《中药化学萜油》参考PPT

1、1,第七章 萜类和挥发油,教学内容： 7.1 萜类 概述；分类和重要代表物；重要理化性质；提取分离； 检识；结构研究；实例（青蒿、穿心莲、赤芍）。 7.2 挥发油 概述、组成、理化性质、提取分离、检识、实例（薄荷、莪术、陈皮,2,7.1 萜类(terpenoids) 一、概述 （一）萜的定义与分类 1、定义 萜类化合物是一类由甲戊二羟酸（MVA）衍生而成，基本碳架多具有二个或二个以上异戊二烯单位结构特征的化合物,3,2、萜类化合物的分类 分类依据：异戊二烯单位数 类别 碳原子数 异戊二烯单位数 存在形式 半萜 5 1 植物叶 单萜 10 2 挥发油 倍半萜 15 3 挥发油 二萜 20 4 树

2、脂、苦味素、叶绿素、植物醇 二倍半萜 25 5 海绵、植物病菌、昆虫代谢物 三萜 30 6 皂苷、树脂、植物乳汁 四萜 40 8 植物胡萝卜素 多萜 7500300000 8 橡胶、硬橡胶,4,3、萜的结构特点 （1）萜类化合物多数具有双键、共轭双键、甲基、偕二甲基等。 （2）萜类许多是含氧衍生物，如醇、酮、醛、酸、酯及苷的形式存在，其次还有含氮的衍生物，少量含S的衍生物,5,6,二）生合成,前体,活性异戊二烯,7,三）分布 萜类化合物在自然界分布极为广泛，仅睡莲目等水生植物中未见单萜和倍半萜类成分报道，另外发现富含生物碱的植物不含或少含萜类化合物。 近年来从海洋生物中发现了大量萜类成分；许多

3、植物成分，如树脂、胡萝卜素等均为萜类化合物,8,四）生物活性 1、循环系统：抗血小板聚集、扩张心脑血管、降压、降脂等芍药苷、银杏内酯 2、消化系统：保肝降酶、利胆健胃、抗溃疡等齐墩果酸、甘草次酸 3、呼吸系统：平喘、祛痰、镇咳等穿心莲内酯、辣薄荷酮 4、神经系统：镇静、局麻、兴奋中枢等龙脑、高乌头碱 5、抗肿瘤：紫杉醇、冬凌草素、雷公藤内酯 6、抗生育：棉酚、芫花酯甲、乙 7、驱虫杀虫：青蒿素、川楝素 8、作甜味剂、香料：甜菊苷、香叶醇,9,二、萜的结构类型及重要代表物 （一）单萜及其重要代表物 单萜类化合物广泛存在于高等植物中，常分布于唇形科、伞形科、松科等植物的腺体、油室、树脂道等分泌组织

4、里。 是植物挥发油中低沸点部分的主要成分，其含氧衍生物多具有较强的生物活性及香气，是医药、化妆品和食品等的重要原辅料,10,1、链状单萜 玫瑰香 柠檬香,11,柠檬醛主要存在于柠檬及山苍子油中，在乙醇钠作用下与丙酮缩合，得到 紫罗兰酮及 -紫罗兰酮。 紫罗兰酮是高级香料， -紫罗兰酮可作为合成维生素A的原料。 紫罗兰酮 -紫罗兰酮,12,2、单环单萜 对-薄荷烷型 环香叶烷型 卓酚酮型,13,1）对-薄荷烷型 l-薄荷醇：习称薄荷脑；镇痛、止痒、局麻、防腐、杀菌、清凉。 胡椒酮：习称辣薄荷酮；芸香草（35%）；松弛平滑肌，治疗支气管哮喘,14,2）环香叶烷型,15,3）卓酚酮型 具有芳香性、酸

5、性（-OH;COOH），可与金属离子络合显色：Fe3+红色；Cu2+绿色 抗癌、抗菌活性，但有毒性,16,3、双环单萜 可视为由薄荷烷在不同位置间环合形成的产物。以蒎烷型和莰烷型结构最稳定，衍生物数量最多。 皆烷型 蒎烷型 莰烷型 守烷型,17,18,芍药苷：镇静、镇痛、抗炎。 龙脑：俗称冰片，具有发汗、解痉、止痛等作 用。是人丹、冰硼散、苏合香等成药的主 要成分之一。也用作香料、清凉剂。 樟脑：主要存在于樟树的挥发油中，具有局部刺 激和防腐作用，用于神经痛、炎症、跌打 损伤,19,二）环烯醚萜类 环烯醚萜也是单萜类，但结构比较特殊：多具有半缩醛及环戊烷的结构，C1-OH为半缩醛羟基，不稳定，

6、因此在植物体内主要以苷的形式存在。 环烯醚萜及其苷类在中药中分布较广，以玄参科、茜草科、唇形科、龙胆科最常见,20,1、结构分类及代表物 （1）环烯醚萜苷 10个碳，C1 羟基多与葡萄糖成苷,21,栀子苷：泻下 苷元为京尼平 马鞭草苷：兴奋副交感 神经、镇咳,22,2） 4-去甲基环烯醚萜苷 是环烯醚萜的降解苷,碳架由9个碳组成。 桃叶珊瑚苷：车前草清热、利尿的有效成分。 梓醇：地黄降血糖、利尿的有效成分之一,23,3）裂环环烯醚萜苷 是由环烯醚萜苷在C7-C8处断裂开环衍变而来的。 龙胆苦苷：是龙胆、当药、獐芽菜等中药的苦味成分，是龙胆草中促进胃液分泌，增加胃酸的有效成分，在氨的作用下可转化

7、成龙胆碱,24,2、理化性质 （1）大多为白色结晶或无定形粉末，味苦，有旋光。 （2）环烯醚萜苷易溶于水、甲醇，可溶于乙醇、丙酮等，难溶于亲脂性有机溶剂。 （3）苷易被酸水解，生成的苷元因具有半缩醛结构，性质活泼，容易进一步氧化或聚合而显深色。 中药地黄、玄参等经过干燥或受潮可变黑色，皆因苷类水解的产物氧化聚合所致。 （4）环烯醚萜及其苷中的双键受其邻位氧原子的影响，性质活泼，容易发生加成反应。 （5）环烯醚萜苷元遇酸、碱、羰基化合物、氨基酸均能变色,25,3、检识 * 与酚类和胺类呈现各种颜色。 * 与氨基酸共热生成红色至蓝色；与皮肤接触,可使之变蓝。 * 于冰醋酸中加少量铜离子加热，产生蓝

8、色沉淀,26,4、提取分离 环烯醚萜苷类亲水性较强，性质不太稳定，所以一般在室温或较低温度下提取。 常选用水、甲醇、乙醇、稀丙酮等作溶剂，并用CaCO3或Ba(OH)2抑制酶的活性并中和植物中的有机酸。 提取液经减压浓缩后，可转溶于水中，除去水不溶性杂质，再用石油醚脱脂，水层加入醋酸铅沉淀除去酚、鞣质、黄酮等杂质，再用正丁醇萃取，减压回收正丁醇，即得粗苷,27,怀庆地黄 用甲醇回流提取，合并提取液， 减压回收甲醇 甲醇浸膏 水分散，正丁醇萃取 水层 正丁醇层 减压浓缩后，乙醚 溶解 不溶物（棕黄色,28,活性炭、硅藻土各半混合柱层析 5%10% 水洗 1%乙醇洗 乙醇洗 水洗脱液 洗脱液 洗脱

9、液 浓缩后 浓缩后 浓缩后 重结晶 重结晶 降糖活性 部位 无色针晶 无色柱状晶体 硅胶层析 (D-甘露糖） （蔗糖） 梓醇（0.11,29,三）倍半萜及重要代表物 主要来源于植物、霉菌和海洋生物。以烃、醇、酮、内酯等形式存在，是挥发油中高沸点部分（250-280）的主要成分。倍半萜的含氧衍生物多有较强的香气和生物活性。 1、开链倍半萜 金合欢醇广泛分布于各种花中，具有特殊香气，是高级香料原料,30,a-金合欢烯 金合欢醇,31,2、单环倍半萜 没药烷 蛇麻烷 吉马烷,32,33,青蒿素： 倍半萜内酯过氧化物，抗疟。双氢青蒿素、青蒿琥酯钠、蒿甲醚等衍生物也用于临床,34,3、双环倍半萜,35,

10、棉酚：抗菌、抗生育、杀虫。 黄色有毒,36,香附酮（桉烷型）：理气止痛,37,4、奥类,38,奥类是由五元环与七元环并合而成的芳烃衍生物，具有一定的芳香性。 中药中所含的奥类成分多为其氢化物，无芳香性。 存在于挥发油的高沸点部分（bp250-300），呈现美丽的蓝、紫或绿色，多是由氢化奥类（如愈创木醇类）氧化脱氢而成，能溶于石油醚、乙醚及强酸中，不溶于水。故可用60-65%的硫酸或磷酸提取，稀释后即可沉淀析出,39,奥类的检识： Sabaty反应：1滴挥发油溶于1ml氯仿，加入5%溴的氯仿液数滴，产生蓝紫色或绿色时，表明含有奥类衍生物。 Ehrlich反应：与对二甲氨基苯甲醛-浓硫酸反应，为紫

11、色或红色。 生物活性：奥类衍生物广泛存在于愈创木油、香附子油、桉叶油、胡萝卜油中，多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等活性，如莪术醇、泽兰苦内酯等,40,四）二萜及代表物 植物的叶绿素、乳汁、树脂以二萜类成分为主。一些含氧二萜衍生物具有多方面显著的生物活性，尤其是抗肿瘤活性。 1、直链二萜：植物醇 2、单环二萜：维生素A，存在于鱼肝油中。 3、双环二萜：以含氧衍生物为主。 银杏内酯：是银杏叶及根皮的苦味成分，是 治疗心脑血管疾病的主要有效成分。 穿心莲内酯：是穿心莲抗炎的主要成分,41,维生素,42,43,44,4、三环二萜: 多为右松脂烷和松香烷型，是合成聚酯或聚酰胺类塑料的原料。 雷公藤内酯：是三环

12、氧二萜化合物，是从卫矛科雷公藤中分离出的，具有抗癌、免疫抑制和抗炎等活性。 紫杉醇：是从红豆杉属植物中分离出的具有抗癌活性的二萜生物碱类成分，已用于临床,45,46,47,taxol,48,5、四环二萜: 以贝壳杉烷型最多。 甜菊苷属于贝壳杉烷型四环二萜的三糖苷，是从甜叶菊中分得的比蔗糖甜300倍的甜味剂。 冬凌草素具有抗癌作用,49,50,51,五）二倍半萜 发现较晚（1965年），数量也少，主要是从菌类、地衣类、海洋生物及昆虫分泌物中发现的。 有无环、单环、二环、三环、四环及五环6种类型,52,53,三、萜类化合物的重要理化性质 （一）物理性质 1、性状：小分子量的萜类如单萜、倍半萜，常温

13、下多为液体，少数为低熔点的固体，具有挥发性，能随水蒸气蒸馏,有香味；二萜、二倍半萜及萜苷多为固体，不具挥发性；萜类多具苦味，也称为苦味素，极少数味甜，如甜菊苷。 2、旋光性：萜类多有手性碳，具光学活性。 3、溶解性：萜类一般难溶于水，可溶于甲醇、乙醇，易溶于亲脂性有机溶剂，如乙醚、氯仿、石油醚等,54,二）化学性质 1、加成反应 （1）双键的加成： 萜类化合物分子中的双键可同卤素、卤化氢及亚硝酰氯等发生加成反应，其加成物往往是结晶性的，可供检识不饱和度，也可用于分离纯化,苯胺,55,与亚硝酰氯反应生成蓝色-绿色结晶性加成物。 共轭双键： 能与顺丁烯二酸酐进行Diels-Alder反应，生成结晶

14、性加成物,56,2）羰基的加成 与亚硫酸氢钠加成： 注意事项： 反应时间过长或温度过高，双键也会加成，且不可逆,57,与吉拉德（Girard）试剂加成： 吉拉德试剂是一类带有季铵基团的酰肼，常用的是Girard T 和Girard P,58,2、氧化反应 不同的氧化剂在不同的条件下，可将萜类成分中各种基团氧化、分解，生成一系列降解产物。据此推知原萜类成分的双键位置及碳骨架,59,3、脱氢反应 通常在惰性气流中，用铂黑或钯作催化剂，在200-300间将萜类成分与硫或硒共热，使萜类成分的环状结构脱氢转变成芳香烃类衍生物,60,4、酯化反应 用于分离纯化。 芳樟醇粗品与硼酸生成硼酸芳樟酯（沸点很高）

15、，减压蒸馏除去低沸点杂质后，加热水解，即得芳樟醇和硼酸沉淀,61,四、萜类化合物的提取分离 （一）提取 1、水蒸气蒸馏法单萜、倍半萜 2、溶剂法甲醇或乙醇提取，总提取物再用不同极性的亲脂性有机溶剂萃取，得到不同极性大小的萜类成分。 3、碱溶酸沉法萜类内酯,62,二）分离 1、利用特殊官能团不同分离： 加成、酯化、碱溶酸沉等。 2、色谱法 （1）硅胶柱层析：石油醚-乙酸乙酯-甲醇（2）硝酸银-硅胶络合柱层析： 分离原理：硝酸银与双键络合，不同萜的络合程度和络合物的稳定性不同。 双键数目、顺反、位置（是否末端双键,63,五、检识 （一）理化检识 1、卓酚酮类： 1%FeCl3红色；CuSO4绿色结

16、晶 2、环烯醚萜苷类： Weiggering法：1%盐酸提取液加Trim-Hill试剂（醋酸、0.2%硫酸铜、浓硫酸），混匀，加热，产生不同颜色。 遇酸或碱：分解、氧化、聚合、缩合等，变色。 3、奥类： Sabety法：5%溴/氯仿，蓝、紫或绿色。 Ehrlich法：对二甲氨基苯甲醛-浓硫酸试剂，紫或红色,64,二）色谱检识 硅胶薄层： 石油醚-乙酸乙酯-甲酸 显色： 硫酸、茴香醛-浓硫酸、磷钼酸、碘 2，4-二硝基苯肼醛酮类 对二甲氨基苯甲醛奥类,65,六、实例：穿心莲、青蒿、赤芍 （一）穿心莲 来源 爵床科穿心莲Androyraphis paniculata 的干燥地上部分。 功效 清热解

17、毒、凉血消肿。 成分 二萜内酯、黄酮、三萜等。 二萜内酯：穿心莲内酯（1.5%）、新穿心莲内酯（0.2%）、去氧穿心莲内酯（0.1%）等及其苷。 活性亚甲基反应：Legal或Kedde试剂紫红 黄酮：汉黄芩素、千层纸素A,66,67,二）青蒿 来源 菊科黄花蒿Artemisia annua L.的干 燥地上部分。 功效 除蒸截疟 成分 萜类、黄酮、香豆素、甾醇等。 萜类： 单萜蒿酮、异蒿酮、桉油精、樟脑 倍半萜青蒿素，青蒿甲素、乙素、丙素、青蒿酸 三萜-香树脂醋酸酯,68,69,三）赤芍 来源 毛茛科芍药或川赤芍的根。 功效 清热凉血，散瘀止痛。 成分 单萜苷类： 芍药苷、氧化芍药苷、芍药内酯

18、苷、苯甲酰芍药苷等。 芍药苷止痛 鞣质、挥发油、甾类等,70,7.2 挥发油 一、概述 1、定义： 挥发油是指具有挥发性、可随水蒸气蒸馏、与水不相混溶的油状液体。 2、药理作用： 止咳、平喘、发汗、祛痰、镇痛、抗菌、抗癌等。 3、分布： 菊科、芸香科、伞形科、唇形科、樟科、木兰科等,71,二、化学组成 1、萜类：单萜、倍半萜及其含氧衍生物 2、芳香族小分子化合物 3、脂肪族小分子化合物 其它：酶解或水解产物，黑芥子油、挥发 杏仁油、大蒜油等。 三、理化性质 1、 多为无色或淡黄色液体。 2、常温下易挥发，具有浓烈的香味，涂在纸上不留痕迹，可与脂肪油区别,72,3、“脑” 有些挥发油在低温下析出

19、的结晶。 4、多数挥发油比水轻，少数比水重（丁香油、桂皮油）。 5、具有光学活性、折光性，沸点70300。 6、挥发油易溶于各种有机溶剂，难溶于水。 7、对光线、空气及温度较敏感，易氧化分解、变质，所以应低温、密闭、避光保存。 8、常含有双键、醇羟基、醛、酮、羧基、内酯等功能基，可与溴、亚硫酸钠加成，与肼缩合，有银镜反应、异羟肟酸铁反应等,73,四、挥发油的提取 1、水蒸汽蒸馏法 2、溶剂提取法： 石油醚、乙醚等提取，再用乙醇溶解浸膏，经降温除去不溶物，回收乙醇得净油。 3、油脂吸收法： 用牛油、猪油或两者的混合物吸收挥发油，可以温浸（5060），也可以冷提，然后再用无水乙醇萃取。 4、超临界

20、流体萃取法 5、压榨法： 用于含挥发油较高的植物。橘、柑、柠檬等,74,五、挥发油的分离 1、冷冻析晶法 2、分馏法：沸点: 酸醇醛酮醚 3、化学分离法 (1) 碱性成分：1%盐酸或硫酸萃取。 (2) 酸性成分：分别用碳酸氢钠和氢氧化钠萃取，分离羧酸和酚类。 (3) 醇类： 邻苯二甲酸酐酯化，生成酸性单酯，用碳酸氢钠水溶液萃取，酸化后用乙醚萃取，回收乙醚，加碱皂化得到原来的醇。也可用CaCl2使醇结晶析出,75,4) 羰基化合物： 亚硫酸氢钠加成： 挥发油乙醚溶液，用30%亚硫酸氢钠低温短时间振摇提取，加成物沉淀析出，过滤，加酸或碱分解加成物，乙醚萃取即得。 吉拉德试剂加成 ： 加入吉拉德试剂，再加10%醋酸，加热回流，待反应完成，加水稀释，用乙醚萃取脱脂，取水层加酸酸化，使加成物（腙）分解，再用乙醚萃取，回收乙醚即得,76,4、色谱分离法 (1) 氧化铝或硅胶 石油醚或正己烷；石油醚:乙酸乙酯 (2) 硝酸银色谱： 2%25%AgNO3处理硅胶 挥发油分子中双键的数目和位置不同，与硝酸银形成 络合物难易程度和稳定性不同，从而分离。 络合物的稳定性规律: 末端双键顺式双键反式双键 例如：欧细辛醚、-细辛醚、-细