中药化学第7章-萜类.ppt

terpenoids 萜类化合物 普通高等教育 十五 国家级规划教材 中药化学 第七章 本章内容 一 萜类化合物的含义二 结构分类三 理化性质四 提取分离五 波谱法在结构鉴定中的应用 一 萜类化合物的含义 1970年统计已确定结构者约4000种1982年统计超过一万种 萜类化合物是天然物质中最多的一类化合物 如 挥发油 树脂 橡胶以及胡萝卜素等萜类成分中 有些具有生理活性 如 龙脑 山道年和川栋素 驱蛔 穿心莲内酯 抗菌 人参皂苷以及甘草酸等 一 萜类化合物的含义 什么样的结构属萜类化合物呢 一 萜类化合物的含义 一 萜类化合物的含义 一 萜类化合物的含义 一 萜类化合物的含义 一 萜类化合物的含义 一 萜类化合物的含义 上述这些化合物 进行氧化加热后都产生异戊二烯 即 C5H8 定义 凡由异戊二烯聚合衍生的化合物 其分子式符合 C5H8 n通式的 一 萜类化合物的含义 1 实验异戊二烯规则 empiricalisoprenerule 凡是以异戊二烯或异戊烷为基本单位 以头尾相接的方式而结合的化合物 通式为 C5H8 n 结构中异戊二烯的结合方式有头 头 尾 尾相接 甚至无法用异戊二烯的基本单元来划分 这又如何解释呢 Ruzicka提出了所有萜类的前体物是 活性的异戊二烯 的假设 2 生源异戊二烯规则 biogeneticisoprenerule 凡是由甲戊二羟酸途径合成的化合物都称萜类 通式为 C5H8 n 在实际工作中 还是以实验异戊二烯规则为主 本章内容 一 萜类化合物的含义二 结构分类三 理化性质四 提取分离五 波谱法在结构鉴定中的应用 倍半萜153挥发油 单萜102挥发油 半萜5n 1植物叶 二 萜类的结构分类 萜类化合物的分类及分布 二萜204树脂 苦味质 植物醇 二倍半萜255海绵 植物病菌 三萜306皂苷 树脂 植物乳汁 四萜408植物胡萝卜素 多聚萜 7 5 103至 3 105 C5H8 n橡胶 硬橡胶 分类碳数 C5H8 n存在 二 萜类的结构分类 一 单萜 monoterpenoids 1 链状单萜较重要的化合物是一些含氧衍生物 如 萜醇 萜醛类 香叶醇geraniol 橙花醇nerol 具有似玫瑰的香气 mp 229 230 无水CaCl2 结晶性分子复合物 H2O 分解 纯品 蒸馏 不能形成结晶性分子复合物 无水CaCl2 从挥发油中分离出来 二苯胺基甲酰氯 二苯胺基甲酸酯 结晶 加碱皂化 蒸馏 纯品 具有似玫瑰的香气 mp 255 260 与共存的香叶醇分离 顺反异构体 重要的环状单萜化合物 重要的环状单萜化合物 2 环状单萜 生毛剂 二 结构分类 一 单萜 monoterpenoids 3 卓酚酮类 troponoides 是一类变形的单萜 其碳架不符合异戊二烯定则 二 结构分类 一 单萜 monoterpenoids 卓酚酮类的特点 1 具有芳香化合物的性质 显酸性 酸性介于酚类和羧酸之间 即酚 卓酚酮 羧酸 2 分子中的酚羟基易于甲基化 但不易酰化 二 结构分类 一 单萜 monoterpenoids 3 分子中的羰基类似于羧酸中羰基的性质 但不能和一般羰基试剂反应 4 能与多种金属离子形成络合物结晶体 并显示不同颜色 可用于鉴别 如 铜络合物 为绿色结晶 铁络合物 为赤红色结晶 二 结构分类 二 环烯醚萜 iridoids 属双环单萜 蚁臭二醛 iridoidial 的缩醛衍生物 含环戊烷结构单元 具环状单萜的特点 是从臭蚁的防卫性分泌物中分离出来的物质 其生物合成途径不同于单萜 二 结构分类 二 环烯醚萜 iridoids 二 结构分类 二 环烯醚萜 iridoids 二 结构分类 二 环烯醚萜 iridoids 二 结构分类 二 环烯醚萜 iridoids 环烯醚萜的结构类型 抗炎 健胃 降压等作用 用于治疗心脑血管 肝胆等疾病及糖尿病的原料药物 有抗癌 神经保护 抗炎 利尿 降血糖及抗肝炎病毒地黄等植物中 二 结构分类 二 环烯醚萜 iridoids 物理性质1 大多为白色结晶体或粉末 味苦 多具有旋光性 2 溶解性 苷类易溶于H2O MeOH 可溶于EtOH n BuOH等溶剂 难溶于 CHCl3 Et2O C6H6等 二 结构分类 二 环烯醚萜 iridoids 化学性质1 半缩醛 OH 使苷元不稳定 易分解 易聚合 故难得到结晶苷元 双键易加成 2 呈色反应 二 结构分类 二 环烯醚萜 iridoids 中药玄参 地黄等制过后变黑 就是由于这类成分起的作用 即 二 结构分类 二 环烯醚萜 iridoids 化学性质3 双键性质 如 车叶草苷四乙酸酯 二 结构分类 三 倍半萜 sesquiterpenoids 由3个异戊二烯单位构成 含15个碳原子 分布在植物和微生物界 多以挥发油的形式存在 是挥发油高沸程部分的主要组成成分 数目和结构骨架类型 萜类中最多的一类成分 迄今结构骨架超过200余种 化合物数千种 分类 无环倍半萜 环状倍半萜 薁类衍生物 二 结构分类 三 倍半萜 sesquiterpenoids 1 无环倍半萜 二 结构分类 三 倍半萜 sesquiterpenoids 2 环状倍半萜 二 结构分类 三 倍半萜 sesquiterpenoids 2 环状倍半萜 二 结构分类 三 倍半萜 sesquiterpenoids 3 薁类衍生物 azulenoids 凡由五元环与七元环骈合而成的芳环骨架称 如 愈创木薁 s guaiazulene 二 结构分类 三 倍半萜 sesquiterpenoids 3 薁类衍生物 azulenoids 薁类是一种非苯核芳烃化合物沸点 250 300 溶有机溶剂 甲醇 乙醇 乙醚 石油醚不溶水可溶于强酸 加水稀释又可析出 可用60 65 硫酸或磷酸提取 二 结构分类 三 倍半萜 sesquiterpenoids 3 薁类衍生物 azulenoids 挥发油分馏时 高沸点馏分可见到美丽的蓝色 紫色或绿色的现象 示有薁类存在预试挥发油中薁类成分 Curcumol莪术醇 二 结构分类 四 二萜 diterpenoids 由4个异戊二烯单位构成 含20个碳原子 分两类 1 链状二萜2 环状二萜1 链状二萜 二 结构分类 四 二萜 diterpenoids 2 环状二萜 存在于植物中环状二萜类 较重要的有 属双环二萜类化合物但水溶性不好 为增强穿心莲内酯水溶性 将其制备成衍生物 二 结构分类 四 二萜 diterpenoids 2 环状二萜 银杏内酯 属双环二萜类 作为拮抗血小板活化因子 用于治疗因血小板活化因子引起的种种休克状障碍 二 结构分类 四 二萜 diterpenoids 2 环状二萜 紫杉醇 taxol 又称红豆杉醇 属三环二萜类 1972年底美国FDA批准上市 临床用于治疗卵巢癌 乳腺癌和肺癌疗效较好 二 结构分类 四 二萜 diterpenoids 2 环状二萜 解决紫杉醇 taxol 的资源问题 含量低 半合成 为紫杉醇的前体物 是半合成品的母体 在红豆杉的针叶和小枝中含0 1 二 结构分类 四 二萜 diterpenoids 2 环状二萜 甜菊苷 stevioside 存在于甜菊叶中 总甜菊苷含量约6 甜度约为蔗糖的300倍 二 结构分类 五 二倍半萜 sesterterpenoids 该类化合物数量少 约有6种类型30余种化合物 本章内容 一 萜类化合物的含义二 结构分类三 理化性质四 提取分离五 波谱法在结构鉴定中的应用 三 萜类化合物的理化性质 一 物理性质 1 性状 1 形态单萜 倍半萜 多为油状液体 少数为固体结晶 具有挥发性和特异性香气 沸点 单萜 倍半萜 分子量 双键的增加 含氧基团数的增加 挥发性降低 熔点和沸点增高 用分馏法进行分离 二萜和二倍半萜 多为结晶性固体 各种萜的苷多为固体结晶或粉末 不具挥发性 2 味 多具苦味 萜类又称苦味素 2 旋光性多具有不对称碳原子 有光学活性 3 溶解度 游离萜类亲脂性强 易溶醇及脂溶性有机溶剂 难溶水具羧基 酚羟基及内酯结构的游离萜类 溶于碱水 酸化析出 用于分离纯化 萜苷溶于水和醇 不溶于亲脂性有机溶剂萜类对高热 光和酸碱较为敏感 或氧化 或重排 引起结构改变 二 化学性质 1 加成反应 1 双键加成反应 卤化氢 溴 亚硝酰氯 DA反应 加成产物通常具有结晶性 识别双键的存在及不饱和度 分离纯化 与卤化氢反应 萜类化合物中的双键能与氢卤酸类 生成结晶性加成产物 例如 柠檬烯与氯化氢加成反应 与溴反应 萜类的双键在冰醋酸或乙醚与乙醇的混合溶液中 在冰冷却下 滤取析出的结晶性加成物 与亚硝酰氯反应 大多不饱和的萜类成分可与亚硝酰氯 Tilden试剂 发生加成反应 生成亚硝基氯化物 DA反应 Diels Alder 有共轭双键的萜类成分能与顺丁烯二酸酐产生Diels Alder加成反应 生成结晶形加成产物 2 羰基 加成反应 与亚硫酸氢钠 吉拉德试剂加成 与亚硫酸氢钠加成含羰基的萜类可与亚硫酸氢钠发生加成反应 生成结晶加成物 复加酸或加碱使其分解 生成原来的反应产物 如 从香茅油中分取柠檬醛 反应时间过长或温度过高 使双键发生加成 并形成不可逆的双键加成物 与吉拉德试剂加成 吉拉德 Girard 试剂是一类带有季铵基团的酰肼 常用的有GirardT和GirardP 结构如下 2 分子重排萜类 特别是双环萜在发生加成 消除或亲核性取代反应时 常常发生碳架的改变 产生Wagner Meerwein重排 目前工业上由 蒎烯合成樟脑的过程 就是应用Wagner Meerwein重排再氧化制得 本章内容 一 萜类化合物的含义二 结构分类三 理化性质四 提取分离五 波谱法在