天然產(chǎn)物化學萜發(fā)油new

1、第六章第六章 萜類和揮發(fā)油萜類和揮發(fā)油 天然藥物化學天然藥物化學第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 一、萜類的含義和分類一、萜類的含義和分類 1萜類的含義萜類的含義 凡由甲戊二羥酸衍生而來的、且凡由甲戊二羥酸衍生而來的、且分子式符合分子式符合 (c5h8)n 通式的衍生通式的衍生物均稱為萜類化合物。物均稱為萜類化合物。甲戊二羥酸甲戊二羥酸 (mevalonic酸酸, mva) 是是萜類化合物生源途徑中的前體物。萜類化合物生源途徑中的前體物。2萜的分類萜的分類 根據(jù)其構(gòu)成分子碳架的根據(jù)其構(gòu)成分子碳架的異戊二烯數(shù)目異戊二烯數(shù)目和和碳碳環(huán)數(shù)目環(huán)數(shù)目進行分類。進行分類。 將含有一個異戊二烯單位的萜類稱為半萜；將

2、含有一個異戊二烯單位的萜類稱為半萜； 含有含有2個異戊二烯單位的稱為單萜；個異戊二烯單位的稱為單萜； 含有含有3個異戊二烯單位的稱為倍半萜；個異戊二烯單位的稱為倍半萜； 含有含有4個異戊二烯單位的稱為二萜；個異戊二烯單位的稱為二萜； 含有含有5個異戊二烯單位的稱為二倍半萜個異戊二烯單位的稱為二倍半萜 樟腦ooohhch3h3coooch3h 青蒿素10974321hococh3oococcc oohh hnhcooch3cooohohohh 紫杉醇表表6-1 萜類化合物的分類及分布萜類化合物的分類及分布 分分 類類 碳原子數(shù)碳原子數(shù)通式通式(c5h8)n 存存 在在 半半 萜萜 5 n=1 植

3、物葉植物葉單單 萜萜 10 n=2 揮發(fā)油揮發(fā)油 倍倍 半半 萜萜 15 n=3 揮發(fā)油揮發(fā)油 二二 萜萜 20 n=4 樹脂、苦味質(zhì)、植物醇樹脂、苦味質(zhì)、植物醇二倍半萜二倍半萜25n=5 海綿、植物病菌，昆蟲代海綿、植物病菌，昆蟲代謝物謝物 三三 萜萜30 n=6 皂苷、樹脂、植物皂苷、樹脂、植物 乳汁乳汁四四 萜萜40 n=8 植物胡蘿卜素植物胡蘿卜素多多 聚聚 萜萜7.5x103至至 3x105 (c5h8)n 橡膠、硬橡膠橡膠、硬橡膠 3萜類化合物的生理活性和分布萜類化合物的生理活性和分布 萜類化合物種類繁多，結(jié)構(gòu)復雜，性質(zhì)各異，因而萜類化合物種類繁多，結(jié)構(gòu)復雜，性質(zhì)各異，因而其生理活

4、性也是多種多樣的，例如：其生理活性也是多種多樣的，例如： (1)抗生育活性；芫花酯甲、芫花酯乙均為引產(chǎn)藥?？股钚?；芫花酯甲、芫花酯乙均為引產(chǎn)藥。 (2)抗白血病、抗腫瘤活性：雷公藤內(nèi)酯、雷公藤羥內(nèi)酯等?？拱籽?、抗腫瘤活性：雷公藤內(nèi)酯、雷公藤羥內(nèi)酯等。 (3)驅(qū)蛔蟲和殺蟲活性：如驅(qū)蛔素，川楝素、土木香內(nèi)酯等。驅(qū)蛔蟲和殺蟲活性：如驅(qū)蛔素，川楝素、土木香內(nèi)酯等。 (4)抗瘧活性；如青蒿素?？汞懟钚?；如青蒿素。 (5)神經(jīng)系統(tǒng)作用：如治療神經(jīng)分裂癥的神經(jīng)系統(tǒng)作用：如治療神經(jīng)分裂癥的 馬桑內(nèi)酯。馬桑內(nèi)酯。 (6)抗菌痢和抗鉤端螺旋體活性；如穿心蓮內(nèi)酯、穿心蓮新甙。抗菌痢和抗鉤端螺旋體活性；如穿心蓮

5、內(nèi)酯、穿心蓮新甙。 (7)抑制血小板凝集、擴張冠狀動脈、增強免疫：如芍藥甙。抑制血小板凝集、擴張冠狀動脈、增強免疫：如芍藥甙。 (8)瀉下作用：如梔子甙瀉下作用：如梔子甙 (9)促進肝細胞再生活性：如齊墩果酸促進肝細胞再生活性：如齊墩果酸 (10)防治肝硬變、肝炎活性：如葫蘆素防治肝硬變、肝炎活性：如葫蘆素b、e。 (11)抗阿米巴原蟲活性：如鴉膽子甙、鴉膽子苦素等?？拱⒚装驮x活性：如鴉膽子甙、鴉膽子苦素等。 (12)降血壓活性：鬧羊花毒素。降血壓活性：鬧羊花毒素。 (13)降血脂、血清總膽固醇活性：澤瀉萜醇降血脂、血清總膽固醇活性：澤瀉萜醇a。 (14)抗菌消炎活性：如雪膽甲素、雪膽乙素。

6、抗菌消炎活性：如雪膽甲素、雪膽乙素。(15)降低轉(zhuǎn)氨酶活性：如山芝麻酸甲酯。降低轉(zhuǎn)氨酶活性：如山芝麻酸甲酯。(16)毒魚活性：如二萜醛。毒魚活性：如二萜醛。 (17)昆蟲拒食活性昆蟲拒食活性plagiochlinea (18)可作甜味素：羅漢果甜素可作甜味素：羅漢果甜素v的的002水溶液比蔗糖甜約水溶液比蔗糖甜約250倍，可作調(diào)味劑。倍，可作調(diào)味劑。萜類化合物的分布萜類化合物的分布 萜類化合物在植物界分布很廣泛。萜類化合物在植物界分布很廣泛。 存在最多的是種子植物，尤其是被子植物。存在最多的是種子植物，尤其是被子植物。 萜類化合物經(jīng)常與樹脂、樹膠并生，萜類化合物經(jīng)常與樹脂、樹膠并生，與生物與生

7、物堿相排斥堿相排斥。 富含揮發(fā)油的植物：松科、柏科、富含揮發(fā)油的植物：松科、柏科、胡椒科、馬兜鈴科、樟科、蕓香料、龍腦科、胡椒科、馬兜鈴科、樟科、蕓香料、龍腦科、傘形科、唇形科、敗醬科、菊科和姜科等。傘形科、唇形科、敗醬科、菊科和姜科等。水生植物很少分布有揮發(fā)油。水生植物很少分布有揮發(fā)油。某些菌類和苔蘚類植物可合成一些萜類，某些菌類和苔蘚類植物可合成一些萜類，如斜臥青霉菌如斜臥青霉菌(青霉屬青霉屬decumbens)合成合成橙花叔醇。橙花叔醇。 近年來從海洋生物中發(fā)現(xiàn)了近年來從海洋生物中發(fā)現(xiàn)了大量的萜類化合物。大量的萜類化合物。 二、萜類的生源學說二、萜類的生源學說 萜類化合物的生源主要有如下

8、兩種觀點：萜類化合物的生源主要有如下兩種觀點： 經(jīng)驗的異戊二烯法則經(jīng)驗的異戊二烯法則 生源的異戊二烯法則生源的異戊二烯法則 (一一) 經(jīng)驗的異戊二烯法則經(jīng)驗的異戊二烯法則 wallach于于1887年提出年提出“異戊二烯法異戊二烯法則則”，認為自然界存在的萜類化合物都是，認為自然界存在的萜類化合物都是由異戊二烯衍變而來，是異戊二烯的聚合由異戊二烯衍變而來，是異戊二烯的聚合體或衍生物，并以是否符合異戊二烯法則體或衍生物，并以是否符合異戊二烯法則作為判斷萜類物質(zhì)的一個重要原則。作為判斷萜類物質(zhì)的一個重要原則。 h2cchh3cch2ch2chh2cch3ch2chch2cch3ch2h3ccchh

9、2c280oc加熱異戊二烯 (isoprene)二戊烯 (dipentene)ruzicka“活性的異戊二烯活性的異戊二烯”的假設(shè)的的假設(shè)的提出前提提出前提 有許多萜類化合物的碳架結(jié)構(gòu)無法用異戊二烯有許多萜類化合物的碳架結(jié)構(gòu)無法用異戊二烯的基本單元來劃分；的基本單元來劃分； 當時在植物的代謝過程中也很難找到異戊二烯當時在植物的代謝過程中也很難找到異戊二烯的存在。的存在。oooh艾里木酚酮土青木香酮 扁柏酚o(二二) 生源的異戊二烯法則生源的異戊二烯法則 (biogenetic橡膠基質(zhì)規(guī)則橡膠基質(zhì)規(guī)則) ruzicka 提出的假設(shè)首先由提出的假設(shè)首先由lynen證明焦證明焦磷酸異戊烯酯磷酸異戊烯

10、酯,ipp) 的存在而得到驗證，的存在而得到驗證，其后其后folkers于于1956年又證明年又證明3(r)-甲戊二甲戊二羥酸羥酸, mva)是是ipp的關(guān)鍵性前體物質(zhì)。由的關(guān)鍵性前體物質(zhì)。由此證實了萜類化合物是經(jīng)甲戊二羥酸途徑此證實了萜類化合物是經(jīng)甲戊二羥酸途徑衍生的一類化合物，這就是衍生的一類化合物，這就是“生源的異戊生源的異戊二烯法則二烯法則”。 幾種不符合異戊二烯法則的情況幾種不符合異戊二烯法則的情況 少數(shù)萜類結(jié)構(gòu)不符合異戊二烯法則，是因為少數(shù)萜類結(jié)構(gòu)不符合異戊二烯法則，是因為在轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生異構(gòu)化或發(fā)生降解反應(yīng)的在轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生異構(gòu)化或發(fā)生降解反應(yīng)的結(jié)果。結(jié)果。 天然的異戊二烯屬半萜

11、類，可在植物的葉綠天然的異戊二烯屬半萜類，可在植物的葉綠體中形成，雖廣泛存在，但其量極微，其生體中形成，雖廣泛存在，但其量極微，其生源途徑尚不清楚。源途徑尚不清楚。 自然界常有一些半萜結(jié)合在非萜類化合物結(jié)自然界常有一些半萜結(jié)合在非萜類化合物結(jié)構(gòu)的母核上，形成異戊烯基或異戊基支鏈，構(gòu)的母核上，形成異戊烯基或異戊基支鏈，而成為一種混雜的萜類化合物，多見于黃酮而成為一種混雜的萜類化合物，多見于黃酮和苯丙素類化合物中。和苯丙素類化合物中。第二節(jié)第二節(jié) 萜類的結(jié)構(gòu)類型萜類的結(jié)構(gòu)類型一、單萜一、單萜 ( (一一) ) 概述概述: 分類分類 單萜類化合物一般是按其結(jié)構(gòu)中的單萜類化合物一般是按其結(jié)構(gòu)中的碳環(huán)數(shù)

12、目分類，如鏈狀單萜、單環(huán)單萜、碳環(huán)數(shù)目分類，如鏈狀單萜、單環(huán)單萜、雙環(huán)單萜、三環(huán)單萜等，其中以單環(huán)和雙環(huán)單萜、三環(huán)單萜等，其中以單環(huán)和雙環(huán)型兩種結(jié)構(gòu)類型所包含的單萜化合雙環(huán)型兩種結(jié)構(gòu)類型所包含的單萜化合物最多。構(gòu)成的碳環(huán)多為六元環(huán)物最多。構(gòu)成的碳環(huán)多為六元環(huán), 也有五也有五元環(huán)、四元環(huán)、三元環(huán)和七元環(huán)。元環(huán)、四元環(huán)、三元環(huán)和七元環(huán)。單萜的基本骨架 無環(huán)(acyclic) 蒈烷(carane) 蒎烷(pinane) 莰烷(camphane) 優(yōu)香芹烷(eucarvane) 側(cè)柏烷(thujane) 薄荷烷(menthane) 菊花烷(chrysanthemane) 蒿烷(artemisane)

13、薰衣草烷(lavandulane) 桂花烷(osmane) 環(huán)香葉烷(cyclogeraniane)ch2oh香葉醇香葉醇香葉醇(香葉醇香葉醇)，是香葉油、，是香葉油、玫瑰油、檸檬草油和香茅玫瑰油、檸檬草油和香茅油等的主要成分，具有似油等的主要成分，具有似玫瑰的香氣，沸點玫瑰的香氣，沸點229230oc。 (二二) 鏈狀單萜鏈狀單萜ch2oh橙花醇 橙花醇存在于橙花油、檸檬橙花醇存在于橙花油、檸檬草油和其它多種植物的揮發(fā)草油和其它多種植物的揮發(fā)油中，具有玫瑰香氣油中，具有玫瑰香氣, 沸點沸點255260oc。 薄荷中含有薄荷醇。(三三) 環(huán)狀單萜環(huán)狀單萜hhhohhhhohhhhohhhhoh

14、l-薄荷醇異薄荷醇d-新薄荷醇新異薄荷醇薄荷酮o薄荷醇薄荷醇(薄荷醇薄荷醇)是薄荷揮發(fā)油中的主要組成成分。其左旋是薄荷揮發(fā)油中的主要組成成分。其左旋體習稱體習稱“薄荷腦薄荷腦”，為白色塊狀或針狀結(jié)晶。對皮膚和粘，為白色塊狀或針狀結(jié)晶。對皮膚和粘膜有清涼和弱的麻醉作用，用于鎮(zhèn)痛和止癢，亦有防腐和膜有清涼和弱的麻醉作用，用于鎮(zhèn)痛和止癢，亦有防腐和殺菌作用。殺菌作用。 龍腦俗稱龍腦俗稱“冰片冰片”，又稱樟醇，為白色片狀結(jié)晶，又稱樟醇，為白色片狀結(jié)晶，具有似胡椒又似薄荷的香氣，有升華性。其右旋具有似胡椒又似薄荷的香氣，有升華性。其右旋體主要得自白龍腦香樹的揮發(fā)油，左旋體存在于體主要得自白龍腦香樹的揮發(fā)

15、油，左旋體存在于艾納香全草和野菊花中，合成品為消旋體。艾納香全草和野菊花中，合成品為消旋體。 冰片有發(fā)汗、興奮、鎮(zhèn)痙和防止蟲蛀蝕、抗缺氧冰片有發(fā)汗、興奮、鎮(zhèn)痙和防止蟲蛀蝕、抗缺氧功能。功能。d-龍腦l-龍腦ohoh 樟腦o樟腦習稱辣薄荷酮，為白樟腦習稱辣薄荷酮，為白色結(jié)晶性固體，易升華，色結(jié)晶性固體，易升華，具有特殊鉆透性的芳香氣具有特殊鉆透性的芳香氣味。味。 樟腦有局部刺激作用樟腦有局部刺激作用和防腐作用，可用于神經(jīng)和防腐作用，可用于神經(jīng)痛、炎癥和跌打損傷的擦痛、炎癥和跌打損傷的擦劑。劑。 我國的天然樟腦我國的天然樟腦產(chǎn)量占世界第一位。產(chǎn)量占世界第一位。天然樟腦由右旋體與天然樟腦由右旋體與左

16、旋體共存，其右旋左旋體共存，其右旋體在樟樹揮發(fā)油中約體在樟樹揮發(fā)油中約50%，左旋體存在于，左旋體存在于菊蒿揮發(fā)油中，合成菊蒿揮發(fā)油中，合成品為消旋體。品為消旋體。(四四) 卓酚酮類卓酚酮類 (troponoides) 卓酚酮類化合物是一類變形的單萜，它們的碳架不卓酚酮類化合物是一類變形的單萜，它們的碳架不符合異戊二烯定則。符合異戊二烯定則。 -崖柏素-崖柏素oohooh -崖柏素，也稱扁柏崖柏素，也稱扁柏素，存在于臺灣扁素，存在于臺灣扁柏及羅漢柏心材中。柏及羅漢柏心材中。 卓酚酮類化合物多具卓酚酮類化合物多具有抗菌活性，但同有抗菌活性，但同時多有毒性。時多有毒性。 扁柏素ooh三、倍半萜三、

17、倍半萜(一一) 概述概述 倍半萜類是由倍半萜類是由3 個異戊二烯單位構(gòu)成、含個異戊二烯單位構(gòu)成、含15個個碳原子的化合物類群。碳原子的化合物類群。 倍半萜主要分布在植物界和微生物界，多以揮倍半萜主要分布在植物界和微生物界，多以揮發(fā)油的形式存在，是揮發(fā)油高沸程部分的主要發(fā)油的形式存在，是揮發(fā)油高沸程部分的主要組成分。組成分。 在植物中多以醇、酮、內(nèi)酯或苷的形式存在。在植物中多以醇、酮、內(nèi)酯或苷的形式存在。 近年來，在海洋生物中的海藻和腔腸、海綿、近年來，在海洋生物中的海藻和腔腸、海綿、軟體動物中發(fā)現(xiàn)越來越多的倍半萜，在昆蟲器軟體動物中發(fā)現(xiàn)越來越多的倍半萜，在昆蟲器官和分泌物中也有發(fā)現(xiàn)。官和分泌物

18、中也有發(fā)現(xiàn)。倍半萜無論是化合物的數(shù)目，還是結(jié)構(gòu)倍半萜無論是化合物的數(shù)目，還是結(jié)構(gòu)骨架的類型都是萜類化合物中最多的一骨架的類型都是萜類化合物中最多的一類。迄今結(jié)構(gòu)骨架超過類。迄今結(jié)構(gòu)骨架超過200余種，化合物余種，化合物有數(shù)千種之多，近年來在海洋生物中就有數(shù)千種之多，近年來在海洋生物中就發(fā)現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)有300種之多。種之多。倍半萜的含氧衍生物多具有較強的香氣倍半萜的含氧衍生物多具有較強的香氣和生物活性，是醫(yī)藥、食品、化妝品工和生物活性，是醫(yī)藥、食品、化妝品工業(yè)的重要原料。業(yè)的重要原料。 (二二) 無環(huán)倍半萜無環(huán)倍半萜h3cch3hoch3ch3ch2ohch3ch3-金合歡烯金合歡醇-金合歡烯橙花醇

19、金合歡烯又稱麝子油烯，存在于枇杷葉、生姜、及金合歡烯又稱麝子油烯，存在于枇杷葉、生姜、及洋甘菊的揮發(fā)油中。金合歡烯有洋甘菊的揮發(fā)油中。金合歡烯有、兩種構(gòu)型，其兩種構(gòu)型，其中中體存在于藿香、啤酒花和生姜揮發(fā)油中。體存在于藿香、啤酒花和生姜揮發(fā)油中。 金合歡醇存在于金合歡花油、橙花油、香茅中。金合歡醇存在于金合歡花油、橙花油、香茅中。 橙花醇又稱苦橙油醇，具有蘋果香，是橙花油中的橙花醇又稱苦橙油醇，具有蘋果香，是橙花油中的主要成分之一。主要成分之一。 (三三) 環(huán)狀倍半萜環(huán)狀倍半萜 青蒿素青蒿素是過氧化物倍半是過氧化物倍半萜，是從中藥萜，是從中藥青蒿青蒿(也稱也稱黃花蒿黃花蒿) 中分離到的抗中分離

20、到的抗惡性瘧疾的有效成分，惡性瘧疾的有效成分，在水中及油中均難溶解。在水中及油中均難溶解。 oohhch3h3coooch3h 青蒿素 對青蒿素的結(jié)構(gòu)進行了修飾，合成出具有對青蒿素的結(jié)構(gòu)進行了修飾，合成出具有抗瘧效價高、原蟲轉(zhuǎn)陰快、速效、低毒等抗瘧效價高、原蟲轉(zhuǎn)陰快、速效、低毒等特點的雙氫青蒿素，再進行甲基化，將它特點的雙氫青蒿素，再進行甲基化，將它制成油溶性的蒿甲醚及水溶性的青蒿琥珀制成油溶性的蒿甲醚及水溶性的青蒿琥珀酸單酯酸單酯 用于臨床。用于臨床。 oococh2ch2coohhhch3h3coooch3hooch3hhch3h3coooch3hoohhhch3h3coooch3h雙氫青

21、蒿素 蒿甲素 青蒿琥珀單酯四、二萜四、二萜 二萜類是由二萜類是由4個異戊二烯單位構(gòu)成、個異戊二烯單位構(gòu)成、含含20個碳原子的化合物類群。個碳原子的化合物類群。 分布分布：植物界（廣泛），菌類代謝產(chǎn)物，：植物界（廣泛），菌類代謝產(chǎn)物， 海洋生物。海洋生物。 存在存在：植物乳汁、樹脂中。：植物乳汁、樹脂中。 化合物舉例化合物舉例：紫杉醇、穿心蓮內(nèi)酯、丹參：紫杉醇、穿心蓮內(nèi)酯、丹參醌、銀杏內(nèi)酯、雷公藤內(nèi)酯、甜菊苷等。醌、銀杏內(nèi)酯、雷公藤內(nèi)酯、甜菊苷等。存在與分布存在與分布 (二二) 鏈狀二萜鏈狀二萜 鏈狀二萜類化合物在自然界存在較少，常見的只鏈狀二萜類化合物在自然界存在較少，常見的只有廣泛存在于葉綠

22、體的植物醇有廣泛存在于葉綠體的植物醇 ，與葉綠素分子中的，與葉綠素分子中的卟啉卟啉 (卟啉卟啉) 結(jié)合成酯的形式存在于植物中，曾作為結(jié)合成酯的形式存在于植物中，曾作為合成維生素合成維生素e、k1的原料。的原料。植物醇ch2oh(三三) 環(huán)狀二萜環(huán)狀二萜 維生素維生素a (維生素維生素a) 是一種重要的脂溶性是一種重要的脂溶性維生素，主要存在于動物肝臟中，特別是魚維生素，主要存在于動物肝臟中，特別是魚肝中含量較豐富。肝中含量較豐富。ch2oh維生素a 銀杏內(nèi)酯銀杏內(nèi)酯(ginkgolides)是銀是銀杏杏ginkgo biloba 根皮及葉的強苦味根皮及葉的強苦味成分，可作為拮抗成分，可作為拮抗

23、血小板活化因子，血小板活化因子，是血小板活化因子是血小板活化因子（paf）的特效拮）的特效拮抗劑，而血小板活抗劑，而血小板活化因子是引起哮喘化因子是引起哮喘等許多疾病的重要等許多疾病的重要因素。因素。hr3r2hr1ooooooooh銀杏內(nèi)酯 m h oh oh 銀杏內(nèi)酯 j oh h oh r1 r2 r3 銀杏內(nèi)酯 a oh h h 銀杏內(nèi)酯 b oh oh h 銀杏內(nèi)酯 c oh oh oh 銀杏內(nèi)酯的抗腫瘤作用銀杏內(nèi)酯的抗腫瘤作用銀杏內(nèi)酯銀杏內(nèi)酯a、b、c或單獨用銀杏內(nèi)酯或單獨用銀杏內(nèi)酯b可以應(yīng)用于轉(zhuǎn)移癌的治療。它能提高抗可以應(yīng)用于轉(zhuǎn)移癌的治療。它能提高抗癌化療劑的效果，減少不良反應(yīng)，

24、使得癌化療劑的效果，減少不良反應(yīng)，使得耐細胞毒藥物的癌細胞對化療劑更為敏耐細胞毒藥物的癌細胞對化療劑更為敏感有效。感有效。 10974321hococh3oococcc oohh hnhcooch3cooohohohh 紫杉醇紫杉醇(taxol)又稱紅豆杉醇，最早從太平洋紅又稱紅豆杉醇，最早從太平洋紅豆杉豆杉taxus brevifolia的樹皮中分離得到，的樹皮中分離得到，1972年年底美國底美國fda批準上市，臨床用于治療卵巢癌、乳批準上市，臨床用于治療卵巢癌、乳腺癌和肺癌療效較好。腺癌和肺癌療效較好。 巴卡亭巴卡亭 r = ac 去乙?；涂ㄍとヒ阴；涂ㄍ?r = hhococh3oo

25、cooroohohhhho四、二倍半萜四、二倍半萜 二倍半萜類化合物是由二倍半萜類化合物是由5個異戊二烯單位個異戊二烯單位構(gòu)成、含構(gòu)成、含25個碳原子的化合物類群。個碳原子的化合物類群。1965年年發(fā)現(xiàn)第一個二倍半萜。與其它各萜類化合物發(fā)現(xiàn)第一個二倍半萜。與其它各萜類化合物相比，數(shù)量少，迄今來自天然的二倍半萜有相比，數(shù)量少，迄今來自天然的二倍半萜有6種類型約種類型約30余種化合物，分布在羊齒植物，余種化合物，分布在羊齒植物，植物病源菌，海洋生物海綿、地衣及昆蟲分植物病源菌，海洋生物海綿、地衣及昆蟲分泌物中。泌物中。 蛇孢假殼素蛇孢假殼素a 是從寄生于稻植物病原菌是從寄生于稻植物病原菌芝麻枯芝麻

26、枯病菌病菌中分離出的第一個二倍半萜成分，該物質(zhì)有中分離出的第一個二倍半萜成分，該物質(zhì)有阻止白蘚菌、毛滴蟲菌等生長發(fā)育的作用。阻止白蘚菌、毛滴蟲菌等生長發(fā)育的作用。 19171513119753246812142120181622242310ooohcohhhhh251 呋喃海綿素呋喃海綿素-3(furanospongin-3)是從海綿動是從海綿動物中得到的含呋喃環(huán)的鏈狀二倍半萜。物中得到的含呋喃環(huán)的鏈狀二倍半萜。ocoohcooch3 網(wǎng)肺酸網(wǎng)肺酸(retigeranic酸酸)是從網(wǎng)肺衣是從網(wǎng)肺衣lobaria retigera及其地衣的近緣種中得到的具有五環(huán)骨及其地衣的近緣種中得到的具有五環(huán)

27、骨架的二倍半萜。架的二倍半萜。hhcooh第三節(jié)第三節(jié) 萜類化合物的理化性質(zhì)萜類化合物的理化性質(zhì) 一、萜類化合物的物理性質(zhì)一、萜類化合物的物理性質(zhì) (一一) 性狀性狀 1. 形態(tài)：單萜和倍半萜類多為形態(tài)：單萜和倍半萜類多為具有特殊香氣的油具有特殊香氣的油狀液體，在常溫下可以揮發(fā)，或低熔點的固體狀液體，在常溫下可以揮發(fā)，或低熔點的固體。單萜的沸點比倍半萜低，并且單萜和倍半萜隨分單萜的沸點比倍半萜低，并且單萜和倍半萜隨分子量和雙鍵的增加，功能基的增多，化合物的揮子量和雙鍵的增加，功能基的增多，化合物的揮發(fā)性降低，熔點和沸點相應(yīng)增高。發(fā)性降低，熔點和沸點相應(yīng)增高。二萜和二倍半二萜和二倍半萜多為結(jié)晶性

28、固體萜多為結(jié)晶性固體。 2.味：萜類化合物多具有苦味，有的味極苦，味：萜類化合物多具有苦味，有的味極苦，所以萜類化合物又稱苦味素。但有的萜類化所以萜類化合物又稱苦味素。但有的萜類化合物具有強的甜味，如具有對映合物具有強的甜味，如具有對映-貝殼杉烷骨貝殼杉烷骨架架(ent-kaurane)的二萜多糖苷的二萜多糖苷-甜菊苷的甜甜菊苷的甜味是蔗糖的味是蔗糖的300倍。倍。 (二二) 溶解度溶解度 萜類化合物親脂性強，易溶于醇及脂溶萜類化合物親脂性強，易溶于醇及脂溶性有機溶劑，難溶于水。性有機溶劑，難溶于水。隨著含氧功能團的隨著含氧功能團的增加或具有苷的萜類，則水溶性增加。增加或具有苷的萜類，則水溶性

29、增加。具有具有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的萜類化合物能溶于堿水，酸化后，內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的萜類化合物能溶于堿水，酸化后，又自水中析出又自水中析出，此性質(zhì)用于具內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的萜，此性質(zhì)用于具內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的萜類的分離與純化。類的分離與純化。 萜類化合物對萜類化合物對高熱、光和酸堿較為敏感高熱、光和酸堿較為敏感, 或氧化或氧化, 或重排或重排, 引起結(jié)構(gòu)的改變。在提取引起結(jié)構(gòu)的改變。在提取分離或分離或氧化鋁柱層析氧化鋁柱層析分離時，應(yīng)慎重考慮。分離時，應(yīng)慎重考慮。 二、萜類化合物的化學性質(zhì)二、萜類化合物的化學性質(zhì) (一一) 加成反應(yīng)加成反應(yīng) 含有雙鍵和醛、酮等羰基的萜類化合含有雙鍵和醛、酮等羰基的萜類化合物，可與某些試劑發(fā)生加成反應(yīng)

30、，其產(chǎn)物，可與某些試劑發(fā)生加成反應(yīng)，其產(chǎn)物往往是結(jié)晶性的。這不但可供識別萜物往往是結(jié)晶性的。這不但可供識別萜類化合物分子中不飽和鍵的存在和不飽類化合物分子中不飽和鍵的存在和不飽和的程度，還可借助加成產(chǎn)物完好的晶和的程度，還可借助加成產(chǎn)物完好的晶型，用于萜類的分離與純化。型，用于萜類的分離與純化。 1. 雙鍵加成反應(yīng)雙鍵加成反應(yīng) (1) 與鹵化氫加成反應(yīng)：與鹵化氫加成反應(yīng)： 檸檬烯與氯化氫在冰醋酸中進行加成反應(yīng)，反檸檬烯與氯化氫在冰醋酸中進行加成反應(yīng)，反應(yīng)完畢加入冰水即析出檸檬烯二氫氯化物的結(jié)應(yīng)完畢加入冰水即析出檸檬烯二氫氯化物的結(jié)晶固體。晶固體。 檸檬烯二氫氯化物clcl冰醋酸 + 2hcl檸

31、檬烯 (2) 與溴加成反應(yīng)：與溴加成反應(yīng)： 萜類成分的雙鍵在冰醋酸萜類成分的雙鍵在冰醋酸或乙醚與乙醇的混合溶液中，在冰冷卻下，或乙醚與乙醇的混合溶液中，在冰冷卻下， 濾取析出的結(jié)晶性加成物。濾取析出的結(jié)晶性加成物。 brbr+ br22. 羰基加成反應(yīng)羰基加成反應(yīng) 與亞硫酸氫鈉加成：含羰基的萜類化合物與亞硫酸氫鈉加成：含羰基的萜類化合物可與亞硫酸氫鈉發(fā)生加成反應(yīng)，生成結(jié)晶形加可與亞硫酸氫鈉發(fā)生加成反應(yīng)，生成結(jié)晶形加成物，加酸或加堿又可使其分解。此性質(zhì)可用成物，加酸或加堿又可使其分解。此性質(zhì)可用于分離。于分離。 含雙鍵和羰基的萜類化合物若反應(yīng)時間過含雙鍵和羰基的萜類化合物若反應(yīng)時間過長或溫度過高

32、，可使雙鍵發(fā)生加成，并形成不長或溫度過高，可使雙鍵發(fā)生加成，并形成不可逆的雙鍵加成物?？赡娴碾p鍵加成物。 第四節(jié)第四節(jié) 萜類化合物的提取分離萜類化合物的提取分離 一、萜類的提取一、萜類的提取 環(huán)烯醚萜多以單糖苷的形式存在，苷元環(huán)烯醚萜多以單糖苷的形式存在，苷元的分子較小，且多具有羥基，所以親水的分子較小，且多具有羥基，所以親水較強，多用甲醇或乙醇為溶劑進行提取。較強，多用甲醇或乙醇為溶劑進行提取。 非苷形式的萜類化合物具有較強的親脂非苷形式的萜類化合物具有較強的親脂性，一般用有機溶劑提取，或甲醇或乙性，一般用有機溶劑提取，或甲醇或乙醇提取后，再用親脂性有機溶劑萃取。醇提取后，再用親脂性有機溶劑

33、萃取。 萜類化合物，尤其是倍半萜內(nèi)酯類化合萜類化合物，尤其是倍半萜內(nèi)酯類化合物容易發(fā)生結(jié)構(gòu)的重排，二萜類易聚合物容易發(fā)生結(jié)構(gòu)的重排，二萜類易聚合而樹脂化，引起結(jié)構(gòu)的變化，所以宜而樹脂化，引起結(jié)構(gòu)的變化，所以宜選選用新鮮藥材或迅速晾干的藥材，并盡可用新鮮藥材或迅速晾干的藥材，并盡可能避免酸、堿的處理能避免酸、堿的處理。 含苷類成分時，含苷類成分時，則要避免接觸酸，以防在提取過程中發(fā)則要避免接觸酸，以防在提取過程中發(fā)生水解，而且應(yīng)按提取苷類成分的常法生水解，而且應(yīng)按提取苷類成分的常法事先破壞酶的活性。事先破壞酶的活性。(一一) 溶劑提取法溶劑提取法 1. 苷類化合物的提?。很疹惢衔锏奶崛。?用甲

34、醇或乙醇為用甲醇或乙醇為溶劑進行提取，經(jīng)減壓濃縮后轉(zhuǎn)溶于水溶劑進行提取，經(jīng)減壓濃縮后轉(zhuǎn)溶于水中，濾除水不溶性雜質(zhì)，繼用乙醚或石中，濾除水不溶性雜質(zhì)，繼用乙醚或石油醚萃取，除去殘留的樹脂類等脂溶性油醚萃取，除去殘留的樹脂類等脂溶性雜質(zhì)，水液再用雜質(zhì)，水液再用正丁醇正丁醇萃取，減壓回收萃取，減壓回收正丁醇后即得粗總苷。正丁醇后即得粗總苷。 2. 非苷類化合物的提?。河眉状蓟蛞掖挤擒疹惢衔锏奶崛。河眉状蓟蛞掖紴槿軇┻M行提取，減壓回收醇液至無醇為溶劑進行提取，減壓回收醇液至無醇味，殘留液再用味，殘留液再用乙酸乙酯乙酸乙酯萃取，回收溶萃取，回收溶劑得總萜類提取物；或用不同極性的有劑得總萜類提取物；或用

35、不同極性的有機溶劑按極性遞增的方法依次分別萃取，機溶劑按極性遞增的方法依次分別萃取，得不同極性的萜類提取物，再行分離。得不同極性的萜類提取物，再行分離。(二二) 堿提取酸沉淀法堿提取酸沉淀法 利用內(nèi)酯化合物在熱堿液中，開環(huán)成鹽利用內(nèi)酯化合物在熱堿液中，開環(huán)成鹽而溶于水中，酸化后又閉環(huán)而溶于水中，酸化后又閉環(huán), 析出原內(nèi)酯析出原內(nèi)酯化合物的特性來提取倍半萜類內(nèi)酯化合化合物的特性來提取倍半萜類內(nèi)酯化合物。但是當用酸、堿處理時，可能引起物。但是當用酸、堿處理時，可能引起構(gòu)型的改變構(gòu)型的改變, 應(yīng)加以注意。應(yīng)加以注意。 甜葉菊甙結(jié)晶脫色處理，甲醇結(jié)晶 堿洗后用水洗滌d101大孔樹脂清液提取液甜菊干葉熱

36、水提取oh95乙醇洗脫 (三三) 吸附法吸附法 大孔樹脂吸附法：大孔樹脂吸附法： 將含苷的水溶液通過大孔樹脂吸附，將含苷的水溶液通過大孔樹脂吸附，同樣用水、稀醇、醇依次洗脫，然后再分別處理，也可同樣用水、稀醇、醇依次洗脫，然后再分別處理，也可得純的甙類化合物。如甜葉菊苷的提取與分離：得純的甙類化合物。如甜葉菊苷的提取與分離：二、萜類的分離二、萜類的分離 (一一) 結(jié)晶法分離結(jié)晶法分離 (二二) 柱層析分離柱層析分離 常用的吸附劑有硅膠、氧化鋁（中性氧化鋁）。常用的吸附劑有硅膠、氧化鋁（中性氧化鋁）。 亦可采用亦可采用硝酸銀柱層析硝酸銀柱層析進行分離。進行分離。 (三三) 利用結(jié)構(gòu)中特殊功能團進

37、行分離利用結(jié)構(gòu)中特殊功能團進行分離 如倍半萜內(nèi)酯可在堿性條件下開環(huán)，加酸后又環(huán)如倍半萜內(nèi)酯可在堿性條件下開環(huán)，加酸后又環(huán)合，借此可與非內(nèi)酯類化合分離；合，借此可與非內(nèi)酯類化合分離； 萜類生物堿也可用酸堿法分離。不飽和雙鍵、羰萜類生物堿也可用酸堿法分離。不飽和雙鍵、羰基等可用加成的方法制備衍生物加以分離?；瓤捎眉映傻姆椒ㄖ苽溲苌锛右苑蛛x。 揮發(fā)油揮發(fā)油 一、概述一、概述 揮發(fā)油揮發(fā)油(volatile oils)又稱精油又稱精油(essential oils)，是一類具有芳香氣味的油狀液體，是一類具有芳香氣味的油狀液體的總稱。在常溫下能揮發(fā)，可隨水蒸氣的總稱。在常溫下能揮發(fā)，可隨水蒸氣蒸餾。

38、蒸餾。 (一一) 分布和存在分布和存在 揮發(fā)油類成分在植物界分布很廣，主揮發(fā)油類成分在植物界分布很廣，主要存在種子植物，尤其是芳香植物中。在要存在種子植物，尤其是芳香植物中。在我國野生與栽培的芳香植物有我國野生與栽培的芳香植物有56科，科，136屬，屬，約約300種。種。 菊科，蕓香科，傘形科，唇形科，姜菊科，蕓香科，傘形科，唇形科，姜科和樟科等中分布最多；其次是木蘭科，科和樟科等中分布最多；其次是木蘭科，桃金娘科，馬兜鈴科，馬鞭草科，禾本科，桃金娘科，馬兜鈴科，馬鞭草科，禾本科，敗醬科。敗醬科。 揮發(fā)油存在于植物的腺毛、油室、揮發(fā)油存在于植物的腺毛、油室、油管、分泌細胞或樹脂道中，大多數(shù)成油

39、管、分泌細胞或樹脂道中，大多數(shù)成油滴狀存在，也有些與樹脂、粘液質(zhì)共油滴狀存在，也有些與樹脂、粘液質(zhì)共同存在。還有少數(shù)以苷的形式存在。同存在。還有少數(shù)以苷的形式存在。 揮發(fā)油在植物體中的存在部位常各不相同揮發(fā)油在植物體中的存在部位常各不相同，有的全株植物中都含有，有的則在花、果、葉、有的全株植物中都含有，有的則在花、果、葉、根或根莖部分的某器官中含量較多，根或根莖部分的某器官中含量較多，隨植物隨植物品種不同而差異較大品種不同而差異較大。 有的有的同一植物的藥用部位不同，其所含揮同一植物的藥用部位不同，其所含揮發(fā)油的組成成分也有差異發(fā)油的組成成分也有差異，如樟科桂屬植物的，如樟科桂屬植物的樹皮揮發(fā)

40、油多含桂皮醛，葉中則主要含丁香酚，樹皮揮發(fā)油多含桂皮醛，葉中則主要含丁香酚，而根和木部含樟腦多。而根和木部含樟腦多。 有的植物由于采集時間不同，同一藥用部有的植物由于采集時間不同，同一藥用部分所含的揮發(fā)油成分也不完全一樣分所含的揮發(fā)油成分也不完全一樣，如胡荽子，如胡荽子當果實未熟時，其揮發(fā)油主含桂皮醛和異桂皮當果實未熟時，其揮發(fā)油主含桂皮醛和異桂皮醛，成熟時則主含芳樟醇、楊梅葉烯。醛，成熟時則主含芳樟醇、楊梅葉烯。 (二二) 組成和分類組成和分類1萜類化合物萜類化合物 揮發(fā)油中的萜類成分，主要是單萜、揮發(fā)油中的萜類成分，主要是單萜、倍半萜和它們含氧衍生物，而且含氧衍倍半萜和它們含氧衍生物，而且

41、含氧衍生物多半是生物活性較強或具有芳香氣生物多半是生物活性較強或具有芳香氣味的主要組成成分。味的主要組成成分。 2芳香族化合物芳香族化合物 在揮發(fā)油中，芳香族化合物僅次于萜類，存在揮發(fā)油中，芳香族化合物僅次于萜類，存在也相當廣泛。在也相當廣泛。 揮發(fā)油中的芳香族化合物，有的是揮發(fā)油中的芳香族化合物，有的是萜源衍生萜源衍生物物，如百里香草酚、孜然芹烯、，如百里香草酚、孜然芹烯、-姜黃烯等；有姜黃烯等；有一些是一些是苯丙烷類衍生物苯丙烷類衍生物，其結(jié)構(gòu)多具有，其結(jié)構(gòu)多具有c6-c3骨架、骨架、多有一個丙烷基的苯酚化合物或其酯類。多有一個丙烷基的苯酚化合物或其酯類。ohhoohcoohch ch c

42、hoch2ch ch2ohoch3ch ch ch3och3och3och3h3coch3hhccoch3och3h3cohch3hcc莽草酸桂皮醛丁香酚茴香醚-細辛醚-細辛醚 脂肪族化合物脂肪族化合物 一些一些小分子脂肪族化合物小分子脂肪族化合物在揮發(fā)油中常有存在。例在揮發(fā)油中常有存在。例如甲基正壬酮在魚腥草、黃柏果實及蕓香揮發(fā)油中存在，如甲基正壬酮在魚腥草、黃柏果實及蕓香揮發(fā)油中存在，正庚烷存在于松節(jié)油中，正癸烷存在于桂花的頭香成分正庚烷存在于松節(jié)油中，正癸烷存在于桂花的頭香成分中。中。 在一些揮發(fā)油中還常含有在一些揮發(fā)油中還常含有小分子醇、醛及酸類化合小分子醇、醛及酸類化合物物。如正壬醇

43、存在于陳皮揮發(fā)油中，異戊醛存在于桔子、。如正壬醇存在于陳皮揮發(fā)油中，異戊醛存在于桔子、檸檬、薄荷、桉葉、香茅等揮發(fā)油中，癸酰乙醛，異戊檸檬、薄荷、桉葉、香茅等揮發(fā)油中，癸酰乙醛，異戊酸存在于啤酒花、纈草、桉葉、香茅、迷迭香等揮發(fā)油酸存在于啤酒花、纈草、桉葉、香茅、迷迭香等揮發(fā)油中。中。 ch3(ch2)8ch3ch3(ch2)5ch3ch3(ch2)7ch2oho(ch2)8ch3cch3ch3(ch2)8c ch2choo甲基正壬酮正癸烷正庚烷正壬醇 癸酰乙醛 其它類化合物其它類化合物 除上述三類化合物外，還有一些除上述三類化合物外，還有一些揮發(fā)油樣揮發(fā)油樣物質(zhì)物質(zhì)，如芥子油、揮發(fā)杏仁油、原

44、白頭翁素、大，如芥子油、揮發(fā)杏仁油、原白頭翁素、大蒜油等，也能隨水蒸氣蒸餾，故也稱之為蒜油等，也能隨水蒸氣蒸餾，故也稱之為“揮發(fā)揮發(fā)油油”。黑芥子油是芥子苷經(jīng)芥子酶水解后產(chǎn)生的。黑芥子油是芥子苷經(jīng)芥子酶水解后產(chǎn)生的異硫氰酸烯丙酯，揮發(fā)杏仁油是苦杏仁中苦杏仁異硫氰酸烯丙酯，揮發(fā)杏仁油是苦杏仁中苦杏仁苷水解后產(chǎn)生的苯甲醛，原白頭翁素是毛茛苷水苷水解后產(chǎn)生的苯甲醛，原白頭翁素是毛茛苷水解后產(chǎn)生的物質(zhì)，大蒜油則是大蒜中大蒜氨酸經(jīng)解后產(chǎn)生的物質(zhì)，大蒜油則是大蒜中大蒜氨酸經(jīng)酶水解后產(chǎn)生的物質(zhì)，如大蒜辣素等。酶水解后產(chǎn)生的物質(zhì)，如大蒜辣素等。ch2ch ch2scnoochoch2ch ch2sssch2c

45、hch2och2ch ch2ssch2chch2異硫氰酸烯丙酯大蒜辣素大蒜新素原白頭翁素苯甲醛 此外，如川芎、麻黃等揮發(fā)油中的川芎此外，如川芎、麻黃等揮發(fā)油中的川芎嗪以及菸堿、毒藜堿等嗪以及菸堿、毒藜堿等生物堿生物堿，也是可，也是可以隨水蒸氣蒸餾的液體。但這些化合物以隨水蒸氣蒸餾的液體。但這些化合物往往往往不作揮發(fā)油類成分對待不作揮發(fā)油類成分對待。 nnch3nn hnnch3ch3h3ch3c菸堿毒藜堿川芎嗪二、揮發(fā)油的性質(zhì)二、揮發(fā)油的性質(zhì) (一一) 性狀性狀 1顏色：多為無色或微帶淡黃色，少數(shù)具有其它顏色。顏色：多為無色或微帶淡黃色，少數(shù)具有其它顏色。如洋甘菊油因含有薁類化合物而顯藍色，苦

46、艾油顯藍綠色，如洋甘菊油因含有薁類化合物而顯藍色，苦艾油顯藍綠色，麝香草油顯紅色。麝香草油顯紅色。 2氣味：大多數(shù)具有香氣或其它特異氣味，有辛辣燒灼氣味：大多數(shù)具有香氣或其它特異氣味，有辛辣燒灼的感覺，呈中性或酸性。的感覺，呈中性或酸性。 3形態(tài)：揮發(fā)油在常溫下為透明液體，有的在冷卻時其形態(tài)：揮發(fā)油在常溫下為透明液體，有的在冷卻時其主要成分可能結(jié)晶析出。這種析出物習稱為主要成分可能結(jié)晶析出。這種析出物習稱為“腦腦”，如薄荷，如薄荷腦、樟腦等。腦、樟腦等。 4揮發(fā)性：揮發(fā)油在常溫下可自行揮發(fā)而不留任何痕跡，揮發(fā)性：揮發(fā)油在常溫下可自行揮發(fā)而不留任何痕跡，這是這是揮發(fā)油與脂肪油的本質(zhì)區(qū)別揮發(fā)油與脂

47、肪油的本質(zhì)區(qū)別。 (二二) 溶解度溶解度 揮發(fā)油不溶于水，而易溶于各種有揮發(fā)油不溶于水，而易溶于各種有機溶劑中，如石油醚、乙醚、二硫化碳、機溶劑中，如石油醚、乙醚、二硫化碳、油脂等。在高濃度的乙醇中能全部溶解，油脂等。在高濃度的乙醇中能全部溶解，而在低濃度乙醇中只能溶解一定數(shù)量。而在低濃度乙醇中只能溶解一定數(shù)量。 (三三) 物理常數(shù)物理常數(shù) 揮發(fā)油的沸點一般在揮發(fā)油的沸點一般在70300oc之間，具之間，具有隨水蒸汽而蒸餾的特性；揮發(fā)油多數(shù)有隨水蒸汽而蒸餾的特性；揮發(fā)油多數(shù)比水輕，也有比水重的比水輕，也有比水重的 (如丁香油、桂皮如丁香油、桂皮油油)，比重在，比重在0.851.065之間。之間。 (四四) 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 揮發(fā)油與空氣及光線接觸，常會逐揮發(fā)油與空氣及光線接觸，常會逐漸氧化變質(zhì)，使之比重增加，顏色變深，漸氧化變質(zhì)，使之比重增加，顏色變深，失去原有香味，并能形成樹脂樣物質(zhì)，失去原有香味，并能形成樹脂樣物質(zhì)，也不能再隨水蒸汽而蒸餾了。因此，揮也不能再隨水蒸汽而蒸餾了。因此，揮發(fā)油制備方法的選擇是很重要的，其產(chǎn)發(fā)油制備方法的選擇是很重要的，其產(chǎn)品應(yīng)貯于棕色瓶內(nèi)，裝滿、密塞并在陰品應(yīng)貯于棕色瓶內(nèi)，裝滿、密塞并在陰涼處