第七章萜类化合物

1、共八十七页本 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(fnl)五、波谱法在结构鉴定中的应用共八十七页一、萜类化合物的含义(hny)1970年统计(tngj)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、山道年和川楝素（驱蛔）、穿心莲内酯（抗菌)、人参皂苷以及甘草酸等共八十七页一、萜类化合物的含义(hny)mentholsantoninmyrceneprotopanaxadiol共八十七页一、萜类化合物的含义(hny)上述这些化合物，进行氧化加热(j

2、i r)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。共八十七页一、萜类化合物的含义(hny) 1.实验异戊二烯规则（empirical isoprene rule） 凡是以异戊二烯或异戊烷为基本单位，以头尾相接的方式(fngsh)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（biogenetic isoprene rule）共八十七页共八十七页一、萜类化合物的含

3、义(hny) 2.生源异戊二烯规则（biogenetic isoprene rule） 凡是由甲戊二羟酸途径合成(hchng)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。共八十七页本 章 内 容一、萜类化合物的含义二、结构分类(fn li)三、理化性质四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用共八十七页倍半萜 15 3 挥发油单萜 10 2 挥发油半萜 5 n=1 植物(zhw)叶二、萜类的结构(jigu)分类萜类化合物的分类及分布二萜 20 4 树脂、苦味质、植物醇二倍半萜 25 5 海绵、植物病菌三萜 30 6 皂苷、树脂、植物乳汁四萜 40 8 植物胡

4、萝卜素多聚萜 7.5103至3105 (C5H8)n 橡胶、硬橡胶分 类 碳数 (C5H8)n 存 在共八十七页二、萜类的结构(jigu)分类（一）单萜（monoterpenoids)1.链状单萜较重要(zhngyo)的化合物是一些含氧衍生物，如：萜醇、萜醛类。共八十七页共八十七页共八十七页香叶醇geraniol橙花醇nerol具有似玫瑰(mi gui)的香气。mp=229230无水CaCl2结晶性分子(fnz)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=255260(与共存的香

5、叶醇分离)顺 反 异 构 体共八十七页二、结构(jigu)分类 (一)单萜（monoterpenoids)2.环状单萜 是由焦磷酸香叶酯（GPP）的双键异构化生成焦磷酸橙花酯（neryl pyrophosphate,NPP），NPP再经双键转位(zhun wi)脱去焦磷酸基，生成具薄荷烷骨架的阳碳离子后，进一步而成薄荷烷衍生物。共八十七页二、结构(jigu)分类 (一)单萜（monoterpenoids)共八十七页重要(zhngyo)的环状单萜化合物：共八十七页重要(zhngyo)的环状单萜化合物：共八十七页二、结构(jigu)分类 (一)单萜（monoterpenoids)3.卓酚酮类（tr

6、oponoides）是一类(y li)变形的单萜，其碳架不符合异戊二烯定则。共八十七页二、结构(jigu)分类 (一)单萜（monoterpenoids)卓酚酮类的特点(tdin)： 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C=O形成分子内氢键，所以不易酰化。）共八十七页二、结构(jigu)分类 (一)单萜（monoterpenoids)3.分子中的羰基类似于羧酸中羧基的性质，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(xinsh)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。共八十七页二、结构(jigu)分类（二）

7、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，不是(b shi)经由脱去GPP分子中焦磷酸基而直接产生闭环反应这一生源途径。生物合成途径如下：共八十七页二、结构(jigu)分类（二）环烯醚萜（iridoids）环烯醚萜共八十七页二、结构(jigu)分类（二）环烯醚萜（iridoids）共八十七页二、结构(jigu)分类（二）环烯醚萜（iridoids）共八十七页二、结构(jigu)分类（二）环烯醚萜（iridoids）共八十七页二、结构(jigu

8、)分类（二）环烯醚萜（iridoids）共八十七页二、结构(jigu)分类（二）环烯醚萜（iridoids）物理性质 1.大多为白色(bis)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等共八十七页二、结构(jigu)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(fnji)，易聚合。故难得到结晶苷元。2.呈色反应：共八十七页二、结构(jigu)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(chng fn)起

9、的作用。即共八十七页二、结构(jigu)分类（二）环烯醚萜（iridoids）化学性质3.双键(shun jin)性质：如：车叶草苷四乙酸酯共八十七页二、结构(jigu)分类（二）环烯醚萜（iridoids）化学性质4.波谱(bp)特征：共八十七页二、结构(jigu)分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids） 由3个异戊二烯单位(dnwi)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、薁类衍生物共八十七页二、结构

10、(jigu)分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）1.无环倍半萜共八十七页二、结构(jigu)分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）2.环状倍半萜共八十七页二、结构(jigu)分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）2.环状倍半萜共八十七页二、结构(jigu)分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）3.薁类衍生物（azulenoids）由五元(w yun)环与七元环骈合而成的芳环骨架如：愈创木薁（s-guaiazulene）共八十七页二、结构(jigu)分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）3.薁类衍生物（azulenoids）

11、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6065%硫酸(li sun)或磷酸提取）共八十七页二、结构(jigu)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(lifn)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：Sabety反应： 挥发油/CHCl3 + 5%溴/CHCl3 蓝紫色或绿色Ehrlich试剂：（对-二甲胺基苯甲醛浓硫酸） 挥发油 + 试剂 紫色或红色共八十七页二、结构(jigu)分类（四）二萜（dite

12、rpenoids）由4个异戊二烯单位(dnwi)构成，含20个碳原子。分两类：1.链状二萜 2.环状二萜1.链状二萜共八十七页二、结构(jigu)分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜存在于植物(zhw)中环状二萜类，较重要的有：属双环二萜类化合物具有抗炎作用但水溶性不好，为增强穿心莲内酯水溶性，将其制备成衍生物：共八十七页二、结构(jigu)分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜共八十七页二、结构(jigu)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(zhlio)因血小板活化因子引起的种种休克状

13、障碍共八十七页二、结构(jigu)分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜雷公藤根中二萜类成分(chng fn)属三环二萜类。具抗癌活性共八十七页二、结构(jigu)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) 1992年底(nind)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共八十七页二、结构(jigu)分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜 解决紫杉醇（taxol）的资源问题(wnt)（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%。共八十

14、七页二、结构(jigu)分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜 甜菊苷（stevioside）：存在(cnzi)于甜菊叶中。总甜菊苷含量约6%，甜度约为蔗糖的300倍。共八十七页二、结构(jigu)分类（五）二倍半萜（sesterterpenoids） 该类化合物数量(shling)少，约有6种类型30余种化合物。共八十七页本 章 内 容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质(xngzh)四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用共八十七页三、萜类化合物的理化(lhu)性质（一）物理性质(wl xngzh) 1.性状 （1）形态：单萜、倍半萜多具有特殊香气的油状液体； 常温

15、可挥发或低熔点的固体。 沸点 单萜 倍半萜 （分子量、双键的增加挥发性降低，熔点和沸点增高用分馏法进行分离。）共八十七页三、萜类化合物的理化(lhu)性质（一）物理性质(wl xngzh) 1.性状 （1）形态： 二萜和二倍半萜多为结晶性固体。 （2）味：多具苦味 （萜类又称苦味素） （3）旋光和折光性 多具有不对称碳原子，且多有异构体。共八十七页三、萜类化合物的理化(lhu)性质（一）物理性质 2.溶解度 萜类亲脂性强易溶醇及脂溶性有机溶剂 难溶水 具内酯结构的萜类溶于碱水，酸化析出 （用于分离纯化(chn hu)） 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。共八十七页三、

16、萜类化合物的理化(lhu)性质（二）化学性质(huxu xngzh) 1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排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 分离纯化共八十七页三、萜类化合物的理化(lhu)性质（二）化学性质与卤化(l hu)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。共八十七页三、萜类化合物的理化(lhu)性质（二）化学性质与溴反应(fnyng) 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。共八十七页三、萜类化合

17、物的理化性质(xngzh)（二）化学性质与亚硝酰氯反应(fnyng) 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。共八十七页三、萜类化合物的理化性质(xngzh)（二）化学性质DA反应(fnyng)（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。共八十七页三、萜类化合物的理化性质(xngzh)（二）化学性质（2）羰基(tn j)加成反应（与亚硫酸氢钠、硝基苯肼、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

18、反应产物。如：从香茅油中分取柠檬醛共八十七页三、萜类化合物的理化性质(xngzh)（二）化学性质* 反应时间过长或温度(wnd)过高，使双键发生加成，并形成不可逆的双键加成物。共八十七页三、萜类化合物的理化性质(xngzh)（二）化学性质与硝基苯肼加成 含羰基的萜类可与对硝基苯肼或2，4-二硝基苯肼在磷酸中发生加成反应(ji chn fn yn)，生成对硝基苯肼或2，4-二硝基苯肼的加成物。共八十七页三、萜类化合物的理化性质(xngzh)（二）化学性质与吉拉德试剂(shj)加成 吉拉德（Girard）试剂是一类带有季铵基团的酰肼，常用的有Girard T和Girard P，结构如下：共八十七页

19、三、萜类化合物的理化性质(xngzh)（二）化学性质与吉拉德试剂(shj)加成共八十七页三、萜类化合物的理化(lhu)性质（二）化学性质(huxu xngzh) 1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排2.氧化反应用途测定分子中双键的位置； 萜类醛酮的合成。常用的氧化剂有： 臭氧、铬酐（三氧化铬）、四醋酸铅、高锰酸钾、二氧化硒等。例：共八十七页三、萜类化合物的理化性质(xngzh)（二）化学性质臭氧(chuyng)的氧化反应：共八十七页三、萜类化合物的理化(lhu)性质（二）化学性质铬酐的氧化(ynghu)反应薄荷醇氧化成薄荷酮共八十七页三、萜类化合物的理化(lhu)性质（二）化

20、学性质再如：二氧化硒具有特殊(tsh)的氧化性能，专一氧化位置见以下反应。共八十七页三、萜类化合物的理化(lhu)性质（二）化学性质 1.加成反应 2.氧化反应(fnyng) 3.脱氢反应 4.分子重排3.脱氢反应 脱氢反应通常在惰性气体的保护下，用铂黑或钯做催化剂，将萜类成分与硫或硒共热（200300）而实现脱氢。共八十七页三、萜类化合物的理化性质(xngzh)（二）化学性质共八十七页三、萜类化合物的理化(lhu)性质（二）化学性质共八十七页三、萜类化合物的理化性质(xngzh)（二）化学性质 1.加成反应(ji chn fn yn) 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排4.分子重排 萜

21、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。共八十七页本 章 内 容一、萜类化合物的含义二、结构分类(fn li)三、理化性质四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用共八十七页四、萜类化合物的提取(tq)分离（一）提取(tq)单萜、倍半萜多为挥发油的组成成分，它们的提取分离方法将在挥发油中论述。环烯醚萜多以单糖苷的形式存在，亲水性较强。倍半萜内酯类成分易发生结构的重排。二萜类成分易聚合而树脂化引起结构变化。 宜选用新鲜药材或迅速晾干的药材

22、，尽可能避免 酸、碱的处理。共八十七页四、萜类化合物的提取(tq)分离 （一）提取1.溶剂(rngj)提取法药 材回收溶剂MeOH或EtOH提取药 渣溶于水石油醚正丁醇乙酸乙酯乙 醚用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取脂溶性杂质苷元粗总苷共八十七页四、萜类化合物的提取(tq)分离 （一）提取2.碱提酸沉淀法倍半萜内酯类：利用碱可使内酯开环（溶于水），酸化后闭环（析出(xch)）。注意：用酸、碱时，可引起构型发生改变。共八十七页四、萜类化合物的提取(tq)分离 （一）提取3.吸附(xf)法（1）活性炭吸附法苷 类活性炭吸附未被吸附的水杂得纯品苷水洗除水杂用稀醇、醇等有机溶剂洗脱回收有机溶剂共八十

23、七页四、萜类化合物的提取(tq)分离 （一）提取3.吸附(xf)法（2）大孔树脂吸附法苷 类得纯品苷通过大孔吸附树脂用水、稀醇、醇依次洗脱共八十七页四、萜类化合物的提取(tq)分离（二）分离(fnl)1.结晶法2.柱层析法 吸附剂：硅胶、氧化铝（中性）等3.利用特殊功能团 结构中常含有：内酯、双键、羰基等官能团。 可制成衍生物、碱溶酸沉等方法。共八十七页本 章 内 容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质(xngzh)四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用共八十七页五、波谱法在结构(jigu)鉴定中的应用（一）紫外光谱具有共轭双键、羰基与双键构成共轭体系 紫外光区产生吸收(xshu)。

24、一般最大吸收峰为： 共轭双烯max215270、不饱和羰基max220250共八十七页五、波谱法在结构(jigu)鉴定中的应用例如： 链状的共轭双键体系max217228 环内的共轭双键体系max256265 共轭双键有一个在环内max230240 共轭双键的碳原子上有无取代(qdi)及共轭双键的数目会影响最大吸收波长。共八十七页五、波谱(bp)法在结构鉴定中的应用（二）红外光谱(gungp) 萜类多含有双键、共轭双键、甲基、偕二甲基、环外亚甲基、含氧官能团等。如：偕二甲基在max1370cm-1 （吸收峰裂分，出现二条吸收带。） 内酯类max1700cm-11800cm-1 （强峰为羰基的特征吸收峰。）共八十七页五、波谱法在结构鉴定(jindng)中的应用（二）红外光谱