥发油的香味关系很大 一般用水蒸气蒸馏所得的挥发油 经分馏蒸出低沸点的单萜部分 高沸点下步可用色谱分离 往往可得到多种倍半萜化合物 2碱溶酸沉淀法 倍半萜化合物中不少具有内酯结构 它在热碱溶液中开环成盐而溶于水中 酸化后 闭环而复得原化合物 利用此特性可将倍半萜内酯提取出来或纯化 但是当用酸碱处理时 可能会引起构型的改变 在操作过程中应予注意 3有机溶剂萃取法 生药粗粉 先以石油醚提取除去油脂 然后用乙醇或甲醇提取 蒸去溶剂后 以20 50 乙醇处理 尽量使倍半萜溶于醇中 再以苯 乙醚 乙酸乙酯 氯仿萃取 分别蒸去溶剂后 据其是否带苦味 并作定性检查 将上述提取物分别进行硅胶或氧化铝吸附色谱分离 个别结构极为相似 化学性质相似的 可采用高效液相分离 以进一步纯化分离得纯品 4系统提取分离法 中药粗粉经用乙醚抽提 乙醚浸膏溶于甲醇 于 20 冷冻 以部分除去油 酯 醋及三萜 甾体类杂质 经初步硅胶柱预分 以石油醚 石油醚 乙醚 9 1 3 1 1 1 乙醚 乙醚 甲醇 9 1 依次洗脱 石油醚洗脱部分主要为烃类包括倍半萜烷烃 烯烃 9 1洗脱部分主要为醚 氧环化合物 醛 酮 3 1部分为醛 酮 酯 内酯 类 1 1部分为内酯 羟基化合物 乙醚部分为羟基和多羟基化合物 乙醚 甲醇 9 1 为多羟基化合物及羧酸类 这些大体的经验规律主要是决定于化合物的极性性质 对多官能团的化合物取决于极性大者 天然甾体 三萜类化合物 由于其分子比较大 其酯往往出现于石油醚 乙醇 9 1 部分 单羟基化合物则出现于3 1部分 各部位再进行层析 或采用制备性薄层色谱分离 一般可根据本方法全面检查各部位 或分离其中的个别部位 例 p109 天然产物化学导论 青蒿素的提取实例 四倍半萜的光谱解析 结构研究实例 spathulenol的结构 13C NMR1H NMR13C 1H COSYDEPT1H 1H COSY1H 1H COLOC1H 1H NOESY 11H NMR谱 有18组共振信号 共24个质子 q p o n m l k j i h g f OH e d c b a 其中f e d为甲基质子 q与p为烯质子 f f f e e e d d d q p 213C NMR谱 有15组共振信号 为15个碳原子 O L N K J I H G F E D C B M A 其中为O的化学位移为152ppm 的化学位移为106ppm 为双键碳 N化学位移为81ppm 是邻接于OH的碳原子 O L N OH 3C NMR谱经INEPT DEPT 的测定 CH2为5个 I H D B L即 I H D B L CH3为3个 A C F即 A C F CH为4个 K J G E即K J G E 其余M N O均为季碳 从图中可得到 Jn g Ih Ij Ho Hm Ga Fe Cf Di Dk Bl Bc Ad Eb相关 413C 1H COSY 得到各组质子的偶合关系为 ab ag bc bl cl cm co gn hi hj hk ik in ji jk lo lm nk 51H 1H COSY 可推测出spathulenol结构中具有下列片段 H H远程偶合相关谱主要用于解析季碳的连接方式及环的连接 图中出现有长程偶合关系有 ae be mp nq gj co hf pm qn长程偶合 原子应于J和H间插入 ae be的交叉峰表示一个季碳在G E F间插入并构成一个三元环 hf的交叉峰表示有一个季碳在C和I间插入 gj的交叉峰表示一个季碳在K和I之间插入 61H 1H COLOC g a b O L q p M N M N C f f f F e e e Spathulenol的立体结构主要通过NOE相关镨和NOE差谱来解决 NOE相关二维谱显示 ab ae af be dg hf hj ik jk cl om kq op各对质子间有NOE NOE差谱显示 d与ge与ablf与aha与befn 71H 1H NOESY 第四节二萜类化合物 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 通常可以用 C5H8 4为通式来表示 二萜类化合物广泛地分布在自然界中 分布较广 比较集中的有唇形科 马鞭草科 卫矛科 大戟科 瑞香科 杜鹃花属 红豆杉属等 动物和海洋生物也存在许多二萜类化合物 一 概述 二萜化合物的骨架 根据Thecombinedchemicaldictionary的记载 共有119种骨架 化合物近10000个之多 常见化合物 紫杉醇 穿心莲内酯 银杏内酯 雷公藤内酯 甜菊苷等 生源关系鉴别途径分离纯化生物活性细胞毒性种类数量 二萜化合物 无环二萜 植物醇单环二萜 维生素A双环二萜 穿心莲内酯 银杏内酯A B C M J三环二萜 雷公藤甲素 芫花酯甲 紫杉醇 瑞香毒素四环二萜 甜菊苷 冬凌草素 香茶菜甲素 按碳环数目分为 二 结构分类 1链状二萜 链状二萜类化合物在自然界存在较少 常见的只有广泛存在于叶绿素的植物醇 phytol 与叶绿素分子中的卟啉 卟啉 结合成酯的形式存在于植物中 曾作为合成维生素E K1的原料 2单环二萜 维生素A是一种重要的脂溶性维生素 主要存在于动物肝脏中 特别是鱼肝中含量较丰富 维生素A能维持正常的视觉反应 维持上皮组织的正常形态与功能 维持正常的骨骼发育 可使皮肤柔软细嫩 有防皱去皱功效 3二环二萜 穿心莲内酯 andrographolide 存在于穿心莲 榄核莲 一见喜 中 具有祛热解毒 消炎止痛之功效 对细菌性与病毒性上呼吸道感染及痢疾有特殊疗效 被誉为天然抗生素药物 4三环二萜 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 雷公藤甲素对乳腺癌和胃癌细胞系集落形成有抑制作用 16 羟基雷公藤内酯醇具有较强的抗炎免疫抑制和雄性抗生育作用 雷公藤 雷公藤 水莽草 红药 黄腊藤 产于浙江 安徽 江西 湖南 广东 广西 福建 台湾 云南等地 雷公藤属于卫茅科雷公藤属植物 它的根去皮后即可入药 经化验研究 它含有多种生物碱 木质素 氨基酸等化学成分 目前 已有雷公藤片 雷公藤多苷片 雷公藤糖浆 冲剂及合剂等多种制剂生产 可用于多种疾病的治疗 该物种为中国植物图谱数据库收录的有毒植物 其毒性为全株有毒 清 赵学敏在 本草纲目拾遗 已详细记载了其毒性 采之毒鱼 凡蚌螺亦死 其性最烈 以其草烟獯蚕子则不生 农村常用作农药和杀虫 效果极佳 雷公藤对人的毒性很大 南方各省农村常有中毒发生 有人误服其叶2 3片可中毒 服嫩芽7个或根皮30g以上可以引起死亡 甚至食其花蜜也可发生中毒 中毒症状主要有剧烈腹痛 腹泻 呕吐 血便 胸闷气短 血压下降 心跳无力 体温下降 休克及呼吸衰竭等 此外 雷公藤根粉对皮肤和粘膜有刺激作用 引起局部炎症 雷公藤对狗 猪 鼠和鱼类等毒性较大 而对羊 兔和猫等毒性较小 5四环二萜 甜菊苷甜菊苷A甜菊苷D甜菊苷E 甜菊Steviarebaudiana 菊科甜叶菊属宿根性草本 又称甜叶菊 整株含有糖苷 以叶片甜度最高 可作甜味剂 原产南美洲巴拉圭 中国于20世纪70年代在长江以南地区引种栽培成功 甜菊SteviarebaudianumBertoni叶中含有以对映 贝壳杉烷 ent kaurane 骨架为母核 由不同糖组成的甜味苷 总甜菊苷含量约6 其甜度约为蔗糖的300倍 其中又以甜菊苷A甜味最强 但含量较少 甜菊苷 stevioside 因其高甜度 低热量 无毒性等优良特性 被作为蔗糖的代用品 广泛用于各种饮料中 供患糖尿病 高血压和食用低糖者使用 甜菊叶含糖苷 C38H60O18 14 左右 晒干粉碎后即可作甜味剂 枝梗含糖苷约7 1千克甜菊叶可提取甜菊糖苷结晶60多克 干叶经热酒精处理和乙醚沉析 可获得20 26 蛋黄色粗提物 再经精制后为无色结晶体 南美洲一些国家用干叶泡茶 清甜适口 有轻微的甘草味 甜菊制的甜味剂 可取代化学合成糖精 作为砂糖补充甜料 目前甜叶菊提取物的最大问题在于甜味不正 带有明显的苦涩味 甜味刺激缓慢 味觉延绵 尽管甜菊苷号称为 天然甜味剂 但一直未能得到欧美等国家的认可