萜類和揮發(fā)油課件

藥物檢驗教研室天然藥物化學(xué)〔TheMedicinalChemistryofNaturalProducts〕第七章萜類和揮發(fā)油第一節(jié)

概

述

一、萜類的定義和分類

由異戊二烯(C5H8)n首尾相連的聚合體及其含氧衍生物均稱為萜類化合物。其中單帖和倍半萜是組成揮發(fā)油的主要成分之一。1．萜類的定義2．萜的分類

根據(jù)其構(gòu)成分子碳架的異戊二烯數(shù)目和碳環(huán)數(shù)目進行分類。將含有一個異戊二烯單位的萜類稱為半萜；含有2個異戊二烯單位的稱為單萜；含有3個異戊二烯單位的稱為倍半萜；含有4個異戊二烯單位的稱為二萜；含有5個異戊二烯單位的稱為二倍半萜…·

紫杉醇萜類化合物的分類及分布分

類碳原子數(shù)通式(C5H8)n存

在半

萜5n=1植物葉單

萜10n=2揮發(fā)油倍

半

萜15n=3揮發(fā)油二

萜20n=4樹脂、苦味質(zhì)、植物醇

二倍半萜25n=5海綿、植物病菌，昆蟲代謝物三

萜30n=6皂苷、樹脂、植物

乳汁四

萜40n=8植物胡蘿卜素多

聚

萜～7.5x103至

~3x105(C5H8)n橡膠、硬橡膠

3．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(fù)雜，性質(zhì)各異，因而其生理活性也是多種多樣的，例如：(1)抗生育活性；芫花酯甲(yuanhuacin)、芫花酯乙(yuanhuadin)均為引產(chǎn)藥。(2)抗白血病、抗腫瘤活性：雷公藤內(nèi)酯(triptolide)、雷公藤羥內(nèi)酯(tripdiolide)、鴉膽丁(bruceantin)等。(3)驅(qū)蛔蟲和殺蟲活性：如驅(qū)蛔素(ascaridole)，川楝素(chuanliansu，toosendanin)、土木香內(nèi)酯(costunolide)等。(8)瀉下作用：如梔子甙(9)促進肝細胞再生活性：如齊墩果酸(oleanolic酸)。(10)防治肝硬變、肝炎的活性：如葫蘆素B、E(cucurbitacinB、E)。(11)抗阿米巴原蟲活性：如鴉膽子甙(yatanoside、brucealin)、鴉膽子苦素A、B、C、D、E、F、G(bruceineA、B、C、D、E、F、G)及鴉膽子苦內(nèi)酯(bruceolide)等。(12)降血壓活性：鬧羊花毒素III(rhodojuponinIII)對重癥高血壓有緊急降壓作用并對室上性心動過速有減慢心率作用。

(13)降血脂、降血清總膽固醇活性：如澤瀉萜醇A(alisolA)。(14)抗菌消炎活性：如雪膽甲素(cucubitacinIIa)、雪膽乙素(cucubitacin，IIb)。(15)降低轉(zhuǎn)氨酶活性：如山芝麻酸甲酯(methyhelicterata)。(16)毒魚活性：如二萜醛(sacculatal)。(17)昆蟲拒食活性:plagiochlineA對非洲蝗蟲有很強的拒食活性。(18)可作甜味素：甜菜素(滕氏甜昧內(nèi)酯，phylloduicin)具有蔗糖600～800倍甜度，羅漢果甜素V(mogrosideV)的0．02％水溶液比蔗糖甜約250倍，可作調(diào)味劑。(19)昆蟲保幼激素；如天蠶蛾保幼激素(C18-cecropia)、juvabione。(20)昆蟲性引誘劑及昆蟲驅(qū)避物質(zhì)；sirein是很強的性引誘劑，倍半萜丙二烯酮，對螞蟻及其他昆蟲有驅(qū)避作用。其他如揮發(fā)油中的單萜和倍半萜成分，不少具有祛痰、止咳、平喘、驅(qū)風(fēng)、健胃、解熱及鎮(zhèn)痛等活性。有些是香料、化裝品工業(yè)的重要原料。萜類化合物的分布萜類化合物在植物界分布很廣泛，據(jù)不完全統(tǒng)計萜類化合物超過了22000多種。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，與生物堿相排斥。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、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。某些菌類和苔蘚類植物可合成一些萜類，如斜臥青霉菌(青霉屬decumbens)合成橙花叔醇。近年來從海洋生物中發(fā)現(xiàn)了大量的萜類化合物。第二節(jié)

萜類的結(jié)構(gòu)類型一、單萜(一)

分類

單萜類化合物一般是按其結(jié)構(gòu)中的碳環(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)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),也有五元環(huán)、四元環(huán)、三元環(huán)和七元環(huán)。單萜的根本骨架香葉醇(香葉醇)“又稱牻牛兒醇〞，是香葉油、玫瑰油、檸檬草油和香茅油等的主要成分，具有似玫瑰的香氣，沸點229~230oC。(一)鏈狀單萜橙花醇(nerol)存在于橙花油、檸檬草油和其它多種植物的揮發(fā)油中，具有玫瑰香氣,沸點255~260oC。香茅醇(香茅醇)存在于香茅油、玫瑰油等多種植物的揮發(fā)油中，以左旋體的經(jīng)濟價值較高。上述三種萜醇都是玫瑰香系香料。芳樟醇是香葉醇、橙花醇的同分異構(gòu)體，左旋體在香檸檬油中含有，右旋體那么存在于桔油及素馨花Jasminumgrandiflorum的揮發(fā)油中。檸檬醛：反式為α-檸檬醛〔香葉醛，geranial〕，順式為β-檸檬醛〔橙花醛〕，通常是混合物，以反式檸檬醛為主。檸檬醛在檸檬草油和香茅油的含量較高。檸檬醛具有檸檬香氣，廣泛應(yīng)用于香料和食品工業(yè)。香茅醛是香茅醇的氧化產(chǎn)物，大量存在于香茅油、桉葉油、檸檬油中，也是重要的檸檬香氣香料。(二)環(huán)狀單萜

環(huán)狀單萜是由焦磷酸香葉酯(GPP)的雙鍵異構(gòu)化生成焦磷酸橙花酯(nerylpyrophos-phate,NPP),NPP再經(jīng)雙鍵轉(zhuǎn)位脫去焦磷酸基，生成具薄荷烷(menthane)骨架的陽碳離子后，進一步而成薄荷烷衍生物。薄荷烷陽碳離子進一步環(huán)化成其它骨架。薄荷中含有薄荷醇。薄荷醇是薄荷Menthaarvensisvar.piperasceus和歐薄荷Menthapiperita等揮發(fā)油中的主要組成成分。其左旋體(l-menthol)習(xí)稱“薄荷腦〞，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，亦有防腐和殺菌作用。

紫羅蘭酮(ionone)存在于千屈菜科指甲花揮發(fā)油中。α-紫羅藍酮具有馥郁的香氣，用于配制高級香料，β-紫羅藍酮可作為合成維生素A的原料。龍腦俗稱“冰片〞，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。其右旋體主要得自白龍腦香樹的揮發(fā)油，左旋體存在于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、抗缺氧功能，它和蘇合香脂配合制成蘇冰滴丸代替冠心蘇合丸治療冠心病，心絞痛。

樟腦(camphor)習(xí)稱辣薄荷酮，為白色結(jié)晶性固體，易升華，具有特殊鉆透性的芳香氣味。樟腦有局部刺激作用和防腐作用，可用于神經(jīng)痛、炎癥和跌打損傷的擦劑。

樟腦可作為強心劑，其強心作用是由于其在體內(nèi)氧化成π-氧化樟腦(π-oxocamphor)和對氧化樟腦(p-oxocamphor)所致。

芍藥苷(paeoniflorin)是從芍藥paeoniaalbiflora根中得到的蒎烷單萜苦味苷，對小鼠顯示有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、抗炎及防治老年性癡呆的生物活性。(三)卓酚酮類

(troponoides)卓酚酮類化合物是一類變形的單萜，它們的碳架不符合異戊二烯定那么。

β-崖柏素，也稱扁柏素(kinokitol)，存在于臺灣扁柏Chamaecyparistaiwanensis及羅漢柏心材中。

卓酚酮類化合物多具有抗菌活性，但同時多有毒性。環(huán)烯醚萜及其苷類廣泛分布于唇形科、茜草科、龍膽科等植物。目前已從植物中別離并鑒定結(jié)構(gòu)的環(huán)烯醚萜類化合物超過800多種，其中大多數(shù)為苷類成分，非苷環(huán)烯醚萜僅占60余種，裂環(huán)環(huán)烯醚萜類30余種。〔四〕環(huán)烯醚萜(iridoids)雞屎藤苷(paederoside)是雞屎藤的主成分，其C4位羧基與C6位羥基形成γ-內(nèi)酯；C10位的甲硫酸酯在雞屎藤組織損傷時，由于酶解的作用產(chǎn)生甲硫醇而產(chǎn)生雞屎樣的惡嗅。

梓醇

(catalpol)又稱梓醇苷，是地黃中降血糖作用的主要有效成分，并有很好的利尿和遲發(fā)性的緩下功能。

梓苷

(catalposide)存在于梓實中，藥理作用與梓醇相似。

梓實桃葉珊瑚苷(aucubin)是車前草清濕熱、利小便的有效成分，其苷元及其多聚體有抗菌作用。

龍膽苦苷(gentiopicroside,gentiopicrin)是龍膽科植物龍膽、當(dāng)藥、獐牙菜等植物中的苦味成分。當(dāng)藥苷(獐牙菜苷，sweroside)、當(dāng)藥苦苷(獐牙菜苦苷，swertamarin)均為當(dāng)藥和獐牙菜中的苦味成分。獐牙菜當(dāng)藥苦酯苷(龍膽苦酯，amarogentin)、羥基當(dāng)藥苦酯苷(amarowerin)在當(dāng)藥中含量較少，但其苦味比當(dāng)藥苦苷強100倍以上。橄欖苦苷(oleuroprin)和10-羥基女貞苷(10-hydroxyligustroside)只存在木樨科植物中，具有△8,9雙鍵,C7被氧化成羧基后而結(jié)合成酯。

女貞子紫丁香二、倍半萜(一)概述倍半萜類(sesquiterpenoids)是由3個異戊二烯單位構(gòu)成、含15個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，多以揮發(fā)油的形式存在，是揮發(fā)油高沸程局部的主要組成分。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、軟體動物中發(fā)現(xiàn)越來越多的倍半萜，在昆蟲器管和分泌物中也有發(fā)現(xiàn)。倍半萜無論是化合物的數(shù)目，還是結(jié)構(gòu)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200余種，化合物有數(shù)千種之多，近年來在海洋生物中就發(fā)現(xiàn)有300種之多。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、化裝品工業(yè)的重要原料。

(二)無環(huán)倍半萜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α、β兩種構(gòu)型，其中β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。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。

(三)環(huán)狀倍半萜鷹爪甲素(yingzhaosu)是從民間治療瘧疾草藥鷹爪根中別離出。對鼠瘧原蟲的生長有強的抑制作用。

棉酚(gossypol)為杜松烷型雙分子衍生物，主要存在于棉籽中，為有毒的黃色液體，具有殺精子的作用，但副作用大而未應(yīng)用于臨床。棉酚不含手性碳原子，但由于兩個苯環(huán)折疊障礙而具有光學(xué)活性。棉酚在棉籽中為消旋體，有多種不同熔點的晶體。山道年草(四)薁類衍生物

凡由五元環(huán)與七元環(huán)駢合而成的芳環(huán)骨架都稱為薁類(azulenoids)化合物。這類化合物多具有抑菌、抗腫瘤、殺蟲等生物活性。

薁類化合物溶于石油醚、乙醚、乙

醇、甲醇等有機溶劑，不溶于水，溶于強酸。

可用60~65%硫酸或磷酸提取薁類成分，酸提取液加水稀釋后，薁類成分即沉淀析出。薁類化合物的沸點較高，一般在250℃~300℃,在揮發(fā)油分餾時，高沸點餾分可見到美麗的藍色、紫色或綠色的現(xiàn)象時，表示可能有薁類化合物的存在。

愈創(chuàng)木醇(guaiol)存在于愈創(chuàng)木木材的揮發(fā)油中，屬于薁類的復(fù)原產(chǎn)物。該化合物在蒸餾、酸處理時，可氧化脫氫而形成薁類。三、二萜

二萜類(diterpenoids)是由4個異戊二烯單位構(gòu)成、含20個碳原子的化合物類群。它們是由焦磷酸香葉基香葉酯

(geranylgeranylpyrophosphate,GGPP)衍生而成。分布：植物界〔廣泛〕，菌類代謝產(chǎn)物，海洋生物。存在：植物乳汁、樹脂中。化合物舉例：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?！惨弧炒嬖谂c分布(二)鏈狀二萜

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素的植物醇

(phytol)，與葉綠素分子中的卟啉

(卟啉)結(jié)合成酯的形式存在于植物中，曾作為合成維生素E、K1的原料。(三)環(huán)狀二萜

維生素A(維生素A)是一種重要的脂溶性維生素，主要存在于動物肝臟中，特別是魚肝中含量較豐富。

穿心蓮內(nèi)酯(andrographolide)：存在于穿心蓮

(欖核蓮，一見喜)中，具有抗炎作用，用于治療急性菌痢、胃腸炎、咽喉炎、感冒發(fā)熱等。銀杏內(nèi)酯(ginkgolides)是銀杏Ginkgobiloba根皮及葉的強苦味成分，可作為拮抗血小板活化因子，是血小板活化因子〔PAF〕的特效拮抗劑，而血小板活化因子是引起哮喘等許多疾病的重要因素。銀杏內(nèi)酯的抗腫瘤作用銀杏內(nèi)酯A、B、C或單獨用銀杏內(nèi)酯B可以應(yīng)用于轉(zhuǎn)移癌的治療。它能提高抗癌化療劑的效果，減少不良反響，使得耐細胞毒藥物的癌細胞對化療劑更為敏感有效。土荊酸甲、乙、丙、丙2(pseudolaric酸A、B、C、C2)是由金錢松樹皮中別離出的抗真菌成分。其中土荊酸乙為主成分，具有抗生育活性。R1R2土荊酸甲

CH3COCH3土荊酸乙

COOCH3COCH3土荊酸丙

COOCH3H土荊酸丙2COOHCOCH3

雷公藤甲素對乳腺癌和胃癌細胞系集落形成有抑制作用，16-羥基雷公藤內(nèi)酯醇具有較強的抗炎免疫抑制和雄性抗生育作用。R1R2R3

雷公藤甲素(triptolide)HHCH3

雷公藤乙素

(tripdiolide)OHHCH3

雷公藤內(nèi)酯(triptolidenol)HOHCH316-羥基雷公藤內(nèi)酯醇

HHCH2OH(16-hydroxytriptolide)紫杉醇(taxol)又稱紅豆杉醇，最早從太平洋紅豆杉Taxusbrevifolia的樹皮中別離得到，1992年底美國FDA批準(zhǔn)上市，臨床用于治療卵巢癌、乳腺癌和肺癌療效較好。紅豆杉紫杉醇

巴卡亭

ⅢR=Ac去乙?；涂ㄍ?/p>

ⅢR=H

甜菊SteviarebaudianumBertoni葉中含有以對映-貝殼杉烷(ent-kaurane)骨架為母核、由不同糖組成的甜味苷。總甜菊苷含量約6%，其甜度約為蔗糖的300倍，其中又以甜菊苷A甜味最強，但含量較少。甜菊苷(stevioside)因其高甜度、低熱量、無毒性等優(yōu)良特性。甜菊甜菊苷甜菊苷A甜菊苷D甜菊苷E冬凌草甲素〔Rubescensin)冬凌草藥理作用：

冬凌草甲素具有抗菌、抗癌及殺蟲作用。臨床試驗證明其對食管癌、賁門癌、肝癌和乳腺癌有一定療效。

1．

抗癌：對S-180、肝癌及網(wǎng)組織細胞肉瘤等均有對抗作用。

2．

抗菌：對19種細菌有中等程度的抑制作用。對革蘭氏陽性菌效果較好。

3．

殺蟲：對鱗翅目幼蟲有抑制其生長的作用。

四、二倍半萜

二倍半萜類化合物(sesterterpenoids)是由5個異戊二烯單位構(gòu)成、含25個碳原子的化合物類群。1965年發(fā)現(xiàn)第一個二倍半萜。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。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6種類型約30余種化合物，分布在羊齒植物，植物病源菌，海洋生物海綿、地衣及昆蟲分泌物中。蛇孢假殼素A(ophiobolinA)是從寄生于稻植物病原菌芝麻枯病菌中別離出的第一個二倍半萜成分，具有C5-C8-C5駢環(huán)的根本骨架，該物質(zhì)示有阻止白蘚菌、毛滴蟲菌等生長發(fā)育的作用。

呋喃海綿素-3(furanospongin-3)是從海綿動物中得到的含呋喃環(huán)的鏈狀二倍半萜。網(wǎng)肺酸(retigeranic酸)是從網(wǎng)肺衣Lobariaretigera及其地衣的近緣種中得到的具有五環(huán)骨架的二倍半萜；在昆蟲分泌物中別離到多種大環(huán)二倍半萜。第三節(jié)

萜類化合物的理化性質(zhì)

(一)性狀

1.形態(tài)：單萜和倍半萜類多為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。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，化合物的揮發(fā)性降低，熔點和沸點相應(yīng)增高。二萜和二倍半萜多為結(jié)晶性固體。

一、萜類化合物的物理性質(zhì)2.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。但有的萜類化合物具有強的甜味，如具有對映-貝殼杉烷骨架(ent-kaurane)的二萜多糖苷--甜菊苷的甜味是蔗糖的300倍。

3.旋光和折光性：大多數(shù)萜類具有不對稱碳原子，具有光學(xué)活性，且多有異構(gòu)體存在。低分子萜類具有較高的折光率。(二)溶解度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。隨著含氧功能團的增加或具有苷的萜類，那么水溶性增加。具有內(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，此性質(zhì)用于具內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的萜類的別離與純化。萜類化合物對高熱、光和酸堿較為敏感,或氧化,或重排,引起結(jié)構(gòu)的改變。在提取別離或氧化鋁柱層析別離時，應(yīng)慎重考慮。二、萜類化合物的化學(xué)性質(zhì)

(一)加成反響含有雙鍵和醛、酮等羰基的萜類化合物，可與某些試劑發(fā)生加成反響，其產(chǎn)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和的程度，還可借助加成產(chǎn)物完好的晶型，用于萜類的別離與純化。1.雙鍵加成反響(1)與鹵化氫加成反響：檸檬烯與氯化氫在冰醋酸中進行加成反響，反響完畢參加冰水即析出檸檬烯二氫氯化物的結(jié)晶固體。(2)與溴加成反響：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，濾取析出的結(jié)晶性加成物。(4)

Diels-Alder加成反響：帶有共軛雙鍵的萜類化合物能與順丁烯二酸酐產(chǎn)生Diels-Alder加成反響，生成結(jié)晶形加成產(chǎn)物，可借以證明共軛雙鍵的存在。2.羰基加成反響(1)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)生加成反響，生成結(jié)晶形加成物，加酸或加堿又可使其分解。此性質(zhì)可用于別離。含雙鍵和羰基的萜類化合物假設(shè)反響時間過長或溫度過高，可使雙鍵發(fā)生加成，并形成不可逆的雙鍵加成物。(2)與硝基苯肼加成：含羰基的萜類化合物可與對硝基苯肼或2,4-二硝基苯肼在磷酸中發(fā)生加成反響，生成對硝基苯肼或2,4-二硝基苯肼的加成物。(3)與吉拉德試劑加成：

吉拉德(Girard)試劑是一類帶有季銨基團的酰肼，常用的GirardT和GirardP,它們的結(jié)構(gòu)式為：

吉拉德試劑T吉拉德試劑P將吉拉德試劑的乙醇溶液參加含羰基的萜類化合物中，再參加10%醋酸促進反響，加熱回流。反響完畢后加水稀釋，分取水層，加酸酸化，再用乙醚萃取，蒸去乙醚后復(fù)得原羰基化合物。(二)氧化反響

不同的氧化劑在不同的條件下，可以將萜類成分中各種基團氧化，生成各種不同的氧化產(chǎn)物。常用的氧化劑有臭氧、鉻酐(三氧化鉻)、四醋酸鉛、高錳酸鉀和二氧化硒等,其中以臭氧的應(yīng)用最為廣泛。

臭氧氧化萜類化合物中的烯烴反響，可用來測定分子中雙鍵的位置。鉻酐幾乎與所有可氧化的基團作用。用強堿型離子交換樹脂與三氧化鉻制得具有鉻酸基的樹脂，它與仲醇在適當(dāng)溶劑中回流，那么生成酮，產(chǎn)率高達73-98%，副產(chǎn)物少，產(chǎn)物極易別離、純化。例如薄荷醇氧化成薄荷酮的反響如下：

高錳酸鉀是常用的中強氧化劑，可使環(huán)斷裂而氧化成羧酸。

二氧化硒是具有特殊性能的氧化劑，它較專一地氧化羰基的α-甲基或亞甲基，以及碳碳雙鍵旁的α-亞甲基。

(三)脫氫反響環(huán)萜的碳架經(jīng)脫氫轉(zhuǎn)變?yōu)榉枷銦N類衍生物。脫氫反響通常在惰性氣體的保護下，用鉑黑或鈀做催化劑，將萜類成分與硫或硒共熱(200~300oC)而實現(xiàn)脫氫。有時可能導(dǎo)致環(huán)的裂解或環(huán)合。

(四)分子重排反響在萜類化合物中，特別是雙環(huán)萜在發(fā)生加成、消除或親核性取代反響時，常常發(fā)生碳架的改變，產(chǎn)生Wagner-Meerwein重排。目前工業(yè)上由α-蒎烯合成樟腦的過程，就是應(yīng)用Wagner-Meerwein重排，再氧化制得。第四節(jié)萜類化合物的提取別離一、萜類的提取環(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。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，二萜類易聚合而樹脂化，引起結(jié)構(gòu)的變化，所以宜選用新鮮藥材或迅速晾干的藥材，并盡可能防止酸、堿的處理。含苷類成分時，那么要防止接觸酸，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事先破壞酶的活性。(一)溶劑提取法1.苷類化合物的提?。?/p>

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雜質(zhì)，水液再用正丁醇萃取，減壓回收正丁醇后即得粗總苷。2.非苷類化合物的提?。河眉状蓟蛞掖紴槿軇┻M行提取，減壓回收醇液至無醇味，殘留液再用乙酸乙酯萃取，回收溶劑得總萜類提取物；或用不同極性的有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，再行別離。(二)堿提取酸沉淀法

利用內(nèi)酯化合物在熱堿液中，開環(huán)成鹽而溶于水中，酸化后又閉環(huán),析出原內(nèi)酯化合物的特性來提取倍半萜類內(nèi)酯化合物。但是當(dāng)用酸、堿處理時，可能引起構(gòu)型的改變,應(yīng)加以注意。

(三)吸附法

1.活性碳吸附法：苷類的水提取液用活性碳吸附，經(jīng)水洗除去水溶性雜質(zhì)后，再選用適當(dāng)?shù)挠袡C溶劑如稀醇，醇依次洗脫，回收溶劑，可能得到純品，如桃葉珊瑚苷的別離。2.大孔樹脂吸附法：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，也可得純的甙類化合物。如甜葉菊苷的提取與別離：二、萜類的別離(一)結(jié)晶法別離(二)柱層析別離常用的吸附劑有硅膠、氧化鋁〔中性氧化鋁〕。亦可采用硝酸銀柱層析進行別離。(三)利用結(jié)構(gòu)中特殊功能團進行別離如倍半萜內(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)酯類化合別離；萜類生物堿也可用酸堿法別離。不飽和雙鍵、羰基等可用加成的方法制備衍生物加以別離。提取別離實例：鄂北貝母Fritillariaebeiensis系貝母屬植物新種，原野生于隨州市大洪山一帶，民間已作藥用，現(xiàn)已栽培成功。除從其鱗莖的總生物堿中別離、鑒定了到六種異甾體生物堿外，后來應(yīng)用硅膠柱層析別離方法，以石油醚-乙酸乙酯系統(tǒng)洗脫，從非生物堿部位成功地別離到18個對映-貝殼杉烷型(ent-kaurane)二萜及其二聚體。第六節(jié)

揮發(fā)油

一、概述

揮發(fā)油(volatileoils)又稱精油(essentialoils)，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)，可隨水蒸氣蒸餾。

(一)分布和存在：

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，如冬綠苷。冬綠苷水解后產(chǎn)生葡萄糖、木糖及水楊酸甲酯，后者為冬綠油的主要成分。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，有的那么在花、果、葉、根或根莖局部的某－器官中含量較多，隨植物品種不同而差異較大。有的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，如樟科桂屬植物的樹皮揮發(fā)油多含桂皮醛，葉中那么主要含丁香酚，而根和木部含樟腦多。有的植物由于采集時間不同，同一藥用局部所含的揮發(fā)油成分也不完全一樣，如胡荽子當(dāng)果實未熟時，其揮發(fā)油主含桂皮醛和異桂皮醛，成熟時那么主含芳樟醇、楊梅葉烯。(二)生物活性與應(yīng)用

揮發(fā)油多具有祛痰、止咳、平喘、驅(qū)風(fēng)、健胃、解熱、鎮(zhèn)痛、抗菌消炎作用。例如香檸檬油對淋球菌、葡萄球菌、大腸桿菌和白喉菌有抑制作用；柴胡揮發(fā)油制備的注射液，有較好的退熱效果；丁香油有局部麻醉、止痛作用；土荊芥油有驅(qū)蟲作用；薄荷油有清涼、驅(qū)風(fēng)、消炎、局麻作用；茉莉花油具有興奮作用，等等。臨床上早已應(yīng)用的有樟腦、冰片、薄荷腦、丁香酚、百里香草酚等。(三)組成和分類1．萜類化合物

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。2．芳香族化合物

在揮發(fā)油中，芳香族化合物僅次于萜類，存在也相當(dāng)廣泛。揮發(fā)油中的芳香族化合物，有的是萜源衍生物，如百里香草酚(thymol)、孜然芹烯(p-cymene)、α-姜黃烯(α-curcumene)等。有一些是苯丙烷類衍生物，其結(jié)構(gòu)多具有C6-C3骨架、多有一個丙烷基的苯酚化合物或其酯類。例如桂皮醛(cinnamaldehyde)存在于桂皮油中，茴香醚(anethole)為八角茴香油及茴香油中的主成分，丁香酚(eugenol)為丁香油中的主成分，α-細辛醚及β-細辛醚(α-asarone，β-asarone)為菖蒲及石菖蒲揮發(fā)油中的主成分。⒊

脂肪族化合物一些小分子脂肪族化合物在揮發(fā)油中常有存在。例如甲基正壬酮(methylnonylketone)在魚腥草、黃柏果實及蕓香揮發(fā)油中存在，正庚烷(n-keptane)存在于松節(jié)油中，正癸烷(n-decane)存在于桂花的頭香成分中。

在一些揮發(fā)油中還常含有小分子醇、醛及酸類化合物。如正壬醇(n-nonylalcohol)存在于陳皮揮發(fā)油中，異戊醛(isovaleraldehyde)存在于桔子、檸檬、薄荷、桉葉、香茅等揮發(fā)油中，癸酰乙醛(decanoylacetaldehyde)，異戊酸(isovalericacid)存在于啤酒花、纈草、桉葉、香茅、迷迭香等揮發(fā)油中。

⒋其它類化合物除上述三類化合物外，還有一些揮發(fā)油樣物質(zhì)，如芥子油(mustardoil)、揮發(fā)杏仁油(volatilebitteralmondoil)、原白頭翁素(protoanemonin)、大蒜油(garlicoil)等，也能隨水蒸氣蒸餾，故也稱之為“揮發(fā)油〞。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)，大蒜油那么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(allicin)等。

此外，如川芎、麻黃等揮發(fā)油中的川芎嗪(tetramethylpyrazine)以及菸堿(nicotine)、毒藜堿(anabasine)等生物堿，也是可以隨水蒸氣蒸餾的液體。但這些化合物往往不作揮發(fā)油類成分對待。

二、揮發(fā)油的性質(zhì)(一)性狀1．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，苦艾油顯藍綠色，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，有的在冷卻時其主要成分可能結(jié)晶析出。這種析出物習(xí)稱為“腦〞，如薄荷腦、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，這是揮發(fā)油與脂肪油的本質(zhì)區(qū)別。(二)溶解度

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、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。(三)物理常數(shù)揮發(fā)油的沸點一般在70~300oC之間，具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

(如丁香油、桂皮油)，比重在0.85~1.065之間；揮發(fā)油幾乎均有光學(xué)活性，比旋度在+97o~177o范圍內(nèi)；且具有強的折光性，折光率在1.43~1.61之間。

(四)穩(wěn)定性

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，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、密塞并在陰涼處低溫保存。

三、揮發(fā)油的提取(一)水蒸氣餾法揮發(fā)油與水不相混合，當(dāng)受熱后，二者蒸氣壓的總和與大氣壓相等時，溶液即開始沸騰，繼續(xù)加熱那么揮發(fā)油可隨水蒸氣蒸餾出來。因此，天然藥物中揮發(fā)油成分可采用水蒸氣蒸餾法來提取。此方法具有設(shè)備簡單，操作容易，本錢低、產(chǎn)量大、揮發(fā)油的回收率較高等優(yōu)點。但原料易受強熱而焦化，或使成分發(fā)生變化，所得揮發(fā)油的芳香氣味也可能變味，往往降低作為香料的價值。(二)浸取法對不宜用水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油原料，可以直接利用有機溶劑進行浸取。常用的方法有：

1.油脂吸收法

2.溶劑萃取法

3.超臨界流體萃取法(三)冷壓法此法所得揮發(fā)油可保持原有的新鮮香味，但可能溶出原料中的不揮發(fā)性物質(zhì)。例如檸檬油常溶出原料中的葉綠素，而使檸檬油呈綠色。四、揮發(fā)油成分的別離(一)冷凍處理將揮發(fā)油置于0℃以下使析出結(jié)晶，如無結(jié)晶析出可將溫度降至-20℃，繼續(xù)放置。取出結(jié)晶再經(jīng)重結(jié)晶可得純品。例如薄荷油冷至-10℃，12小時析出第一批粗腦，油再在-20℃冷凍24小時可析出第二批粗腦，粗腦加熱熔融，在0℃冷凍即可得較純薄荷腦。

(二)分餾法通常在減壓下進行。35~70℃/10mmHg被蒸餾出來的為單萜烯類化合物，70~100℃/10mmHg被蒸餾出來的是單萜的含氧化合物，更高的溫度被蒸餾出來的是倍半萜烯及其含氧化合物。(三)化學(xué)方法1．利用酸、堿性不同進行離(1)堿性