《中药化学》课件第七章 萜类和挥发油

1、2011-10-4第七章萜类和挥发油目录萜类和挥发油挥发油萜类概述结构与分类理化性质提取与分离检识结构研究中药实例概述组成理化性质提取与分离检识中药实例第一节 萜类一、概述（一）萜类的含义和分类1、含义 萜类化合物（terpenoids）是一类由甲戊二羟酸（mevalonic acid，MVA）衍生而成，基本碳架多具有2个或2个以上异戊二烯单位（C5单位）结构特征的化合物 一般开链萜烯的分子组成符合通式 (C5H8)n 随着分子中碳环数目的增加, 氢原子数的比例相应减少。 环状萜类的特殊情况不太符合通式。一、概述（一）萜类的含义和分类 2、分类名称碳原子数(C5H8)n 存在形式半萜51植物叶

2、单萜102挥发油倍半萜153挥发油二 萜204树脂、苦味素、植物醇、叶绿素二倍半萜 255海绵、植物病菌、昆虫代谢产物三 萜306皂苷、树脂 、植物乳汁四 萜 407植物胡萝卜素类多 萜7.5*103至3*1058橡胶、硬橡胶（二）萜类化合物的生物合成途径 1、经验异戊二烯法则 由异戊二烯首尾聚合而成的化合物 一、概述瓦拉赫，德国有机化学家，人造香料和合成树脂的奠基人。1910年诺贝尔奖获得者 奥托瓦拉赫是诺贝尔化学奖获得者，他的成才过程极富传奇色彩。瓦拉赫在开始读中学时，父母为他选择的是一条文学之路，不料一个学期下来，老师为他写下了这样的评语：“瓦拉赫很用功，但过分拘泥，这样的人即使有着完善

3、的品德，也决不可能在文学上发挥出来。”此时，父母只好尊重儿子的意见，让他改学油画。可瓦拉赫既不善于构图，又不会润色，对艺术的理解力也不强，成绩在班上是倒数第一，学校的评语更是令人难以接受：“你是绘画艺术方面的不可造就之才”。面对如此“笨拙”的学生，绝大部分老师认为他已成才无望，只有化学老师认为他做事一丝不苟，具备做好化学实验应有的品格，建议他试学化学。父母接受了化学老师的建议。这下，瓦拉赫智慧的火花一下被点着了。文学艺术的“不可造就之才”一下子就变成了公认的化学方面的“前程远大的高材生”。 瓦拉赫效应 瓦拉赫的成功，说明这样一个道理：学生的智能发展都是不均衡的，都有智能的强点和弱点，他们一旦发

4、现自己智能的最佳点，使智能潜力得到充分的发挥，便可取得惊人的成绩。这一现象人们称之为“瓦拉赫效应”。 Ruzicka提出的假设：萜类化合物是经甲戊二羟酸途径衍生的一类化合物，这就是“生源的异戊二烯法则” 证明焦磷酸异戊烯酯(isopentenyl pyrophosphate， IPP) 的存在，而得到验证。 Folkers，1956年又证明3(R)-甲戊二羟酸(3R- mevalonic酸, MVA)是IPP的关键性前体物质。 证明其合理性。一、概述（二）萜类化合物的生物合成途径 2、生源异戊二烯法则甲戊二羟酸 MVA卢齐卡 ，1939年诺贝尔化学奖，表彰他对环状分子和萜烯的研究一、概述一、概

5、述图 7-1 萜类化合物的主要生物合成途径一、概述（三）萜类化合物的分布 萜类化合物在植物中分布极为广泛；睡莲目迄今未见有报道，富含生物碱则少含萜类成分。 藻类 菌类 地衣类 苔藓类 蕨类 裸子植物 被子植物 一、概述（四）萜类化合物的生物活性 萜类化合物种类繁多，结构复杂，性质各异，因而具有多方面的生物活性，其中不少化合物是常见的一些中药中的有效成分，具有较为重要的生物活性。一、概述（四）萜类化合物的生物活性甜味剂 神经系统 循环系统 杀虫驱虫 抗生育 抗肿瘤 抗病原微生物 呼吸系统 消化系统 1、抗疟活性青蒿素、鹰爪甲素（倍半萜）2、抗肿瘤紫杉醇、雷公藤内酯（二萜）3、抗菌、消炎穿心莲内酯

6、（二萜）4、泻下作用栀子苷（单萜环烯醚萜）5、促进肝细胞再生齐墩果酸（三萜）6、抑制血小板凝聚、扩冠、增强免疫丹参醌 （二萜）7、抗阿米巴原虫鸦胆子苷8、甜味素 甜菜素、罗汉果甜素一、概述（四）萜类化合物的生物活性 萜类化合物的生理活性多种多样 萜类成分的研究一直是较为活跃的领域，亦是寻找和发现天然药物生物活性成分的重要来源。 二、结构与分类（一）单 萜 1、概述 单萜类基本碳架由10个碳原子构成，即2个异戊二烯单位。 挥发油的主要成分，多具较强生物活性和香气是医药化妆品，食品工业的重要原料（某些单萜类结合成苷则不具有挥发性）（一）单 萜 2、分类 一般按其结构中的碳环数目分类，可分为 无环

7、单环 双环 三环 二、结构与分类 1无环单萜（acyclic monoterpenoid） （1）常见的二种类型 月桂烷型 艾蒿烷型 二、结构与分类（一）单 萜香叶醇(香叶醇) ： 又称“牻牛儿醇”，是香叶油、玫瑰油、柠檬草油和香茅油等的主要成分，具有似玫瑰的香气，沸点229230oC。香料工业的重要原料。 1无环单萜（acyclic monoterpenoid） mng 1无环单萜（acyclic monoterpenoid） 橙花醇(nerol)： 存在于橙花油、柠檬草油和其它多种植物的挥发油中，具有玫瑰香气, 沸点255260oC。上述二种萜醇，都是玫瑰香系香料。蒿酮 ： 存在于黄花蒿（

8、Artemisia annua）挥发油中。蒿酮 虽由二个异戊二烯单位组成，但不是头尾或尾头相连缩合而成，而是一种不规则的单萜。 1无环单萜（acyclic monoterpenoid） 1无环单萜（acyclic monoterpenoid） 柠檬醛：反式为- 柠檬醛（香叶醛，geranial），顺式为-柠檬醛（橙花醛），通常是混合物，以反式柠檬醛为主。柠檬醛在柠檬草油和香茅油的含量较高。柠檬醛具有柠檬香气，广泛应用于香料和食品工业。 2、单环单萜（monocucyclic monoterpenoid） （1）常见的三种类型 对-薄荷烷型 环香叶烷型 卓酚酮型 二、结构与分类（一）单 萜单环单

9、萜：薄荷醇（menthol）: 薄荷中含有薄荷醇。薄荷醇(薄荷醇)是薄荷Mentha arvensis var.piperasceus 和欧薄荷Mentha piperita 等挥发油中的主要组成成分。其左旋体(l-menthol)习称“薄荷脑”，为白色块状或针状结晶。对皮肤和粘膜有清凉和弱的麻醉作用，用于镇痛和止痒，亦有防腐和杀菌作用。 紫罗兰酮(ionone)： 存在于千屈菜科指甲花挥发油中，工业上由柠檬醛与丙酮缩合制备，缩合产物环合后得到-紫罗蓝酮(-ionone)及-紫罗蓝酮(-ionone)的混合物。 -紫罗蓝酮具有馥郁的香气， 用于配制高级香料，-紫罗蓝酮可作为合成维生素A的原料。

10、 斑蝥素(antharidin)：存在于斑蝥, 芫青干燥虫体中，可作为皮肤发赤、发泡或生毛剂。用斑蝥素制备成的N-羟基斑蝥胺(N-hydroxycantharidimide)试用于肝癌，有一定疗效。 卓酚酮类（含七节芳环） 1、有芳香性和酸性， phOH 卓酚酮 COOH 2、其CO 类似COOH中CO性质，不与一般羰基试剂反应,可甲基化，不能乙酰化 3、颜色反应 与金属离子络合 Fe 3 赤色结晶 Cu 2 绿色结晶 鉴别特例： 过氧结构：高温爆炸，低温处理（一）单 萜3、双环单萜 二、结构与分类 其中前四种可看作是由薄荷烷在不同位置之间进一步环合而成的。这六种类型以蒎烷型和莰烷型最为稳定，

11、形成的衍生物也最多。 蒈烷型蒎烷型莰烷型守？烷型 异莰烷型 葑烷型 双环单萜 芍药苷(paeoniflorin)： 芍药paeonia albiflora 根中得到的蒎烷单萜苦味苷，对小鼠显示有镇静、镇痛、抗炎及防治老年性痴呆的生物活性。 龙脑俗称“冰片”，又称樟醇，为白色片状结晶，具有似胡椒又似薄荷的香气，有升华性。其右旋体主要得自白龙脑香树的挥发油，左旋体存在于艾纳香全草和野菊花中，合成品为消旋体。 冰片有发汗、兴奋、镇痉和防止虫蛀蚀、抗缺氧功能，它和苏合香脂配合制成苏冰滴丸代替冠心苏合丸治疗冠心病，心绞痛。双环单萜双环单萜樟脑(camphor) 习称辣薄荷酮，为白色结晶性固体，易升华，具

12、有特殊钻透性的芳香气味。 樟脑有局部刺激作用和防腐作用，可用于神经痛、炎症和跌打损伤的擦剂。双环单萜 我国的天然樟脑产量占世界第一位。天然樟脑由右旋体与左旋体共存，其右旋体在樟树Cinnamonus camphora挥发油中约50%，左旋体存在于菊蒿Tanacetum vulgare挥发油中，合成品为消旋体。（一）单 萜4、三环单萜 二、结构与分类 目前该化合物发现的并不多。香芹樟脑是藏茴香经日光长期照射产物。（一）单 萜5、环烯醚萜类 二、结构与分类 含义 为蚁臭二醛的缩醛衍生物；曾用名伊蚁内酯（首先从伊蚁分泌物中发现） 分布 植物界分布较广，以双子叶植物，尤其是唇形科、茜草科、龙胆科等植物

13、中分布相当广泛，目前已分离得到800多种环烯醚萜苷类成分，苷元只有60余种，大多以苷的形式存在。 结构类型 结构特点： C1多存在官能团（OH，OCH3，C=O等）；C3，C4多有双键；天然的多以1位D-glu苷存在；C4常有CH2OH，CH2OR，COOH，COOR等。5、环烯醚萜类（一）单 萜5、环烯醚萜类 二、结构与分类环烯醚萜类5.1、环烯醚萜苷类5.2、裂环环烯醚萜苷5.1.1、环烯醚萜苷5.1.2、4-去甲基环烯醚萜苷生物合成途径：生物合成途径：5、环烯醚萜类结构分类与典型实例 因此， 从上面合成途径，一般根据其环戊烷是否裂环，可将环烯醚萜类化合物分为环烯醚萜苷及裂环烯醚萜苷二大类

14、5.1、环烯醚萜苷-结构特点其苷元结构特点为C1多连羟基，并多成苷，且多为-D-葡萄糖苷，常有双键存在，一般为3（4），C5、C6、C7有时连羟基，C8多连甲基或羟甲基或羟基，C7-8有时具环氧醚结构。根据C4位取代基的有无，此类化合物进一步又分为环烯醚萜苷及4-去甲基环烯醚萜苷二种类型。栀子苷(gardenoside)、京尼平苷(geniposide)和京尼平苷酸(geniposidic酸)是清热泻火中药山栀子的主成分。 京尼平苷显示有显著的泻下作用和利胆作用；京尼平苷苷元(ginipin 京尼平)具有显著的促进胆汁分泌作用和泻下作用。5.1.1、环烯醚萜苷-典型实例 1鸡屎藤苷(paede

15、roside) 是鸡屎藤的主成分，其C4位羧基与C6位羟基形成-内酯；C10位的甲硫酸酯在鸡屎藤组织损伤时，由于酶解的作用产生甲硫醇而产生鸡屎样的恶嗅。 5.1.1、环烯醚萜苷-典型实例 2 梓醇 (catalpol) 又称梓醇苷，是地黄中降血糖作用的主要有效成分，并有很好的利尿和迟发性的缓下功能。 5.1.2、4-去甲环烯醚萜苷-典型实例 1梓苷 (catalposide)存在于梓实中，药理作用与梓醇相似。 5.1.2、4-去甲环烯醚萜苷-典型实例 25.2、裂环环烯醚萜苷-结构特点环烯醚萜类母核中环戊烷环的C7-C8处断键成裂环状态。裂环后，C有时还可与形成六元内酯结构。广泛存在于龙胆科、

16、睡菜科、忍冬科、木犀科等植物中分布较广，在龙胆科的龙胆属及獐牙菜属分布更为广泛。 龙胆苦苷(gentiopicroside, gentiopicrin)是龙胆科植物龙胆、当药、獐牙菜等植物中的苦味成分。 龙胆、当药等在提取过程中加氨水碱化，龙胆苦苷与氨水反应生成龙胆碱(gentianine)。5.2、裂环环烯醚萜苷-实例 1当药苷(獐牙菜苷，sweroside)、当药苦苷(獐牙菜苦苷，swertamarin)均为当药和獐牙菜中的苦味成分。1、性状 简单的环烯醚萜类化合物一般为液体或低熔点固体； 环烯醚萜苷和裂环环烯醚萜苷均为白色结晶或无定形 具吸湿性的粉末。 味苦, 是中草药中苦味成分之一。

17、分子中有手性碳原子, 故都具有旋光性。2、溶解度 苷类易溶于水，甲醇、可溶于乙醇、丙酮、正丁 醇；难溶于氯仿、苯、乙醚等亲脂性有机溶剂 苷元比苷亲脂性略强，总体仍偏亲水性 5.2.1、裂环环烯醚萜苷-理化性质3. 显色反应和检识 （1）苷 易水解 苷元（半缩醛羟基）聚合 不同颜色 （ 这类中药加工易变黑 可证实存在这类成分） （2）苷元 氨基酸 加热 深红蓝色 皮肤 接触 蓝色 铜离子 蓝色 5.2.1、裂环环烯醚萜苷-理化性质4、环烯醚萜苷的提取分离 环烯醚萜苷的提取, 一般采用溶剂法。 提取溶剂：常选用水、甲醇、乙醇、稀丙酮溶液、 正丁醇、乙酸乙酯等。 提取方法：冷渗漉法或热回流。 分离：

18、 溶剂萃取法 pet、Et2O、n-BuOH 依次萃取 活性炭吸附法 氧化铝柱色谱法5.2.1、裂环环烯醚萜苷-提取分离环烯醚萜类化合物的结构测定波谱法 1HNMR5.2.1、裂环环烯醚萜苷-结构测定（二）倍半萜 1、概述 基本碳架由15个碳原子构成，即3个异戊二烯单位，大多与单萜类共存于植物挥发油内，是挥发油高沸程（250280）的主要组分，也有低沸点的固体。倍半萜的含氧衍生物多有较强的香气和生物活性，倍半萜活性一般强于单萜，是医药、食品、化妆品工业的重要原料。 二、结构与分类2、分布 植物中 以OH、CO、COOR，或成苷 （少数生物碱形式） 海洋生物 300多种：存在海藻、腔肠、海绵、

19、软梯动物等 微生物界少 3、已发现骨架类型200余种、化合物数千种、海洋生物 300多种。4、生物作用 活性多样 抗疟（青蒿素）、利胆（姜黄素）、杀精子（棉酚）、抗癌（天人菊内酯 ）（二）倍半萜（1）无环倍半萜 金合欢醇存在于金合欢花油、橙花油、香茅中。橙花醇又称苦橙油醇，具有苹果香，是橙花油中的主要成分之一。 （二）倍半萜（2）单环倍半萜青蒿素(qinghaosu,arteannuin, artemisinin)为过氧化物倍半萜，是从中药青蒿(也称黄花蒿) 中分离到的具有过氧结构的倍半萜内酯，有很好的抗恶性疟疾活性，其多种衍生物制剂已用于临床。 东晋名医葛洪 肘后备急方： 青蒿一握，水一升渍

20、， 绞取汁服，可治久疟。 屠呦呦教授领导的团队将一种古老的中医疗法转化为最强有力的抗疟疾药，使现代技术与传统中医师们留下的遗产相结合，将其中最宝贵的内容带入21世纪。 “拉斯克奖”评审委员会 对青蒿素的结构进行了修饰，合成出具有抗疟效价高、原虫转阴快、速效、低毒等特点的双氢青蒿素(dihydroqinghaosu)，再进行甲基化，将它制成油溶性的蒿甲醚(artemether)及水溶性的青蒿琥珀酸单酯(artesunate) 用于临床。 （3）双环倍半萜（二）倍半萜 棉酚(gossypol)为杜松烷型双分子衍生物，主要存在于棉籽中，为有毒的黄色液体，具有杀精子的作用，但副作用大而未应用于临床。棉

21、酚不含手性碳原子，但由于两个苯环折叠障碍而具有光学活性。棉酚在棉籽中为消旋体，有多种不同熔点的晶体。 （3）双环倍半萜（二）倍半萜薁类(azulenoids) 由五元环与七元环骈合而成的芳环骨架都称为薁类(azulenoids)化合物。这类化合物多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等生物活性。 母核有一定的芳香性，其衍生物失去芳香性不溶于水，可用60 65%硫酸或磷酸提取薁类成分酸提取液加水稀释后，薁类成分即沉淀析出。.b.p在250 260之间，呈兰、紫、绿色；是 挥发油高沸点部分（二）倍半萜（3）双环倍半萜-薁类可与苦味酸（或三硝基苯）形成络合物结晶，结晶具有敏锐的熔点，可用于鉴定。具有高度共轭的双键

22、，可在可见光（360700nm）吸收光谱中有强吸收峰。多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等活性抗肿瘤活性（3）双环倍半萜-薁类（3）三环倍半萜（了解）环桉醇（cycloeudesmol）存在于对枝软骨藻（Chondric oppsiticlada）中，有很强的抗金黄色葡萄球菌作用，还有抗白色念珠菌活性。-白檀醇（-santalol）存在于白檀木的挥发油中，属-檀香烷衍生物，有强大的抗菌作用，曾用为尿道消毒药（檀香油也作药用，其中含檀香醇量在90%以上，所以作用和檀香醇相同）。（三）二萜 1、概述 基本碳架由20个碳原子，即4个异戊二烯单位构成，绝大多数不能随水蒸气蒸馏。 分布：植物界（广泛），菌类代谢产

23、物， 海洋生物。 存在：植物乳汁、树脂中。 化合物举例：紫杉醇、穿心莲内酯、丹参醌、银杏内酯、 雷公藤内酯、甜菊苷等。 二、结构与分类（三）二萜 2、分类（1）无环二萜 二、结构与分类 植物醇（phytol）是广泛存在于叶绿素的组成成分，也是维生素E和K1的合成原料。（2）单环二萜 维生素A（vitamin A）存在于动物肝脏中,特别是鱼肝中含量更丰富，往往以酯的形式存在。（3）双环二萜穿心莲内酯(andrographolide) ：存在于穿心莲 (榄核莲，一见喜)中，具有抗炎作用，用于治疗急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎、感冒发热等（3）双环二萜银杏内酯(ginkgolides)是银杏Ginkgo

24、biloba 根皮及叶的强苦味成分，可作为拮抗血小板活化因子，是血小板活化因子（PAF）的特效拮抗剂，而血小板活化因子是引起哮喘等许多疾病的重要因素。银杏内酯化学名R1R2R3银杏内酯 AOHHH银杏内酯 BOHOHH银杏内酯 COHOHOH银杏内酯 MHOHOH银杏内酯 JOHHOH银杏内酯及银杏总黄酮是银杏制剂中治疗心血管病的主要有效成分。（4）三环二萜 雷公藤甲素对乳腺癌和胃癌细胞系集落形成有抑制作用，16-羟基雷公藤内酯醇具有较强的抗炎免疫抑制和雄性抗生育作用。化学名R1R2R3 雷公藤甲素HHCH3 雷公藤乙素OHHCH3 雷公藤内酯HOHCH3 16-羟基雷公藤内酯醇HHCH2OH

25、（4）三环二萜紫杉醇(taxol)又称红豆杉醇，最早从太平洋红豆杉Taxus brevifolia的树皮中分离得到，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。 （5）四环二萜甜菊苷甜菊苷A甜菊苷D甜菊苷E 甜菊Stevia rebaudianum Bertoni 叶中含有以对映-贝壳杉烷(ent-kaurane) 骨架为母核、由不同糖组成的甜味苷。总甜菊苷含量约6%，其甜度约为蔗糖的300倍，其中又以甜菊苷A甜味最强，但含量较少。甜菊苷(stevioside)因其高甜度、低热量、无毒性等优良特性。 （四）二倍半萜 1、概述 基本碳架由25个碳原子，即5个异戊二烯

26、单位构成，绝大此类化合物发现较晚。 分布：羊齿植物、菌类、海洋生物及昆虫分泌物等。 合成前体：焦磷酸香叶基金合欢酯（GFPP）。 化合物举例：呋喃海绵素-3（furanspongin-3）、蛇孢甲壳素A （ophiobolin A） 二、结构与分类 三、理化性质（一）物理性质1、性状特性单萜及倍半萜 a、多为油状液体、少数为固体结晶，据挥发及特异性香气。 b、可随水蒸气蒸馏，其沸点随其结构中C5单位数、双键数、含氧基团的升高而升高（苷萜除外）。二萜及二倍半萜多为固体结晶。苷多为结晶或粉末，不惧挥发性。共性-多苦味，早年称“苦味酸”，少数具甜味，如甜菊苷。2、旋光性大多数化合物都具有手性碳原子，

27、有光学活性。3、溶解性 难溶于水，溶于甲醇、乙醇，易溶于乙醚、氯仿、 乙酸乙酯、苯等亲脂性有机溶剂。 具羰基、酚羟基及内酯结构的萜类还可溶于 NaHCO3或NaOH水液。（可利用此性质进行提取 分离） 萜苷随糖数目的增多，水溶性增强，脂溶性降低， ；一般易溶于甲醇及乙醇，不溶或难溶于亲脂性有 机溶剂。 注意：萜类化合物对热、光、酸及碱较明显，长时间接触，常会引起其氧化、重排及聚合反应，导致结构变化。故，提取分离时须注意。（二）化学性质 三、理化性质化学反应加成反应双键加成反应卤化氢加成Diels-Alder 反应亚硝酰氯反应溴加成分子重排反应羰基加成反应亚硫酸氢钠加成吉拉德试剂加成 1、加成反

28、应 含有双键和醛、酮等羰基的萜类化合物，可与某些试剂发生加成反应，其产物往往是结晶性的。这不但可供识别萜类化合物分子中不饱和键的存在和不饱和的程度，还可借助加成产物完好的晶型，用于萜类的分离与纯化。 （二）化学性质1、加成反应（1）双键加成 与卤化氢加成反应： 柠檬烯与氯化氢在冰醋酸中进行加成反应，反应完毕加入冰水即析出柠檬烯二氢氯化物的结晶固体。1、加成反应（1）双键加成 与溴加成反应： 萜类成分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(Tilden试剂)反应： 先将不饱和的萜类化合物加入亚硝酸异戊酯中，冷却下加入浓盐酸，混合振摇，然后加入少量

29、乙醇或冰醋酸即有结晶加成物析出。生成的氯化亚硝基衍生物多呈蓝色绿色，可用于不饱和萜类成分的分离和鉴定。 生成的氯化亚硝基衍生物还可进一步与伯胺或仲胺(常用六氢吡啶)缩合生成亚硝基胺类。后者具有一定的结晶形状和一定的物理常数，在鉴定萜类成分上颇有价值。 Diels-Alder加成反应： 带有共轭双键的萜类化合物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，可借以证明共轭双键的存在。1、加成反应（1）羰基加成反应 亚硫酸氢钠加成： 含羰基的萜类化合物可与亚硫酸氢钠发生加成反应，生成结晶形加成物，加酸或加碱又可使其分解。此性质可用于分离。 含双键和羰基的萜类化合物若反应时间

30、过长或温度过高，可使双键发生加成，并形成不可逆的双键加成物。 1、加成反应（1）羰基加成反应 与吉拉德(Girard)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Girard T和Girard P, 它们的结构式为： 吉拉德试剂T 吉拉德试剂P 1、加成反应（1）羰基加成反应 与吉拉德(Girard)试剂加成： 将吉拉德试剂的乙醇溶液加入含羰基的萜类化合物中，再加入10% 醋酸促进反应，加热回流。反应完毕后加水稀释，乙醚萃取分取水层，加酸酸化，再用乙醚萃取，蒸去乙醚后复得原羰基化合物。 2、分子重排反应 在萜类化合物中，特别是双环萜在发生加成、消除或亲核性取代反应时，

31、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。（一）萜类的提取 萜类化合物种类繁杂、数量庞大，理化性质差异较大，而且同分异构体多，结构稳定性差，所以提取分离难度相对较大。一般多根据此类成分 挥发性 亲脂亲水性 特殊官能团的专属反应 极性 等差异进行提取分离。四、提取与分离（一）萜类的提取用提挥发油的方法提取挥发性萜用甲醇或乙醇提取 醇提取液根据需要，浓缩一定体积，并调醇浓度，再用不同极性亲脂性有机溶剂依次萃取，得到不同脂溶性的萜类提取物。 富含油脂及叶绿素的中药材提得的醇提物，可先调醇浓度至

32、7080，用石油醚除杂，再用亲脂性有机溶剂萃取总萜；若药材含极性较大的萜类（如多羟基萜内酯），则可先用石油醚对药材脱脂后，再用醇提取。四、提取与分离 萜内酯的提取可结合其结构特点进行。 注：但某些对酸碱易引起结构发生不可逆变化的萜内酯，不可用 碱溶酸沉法纯化。 提取萜苷类多用甲醇或乙醇作溶剂，也可用水、稀丙酮及乙酸乙酯。提取液经减压浓缩后加水溶解，滤去水不溶性杂质，用乙醚、氯仿或石油醚萃取去除脂溶性杂质，脱脂后的萜苷水溶液可采用下述方法去除水溶性杂质： 正丁醇萃取法：得粗总萜苷 活性炭、大孔树脂吸附法：先除杂，在得萜苷（二）萜类的分离 1、利用特殊官能团分离 双键、羰基加成；内酯环碱开环酸闭环

33、； 酸基、萜类生物碱酸碱成盐及形成酸性酯等反应；2、结晶分离法3、柱层析分离吸附层析、AgNO3络合层析（1）吸附层析常用溶剂 氯仿-甲醇（不同比例）（2）AgNO3络合层析分离含双键的萜类 吸附规律 ： 多双键 少双 順式双键 反式双键 末端双键 环中双键（二）萜类的分离 4、实例 这些愈创木内酯型双环倍半萜具有一定的白血病细胞作用五、萜类化合物的检识（一）理化检识理化检识：结构特点：不饱和欢烃结构，碳架多而繁杂单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜缺乏专属性检识反应，采用TLC通用显色剂。卓酚酮、环烯醚萜、薁类具有一定专属性的检识反应。1、卓酚酮类检识反应酚类性质，与铁、铜等金属离子生成有颜色络盐。

34、 1. 三氯化铁反应赤色络合物 2. 硫酸铜反应酚类专属反应挥发性，红外特征（C=O：1600-1650cm-1）;R-OH: 3100-3200cm-1) Weiggering法（维格林法） Shear反应（希尔反应） 浓HCI:苯胺（1:15，V/V）; 车叶草苷：黄-棕-深绿 酸碱试剂、环戊酮结构 如：京尼平与氨基酸共热：红-蓝色 含环戊酮结构的萜+2,4-二硝基苯肼-黄色 苷的检识（辅助检识）2、环烯醚萜的检识车草叶苷、桃叶珊瑚苷、水晶兰苷哈帕苷潘木鳖、紫苷蓝色紫色阴性反应3、薁类化合物的检识Sabety反应 阳性现象：蓝、紫或绿色Ehrlich试剂反应 阳性现象：紫色或红色对-二甲胺

35、基苯甲醛显色反应 阳性现象：室温显蓝色； 氢化薁-80 ,10分钟，蓝色绿色-黄色；五、萜类化合物的检识（二）色谱检识理化检识：1通用显色剂硫酸香兰素-浓硫酸茴香醛-浓硫酸五氯化锑三氯化锑 硅胶、氧化铝、硝酸银络合碘蒸气磷钼酸2专属性试剂 2，4-二硝基苯肼（醛、酮）邻联茴香胺（醛、酮）萜类化合物碳架结构纷繁，难以总结共同的波谱规律，常见的结构特征团为： -CH3; -CH2;-R(CH3)C-R;C=C;-C=O;等 重点介绍一下环烯醚萜类化合物结构特征。（一）UV光谱（二）IR光谱（三）1H-NMR谱（四）13C- NMR谱（五）旋光谱六、结构检识（一）UV光谱UV:C4有-COOH, -

36、COOR取代的环烯醚萜共轭双烯，max 230240(=10000)；烯醇阴离子，导致吸收红移30-40nm；条件：0.01mol/LNaOH（二）IR光谱 共性：烯醚双键伸缩振动；1640cm-1 C4有-COOH, ，不饱和酯的羰基吸收： 1680cm-1 （或1710cm-1） 环酮结构（戊烷部分）：1740cm-1强吸收环氧结构（戊烷部分）： 1250cm-1 及830-890cm-1 两个吸收峰 裂环，乙烯基；990cm-1 及910cm-1 两个吸收峰用途：是否为环烯醚萜、4位取代、是否裂环、戊环取代（三） 1H-NMR光谱两个O的影响，H-1处于低场，4.5-6.2H-1与H-9

37、偶合，耦合常数 J对判断二氢吡喃环构象意义重大J1、9=0-3Hz, H-1平复键，1位羟基或其苷直立键，1位碳向上。J1、9=7-10Hz, H-1直立键，1位羟基或其苷平复键，1位碳向下。1、H-1 NMR信号 环烯醚萜类化合物中H-1与H-3的NMR信号最具有鉴别意义（三） 1H-NMR光谱2、H-3 NMR信号 R3H-COOR7.3-7.7(d，,J3,5=0-2Hz，)-CH36.0-6.2（m）-CH2OR6.2-6.6（m）-H6.5（dd，J3,4=6Hz、J3,5=2Hz）（三） 1H-NMR光谱3、其他质子信号 第一种情况C8-R10H-CH31.1-1.2(d, J8，

38、10=6Hz，)第二种情况C7C8之间为双键2（S）（四） 13C-NMR光谱3、其他质子信号 碳原子C1成苷95-104C5-OH71-74C6-OH75-83C7-OH75C8-OH62C10:CH2OH66C10:COOH175177C11:CHO190C11:COOH170175C11:COOCH3167169C6:羰基212219A：4-去甲基环烯醚苷：C4=143139; C3=102111B: 8-去甲基环烯醚苷: 若7(8)则C8=134136；若C7C8与氧成三元环,则C85660（六） 结构研究实例（见P196-199） 具有环戊酮结构的环烯醚萜类，一般都能显示较强的（）C

39、otton效应，应用：对于判断羰基 （C=O）的存在及某些立体结构很有价值。（五） 旋光谱七、含萜类化合物的中药实例青蒿【来源】菊科植物黄花蒿（Artemisia annua. L.） 的 干燥地上部分。【性味】味苦辛【功效】除蒸截疟【成分】单萜：蒿酮、异蒿酮、桉油精、樟脑等 倍半萜：青蒿素、青蒿甲醚、青蒿乙素、 青蒿丙素、青蒿酸等。 三萜类：-香树脂醋酸酯等。 其 他 ：黄酮、香豆素和植物甾醇等。 青蒿素为主要抗疟有效成分；被WHO誉为“世界上目前唯一有效的疟疾治疗药物”14倍28倍31倍青蒿素烷氧甲酰化还原青蒿素水溶性油溶性差好差好适合中型生产的工艺流程如下：第二节 挥发油1、概述挥发油(

40、volatile oils) 又称精油(essential oils)，是一类具有芳香气味的油状液体的总称。在常温下能挥发，可随水蒸气蒸馏。 大多具有芳香嗅味，并具有多方面较强的生物活性，为中药所含有的一类重要化学成分。 1、概述分布广泛：56科136属菊科：苍术、木香等；樟科：乌药、肉桂等；唇形科：薄荷，藿香；芸香科：降香、吴茱萸；伞形科：川芎、白芷等；存在部位：花、果、叶、根或根茎存在位置：腺毛、油实、油管 分泌细胞或树脂道生物活性：祛痰、止咳、平喘、驱风、 健胃、解热、镇痛、抗菌消炎作用。2、组成萜类芳香族脂肪族其他（一）萜类化合物 挥发油中的萜类成分，主要是单萜、倍半萜和它们含氧衍生物

41、，而且含氧衍生物多半是生物活性较强或具有芳香气味的主要组成成分。如：薄荷油含薄荷醇80%左右；（二）芳香族化合物 萜源衍生物 如百里香草酚(thymol)、-姜黄烯(-curcumene)等。 苯丙烷类衍生物：其结构多具有C6-C3骨架； 如：丁香酚（eugenol）、茴香脑（anethole）等 另外，还有一些 C6-C2或C6-C1骨架的化合物 如：花椒油素（xanthoxylin）等2、组成2、组成（三）脂肪族化合物 小分子脂肪族化合物 如： 陈皮中的正壬醇（n-nonyl ancohol）； 小分子醇、醛及酸类化合物 如：人参中的人参炔醇（panaxynol）； 鱼腥草挥发油中的癸酰乙

42、醛（decanoylacetaldehyde）2、组成（四）其他类化合物 除上述三类化合物外，还有一些挥发油样物质，如芥子油(mustard oil)、挥发杏仁油(volatile bitter almond oil)、原白头翁素(protoanemonin)、大蒜油(garlic oil)等，也能随水蒸气蒸馏，故也称之为“挥发油”。 原白头翁素是毛茛苷水解后产生的物质； 黑芥子油是芥子苷经芥子酶水解后产生的异硫氰酸烯丙酯； 大蒜油则是大蒜中大蒜氨酸经酶水解后产生的物质， 如大蒜辣素(allicin)等此外，还有一些生物碱也具有挥发性，如川穹嗪2、理化性质 颜色：多为无色或微带淡黄色，少数具有

43、其它颜色。 如洋甘菊油因含有薁类化合物而显蓝色，麝香草油显红色。 气味：大多数具有特殊而强烈的香气和辛辣味，少数具有难闻的臭气和腥气味。如鱼腥草具有腥气味。 形态：挥发油在常温下为透明液体，有的在冷却时其主要成分可能结晶析出。这种析出物习称为“脑”，如薄荷脑、樟脑等。（一）性状（二）挥发性2、理化性质 挥发油在常温下可自行挥发而不留任何痕迹，这是挥发油与脂肪油的本质区别。（三）溶解性 不溶于水，难溶于低浓度的醇，易溶于各种有机溶剂如：pet.、Et2O、CS2、高浓度醇等。2、理化性质（四）物理常数挥发油的沸点一般在70300oC之间；挥发油多数比水轻，也有比水重的 (如丁香油)，比重在0.8

44、51.065之间；挥发油几乎均有光学活性，比旋度在+97o177o范围内；具有强的折光性，折光率在1.431.61之间。 （五）不稳定性 挥发油与空气及光线接触，常会逐渐氧化变质，使之比重增加，颜色变深，失去原有香味，并能形成树脂样物质，也不能再随水蒸汽而蒸馏了。因此，挥发油制备方法的选择是很重要的，其产品应贮于棕色瓶内，装满、密塞并在阴凉处低温保存。2、理化性质3、提取与分离提取与分离提取蒸馏法溶剂提取法压榨法微波提取法二氧化碳超临界流体提取法分离冷冻析晶法分流法化学分离法碱性成分酚、酸性成分醇类成分醛酮成分其他成分色谱分离法（一）挥发油的提取方法1、蒸馏法（常用方法）1.1、方法分类 a、

45、共水蒸馏；b、隔水蒸馏水；c、水蒸气蒸馏法 注： a、b： 温度稍高，易引起某些成分分解； c ： 温度较低，但设备较ab复杂； 1.2、优缺点 优点：设备简单，容易操作，成本低，提取率高； 缺点：与水接触时间较长，温度较高，不适宜热敏性挥发油。2、溶剂提取法（适于热敏性挥发油） 2.1、方法分类 低沸点有机溶剂连续回流或冷浸法；乙醇浸渍后冷冻。 3、提取与分离（一）挥发油的提取方法3、压榨法（适于含挥发油较多的原料）3.1 优缺点 优点：可保持原有的新鲜香味； 缺点：有可能溶出原料中的不挥发性物质，亦很难 压榨完全。 例：柠檬油常溶出原料中的叶绿素，而使之呈绿色4、微波法（适于范围较广） 4

46、.1 优缺点 优点：操作方便、装置简单、提取时间少、效率高、溶剂用 量少、产品纯正； 缺点：对提取机理还不太明确；不易自动话，缺乏与其他仪 器自动联机。（一）挥发油的提取方法 5、CO2超临界流体提取法（适于对热不稳定的提取）3.1 优缺点 优点：防止氧化、热解及提高质量；溶剂无毒廉价 缺点：设备昂贵，涉及高压系统，大规模使用时其工艺过程和 技术要求高。（二）挥发油的分离方法 1、冷冻析晶法 方法：置0，析晶；若无，再置-20 ；结晶，取出再重结晶即可； 例如：薄荷油冷至-10，12小时析出第一批粗脑，油再在-20冷 冻24小时可析出第二批粗脑，粗脑加热熔融，在0冷冻即 可得较纯薄荷脑。2、分

47、馏法-挥发油结构与沸点的关系不同母核，随C链增加沸点增高： 倍半萜 单萜母核相同：含氧萜大于不含氧的萜类不含氧的萜类，随双键数增多，沸点升高：三烯 二烯 一烯； 含氧萜母核相同时，随官能团极性增加沸点上升： 醚 酮 醛 醇 酯 羧酸。注：酯的沸点比相应的醇沸点高, 含氧倍半萜的沸点更高。 （二）挥发油的分离方法（二）挥发油的分离方法 3、化学分离法（P207-208） 3.1、碱性成分的分离 将挥发油溶于乙醚，加10%盐酸或硫酸萃取，分取酸水层， 碱化，用乙醚萃取，蒸去乙醚可得碱性成分。 通常在减压下进行； 3570/1333.22 Pa被蒸馏出来的为单萜烯类化合物； 70100/ 1333.

48、22 Pa被蒸馏出来的是单萜的含氧化合物； 更高的温度被蒸馏出来的是倍半萜烯及其含氧化合物。 2、分馏法一般规律 3、化学分离法（P207-208） 3.2、酚、酸性成分的分离 将挥发油溶于等量乙醚中，先以5%的碳酸氢钠溶液直接进行萃取，分出碱水液 ，加稀酸酸化，用乙醚萃取，蒸去乙醚，可得酸性成分。继用2%氢氧化钠溶液萃取，分取碱水层、酸化后，用乙醚萃取，蒸去乙醚可得酚性成分。 3.3、醇类成分 挥发油与丙二酸单酰氯或邻苯二甲酸酐或丙二酸反应生成酸性单酯，再将生成物转溶于NaHCO3溶液中，用乙醚洗去未作用的挥发油，将碱溶液酸化，再用乙醚提取所生成的酯，蒸去乙醚，残留物经皂化，分得原有的醇类成分。 注意：伯醇容易形成酯，仲醇反应较慢，而叔醇则较难作用。 3、化学分离法 3.4、醛、酮成分的分离母液水洗至中性，无水Na2SO4干燥，加NaHSO4饱和液振摇后吉拉德T,P回流水层或加成物结晶酸或碱液处理，使加成物水解，以乙醚萃取醛或酮类化合物 3.5、其他成分的分离 酯类成分：精