萜類的結(jié)構(gòu)類型及重要代表物ppt課件.pptx

1、萜類的結(jié)構(gòu)類型及重要代表物,妙用堂微信miaoyong199,Contents,第一節(jié) 概述,掌握,萜類的定義和分類,萜類化合物是一類重要的天然藥物化學成分。 從化學結(jié)構(gòu)看，它是異戊二烯的聚合體及其衍生物， 其骨架一般以五個碳為基本單位，少數(shù)例外。 甲戊二羥酸（MVA）（而不是異戊二烯）才是萜類化合物生源途徑中最關(guān)鍵的前體物。 因此，凡由甲戊二羥酸衍生、且分子式符合（C5H8)n 通式的衍生物均稱為萜類化合物。,一、萜的含義,異戊二烯單位的數(shù)目：單萜、倍半萜、二萜等 碳環(huán)的有無和數(shù)目的多少：鏈萜、單環(huán)萜、雙環(huán)萜、三環(huán)萜、四環(huán)萜等 含氧衍生物：醇、醛、酮、羧酸、酯等萜類。 本章主要介紹單萜、倍半

2、萜、二萜、二倍半萜等萜類以及揮發(fā)油類化合物。,一、萜的分類,通式：(C5H8)n 結(jié)構(gòu)單元：異戊二烯,1 半萜 2 單萜（揮發(fā)油） 3 倍半萜（揮發(fā)油） 4 二萜（苦味素、植物醇） 5 二倍半萜（海洋生物） 6 三萜（皂苷、樹脂） 8 四萜（植物胡蘿卜素） 8 多聚萜（橡膠）,分類： n,天然產(chǎn)物中最大類 (26000種), 結(jié)構(gòu)復雜, 生物活性多樣 藥物的重要來源：青蒿素 蒿甲醚（倍半萜） 紫杉醇（二萜）,二、萜類的生源學說,經(jīng)驗的異戊二烯法則（empirical isoprene rule） 生源的異戊二烯法則（biogenetic isoprene rule） 經(jīng)驗的異戊二烯法則 Wal

3、lach 1887年提出 異戊二烯法則,艾里木酚酮 扁柏酚 土青木香酮,二、萜類的生源學說,生源的異戊二烯法則 Ruzicka 提出 前體物是 活性的異戊二烯 后由Lynen和Folkers得到證實經(jīng) 甲戊二羥酸途徑衍生,甲戊二羥酸（MVA）,二、萜類的生源學說,甲戊二羥酸(MVA) 焦磷酸異戊烯酯(IPP) 焦磷酸二甲基烯丙酯 (DMAPP),DMAPP IPP 焦磷酸香葉酯 焦磷酸金合歡酯 （GPP） （FPP）,DAPP(C5) IPP(C5) 單萜 焦磷酸香葉酯(C10) 甾族類 IPP 倍半萜 焦磷酸金合歡酯(C15) 角沙烯(C30) 三萜(C30) IPP 二萜 焦磷酸香葉基香葉

4、酯(C20) 類胡蘿卜素(C40) IPP 二倍半萜 焦磷酸香葉基金合歡酯(C25),萜類化合物的生物合成途徑,甾體 C27,焦磷酸二甲基烯丙酯(DAPP) C5,乙酰輔酶A,甲戊二羥酸(MVA),焦磷酸異戊烯酯(IPP) C5,縮合,焦磷酸香葉酯(GPP) 單萜 C10,+C5,焦磷酸金合歡酯(FPP) 倍半萜 C15,GGPP 二萜 C20,角鯊烯 C30,三萜 C30,-3CH3,二、生源、分類,第二節(jié)、萜類的結(jié)構(gòu)類型及重要代表物,l-薄荷醇、l-龍腦、樟腦、梓醇、青蒿素、綿酚、維生素A、穿心蓮內(nèi)酯()、紫杉醇的化學結(jié)構(gòu) 卓酚酮類的理化性質(zhì) 環(huán)烯醚萜的結(jié)構(gòu)特點、分類和主要性質(zhì),單萜的基本

5、骨架 銀杏內(nèi)酯的生物活性,了解,掌握,單萜類（monoterpenoids）：2個異戊二烯單位、含10個C的化合物類群，揮發(fā)油的主要組分。分子量小，脂溶性。 其含氧衍生物多具有較強的生物活性和香氣，是醫(yī)藥、化妝品和食品工業(yè)的重要原料。 成苷時，不具揮發(fā)性，不能隨水蒸氣蒸餾。 分類：鏈狀型和環(huán)狀型(單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)等),一、單 萜,（1）鏈狀單萜,一、單 萜,NPP,中間體,檸檬烷,莰烷,蒎烷,守烷,蒈烯,（2）環(huán)狀單萜,（2）環(huán)狀單萜（單環(huán)單萜、雙環(huán)單萜、三環(huán)單萜）,薄荷腦：對皮膚和黏膜有清涼和弱麻醉作用，用于鎮(zhèn)痛和止癢，并具防腐和殺菌作用。,龍腦：“冰片”，發(fā)汗、興奮、解痙孿和防蟲蛀蝕、顯著

6、抗缺氧功能蘇冰滴丸。冰片也是香料工業(yè)原料。 樟腦：局部刺激作用和防腐，用于神經(jīng)痛、炎癥和跌打損傷的擦劑、還可作為強心劑。,（2）環(huán)狀單萜（單環(huán)單萜、雙環(huán)單萜、三環(huán)單萜）,紫羅蘭酮 紫羅蘭酮 配制高級香料 合成維生素A原料,斑蝥素 N羥基斑蝥胺 皮膚發(fā)赤、發(fā)泡 肝癌 生毛劑,芍藥苷 鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、抗炎、防老年癡呆,卓酚酮類：變形單萜，其碳架不符合異戊二烯規(guī)則，具有抗菌活性，但同時多有毒性。 1、酸性 2、酚羥基易甲基化，不易?；?3、羰基不能和一般羰基試劑反應 4、能與多種金屬離子絡合顯顏色用于鑒別,（3）卓酚酮類,g-崖柏素,a-崖柏素,扁柏素,1、概述 為臭蟻二醛的縮醛衍生物，含有環(huán)戊烷結(jié)構(gòu)單

7、元 取代環(huán)戊烷環(huán)烯醚萜（iridoids） 環(huán)戊烷開裂的裂環(huán)環(huán)烯醚萜（secoiridoids）兩種基本碳架。,二、環(huán)烯醚萜（iridoids）,環(huán)烯醚萜骨架 裂環(huán)環(huán)烯醚萜骨架,生物合成途徑,氧化,臭蟻二醛,妙用堂微信miaoyong199 崖柏 tuyu562r,O,2、,2、環(huán)烯醚萜理化性質(zhì),苷大多為白色結(jié)晶或粉末，多具旋光性，味苦； 苷易溶水和甲醇， 苷可溶乙醇、丙酮和正丁醇； 苷難溶于氯仿、苯等親酯性有機溶劑； 其苷易水解，苷元為半縮醛結(jié)構(gòu)容易聚合，難得到結(jié)晶苷元 苷元遇酸、堿、羰基化合物和氨基酸能變色，與皮膚接觸會變藍 苷元在冰醋酸溶液中，加少量銅離子，加熱顯藍色,A、環(huán)烯醚萜苷類

8、： 10個碳占多數(shù)， C1羥基多與葡萄糖成苷，大多為單糖苷； 有的C11氧化成羧酸，可成酯。,3、結(jié)構(gòu)分類及重要代表物,梔子苷,京尼平苷 R為CH3 京尼平苷酸R為H,雞屎藤苷,B、4去甲環(huán)烯醚萜苷 ： 9個碳構(gòu)成,3、結(jié)構(gòu)分類及重要代表物,梓醇：地黃中降血糖的主要有效成分，有很好的利尿及遲緩性瀉下作用。 桃葉珊瑚苷：車前草清濕熱、利小便的有效成分。,龍膽苦苷 gentiopicroside,NH4OH,5% HCl,龍膽堿 gentianine,C、裂環(huán)環(huán)烯醚萜苷：苦味苷 龍膽苦苷，當藥苷，當藥苦苷，繡球內(nèi)酯苦苷等,3、結(jié)構(gòu)分類及重要代表物,1、概述 通式：(C5H8)3 分布：揮發(fā)油高沸點

9、部分。 海洋低等動物（海藻、軟體動物等）、 昆蟲中也有發(fā)現(xiàn) 存在形式：揮發(fā)油，醇、酮、內(nèi)酯或苷，生物堿。 含氧衍生物多具有香氣和生物活性 骨架繁雜，超過200余種,三、倍半萜,生源 GPP(C10) + IPP(C5) FPP(C15) 焦磷酸金合歡酯 分類： 按碳環(huán)數(shù)：無環(huán)、單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)、四環(huán)型； 按環(huán)的碳原子數(shù)：五元環(huán)、六元環(huán)、七元環(huán)等； 按含氧官能團：倍半萜醇、醛、酮、內(nèi)酯等。,三、倍半萜,妙用堂微信miaoyong199 崖柏 tuyu562r,鏈狀倍半萜,2、無環(huán)倍半萜：,重要高級香料,青蒿素：倍半萜過氧化物，抗惡性瘧疾。 雙氫青蒿素，蒿甲醚、青蒿琥珀酸單酯 用于臨床。 鷹爪甲素

10、：抑制鼠瘧原蟲的生長。,3、單環(huán)倍半萜,4、雙環(huán)倍半萜,棉 酚,綿酚：有毒的黃色液體，具有殺精子作用，尚有抗菌殺蟲活性。,5、三環(huán)倍半萜,環(huán)桉醇,環(huán)桉醇：具有很強的抗金黃色葡萄球菌和白色念珠菌活性。,6、薁衍生物,薁類：五元環(huán)+七元環(huán)的非苯環(huán)芳烴化合物，分子結(jié)構(gòu)中具有高度的共軛體系。多具有抑菌、抗腫瘤、殺蟲等生物活性。 性質(zhì)： 1、薁類可與苦味酸或三硝基苯形成具有敏銳熔點的p絡合物，用于鑒別 2、 沸點高，揮發(fā)油分餾時可見美麗的藍、紫、綠色現(xiàn)象時，示有薁類存在,3、 Sabety反應 可與溴-氯仿溶液產(chǎn)生藍色或綠色 4、 可與Ehrlich試劑（對-二甲氨基苯甲醛、濃硫酸）反應產(chǎn)生紫色、紅色,

11、愈創(chuàng)木薁,愈創(chuàng)木醇,2，4-二甲基-7-異丙基薁,1、概述 由4個異戊二烯單位構(gòu)成、含20個C的化合物類群。 由GGPP衍生而成 分布：植物界廣泛，植物分泌的乳汁、樹脂等均以二萜類衍生物為主，松柏科最多，菌類代謝產(chǎn)物，海洋生物。,四、二 萜,生物活性強：紫杉醇、穿心蓮內(nèi)酯、關(guān)附甲素、雷公藤內(nèi)酯、甜菊苷等。 生源,四、二 萜,MVA,2,NPP或GPP,二萜C20,GGPP(焦磷酸香葉基香葉酯),2、鏈狀二萜,維生素A：動物肝，魚肝，保持夜間視力，哺乳動物生長,3、單環(huán)二萜,維生素A（vitamin A）,4、雙環(huán)二萜,穿心蓮內(nèi)酯：抗菌消炎活性成分，臨床治療急性菌痢、胃腸炎、咽喉炎等，與亞硫酸鈉

12、反應可制成穿心蓮內(nèi)酯磺酸鈉，制備水溶性注射劑。 銀杏內(nèi)酯：用來治療因血小板活化因子引起的種種休克狀障礙，治療心腦血管疾病。,紫杉醇：是紅豆杉中活性成分，已成新型天然抗腫瘤藥物，對于卵巢癌、乳腺癌和肺癌療效好。 雷公藤甲素：抑制乳腺癌和胃癌細胞系集落形成,5、三環(huán)二萜,甜菊苷：甜度為蔗糖的300倍,6、四環(huán)二萜,由5個異戊二烯單位構(gòu)成、含25個C。 生源：由焦磷酸香葉基金合歡酯（GFPP）衍生而成。 多為結(jié)構(gòu)復雜的多環(huán)性化合物，數(shù)量少。,五、二倍半萜,第三節(jié)、萜類化合物的理化性質(zhì),加成反應、氧化反應、脫氫反應、重排反應的反應條件,性狀、溶解度等,了解,掌握,（一）性狀： 1、形態(tài) 單萜和倍半萜

13、： 油狀液體，可揮發(fā)， 或為低熔點固體 二萜和二倍半萜：結(jié)晶性固體。 2、味 苦味，或極苦，又稱苦味素。 但甜菊苷例外 3、旋光性 具有光學活性。,一、物理性質(zhì),（二）溶解性 親脂性強，萜類的苷有一定的親水性。 具內(nèi)酯結(jié)構(gòu)萜可用堿溶酸沉法分離純化。 萜類對高熱、光、和酸堿敏感。,妙用堂微信miaoyong199 崖柏 tuyu562r,（一）加成反應 有雙鍵和醛，酮等羰基的萜類化合物 1、 雙鍵加成反應 A 與鹵化氫加成 B 與溴加成,二、化學性質(zhì),C 與亞硝酰氯加成 不飽和萜類 氯化亞硝基衍生物 亞硝基胺類 D DielsAlder加成 順丁烯二酸酐,2、羰基加成反應 A 與亞硫酸氫鈉加成,

14、B 與硝基苯肼加成 C與吉拉德試劑加成,（二）氧化反應 氧化劑：O3，CrO3，KMnO4，SeO2等,O,（三）脫氫反應 （四）分子重排反應 WagnerMeerwein重排，-蒎烯合成樟腦,第四節(jié)、萜類化合物的提取分離,一 、 提取,低分子單萜：揮發(fā)油 環(huán)烯醚萜苷 卓酚酮,萜,單萜,倍半萜,二萜：二萜內(nèi)酯、二萜生物堿,低分子倍半萜：揮發(fā)油 倍半萜內(nèi)酯 薁類,三萜及其苷,1、溶劑提取法 :苷類；非苷類 2、堿提取酸沉淀法 3、活性炭吸附法 4、大孔樹脂吸附法,一、提取,親脂性：單萜、二萜、倍半萜內(nèi)酯、三萜 親水性：苷類（環(huán)烯醚萜苷、三萜苷） 不穩(wěn)定：環(huán)烯醚萜苷、倍半萜內(nèi)酯,溶劑提取法提取苷,

15、材料 醇浸膏 不溶物 水液 親脂性雜質(zhì),MeOH (EtOH)熱提,熱水反復溶解,Et2O萃取,Et2O萃取液 水液 低極性(游離萜; 黃酮苷元, 部分單糖苷) EtOAc液 中等極性(萜單糖苷, 雙糖苷),(如葉綠素,樹脂物),EtOAc萃取,n-BuOH萃取,n-BuOH液 高極性(雙糖苷, 三糖苷),水液 (水溶性雜質(zhì)),水液,結(jié)晶法分離 柱色譜分離 吸附柱色譜，硅膠，氧化鋁 硅膠硝酸銀色譜 溶劑系統(tǒng) 反相柱色譜 RP-18，RP-8等 凝膠色譜法 Sephadex LH-20 利用結(jié)構(gòu)中特殊功能團分離 內(nèi)酯；雙鍵，羰基；萜類生物堿,二、分離,第五節(jié)、萜類化合物的檢識與結(jié)構(gòu)測定,波譜法在

16、萜類結(jié)構(gòu)鑒定中的應用,紫外光譜UV 紅外光譜IR 質(zhì)譜MS 核磁共振譜NMR： 1H-, 13C-, 2D-,第六節(jié) 揮發(fā)油,揮發(fā)油（volatile oils） ： 精油（essential oils），一類具有芳香氣味的油狀液體的總稱。 性狀：常溫能揮發(fā)，可隨水蒸氣蒸餾。 分布：種子植物，尤其是芳香植物。菊科(菊)、蕓香科(花椒、橙)、傘形科(茴香) 存在：油滴狀，或與樹脂、粘液質(zhì)共存，少數(shù)成苷。,一、概 述,生物活性： 祛痰、止咳、平喘、驅(qū)風、健胃、解熱、鎮(zhèn)痛、抗菌消炎作用。 薄荷油、茉莉花油、樟腦、冰片、丁香酚 應用： 醫(yī)藥，香料工業(yè)，日用食品、化學工業(yè)等。,成分十分復雜，幾十 上百個

17、組份。 1)萜類化合物：單萜(低沸點)、倍半萜(高沸點)及其含氧衍生物，如薄荷油、樟腦等； 2)芳香族化合物：萜源性化合物以及苯丙素類(C6-C3)，如桂皮醛、茴香醚、丁香酚等； 3)脂肪族化合物：如正癸烷和小分子醇、醛及酸類化合物（如正壬醇）； 4)其它類化合物：揮發(fā)油樣物質(zhì)，如大蒜油等，液態(tài)小分子生物堿：川芎嗪(生物堿類),組成和分類,性狀 顏色：無色或微黃 氣味：香氣或特異氣味 形態(tài)：常溫透明液體 揮發(fā)性：可揮發(fā) 溶解度 不溶于水，易溶于有機溶劑 物理常數(shù) 沸點在70300，隨水蒸氣蒸餾，比水輕，具光學活性和強折光性 穩(wěn)定性 易氧化，應存于棕色瓶，陰涼低溫保存。,二、揮發(fā)油的性質(zhì),（一）

18、水蒸汽蒸餾 藥材 + H2O 餾出液 鹽析 萃取 分液 揮發(fā)油 （二）溶劑法,2、吸收：油脂(高級脂肪烴),1、藥材 + 低沸點溶劑提取 浸膏 揮發(fā)油,減壓濃縮,放冷除雜,熱乙醇溶解,(三) 冷壓法：含量高，但雜質(zhì)多,3、二氧化碳超臨界流體萃取法；,三、揮發(fā)油的提取,(一) 冷凍法 低溫可結(jié)晶 含量高 析腦(薄荷) (二) 分餾法：減壓 (三) 化學方法 1、堿性成份 2、酚、酸性組份 3、利用官能團特性分離 醇類：成脂，皂化，乙醚提 羰基化合物：NaHSO3，羰基試劑 其它成分：酯類，醚類，含雙鍵 (四) 色譜分離法 AgNO3柱色譜,四、揮發(fā)油成分的分離 難度大,物理常數(shù)的測定 相對密度、比旋度、折光率、凝固點等 化學常數(shù)的測定 酸值、酯值、皂化值 功能團的測定 酚類、 羰基化合物、 不飽和化合物和薁類衍生物、 內(nèi)酯類化合物,五、揮發(fā)油成分的鑒定,色譜法的應用 薄層色譜、 氣相色譜法、 GC/MS聯(lián)用法,五、揮發(fā)油成分的鑒定,特點：高度儀器化、快速,程序：,樣品 GC(氣相色譜) 分離器(除N2濃縮樣品) MS(質(zhì)譜) DS(data storage數(shù)據(jù)庫, 與標準圖譜對照),練 習 題,1、中藥梔子中瀉下和利