萜類化合物的課件知識

1、16.萜類化合物6.1 概述2萜的含義萜類化合物（terpenoids）是一類由甲戊二羥酸（mevalonic acid，MVA）衍生而成，基本碳架多具有2個或2個以上異戊二烯單位（C5單位）結構特征的化合物。其烴類化合物常稱為萜烯，開鏈萜烯具有（C5H8）n通式。3異 戊 二 烯 甲 戊 二 羥 酸4萜類的分類 目前仍沿用經典的Wallach的異戊二烯法則（isoprene rule），按異戊二烯單位的多少進行分類。含有一個異戊二烯單位的萜類稱為半萜含有兩個異戊二烯單位的萜類稱為單萜含有三個異戊二烯單位的萜類稱為倍半萜含有四個異戊二烯單位的萜類稱為二萜含有五個異戊二烯單位的萜類稱為二倍半萜

2、依此類推5萜類化合物的分布 萜類化合物在中藥中分布極為廣泛，藻類、菌類、地衣類、苔蘚類、蕨類、裸子植物及被子植物中均有萜類的存在。尤其在裸子植物及被子植物中萜類化合物分布得更為普遍，種類及數量更多，如被子植物就在多個目、數百個科屬發(fā)現(xiàn)有萜類化合物。6萜類化合物的生物活性 萜類化合物種類繁多，結構復雜，性質各異，因而具有多方面的生物活性，其中不少化合物是常見的一些中藥中的有效成分，具有較為重要的生物活性。7 萜類化合物的存在形式 單萜與部分倍半萜： 以萜醇形式存在于揮發(fā)油中； 環(huán)烯醚萜多以苷的形式存在； 倍半萜多以內酯形式存在； 烏頭烷型二萜以二萜生物堿形式存在；6.2 萜類化合物的提取與分離8

3、（1）壓榨法 壓力 離心 鮮果皮 油與水 分層特點：雜質較多除雜：再進行水蒸氣蒸餾， 除去非揮發(fā)性成分。 一、萜類化合物的提取9（2）水蒸氣蒸餾法101、苷類化合物的提取 提取對象：環(huán)烯醚萜苷2、非苷類化合物的提取 （3）溶劑提取法11（4）脂浸潤法12(5) 超臨界流體萃取法（SFE） 超臨界流體（Supercritical Fluid SF） 處于臨界度（Tc），臨界壓力（Pc）以上的流體 如CO2、NH3、CH2=CH2、丙烯、水等13 SF的密度類似液體的高密度 溶解能力強。 SF的粘度類似氣體的低粘度 SF的擴散系數約是液體的100倍 穿透力強。超臨界流體（SF）的特性14（1）化學

4、法分離（2）精密分餾法（3）柱色譜分離二、萜類化合物的分離15（1）化學法堿性成分的分離：揮發(fā)油/乙醚1硫酸酸水液堿化乙醚萃取，蒸去乙醚（堿性成分）羧酸、酚性成分的分離： 羧酸/乙醚液：5碳酸氫鈉萃取 酚類/乙醚液：2氫氧化鈉萃取 利用酸堿性不同進行分離16 醛酮類成分的分離： NaHSO3試劑加成反應：醛酮類Girard T(P)吉拉德試劑：醛酮類醇類成分的分離： 丙二酸單酰氯、鄰苯二甲酸酐、丁二酸酐成酯（流程如下） 利用官能團不同進行分離17 其它類成分的分離：醚類：與濃酸成鹽溶于水與乙醚分層， 水解后又轉移至乙醚層萜烯：Br2、HCl、HBr、NOCl2加成18（2）精密分餾法分餾法分離

5、的依據：沸點不同一般規(guī)律是： 沸點隨分子量增大、雙鍵增多而升高； 沸點隨官能團的極性增大而升高19 薄荷烷 桉油精 薄荷酮 薄荷腦b.p 167 176 207 216 20（3）層析法1.硅膠層析：2.氧化鋁層析： 萜烯與含氧萜衍生物 3.硝酸銀絡合層析：萜烯類 原理：AgNO3 +鍵 絡合物依據：萜烯雙鍵數量與位置（空間位阻）鋪板：硅膠 + 22.5% AgNO321規(guī)律：(從雙鍵數量和空間位阻考慮) 雙鍵多吸附力雙鍵少吸附力 環(huán)外雙鍵吸附力環(huán)內雙鍵吸附力 末端雙鍵吸附力中間雙鍵吸附力 順式雙鍵吸附力反式雙鍵吸附力3.硝酸銀絡合層析：萜烯類22TLC：硝酸銀薄層板Rf: -細辛醚 -細辛醚

6、 歐細辛醚23鄂北貝母乙醇提取回收乙醇浸膏加水環(huán)己烷萃取5%醋酸水溶液洗滌環(huán)己烷部分回收環(huán)己烷浸膏硅膠柱層析石油醚、乙酸乙酯、甲醇依次洗脫不同洗脫部位混合溶劑石油醚-乙酸乙酯洗脫多種單體化合物。 例如：鄂北貝母萜類成分的提取與分離246.3 紫外光譜用于萜類化合物結構的鑒定P 81: Woodward 規(guī)則25（一）概述1單萜（monoterpenoids）的基本碳架由10個碳原子構成，即2個異戊二烯單位，多是揮發(fā)油的組成成分（多具有較強的香氣和生物活性，是醫(yī)藥、食品及化妝品工業(yè)的重要原料。2一般按其結構中的碳環(huán)數目分類，可分為無環(huán)、單環(huán)、雙環(huán)及三環(huán)等結構種類。也有依據單萜的含氧官能團分類的。

7、 6.4 單萜化合物26（二）鏈狀單萜無環(huán)單萜（acyclic monoterpenoid） （1）常見的三種類型 月桂烷型 薰衣草烷型 艾蒿烷型 27（2）代表化合物月桂烯和羅勒烯 牻牛兒醇和香橙醇 月桂烯 羅勒烯 牻牛兒醇 香橙醇 28檸檬醛 （香葉醛）檸檬醛存在于植物的揮發(fā)油中，其中在檸檬草油、川桂葉油和樟葉油中含量較高，多在70以上。有一對順反異構體，反式的稱為型，順式的稱為型。它們通?；旌瞎泊?，但以反式檸檬醛為主?？梢约尤雭喠蛩釟溻c使其形成結晶性加成物，經分離后分解，再用減壓蒸餾進行提純。二者均是許多人造香料和調味品的重要成分。29 牻牛兒醛（反式） 香橙醛（順式）（型檸檬醛） （型

8、檸檬醛）30 單環(huán)單萜（monocyclic monoterpenoid）（1）常見的三種類型 環(huán)香葉烷型 對-薄荷烷型 卓酚酮型 （三）環(huán)狀單萜31 (2) 重要的化合物 檸檬烯 薄荷酮 辣薄荷酮 桉油精32 雙環(huán)單萜（bicyclic monoterpenoid） （1）常見的結構類型 其中前四種可看作是由薄荷烷在不同位置之間進一步環(huán)合而成的。這六種類型以蒎烷型和莰烷型最為穩(wěn)定，形成的衍生物也最多。側柏烷型蒈烷型蒎烷型菠烷型莰烷型葑烷型33蒎烷衍生物-蒎烯 -蒎烯 -蒎烯（-pinene）（-pinene）（-pinene）34芍藥苷是芍藥（Paeonia albiflora）根中的蒎烷單

9、萜苷，在芍藥中還有白芍藥苷（albiflorin）、新芍藥苷、苯甲酰芍藥苷（benzylpaeoniflorin）等結構類似的苷，多具有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、抗炎活性。芍藥苷35龍腦即中藥冰片，又稱“樟醇”，是樟腦的還原產物。龍腦是白色片狀結晶，有升華性。不但有發(fā)汗、興奮、鎮(zhèn)痙和防止腐蝕等作用，還有顯著的抗氧功能，臨床上普遍應用的治療冠心病、心絞痛的良藥蘇冰滴丸的主要成分就是冰片。此外，它還是香料工業(yè)的主要原料。 龍腦36樟腦是最重要的萜酮之一，我國產的天然樟腦產量占世界第一位。樟腦在醫(yī)藥上主要用做刺激劑和強心劑，還有局部刺激作用和防腐作用，可用于神經痛、炎癥及跌打損傷。 樟腦37 環(huán)烯醚萜類（irid

10、oids）環(huán)烯醚萜類是一類特殊的單萜，大多與糖結合形成苷。環(huán)烯醚萜類化合物在中藥中分布較廣，在玄參科、茜草科、唇形科及龍膽科中較為常見，有多種生理活性（利膽、健胃、降糖、抗菌消炎等），目前發(fā)現(xiàn)的已達900余種。38環(huán)烯醚萜苷：苷元結構特點為C1多連羥基，并多成苷，且多為-D-葡萄糖苷；常有雙鍵存在，一般為3（4）；C5、C6、C7有時連羥基，C8多連甲基或羥甲基或羥基，C7-8有時具環(huán)氧醚結構。 梔子苷 梓醇 geniposide catalpol 39梔子苷存在于梔子（Gardenia jasminoides）中，梔子苷為主要成分，與梔子的清熱瀉火及治療腎炎水腫作用有一定的關系，且有一定瀉下

11、作用，其苷元京尼平（genipin）具有顯著的促進膽汁分泌活性。梔子苷40梓醇是地黃（Rehmannia glutinosa）降血糖的有效成分，并有較好的利尿及遲緩性瀉下作用。 梓醇411. 倍半萜類 倍半萜類（sesquiterpenoids）的基本碳架由15個碳原子構成，即3個異戊二烯單位，大多與單萜類共存于植物揮發(fā)油內，是揮發(fā)油高沸程（250280）的主要組分固體。倍半萜的含氧衍生物多有較強的香氣和生物活性，倍半萜活性一般強于單萜，是醫(yī)藥、食品、化妝品工業(yè)的重要原料。 6.5 倍半萜、二萜和三萜化合物42 青蒿素是中藥青蒿（黃花蒿）（Artemisia annua）中分離到的具過氧結構的

12、倍半萜內酯，有很好的抗惡性瘧疾活性，是高效、速效、低毒的抗瘧藥物。青蒿素43 是倍半萜內酯類成分，存在于菊科的茴蒿中，是抗瘧的有效成分。在茴蒿中既有型，也有型，但具有驅蟲作用的只有-山道年。-山道年44（1）概述1、定義：由4個異戊二烯單位構成，含有 20個碳原子的化合物類群。2、存在：廣泛分布于植物界，植物分泌的 乳汁、樹脂等均以二萜類衍生物為主。3、主要骨架類型：如貝殼杉烷、赤霉烷、 阿替烷、烏頭烷及其對映體的骨架等。 2. 二萜化合物 45 植物醇（植物醇） 香葉基香葉醇（2）鏈狀二萜46維生素A （3）環(huán)狀二萜47穿心蓮內酯新穿心蓮內酯去氧穿心蓮內酯抗菌抗病毒作用48銀杏內酯 銀杏內酯

13、A OH H H銀杏內酯B OH OH H銀杏內酯C OH OH OH銀杏內酯M H OH OH銀杏內酯J OH H OHR1 R2 R349雷公藤甲素抗白血病作用 雷公藤甲素 H H CH3雷公藤乙素 OH H CH3R1 R2 R350紫杉醇（紅豆杉醇） 51 多數三萜類(triterpenes)化合物是一類基本母核由30個碳原子組成的萜類化合物，其結構根據異戊二烯定則可視為六個異戊二烯單位聚合而成，也是一類重要的中藥化學成分。3. 三萜化合物 52 三萜類化合物在自然界中分布很廣，菌類、蕨類、單子葉和雙子葉植物、動物及海洋生物中均有分布，尤以雙子葉植物中分布最多。它們以游離形式或者以與糖

14、結合成苷或成酯的形式存在。游離三萜主要來源于菊科、豆科、大戟科等植物；三萜苷類在豆科、五加科、桔梗科、遠志科、葫蘆科等植物分布較多。分布53 存在形式：游離的三萜類化合物幾乎不溶或難溶于水，可溶于常見的有機溶劑；三萜苷類化合物則多數可溶于水，其水溶液振搖后能產生大量持久性肥皂樣泡沫，故被稱為三萜皂苷(triterpenoid saponins)。三萜皂苷多具有羧基，所以又常被稱為酸性皂苷。存在形式54三萜類化合物具有廣泛的生理活性。通過對三萜類化合物的生物活性及毒性研究結果顯示，其具有溶血、抗癌、抗炎、抗菌、抗病毒、降低膽固醇、殺軟體動物、抗生育等活性。如烏蘇酸為夏枯草等植物的抗癌活性成分，雪

15、膽甲素是山苦瓜的抗癌活性成分。生理活性55角鯊烯主要存在于鯊魚肝油及其他魚類的魚肝油中的非皂化部分，也存在于某些植物油(如茶籽油、橄欖油等)的非皂化部分。(1) 角鯊烯56羊毛脂甾烷 羊毛脂甾醇 羊毛脂甾烷也叫羊毛脂烷，其結構特點是A/B環(huán)、B/C環(huán)和C/D環(huán)都是反式，C20為R構型，側鏈的構型分別為10、13、14、17。羊毛脂甾醇是羊毛脂的主要成分，它也存在于大戟屬植物香膏打戟Euphorbia balsamifera的乳液中。(2) 羊毛甾烷(lanostane)型57大戟烷是羊毛脂甾烷的立體異構體，基本碳架相同，只是C13、C14和C17上的取代基構型不同，即是13、14、17-羊毛脂

16、甾烷,大戟醇(euphol)存在于許多大戟屬植物乳液中，在甘遂、狼毒和千金子中均有大量存在。乳香中含有的乳香二烯酮酸(masticadienonic acid)和異乳香二烯酮酸(isomasticadienonic acid)也屬于大戟烷衍生物。 。 大戟烷(euphane)型58大戟烷 大戟醇 乳香二烯酮酸 7（8） 異乳香二烯酮酸 8(9)59達瑪烷型的結構特點是在8位和10位有-構型的角甲基，13位連有-H，17位的側鏈為-構型，C20構型為R或S。棒錘三萜A是從葫蘆科植物棒錘瓜莖皮中分到的達瑪烷型三萜類成分。達瑪烷 棒錘三萜A達瑪烷(dammarane)型60齊墩果烷 -乳香酸 齊墩果

17、酸齊墩果酸(oleanolic acid)611. 類胡蘿卜素（p91結構）6.6 四萜化合物純碳氫化合物組成的共軛多烯（烴類胡蘿卜素）上述化合物的含氧衍生物（葉黃素、玉米黃素）62所有類型的類胡蘿卜素都系脂溶性化合物。具有適度的熱穩(wěn)定性。易發(fā)生氧化而褪色，亞硫酸鹽或金屬離子的存在將加速-胡蘿卜素的氧化。熱、酸或光的作用下很容易發(fā)生異構化。2. 類胡蘿卜素的性質63 類胡蘿卜素的顏色在黃色至紅色范圍， 其檢測波長一般在430nm480nm。 許多試劑能與類胡蘿卜作用產生光譜位移，因此可用于類胡蘿卜素的鑒定。類胡蘿卜素常與蛋白質結合，比游離態(tài)穩(wěn)定。64概述：萜類化合物特點1、成分范圍廣，彼此結構

18、性質差異大；2、同一生源途徑衍生而來；3、結構共同點： 絕大多數都有雙鍵、共軛雙鍵與活潑氫、較多萜類具有內酯結構6.7 萜類化合物的理化性質65（一）性狀1、形態(tài) 單萜與倍半萜多為有特殊香氣的油狀液體， 常溫下可揮發(fā)； 二萜與二倍半萜多為結晶性晶體。一、萜類化合物的物理性質662、味 萜類化合物萜多具有苦味，有的味極苦 個別萜類化合物具有強的甜味673、旋光性和折光性 萜類化合物多含有C*，具備光學活性； 低分子萜類化合物具有較高的折光率。681、親脂性強2、單萜與倍半萜可隨水蒸汽蒸餾3、萜類化合物的苷水溶性增強可溶于熱水4、具有內酯結構的萜類化合物能溶于堿水， 酸化后又從可水中析出（二）溶解

19、性69 注意： 萜類化合物對強熱、光及酸堿較為敏感或被氧化、或發(fā)生重排，導致結構變化 70（一）加成反應 1、雙鍵加成反應 與鹵化氫加成反應（P79）檸檬烯 檸檬烯二氫氯化物二、萜類化合物的化學性質71 與亞硝酰氯（tilden試劑）反應（P79）不飽和萜類化合物 氯化亞硝基衍生物 亞硝基胺類亞硝酸異戊酯 亞硝酰氯 72 Diels-Alder反應順丁烯二酸酐 732、羰基加成反應 與亞硫酸氫鈉加成 （P80）檸檬醛74 與吉拉德試劑加成 Girard試劑：是一類帶有季銨基團的酰肼， 常用Girard T和Girard P Girard試劑T Girard試劑P75761、常用氧化劑： 臭氧、

20、鉻酐、四醋酸鉛、高錳酸鉀 與二氧化硒等（二）氧化反應772、臭氧化反應：用于測定分子內雙鍵的位置 及萜類化合物的醛酮合成月桂烯 -羰基戊二醛783、高錳酸鉀薄荷酮 -甲基己二酸79在惰性氣體的保護下，以鈀或鉑黑為催化劑，將萜類化合物與S或Se共熱（200300）實現(xiàn)脫氫。 -桉醇 （三）脫氫反應80（四）分子重排反應（P86）-蒎烯樟腦異構化81（一）UV 具有共軛雙鍵或，-不飽和羰基結構的萜類化合物在紫外光區(qū)（200400nm）產生吸收，對萜類化合物的結構鑒定有一定作用。6.8 萜類化合物的檢識與結構測定82（二）IR1、萜類大多數具有雙鍵、共軛雙鍵、甲基、 偕二甲基、環(huán)外亞甲基與含氧官能團等。 2、可幫助解決萜類化合物是否含有內酯環(huán) 及其內酯環(huán)的大小問題83（三）MS1、有關萜類化合物MS裂解規(guī)律的研