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天然藥物化學(xué)ChemistryofNaturalMedicines第六章萜類和揮發(fā)油
Terpenoids&Volatileoils第一章總論第二章糖和苷類化合物第三章醌類化合物第四章黃酮類化合物第五章苯丙素類化合物第六章萜類化合物和揮發(fā)油第七章三萜及其苷類第八章甾體及其苷類第九章生物堿*第十章天然藥物的開發(fā)研究目錄第一節(jié)概述第二節(jié)萜類的結(jié)構(gòu)分類
第三節(jié)揮發(fā)油學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握萜類的定義、結(jié)構(gòu)分類及重要代表物。了解萜類的理化性質(zhì)。掌握萜類的提取與分離方法。掌握熟悉揮發(fā)油的概念及其組成、理化性質(zhì)、提取分離方法及鑒定。早期定義:指一類天然的烴類化合物,其分子中含有異戊二烯(isoprene)基本單位,即可看作是由2個(gè)或以上異戊二烯單位聚合而成的一類化合物。
通式:(C5H8)n
第一節(jié)概述
一、萜類化合物的定義及分類isoprene:
化學(xué)定義:
概括所有異戊二烯的聚合物及其衍生物的總稱。即其分子中含有若干個(gè)異戊二烯的碳骨架(少數(shù)例外)。萜類化合物在自然界中分布廣泛、數(shù)量巨大、種類繁多、骨架結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化、生物活性多種多樣。據(jù)統(tǒng)計(jì),1970年已達(dá)10,000余種;1991年已達(dá)22,000余種(包括合成品)。它們除以烯烴的形式存在外,還形成了眾多的各種含O、N、S等的衍生物。萜類化合物是各類天然物質(zhì)中最多的一類化合物,其中多數(shù)具有較強(qiáng)的生物活性。萜類的分類法:
①按分子中所含異戊二烯單位的數(shù)目分類。②根據(jù)萜類分子結(jié)構(gòu)中是否含有碳環(huán),可分為開鏈萜和環(huán)狀萜。③根據(jù)含環(huán)的多少,可分為單環(huán)萜、雙環(huán)萜、三環(huán)萜、四環(huán)萜等。④萜類多數(shù)是含氧衍生物,根據(jù)分子中的官能團(tuán)可分為醇、醛、酮、羧酸、酯及苷等萜類。名稱C原子數(shù)異戊二烯數(shù)來源或存在(例)半萜51植物葉單萜102揮發(fā)油倍半萜153揮發(fā)油二萜204樹脂、苦味素、植物醇二倍半萜255海綿、植物病菌、昆蟲代謝物三萜306皂苷、樹脂、植物乳液四萜408胡蘿卜素類、色素類多聚萜7.5×103~3×1051.5×103~6×104橡膠注:本章主要介紹單萜、倍半萜、二萜、二倍半萜等萜類以及揮發(fā)油類化合物。揮發(fā)油為以萜類成分為主的多成分混合物。在本章第6節(jié)中詳細(xì)介紹。三萜類由于特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),將在下一章中詳細(xì)介紹。萜類化合物的生理活性:
例:*冰片(單萜),、樟腦(單萜),活血、抗蟲等。*青蒿素(倍半萜),抗瘧。*雷公藤(二萜),抗癌;穿心蓮內(nèi)酯(二萜),抗菌消炎;紫杉醇(二萜),抗癌。*齊墩果酸(三萜),抗風(fēng)濕;人參皂苷(三萜)、甘草皂苷(三萜)、柴胡皂苷(三萜)等……。*化妝品、食品香料、植物拒食劑、生長素、誘導(dǎo)素……等。二、萜類的異戊二烯規(guī)則及生源學(xué)說(一)經(jīng)驗(yàn)的異戊二烯規(guī)則
EmpiricalIsopreneRule
1887年,Wallach首先提出了“異戊二烯規(guī)則”:萜類化合物都是異戊二烯的聚合體?;蛘哒f,自然界存在的萜類化合物都是由異戊二烯頭尾相連聚合并衍變的。
這就是所謂“一般的異戊二烯規(guī)則”,即“經(jīng)驗(yàn)的異戊二烯規(guī)則”或“化學(xué)的異戊二烯規(guī)則”,并以此判斷是否萜類物質(zhì)的一個(gè)重要原則。*根據(jù):①橡膠裂解生成異戊二烯。②很多萜類化合能分解成異戊二烯。例:③異戊二烯也可以通過化學(xué)反應(yīng)聚合生成反應(yīng)生成萜類化合物。例:
④很多萜類化合物的C骨架都可以看作是異戊二烯首尾連接形成的。例:疑問?①若異戊二烯為萜類的前體化合物,那么自然界應(yīng)該大量存在。但事實(shí)上異戊二烯單體在自然界中分布甚少。②有些萜類化合物不能分解成異戊二烯骨架。例:(二)生源的異戊二烯規(guī)則
BiogeneticIsopreneRule
1938年,Ruzicka提出了生源的異戊二烯規(guī)則(Biogeneticisoprenerule):所有的萜類都有一個(gè)活性的異戊二烯前體化合物,或所有的萜類化合物都是經(jīng)甲戊二羥酸(MVA)途徑衍生出來的化合物。
*故萜類化合物又常稱為甲戊二羥酸系化合物。
IPP(焦磷酸異戊烯酯)和DMAPP(焦磷酸-γ,γ-二甲基烯丙酯),此兩種物質(zhì)是真正的“活性異戊二烯的前體”,其進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成各種萜類化合物。生物合成途徑示意圖:
1950年,Lynen實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了IPP的存在。
1956年,F(xiàn)olkers實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了MVA。由此證明了Ruzicka提出的“生源的異戊二烯規(guī)則”假設(shè)成立。
綜上所述:
將萜類的碳骨架劃分為若干個(gè)異戊二烯結(jié)構(gòu)的方法,只能作為對萜類的結(jié)構(gòu)和化學(xué)分類的一種認(rèn)識(shí)方法,不能代表其生源途徑。
生源結(jié)合化學(xué)結(jié)構(gòu)綜合定義:凡是由甲戊二羥酸(MVA)衍生且分子式符合(C5H8)n通式的天然產(chǎn)物及其衍生物通稱為萜類化合物或萜源類化合物。
MVA:(3R)-mevalonicacid萜類化合物:terpenes萜源類化合物:terpenoids(即從生源上與萜類相同,也包括甾體類化合物)
總之:
都應(yīng)該含有若干個(gè)異戊二烯的碳骨架。第二節(jié)萜類的結(jié)構(gòu)類型和重要的代表物一、單萜類化合物
Monoterpenoids
單萜的定義:
指分子中包含兩個(gè)異戊二烯碳骨架的萜烴及其衍生物。
*幾乎所有的單萜都符合異戊二烯規(guī)則。青莢葉分布及存在:
廣泛存在于高等植物如蜃形科、傘形科、蕓香科、樟科等的的分泌組織(腺體、油室、樹脂道等)中,是揮發(fā)油中低沸點(diǎn)組分的主要成分,在昆蟲激素及海洋生物中也有發(fā)現(xiàn)。其含氧衍生物沸點(diǎn)較高大多具有濃郁的香氣,有芳香開竅、舒通理氣等多種生物活性,是醫(yī)藥、食品、化妝品工業(yè)的重要原料。
雪茄花(一)鏈狀(無環(huán))單萜
Acyclicmonoterpenoids鏈狀單萜的結(jié)構(gòu)類型不多,常見以下三種:月桂烯羅勒烯β-myrceneα-ocimene
香葉醇香橙醇(橙花醇)Geraniolnerol香茅醇香茅醛citronellolcitronellal香葉醛(α-檸檬醛)橙花醛(β-檸檬醛)geranial(α-citral)neral(β-citral)(二)環(huán)狀單萜
Cyclicmonoterpenoids可看作是由鏈狀單萜環(huán)合衍變而來(書p137)。例:
1、單環(huán)單萜常見以下三種類型:薄荷二烯:薄荷醇(menthol):結(jié)構(gòu)中有3個(gè)手性C原子,應(yīng)該有23=8個(gè)立體異構(gòu)體。薄荷油中只存在l-薄荷醇(l-menthol,又稱薄荷腦)和
d-新薄荷醇(d-neo-menthol)。α-紫羅蘭酮β-紫羅蘭酮α-iononeβ-ionone*實(shí)際上可認(rèn)為是單萜化合物的丙酮加成物,即單萜的衍生物2、雙環(huán)單萜結(jié)構(gòu)類型比較常見的有以下幾種:
α-蒎烯β-蒎烯δ-蒎烯
α-pinene
β-pineneδ-pinene
(三)特殊結(jié)構(gòu)的單萜:卓酚酮類(Troponoides)卓酚酮(tropone)天然的卓酚酮類都含有不飽和的碳骨架,但其碳骨架不符合異戊二烯規(guī)則。天然的卓酚酮類是一種變形的單萜。主要發(fā)現(xiàn)于霉菌代謝產(chǎn)物及松科植物的心材中。扁柏素α-崖柏素γ-崖柏素
hinolitiolα-thujaplicinγ-thujaplicin例:卓酚酮類化合物的特殊性質(zhì):
①具有芳香化合物的某些性質(zhì),同時(shí)具有酚的通性,顯酸性,其酸性大小介于酚與羧酸之間(鄰位羰基的存在使羥基的酸性增強(qiáng))。
②分子中的羥基易甲基化,但不易?;?。③分子中的羰基具有類似羧基上羰基的性質(zhì),不能與一般的羰基試劑反應(yīng)。④IR上羰基吸收在1650~1600cm-1
,與一般化合物的羰基略有區(qū)別。羥基吸收在3200~3100cm-1
。⑤能與很多的金屬離子如:Cu2+
、Fe3+
、Ni2+
、Mn2+等形成有色絡(luò)合物結(jié)晶,常用來檢識(shí)此類化合物的存在。
例:與Cu2+
絡(luò)合物為綠色結(jié)晶,與Fe3+
絡(luò)合物為紅色結(jié)晶。(四)特殊結(jié)構(gòu)的單萜:環(huán)烯醚萜類(Iridoids)
定義:
結(jié)構(gòu)上具有環(huán)戊烷結(jié)構(gòu)單元、性質(zhì)上具有一定特點(diǎn)的環(huán)狀單萜衍生物。
或:為蟻臭二醛(iridoidial)的縮醛衍生物。
環(huán)烯醚萜類化合物的合成途徑示意圖:環(huán)烯醚萜(iridoid)骨架裂環(huán)環(huán)烯醚萜(secoiridoid)骨架
事實(shí)上環(huán)烯醚萜類化合物主要有以下兩種C骨架結(jié)構(gòu):環(huán)烯醚萜類的化學(xué)衍生變化:環(huán)烯醚萜的分類:環(huán)烯醚萜去甲環(huán)烯醚萜裂環(huán)環(huán)烯醚萜據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),已從植物中分離并鑒定結(jié)構(gòu)的環(huán)烯醚萜類化合物超過800余種,其中大多數(shù)為苷類(苷元僅60余種),結(jié)構(gòu)上C1-OH多與葡萄糖形成苷且多為單糖苷;C-11有的氧化成羧酸,并可形成酯。其中裂環(huán)環(huán)烯醚萜類約30余種。茄苳環(huán)烯醚萜類的理化性質(zhì):①狀態(tài):
其苷多為白色結(jié)晶或粉末,熔點(diǎn)較低。②旋光:
分子中C-1、C-5、C-8、C-9等多為手性C原子,所以多有旋光。
③味覺:
一般均味苦,是中藥苦味成分之一。④溶解性:
此類化合物分子量不太大,且含有極性基團(tuán),所以總體上無論苷還是苷元都偏于親水性,故能溶于水及甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇,難溶于氯仿、苯、石油醚等。⑤水解性:
此類化合物對酸很敏感,苷鍵易被酸水解斷裂。其苷元為半縮醛結(jié)構(gòu),性質(zhì)活潑,易進(jìn)一步發(fā)生氧化、聚合等反應(yīng),因此苷水解后難以得到原生苷元,且隨水解條件不同(溫度、酸濃度、酶水解等)產(chǎn)生不同顏色的沉淀。
故可用酸水解反應(yīng)來檢查植物中是否存在環(huán)烯醚萜類。
大萍
例:
玄參的根放置一段時(shí)間后內(nèi)部變黑,即是因?yàn)槠渲兴能?為環(huán)烯醚萜類化合物)水解后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生黑色物質(zhì)所致。
所以,植物藥組織放置一段時(shí)間變黑者,均可作為提示含有環(huán)烯醚萜類化合物存在的線索。⑥顏色反應(yīng):環(huán)烯醚萜苷元由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn),還能與某些試劑(如酸、堿、羰基化合物、氨基酸、酶、金屬離子等)發(fā)生顏色反應(yīng),可作為對該成分的定性檢識(shí)方法。例:⑦加成反應(yīng):
所含的雙鍵由于受鄰位氧原子影響,性質(zhì)活潑,易發(fā)生加成反應(yīng)。例:重要的環(huán)烯醚萜類化合物:
二、倍半萜類化合物
Sesquiterpenoids
定義:
指分子中包含3個(gè)異戊二烯C骨架的萜烴及其衍生物。絕大多數(shù)的倍半萜類符合異戊二烯規(guī)則。此類化合物骨架繁雜,超過200余種,僅基本骨架有幾十種。菊科
分布及存在:
廣泛存在于植物界,尤以木蘭科、蕓香科、菊科中最豐富,在昆蟲激素及海洋生物中也有發(fā)現(xiàn)。是揮發(fā)油中高沸點(diǎn)(250~280℃)組分的主要成分。在植物中常以含氧衍生物或苷的形式存在。菊花生物合成途徑:生源上都是通過前體化合物焦磷酸金合歡酯(FPP,farnesylpyrosphate)不同位置的雙鍵移位或環(huán)合衍生而來。(一)鏈狀倍半萜
Acyclicsesquiterpenoids
α-金合歡烯β-金合歡烯
α-farneseneβ-farnesene金合歡醇橙花醇
farnesolnerolidol(二)環(huán)狀倍半萜
Cyclicsesquiterpenoids
抗鼠瘧原蟲來源草藥鷹爪鷹爪甲素
γ-沒藥烯姜烯α-郁金烯β-郁金烯γ-bisabolenezingibereneα-curcumeneβ-curcumene1、單環(huán)倍半萜Monocyclicsesquiterpenoidsγ-郁金烯β-芹子烯
γ-curcumeneβ-selinene2、雙環(huán)倍半萜Bicyclicsesquiterpenoidsα-桉醇β-桉醇
α-eudesmloβ-eudesmloα-山道年β-山道年
α-santoninβ-santonin*3、三環(huán)倍半萜Tricyclicsesquiterpenoids環(huán)桉醇強(qiáng)抗金黃色葡萄球菌及白色念珠菌活性(三)特殊結(jié)構(gòu)的倍半萜:薁類(Azulenoids)
薁類的定義:
分子中含有駢合的5元環(huán)與7元環(huán)碳骨架的一類特殊結(jié)構(gòu)的天然萜類化合物。愈創(chuàng)木烷薁
guaianeazulene薁的母體可看作是環(huán)戊二烯負(fù)離子與環(huán)庚三烯正離子駢合而成,是典型的非苯芳烴類化合物,具有一定的芳香性。三、二萜類化合物
Diterpenoids二萜類化合物的定義:
可看成是由4分子異戊二烯聚合而成的衍生物,即組成上由20個(gè)C原子構(gòu)成。*此類化合物分子結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、結(jié)構(gòu)類型更多。
分布:在植物界分布廣泛,如植物醇、維生素A等。植物體內(nèi)分泌的乳汁、樹脂等的主要成分為二萜類衍生物。海洋生物、細(xì)菌中也有發(fā)現(xiàn)。
特點(diǎn):此類衍生物分子量較大,沸點(diǎn)較高,揮發(fā)性低,所以大多數(shù)不能隨水蒸汽蒸餾,在揮發(fā)油中很少存在。
紅豆杉生源途徑:均是通過GGPP不同位置重排或環(huán)合而成。生物活性:多種多樣。(一)鏈狀二萜
(二)環(huán)狀二萜活性:抗腫瘤毒性大丹參醌I(xiàn)IA增加冠脈流量,臨床上用于治療冠心病、心肌梗死冬凌草素(具有抗癌活性)
甜菊苷(甜度是蔗糖的300倍)
ABCMJR1OHOHOHHOHR2HOHOHOHHR3HHOHOHOH作用:治療心腦血管疾病紫杉醇Taxol紫杉醇的核磁共振氫譜與碳譜
四、二倍半萜Sesterterpenoids二倍半萜類化合物的定義:結(jié)構(gòu)中含有5個(gè)異戊二烯C骨架的萜類及其衍生物。
1965年發(fā)現(xiàn)第一個(gè)二倍半萜。這類化合物在生源上是由焦磷酸香葉基金合歡酯(geranylfarnesylpyrophosphate,GFPP)衍生而成,多為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多環(huán)性化合物。
分布:二倍半萜類化合物數(shù)量少,主要分布在洋齒植物、植物病原菌、地衣、昆蟲分泌物以及海洋生物如海綿等。馬拉巴栗
印度紅睡蓮
例從海綿動(dòng)物中分離得到的含呋喃環(huán)的鏈狀二倍半萜:五、三萜類化合物Triterterpenoids此類化合物由于有特殊的結(jié)構(gòu)及性質(zhì),將在下一章中單獨(dú)介紹。六、多萜類化合物Multiterterpenoids多萜:一般指分子結(jié)構(gòu)由6個(gè)及6個(gè)以上異戊二烯單元骨架聚合而成。例:胡蘿卜素,分子骨架由8個(gè)異戊二烯單位構(gòu)成β-胡蘿卜素例:一、物理性質(zhì)
PhysicalProperties*萜類化合物的理化性質(zhì)
(一)性狀
狀態(tài):
單萜、倍半萜在常溫下為液體或低熔點(diǎn)的固體。隨分子量和雙鍵、功能基的增加,揮發(fā)性降低,沸點(diǎn)、熔點(diǎn)相應(yīng)增高。
味覺:多有苦味,又稱苦味素。個(gè)別有甜味,如甜菊苷,甜度是蔗糖的200倍。嗅覺:低分子量的萜(單萜、倍半萜)多有刺激性的香氣或辛辣味。旋光和折光:大多數(shù)萜類具有不對稱C原子,具有光學(xué)活性。低分子量的萜類具有較高的折光率。苗抓草(二)溶解度萜類親脂性強(qiáng),難溶于水,易溶于苯、石油醚、氯仿、醇等親脂性有機(jī)溶劑。隨著萜類中含氧官能團(tuán)的增加或成苷后,水溶性增加。萜苷一般含糖的數(shù)量不多,苷可溶于熱水,易溶于甲、乙醇,不溶于親脂性的有機(jī)溶劑。具有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的萜類能溶于堿水,酸化后又析出,可用于此類結(jié)構(gòu)的分離。*在用溶劑法提取時(shí)注意:
萜類化合物因多含雙鍵或其它活潑基團(tuán),對高熱、光、酸、堿等較敏感,可能發(fā)生氧化、重排等反應(yīng),引起分子結(jié)構(gòu)的變化。
藍(lán)刺頭菊花二、化學(xué)性質(zhì)
ChemicalProperties(一)加成反應(yīng)
Diels-Alder反應(yīng):
共軛雙鍵與另一雙鍵發(fā)生的熱重排反應(yīng)。
常用與順丁烯二酸酐反應(yīng)生成結(jié)晶產(chǎn)物來判斷是否含有共軛雙鍵。例:*注意:某些萜類雙鍵并非處于共軛狀態(tài)也能發(fā)生此反應(yīng),此情況可能是因?yàn)樵谶@種情況下發(fā)生了雙鍵的移位從而產(chǎn)生共軛雙鍵的原因,此時(shí)應(yīng)用UV判斷一下是否有吸收峰,若無吸收則不含共軛雙鍵。與NaHSO3加成:可用來分離或提純羰基化合物
與2,4-二硝基苯肼的加成:與GirardReagents的加成反應(yīng):可利用此反應(yīng)分離或提純羰基化合物。例:(二)氧化反應(yīng)郝里斯(Harries)氧化法:瓊斯(Joes)氧化法:
克里奇(Crigee)氧化法:拜耶耳(Baeyer)氧化法:
利蘭(Riley)氧化法:
(三)脫氫反應(yīng)例:(四)分子重排反應(yīng)
主要是Wagner-Meerwein重排(碳正離子的碳骨架的重排)??烧J(rèn)為是反片吶重排。(注:-H2O與R的遷移同時(shí)進(jìn)行)例:例:例:立體反應(yīng)示意圖:一、概述
定義:揮發(fā)油(volatileoils)是存在于植物體內(nèi)、與水不相混溶、可用水蒸汽蒸餾、具有一定芳香氣味、在常溫下能揮發(fā)的油狀液體的總稱(多組分的油狀液體混合物)。又稱芳香油(balmyoils)或
精油(essentialoils)。第三節(jié)揮發(fā)油
Volatileoils
分布:揮發(fā)油廣泛分布在自然界,包括野生和栽培的植物,我國稱芳香植物,約有56科,136屬,300余種。如茴香、柴胡、當(dāng)歸、薄荷、藿香、橙皮、蒼術(shù)、白術(shù)、肉桂、細(xì)辛等。柴胡藿香存在:存在于植物的根、莖、葉、花、果實(shí)、果皮或全株植物的一些特殊組織,如腺毛、油室、油管、分泌細(xì)胞或樹脂道中。揮發(fā)油在植物中的含量一般在1%以下,少數(shù)達(dá)10%,如丁香中含丁香揮發(fā)油達(dá)14~21%。
大多數(shù)以游離形式(油滴液體)存在,少數(shù)以苷的形式存在
薄荷生物活性及應(yīng)用:
如止咳平喘、祛痰發(fā)汗、驅(qū)風(fēng)解表、消炎鎮(zhèn)痛、抗菌消炎等。在醫(yī)藥、香料、食品工業(yè)應(yīng)用廣泛。幾個(gè)香料工業(yè)上的概念:香脂:用脂肪吸收法制備的揮發(fā)油。頭香:用冷卻法或大孔吸附樹脂制備的鮮花的芳香成分,多為低沸點(diǎn)的組分。香膏(芳香浸膏):植物經(jīng)乙醇提取、濃縮后的產(chǎn)品。凈油:浸膏再經(jīng)乙醇提取、濃縮的濃縮物。二、揮發(fā)油化學(xué)組成
按化學(xué)結(jié)構(gòu)可將揮發(fā)油中的化合物主要分為三大類:
萜類、芳香族化合物、脂肪族化合物。
除此以外,少數(shù)揮發(fā)油還含有一些含N或S的化學(xué)成分。
*揮發(fā)油的成分以萜及其衍生物為多見,即主要成分為萜類化合物。1、萜類化合物
主要是單萜、倍半萜及其含氧衍生物,后者(含氧衍生物)是揮發(fā)油中起到多種生物活性和芳香氣味的主要組成成分。如:薄荷油中薄荷醇的含量約為8%;樟腦油中樟腦的含量約為50%;桉葉中桉油精的含量約為70%。2、芳香族化合物多為苯丙素的衍生物,其化學(xué)結(jié)構(gòu)中具C6~C3基本骨架。如:桂皮油中含桂皮醛,丁香油中含丁香酚,八角茴香油和茴香油中含茴香醚,細(xì)辛揮發(fā)油中含的細(xì)辛醚等。還可能有某些萜源類衍生物,如:莽草酸等。還可能有C6~C2骨架的化合物,如:苯乙烯等。例:3、脂肪族化合物揮發(fā)油中小分子的脂肪族化合物也較常見。如:正庚烷、辛烷、甲乙酮、甲戊酮、乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸已酯等。4、其它類化合物揮發(fā)油中還常含有較低分子量、具有一定揮發(fā)性、油性的其它類型的有機(jī)化合物,一般不認(rèn)為其是揮發(fā)油成分,但常與某些揮發(fā)油共存。如:苯甲醛、煙堿、大蒜辣素等。含S、N類揮發(fā)性成分只在少數(shù)植物中存在,且常以苷的形式存在,經(jīng)酶水解后才生成。
(一)一般性質(zhì)顏色:
常溫下多為無色或淡黃色油狀液體,少數(shù)因含有奧類成分或溶解有色素而有顏色。如:洋甘菊油為蘭色,艾葉油為綠色,麝香草油為紅色,佛手油為綠色。三、揮發(fā)油的通性麝香草氣味:多有特殊而濃烈的香氣或辛辣味。少數(shù)在特殊的臭味或腥味,可作為其品質(zhì)優(yōu)劣的標(biāo)志。如:大蒜辣素含S臭味。形態(tài):常溫下為液體。某些揮發(fā)油低溫下,含量最高的主成分可以結(jié)晶固體析出,俗稱“腦”,如:薄荷油中的“薄荷腦”(薄荷醇)、樟腦油中的“樟腦”等。除“腦”后的油稱為“脫腦油”,如:薄荷油的脫腦油稱為“薄荷素油”,但仍含有約50%的薄荷醇。揮發(fā)性:
常溫下易揮發(fā),如滴在紙片上可自行揮發(fā)且不留下永久性痕跡。*利用此特點(diǎn)可與脂肪油相區(qū)別。
溶解性:
難溶于水,易溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚、二硫化碳、油脂、高濃度乙醇等,在低濃度乙醇中溶解部分量。物理常數(shù):
沸點(diǎn):70~300℃。
比重:0.85~1.07。光學(xué)活性:比旋光度多在+97~-117o。強(qiáng)折光率:1.34~1.61。(二)揮發(fā)油的鑒定及鑒別反應(yīng)
1、物理常數(shù)的測定如:密度、旋光、折光、沸點(diǎn)(程)、熔點(diǎn)(程)等。阿貝折光儀數(shù)字旋光儀2、化學(xué)常數(shù)的測定酸值:代表揮發(fā)油中游離羧酸和酚類成分的含量指標(biāo)。酯值:酯類含量的指標(biāo)。水解1克揮發(fā)油中所含酯類所需要消耗的KOH的毫克數(shù)。皂化值:酸值+酯值。(總量指標(biāo))碘值:100克樣品中吸收碘的克數(shù)。3、鑒別反應(yīng)①酸堿性:
測定揮發(fā)油的pH值。呈酸性:表示含有游離的酸或酚性成分。呈堿性:表示含有堿性成分,如易揮發(fā)的生物堿。②酚類成分:③羰基化合物:④不飽和化合物和薁類:
⑤內(nèi)酯類化合物:Legal反應(yīng):α,β-不飽和內(nèi)酯類成分+亞硝酰鐵氰化鈉→紅色→逐漸褪去
Na2Fe(NO)CN5(一)蒸餾法共水蒸餾法:水蒸汽蒸餾法:
四、揮發(fā)油的提取(二)溶劑浸取法
1、油脂吸收法
采用“豚脂/牛脂(3:2)”吸附,得香脂,再用無水乙醇提取,減壓蒸掉乙醇即得。
活性炭或大孔吸附樹脂吸附也可得。
2、溶劑提取法
用低沸點(diǎn)的親脂性的有機(jī)溶劑浸提(冷浸或熱浸)。
有機(jī)溶劑:戊烷、石油醚(60~90℃)、CS2、CCl4、苯等。
3、超臨界流體萃取法
低溫液態(tài)CO2、SO2、乙烷、乙烯等溶劑提取。
效率高、雜質(zhì)少,但成本高、特殊設(shè)備、費(fèi)用大。(三)冷壓法適用新鮮原料,如:桔皮、橙皮、檸檬皮等,機(jī)械壓榨,將揮發(fā)油從植物組織中擠壓出來,再進(jìn)行水蒸汽蒸餾法提純。(一)冷凍法五、揮發(fā)油的分離(二)分/精餾法低沸程餾分:35~70℃/0.33KPa單萜烯類中沸程餾分:70~100℃/0.33KPa單萜含氧化合物,包括醛、酮、酚、酯等
高沸程餾分:100~140℃/0.33KPa倍半萜烯及其含氧衍生物、薁類等沸點(diǎn)高低的判斷:含氧衍生物極性大,沸點(diǎn)高,一般沸點(diǎn)順序:含COOH>OH>CHO>C=O>R-O-R`>烴同一類萜,雙鍵多,沸點(diǎn)高,如:三烯>二烯>單烯
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