天化第六章-萜类和挥发油1-PPT幻灯片

教学要求：1、掌握萜的定义和分类方法、萜类化合物的生源异戊二烯定则。2、掌握单萜、环烯醚萜、倍半萜、二萜的主要结构特点及重要代表物。3、了解萜类化合物的理化性质；提取与分离方法；结构鉴定方法。4、掌握挥发油的理化性质、提取分离方法。5、熟悉挥发油的检识，尤其色谱检识方法（GC、GC-MS方法）。

第一节概述萜类（terpenoids）：由甲戊二羟酸衍生而成，基本碳架具有2个或2个异戊二烯单位（C5单位）结构特征的化合物。

2个异戊二烯单萜一、萜类化合物的含义mentholsantoninmyrceneprotopanaxadiol一、萜类化合物的含义mentholsantoninmyrceneprotopanaxadiol一、萜类化合物的含义mentholsantoninmyrceneprotopanaxadiol一、萜类化合物的含义mentholsantoninmyrceneprotopanaxadiol

紫杉醇分类及存在形式萜类的生物合成途径1、经验的异戊二烯法则（empiricalisoprenerule）Wallach总结了大量此类实验结果后，于1887年提出了异戊二烯法则，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；当时在植物的代谢过程中也很难找到异戊二烯的存在。２.生源异戊二烯法则（biogeneticisoprenerule）Ruzicka提出的假设首先由Lynen证明焦磷酸异戊烯酯(IPP)的存在而得到验证，其后Folkers于1956年又证明3(R)-甲戊二羟酸(3R-mevalonic酸,MVA)是IPP的关键性前体物质。由此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，这就是“生源的异戊二烯法则”。IPP和DMAPP称“活性异戊二烯”，是萜类成分在生物体形成的真正前体，在生物合成中起着烷基化的作用。IPP和DMAPP两者均可转化为半萜，并在酶的作用下，头—尾相接缩合为焦磷酸香叶酯(GPP)，衍生为单萜类化合物，或继续与IPP分子缩合衍生为其它萜类物质。萜类化合物的生物合成途径几种不符合异戊二烯法则的情况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。自然界常有一些半萜结合在非萜类化合物结构的母核上，形成异戊烯基或异戊基支链，而成为一种混杂的萜类化合物，多见于黄酮和苯丙素类化合物中。萜类化合物的分布萜类化合物在植物界分布很广泛，据不完全统计萜类化合物超过了26000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。从海洋生物中发现了大量的萜类化合物。萜类化合物的生物活性(1)抗生育活性；芫花酯甲、芫花酯乙均为引产药。(2)抗白血病、抗肿瘤活性：雷公藤内酯、雷公藤羟内酯、鸦胆丁等。(3)驱蛔虫和杀虫活性：如驱蛔素，川楝素、土木香内酯等。(4)抗疟活性；如青蒿素、鹰爪甲素(5)神经系统作用：如治疗神经分裂症的马桑内酯类化合物。(6)抗菌痢和抗钩端螺旋体活性；如穿心莲内酯、14—去氧穿心莲内酯(7)抑制血小板凝集、扩张冠状动脉、增强免疫功能：如芍药苷。二、单萜(monoterpenoids)

概念：基本碳架由两个异戊二烯单位组成，有10个碳原子。挥发油的主要组成成分。存在于植物腺体、油室、分泌组织等。多具有较强的香气和生物活性。1．无环单萜（acyclicmonoterpenoid）常见的三种类型月桂烷型薰衣草烷型艾蒿烷型

互为异构体，存在于玫瑰油、橙花油、香茅油中，有玫瑰香气，是香料的重要原料。香叶醇香橙醇顺反异构体，存在于柠檬草油、橘子油中，具柠檬香气，用于配制柠檬香精的重要原料。2．单环单萜常见的三种类型环香叶烷型对-薄荷烷型卓酚酮型薄荷中含有薄荷醇。存在于薄荷油中，低熔点固体，其左旋体(l-menthol)习称“薄荷脑”，为白色块状或针状结晶。对皮肤和粘膜有清凉和弱的麻醉作用，用于镇痛和止痒，亦有防腐和杀菌作用。α-紫罗兰酮β-紫罗兰酮紫罗兰酮，工业上由柠檬醛与丙酮缩合制备，缩合产物环合后得到α-紫罗蓝酮及β-紫罗蓝酮的混合物。

α-紫罗蓝酮具有馥郁的香气，用于配制高级香料，β-紫罗蓝酮可作为合成维生素A的原料。斑蝥素,存在于斑蝥,芫青干燥虫体中，可作为皮肤发赤、发泡或生毛剂。用斑蝥素制备成的N-羟基斑蝥胺用于肝癌，有一定疗效。N-羟基斑蝥胺卓酚酮类(troponoides)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，具有如下的特性:

2.分子中的酚羟基易于甲基化，但不易酰化。1.卓酚酮具有芳香化合物性质,具有酚的通性，显酸性，酸性强弱：酚<卓酚酮<羧酸。3.分子中的羰基类似于羧酸中羰基的性质，但不能和一般羰基试剂反应。红外光谱：羰基(1600~1650cm-1)

羟基(3100~3200cm-1)4.能与多种金属离子形成络合物结晶体，并显示不同颜色，以资鉴别。如铜络合物为绿色结晶，铁络合物为赤红色结晶。3．双环单萜

（1）常见的结构类型

蒎烷型和莰烷型最为稳定，形成的衍生物也最多。

双环萜蒎族苧烯莰族楷族-蒎烯-蒎烯樟脑(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，合成品为消旋体。樟脑的旋光异构体冰片异冰片龙脑的旋光异构体樟脑龙脑俗称“冰片”，又称樟醇，为白色片状结晶，有升华性。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治疗冠心病，心绞痛。

芍药苷是从芍药根中得到的蒎烷单萜苦味苷，有镇静、镇痛、抗炎及防治老年性痴呆的生物活性。

环烯醚萜类

环烯醚萜为臭蚁二醛(iridoidial)的缩醛衍生物。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）二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）环烯醚萜的结构类型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、京尼平苷和京尼平苷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；酶解产生甲硫醇而产生鸡屎样的恶嗅。2.4-去甲环烯醚萜苷类梓醇，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。

梓苷(catalposide)存在于梓实中，药理作用与梓醇相似。桃叶珊瑚苷是车前草清湿热、利小便的有效成分，其苷元及其多聚体有抗菌作用。龙胆苦苷是龙胆科植物龙胆、当药、獐牙菜等植物中的苦味成分。

3.裂环环烯醚萜苷

C7－C8断键成裂环状态。有时C7与C11形成六元内酯结构。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

当药苷、当药苦苷为当药的苦味成分。当药苦酯苷,羟基当药苦酯苷在当药中含量较少，但其苦味比当药苦苷强100倍以上。环烯醚萜的理化性质1.大多数为白色结晶体或粉末，多具有旋光性,味苦。

2.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。环烯醚萜的理化性质3.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。二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）中药玄参、地黄等制过后变黑，就是由于这类成分起的作用。即倍半萜

基本骨架由15个碳原子，即3个异戊二烯单位组成。挥发油高沸程（250－280℃

）部分的主要成分。倍半萜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，在海洋生物中就发现有300种。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。

一、无环倍半萜存在于玫瑰油、茉莉油、金合欢油及橙花油中。是一种珍贵的香料，用于配制高级香精。二、环状倍半萜

过氧化物倍半萜，从中药青蒿中分得的抗疟疾有效成分。对青蒿素的结构进行了修饰，双氢青蒿素，再进行甲基化，制成油溶性的蒿甲醚及水溶性的青蒿琥珀酸单酯用于临床。鹰爪甲素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。三薁类衍生物

由五元环与七元环骈合而成的芳环骨架都称为薁类化合物。这类化合物多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等生物活性。特点：在可见光360－700nm有强吸收。

溶于有机溶剂和强酸，不溶于水。

高沸点馏分可见蓝色或绿色的馏分，显示可能有薁类的存在。可与苦味酸和三硝基苯试剂反应，产生有敏锐熔点的Π络合物，可供鉴别用。愈创木醇存在于愈创木木材的挥发油中，属于薁类的还原产物。二萜(diterpenoids)

基本碳架由20个碳原子，即4个异戊二烯单位构成。少数为链状二萜，几乎都成环状。植物分泌的乳汁，树脂等均以二萜衍生物为主，尤以松柏科最为普遍。许多二萜的含氧衍生物都具有较强的生物活性。如穿心莲内酯，银杏内酯、紫杉醇一、无环二萜

植物醇是叶绿素的一个组成部分，是合成维生素K及维生素E的原料。二、单环二萜

重要的脂溶性维生素，存在动物的肝脏中，特别是鱼肝中。维A与视网膜内的蛋白结合，形成光敏色素，是保持正常夜间视力的必需物质。三、双环二萜

穿心莲内酯：穿心莲抗炎的主要成分。

穿心莲内酯：存在于穿心莲中，具有抗炎作用，用于治疗急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎、感冒发热等。课本P250银杏内酯是银杏根皮及叶的强苦味成分，是血小板活化因子的特效拮抗剂，血小板活化因子是引起哮喘等许多疾病的重要因素。二萜（diterpenoids）2.环状二萜银杏内酯——属双环二萜类。银杏内酯的抗肿瘤作用

银杏内酯A、B、C或单独用银杏内酯B可以应用于转移癌的治疗。它能提高抗癌化疗剂的效果，减少不良反应，使得耐细胞毒药物的癌细胞对化疗剂更为敏感有效。四、三环二萜雷公藤甲素、乙素、内酯及16－羟基雷公藤内酯醇：从雷公藤根中分得的抗癌活性物质。二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜雷公藤根中二萜类成分属三环二萜类。具抗癌活性二萜（diterpenoids）2.环状二萜紫杉醇（taxol）：又称红豆杉醇(属三环二萜类)

1992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%。二萜（diterpenoids）四环二萜甜菊苷（stevioside）：存在于甜菊叶中。总甜菊苷含量约6%，甜度约为蔗糖的300倍。二倍半萜基本碳架由25个碳原子，五个异戊二烯单位构成。

1965年才有第一个二倍半萜发现。

萜类化合物中数量最少的一类。二倍半萜分布在羊齿植物、菌类、海洋生物及昆虫分泌物中。如蛇孢假壳素A，呋喃海绵素－3等

第三节萜类的理化性质一、物理性质1、性状形态、味---多具有苦味2、旋光性:具有光学活性，多有异构体存在。3、溶解性4、对光、热、酸碱敏感，易变质

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1.加成反应（1）双键加成反应（卤化氢、溴、亚硝酰氯、DA反应）

三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质①与卤化氢反应萜类化合物中的双键能与氢卤酸类，生成结晶性加成产物。例如：柠檬烯与氯化氢加成反应。三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质②与溴反应萜类的双键在冰醋酸或乙醚与乙醇的混合溶液中，在冰冷却下，滤取析出的结晶性加成物。三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质③与亚硝酰氯反应大多不饱和的萜类成分可与亚硝酰氯（Tilden试剂）发生加成反应，生成亚硝基氯化物。三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质④DA反应（Diels-Alder）有共轭双键的萜类成分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。三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质（2）羰基——加成反应（与亚硫酸氢钠、硝基苯肼、吉拉德试剂加成）

①与亚硫酸氢钠加成含羰基的萜类可与亚硫酸氢钠发生加成反应，生成结晶加成物，复加酸或加碱使其分解，生成原来的反应产物。如：从香茅油中分取柠檬醛三、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②与硝基苯肼加成含羰基的萜类可与对硝基苯肼或2，4-二硝基苯肼在磷酸中发生加成反应，生成对硝基苯肼或2，4-二硝基苯肼的加成物。三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质③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，常用的有GirardT和GirardP，结构如下：三