萜类化合物5版本

英文名：Paclitaxel,Taxol®orTM第六章萜类和挥发油Terpenoids&Violatileoil本章内容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取别离五、波谱法在结构鉴定中的应用一、萜类化合物的含义1991年统计已确定结构者超过22，000种1997年统计超过26，000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一、萜类化合物的含义1.实验异戊二烯规那么〔empiricalisoprenerule〕但凡以异戊二烯或异戊烷为根本单位，以头尾相接的方式而结合的化合物，通式为(C5H8)n。2,生源异戊二烯规那么〔biogeneticisoprenerule〕一、萜类化合物的含义2.生源异戊二烯规那么〔biogeneticisoprenerule〕但凡由甲戊二羟酸途径合成的化合物都称萜类，通式为(C5H8)n。本章内容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取别离五、波谱法在结构鉴定中的应用倍半萜153挥发油单萜102挥发油半萜 5n=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204树脂、苦味质、植物醇二倍半萜255海绵、植物病菌三萜306皂苷、树脂、植物乳汁四萜408植物胡萝卜素多聚萜~7.5×103至~3×105(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。香叶醇geraniol橙花醇nerol具有似玫瑰的香气。bp=229~230无水CaCl2结晶性分子复合物H2O分解纯品蒸馏不能形成结晶性分子复合物无水CaCl2(从挥发油中别离出来)二苯胺基甲酰氯二苯胺基甲酸酯〔结晶〕加碱皂化蒸馏纯品具有似玫瑰的香气。bp=255~260(与共存的香叶醇别离)顺反异构体二、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〔nerylpyrophosphate,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。二、结构分类(一)单萜〔monoterpenoids)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那么。二、结构分类(一)单萜〔monoterpenoids)卓酚酮类的特点：

1.具有芳香化合物的性质，显酸性，酸性介于酚类和羧酸之间，即酚<卓酚酮<羧酸。2.分子中的酚羟基易于甲基化，但不易酰化。二、结构分类(一)单萜〔monoterpenoids)3.分子中的羰基类似于羧酸中羧基的性质，但不能和一般羰基试剂反响。4.能与多种金属离子形成络合物结晶体，并显示不同颜色，可用于鉴别。如：铜络合物→为绿色结晶，铁络合物→为赤红色结晶。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。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〕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二、结构分类〔二〕环烯醚萜〔iridoids〕物理性质1.大多为白色结晶体或粉末；味苦，多具有旋光性。2.溶解性：苷类易溶于H2O、MeOH；可溶于EtOH、n-BuOH等溶剂。难溶于——CHCl3、Et2O、C6H6等二、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.呈色反响：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〔二〕环烯醚萜〔iridoids〕化学性质4.波谱特征：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。是挥发油高沸程局部的主要组成成分。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〔三〕倍半萜〔sesquiterpenoids〕3.薁类衍生物〔azulenoids〕由五元环与七元环骈合而成的芳环骨架如：愈创木薁〔s-guaiazulene〕二、结构分类〔三〕倍半萜〔sesquiterpenoids〕3.薁类衍生物〔azulenoids〕薁类是一种非苯核芳烃化合物沸点——250~300℃溶有机溶剂——甲醇、乙醇、乙醚、石油醚不溶水可溶于强酸〔加水稀释又可析出〕〔可用60~65%硫酸或磷酸提取〕二、结构分类〔三〕倍半萜〔sesquiterpenoids〕3.薁类衍生物〔azulenoids〕挥发油分馏时，高沸点馏分可见到美丽的蓝色、紫色或绿色的现象——示有薁类存在预试挥发油中薁类成分：①Sabety反响：挥发油/CHCl3+5%溴/CHCl3→蓝紫色或绿色②Ehrlich试剂：〔对-二甲胺基苯甲醛浓硫酸〕挥发油+试剂→紫色或红色二、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.环状二萜二、结构分类〔四〕二萜〔diterpenoids〕2.环状二萜银杏内酯——属双环二萜类。作为拮抗血小板活化因子，用于治疗因血小板活化因子引起的种种休克状障碍二、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、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〔四〕二萜〔diterpenoids〕2.环状二萜甜菊苷〔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、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、提取别离五、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——用分馏法进行别离。〕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〔用于别离纯化〕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.加成反响2.氧化反响3.脱氢反响4.分子重排1.加成反响〔1〕双键加成反响〔卤化氢、溴、亚硝酰氯、DA反响〕加成产物通常具有结晶性：——识别双键的存在及不饱和度——别离纯化三、萜类化合物的理化性质〔二〕化学性质①与卤化氢反响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响。三、萜类化合物的理化性质〔二〕化学性质②与溴反响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与亚硝酰氯反响大多不饱和的萜类成分可与亚硝酰氯〔Tilden试剂〕发生加成反响，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反响〔Diels-Alder〕有共轭双键的萜类成分能与顺丁烯二酸酐产生Diels-Alder加成反响，生成结晶形加成产物。〡三、萜类化合物的理化性质〔二〕化学性质〔2〕羰基——加成反响〔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响，生成结晶加成物，复加酸或加碱使其分解，生成原来的反响产物。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*反响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

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、萜类化合物的理化性质〔二〕化学性质③与吉拉德试剂加成本章内容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取别离四、萜类化合物的提取别离〔一〕提取单萜、倍半萜多为挥发油的组成成分，它们的提取别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，尽可能防止酸、碱的处理。四、萜类化合物的提取别离〔一〕提取1.溶剂提取法药材回收溶剂MeOH或EtOH提取药渣浸膏悬浮于水石油醚正丁醇乙酸乙酯乙醚用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取脂溶性杂质苷元粗总苷四、萜类化合物的提取别离〔一〕提取2.碱提酸沉淀法倍半萜内酯类：利用碱可使内酯开环〔溶于水〕，酸化后闭环〔析出〕。注意：用酸、碱时，可引起构型发生改变。四、萜类化合物的提取别离〔一〕提取3.吸附法〔1〕活性炭吸附法苷类活性炭吸附未被吸附的水杂得纯品苷水洗除水杂用稀醇、醇等有机溶剂洗脱回收有机溶剂四、萜类化合物的提取别离〔一〕提取3.吸附法〔2〕大孔树脂吸附法苷类得纯品苷通过大孔吸附树脂用水、稀醇、醇依次洗脱四、萜类化合物的提取别离〔二〕别离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。主要内容一、概述二、挥发油的通性三、挥发油的提取四、挥发油成分的别离五、挥发油成分的鉴定定义：系指能被水蒸气蒸馏出来与水不相溶，具有香味，易流动的油状液体的总称。一、概述挥发油又称精油(essentialoils)，具有芳香性油状液体的总称。少数以苷的形式存在。主要存在种子植物，尤其是芳香植物中。菊科、芸香科、伞形科植物，如：小茴香等。一、概述生物活性多具有祛痰、止咳、平喘、驱风、健胃、解热、镇痛、抗菌消炎等作用。如：柴胡挥发油制备的注射液——退热丁香油——局麻、止痛薄荷油——清凉、驱风、消炎、局麻临床应用：樟脑、冰片、薄荷脑、丁香酚等。在日用食品及化学工业上也是重要的原料。一、概述化学组成

1、萜类化合物2、芳香族化合物3、脂肪族化合物4、其它类化合物1.萜类化合物一、概述化学组成主要是单萜、倍半萜及其含氧化物。其构成挥发油的主要成分。大多是生物活性较强或具有芳香气味的主要组成成分。如：薄荷油——含薄荷醇〔menthol〕8%左右樟脑油——含樟脑〔camphor〕约为50%一、概述化学组成大多是苯丙素衍生物〔苯丙烯、苯丙烯酚、苯丙烯醛等〕。如：2.芳香族化合物一、概述化学组成指小分子的烷、烯、脂、酸类成分。如：松节油——正庚烷〔n-keptane〕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4.其它类化合物主要内容一、概述二、挥发油的通性三、挥发油的提取四、挥发油成分的别离五、挥发油成分的鉴定二、挥发油的通性㈠性状1．颜色：大多为无色或微带淡黄色，也有少数具有其它颜色。如：洋甘菊油因含有薁类化合物——显蓝色麝香草油——显红色2．气味：大多数具有香气或其它特异气味，有辛辣烧灼的感觉，呈中性或酸性。挥发油的气味，是其品质优劣的重要标志。二、挥发油的通性3．形态：为透明液体，有的在冷却时其主要成分可能结晶析出，称为“脑〞，如薄荷脑、樟脑等。4．挥发性：指在常温下可自行挥发而不留任何痕迹，这是挥发油与脂肪油的本质区别。二、挥发油的通性㈡溶解度脂溶性，不溶水易溶——石油醚、乙醚、二硫化碳、油脂等二、挥发油的通性㈢物理常数比重：多数比水轻，也有比水重的〔丁香油、桂皮油〕，沸点：一般在70~300℃之间，具有随水蒸气而蒸馏的特性。光学活性：大多有光学活性。二、挥发油的通性㈣稳定性〔氧化性〕产品应贮于棕色瓶内，装满、密塞并在阴凉处低温保存。主要内容一、概述二、挥发油的通性三、挥发油的提取四、挥发油成分的别离五、挥发油成分的鉴定三、挥发油的提取㈠水蒸气蒸馏法挥发油的沸点〔B.P〕一般在70~300℃之间三、挥发油的提取㈡浸取法〔油脂吸收法、溶剂萃取法、超临界流体萃取法〕用有机溶剂进行浸取——适用不宜用水蒸气蒸馏法提取的挥发油原料。1．油脂吸收法分冷吸收法、温浸吸收法。方法如以下图所示。三、挥发油的提取三、挥发油的提取三、挥发油的提取2．溶剂萃取法溶剂——石油醚、二硫化碳、四氯化碳、苯等方法——回流浸出法、冷浸法等处理——提取后，减压蒸去有机溶剂后即得浸膏精制——加热乙醇溶解浸膏，放置冷却，滤除杂质，回收醇得净油。〔原理：利用乙醇对植物蜡等脂溶性杂质的溶解度随温度下降而降低的特性〕三、挥发油的提取3．超临界液体萃取法二氧化碳超临界流体萃取方法和溶剂萃取技术相似。特点：防止氧化、热解及提高品质；所得芳香挥发油气味与原料相同。工艺技术要求高，设备费用投资大。三、挥发油的提取㈢冷压法此法适用于新鲜原料，如桔、柑、柠檬果皮含挥发油较多的原料。捣碎→冷压→静置分层→粗品优点——保持原有的新鲜香味缺点——可溶出原料中不挥发性物质。如：柠檬油常溶出原料中的叶绿素，而使柠檬油呈绿色。主要内容一、概述二、挥发油的通性三、挥发油的提取四、挥发油成分的别离五、挥发油成分的鉴定四、挥发油成分的别离常用的别离方法有：冷冻处理、分馏法、化学法、色谱法㈠冷冻处理将挥发油置于0℃以下使析出结晶，如无结晶析出可将温度降至-20℃，继续放置。取出结晶再经重结晶可得纯品。例：薄荷油制备薄荷脑四、挥发油成分的别离薄荷油析出粗脑油析出粗脑较纯薄荷油-10℃放置12小时〔第一批〕〔第二批〕-20℃冷冻24小时加热熔融0℃冷冻四、挥发油成分的别离㈡分馏法利用成分沸点不同，气化先后次序不同进行别离的。沸点规律：1.碳原子数：碳多→沸点↑2.双键数：多→沸点↑3.官能团：极性大→沸点↑酸>醇>酮~醛>醚4.反式沸点>顺式四、挥发油成分的别离㈡分馏法例：四、挥发油成分的别离㈡分馏法例：四、挥发油成分的别离㈡分馏法常压分馏——四大段蒸馏液第一段——加热温度<150℃——低分子醛酮类第二段——150~200℃——单萜类第三段——200~250℃——单萜含氧衍生物第四段——250~300℃——倍半萜、薁类每一馏分进一步分馏或采用冷冻结晶等方法别离得到单一成分。四、挥发油成分的别离㈡分馏法例：薄荷醇的提取别离薄荷薄荷油20~150℃150~200℃200~230℃230~300℃水蒸气蒸馏分馏单萜烃类薄荷醇或酮倍半萜含氧物四、挥发油成分的别离薄荷醇和酮0℃以下放置、析脑、过滤乙醇重结晶薄荷醇结晶油纯薄荷醇含大量薄荷酮和少量薄荷醇200~230℃四、挥发油成分的别离㈢化学方法1．利用化合物的酸、碱性不同进行别离⑴碱性成分的别离⑵酸性成分的别离挥发油/Et2OHCl，乙醚萃取5%NaHCO3碱液乙醚液酸性成分HCl，乙醚萃取2%NaOH油液乙醚液水液碱水液回收醚回收醚醚层水层酚或弱酸性成分四、挥发油成分的别离㈢化学方法2．利用官能团特性进行别离⑴醇类成分的别离常用邻苯二甲酸酐、丙二酰氯、丁二酸酐等试剂使醇酰化，转为酸性成分，用NaHCO3水溶液提取，然后再皂化即可得到原来的醇。四、挥发油成分的别离四、挥发油成分的别离㈢化学方法2．利用官能团特性进行别离⑵醛、酮类化合物的别离亲脂性的羰基成分转为亲水性的加成物而别离。①亚硫酸氢钠法〔NaHSO3〕②吉拉德法〔Girard〕四、挥发油成分的别离㈢化学方法2．利用官能团特性进行别离⑵醛、酮类化合物的别离①亚硫酸氢钠法〔NaHSO3〕例如：楜椒酮的别离四、挥发油成分的别离㈢化学方法2．利用官能团特性进行别离⑵醛、酮类化合物的别离①亚硫酸氢钠法〔NaHSO3〕温度高，可使双键加成，反响不可逆四、挥发油成分的别离㈢化学方法2．利用官能团特性进行别离⑵醛、酮类化合物的别离②吉拉德法〔Girard〕四、挥发油成分的别离㈢化学方法2．利用官能团特性进行别离⑶其它成分的别离酯类成分——精馏或层析别离醚萜成分——加浓酸形成烊盐易于结晶具双键成分——利用Br2、HCl、HBr等试剂与双键加成〔这种加成产物多为结晶状态〕挥发油的几种别离方法可用以下流程表示：四、挥发油成分的别离㈢化学方法挥发油/Et2O水洗，5%NaHCO3萃取酸水层乙醚层10%HCl萃取碱性成分碱水层乙醚层碱化；醚萃挥发性Alk酸化；醚萃强酸性成分萜酸、挥发性酸10%NaOH萃取四、挥发油成分的别离㈢化学方法碱水层乙醚层酸化；醚萃10%NaOH萃取碱水层乙醚层酸化；醚萃醛类、甲基酮类、不饱和醇类乙醚层弱酸性成分酚、烯醇、内酯1.邻苯二甲酸酐2.碱液萃取30%NaHSO3萃取含中性成分四、挥发油成分的别离㈢化学方法乙醚层1.邻苯二甲酸酐2.碱液萃取碱水层乙醚层浓H2SO4〔加成〕〔双键、烷烃类〕皂化稀释层析乙醚层H+/H2O萜烯脂、烷等萜醇四、挥发油成分的别离㈣色谱法〔络合薄层〕硅胶层析对于别离上面两个异构体是无能为力的。四、挥发油成分的别离㈣色谱法〔络合薄层〕硝酸银薄层〔即AgNO3硅胶薄层层析〕利用AgNO3能与>C=C<形成络合物，来进行别离主要用于