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文档简介
Chapter
2
植物次生代谢产物
的主要类群Chapter2
植物次生代谢产物
的主要类群1植物次生代谢产物的种类非常繁多:
酚类、醌类、黄酮类、香豆素、木质素、环氧化物、生物碱、喹啉、糖苷、吲哚、大环内脂、萘、核苷、吩嗪、吡嗪、吡咯、萜类、甾类、皂甙、多肽类、多烯类、多炔类、有机酸、毒素和色素等已知的次生代谢产物在十五万种以上,而且每年至少有4000个新的产物被报道2植物次生代谢产物的主要类群植物次生代谢产物的种类非常繁多:
酚类、醌类、黄酮类、香豆素2次生代谢产物的化学结构差异很大,通常归为萜类化合物、酚类化合物、含氮化合物三大类除以上三大类外,植物还产生多炔类、有机酸等次生代谢物质多炔是植物体内发现的天然炔类,主要分布于菊科及伞形科植物,现已发现1000种左右有机酸广泛分布于植物各部位,一些有机酸如茉莉酸在植物信号传递中起重要作用根据生理作用也可将次生代谢产物分为抗生素(植保素)、生长刺激素、维生素、色素、生物碱与毒素等不同类型2植物次生代谢产物的主要类群次生代谢产物的化学结构差异很大,通常归为萜类化合物、酚类化合3萜类或类萜在
植物界中广泛
存在,由异戊
二烯组成,有
链状的,也有环状的,一般不溶于水萜类种类依异戊二烯数目而定,有单萜、倍半萜、双萜、三萜、四萜和多萜之分萜类化合物(terpenoids)萜类或类萜在
植物界中广泛
存在,由异戊
二烯组成,有
链状4酚类是芳香族环上的氢原子被羟基或功能衍生物取代后生成的化合物,种类繁多。有些只溶于有机溶剂,有些是水溶性羧酸和糖苷,有些是不溶的大分子多聚体功能上,有决定花、果颜色的花色素和橙皮素,有构成次生壁重要组成的木质素,也有作为药物的芸香苷(路丁)、肉桂酸和肉桂醇等酚类化合物(phenol)酚类是芳香族环上的氢原子被羟基或功能衍生物取代后生成的化合物5含氮化合物(nitrogen-containing)植物次生代谢产物中有许多是含氮的,大多数含氮产物是从普通的氨基酸合成的生物碱、含氰苷、芥子油苷、非蛋白氨基酸等含氮化合物多具有防御功能含氮化合物(nitrogen-containing)植物次生62植物次生代谢产物的主要类群2.1萜类(terpene)2.2甾体类(steroid)2.3苯丙烷类(phenylpropanoid)2.4醌类(quinonoid)2.5黄酮类(flavonoid)2.6鞣质(tannin)2.7生物碱(alkaloid)2.8氰苷cyanogenicglycoside、
芥子油苷glucosinolate、
非蛋白氨基酸nonproteinaminoacid萜类化合物酚类化合物含氮化合物2植物次生代谢产物的主要类群2.1萜类(terpen72.1萜类terpene萜类或类萜在
植物界中广泛
存在,由异戊
二烯组成,有
链状的,也有环状的,一般不溶于水萜类种类依异戊二烯数目而定,有单萜、倍半萜、双萜、三萜、四萜和多萜之分2.1萜类terpene萜类或类萜在
植物界中广泛
8植物次生代谢产物的主要类群A萜类、甾类课件9在植物细胞中,低分子量的萜是挥发油,分子量增高就成为树脂、胡萝卜素等较复杂的化合物,更大分子量的萜则形成橡胶等高分子化合物许多单萜及其衍生物对昆虫有毒挥发油能使植物引诱昆虫传粉,或防止动物侵袭许多双萜对食草动物有毒,如佛波醇类型的双萜是典型的肿瘤促进物,但紫杉醇却是强抗癌药物橡胶对植物有保护作用,如封闭伤口和防御食草动物取食在植物细胞中,低分子量的萜是挥发油,分子量增高就成为树脂、胡10萜类的生物合成萜类的生物合成有两条途径:甲羟戊酸途径和丙酮酸/磷酸甘油醛途径,前者研究得比较清楚,后者仍有些未明两条途径都是经过异戊烯基焦磷酸(IPP)进一步合成各种萜类化合物萜类的生物合成萜类的生物合成有两条途径:甲羟戊酸途径和丙酮酸11植物次生代谢产物的主要类群A萜类、甾类课件12transketolase转酮酶glyceraldehyde-3-phosphate甘油醛-3-磷酸
xylulose-5-phosphate木酮糖-5-磷酸isopentenylpyrophosphate(IPP)异戊烯基焦磷酸pyruvate丙酮酸transketolaseglyceraldehyde-3-13各种萜类化合物的形成各种萜类化合物的形成142.1.1单萜(monoterpene)单萜广泛存在于高等植物中,多分布于樟科、松科、伞形科、姜科、芸香科、桃金娘科、唇形科、菊科的植物中单萜(含10个C原子)常温下一般是挥发性液体,沸点140~200℃。有的单萜与糖结合成苷,则不具有挥发性单萜依据碳架可分为链状、单环、双环和三环4个大类2.1.1单萜(monoterpene)单萜广泛存在于高152.1.1.1链状单萜月桂烯(杨梅烯,myrcene)广泛存在于植物界,杨梅叶、松节油、黄柏果油、桂油、柠檬草油、啤酒花油和芫荽油等挥发油中含有芳樟醇(linalool),(-)-(R)-芳樟醇存在于香紫苏油、香柠檬油、芳樟油中,(+)-(S)-芳樟醇存在于芫荽油、桔油及素馨花挥发油中2.1.1.1链状单萜月桂烯(杨梅烯,myrcene)广162.1.1.1链状单萜橙花醇(nerol)的反式异构体称香叶醇(geraniol),均有玫瑰香气。橙花醇的香气更为柔和,常用于香水配方柠檬醛(citral),柠檬醛通常为混合物,反式的习称香叶醛(geranial),顺式的称橙花醛(neral)。柠檬醛以橙花醛为主,具有柠檬香气2.1.1.1链状单萜橙花醇(nerol)的反式异构体称172.1.1.2单环单萜柠檬烯(limonene),(+)-柠檬烯在芸香科桔属植物果皮的挥发油中约含90%,(-)-柠檬烯存在于薄荷、土荆芥、缬草的挥发油中萜品醇(terpineol),也称松油醇,存在于樟脑油、八角茴香油及橙花油中,用于香料配制缬(xié)草2.1.1.2单环单萜柠檬烯(limonene),(+)182.1.1.2单环单萜薄荷醇(menthol),
又称薄荷脑。由于有3个不对称碳原子,应有4对不同的立体异构体。天然薄荷油只含有(-)-薄荷醇和(+)-新薄荷醇2种立体异构体,(-)-薄荷醇是主要成分。具有防腐、杀菌、清凉作用薄荷2.1.1.2单环单萜薄荷醇(menthol),
又称192.1.1.2单环单萜桉油精(cineole)是益智(Alpiniaoxyphylla)果实精油主要成分,占55%,具有解热消炎和防腐抗菌功效驱蛔素(ascaridole)又称土荆芥油精,是驱虫药土荆芥油中的主要成分,约占70%桉油精驱蛔素土荆芥益智2.1.1.2单环单萜桉油精(cineole)是益智(A202.1.1.2单环单萜紫罗兰酮(ionone)存在于千屈菜科指甲花(Lawsoniainermis)精油中,工业上由枸橼(yuán)酸与丙酮缩合制备。紫罗兰酮是混合物,α-紫罗兰酮可作香料,β-紫罗兰酮可用于合成维生素Aα-紫罗兰酮β-紫罗兰酮2.1.1.2单环单萜紫罗兰酮(ionone)存在于千屈212.1.1.3双环单萜双环单萜的结构类型较多,常见的有
侧柏烷(thujane)、
莰烷(camphane)、蒈(kǎi)烷(carane)、
蒎烷(pinane)及
葑烷(fenchane)前4种可看成是薄荷烷(menthane)的衍生物,且以蒎烷和莰烷型结构最稳定,形成的衍生物数量最多,集中分布于松柏科植物2.1.1.3双环单萜双环单萜的结构类型较多,常见的有
222.1.1.3双环单萜蒎烯(pinene)是松节油的主要成分,α-蒎烯约70%,β-蒎烯约30%。蒎烯在柠檬、八角茴香、蓝桉叶、百里香、茴香、芫荽、薄荷精油中也广泛存在,是合成龙脑、樟脑的重要原料α-蒎烯β-蒎烯2.1.1.3双环单萜蒎烯(pinene)是松节油的232.1.1.3双环单萜马鞭草烯酮(verbenone)存在于马鞭草油中,曾应用于合成紫杉烷骨架龙脑(bornel)即中药“冰片”,能升华,其右旋体来自龙脑树(Dryobalanopscamphola)的树干渗出物,左旋体从艾纳香全草和野菊花的花蕾精油中获得,消旋体则是合成品,均用于香料、清凉剂及中成药马鞭草烯酮龙脑2.1.1.3双环单萜马鞭草烯酮(verbenone)存242.1.1.3双环单萜樟脑(camphor),左旋体存在于菊蒿(Tanacetumvulgare)精油中,右旋体在樟树(Cinnamomumcamphora)挥发油——樟脑油中约占50%,合成品为消旋体。樟脑有局部刺激作用和防腐作用,并可作为强心剂,其强心作用可能是由于在体内氧化成对-氧化樟脑(p-oxocamphor)和π-氧化樟脑(π-oxocamphor)所致樟脑对-氧化樟脑π-氧化樟脑2.1.1.3双环单萜樟脑(camphor),左旋体存在252.1.1.3双环单萜茴香酮(fenchone)是樟脑的异构体,其右旋体存在于小茴香(Foeniculumvulgare)挥发油中,左旋体存在于侧柏油中
莰烷衍生物(+)-angelicoidenol-2-O-β-D-glucopyranoside存在于生姜中,该化合物可用龙脑为原料制备得到樟脑茴香酮2.1.1.3双环单萜茴香酮(fenchone)是樟脑的262.1.1.3双环单萜芍药苷(paeoniflorin),以芍药苷为代表的一系列蒎烷骨架衍生物是芍药科植物特有的化学成分,已发现近30个类似单萜苷成分来自该科植物,其中芍药苷在该科植物根中的含量高达1.8%~7.3%,是常用中药白芍(Paeonialactiflora)、赤芍(P.obovata)根的主要活性成分,具镇痛、镇静、解痉、抗炎等药理作用2.1.1.3双环单萜芍药苷(paeoniflorin)27植物次生代谢产物的主要类群A萜类、甾类课件282.1.1.3双环单萜赤芍:为毛莨科植物
(野生)芍药、川芍
药、草芍药等的根。
具有清热凉血、散瘀、
止痛的功能。含芍药
苷、芍药新苷、氧化芍药苷等苷类成分白芍:为毛莨科植物(种植)芍药根(经水煮)去根皮的木质部。具有补血调经、养阴平肝、缓急止痛、敛阴止汗的功能。含芍药苷、芍药内酯苷、氧化芍药苷、芍药花苷等,还含微量元素、挥发油等2.1.1.3双环单萜赤芍:为毛莨科植物
(野生)芍药、292.1.1.4三环单萜比较少见,如檀油酸(teresantalicacid),含于檀香挥发油中,含量不高2.1.1.4三环单萜比较少见,如檀油酸(teresan302.1.2倍半萜(sesquiterpene)倍半萜类化合物广泛存在于植物界,在菊科、唇形科、樟科、豆科、木兰科、桃金娘科、龙脑香科、芸香科及松科植物中最为丰富无论从数目上还是从结构骨架的类型上看,倍半萜类都是萜类中最多的,目前发现的结构骨架有200多种,化合物数量达数千种倍半萜具有广谱的生物活性,如驱蛔虫、强心、抗炎、镇痛、抗肿瘤、抗疟等,同时又是重要的香气成分,是医药、农药、食品、化妆品工业的重要原料2.1.2倍半萜(sesquiterpene)倍半萜类化312.1.2倍半萜(sesquiterpene)按碳环数,可分为:无环、单环、双环、三环、四环;按环上碳原子数可分为:五元环、六元环、七元环,直到十二元大环倍半萜化合物是由法呢基焦磷酸(farnesylpyrophosphate,FPP)衍生的含15个碳原子的化合物,常见的结构类型及其生物合成途径如下:2.1.2倍半萜(sesquiterpene)按碳环数,322.1.2倍半萜以顺,反-FPP为母体的倍半萜类结构类型及其生物合成途径:2.1.2倍半萜以顺,反-FPP为母体的倍半萜类结构332.1.2倍半萜以反,反-FPP为母体的倍半萜类结构类型及其生物合成途径2.1.2倍半萜以反,反-FPP为母体的倍半萜类结构342.1.2倍半萜(sesquiterpene)青蒿素(qinghaosu,artemisinin)
是从中药青蒿(黄花蒿,Artemisia
annua)中分离到的抗恶性疟疾的有效成分。以其为先导物,合成的蒿甲醚(artemether)和二氢青蒿素(dihydroartemisinin),抗疟活性强于母体化合物青蒿素二氢青蒿素蒿甲醚2.1.2倍半萜(sesquiterpene)青蒿素(q352.1.2倍半萜(sesquiterpene)青蒿琥酯(artesunate,ATS)是临床上抗疟新药,是目前唯一有效的青蒿素水溶性衍生物鹰爪甲素(yingzhaosuA)和鹰爪丙素(yingzhaosuC)是从民间治疗疟疾的有效草药鹰爪(Artabotrysuncinatus)根中分离出的抗疟有效成分青蒿琥酯鹰爪甲素鹰爪丙素2.1.2倍半萜(sesquiterpene)青蒿琥酯(362.1.2倍半萜(sesquiterpene)没药烷型倍半萜heliannuolH存在于向日葵叶中,具有化感作用藁本酮(ligustilone)和藁本酚(ligustiphenol)分离自中药藁本(Ligusticumsinense),后者有强的免疫抑制作用HeliannuolH藁本酮藁本酚2.1.2倍半萜(sesquiterpene)没药烷型倍372.1.2倍半萜(sesquiterpene)白果内酯(bilobalide)含于银杏(Ginkgobiloba)叶及根中,有抗炎、镇静、拒食等作用,是一种脑神经治疗剂除虫菊内酯(pyrethrosin),存在于杀虫植物除虫菊(Chysanthemumcinerariaefolium,Pyrethrumcinerariaefolium)白果内酯除虫菊内酯2.1.2倍半萜(sesquiterpene)白果内酯(382.1.2倍半萜(sesquiterpene)白鲜苷(dictamnosidesH~M)是芸香科植物白鲜(Dictamnusdasycarpus)根皮中所含的桉烷型倍半萜苷,对多种致病真菌有抑制作用,用于治疗黄疸、咳嗽、关节炎及一些皮肤病HIJKLM2.1.2倍半萜(sesquiterpene)白鲜苷(d392.1.2倍半萜(sesquiterpene)泽兰苦内酯(euparotin)是圆叶泽兰(Eupatoriumrotundifolium)中抗癌活性成分大苞雪莲内酯(involucratolactone)是从新疆雪莲(Saussureainvolucrata)中得到的泽兰苦内酯大苞雪莲内酯2.1.2倍半萜(sesquiterpene)泽兰苦内酯402.1.2倍半萜(sesquiterpene)堆心菊内酯(helenalin)含于堆心菊(Helenium
microcephalum)中,具细胞毒活性hydroxychillin是小叶艾菊(Tanacetummicrophyllum)的活性成分,为抗炎、抗溃疡药堆心菊内酯hydroxyxhillin2.1.2倍半萜(sesquiterpene)堆心菊内酯412.1.2倍半萜(sesquiterpene)脱落酸(abscisicacid,ABA)又称落叶酸,天然的植物生长抑制剂,Addicott等于1964年从未成熟将脱落的棉花果实中分离出,次年确定结构棉酚(gossypol)存在于棉籽中(约0.5%),棉的茎、叶也含,有较强的杀精子抗生育作用脱落酸棉酚2.1.2倍半萜(sesquiterpene)脱落酸(a422.1.3二萜(diterpene)二萜类化合物广泛存在于植物界,松柏科植物较为普遍,也较多地分布于菊科、大戟科、豆科、唇形科、防己科、毛茛科、杜鹃花科、卫矛科及茜(qiàn
)草科各属植物中许多二萜含氧衍生物如穿心莲内酯、丹参醌、闹羊花毒素、佛司可林、雷公藤素、甜菊苷等,具有较强的生物活性,如抗菌、消炎、抗肿瘤、杀虫、免疫抑制等,有的已是重要的药物,有的是食品添加剂2.1.3二萜(diterpene)二萜类化合物广泛存在432.1.3二萜(diterpene)按碳环数可分为链状二萜、单环二萜、双环二萜、三环二萜、四环二萜二萜化合物一般是由牻牛儿牻牛儿焦磷酸(geranylgeranylpyrophosphate,GGPP)转化而成,常见的结构类型及其生物合成途径如下:2.1.3二萜(diterpene)按碳环数可分为链状二442.1.3二萜以GGPP为母体的二萜类结构类型及其生物合成途径2.1.3二萜以GGPP为母体的二萜类结构类型及其生452.1.3.1链状二萜西红花为鸢尾科植物藏红花(番红花,Crocussativus)的干燥柱头,具有活血化瘀、消肿止痛等疗效。提取物具有亮丽的黄色和特殊的香味,常用于食品添加剂、香料和丝绸及羊毛染料。西红花有效成分为西红花酸(crocetin)和西红花苷(crocin),西红花苷Ⅰ含量最高,作为标准品西红花苷Ⅰ西红花苷Ⅱ西红花苷Ⅴ链状二萜类化合物在自然界中较为少见2.1.3.1链状二萜西红花为鸢尾科植物藏红花(番红花,462.1.3.2单环二萜西松烷型化合物(cembranoid)是具有代表性的单环二萜,广泛分布于海洋生物,在植物如大戟科巴豆属、Echinodorus属、烟草中零星存在。泰国传统草药Crotonoblongifolius用作泻药,从其茎皮中分离鉴定出2个西松烷型二萜crotocembraneic和neocrotocembraneicCrotocembraneicNeocrotocembraneic2.1.3.2单环二萜西松烷型化合物(cembranoi472.1.3.3双环二萜佛司可林(forskolin)及其类似物是从印度唇形科药用植物毛喉鞘蕊花(Coleusforskolin)中分离得到的劳丹烷型二萜化合物,有明显的降压、强心作用,其水溶性衍生物colforsindaproate在日本用于治疗心力衰竭、哮喘佛司可林colforsindaproate2.1.3.3双环二萜佛司可林(forskolin)及其482.1.3.3双环二萜中药穿心莲(Andrographispaniculata)叶中含有穿心莲内酯(andrographolide)、新穿心莲内酯(neo-andrographolide)、14-去氧-11,12-脱氢穿心莲内酯(14-deoxy-11,12-dehydro-andrographolide)等,穿心莲内酯是其中主要的抗炎有效成分,临床上用于急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎、感冒、发热等症的治疗穿心莲内酯新穿心莲内酯14-去氧-11,12-脱氢穿心莲内酯2.1.3.3双环二萜中药穿心莲(Andrograph492.1.3.3双环二萜银杏内酯A、B、C、J(ginkgolidesA,B,C,J)是银杏根皮及叶的强苦味成分,为银杏制剂的主要有效成分,萜内酯含量6%是质量指标之一土荆皮酸乙(pseudolaricacidB)是由金钱松(Pseudolarixkaempferi)根皮中分离出的抗真菌、抗生育活性成分土荆皮酸乙银杏内酯AB
CJ2.1.3.3双环二萜银杏内酯A、B、C、J(gink50三环二萜中最具代表性的化合物有紫杉烷型和松香烷型衍生物,前者如紫杉醇,后者如丹参酮、雷公藤甲素、迷迭香酚等紫杉醇(taxol,paclitaxel)从红豆杉科植物如太平洋紫杉(Taxusbrevifolia)、东北红豆杉(T.cuspidata)、云南红豆杉(T.yunnanensis)树皮、枝叶中分离得到,含量很低(0.1mg/kg),
用于治疗晚期乳腺癌、
卵巢癌、非小细胞肺
癌等2.1.3.4三环二萜三环二萜中最具代表性的化合物有紫杉烷型和松香烷型衍生物,前者512.1.3.4三环二萜紫杉醇水溶性差,目前临床用药只能靠植物直接提取,或由植物中含量较高的巴卡丁Ⅲ(baccatinⅢ)或10-去乙酰巴卡丁Ⅲ(10-deacetylbaccatinⅢ)半合成获得,也可使用类似半合成品多西紫杉醇(docetaxel,taxotere)巴卡丁Ⅲ
10-去乙酰巴卡丁Ⅲ多西紫杉醇2.1.3.4三环二萜紫杉醇水溶性差,目前临床用药只能靠522.1.3.4三环二萜丹参酮类化合物是活血化瘀中药丹参(Salviamiltiorrhiza)根中的活性成分,从中分离出的丹参酮ⅡA(tanshinoneⅡA)的磺化产物丹参酮ⅡA磺酸钠,可溶于水,临床上治疗心绞痛效果显著,不良反应小,为治疗冠心病的新药丹参酮ⅡA丹参酮ⅡA磺酸钠2.1.3.4三环二萜丹参酮类化合物是活血化瘀中药丹参(532.1.3.4三环二萜迷迭香酚(rosmanol,A)、
表迷迭香酚(epirosmanol,B)、鼠尾草酚(carnosol,C)是从迷迭香(Rosmarinusofficinalis)中分离得到的,对人血LDL中的脂质过氧化和apoB蛋白的氧化均有抑制作用,其抗氧化机制与其对脂自由基清除活性有关ABC2.1.3.4三环二萜迷迭香酚(rosmanol,A542.1.3.4三环二萜雷公藤甲素(triptolide,A)及16-羟基雷公藤内酯醇(16-hydroxytriptolide,B)是从雷公藤(Tripterygiumwilfordii)的根中分离出的抗癌活性物质,前者对胃癌和乳腺癌细胞系集落形成有抑制作用,后者具有较强的抗炎、免疫抑制和雄性抗生育作用2.1.3.4三环二萜雷公藤甲素(triptolide552.1.3.5四环二萜菊科植物甜叶菊(Stevia
rebaudiana)叶中含有甜菊苷(stevioside,A)、甜菊苷A(rebaudiodideA,B)等一系列四环二萜甜味成分,后者甜味较强,但含量较低。总甜菊苷含量约6%,其甜度为蔗糖的250-300倍,而能量只是蔗糖的1/90,被广泛用作食品添加剂。AB2.1.3.5四环二萜菊科植物甜叶菊(Stevia
562.1.3.5四环二萜冬凌草甲素(oridonin)是由冬凌草(Rabdosiarubescens)及延命草(Isodontrichocupus)中得到的抗肿瘤有效成分木瓣树酸(xylopinicacid)为抗HIV药物开发的先导化合物,含于秘鲁产的番荔枝科植物Xylopiasp.果实中冬凌草甲素木瓣树酸冬凌草
2.1.3.5四环二萜冬凌草甲素(oridonin)是由57澳杨亭(prostratin)来源于大戟科植物下垂澳杨
(Homalanthus
nutans)茎皮或瑞香科植物平卧稻花的根、茎,具有镇静、镇痛、抗HIV及抗炎作用闹羊花毒素Ⅲ(rhodojaponinⅢ)是有毒植物黄杜鹃中的主要杀虫有效成分2.1.3.5四环二萜澳杨亭闹羊花毒素Ⅲ澳杨亭(prostratin)2.1.3.5四环二萜澳杨582.1.3.6二倍半萜类化合物(sesterterpene)二倍半萜类化合物多在菌类、地衣、海绵及某些昆虫的分泌物中发现,为数不多,约200多个,70%以上来自海绵。植物中报道较少,略见于唇形科植物Salviamirzayanii和S.sahendica,如代表化合物salvimirzacolide(A)和salvileucolidemethylester(B)AB2.1.3.6二倍半萜类化合物(sesterterpen592.1.4三萜(triquiterpene)三萜类化合物在植物界中主要存在于被子植物,以石竹科、五加科、豆科、七叶树科、远志科、桔梗科、玄参科等植物中分布较为普遍,且含量较高许多重要的中草药如人参、甘草、柴胡、黄芪、桔梗等均含有三萜类化合物,并表现出多样化的生理活性,如人参皂苷能调节机体代谢、增强免疫功能,柴胡皂苷有抑制中枢神经系统和明显的抗炎症作用,对脑外伤及心血管病有较好的治疗作用2.1.4三萜(triquiterpene)三萜类化合物602.1.4三萜(triquiterpene)三萜类化合物以游离、苷或酯的形式存在于植物体内,已发现的结构类型达30余种,除少数为无环三萜(鲨烯)、单环三萜、双环三萜及三环三萜外,主要是四环三萜和五环三萜两大类,其中最为常见的是三萜皂苷(triterpenoidsaponin),有时也称为酸性皂苷从生源上看,三萜类化合物可看作是由鲨烯(squalene)通过不同方式环合而成的,而鲨烯则是由法呢基焦磷酸(farnesylpyrophosphate,FPP)尾尾缩合生成2.1.4三萜(triquiterpene)三萜类化合物612.1.4.1四环三萜目前发现的四环三萜骨架类型主要有达玛烷(dammarane)型、羊毛甾烷(lanostane)型、葫芦烷(cucurbirtane)型、环阿吨烷(cycloartane)型、甘遂烷(tirucallane)型、大戟烷(euphane)型、原萜烷(protostane)型和降解四环三萜类等2.1.4.1四环三萜目前发现的四环三萜骨架类型主要有达622.1.4.1四环三萜达玛烷型四环三萜皂苷是人参(Panaxginseng)、三七(P.notoginseng)等五加科药材的主要生物活性成分。人参含30余种人参皂苷(ginsenosides),三七中含40多种2.1.4.1四环三萜达玛烷型四环三萜皂苷是人参(Pa63人参人参642.1.4.1四环三萜人参皂苷Rb1(A)和Rg1(B)及其衍生物是人参属植物中主要成分,三七根中的皂苷特别是Rb1和Rg1的含量比人参和西洋参高得多,但目前为止三七中尚未发现齐墩果烷
型三萜皂苷的存在,这是三
七与其他人参属植物
包括人参和西洋
参的主要化
学区别AR=BR=2.1.4.1四环三萜人参皂苷Rb1(A)和Rg1(B652.1.4.1四环三萜葫芦烷型四环三萜皂苷是葫芦科植物的主要特征性成分,茜草科、花葱科、梧桐科、瑞香科、杜英科、大戟科等少数植物中也有存在,主要有葫芦苦素类(cucurbitacins)和罗汉果甜素类(mogrosides)2.1.4.1四环三萜葫芦烷型四环三萜皂苷是葫芦科植物的662.1.4.1四环三萜葫芦科许多属植物所含的苦味成分总称为葫芦苦素类。由雪胆属植物曲莲(Hemsleyaamabilis)根中分离得到的雪胆甲素和乙素(cucurbitacinⅡa、Ⅱb),临床用来治疗肠炎、菌痢、慢性气管炎2.1.4.1四环三萜葫芦科许多属植物所含的苦味成分总称672.1.4.1四环三萜罗汉果是重要的镇咳、清热中药,其主要成分为罗汉果甜素Ⅴ(mogrosideⅤ),约占鲜果的0.5%,其0.02%水溶液的甜度大约是蔗糖的257倍,属天然食疗低热甜味剂2.1.4.1四环三萜罗汉果是重要的镇咳、清热中药,其主682.1.4.1四环三萜降解三萜类主要有柠檬苦素和苦木素两类柠檬苦素类(limonoids)也称楝苦素类(meliacins),目前已从芸香目植物中分离出300多个该类化合物,具有显著的抑制昆虫进食、调节生长活性及抗癌、抗疟、抗菌、抗病毒、杀虫等作用2.1.4.1四环三萜降解三萜类主要有柠檬苦素和苦木素两692.1.4.1四环三萜鹅耳枥楝素(meliacarpininE)存在于楝树
(Meliaazedarach)的根皮,抑制昆虫进食2.1.4.1四环三萜鹅耳枥楝素(meliacarpin702.1.4.2五环三萜已发现的五环三萜类化合物中,有15种以上结构类型,主要包括齐墩果烷(oleanane)型、乌苏烷(ursane)型、羽扇豆烷(lupane)型及木栓烷(friedelane)型等2.1.4.2五环三萜已发现的五环三萜类化合物中,有15712.1.4.2五环三萜齐墩果酸(oleanolicacid)为齐墩果烷型的代表,在植物界分布较广,有降转氨酶作用,促进肝细胞再生,防止肝癌变,是柴胡、商陆、远志等许多中药的主要成分2.1.4.2五环三萜齐墩果酸(oleanolicac722.1.4.2五环三萜甘草(Glycyrrhizauralensis)的主要成分是具有甜味的甘草甜素即甘草皂苷(glycyrrhizin),又称甘草酸,由甘草次酸(glycyrrhetinicacid)与2分子葡萄糖醛酸结合而成。如黄甘草(G.eurycarpa)中的黄甘草皂苷(glyeurysaponin,A)、甘草酸(B)、甘草次酸(C)ABC2.1.4.2五环三萜甘草(Glycyrrhizau732.1.5四萜(tetraterpene)四萜类化合物由牻牛儿牻牛儿焦磷酸(geranylgeranylpyrophosphate,GGPP)尾尾缩合而成类胡萝卜素(carotenoid,carotinoid)是胡萝卜素(carotin)和胡萝卜醇(carotenol)等的总称,目前已知300种以上,颜色从黄、橙、红到紫都有,植物中除花以外,叶、根、果皮等部位都含有这类色素2.1.5四萜(tetraterpene)四萜类化合物由742.1.5四萜(tetraterpene)2.1.5四萜(tetraterpene)752.1.6多萜(polyterpene)橡胶是由橡胶树的乳汁管流出,对植物具有保护作用,如封闭伤口和防御食草动物取食2.1.6多萜(polyterpene)橡胶是由橡胶树的762.2甾体类steroid甾体类化合物又称为类固醇类化合物,结构上的共同特征是含有
具A、B、C、D4
个稠合环的甾核,
也称甾环,上有3
个侧链:C-9、
C-13位的2个角甲
基和C-17位的8~
10个碳的烃链甾2.2甾体类steroid甾体类化合物又称为类固醇类772.2甾体类steroid甾体类化合物在动植物生命过程中起重要作用,被称为“生命的钥匙”目前用于治疗的甾体药物超过150种,正在进行安全性或临床研究的超过50种
-维生素D族
-强心苷类
-穿龙薯蓣,C-27甾体皂苷类化合物
-肾上腺皮质激素,可的松、氢化可的松2.2甾体类steroid甾体类化合物在动植物生命过782.2甾体类steroid芸苔素内酯(brassinolide)——甾醇类植物内源激素,20世纪70年代从油菜花粉中得到,已开发为商品推广应用甾体类化合物能够活化染色体(控制转录)、传递信息、调控性别,也能调控中枢神经系统的活动自然界的甾体都是右旋的,而人工合成的左旋体或消旋体没有生理活性2.2甾体类steroid芸苔素内酯(brassin792.2甾体类根据侧链结构,甾体又划分为多种类型从生源上讲,甾体与三萜类似,在生物体内也是由鲨烯以不同方式环化而成,即通过甲羟戊酸途径衍生而来2.2甾体类根据侧链结构,甾体又划分为多种类型802.2.1C-27甾体皂苷类化合物甾体皂苷(steroidalsaponins)是C-27甾体化合物与糖链结合的皂苷,在植物中广泛分布,已发现10000多个,在百合科、薯蓣科、龙舌兰科、菝葜科植物中较普遍,许多常用中药如知母、麦冬、穿龙薯蓣、
七叶一枝花、薤白等都
含有大量的甾体皂苷甾体皂苷的主要用途是
作为合成甾体激素及其
相关药物的原料2.2.1C-27甾体皂苷类化合物甾体皂苷(steroi812.2.1C-27甾体皂苷类化合物薯蓣皂苷(dioscin)在薯蓣属植物根茎中含量最高,
苷元为合成避孕药、
其他甾体激
素药的原料
薯蓣皂苷元含量(%)盾叶薯蓣(黄姜)1.3~16.2穿龙薯蓣1.5~2.6小花盾叶薯蓣3.4~3.9(良姜)2.2.1C-27甾体皂苷类化合物薯蓣皂苷(diosci822.2.1C-27甾体皂苷类化合物洋菝葜皂苷(parillin)存在于百合科洋菝葜(Smilaxaristolochiaefolia)根中2.2.1C-27甾体皂苷类化合物洋菝葜皂苷(paril832.2.1C-27甾体皂苷类化合物重楼苷存在于延龄草科重楼属植物五指莲(Parisaxialis)、海南重楼(P.dunniana)、滇重楼(P.polyphyllavar.yunnanensis)中,有止血活性2.2.1C-27甾体皂苷类化合物重楼苷存在于延龄草科重842.2.2强心苷类化合物强心苷(cardiacglycosides)由具有甾核的强心苷元(cardiacaglycones)与糖缩合而成的甾体苷类,主要存在于百合科、萝摩科、十字花科、卫矛科、豆科、桑科、毛茛科、梧桐科、大戟科、玄参科、夹竹桃科等十几个科几百种植物中,特别以玄参科、夹竹桃科植物最普遍强心苷具强心作用,是治疗心力衰竭的重要药物2.2.2强心苷类化合物强心苷(cardiacglyc852.2.2强心苷类化合物强心苷甾体母核17位的侧链R是一个不饱和内酯环,依其结构将苷元分为甲型强心苷元(五环内酯)和乙型强心苷元(六环内酯)2.2.2强心苷类化合物强心苷甾体母核17位的侧链R是一862.2.2强心苷类化合物强心苷中的糖均与苷元的3-OH成苷,可多至5个糖单元,以直链连接。除葡萄糖、鼠李
糖、6-去氧糖、6-去氧糖甲醚和五碳
糖外,还有强心苷多特有的2,6-
二去氧糖、2,6-二去氧糖
甲醚2.2.2强心苷类化合物强心苷中的糖均与苷元的3-OH成872.2.3其他甾体化合物C-21甾体化合物,主要分布于萝摩科、夹竹桃科、玄参科、毛茛科植物,萝摩科鹅绒藤属(Cynanchum)、牛奶菜属(Marsdenia)和萝摩属(Metaplexis)中分布更为普遍肉珊瑚苷元(sarcostin)告达庭(caudatin)2.2.3其他甾体化合物C-21甾体化合物,主要分布于萝88蜕皮激素(ecdysterone,β-ecdysone,A),即蜕皮甾酮属于昆虫生长代谢调节激素。1954年,Butenandt等从蚕蛹中分离出昆虫变态活性物质蜕皮酮(α-ecdysone,B)蜕皮激素广泛存在于植物界中
(包括蕨类),如中药牛膝、
露水草、桑叶等,且
一般含量较高,露水
草中高达2%以上2.2.3其他甾体化合物AB蜕皮激素(ecdysterone,β-ecdysone,8918-乙酰氧醉茄内酯D醉茄内酯类(withanolides)是具有高度氧化的C-28麦角甾烷骨架的甾体内酯,只存在于茄科,主要集中在叶片,含量
一般占干重的0.001%~
0.5%。具有多种药理活
性,如抗微生物、抗病
毒以及用于免疫调节剂
和蜕皮激素拮抗剂2.2.3其他甾体化合物18-乙酰氧醉茄内酯D醉茄内酯类(withanolides)90各种精油的作用和用途各种精油的作用和用途91几种单萜在农业中的应用:驱虫杀毒:薄荷酮薄荷醇—米象(熏蒸)香芹酮—鼻涕虫(40%)杀菌:紫苏油—防止酱油发霉紫苏醇、紫苏醛—对含10%食盐的豆瓣酱有较强的防腐作用几种单萜在农业中的应用:92Chapter
2
植物次生代谢产物
的主要类群Chapter2
植物次生代谢产物
的主要类群93植物次生代谢产物的种类非常繁多:
酚类、醌类、黄酮类、香豆素、木质素、环氧化物、生物碱、喹啉、糖苷、吲哚、大环内脂、萘、核苷、吩嗪、吡嗪、吡咯、萜类、甾类、皂甙、多肽类、多烯类、多炔类、有机酸、毒素和色素等已知的次生代谢产物在十五万种以上,而且每年至少有4000个新的产物被报道2植物次生代谢产物的主要类群植物次生代谢产物的种类非常繁多:
酚类、醌类、黄酮类、香豆素94次生代谢产物的化学结构差异很大,通常归为萜类化合物、酚类化合物、含氮化合物三大类除以上三大类外,植物还产生多炔类、有机酸等次生代谢物质多炔是植物体内发现的天然炔类,主要分布于菊科及伞形科植物,现已发现1000种左右有机酸广泛分布于植物各部位,一些有机酸如茉莉酸在植物信号传递中起重要作用根据生理作用也可将次生代谢产物分为抗生素(植保素)、生长刺激素、维生素、色素、生物碱与毒素等不同类型2植物次生代谢产物的主要类群次生代谢产物的化学结构差异很大,通常归为萜类化合物、酚类化合95萜类或类萜在
植物界中广泛
存在,由异戊
二烯组成,有
链状的,也有环状的,一般不溶于水萜类种类依异戊二烯数目而定,有单萜、倍半萜、双萜、三萜、四萜和多萜之分萜类化合物(terpenoids)萜类或类萜在
植物界中广泛
存在,由异戊
二烯组成,有
链状96酚类是芳香族环上的氢原子被羟基或功能衍生物取代后生成的化合物,种类繁多。有些只溶于有机溶剂,有些是水溶性羧酸和糖苷,有些是不溶的大分子多聚体功能上,有决定花、果颜色的花色素和橙皮素,有构成次生壁重要组成的木质素,也有作为药物的芸香苷(路丁)、肉桂酸和肉桂醇等酚类化合物(phenol)酚类是芳香族环上的氢原子被羟基或功能衍生物取代后生成的化合物97含氮化合物(nitrogen-containing)植物次生代谢产物中有许多是含氮的,大多数含氮产物是从普通的氨基酸合成的生物碱、含氰苷、芥子油苷、非蛋白氨基酸等含氮化合物多具有防御功能含氮化合物(nitrogen-containing)植物次生982植物次生代谢产物的主要类群2.1萜类(terpene)2.2甾体类(steroid)2.3苯丙烷类(phenylpropanoid)2.4醌类(quinonoid)2.5黄酮类(flavonoid)2.6鞣质(tannin)2.7生物碱(alkaloid)2.8氰苷cyanogenicglycoside、
芥子油苷glucosinolate、
非蛋白氨基酸nonproteinaminoacid萜类化合物酚类化合物含氮化合物2植物次生代谢产物的主要类群2.1萜类(terpen992.1萜类terpene萜类或类萜在
植物界中广泛
存在,由异戊
二烯组成,有
链状的,也有环状的,一般不溶于水萜类种类依异戊二烯数目而定,有单萜、倍半萜、双萜、三萜、四萜和多萜之分2.1萜类terpene萜类或类萜在
植物界中广泛
100植物次生代谢产物的主要类群A萜类、甾类课件101在植物细胞中,低分子量的萜是挥发油,分子量增高就成为树脂、胡萝卜素等较复杂的化合物,更大分子量的萜则形成橡胶等高分子化合物许多单萜及其衍生物对昆虫有毒挥发油能使植物引诱昆虫传粉,或防止动物侵袭许多双萜对食草动物有毒,如佛波醇类型的双萜是典型的肿瘤促进物,但紫杉醇却是强抗癌药物橡胶对植物有保护作用,如封闭伤口和防御食草动物取食在植物细胞中,低分子量的萜是挥发油,分子量增高就成为树脂、胡102萜类的生物合成萜类的生物合成有两条途径:甲羟戊酸途径和丙酮酸/磷酸甘油醛途径,前者研究得比较清楚,后者仍有些未明两条途径都是经过异戊烯基焦磷酸(IPP)进一步合成各种萜类化合物萜类的生物合成萜类的生物合成有两条途径:甲羟戊酸途径和丙酮酸103植物次生代谢产物的主要类群A萜类、甾类课件104transketolase转酮酶glyceraldehyde-3-phosphate甘油醛-3-磷酸
xylulose-5-phosphate木酮糖-5-磷酸isopentenylpyrophosphate(IPP)异戊烯基焦磷酸pyruvate丙酮酸transketolaseglyceraldehyde-3-105各种萜类化合物的形成各种萜类化合物的形成1062.1.1单萜(monoterpene)单萜广泛存在于高等植物中,多分布于樟科、松科、伞形科、姜科、芸香科、桃金娘科、唇形科、菊科的植物中单萜(含10个C原子)常温下一般是挥发性液体,沸点140~200℃。有的单萜与糖结合成苷,则不具有挥发性单萜依据碳架可分为链状、单环、双环和三环4个大类2.1.1单萜(monoterpene)单萜广泛存在于高1072.1.1.1链状单萜月桂烯(杨梅烯,myrcene)广泛存在于植物界,杨梅叶、松节油、黄柏果油、桂油、柠檬草油、啤酒花油和芫荽油等挥发油中含有芳樟醇(linalool),(-)-(R)-芳樟醇存在于香紫苏油、香柠檬油、芳樟油中,(+)-(S)-芳樟醇存在于芫荽油、桔油及素馨花挥发油中2.1.1.1链状单萜月桂烯(杨梅烯,myrcene)广1082.1.1.1链状单萜橙花醇(nerol)的反式异构体称香叶醇(geraniol),均有玫瑰香气。橙花醇的香气更为柔和,常用于香水配方柠檬醛(citral),柠檬醛通常为混合物,反式的习称香叶醛(geranial),顺式的称橙花醛(neral)。柠檬醛以橙花醛为主,具有柠檬香气2.1.1.1链状单萜橙花醇(nerol)的反式异构体称1092.1.1.2单环单萜柠檬烯(limonene),(+)-柠檬烯在芸香科桔属植物果皮的挥发油中约含90%,(-)-柠檬烯存在于薄荷、土荆芥、缬草的挥发油中萜品醇(terpineol),也称松油醇,存在于樟脑油、八角茴香油及橙花油中,用于香料配制缬(xié)草2.1.1.2单环单萜柠檬烯(limonene),(+)1102.1.1.2单环单萜薄荷醇(menthol),
又称薄荷脑。由于有3个不对称碳原子,应有4对不同的立体异构体。天然薄荷油只含有(-)-薄荷醇和(+)-新薄荷醇2种立体异构体,(-)-薄荷醇是主要成分。具有防腐、杀菌、清凉作用薄荷2.1.1.2单环单萜薄荷醇(menthol),
又称1112.1.1.2单环单萜桉油精(cineole)是益智(Alpiniaoxyphylla)果实精油主要成分,占55%,具有解热消炎和防腐抗菌功效驱蛔素(ascaridole)又称土荆芥油精,是驱虫药土荆芥油中的主要成分,约占70%桉油精驱蛔素土荆芥益智2.1.1.2单环单萜桉油精(cineole)是益智(A1122.1.1.2单环单萜紫罗兰酮(ionone)存在于千屈菜科指甲花(Lawsoniainermis)精油中,工业上由枸橼(yuán)酸与丙酮缩合制备。紫罗兰酮是混合物,α-紫罗兰酮可作香料,β-紫罗兰酮可用于合成维生素Aα-紫罗兰酮β-紫罗兰酮2.1.1.2单环单萜紫罗兰酮(ionone)存在于千屈1132.1.1.3双环单萜双环单萜的结构类型较多,常见的有
侧柏烷(thujane)、
莰烷(camphane)、蒈(kǎi)烷(carane)、
蒎烷(pinane)及
葑烷(fenchane)前4种可看成是薄荷烷(menthane)的衍生物,且以蒎烷和莰烷型结构最稳定,形成的衍生物数量最多,集中分布于松柏科植物2.1.1.3双环单萜双环单萜的结构类型较多,常见的有
1142.1.1.3双环单萜蒎烯(pinene)是松节油的主要成分,α-蒎烯约70%,β-蒎烯约30%。蒎烯在柠檬、八角茴香、蓝桉叶、百里香、茴香、芫荽、薄荷精油中也广泛存在,是合成龙脑、樟脑的重要原料α-蒎烯β-蒎烯2.1.1.3双环单萜蒎烯(pinene)是松节油的1152.1.1.3双环单萜马鞭草烯酮(verbenone)存在于马鞭草油中,曾应用于合成紫杉烷骨架龙脑(bornel)即中药“冰片”,能升华,其右旋体来自龙脑树(Dryobalanopscamphola)的树干渗出物,左旋体从艾纳香全草和野菊花的花蕾精油中获得,消旋体则是合成品,均用于香料、清凉剂及中成药马鞭草烯酮龙脑2.1.1.3双环单萜马鞭草烯酮(verbenone)存1162.1.1.3双环单萜樟脑(camphor),左旋体存在于菊蒿(Tanacetumvulgare)精油中,右旋体在樟树(Cinnamomumcamphora)挥发油——樟脑油中约占50%,合成品为消旋体。樟脑有局部刺激作用和防腐作用,并可作为强心剂,其强心作用可能是由于在体内氧化成对-氧化樟脑(p-oxocamphor)和π-氧化樟脑(π-oxocamphor)所致樟脑对-氧化樟脑π-氧化樟脑2.1.1.3双环单萜樟脑(camphor),左旋体存在1172.1.1.3双环单萜茴香酮(fenchone)是樟脑的异构体,其右旋体存在于小茴香(Foeniculumvulgare)挥发油中,左旋体存在于侧柏油中
莰烷衍生物(+)-angelicoidenol-2-O-β-D-glucopyranoside存在于生姜中,该化合物可用龙脑为原料制备得到樟脑茴香酮2.1.1.3双环单萜茴香酮(fenchone)是樟脑的1182.1.1.3双环单萜芍药苷(paeoniflorin),以芍药苷为代表的一系列蒎烷骨架衍生物是芍药科植物特有的化学成分,已发现近30个类似单萜苷成分来自该科植物,其中芍药苷在该科植物根中的含量高达1.8%~7.3%,是常用中药白芍(Paeonialactiflora)、赤芍(P.obovata)根的主要活性成分,具镇痛、镇静、解痉、抗炎等药理作用2.1.1.3双环单萜芍药苷(paeoniflorin)119植物次生代谢产物的主要类群A萜类、甾类课件1202.1.1.3双环单萜赤芍:为毛莨科植物
(野生)芍药、川芍
药、草芍药等的根。
具有清热凉血、散瘀、
止痛的功能。含芍药
苷、芍药新苷、氧化芍药苷等苷类成分白芍:为毛莨科植物(种植)芍药根(经水煮)去根皮的木质部。具有补血调经、养阴平肝、缓急止痛、敛阴止汗的功能。含芍药苷、芍药内酯苷、氧化芍药苷、芍药花苷等,还含微量元素、挥发油等2.1.1.3双环单萜赤芍:为毛莨科植物
(野生)芍药、1212.1.1.4三环单萜比较少见,如檀油酸(teresantalicacid),含于檀香挥发油中,含量不高2.1.1.4三环单萜比较少见,如檀油酸(teresan1222.1.2倍半萜(sesquiterpene)倍半萜类化合物广泛存在于植物界,在菊科、唇形科、樟科、豆科、木兰科、桃金娘科、龙脑香科、芸香科及松科植物中最为丰富无论从数目上还是从结构骨架的类型上看,倍半萜类都是萜类中最多的,目前发现的结构骨架有200多种,化合物数量达数千种倍半萜具有广谱的生物活性,如驱蛔虫、强心、抗炎、镇痛、抗肿瘤、抗疟等,同时又是重要的香气成分,是医药、农药、食品、化妆品工业的重要原料2.1.2倍半萜(sesquiterpene)倍半萜类化1232.1.2倍半萜(sesquiterpene)按碳环数,可分为:无环、单环、双环、三环、四环;按环上碳原子数可分为:五元环、六元环、七元环,直到十二元大环倍半萜化合物是由法呢基焦磷酸(farnesylpyrophosphate,FPP)衍生的含15个碳原子的化合物,常见的结构类型及其生物合成途径如下:2.1.2倍半萜(sesquiterpene)按碳环数,1242.1.2倍半萜以顺,反-FPP为母体的倍半萜类结构类型及其生物合成途径:2.1.2倍半萜以顺,反-FPP为母体的倍半萜类结构1252.1.2倍半萜以反,反-FPP为母体的倍半萜类结构类型及其生物合成途径2.1.2倍半萜以反,反-FPP为母体的倍半萜类结构1262.1.2倍半萜(sesquiterpene)青蒿素(qinghaosu,artemisinin)
是从中药青蒿(黄花蒿,Artemisia
annua)中分离到的抗恶性疟疾的有效成分。以其为先导物,合成的蒿甲醚(artemether)和二氢青蒿素(dihydroartemisinin),抗疟活性强于母体化合物青蒿素二氢青蒿素蒿甲醚2.1.2倍半萜(sesquiterpene)青蒿素(q1272.1.2倍半萜(sesquiterpene)青蒿琥酯(artesunate,ATS)是临床上抗疟新药,是目前唯一有效的青蒿素水溶性衍生物鹰爪甲素(yingzhaosuA)和鹰爪丙素(yingzhaosuC)是从民间治疗疟疾的有效草药鹰爪(Artabotrysuncinatus)根中分离出的抗疟有效成分青蒿琥酯鹰爪甲素鹰爪丙素2.1.2倍半萜(sesquiterpene)青蒿琥酯(1282.1.2倍半萜(sesquiterpene)没药烷型倍半萜heliannuolH存在于向日葵叶中,具有化感作用藁本酮(ligustilone)和藁本酚(ligustiphenol)分离自中药藁本(Ligusticumsinense),后者有强的免疫抑制作用HeliannuolH藁本酮藁本酚2.1.2倍半萜(sesquiterpene)没药烷型倍1292.1.2倍半萜(sesquiterpene)白果内酯(bilobalide)含于银杏(Ginkgobiloba)叶及根中,有抗炎、镇静、拒食等作用,是一种脑神经治疗剂除虫菊内酯(pyrethrosin),存在于杀虫植物除虫菊(Chysanthemumcinerariaefolium,Pyrethrumcinerariaefolium)白果内酯除虫菊内酯2.1.2倍半萜(sesquiterpene)白果内酯(1302.1.2倍半萜(sesquiterpene)白鲜苷(dictamnosidesH~M)是芸香科植物白鲜(Dictamnusdasycarpus)根皮中所含的桉烷型倍半萜苷,对多种致病真菌有抑制作用,用于治疗黄疸、咳嗽、关节炎及一些皮肤病HIJKLM2.1.2倍半萜(sesquiterpene)白鲜苷(d1312.1.2倍半萜(sesquiterpene)泽兰苦内酯(euparotin)是圆叶泽兰(Eupatoriumrotundifolium)中抗癌活性成分大苞雪莲内酯(involucratolactone)是从新疆雪莲(Saussureainvolucrata)中得到的泽兰苦内酯大苞雪莲内酯2.1.2倍半萜(sesquiterpene)泽兰苦内酯1322.1.2倍半萜(sesquiterpene)堆心菊内酯(helenalin)含于堆心菊(Helenium
microcephalum)中,具细胞毒活性hydroxychillin是小叶艾菊(Tanacetummicrophyllum)的活性成分,为抗炎、抗溃疡药堆心菊内酯hydroxyxhillin2.1.2倍半萜(sesquiterpene)堆心菊内酯1332.1.2倍半萜(sesquiterpene)脱落酸(abscisicacid,ABA)又称落叶酸,天然的植物生长抑制剂,Addicott等于1964年从未成熟将脱落的棉花果实中分离出,次年确定结构棉酚(gossypol)存在于棉籽中(约0.5%),棉的茎、叶也含,有较强的杀精子抗生育作用脱落酸棉酚2.1.2倍半萜(sesquiterpene)脱落酸(a1342.1.3二萜(diterpene)二萜类化合物广泛存在于植物界,松柏科植物较为普遍,也较多地分布于菊科、大戟科、豆科、唇形科、防己科、毛茛科、杜鹃花科、卫矛科及茜(qiàn
)草科各属植物中许多二萜含氧衍生物如穿心莲内酯、丹参醌、闹羊花毒素、佛司可林、雷公藤素、甜菊苷等,具有较强的生物活性,如抗菌、消炎、抗肿瘤、杀虫、免疫抑制等,有的已是重要的药物,有的是食品添加剂2.1.3二萜(diterpene)二萜类化合物广泛存在1352.1.3二萜(diterpene)按碳环数可分为链状二萜、单环二萜、双环二萜、三环二萜、四环二萜二萜化合物一般是由牻牛儿牻牛儿焦磷酸(geranylgeranylpyrophosphate,GGPP)转化而成,常见的结构类型及其生物合成途径如下:2.1.3二萜(diterpene)按碳环数可分为链状二1362.1.3二萜以GGPP为母体的二萜类结构类型及其生物合成途径2.1.3二萜以GGPP为母体的二萜类结构类型及其生1372.1.3.1链状二萜西红花为鸢尾科植物藏红花(番红花,Crocussativus)的干燥柱头,具有活血化瘀、消肿止痛等疗效。提取物具有亮丽的黄色和特殊的香味,常用于食品添加剂、香料和丝绸及羊毛染料。西红花有效成分为西红花酸(crocetin)和西红花苷(crocin),西红花苷Ⅰ含量最高,作为标准品西红花苷Ⅰ西红花苷Ⅱ西红花苷Ⅴ链状二萜类化合物在自然界中较为少见2.1.3.1链状二萜西红花为鸢尾科植物藏红花(番红花,1382.1.3.2单环二萜西松烷型化合物(cembranoid)是具有代表性的单环二萜,广泛分布于海洋生物,在植物如大戟科巴豆属、Echinodorus属、烟草中零星存在。泰国传统草药Crotonoblongifolius用作泻药,从其茎皮中分离鉴定出2个西松烷型二萜crotocembraneic和neocrotocembraneicCrotocembraneicNeocrotocembraneic2.1.3.2单环二萜西松烷型化合物(cembranoi1392.1.3.3双环二萜佛司可林(forskolin)及其类似物是从印度唇形科药用植物毛喉鞘蕊花(Coleusforskolin)中分离得到的劳丹烷型二萜化合物,有明显的降压、强心作用,其水溶性衍生物colforsindaproate在日本用于治疗心力衰竭、哮喘佛司可林colforsindaproate2.1.3.3双环二萜佛司可林(forskolin)及其1402.1.3.3双环二萜中药穿心莲(Andrographispaniculata)叶中含有穿心莲内酯(andrographolide)、新穿心莲内酯(neo-andrographolide)、14-去氧-11,12-脱氢穿心莲内酯(14-deoxy-11,12-dehydro-andrographolide)等,穿心莲内酯是其中主要的抗炎有效成分,临床上用于急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎、感冒、发热等症的治疗穿心莲内酯新穿心莲内酯14-去氧-11,12-脱氢穿心莲内酯2.1.3.3双环二萜中药穿心莲(Andrograph1412.1.3.3双环二萜银杏内酯A、B、C、J(ginkgolidesA,B,C,J)是银杏根皮及叶的强苦味成分,为银杏制剂的主要有效成分,萜内酯含量6%是质量指标之一土荆皮酸乙(pseudolaricacidB)是由金钱松(Pseudolarixkaempferi)根皮中分离出的抗真菌、抗生育活性成分土荆皮酸乙银杏内酯AB
CJ2.1.3.3双环二萜银杏内酯A、B、C、J(gink142三环二萜中最具代表性的化合物有紫杉烷型和松香烷型衍生物,前者如紫杉醇,后者如丹参酮、雷公藤甲素、迷迭香酚等紫杉醇(taxol,paclitaxel)从红豆杉科植物如太平洋紫杉(Taxusbrevifolia)、东北红豆杉(T.cuspidata)、云南红豆杉(T.yunnanensis)树皮、枝叶中分离得到,含量很低(0.1mg/kg),
用于治疗晚期乳腺癌、
卵巢癌、非小细胞肺
癌等2.1.3.4三环二萜三环二萜中最具代表性的化合物有紫杉烷型和松香烷型衍生物,前者1432.1.3.4三环二萜紫杉醇水溶性差,目前临床用药只能靠植物直接提取,或由植物中含量较高的巴卡丁Ⅲ(baccatinⅢ)或10-去乙酰巴卡丁Ⅲ(10-deacetylbaccatinⅢ)半合成获得,也可使用类似半合成品多西紫杉醇(docetaxel,taxotere)巴卡丁Ⅲ
10-去乙酰巴卡丁Ⅲ多西紫杉醇2.1.3.4三环二萜紫杉醇水溶性差,目前临床用药只能靠1442.1.3.4三环二萜丹参酮类化合物是活血化瘀中药丹参(Salviamiltiorrhiza)根中的活性成分,从中分离出的丹参酮ⅡA(tanshinoneⅡA)的磺化产物丹参酮ⅡA磺酸钠,可溶于水,临床上治疗心绞痛效果显著,不良反应小,为治疗冠心病的新药丹参酮ⅡA丹参酮ⅡA磺酸钠2.1.3.4三环二萜丹参酮类化合物是活血化瘀中药丹参(1452.1.3.4三环二萜迷迭香酚(rosmanol,A)、
表迷迭香酚(epirosmanol,B)、鼠尾草酚(carnosol,C)是从迷迭香(Rosmarinusofficinalis)中分离得到的,对人血LDL中的脂质过氧化和apoB蛋白的氧化均有抑制作用,其抗氧化机制与其对脂自由基清除活性有关ABC2.1.3.4三环二萜迷迭香酚(rosmanol,A1462.1.3.4三环二萜雷公藤甲素(triptolide,A)及16-羟基雷公藤内酯醇(16-hydroxytriptolide,B)是从雷公藤(Tripterygiumwilfordii)的根中分离出的抗癌活性物质,前者对胃癌和乳腺癌细胞系集落形成有抑制作用,后者具有较强的抗炎、免疫抑制和雄性抗生育作用2.1.3.4三环二萜雷公藤甲素(triptolide1472.1.3.5四环二萜菊科植物甜叶菊(Stevia
rebaudiana)叶中含有甜菊苷(stevioside,A)、甜菊苷A(rebaudiodideA,B)等一系列四环二萜甜味成分,后者甜味较强,但含量较低。总甜菊苷含量约6%,其甜度为蔗糖的250-300倍,而能量只是蔗糖的1/90,被广泛用作食品添加剂。AB2.1.3.5四环二萜菊科植物甜叶菊(Stevia
1482.1.3.5四环二萜冬凌草甲素(oridonin)是由冬凌草(Rabdosiarubescens)及延命草(Isodontrichocupus)中得到的抗肿瘤有效成分木瓣树酸(xylopinicacid)为抗HIV药物开发的先导化合物,含于秘鲁产的番荔枝科植物Xylopiasp.果实中冬凌草甲素木瓣树酸冬凌草
2.1.3.5四环二萜冬凌草甲素(oridonin)是由149澳杨亭(prostratin)来源于大戟科植物下垂澳杨
(Homalanthus
nutans)茎皮或瑞香科植物平卧稻花的根、茎,具有镇静、镇痛、抗HIV及抗炎作用闹羊花毒素Ⅲ(rhodojaponinⅢ)是有毒植物黄杜鹃中的主要杀虫有效成分2.1.3.5四环二萜澳杨亭闹羊花毒素Ⅲ澳杨亭(prostratin)2.1.3.5四环二萜澳杨1502.1.3.6二倍半萜类化合物(sesterterpene)二倍半萜类化合物多在菌类、地衣、海绵及某些昆虫的分泌物中发现,为数不多,约200多个,70%
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