考试题型打包天然药物化学

第六章

萜类和挥发油

第一节概述一、定义及分类化学结构：异戊二烯的聚合体及其衍生物；生源途径：甲戊二羟酸（MVA）是最关键的前体物。定义：凡由甲戊二羟酸衍生，分子式符合(C5H8)n通式的衍生物。根据分子结构中异戊二烯单位的数目进行分类。二、萜类的生源学说1）经验的异戊二烯法则（empiricalisoprenerule）1.将橡胶进行焦化反应，或将松节油的蒸汽经氮气稀释后，在低热下通过红热的铂丝网时，均能获得产率很高的异戊二烯；2.1875年Boochardat曾将异戊二烯加热到280，发现每两分子异戊二烯由Diels-Alder反应聚合成二戊烯。基于以上事实，Wallach于1887年提出“异戊二烯法则”，认为自然界存在的萜类化合物都是由异戊二烯演变而来，并以是否符合异戊二烯法则作为判断是否为萜类的一个重要原则。但是，有许多天然萜类化合物的碳架结构无法用异戊二烯的基本单元划分，而且当时在植物的代谢过程中也很难找到异戊二烯的存在。艾里木酚酮土青木香酮扁柏酚2）生源的异戊二烯法则

(biogenticisoprenerule)Ruzicka首先提出萜类化合物的前体物是“活性的异戊二烯”的假设Lynen首先证明了焦磷酸异戊烯酯(IPP)的存在；Fokler于1956年证明3（R）-甲戊二羟酸(MVA)是IPP的关键性前体物质萜类化合物是经由MVA途径衍生的一类化合物，这就是“生源的异戊二烯法则”IPP和DAPP目前被认为是萜类成分在生物体形成的真正前体，是生物体内的真正的“活性的异戊二烯”，在生物合成中起着烷基化的作用第二节单萜类（monoterpenoids）一、概述通式：C10H16，由两个异戊二烯单位组成。分布：高等植物、昆虫和海洋生物。存在形式：单独、糖配体、混杂萜类的萜源功能基。具有挥发性，是植物挥发油中的主要成分。含氧衍生物多具有较强香气和生理活性，是医药、化工的重要原料。

分类：按碳环数目分类。二、重要的单萜化合物

1.无环单萜（链状）含氧衍生物多是挥发油中芳香成分，重要化妆品原料。与单环单萜具有类似空间结构和骨架，易环合为单环单萜。2.单环单萜

多数单环单萜由薄荷烷衍生而成。多数含氧单环单萜具有经济价值（药用、香料、化工原料）。

3.双环单萜4.三环单萜5.卓酚酮类(troponoids)具有芳香化化合物的性质，有酚的通性，酸性介于酚类和羧酸之间，即：酚<卓酚酮类<羧酸。。酚性羟基易于甲基化，不易酰化。羰基类似于羧酸中羰基，但不和一般羰基试剂反应。可形成多种金属配合物，显示不同的颜色，用以鉴别。如：与铜络合—绿色结晶，与铁络合—赤红色结晶。多具有抗菌活性，但同时多具有毒性。三、环烯醚萜类化合物（iridoids)1.概述:为蚁臭二醛（iridoidial)的缩醛衍生物。从化学结构看，环烯醚萜是环戊烷单萜衍生物。分类：环戊烷环烯醚萜（iridoid)和裂环环烯醚萜（secoiridoid)两种基本骨架。

生合成途经2.环烯醚萜苷3.裂环环烯醚萜苷4.非苷环烯醚萜5.理化性质：多数为白色结晶或无定型粉末，味苦，因分子中C1，C5，C9多为C*，多具有旋光性。多以苷的形式存在，与其成苷的糖几乎全是葡萄糖。苷类易溶于甲醇、水等，可溶于乙醇，丙酮，正丁醇等，难溶于氯仿、乙醚等亲脂性溶剂。苷元具有半缩醛结构，性质活泼，遇酸、碱、羰基化合物和氨基酸等易发生氧化或聚合，从而产生颜色变化。应用：鉴别：利用其与酚类、胺类呈各种颜色来识别。如：。解释现象：如：地黄、梓实在炮制过程中或受潮而变黑？山栀子的水提物为何会使皮肤变兰色？第三节倍半萜类一、概述定义：C15H24，由三个异戊二烯单位组成，符合通式（C5H8）3。分布：多以醇、酮、内酯或苷的形式存在，广泛分布于植物、海洋动植物中。挥发油中高沸点部分的主要组成成分，沸点：250-280℃，具有挥发性，分子中氧的含量增加，沸点增高，挥发性下降。含氧衍生物多有较强香气和生物活性（医药、食品、化妆品的重要原料）。二、分类及代表化合物结构环数：无环、单环、双环、三环等。构成环的碳原子数：五元环-十二元环。含氧官能团：倍半萜醇、醛、酮、内酯等。青蒿素双氢青蒿素蒿甲醚鹰爪甲素棉酚三、愈创木内酯类及薁类

愈创木烷：凡具有1，4-二甲基-7-异丙基的五元与七元环骈合的结构骨架。愈创木薁：愈创木烷在S/Se作用下，氧化脱氢形成具有芳香性的化合物。1,4-二甲基-7-异丙基的五元与七元骈合的芳香骨架称为愈创木薁。非苯环芳烃化合物，高度共轭体系。360-700nm有强吸收，蓝绿色。挥发油高沸点部分的组成成分，bp250-300℃，挥发油因含有薁类可见兰色、紫色或绿色。易溶于乙醚、甲醇等有机溶剂，不溶于水，可溶于强酸。分离：用60-65%硫酸/磷酸进行提取，将提取液加水稀释，薁类析出，过滤即得。预试挥发油中的薁类成分：Sabety反应:取挥发油一滴溶于1ml氯仿中，加入5％溴的氯仿溶液，若产生蓝紫色或绿色时，表明有薁类化合物的存在。Ehrlich试剂（对二甲胺基苯甲醛浓硫酸）反应产生紫色或红色。第四节二萜

（一）、概述二萜类（diterpenoids）是由四个异戊二烯单位构成、含二十个碳原子的化合物类群。结构显示多样性，但都是由焦磷酸香叶基香叶酯衍生而成，几乎都呈环状结构。广泛分布于植物界。许多二萜的含氧衍生物具有多方面的生物活性，如紫杉醇、穿心莲内酯、丹参醌、银杏内酯等。（二）化学结构分类链状二萜较为少见，常见的只有广泛存在于叶绿素的植物醇。植物醇环状二萜维生素A是一种重要的脂溶性维生素。穿心莲内酯 R1R2R3银杏内酯AOHHH银杏内酯BOHOHH银杏内酯COHOHOH银杏内酯MHOHOH银杏内酯JOHHOH R1R2土荆酸甲CH3COCH3土荆酸乙COOCH3COCH3土荆酸丙COOCH3H土荆酸丙2COOHCOCH3R1R2R3雷公藤甲素HHCH3雷公藤乙素OHHCH3雷公藤内酯HOHCH316－OH雷公藤内酯醇HHCH2OH紫杉醇

巴卡亭IIIR=Ac去乙酰巴卡亭IIIR=H R1R2甜菊苷GlcGlcGlc甜菊苷AGlc21第五节、二倍半萜二倍半萜是由5个异戊二烯单位构成、含25个碳原子的化合物类群。多为结构复杂的多环性化合物。迄今来自天然的二倍半萜有六种类型约30余种化合物。蛇孢假壳素A网肺酸呋喃海绵素－3第六节、萜类化合物的理化性质

一、物理性质（一）性状

1.形态

2.味

3.旋光和折光性

（二）溶解性萜类化合物亲脂性强，易溶于醇及脂溶性有机溶剂，难溶于水。萜类的苷化物含糖的数量均不多，但具有一定的亲水性，能溶于热水，易溶于甲醇、乙醇溶液，不溶于亲脂性有机溶剂。二、萜类化合物的化学性质（一）加成反应1.双键加成－2.羰基加成第七节、萜类化合物的提取和分离

一、萜类的提取（一）溶剂提取法（二）碱提取酸沉淀法（三）吸附法二、萜类的分离（一）结晶法分离（二）柱色谱法（三）利用结构中特殊官能团进行分离第八节萜类化合物的检识与鉴定紫外光谱红外光谱MSNMR第九节挥发油

volatileoils

又称精油（essentialoils),

是植物或中草药中具有芳香气味，在常温下能挥发的油状液体的总称。一、分布植物界分布广泛，主要存在于种子植物中，尤其是芳香植物，如：菊科，芸香科，伞形科，唇形科等。多存在于植物的腺毛，油室（管），分泌细胞或树脂道中，多以油滴状存在。同一植物药用部位不同，采集时间不同，挥发油的含量及组成都有所不同。如：樟科桂属植物，树皮主要含有桂皮醛，叶中主要含丁香酚，而根和木部以樟脑居多。二、组成1.萜类成分（占多数）主要为单萜和倍半萜及其含氧衍生物。其中含氧衍生物多为生物活性较强或具有芳香气味主要成分。如：薄荷油含薄荷醇8%左右，樟脑油含樟脑约50%。2.芳香族化合物（第二位） 多数为苯丙烷衍生物，结构中多具有C6-C3骨架，如：桂皮油中的桂皮醛，八角茴香油中的茴香醛等。3.脂肪族化合物

小分子脂肪烃、醛、酸、酯等，如：鱼腥草中的甲基正壬酮等。4.其它类化合物如：大蒜新素，大蒜辣素等。大蒜新素大蒜辣素三、性质性状：颜色：大多为无色或淡黄色的透明液体，若含有薁类则具有其他颜色。如：洋甘菊油显兰色，苦艾油显蓝绿色，麝香油显红色。气味：大多具有特殊香气或特殊气味，有辛辣灼烧感，少数具有臭味，如：败酱，或腥气味，如：鱼腥草。通常挥发油的气味是其品质优劣的重要标志。状态：常温下为透明液体，有的冷却主要成分会析出，习称‘脑’，如：樟脑。挥发性：挥发油在常温下自行挥发而不留任何痕迹。溶解性：不溶于水，易溶于有机溶剂，如：石油醚，高浓度的乙醇溶液中。物理常数：沸点：一般在70－300oC之间，可随水蒸气蒸馏。比重：多数比水轻，少数比水重，相对密度在0.85－1.065之间。几乎都具有光学活性，比旋光度+97－177o范围内。具有较强的折光率，折光率在1.43－1.61。稳定性：对光线，空气，温度等敏感，易氧化变质，因此对储备方法要求高。四、提取1.水蒸气蒸馏法 油脂吸收法2.浸提法溶剂萃取法 超临界萃取法3.冷压法五、分离1.冷冻处理2.分馏法：根据各成分沸点的不同进行精馏。含氧萜中，沸点随着官能团的极性增加而增高。

醚<酮<醛<醇<酸3.化学方法1）利用酸碱性的不同：碱性成分的分离：酸性成分的分离：3－5%的NaHCO3水溶液萃取酸；3－5%的NaOH水溶液萃取酚。2）利用官能团的不同：醇化合物的分离：2）利用官能团的不同：醛、酮的分离：亚硫酸氢钠：吉拉德试剂4.层析法氧化铝和硅胶层析：应用最广泛。硝酸银薄层或柱层析原理：挥发油成分中双键的多少和位置的不同，与硝酸银形成络合物难易程度和稳定性不同而分离。操作：以2-5%硝酸银水溶液制板或处理硅胶柱。规律：络合能力顺式双键>反式双键 双键个数增加，络合能力增强 末端双键的络合能力最强GC和GC-MS挥发油成分的鉴定物理常数的测定：相对密度、比旋度、折光率和凝固点等。化学常数的测定：酸值：代表挥发油中游离羧酸和酚类成分的含量。以中和1g挥发油中含有游离的羧酸和酚类所需要的KOH的毫克数来表示。酯值：代表挥发油中酯类成分的含量。以水解1g挥发油所需的KOH毫克数来表示。皂化值：为酸值和酯值之和。以皂化1g挥发油所需KOH毫克数表示。挥发油成分的鉴定官能团的鉴定：酚类：挥发油/乙醇+三氯化铁/乙醇——

蓝紫或绿色羰基化合物：不饱和化合物和薁类衍生物：内酯类化合物：

V.