Chapter 6萜类和挥发油

1知识回顾2

山柰苷山柰酚UVλmax(nm)带II带I

带II带IMeOH265345267367NaOMe265388278416AlCl3275399268424AlCl3/HCl275399269424NaOAc265399276387NaOAc/H3BO3

265345267367从中药柴胡中分离得到山柰苷，经酸水解后，用PC检出有鼠李糖，山柰苷及山柰酚的紫外光谱数据如下：利用紫外光谱解析结构示例3山柰酚3，7-二鼠李糖苷45第六章萜类和挥发油TerpenoidsandVolatileoils

6教学目的：掌握

1.萜类化合物的理化性质2.萜类的提取、分离及检识3.环烯醚萜类、卓酚酮类、薁类的相关性质4.挥发油的提取、分离方法7熟悉1.萜类的结构特点和分类2.挥发油的组成、通性和检识了解萜类化合物的含义、生源途径、分布和生理活性8Section1Introduction一、萜类的含义及分类

萜类化合物(Terpenoids)

由甲戊二羟酸（MVA）衍生而成，且分子式符合（C5H8）n通式的衍生物。9分类碳原子数通式(C5H8)n存在半萜5n=1植物叶单萜10n=2挥发油倍半萜15n=3挥发油二萜20n=4树脂、苦味质、植物醇二倍半萜25n=5海绵、植物病菌，昆虫代谢物三萜30n=6皂苷、树脂、植物乳汁四萜40n=8植物胡萝卜素多聚萜7.5×103～

3×105(C5H8)n橡胶、硬橡胶

萜类化合物的分类与分布10分类原则：异戊二烯数目

单萜、倍半萜、二萜碳环的有无及数目

链萜、单环萜、双环萜多数为含氧衍生物

醇、醛、酮、羧酸、酯11现萜类化合物已超过了26000多种。

许多具有较强生理或生物活性的物质被应用于临床。如：挥发油、橡胶、树脂及胡萝卜素、青蒿素、穿心莲内酯、甘草酸、龙脑、齐墩果酸等等。12薄荷醇C10menthol青蒿素C15甘草酸glycyrrhizicacid

金合欢醇C1513二、萜类化合物的生源学说经验异戊二烯法则(empiricalisoprenerule)生源异戊二烯法则(biogeneticisoprenerule)141.经验异戊二烯规则（empiricalisoprenerule)

萜类化合物：由异戊二烯衍变而来，是异戊二烯的聚合体或衍生物。

15艾里木酚酮

土青木香酮

扁柏酚Ruzicka提出“生源的异戊二烯法则”：萜类的前体物是活性的异戊二烯162.生源的异戊二烯法则（biogeneticisoprenerule)

甲戊二羟酸（MVA）

焦磷酸异戊烯酯（IPP）焦磷酸二甲基烯丙酯（DMAPP）17IPPDMAPP1819目前被认为是萜类成分在生物体内形成的真正的前体，是生物体内的“活性的异戊二烯”物质，在生物合成中起着烷基化的作用。（IPP）（DMAPP）20三、萜类化合物的分布分布广泛，藻类、菌类、地衣类、苔藓类、蕨类、裸子植物、被子植物水生植物未见有单萜及倍半萜的报道、富含生物碱的植物不含或很少含萜类唇形科、伞形科、木兰科、芸香科等21四、萜类化合物的生物活性1.循环系统作用扩张心脑血管、增加血流量如：银杏内酯2.消化系统作用利胆健胃、抗胃溃疡如：甘草次酸3.呼吸系统作用抗上呼吸道感染如：穿心莲内酯

224.抗病原微生物作用抗结核杆菌活性如：鸡蛋花苷5.神经系统作用镇静、局麻、兴奋中枢如：龙脑6.抗肿瘤作用卵巢癌、乳腺癌如：紫杉醇237.抗生育作用棉酚8.杀虫驱虫作用青蒿素、川楝素9.甜味剂作用香料及化妆品工业24Section2:StructuresandImportantCompounds一、单萜（monoterpenoids)

（一）概述10个碳原子，2个异戊二烯单位挥发油成分生物活性和香气其苷不具有挥发性25(二)链状单萜（acyclicmonoterpenoid）

26香叶醇橙花醇香茅醇芳樟醇香叶醛橙花醛2728薄荷醇menthol(三)单环单萜

(monocyclicmonoterpenoid)piperitonecineole29重要的环状单萜生毛剂

用于肝癌

斑蝥素

斑蝥胺3031体内氧化冰片

具有强心作用l－龙脑d－龙脑

樟脑(四)双环单萜（bicyclicmonoterpenoid）32

防治老年性痴呆

芍药苷3334(五)三环单萜(tricyclicmonoterpenoid)35重要的变形单萜

（六）卓酚酮类(troponoids)

碳架不符合异戊二烯定则(α-thujaplicin))

(β-thujaplicin)

(γ-thujaplicin)

36Vc=o1650-1600cm-1VOH3200-3100cm-1

卓酚酮类性质Cu2＋绿色Fe2+赤红色。酚的通性酚<卓酚酮<羧酸酚OH易于甲基化，不易酰化37二、环烯醚萜（iridoids)

属环状单萜，为臭蚁二醛(iridoidial)的缩醛衍生物。含有环戊烷结构单元，其性质具有环状单萜衍生物的特点。38形成过程39环烯醚萜的分类40C1通常为-OH,-OCH3,C=O,-O糖C3、C4为双键C4-CH3-氧化CH2OH,-CH2OR,-COOH,-COOR结构特点C11-COOH并可成酯41

4、理化性质

(1）一般性质白色结晶或粉末、具有旋光性、味苦(2）溶解性环烯醚萜苷易溶于水甲醇，可溶于乙醇、丙酮、正丁醇，难溶于氯仿、乙醚、苯等。425、呈色反应：H+

苷元+

OH-呈色C=Oaa（蓝色）

游离苷元与皮肤接触显什么颜色？举例含环烯醚萜苷的中药？？43446、重要的代表物京尼平苷R=CH3京尼平苷酸R=H栀子苷

45桃叶珊瑚苷梓醇4647

龙胆苦苷NH4OH5%HCI龙胆碱484950三、倍半萜（sesquiterpenoids)（一）概述

由3个异戊二烯单位构成、含15个碳原子。由焦磷酸金合欢酯（FPP）衍生而成。51(二)无环倍半萜（acyclicsesquiterpenoid）金合欢醇橙花倍半萜醇

α－金合欢烯

52(三)单环倍半萜(monocyclicsesquiterpenoids)在水中及油中均难溶解，影响其治疗作用的发挥。双氢青蒿素青蒿素53

(artemether)油溶性

(artesunate)水溶性屠呦呦在2011年度“拉斯克奖”颁奖现场2015年12月10日，2015年诺贝尔奖颁奖典礼在瑞典首都斯德哥尔摩音乐厅举行。中国科学家屠呦呦青蒿58吉马酮鹰爪甲素5960棉酚gossypol(四)双环倍半萜(bicyclicsesquiterpenoids)61

α－山道年马桑毒素62(五)三环倍半萜（tricyclicsesquiterpennoids）63(六)薁类衍生物(azulenoids)

1.概述

由五元环与七元环骈合而成的芳环骨架称为薁类化合物。（一种非苯环芳烃化合物，具有高度的共轭体系）

64愈创木薁愈创木醇2，4-二甲基-7-异丙基薁多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等生物活性。如：652.理化性质

溶解性：

薁类化合物溶于石油醚、乙醚、乙醇、甲醇等有机溶剂，不溶于水，溶于强酸。

66沸点：较高，一般在250-300℃。挥发油高沸程的部分。673.预试或鉴别Sabety反应苦味酸或三硝基苯Ehrlich试剂挥发油1d/1ml氯仿+5%溴/氯仿蓝、紫色或绿色（阳性）形成有敏锐熔点的

-络合物对-二甲胺基苯甲醛浓硫酸紫色或红色（阳性）68泽兰氯内酯泽兰苦内酯大苞雪莲内酯69四、二萜(diterpenoids)（一）概述

定义：由4个异戊二烯单位构成、含20个碳原子的化合物类群。

70(二)链状二萜植物醇为合成维生素E、K1的原料。71(三)单环二萜72(四)双环二萜

抗炎作用的主要活性成分缺点：水溶性不好，多将其制备成衍生物(andrographolide)穿心莲内酯7374穿心莲内酯丁二酸半酯的钾盐穿心莲内酯磺酸钠7576拮抗血小板活化因子，治疗心脑血管疾病的有效药物。

R1R2R3

银杏内酯AOHHH银杏内酯BOHOHH

银杏内酯COHOHOH

银杏内酯JOHHOH

银杏内酯MHOHOH

7778紫杉醇taxol(五)三环二萜植物中含百万分之二79紫杉醇的前体物，是半合成品的母体。含量可达0.1%巴卡亭ШR=Ac去乙酰巴卡亭ШR=H8081（六）四环二萜8283冬凌草甲素冬凌草乙素848586豨莶甲素豨莶乙素87五、二倍半萜(sesterterpenoids)由5个异戊二烯单位构成、含25个碳原子的化合物类群。数量少，约有6种类型、30余种化合物抑菌、抗滴虫蛇孢假壳素A88Section3PhysicalandChemicalProperties一、物理性质

形态单萜、倍半萜多为油状液体、少数为固体。二萜和二倍半萜多为结晶性固体。89味萜类化合物多具有苦味，又称苦味素。甜菊苷具有强的甜味。旋光、折光性

不对称C---光学活性；低分子萜类较高折光率90

亲脂性强

内酯性质

注意：

4.溶解度萜类对高热、光、酸碱敏感91化学性质加成反应氧化反应脱氢反应分子重排反应92（一）加成反应（双键加成、羰基加成反应）1.双键加成93氯化亚硝基衍生物亚硝基胺类亚硝酰氯亚硝酸异戊酯不饱和萜类与亚硝酰氯(Tilden试剂)反应：

94Diels-Alder（顺丁烯二酸酐）加成反应：952.羰基加成反应

96GirardT和GirardP,它们的结构式为：

+97与硝基苯肼加成：

98（二）氧化反应臭氧：用来测定分子中双键的位置，醛酮合成。99铬酐一种广泛的氧化剂，几乎可与所有可氧化的基团作用。（生成酮）

高锰酸钾常用的中强氧化剂，可使环断裂而氧化成羧酸二氧化硒特殊氧化性能，专一氧化羰基的a-甲基或亚甲基，以及碳碳双键旁的a-亚甲基100101102103（三）脱氢反应

脱氢反应在早期研究萜类化合物母核骨架时具有重要意义。脱氢反应中，环萜的碳架转变为芳香烃类衍生物，反应通常在惰性气体的保护下，用铂黑或钯做催化剂进行。如：104105（四）分子重排反应

在萜类化合物中，特别是双环萜在发生加成、消除或亲核性取代反应时，常常发生碳架的改变，产生Wagner-Meerwein重排。106Section4ExtractionandIsolation108一、萜类的提取碱溶酸沉法选择性提取内酯，尤其倍半萜内酯吸附法分为活性炭吸附法和大孔吸附树脂法，适用于苷类化合物溶剂提取法利用相似相溶原理，采用氯仿乙酸乙酯萃取苷元，正丁醇萃取苷类109

环烯醚萜以苷的形式较多见，亲水较强，故多用甲醇或乙醇为溶剂进行提取。

倍半萜内酯类化合物容易发生结构重排，尽可能避免酸、碱的处理。

二萜类易聚合树脂化，所以宜选用新鲜药材或迅速晾干的药材。110⑴

溶剂法药材石油醚（脱脂层）EtOHorMeOH提取，回收醇药渣（弃去）浸膏用H2O分散，依次用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取乙醚（极性小的苷元）乙酸乙酯（极性大的苷元）正丁醇苷111⑵碱溶酸沉法适合于结构中具有内酯环的萜类，尤其倍半萜内酯类。但应注意防止结构发生改变。⑶吸附法

a活性炭样品活性炭吸附水洗有机溶剂洗脱纯品苷b大孔树脂法样品树脂吸附水洗不同浓度的醇洗脱纯品苷112结晶法柱色谱法特殊功能团不同溶剂、溶解度不同吸附色谱反相色谱凝胶色谱内酯、羰基、双键等二、萜类分离113柱色谱高效液相色谱法硅胶或氧化铝色谱法硅胶硝酸银色谱法大孔树脂柱色谱法反相色谱法凝胶色谱法114Section5StructuralIdentification紫外光谱红外光谱质谱核磁共振谱波谱方法115链状萜类共轭双键共轭双键一个在环内共轭双键体系在环内a,b-不饱和羰基217-228nm230-240nm256-265nm220-250nm（一）UV1161800-1735cm-1,s1370cm-1900cm-1内酯偕二甲基环外亚甲基（贝壳杉烷型二萜）（二）IR1171分子离子峰除以基峰形式出现外，一般较弱。常伴随分子重排裂解，尤其以麦氏重排多见。2环状萜类化合物常发生RDA裂解。4裂解方式受功能基影响较大，常失去功能基，形成离子碎片。3（三）MS（四）NMR118课前复习1.如何检查挥发油中可能含有薁类化合物？2.环烯醚萜类具有哪几方面的性质？与皮肤接触，会使皮肤染成什么颜色，原因？119挥发油Section6VolatileOils

120一、概述

挥发油(volatileoils)又称精油(essentialoils)，是一类可随水蒸气蒸馏、具有芳香气味的油状液体的总称。在常温下能挥发，少数与糖结合成苷。

121

（一）分布与存在中草药中主要存在种子植物中，尤其是菊科、芸香科、伞形科、唇形科等植物。如：苍术、白术、木香、降香、吴茱萸122来源作用与用途丁香罗勒油唇形科植物丁香罗勒镇痛，防腐。用于龋齿八角茴香油木兰科植物八角茴香芳香调味，健胃药薄荷油唇形科植物薄荷芳香调味，驱风药满山红油杜鹃花科兴安杜鹃止咳，祛痰，用于气管炎松节油松科松属植物皮肤刺激药，用于肌肉关节痛杜荆油马鞭草科植物杜荆止咳，祛痰，用于气管炎肉桂油樟科植物肉桂驱风药，健胃药注：蓖麻油等压榨油为脂肪油，非挥发油123(二)生物活性如：香油有局部麻醉、止痛作用；土荆芥油有驱虫作用；薄荷油有清凉、驱风、消炎、局麻作用等。

在香料工业、食品、化学工业中应用也极为广泛124萜类化合物芳香族化合物脂肪族化合物

其它类化合物

主要单萜、倍半萜和它们含氧衍生物，如薄荷油、樟脑等；如桂皮醛、茴香醚、丁香酚等；小分子醇、醛及酸类化合物（如正壬醇，存在于陈皮挥发油中）；挥发油样物质，如allicin，也能随水蒸馏，故也称之为“挥发油”。（三）挥发油的组成125茴香醚α（β）－细辛醚126甲基正壬酮癸酰乙醛127大蒜辣素异硫氰酸烯丙酯128箊碱毒藜碱

川芎嗪129二、挥发油的理化性质(一)

性状1．颜色常温下多为无色或微带淡黄色，其中的薁类化合物多显蓝色、苦艾油显蓝绿色、麝香草油显红色等。1302．气味挥发油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，往往是其品质优劣的重要标志。131

3．形态挥发油在常温下为透明液体，有的在冷却时其主要成分可能析出结晶。析出物习称为“脑”，如薄荷脑、樟脑等。

1324.挥发性

挥发油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。133(二)溶解性

挥发油脂溶性强，不溶水，而易溶各种有机溶剂。如：石油醚、乙醚、油脂等134(三)物理常数：沸点70～300之间；比重0.85～1.065之间光学活性、强的折光性。

？举例：比水重的挥发油135(四)稳定性挥发油与空气及光线接触，常会逐渐氧化变质。因此产品应贮于棕色瓶内，装满、密塞并在阴凉处低温保存。136三、挥发油的提取（一）水蒸气蒸馏法137

挥发油与水不相混合，当受热后，二者蒸气压的总和与大气压相等时，溶液沸腾，则挥发油可随水蒸气蒸馏出来。天然药物挥发油成分可采用------水蒸气蒸馏法来提取此方法的优缺点???138（二）浸取法对不宜用水蒸气蒸馏法提取的挥发油原料，可以直接利用有机溶剂进行浸取。常用的方法：油脂吸收法、溶剂萃取法、超临界流体萃取法。

1391.油脂吸收法：利用油脂类一般具有吸收挥发油的性质提取贵重的挥发油。分为冷吸收法和热吸收法。140油脂吸收法：猪油3份，牛油2份50×100cm玻璃板新鲜药材

花瓣金属网

木制框架如玫瑰油、茉莉花油常采用此法进行。141温热吸收法：花瓣与油脂50～60度低温加热浸泡芳香成分溶于油脂中1422．溶剂萃取法

溶剂：石油醚(30～60oC)、二硫化碳、四氯化碳、苯等。

方法：回流浸出法、冷浸法等。并可利用乙醇对植物蜡等脂溶性杂质的溶解度，随温度的下降而降低的特性除去杂质。

1433.超临界流体萃取法（supercriticalfluidextractionSFE)稳定的纯物质都可以有超临界状态（化学性质稳定，在达到临界温度不会分解）。用这种技术提取芳香挥发油，具有防止氧化、热解及提高品质的突出优点。144超临界流体（SF）：处于临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上，介于气体和液体之间的流体。密度与液体相近，粘度与气体相近，扩散系数比液体大100倍对许多物质有很强的溶解能力。常用CO2，N2O、乙烷、丙烷等，无色、无毒、无味，不易燃，化学惰性，价廉。优点：提取效率高；成分不被破坏（不需加热）；无残留溶剂；可选择性分离。控温面板高压泵超临界CO2萃取实验装置示意图原料萃取柱玻璃珠脱脂棉超临界萃取实验装置与实验方法CO2钢瓶PCO2冷温槽恒温箱流量计接收瓶小试实验装置图实验装置－小试实验装置146（三）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。优点：所得挥发油可保持原有新鲜香味。缺点：但可能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。147色谱分离法分馏法冷冻处理化学方法四、挥发油的分离148(一)冷冻法例如析出粗脑第二批薄荷油－10℃放置12hr第一批油析出粗脑加热熔融0℃放置较纯薄荷油－20℃放置24hr薄荷油的制备149（二）分馏法