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文档简介
关于萜类及挥发油第一页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三一、萜类(Terpenoids)
的定义以前:凡由异戊二烯(Isoprene)衍生的化合物,其分子式符合(C5H8)n通式的均称为萜类化合物。目前:凡由甲戊二羟酸(Mevalonicacid,MVA)衍生的,且分子式符合(C5H8)n通式的衍生物均称为萜类化合物。甲戊二羟酸异戊二烯第一节概述第二页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三二、萜的分类和分布
根据结构中异戊二烯单位的数目进行分类。分类碳原子数通式(C5H8)n存在半萜5n=1植物叶单萜10n=2挥发油倍半萜15n=3挥发油二萜20n=4树脂、苦味质、植物醇二倍半萜25n=5海绵、植物病毒、昆虫代谢物三萜30n=6皂苷、树脂、植物、乳汁四萜40n=8色素多聚萜103-105(C5H8)n橡胶第三页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三
结构中碳环的有无和数目:链状、单环、双环、三环等含氧官能团:醇、醛、酮、羧酸、酯及苷类其它分类方法:第四页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三
经验的异戊二烯法则(Empiricalisoprenerule)生源的异戊二烯法则(Biogeneticisoprenerule)三、萜类的生源学说第五页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三1887年Wallach:萜类化合物是由异戊二烯衍变而来1.经验的异戊二烯法则(Empiricalisoprenerule)异戊二烯(isoprene)二戊烯(dipentene)280CDields-Alder橡胶焦化处理异戊二烯松节油经过铂丝网
问题:
a.许多萜类的碳架结构无法用异戊二烯来划分
b.植物的代谢过程中很难找到异戊二烯的存在大多数萜类碳架由异戊二烯组成第六页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三2.生源的异戊二烯法则(Biogeneticisoprenerule)萜类化合物是经甲戊二羟酸途径(mewalonicacidpathway)
衍生的一类化合物。MVALynen:焦磷酸异戊烯酯(IPP,isopentenylpyrophosphate)
的存在;Folkers:3(R)-甲戊二羟酸(MVA,3R-mevalonicacid)是
IPP的前体物质。第七页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三
焦磷酸异戊烯酯(IPP)
isopentenylpyrophosphateMVA
焦磷酸二甲基烯丙酯(DMAPP)
dimethylallylpyrophosphate乙酰辅酶A萜类的生物合成途径第八页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三IPPDMAPP焦磷酸香叶酯(GPP)半萜单萜焦磷酸金合欢酯(FPP)倍半萜2鲨烯(C30)三萜甾类焦磷酸香叶基香叶酯(GGPP)2四萜二萜焦磷酸香叶基金合欢酯(GFPP)二倍半萜IPPIPPIPP第九页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三第二节
萜类的结构类型及重要化合物第十页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(一)概述
定义:单萜类是指结构中含有2个异戊二烯单位的萜烯及其衍生物,其结构通式为C10H16。分布:高等植物(唇形科、樟科、松科)的腺体、油室和树脂道等分泌组织中,多数是植物挥发油中沸点较低(140~180℃)部分的组成成分。在昆虫激素和海洋生物中也有存在。一、单萜类化合物(Monoterpenoids)第十一页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三含氧衍生物:沸点较高(200-230℃),具有较强的香气和生理活性。应用:医药、食品、香料、化妆品工业的重要原料。基本骨架:30多种。第十二页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三基本骨架第十三页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(二)分类及重要化合物变形单萜------卓酚酮类(Troponoids)特殊单萜------环烯醚萜(Iridoids)(缩醛衍生物)链状单萜(Acyclicmonoterpenoids)环状单萜(Cyclicmonoterpenoids)单环Monocyclic双环Dicyclic三环Tricyclic等三元环--七元环六元环最常见第十四页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三香叶醇(牻牛儿醇)geraniol存在:香叶油、玫瑰油、柠檬草油、香茅油等挥发油;似玫瑰的香气存在:橙花油、柠檬草等挥发油;具玫瑰香气橙花醇nerol香茅醇citronellol存在:香茅油、玫瑰油等挥发油;具玫瑰香气1.链状单萜(Acyclicmonoterpenoids)第十五页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三香茅醛citronellal香茅油等挥发油柠檬香气香料柠檬醛(citral)香叶醛geranial橙花醛neral-柠檬醛-柠檬醛(反式)(顺式)柠檬草油、香茅油等挥发油
柠檬香气止腹痛、驱蚊第十六页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三环状单萜的闭环和骨架转位示意图MonocyclicDicyclic2.环状单萜(Cyclicmonoterpenoids)第十七页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三l-薄荷醇(l-menthol)
薄荷脑(1)单环单萜(Monocyclicmonoterpenoids)薄荷Menthaarvensisvar.piperasceus和欧薄荷Menthapiperita
等挥发油中的主要成分。对皮肤和粘膜具有清凉、弱麻醉的作用,主要用于镇痛、止痒、防腐和杀菌。a.对-薄荷烷型(p-menthane)2.环状单萜(Cyclicmonoterpenoids)第十八页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三土荆芥油主要成分,强力驱蛔虫药,有副作用。驱蛔素第十九页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三b.环香叶烷型(Cyclogeraniane)指甲花挥发油合成VA的原料指甲花挥发油,馥郁香气,配制高级香料-紫罗兰酮-iononeβ-紫罗兰酮β-ionone第二十页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(2)双环单萜(Bicyclicmonoterpenoids)异崁烷型葑烷型第二十一页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三l-龙脑l-borneol具有发汗、兴奋、解痉挛、防蛀、抗缺氧等作用。香料、医药工业。d-龙脑d-borneol冰片樟脑camphor易升华,特殊的钻透性芳香气体。存在于樟脑挥发油中。具有局部刺激作用和防腐作用,可用于神经痛及跌打损伤。莰烷型(Camphene)第二十二页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三芍药苷paeoniflorin芍药根镇静、镇痛、抗炎、防治老年性痴呆。蒎烷型(Pinane)第二十三页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三3.卓酚酮类(Troponoids)定义:卓酚酮类单萜是一类变形的单环单萜,其碳骨架结构不符合异戊二烯法则,结构中都有一个七元芳环的基本结构。分布:霉菌的代谢产物、柏科植物的心材中。活性:抗菌活性,但有毒性。g-崖柏素a-崖柏素扁柏素第二十四页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三
性质:①具有芳香性,具有酚的通性,有酸性:
酚<卓酚酮<羧酸。②酚羟基易于甲基化,但不易于酰化。③羰基的性质似羧酸中的羰基,而不能和一般的羰基试剂反应。IR(cm-1):-C=O(1600~1650cm-1),-OH(3100~3200cm-1)。④能与金属离子形成络合物结晶体,并显示颜色:Cu2+(绿色),Fe3+(赤红色)第二十五页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三二、环烯醚萜类化合物(Iridoids)(一)概述定义:环烯醚萜(iridoids)为蚁臭二醛
(iridodial)的缩醛衍生物,是含有环戊烷结构单元的环状单萜衍生物。蚁臭二醛环烯醚萜烯醇化羟醛缩合GPP第二十六页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三氧化开环脱羧4-去甲环烯醚萜氧化的环烯醚萜氧化环合裂环环烯醚萜(Secoiridoids)裂环内酯环烯醚萜环烯醚萜(4-Demethyliridoids)(Iridoids)第二十七页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三分布:植物界分布广泛,以双子叶植物,尤其是唇形科、茜草科、龙胆科等植物中较为常见,如中药地黄、玄参、栀子、龙胆、车前草等。存在形式:大多数以苷形式存在
800多个,非苷类仅60多个。第二十八页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三1.环烯醚萜苷
环烯醚萜类成分多以苷的形式存在,C1羟基多与葡萄糖成单糖苷;C11有的氧化成羧酸,并可成酯;以10碳环烯醚萜苷占多数。栀子苷gardenoside京尼平苷geniposide中药山栀子:清热、泻火(二)结构分类及重要代表化合物泻下、利胆第二十九页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三2.4-去甲环烯醚萜苷环烯醚萜的降解苷,由9个碳构成。
梓醇catalpol桃叶珊瑚苷aucubin地黄
车前草降血糖、利尿清湿热,利小便
第三十页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三3.裂环环烯醚萜苷
分布:龙胆科,茜草科,木樨科,尤其龙胆科龙胆属、獐牙菜属最常见龙胆苦苷gentiopicroside龙胆、当药、獐牙菜苦味成分泻肝火、除湿热当药苷(獐牙菜苷)sweroside当药、獐牙菜的苦味成分第三十一页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(三)理化性质(1)环烯醚萜苷和裂环环烯醚苷大多是白色晶体或粉末,有味苦,具有旋光性。(2)溶解度:苷易溶于水、甲醇,可溶于乙醇、丙酮和正丁醇,难溶于氯仿、乙醚、苯等亲脂性溶剂。(3)苷易被水解,生成的苷元具半缩醛结构,性质活泼,易氧化或聚合,难以得到结晶。(4)苷元遇酸、碱、羰基化合物和氨基酸等都能变色。2)苷元溶于冰醋酸+Cu2+
蓝色1)苷元遇氨基酸蓝色沉淀加热加热第三十二页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三定义:由3个异戊二烯单位构成,其结构通式为(C5H8)3,结构中有15个碳原子。存在:植物界、微生物界、海洋生物、昆虫器官及分泌物中,多以挥发油形式存在,是挥发油中高沸程(250-280℃)部分的主要组成成分。含氧衍生物:较强的香气和生物活性,医药、食品、化妆品工业的重要原料。数目和骨架类型:萜类化合物最多的一类。三、倍半萜类化合物(Sesquiterpenoids)(一)概述第三十三页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三分类:碳环数:无环、单环、双环、三环等环碳原子数:五、六、七元环,直到十二元大环含氧基团:倍半萜醇、醛、酮、内酯等(二)结构分类及重要代表化合物第三十四页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三倍半萜的生物合成途径与基本骨架名称第三十五页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三1.链状倍半萜(Acyclicsesquiterpenoids)-金合欢烯-金合欢烯-farnesene-
farnesene金合欢醇farnesol枇杷叶、生姜、洋苷菊挥发油存在于金合欢花油、橙花油、香茅油中,是重要的高级香料第三十六页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三2.环状倍半萜(Cyclicsesquiterpenoids)中药青蒿抗恶性疟的有效成分青蒿素arteannuinartemisinin第三十七页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三山道年草中的主成分强力驱蛔剂α-山道年α-santonin
棉籽,具有杀精子,抗菌杀虫棉酚gossypol第三十八页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三3.薁类(Azulenoids)衍生物定义:凡由五元与七元环骈合的芳环骨架都称为薁类化合物。活性:抑菌、抗肿瘤、杀虫等生物活性。
愈创木薁愈创木醇guaiol愈创木木材的挥发油镇咳、祛痰,治疗支气管炎第三十九页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三植物中的倍半萜薁类多数是其氢化衍生物,失去芳香性,多数为愈创木烷骨架类型。愈创木烷泽兰苦内酯圆叶泽兰,抗癌第四十页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(1)高度共轭结构:与苦味酸或三硝基苯生成-络合物结晶,具有敏锐熔点,供鉴定。(2)溶解度:溶于石油醚、乙醚、乙醇等有机溶剂;不溶于水;溶于强酸。(3)沸点高(250-300℃),挥发油分馏时在高沸点馏分中可见美丽的蓝、紫、绿色现象时,示有薁类。薁类性质:第四十一页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三四、二萜类化合物(Diterpenoids)(一)概述定义:由4个异戊二烯单位构成,结构通式为(C5H8)4,
含20个碳原子的化合物类群。存在:广泛分布于植物界(植物的乳汁和树脂),尤以松柏科最为普遍;菌类代谢产物,海洋生物。含氧衍生物:具有多方面的生物活性。如:紫杉醇穿心莲内酯,银杏内酯,丹参酮。第四十二页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三二萜的基本骨架、立体结构及生物合成第四十三页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三1.链状二萜(Acyclicditerpenoids)
植物醇phytol存在于植物叶绿素中自然界中存在较少(二)分类及重要化合物链状:自然界中存在较少环状:单环,双环,三环,四环等第四十四页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三2.环状二萜(Cyclicditerpenoids)包括单环、双环、三环和四环二萜。维生素AvitaminA存在动物肝脏中,尤其是鱼肝中,保持正常夜间视力的必需物质单环二萜(Monocyclicditerpenoids)第四十五页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三双环二萜(Bicyclic
diterpenoids)穿心莲内酯抗炎活性治疗急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎、感冒发热等第四十六页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三抗血小板活化因子,与银杏双黄酮共用,治疗心血管疾病。银杏内酯(ginkgolide)类第四十七页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三雷公藤甲素triptolide雷公藤根,抗癌作用三环(Tricyclicditerpenoids)第四十八页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三紫杉树皮,抗癌卵巢癌、乳腺癌、肺癌紫杉醇taxol第四十九页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三丹参酮IIAtanshinoneIIA丹参根的有效成分,其磺酸钠盐为治疗冠心病的新药第五十页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三甜菊叶甜味剂,甜度约为蔗糖的300倍甜菊苷stevioside四环(Tetracyclicditerpenoids)冬凌草甲素冬凌草抗菌、抗癌、杀虫第五十一页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三五、
二倍半萜(Sesterterpenoids)定义:由5个异戊二烯组成,结构通式为(C5H8)5,
含25个碳原子的化合物。分布:分布在菌类、地衣类、海洋生物、昆虫的分泌物及羊齿植物中。
呋喃海绵素-3海面动物第五十二页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三第三节
萜类化合物的理化性质第五十三页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三1.形态:单萜、倍半萜多为具有特殊香气的油状液体或低熔点的固体;二萜、二倍半萜多为结晶性固体。2.沸点、熔点:单萜<倍半萜,另随分子量、双键、功能基的增多,挥发性降低,熔点、沸点增高。3.味:多具苦味,因此又称为苦味素。个别有甜味,如菊叶苷。4.旋光和折光性:大多具有手性中心,具有旋光性,且多有异构体存在。低分子萜类具有较高的折光率。一、萜类化合物的物理性质(一)性状第五十四页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(二)溶解性萜类:亲脂性,易溶于醇及脂溶性有机溶剂,难溶水;萜类的苷:亲水性,能溶于热水,易溶于甲醇、乙醇溶液,不溶于亲脂性的有机溶剂;(三)不稳定性
对高热、光和酸碱较为敏感,或氧化、或重排。第五十五页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三1.双键的加成
2.羰基的加成
3.氧化反应
4.脱氢反应
5.重排反应同烯、醇、醛、酮、内酯等化学性质二、萜类化合物的化学性质(自学)第五十六页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三第四节萜类化合物的提取分离第五十七页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三一、萜类的提取(一)溶剂提取法注意:苷键的水解,避免酸碱、破坏酶的活性等特殊结构(如内酯):酸碱法脂溶性有机溶剂提取或萃取亲水性有机溶剂提取或萃取注意:酸碱对结构的影响苷元:苷:第五十八页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(二)碱提取酸沉淀法内酯化合物1.活性炭吸附法:苷类2.大孔树脂吸附法:苷类(三)吸附法(四)水蒸气蒸馏法:单萜、倍半萜注:倍半萜内酯类易发生结构重排,二萜类易聚合,宜选用新鲜药材或迅速晾干的药材,并尽可能避免酸、碱的处理。第五十九页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三二、萜类的分离1、结晶法:“脑”2、柱色谱法吸附色谱法:硅胶、氧化铝(中性)硝酸银络合色谱法:双键溶剂系统:石油醚-乙酸乙酯,苯-乙酸乙酯,苯-氯仿,氯仿-甲醇3、利用结构中特殊官能团进行分离倍半萜内酯,萜类生物碱,不饱和双键、羰基等第六十页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三提取分离实例第六十一页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三第六十二页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三穿心莲乙醇提取物水混悬后石油醚、氯仿萃取石油醚氯仿水123氧化铝色谱(氯仿:甲醇)第六十三页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三醉鱼草乙醇提取物水混悬后,石油醚、乙酸乙酯、正丁醇依次萃取石油醚萃取物乙酸乙酯萃取物正丁醇萃取物硅胶色谱(石油醚:丙酮)Fr9Fr13-14硅胶色谱硅胶色谱123123第六十四页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三第五节波谱法在萜类结构鉴定中的应用结构类型多样有不对称碳难!一、结构鉴定的常用方法二、结构鉴定的一般步骤三、主要波谱特征第六十五页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(一)生源关系(二)波谱方法(二)化学方法一、结构鉴定的常用方法UV,IR,MS,NMR:1D(1H,13C,DEPT),2D-NMR(COSY,
TOCSY,HMQC,HMBC,NOESY等旋光谱(ORD),圆二色谱(CD),X-Ray等文献查阅亲缘较近的植物(同属、同科)第六十六页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(一)纯度检测(TLC,HPLC,熔点等)(二)波谱方法
1.确定结构类型
A.单萜–四萜:13CNMR,MSB.结构骨架类型:结合生源(萜类化合物的结构特征)
2.取代基(种类、位置)
3.构型(相对构型和绝对构型)(三)化学方法二、结构鉴定的一般步骤样品可回收的优先做第六十七页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三三、主要波谱特征(一)紫外光谱(UV)
(二)红外光谱(IR)
(四)核磁共振(NMR)
(三)质谱(MS)第六十八页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三共轭双烯:λmax
215~270nm;α,β-不饱和羰基:λmax220~250nm。λmax取决于共轭体系在分子结构中的化学环境:链状萜类的共轭双键体系:λmax217~228nm;共轭双键有一个在环内:λmax230~240nm;共轭双键体系在环内:λmax256~265nm。
(一)紫外光谱(UV)第六十九页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(二)红外光谱(IR)
主要用于检测化学结构中的功能团:双键、偕二甲基、羰基等:偕二甲基:υmax1370cm-1吸收峰裂分,有两条吸收带;环外亚甲基(贝壳杉烷型二萜):υmax
900cm-1
左右有最大吸收峰;羰基:υmax
1700~1800cm-1强峰——内酯化合物
,
六元环:υmax1735cm-1
五元环:υmax1770cm-1
四元环:υmax1840cm-1
第七十页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(三)质谱(MS)裂解方式复杂(四)核磁共振(NMR)
为解析萜类化合物最有力的工具一般萜类化合物的NMR特征
1HNMR:CH3,CH2,CH,
O-CH,CH=CH
峰形复杂
13CNMR:碳数目,
C=O,C=C,C-O,CH3,CH2,CH第七十一页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三S-B-9各1H,J=17,2-H
9-H,m7-H,d,J=158-H,dd,J=15,54-H第七十二页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三1981631361297968494120C13第七十三页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三3-H8-H
6424-H5-HFuc1-HFucCH3第七十四页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三175150125100755025C10+6第七十五页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三No.W436.61(1H,t,7)42.20(2H,m)51.60(2H,m)75.92(1H,dd,11,17)8a5.08(1H,d,11)8b5.16(1H,d,17)91.70(3H,s)101.24(3H,s)glc14.15(1H,dd,7.5)2~52-3(4H,m)61.07(3H,d,6)第七十六页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三第七十七页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三第七十八页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三第七十九页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三
复习一、基本概念及英译汉或汉译英萜,单萜,环烯醚萜,倍半萜,二萜,二倍半萜,薁类,卓酚酮类,经验的异戊二烯规则,生源的异戊二烯规则,
MVA,IPP,DMAPP二、掌握萜类化合物的基本结构特点(包括薁类,卓酚酮类、
环烯醚萜的结构母核)及其分类,根据结构判断结构类型。第八十页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三三、掌握主要活性化合物的结构类型和生物活性。薄荷醇,驱蛔素,-紫罗兰酮,芍药苷,樟脑,龙脑,青蒿素,维生素A,紫杉醇,丹参醌IIA,穿心莲内酯,银杏内酯,雷公藤甲素,冬凌草素,甜菊苷四、掌握萜类化合理化性质以及常用提取分离方法。五、熟悉萜类化合物的结构鉴定方法,掌握萜类化合物的UV,IR及1H-和13C-NMR的结构特点。第八十一页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三第五节挥发油
Volatileoils第八十二页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三1.定义:挥发油(volatileoils)又称精油(essentialoils),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。2.分布:植物界,主要在种子植物,尤其是芳香植物中:菊科、芸香科、唇形科、伞形科、姜科等。3.存在:植物的腺毛、油室、分泌细胞或树脂道,多数成油滴状存在,也有与树脂、粘液质共存。一、概述第八十三页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三
祛痰、止咳、平喘、驱风健胃、解热镇痛、抗菌、消炎作用。
如:柴胡挥发油———退热丁香油————
防腐、抗菌、局麻、镇痛土荆芥油————驱虫薄荷油————
清凉、驱风、消炎、局麻
4.生物活性5.应用
医药、香料工业、食品工业、化学工业第八十四页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三6.组成和分类
构成挥发油的成分类型大体可分4类:(1)萜类化合物(2)芳香族化合物(3)脂肪族化合物(4)其它类化合物第八十五页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(1)萜类化合物萜类化合物在挥发油中最为多见,
主要是单萜、倍半萜及其含氧衍生物。如:薄荷油含薄荷醇(menthol)8%左右;山苍子油含柠檬醛(citral)8%;樟脑油含樟脑(camphor)约为50%等。第八十六页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(2)芳香族化合物芳香族化合物仅次于萜类,存在也相当广泛。多为萜源衍生物和结构多具有C6-C3骨架的苯丙烷类衍生物。丁香酚(eugenol)茴香醚(anethole)桂皮醛(cinnamaldehyde)第八十七页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(3)脂肪族化合物挥发油中常有存在一些小分子脂肪族化合物,如:松节油的正庚烷(n-keptane),桂花头香中正癸烷(n-decane)等。在一些挥发油中还常含有小分子醇、醛及酸类化合物。如陈皮挥发油中的正壬醇(n-nonylalcohol)等第八十八页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三大蒜辣素(allicin)
(4)其它类化合物还有一些挥发油样物质,如芥子油(mustardoil)、挥发杏仁油(volatilebitteralmondoil)、原白头翁素(protoanemonin)、大蒜油(garlicoil)等,也能随水蒸气蒸馏,故也称之为“挥发油”。第八十九页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三
二、挥发油的性质(一)性状
1.颜色
常温下多为无色或微带淡黄色,少数具有其它颜色。如:含有薁类化合物多显蓝色、蓝绿色、红色等。
2.气味
大多数具有香气或其它特异气味。挥发油的气味,往往是其品质优劣的重要标志。
3.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析出结晶。析出物习称为“脑”,如薄荷脑、樟脑等。
4.挥发性常温下自行挥发不留痕迹(与脂肪油区别的标志)第九十页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(二)溶解度不溶于水,易溶于有机溶剂(石油醚、乙醚)。在高浓度的乙醇中能全部溶解,而在低浓度乙醇中只能部分溶解。(三)物理常数沸点在70~300℃之间,具有随水蒸气而蒸馏的特性;比重在0.85~1.065之间,多数比水轻,也有比水重的(如丁香油、桂皮油);几乎均有光学活性,且具有强的折光性。(四)稳定性不稳定(空气、光线)注意:应储存于棕色瓶内,装满、密塞并在阴凉处低温保存。第九十一页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三三、挥发油的提取(一)水蒸气蒸馏法(二)浸取法
1.油脂吸附法
2.溶剂萃取法
3.CO2超临界萃取法(三)冷压法第九十二页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三原理:装置示意图:挥发油可随水蒸气蒸馏,且与水不混溶(一)水蒸气蒸馏法水蒸气发生器安全管T形管蒸馏瓶+药材冷凝管接收瓶第九十三页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三优点:设备简单,操作容易,成本低,产量大,回收率高1)如挥发油中有水溶性的成分,回收率低2)加热分解,变味,降低香料的价值1)可在水溶液中加入无机盐如氯化钠使盐析分层,或盐析后用有机溶剂萃取缺点:解决办法:第九十四页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三(二)浸取法(溶剂法)优点:纯度好,品质高1.油脂吸附法:原理:油脂吸附挥发油方法:猪油:牛油(3:2)香脂乙醇提取精油原料吸附缺点:耗费高贵重挥发油,如玫瑰油、茉莉花油回收乙醇第九十五页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三常用溶剂:
优点:缺点:解决方法:
脂溶性杂质多,可能提出树脂、油脂、蜡、叶绿素等。1)乙醇热溶解,冷置,滤除杂质,再蒸出乙醇2)水蒸气蒸馏石油醚(30-60C),乙醚,二硫化碳,四氯化碳,苯等——低沸点有机溶剂简单易行2.溶剂提取法(回流和冷浸)第九十六页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三3.超临界流体萃取法:原理:性质:密度和液体相似,扩散性和气体相似(比液体大)渗透性优于液体利于溶质提取超临界流体:当物质处于其临界温度和临界压力时,形成既非液体又非气体的单一相态,称之为超临界流体。常用超临界流体:CO2(31℃,73个大气压)等;提取极性大成分时需加夹带剂(甲醇,乙醇等)CO2超临界流体萃取第九十七页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三优点:能够防止氧化、热解,提高挥发油品质;CO2价廉,无有机溶剂残留,环保,易于操作。缺点:工艺技术要求高,设备费用投资大,不普及。实验室或中试超临界流体萃取仪第九十八页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三优点:保持原有的新鲜香味,不受热,不含分解产物缺点:纯度差,含不挥发物质,如水、粘液质等解决方法:可以压榨后用溶剂法进一步纯化(三)冷压法(压榨法)挥发油含量高的新鲜原料(桔、柑、柠檬果皮等)第九十九页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三四、挥发油成分的分离(一)冷冻法(二)分馏法(三)化学法(四)色谱法第一百页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三
将挥发油置于0℃以下使析出结晶,如无结晶析出可将温度降至-20℃,继续放置。取出结晶再经重结晶可得纯品。例如薄荷油的制备:(一)冷冻法优点:操作简单缺点:分离不完全,大部分挥发油冷冻后不能析晶薄荷油-10℃放置12h析出粗脑第一批油-20℃放置24h析出粗脑第二批加热熔融0℃放置较纯薄荷脑第一百零一页,共一百一十四页,编辑于2023年,星期三低沸程:35-70℃/10mmHg→单萜;中沸程:70-100℃/10mmHg→含氧单萜高沸程:100-140℃/10mmHg→倍半萜、奥类
利用挥发油各成分沸点不同,气化先后顺序不同进行分离。挥发油的组成成分多对热及空气中的氧较敏感,因此分馏宜在减压下进行。(二)分馏法沸点规律:1.碳原子数增加,沸点升高;
2.单萜烯烃中,双键数目越多,沸点越高;三烯>二烯>一烯
3.官能团极性越大,沸点越高。酸>醇>醛、酮>醚第一百零二页
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