北中大中藥化學講義07萜類和揮發(fā)油

1第七章萜類和揮發(fā)油類分類萜類化合物(terpenoids)為一類由甲戊二羥酸(mevalonicacid，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。典的Wallach的異戊二烯法則(isoprenerule)，按異戊二烯單位的多少進行分類，具體分類51234植物醇、葉綠素5菌、昆蟲代謝物6物乳汁8~7.5×103至3×105合物主要為胡蘿卜烴類(carotenoids)色素，多萜類化合物主要為橡膠(caoutchouc)及硬(二)萜類化合物的生物合成途徑。1．經(jīng)驗異戊二烯法則(empiricalisoprenerule)早年在對萜類化合物進行結構研究時，發(fā)現(xiàn)其基本碳架均是由異戊二烯單位(isopreneunite)以頭-尾順序或非頭-尾順序相連而成。單內被作為萜類化合物的判定及其結前2．生源異戊二烯法則(biogeneticisoprenerule)該法則是Ruzicka提出的萜類化合物生物合成途徑假說，此假說由Lynen實驗證明焦磷酸異戊烯酯(△3-isopentenylpyrophosphate，二羥酸(簡稱甲戊二羥酸)，從而最后確證了生源異戊二烯法則的合理性，并補充完整了萜異戊二烯”，甲戊二羥酸則是各種類型萜類化合物生物合成的最關鍵前體(甲戊二羥酸的生2OOHOHOOH甲戊二羥酸O半萜OPP異構酶PP半萜O焦磷酸異戊烯酯(C5)焦磷酸γ，γ-二甲基烯丙酯(C5)單萜O焦磷酸香葉酯(C10)(geranylpyrophosphate，GPP)OO倍半萜×2焦磷酸金合歡酯(C15)(farnesylpyrophosphate，F(xiàn)PP)PPPP焦磷酸香葉基香葉酯(C20)(geranylgeranylpyrophosphate，GGPP)三萜OPPOO二倍半萜PPO焦磷酸香葉基金合歡酯(C25)(geranylfarnesylpyrophosphate，GFPP)前述有些萜類化合物的基本碳架不符合異戊二烯法則或其基本碳架的碳原子數(shù)不是5(三)萜類化合物的分布3類及數(shù)量更多，如在被子植物的30多個目、數(shù)百個科屬中發(fā)現(xiàn)有萜類化合物。值得一提的(四)萜類化合物的生物活性用不少萜類具有較好的抗血小板聚集、擴張心腦血管、增加其血流量以及調整心率、降壓、降脂等作用。如芍藥苷(paeoniflorin)、銀杏內酯(ginkgolides)及關附甲素(guan–fubaseA)等。2．消化系統(tǒng)作用許多萜類具有保肝降酶、利膽健胃、抗胃潰瘍等作用。如齊墩果酸(oleanolicacid)，甘草次酸(glycyrrhetinicacid)以及環(huán)烯醚萜(iridoids)等。荷酮(piperitone)等有平喘、祛痰、鎮(zhèn)咳活性。4．抗病原微生物作用臭蟻內酯(iridomyrmecin)有抑菌活性，穿心蓮內酯對鉤端螺旋體病有一定療效，雞蛋花苷(plumieride)具有抗結核桿菌活性。5．神經(jīng)系統(tǒng)作用萜類對神經(jīng)系統(tǒng)有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、局麻、興奮中樞、治療神經(jīng)分裂癥等作用。如纈草環(huán)氧三酯(valepotriate)、高烏頭堿(lappaconitine)及龍腦(borneol)等。6．抗腫瘤作用主要為二萜，如紫杉醇(taxol)對乳腺癌、卵巢癌具有良好的療效。7．抗生育作用如16-羥基雷公藤內酯醇(16–hydroxytriptolide)及棉酚(gossypol)有雄性抗生育活性，芫花酯甲、乙(yuanhuacin、yuanhuadin)具引產作用。8．殺蟲驅蟲作用如青蒿素(qinghaosu)及鷹爪甲素(yingzhaosuA)分別有很強的抗瘧疾活性。川楝素(chuanliansu，toosendanin)具有殺血吸蟲作用。9．甜味劑作用如甜菊苷(stevioside)等，其甜味均為蔗糖的數(shù)百倍以上。此外，萜瑞香毒素(daphnetoxin)均具有較強的毒魚活性。香葉醇(geraninol)、香橙醇(nerol)及檸檬醛(citral)等還是許多香料及化妝品制造業(yè)的重要原料。發(fā)油的組成成分(單萜苷類不具隨水蒸氣蒸餾的性質)，常存在于高等植物的腺體、油室及在單萜的生物合成途徑中，形成焦磷酸香葉酯(GPP)后，即可衍生成無環(huán)單萜，而(一)無環(huán)單萜(acyclicmonoterpenoids)4OCHCHCOOOOOCHCHCOOOOeaneisaneCHOHHHCHOHOCHOH香葉醇(geraniol)習稱牻牛兒醇，玫瑰油、香葉天竺葵油及另一種香茅(Cymbopogonde香橙醇(nerol)是香葉醇(反式)的幾何異構體，在香橙油及香檸檬(Citrusbergamia)蒿酮(artemisiaketone)存在于黃花蒿(Artemisiaannua)揮發(fā)油中。蒿酮雖由二個異為重要的香料。在香茅油中可達70%~85%，山雞椒(Litseacubeba)、橘子油中均有大量存(二)單環(huán)單萜(monocyclicmonoterpenoids)OH環(huán)香葉烷型對-薄荷烷型卓酚酮logeranianepmenthanelogeranianeOOOHOH薄荷醇(menthol)的左旋體習稱薄荷腦，是薄荷油中的主要組成部分。薄荷醇具有弱胡椒酮(piperitone)習稱辣薄荷酮，洋薄荷酮。存在于蕓香草(含量可達35％以上)桉油精(cineole，eucalyptol)是桉葉揮發(fā)油中的主成分(約占70%)，桉油低沸點餾分 劑。紫羅蘭酮(ionone)存在于千屈菜科指甲花(Lawsoniainermis)揮發(fā)油中，工業(yè)上由檸β-紫羅蘭酮(環(huán)中雙鍵處于5，6位)可用作合成維生素A的原料。二氫α-紫羅蘭酮存在或生毛劑。近年來制備成N-羥斑蝥胺(N-hydroxy-cantharidimide)，試用于肝癌，有一定療5必須注意的是，某些過氧結構的單萜遇高溫易爆炸，提取時要低溫處理，如驅蛔素(ascaridole)在130℃~150℃時可爆炸分解。卓酚酮類化合物(troponoides)是一類變形的單萜，它們的碳架不符合異戊二烯定則，通－1~1650cm－1)和羥基(3100cm－1~3200cm－1)的吸收峰，與一般化合物中羰基略有區(qū)別。物。如α-崖柏素(α-thujaplicin)在歐洲產崖柏(Thujaplicata；T.occidentalis)以及羅漢.(三)雙環(huán)單萜(bicyclicmonoterpenoid)蒎烷型莰烷型烷型異莰烷型葑烷型carane(pinane)(camphane)(thujane)(iso-camphane)(fenchane) glcOOOHOCOOHOCOO龍腦樟腦刺柏烯莰烯茴香酮芍藥苷(paeoniflorin)是芍藥(Paeoniaalbiflora)根中的蒎烷單萜苷。在芍藥中還有白芍藥苷(albiflorin)、氧芍藥苷(oxypaeoniflorin)、苯甲酰芍藥苷(benzylpaeoniflorin)等結龍腦(borneol)即中藥冰片。龍腦的右旋體〔α〕7.7°(乙醇)，得自龍腦香樹 (Dryobalanopscamphora)的樹干空洞內的滲出物。左旋龍腦〔α〕37.7°(乙醇)，在海南省產的艾納香(Blumeabalsmifera)全草中含有。合成品是消旋龍腦。均用于香料、清樟腦(camphor)的右旋體在樟腦油中約占50%，左旋樟腦在菊蒿(Tanacetumvulgare)油中存在。合成品為消旋體。消旋體在菊(Chrysanthemumsinensisvar．japonicum)中亦有刺柏烯(sabinene)又稱冬青油烯，在刺柏(Juniperussabina)揮發(fā)油中含有。。茴香酮(fenchone)在小茴香(Foeniculumvulgare)果實揮發(fā)油中較多。(四)三環(huán)單萜(tricyclicmonoterpenoid)(tricyclane) amphane2CHOH2三環(huán)白檀醇 eresantalolO香芹樟腦 (carvonecamphor)三環(huán)白檀醇(teresantalol)存在于檀香(SantalumalbumL．)木部揮發(fā)油中。白檀香油6LOHOLOHO香芹樟腦(carvonecamphor)是藏茴香酮(carvone)經(jīng)日光長期照射產物。(五)環(huán)烯醚萜類(iridoids)環(huán)烯醚萜類為臭蟻二醛(iridoidial)的縮醛衍生物。臭Iridomyrmexdetectus在植物體內也脫羧，形成4–去甲基環(huán)烯醚萜(4-demethyliridoids)，其C7—C8處斷鍵開環(huán)，則形成裂環(huán)環(huán)烯醚萜(secoiridoids)，并多與糖結合形成苷，其生物合成途徑如圖7-2。H2CHOPP2KK阨賤CHOCHO2CHOH2CHOCHO CHOCHOHHHHHO洬智趙 蠗坫HO洬智趙OHOCHHHHO二醛O二醛OOCOOHOHOH4-去甲基環(huán)烯醚萜醇OOglcglcOOglc07 H Oglc H OglcCOOCH3OOglc33OO韓筐邧吻OHCOOHCHCOSCHOglcO3HO3OHCH3Oglc馬鞭草苷3O3OO 33梔子苷(jasminoidin、geniposide)及京尼平-1-O-龍膽雙糖苷(genipin-1-O-gentiobioside)Gardeniajasminoides與梔子的清熱瀉火、治療腎炎水腫可能有一定雞屎藤苷(paederoside)是雞屎藤(Paederiascanden)的主成分，其C4位羧基與C6位羥基verbenalinVerbenaoffinalis似的收縮子臭蟻內酯(iridomyrmecin)是從臭蟻(Iridomyrmexhumilis)防衛(wèi)分泌物中分離出的成昆蟲作用，其效果大于六六六及DDT，且對人畜無害。此外對貓有特異興奮引誘OHOHHOOCHOCHCOOHOglcHOH2C存存在于北玄參(Scrophulariabuergeriana)根中，side梓醇(catalpol)是地黃(Rehmanniaglutinosa)降血糖的有效成分，并有較好的利尿及CC有時還可與C11形成六元內酯結構。裂環(huán)環(huán)烯醚萜苷在龍膽科、睡菜科、忍冬科、木犀科等OOOOOglcOOONOOR OOglcRH獐牙菜苦苷R=OH龍膽苦苷(gentiopicroside，gentiopicrin)在龍膽(Gentianascabra)、當藥(Swertiapseudochinensis)及獐牙菜(青葉膽)(Swertemileensis)等植物中均有存在，是龍膽的主要氨的作用下可轉化成龍膽堿(gentianine)，故有人認為龍膽和當藥中的龍膽堿是在提取過程8OO獐牙菜苷(又名當藥苷sweraside)及獐牙菜苦苷(又名當藥苦苷swertiamarin)是治療肝炎中藥獐牙菜(青葉膽)中的苦味成分。環(huán)烯醚萜類化合物大多數(shù)為白色結晶或粉末(極少為液態(tài))，多具有旋光性，味苦。易。 萜倍半萜類(sesquiterpenoids)的基本碳架由15個碳原子，即3個異戊二烯單位構成，單萜類共存于植物揮發(fā)油中，是揮發(fā)油高沸程(250℃~280℃)的主要組分，也有低沸排或甲基及氫的1,2-移位(或消去)而衍生成各種碳架類型的倍半萜類化合物。環(huán)及四環(huán)等結構種類，其碳環(huán)可有五、(一)無環(huán)倍半萜(acyclicsesquiterpenoids)或，farnesane)HH金合歡醇(farnesol)在金合歡(Acaciafarnesiana)花油、橙花油、香茅油中含量較多，橙花醇(nerolidol)又稱苦橙油醇，具有蘋果香，是橙花油中主成分之一。(二)單環(huán)倍半萜(monocyclicsesquiterpenoids)O沒藥烷蛇麻烷(律草烷)吉馬烷律草烯吉馬酮(bisabolane)(humulane)(germacrane) HOOO烯(雙環(huán)九碳大環(huán))的十一碳大環(huán)異構物。吉馬酮(germacrone，又稱杜鵑酮)存在于牻牛兒苗科植物大根老鸛草(Geraniummacrorrhizum)、杜鵑花科植物興安杜鵑(Rhododendrondauricum)葉的揮發(fā)油中，用于平9青蒿素(qinghaosu，arteannuin，artemisinin)是從中藥青蒿(黃花蒿)(Artemisiaannua)(三)雙環(huán)倍半萜(bicyclicsesquiterpenoids)(cadinane)O(eudesmane(eudesmane)(guaiane)eHOHHOH22desmol蒼術酮(atractylone)存在于蒼術揮發(fā)油中，分子結構存在1個呋喃環(huán)，仍屬桉烷型。棉酚(gossypol)可視為焦磷酸金合歡酯(FPP)衍生為杜松烯型的雙分子衍生物，結熔點不同的晶體：mp184℃(乙醚)，199℃(氯仿)，214℃(石油醚)。棉籽中約含0.5%，殺蟲活性。OOROOCOHOOOOHHOOO馬桑毒素(coriamyrtin)和羥基馬桑毒素(tutin)從日本產毒空木(Coriariajaponia)葉中分得。我國藥學工作者從國產馬桑(Coriariasinica)及馬桑寄生中分離到，用于治療莽草毒素(anisatin)為莽草(Illiciumanisatum，即毒八角)果實、葉、樹皮中所含雙內酯倍半萜化合物。大八角(I.majus)中亦含有，對人體有毒。薁類化合物(azulenoids)是由五元環(huán)與七元環(huán)駢合而成的芳烴衍生物。這類化合物可看成是由環(huán)戊二烯負離子和環(huán)庚三烯正離子駢合而成。所以薁是一種非苯型的芳烴類化合木醇(guaiol)是存在于愈創(chuàng)木(Guajacumofficinale)木材的揮發(fā)油中的氫化薁類衍生物，。253453617817薁SH基薁HCOHHC3OH3OHCH3OOOO薁類化合物多具有抑菌、抗腫瘤、殺蟲等活性。如莪術醇(curcumol)存在于莪術根莖(四)三環(huán)倍半萜(tricyclicsesquiterpenoids)OHCH2OH環(huán)桉醇(cycloeudesmol)存在于對枝軟骨藻(Chondricoppsiticlada)中，有很強的抗金α-白檀醇(α-santalol)存在于白檀木的揮發(fā)油中，屬α-檀香烷衍生物，有強大的抗diterpenoids子，即4個異戊二烯單位構成，絕大多數(shù)遍。很近年來二萜類的研究進展也較快，其碳架類型至1986年約有90種，其化合物數(shù)量至二萜類的結構分為無環(huán)(開鏈)、單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)等類型，天然無環(huán)及 C aneR C aneR(一)無環(huán)二萜(acyclicditerpenoids)2CHOH22CHOH2植物醇(phytol)是廣泛存在于葉綠素的組成成分，也是維生素E和K1的合成原料。(二)單環(huán)二萜(monocyclicditerpenoids)維生素A(vitaminA)存在于動物肝臟中,特別是魚肝中含量更豐富，往往以酯的形式(三)雙環(huán)二萜(bicyclicditerpenoids) OOOOOOOOOHCHOHCCHOH2O2防己內酯(labdane)(clerodane)穿心蓮內酯(andrographolide)系穿心蓮(Andrographispaniculata)中抗炎主成分，臨防己內酯(columbin)系克羅烷二萜，是非洲防己(Jatrorrhizapalmata)根及中藥金果欖(Tinosporacapillipes)塊根中的強苦味成分，有免疫抑制作用。OORHOHOOOOOO OOOOHRR1COOCH3COOCH3RCOCHCOCHHCOCH3OHHRHR3HHOH銀杏內酯(ginkgolides)是銀杏(Ginkgobiloba)根皮及葉的強苦味成分，已分離出銀成分。(四)三環(huán)二萜(tricyclicditerpenoid)tane海松烷(右松脂烷)aneeOOHOOH HCOOHHCOOH 左松脂酸(levopimaricacid)、松脂酸(pimaricacid)和松香酸(abieticacid)是從松樹為主。雷公藤甲素(triptolide)、雷公藤乙素(tripdiolide)、雷公藤內酯(triptolidenol)及16-羥基雷公藤內酯醇(16-hydroxytriptolide)是從雷公藤(Tripterygiumwiefcrdii)中分離出的OR3OROR2ORRR1710OH7OHOORHR2=HR3=CH3ROHR2=HR3=CH3雷公藤內酯R1=HR2=OHR3=CH3RHR2=HR3=CH2OH抗癌活性物質。昆明山海棠(T.hypoglaucum)、東北雷公藤(黑蔓)(T.regelii)中亦有此類。RROOCOOOHOH OOCHOH瑞香毒素(daphnetoxin)R1H芫花酯甲—OCOC6H5芫花酯乙—OCOCH3—C6H5—(CH=CH)2—(CH2)4—CH3—(CH=CH)2—(CH2)4—CH3Daphnemezerum有毒成分。芫花根中含有芫花酯甲(yuanhuacin)及乙(yuanhuadin)，具有中期妊娠引產作用，現(xiàn)已被用于臨床。此類紫杉醇(taxol)又稱紅豆杉醇，是存在于紅豆杉科紅豆杉屬(taxus)多種植物中的具(五)四環(huán)二萜(tetracyclicditerpenoid)anebanenotoxaneHH1HOHOOHHHOHOHHHOHHHOOH131218 HO1 HO1892HH892H74732065OOH65O2CHOH2大戟醇(巴豆醇)甜菊苷(stevioside)是菊科植物甜葉菊(Steviarebaudianum)葉中所含的四環(huán)二萜甜味用。冬凌草素(oridonin)是由冬凌草(Rabdosiarubescens)中得到的抗癌有效成分，此成分曾由延命草(Isodontrichocupus)中提取分離鑒定。香茶菜甲素(amethystoidinA)是香茶菜(Rabdesiaamethystoides)葉中的成分，有抗大戟醇(phorbol)屬大戟二萜醇型成分，存在大戟科和瑞香科的許多植物中，屬于輔致鬧羊花毒素Ⅰ~Ⅲ(rhodojaponinⅠ~Ⅲ)得自日本鬧羊花(Rhododendronjaponicum)，從中藥六軸子(即羊躑躅R.molle的果實)中得到的八厘麻毒素(rhomotoxin)與鬧羊花毒素慢心率作用。RR2O20H12鬧羊花毒素ICOCH3COCH3814鬧羊花毒素ⅢHH814鬧羊花毒素ⅢHHOR217馬醉木毒素ⅢHCOCH(OH)CH315OH團花毒素＊HCOCH(OH)CH3CCHβ-OH)esterterpenoids一個二倍半萜被發(fā)現(xiàn)的報道。其后在羊齒植物、菌類、焦磷酸香葉基金合歡酯(FPP)，目前此類化合物的數(shù)量不多，是萜類家族中最少的一員，HCHOOOHCOOHCHOOOHCOHOHOHHOOHOHHOsecomanoalide蛇孢假殼素A是從Luffarillauariabillis中分得的具有抗菌作用的單環(huán)二倍半萜，蛇孢假殼素A(ophiobolin。、萜類化合物的理化性質(一)物理性質萜及倍半萜在常溫下多為油狀液體，少數(shù)為固體結晶，具揮發(fā)性及特異性萜類化合物多具苦味，早年所稱苦味素(bitterprinciples)成分實際多為萜類。也有少單萜及倍半萜(萜苷除外)可隨水蒸氣蒸餾，其沸點隨其結構中的C5單位數(shù)、雙鍵數(shù)、(二)化學性質1.加成反應多數(shù)萜烯、萜醛和萜酮可與相應的試劑產生加成反應，加成產物常因改變其溶解性而析出結晶，故可用加成反應分離和純化這些類型的萜類化合物，了解其不飽(1)雙鍵加成反應①鹵化氫加成反應氯化氫及溴化氫等鹵化氫類試劑在冰乙酸為溶劑時，可對萜類雙鍵進行加成，其加成產物可于冰水中析出結晶。如β–畢澄茄烯(β–cadinene)的冰乙酸溶②溴加成反應在冰冷卻條件下，于不飽和萜的冰乙酸或乙醚–乙醇混合溶液中滴加③亞硝酰氯反應亞硝酰氯(Tilden試劑)能與很多不飽和萜的雙鍵加成，生成亞硝加入濃鹽酸，振搖，即可析出亞硝基氯化物結晶(必要時可用乙醇及丙酮重結晶)，其結晶復原方法分解出原萜烯)。萜烯的亞硝基衍生物還可與伯胺或仲胺(常用六氫吡啶)+-麼+a++-+a(二個雙鍵加成物不可逆)襪蟾+-+ a-+a+-麼+a++-+a(二個雙鍵加成物不可逆)襪蟾+-+ a-+a3+ CH2CH2+ CH2CH2ONOHCl CH2CH2OHNO3CCCNCC++ClNO++ClNO CCCNO氯化亞硝基衍生物亞硝基胺類④Diels–Alder反應共軛二烯結構的萜類化合物能與順丁烯二酸酐產生Diels–Alder有些具二個非共軛雙鍵的萜類也可與順丁烯二酸酐生成加成物(是其雙鍵移位至共軛(2)羰基加成反應①亞硫酸氫鈉加成具羰基的萜類化合物可與亞硫酸氫鈉加成，生成結晶性的加成間過長或溫度過高，會使雙鍵發(fā)生不可逆的加成。如檸檬醛的加成,不同條件下得到的加成物+OH+CaSOaH OHNaHSO觸OH3NaHSONaHSO3HCHOCHOCHOOH麼CHOC麼CHO(不可逆加成物結構未完全確定)②吉拉德(girard)試劑加成吉拉德試劑是一類帶季銨基團的酰肼，可與具羰基的萜girardP)二種。(CH3)3NCH2CONHNH2Cl+22NCH+22-OCHORR反應時在萜酮及萜醛的乙酸–無水乙醇(1：10，重量比)溶液中加入吉拉德試劑(加乙-OCHORRCCORCOR33l22 22 CHRCNNHCOCH2NCH3Cl-RCH3R NCONCOCHN 2HR2.分子重排反應萜類化合物在發(fā)生加成、消除或親核取代反應時，常發(fā)生Wagner-meerwein重排，使碳架發(fā)生改變。目前工業(yè)上由α–蒎烯合成樟腦，就是經(jīng)Al2O3Al2O3汐〞?楶洬祑凳趙汐〞?楶洬HCOOH 齬OHCOOHCrCr2O3/澗倰攷眲梡梡耵O七、萜類化合物的提取與分離的避對從富含油脂及葉綠素的中藥材提得的醇提物，可將醇濃縮液的含醇量調至70％~80極性較大的萜類(如多羥基萜內酯)，則可先用石油醚對藥材脫脂后，再用醇提取。酸化沉淀的方法處理粗總萜，可得到較純的總萜內酯(倍半萜內酯用此法較多)。但某些對萜內酯的純化也可用硅膠或氧化鋁柱色譜法進行,一般多采用硅膠作固定相。以石油醚(二)萜類化合物的分離羧基、總萜中分離(具體方法在揮發(fā)油的分離中介紹)。雙鍵是萜類多具有的官能團，其加成物可度會明顯升高，若將其提取液適當濃縮，常會析出粗晶(有的提取物不經(jīng)濃縮即可析晶)，野菊花內酯(yeijuhualactone)及古綸賓(columbin)可用結晶法分離。離柱色譜法是分離萜類化合物的主要方法，許多用其他方法難以分離可用吸附柱色譜法分離。常用的吸附劑為硅膠、中性氧化鋁(非中性氧化鋁己對于單純以硅膠或氧化鋁為吸附劑難以分離的萜類化合物，可用硝酸銀絡合柱色譜分行絡合吸附。其分離機制主要是利用物的4．實例獨一味(Lamiophlomisrotata)為唇形科植物，根與根莖入藥，有活血祛瘀、消烯醚萜苷類化合物(I~IV)，化合物IV為新化合物(III及IV結構式見本節(jié)結構測定實例)。OHCOOCH3CH3COOCOOCH3CHCOOOOglcHOOOglcIOII-O-乙酰山梔苷甲酯Oacetylshanghisidemethylestel)(6-O-acetylshanghisidemethylestel)80%乙醇回流提取，減壓濃縮入石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取濃縮，硅膠G干柱色譜，氯仿-甲醇-水(13:6:2)展開分離成組分1~4低壓硅膠柱色譜，氯仿-甲醇-水(13:5:2)洗脫，ml份5~9份11~5~9份11~17份甲醇—水(1:1)檢測波長233nm無色粉末(I)II無色粉末(III) O OOOeuparotinR=HinacetateRAcOHOOOO澤蘭氯內酯(eupachlorin)R=H O OOOOupachlorinacetateRAceupatoroxinHHOOOOundinHOOHOOhloroxin O HROHOOOOOOOpieupatoroxin濃縮石油醚—含10%水的甲醇分配硅膠柱GH組分I組分J組分K組分乙醚、氯仿甲醇結晶硅膠柱色譜氯仿丙酮-氯仿-10—表—澤蘭氧化苦內酯澤蘭苦內酯澤蘭氧化苦內酯澤蘭氧化氯內酯合物的檢識屬性強的檢識反應，目前對絕大多數(shù)萜類化合物主要是用硫酸-乙醇(一)理化檢識仿因此根據(jù)這些檢識反應下結論時，要結合卓酚酮的揮發(fā)性及其羰基(1600~1650cm－1)和羥基(3100~3200cm－1)的紅外光譜吸收峰綜合分析。g烯醚萜苷類化合物(環(huán)烯醚萜及裂環(huán)環(huán)烯醚萜苷)可產生不同顏色，如車葉草苷 (asperulaside)、桃葉珊瑚苷、水晶蘭苷(monotopein)為藍色，哈帕苷(harpagide)為紫紅色，有些環(huán)烯醚萜為陰性反應，如番木鱉苷(loganin)、梓苷等。②Shear反應：Shear試劑(濃鹽酸1體積與苯胺15體積混合液)多能與吡喃衍生物產生特有的顏色。如車葉草苷如京尼平(genipin)與氨基酸(甘氨酸、亮氨酸、谷氨酸)共熱，即顯紅色至藍色。有的與幾氯仿溶液數(shù)滴，若產生藍、紫或綠色，表示含有薁類衍生物。②Ehrlich試劑反應：取揮發(fā)油適量與Ehrlich試劑(對-二甲胺基苯甲醛-濃硫酸試劑)反應，若產生紫色或紅色，表明有薁類衍生物存在。③對-二甲胺基苯甲醛顯色反應：此反應是揮發(fā)油經(jīng)薄層色譜展開分離色劑(避光可保存數(shù)月)，室溫顯藍色，示有薁類衍生物，氫化薁在80℃加熱10分鐘顯藍℃~60℃)、乙烷、苯，分別加入不同比例的乙酸乙酯或乙醚，極性大的萜醇或萜酸類可加現(xiàn)105℃加熱至顏色深度最大。薄層在水蒸氣上熏后可消除其桃紅色背景。對萜醇類的靈敏度棕色。液之前先在薄層的邊角上預檢。⑦磷鉬酸：噴灑后在120℃加熱至顏色出現(xiàn)(藍灰色)。對醇類的靈敏度可達0.05μg~1μg，但并不是醇的專一試劑。在氨蒸氣上熏后可消除黃色性試劑①2，4-二硝基苯肼：用于檢識醛和酮類化合物。噴灑后，無環(huán)的醛化合物的結構研究簡單。(一)UV光譜CCOOHCOOR基的環(huán)烯醚萜類化合物，由于分子中具有發(fā)色團α、β不飽nm。這與按Woodward規(guī)則計算的結果相一致。例如,馬鞭草苷(Verbenalin)的λ實測值為238nm(ε再加上β-OR基取代基增值30nm)。吸收峰可向紅移動30~40nm。例如，馬鞭草苷元(verbenalol)在醇中測定λmax為240nm OCOOCH3OH3H__HOCOOCH3O_CH3CHO馬鞭草苷元(240nm)馬鞭草苷元烯醇型陰離子(271nm)，UV光譜可用于判斷α、β-不飽和酯及烯醚鍵是否存在。而根據(jù)230~240nm(二)IR光譜m3．若戊烷部分有環(huán)酮結構存在，則于1740cm－1(1710~1750)附近有一強峰。4．若五元環(huán)部分有環(huán)氧存在，如丁香醚苷，則應有1250cm－1，830cm－1~890cm－1兩(三)1H-NMR譜的結構類型，并能確定許多立體化學(構型、構象)結構問題。上方。J1、9很大(7Hz~10Hz)，表明H-1處于直立鍵，而C1-OH(或C1-O-glc)處于平伏鍵，CCOOR環(huán)烯醚萜類)時，H-3因受COOR基影響處于更低CH的化學位移與C4取代基為-CH3或CH2OR相近(也在δ6.5左右)，但峰在δ1.1~1.2。若C7—C8之間有雙鍵，則該甲基變成單峰或寬單峰，化學位移移至δ2COOMeOCH3.9之間。(四)13C-NMR譜果C-5位連有羥基時，其化學位移約在δ71~74，如果C-6位存在羥基時，其化學位移約在δ~83，C7一般情況下沒有羥基，如果C-7位連有羥基時，其化學位移在δ75左右，如果C-8CC0之間。(五)旋光譜具有環(huán)戊酮結構的環(huán)烯醚萜類，一般都有顯示較強的(-)Cotton效應。這對判斷羰基(六)萜類結構研究舉例從藏藥獨一味(Lamiophlomisrotata)根的乙醇提取物中分離得到四種化合物(Ⅰ~Ⅳ)，均為環(huán)烯醚萜苷，其中化合物Ⅲ是penstemoside，為已知化合物，化合物Ⅳ鑒定為7、(羥基)，1630，1670(α，β-不飽和酮)。UV光譜λ234.4nm亦示有α，β-不飽和HHdJHz7位烯氫的信號，這說明C7和C8為雙鍵結構。IV的1H和13C-NMR譜與penstemoside(Ⅲ)比較(表7-2與7-3)，C7和C8顯著移確定5位和6位羥基的相對構型，將IV與苯甲醛和ZnCl2反應，制備薄層分離得到二個雙-物Ⅴ和Ⅵ，1H-NMR譜顯示Ⅴ與Ⅵ分別有10個苯環(huán)質子(δ7.30~7.62)和二個中J1,9＝0.5(<1Hz)亦證明了上述結論。No.Hd.5)Hs)1H,s)1H,s)(1H,d,1.5)(1H,t4.3)Hd.5) (1H,m)(3H,d,6.8)3.71(3H,s)3.69(3H,s)4.56(1H,d,7.8)(1H,m,8.2)HCHCHCHCNo.134567892OHCOOCH34OH465371O1OOglcOglc3OHCOOCH3OHOCH3Oglc65C65OOCOOCH3OOCH3ORCH3VSorR)R=VI12RorS)R=OHC56OHC56OHOOHIV十、含萜類化合物的中藥實例aL截瘧之功能。青蒿所含萜類化合物有蒿酮、異蒿酮(isoartemisiaketone)、桉油精(cineole)、樟腦等單萜，青蒿素、青蒿甲素(qinghaosuA)、乙素(qinghaosuB)、丙素(qinghaosuC)及青蒿酸等倍半萜，及β-香樹脂醋酸酯等三萜化合物，其中倍半萜內酯化合物研究得最為33HHCOHCOOOHOHCHO青蒿素3HC3HHOO青蒿甲素3H3H3OO2O青蒿乙素OHHO3HCO3OHOO青蒿丙素3H3H3HOOCCH2青蒿酸。WHO“世界上目前唯一有效的瘧疾治療藥物”。成烷化還原青蒿素，活性可增強14倍；如轉化成烷氧?；€原青蒿素，則活性可提高28HHHHH3OOHCOOHCOCrO3+PyOOH3OH2,Pd/CaCO3CHH3HCO3OCH3CH3RHH3HCOO3OOCH3HHH3HCOO3OOCH3R3H3H3HCOO3OCH3OCH3OCOOR烷化還原青蒿素(RCO)2O/RCOClCHH3HCOO3OCHOCH3OCOR化還原青蒿素?；€原青蒿素瘧效價更高的水溶性青蒿琥酯(artesunate)及油溶性好的蒿甲醚(artemether)。青蒿琥酯鈉熱有較好的退熱作用，在1986年~1987年，我國已先后批準青蒿素、青蒿素栓、蒿甲醚、準的四HH33HCOO3OHOH33H3HHCOHCOOOOHCHMe3H3HHCOHCOOOOHOCH22OCOCHCH22：原料(青蒿葉)70％乙醇浸出浸提液 活性炭脫色，減壓濃縮至1/5，靜置EtOH、濃縮 靜置析晶、濾過上清液粗晶Ⅰ重結晶母液加石灰乳凈化，過濾濾液沉淀加乙醇調pH6~7，減壓濃縮、靜置析晶、濾過(與粗晶Ⅰ合并)(棄去) ，內酯e狀結晶(乙酸乙酯)，味微苦。易溶于甲醇、乙醇、丙酮、氯仿，微溶于苯、乙醚和水。具。90%乙醇提取雜質,濃縮后放置濃縮濃縮,放置乙醇重結晶+(14-去氧穿心蓮內酯)濃縮,放置+)無水吡啶中作用，制成丁二酸半酯的鉀鹽或與亞硫酸鈉在酸性條件下制成穿心蓮內酯磺酸OO3SONa3HSONaSO42HSONaSO4HCHHCHOH2OOCHCO2CH2COKOCHCO2CH2COKHCOOOHOCCH2OCO(CH2)2COOHCHCHCHCOOH第二節(jié)揮發(fā)油揮發(fā)油(volatileoil)也稱精油(essentialoil)，是存在于植物體內的一類具有揮發(fā)性、可隨生中等。苷。成量咳、作組成含例次于萜類。有些是苯丙素類衍生物，多具有C6-C3骨架，且多為酚性化合物或其酯類，如xylinCH=CH-CHOOHOCH33HCOOH3Meholpaxynol的癸酰乙醛(decanoylacetaldehyde)即魚腥草素等都屬揮發(fā)油CHCHCH2OHCHCHCO-CH2-CHOCHCHCHOHC≡C)2-CH2-CH=CH-(CH2)6-CH3分，如芥子油(mustardoil)、原白頭翁素(protoanemonin)、大蒜油(garlicoil)等，也常稱之為22CH=CH-CH-N=C22CHOOOOCH2=CH-CH2-S-S-CH2-CH=CH2苯甲醛原白頭翁素大蒜辣素揮發(fā)油的理化性質異性嗅味(其嗅味常是其品質優(yōu)劣的重要標志)，有辛辣灼燒感。少數(shù)揮發(fā)油具有其他顏色如薁類多顯藍、在0.85~1.065之間。揮發(fā)油幾乎均有光學活性，比旋度在+97o~117o范圍內。多具有強的折光性，折光率在1.43~1.61之間。揮發(fā)油的沸點一般在70℃~300℃之間。(五)穩(wěn)定性揮發(fā)油與空氣及光線經(jīng)常接觸會逐漸氧化變質，使揮發(fā)油的相對密度增反的提取2．溶劑提取法含揮發(fā)油的藥材用低沸點有機溶劑連續(xù)回流提取或冷浸，常用的有機溶劑有戊烷、石油醚(30℃~60℃)、二硫化碳、四氯化碳等。提取液經(jīng)蒸餾或減壓蒸餾除去50cm×l00cm的玻璃板兩面，然后將此玻璃板嵌入高5~10cm的木制框架法此法適用于含揮發(fā)油較多的原料，如鮮橘、柑、檸檬的果皮等，一般藥材經(jīng)撕裂粉碎壓榨(最好是在冷卻條件下)，將揮發(fā)油從植物組織中擠壓出來，然后靜置分層5．二氧化碳超臨界流體提取法二氧化碳超臨界流體應用于提取芳香揮發(fā)油，具有防特(二)揮發(fā)油的分離1．冷凍析晶法將揮發(fā)油于0℃以下放置使析出結晶，若無結晶析出可將溫度降至-20-20℃冷凍24小時可析出第二批粗腦，粗腦加熱熔融，在0℃冷凍即可的差距，而且還有一定的規(guī)律性，在單萜中沸點隨著雙鍵的增多而升高，即三烯>二烯>一萜類常壓沸程(oC)萜類常壓沸程(oC)類~130單萜烯烴無環(huán)三個雙鍵180~200單萜烯烴雙環(huán)一個雙鍵150~170含氧單萜200~230單萜烯烴單環(huán)二個雙鍵170~180倍半萜及其含氧衍生物230~300揮發(fā)油中的某些成分在接近其沸點溫度時，往往被破壞，故通常都采用減壓分餾。一般在35℃~70℃／1333．22Pa被蒸餾出來的是單萜烯類化合物；在70℃~100℃／1333．22Pa蒸餾出來的是單萜含氧化合物；而在80℃~110℃／1333．22Pa被蒸餾出來的則是倍半萜烯及含氧化合物，有時倍半萜含氧物沸點很高。因為所得的各餾分中的組成成分常呈交叉情況。經(jīng)過分餾所得的每一餾分仍可能是混合物，所以需再進一步精餾或結合冷凍、重結晶、色譜等方法，可得到單一成分。3．化學分離法(1)堿性成分的分離分離揮發(fā)油中的堿性成分時，可將揮發(fā)油溶于乙醚，加1％硫酸或鹽酸萃取，分取的酸水層堿化，用乙醚萃取，蒸去乙醚即可得到堿性成分。(2)酚、酸性成分的分離先用5％的碳酸氫鈉溶液直接進行萃取，分出堿水層后加稀酸酸化，乙醚萃取，蒸去乙醚可得酸性成分。提取酸性成分后的揮發(fā)油再用2％氫氧化鈉萃取，分取堿水層，酸化，乙醚萃取，蒸去乙醚可得酚類或其他弱酸性成分。(3)醇類成分的分離將揮發(fā)油與丙二酸單酰氯或鄰苯二甲酸酐或丙二酸反應生成酸性單酯，再將生成物轉溶于碳酸氫鈉溶液中，用乙醚洗去未作用的揮發(fā)油，提取所生成的酯，蒸去乙醚，殘留物經(jīng)皂化，分得原有的醇類成分。伯醇容易形成酯，仲醇反應較慢，而叔醇則較難作用。(4)醛、酮成分的分離除去酚、酸類成分的揮發(fā)油母液，經(jīng)水洗至中性，以無水硫物。(5)其它成分的分離揮發(fā)油中的酯類成分，多使用精餾或色譜分離，萜醚成分在揮化液1％~2％HCl萃取堿化，乙醚萃取水洗，5％NaHCO3萃取乙醚層濃縮堿水層乙醚層堿性成分酸化，乙醚萃取1%~2%NaOH萃取乙醚層濃縮乙醚層堿水層強酸性成分加30％~40％NaHSO3酸化，乙醚萃取(萜酸，揮發(fā)性酸)或Girard試劑(NaHSO(NaHSO3加成物或Girard腙)物物Ⅰ分離法Ⅱ水液 棄去)和常對采用上述色譜條件難以分離的揮發(fā)油，可用硝酸銀-硅膠或硝酸銀-氧化鋁柱色譜及薄層色譜分離，一般硝酸銀的加入量為2%~25%。例如將α-細辛醚(α-asarone)、β-細辛醚(β-asarone)和歐細辛醚(eduasarone)的混合物，通過用20%硝酸銀處理的硅膠與故β-細辛醚第二個被洗下來，歐細辛醚則最后被洗下來。OMeOMeOMeOH3C=C=CHCHHOMeHOMe3OMe對于特別難分離的揮發(fā)油可用制備薄層色譜進行分離，eOMeOMeCH2-CH=CH2其展開方式可用連續(xù)二次展層及不同展開劑單向二次展層，以獲得較好的分離效果。氣相色譜是研究揮發(fā)油組成成分的非常有效的方法，近年來，應用制備性氣-液色譜，成功地將揮發(fā)油中許多成分分開并予以鑒定。檢識2．化學常數(shù)的測定酸值、皂化值，酯值是不同來源揮發(fā)油所具有的重要化學常數(shù)，(1)酸值是代表揮發(fā)油中游離羧酸和酚類成分含量的指標。以中和lg揮發(fā)油中游離(2)酯值是代表揮發(fā)油中酯類成分含量的指標。用水解1g揮發(fā)油中所含酯所需要的(3)皂化值是代表揮發(fā)油中所含游離羧酸、酚類成分和結合態(tài)酯總量的指標。它是測定揮發(fā)油的pH值，如呈酸性，表示揮發(fā)油中含有游離酸或酚類化合物，如呈堿性，(1)酚類將揮發(fā)油少許溶于乙醇中，加入三氯化鐵的乙醇溶液，如產生藍、藍紫或綠(2)羰基化合物用硝酸銀的氨溶液檢查揮發(fā)油，如發(fā)生銀鏡反應，表示有醛類等還原發(fā)油的乙醇溶液加2，4-硝基苯肼、氨基脲、羥胺等試劑，如產生結晶衍生(3)不飽和化合物和薁類衍生物于揮發(fā)油的氯仿溶液中滴加溴的氯仿溶液，如紅色褪生物應產生藍色或紫色。(4)內酯類化合物于揮發(fā)油的吡啶溶液中，加入亞硝酰鐵氰化鈉試劑及氫氧化鈉溶液，如出現(xiàn)紅色并遂漸消失，表示油中含有α、β-不飽和內酯類化合物。(二)色譜檢識1．薄層色譜在揮發(fā)油的分離鑒定中薄層色譜應用較為普遍。吸附劑多采用硅膠G或Ⅱ~Ⅲ級中性氧化鋁G。展開劑常用石油醚(或正己烷),展開非含氧烴類；用石油醚(或正己烷)-乙酸乙酯(85:15)展開含氧烴類。顯色劑的種類可依不同檢識目的和目標物而定，如1％香莢蘭醛濃硫酸溶液與揮發(fā)油大多數(shù)成分可產生多種鮮艷的顏色反應；異羥肟酸鐵試劑可用于檢查內酯類化合物；0.05％溴酚藍乙醇溶液可用于檢查酸類化合物；硝酸鈰銨試劑可使醇類化合物在黃色的背景上顯棕色斑點；碘化鉀-冰乙酸-淀粉試劑可與過氧化物顯藍色。2．氣相色譜法氣相色譜法現(xiàn)已廣泛用于揮發(fā)油的定性定量分析。用于定性分析主要解決揮發(fā)油中已知成分的鑒定，即利用已知成分的對照品與揮發(fā)油在同一色譜條件下，進行相對保留值對照測定，以初步確定揮發(fā)油中的相應成分。3．氣相色譜-質譜(GC-MS)聯(lián)用法對于揮發(fā)油中許多未知成分，同時又無對照品作對照時，則應選用氣相色譜-質譜(GC-MS)聯(lián)用技術進行分析鑒定，可大大提高揮發(fā)油分析鑒定的速度和研究水平。分析時，首先將樣品注入氣相色譜儀內，經(jīng)分離后得到的各個組分依次進入分離器，濃縮后的各組分又依次進入質譜儀。質譜儀對每個組分進行檢測和結構分析，得到每個組分的質譜，通過計算機與數(shù)據(jù)庫的標準譜對照,可給出該化合物的可能結構,同時也可參考有關文獻數(shù)據(jù)加以確認。含揮發(fā)油的中藥實例calyx區(qū)薄荷素油為無色或淡黃色澄清液體，有特殊清涼香氣，味初辛后涼，與乙醇、乙醚、氯仿等能任意混合，相對密度0.888~0.908,[α]-17o~24o,n1.456~1.466。薄荷揮發(fā)油的化學組成很復雜，油中成分主要是單萜類及其含氧衍生物，還有非萜類芳香族、脂肪族化合物等幾十種，如薄荷醇、薄荷酮(menthone)、醋酸薄荷酯(menthylacetate)、桉油精(cineole)、檸檬烯等。**OCOCHOHOOCOCHOHO*薄荷酮醋酸薄荷酯薄薄荷酮醋酸薄荷酯O桉葉素檸檬烯薄荷油的質量優(yōu)劣主要依據(jù)其中薄荷醇(薄荷腦)含量的高低而定。薄荷醇為無色針狀或棱柱狀結晶，或白色結晶狀粉末，mp42℃~44℃，[α]-49o~-50o。薄荷醇微溶于水，易溶于乙醇、氯仿、乙醚和液體石蠟等，是薄荷揮發(fā)油的主要成分，一般含量占50％以上，最高可達85％。薄荷醇可作為芳香、調味及驅風藥。薄荷醇有3個手性碳原子，應有8種立體異構體，但其中只有(-)薄荷醇和(+)新薄荷醇存在薄荷油中,其它都是合成品。H3HC3HHHH(-)薄荷醇(+)薄荷醇薄荷醇的分離精制，HHHCHHHHCHHC3HHHHH33HHHHH33HH(-)異薄荷醇(+)異薄荷醇(+)(-)異薄荷醇(+)異薄荷醇(+)新薄荷醇(-)新薄荷醇一般多采用冷凍分離法，其簡要工藝流程如下：薄荷(全草)水