天然药物化学第十一周萜类和挥发油讲

天然药物化学

NATURALPRODUCTSCHEMISTRY郑州工业应用技术学院第六章萜类和挥发油第六章概述1萜类的结构类型及重要代表物2挥发油6萜类化合物的提取分离4萜类化合物的检识与结构测定5萜类化合物的理化性质3第一节概述掌握了解萜类的生源（异戊二烯法则）萜类的定义和分类

紫杉醇青蒿素穿心莲内酯

萜类化合物是由甲戊二羟酸衍生、且分子式符合（C5H8）n通式的化合物及其衍生物。从化学结构看，它是异戊二烯的聚合体及其衍生物其骨架一般以五个碳为基本单位，少数例外。甲戊二羟酸（MVA）（而不是异戊二烯）才是萜类化合物生源途径中最关键的前体物。一、萜的含义甲戊二羟酸异戊二烯异戊二烯单位的数目：单萜、倍半萜、二萜等碳环的有无和数目的多少：链萜、单环萜、双环萜、三环萜、四环萜等含氧衍生物：醇、醛、酮、羧酸、酯等萜类。

本章主要介绍单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜等萜类以及挥发油类化合物。一、萜的分类天然产物中最大类(>26000种),结构复杂,生物活性多样药物的重要来源：青蒿素、紫杉醇（二萜）二、萜类的生源学说经验的异戊二烯法则（empiricalisoprenerule）生源的异戊二烯法则（biogeneticisoprenerule）1）经验的异戊二烯法则O.Wallach于1887年提出：自然界存在的萜类化合物是由异戊二烯首尾相连形成的低聚物及其含氧衍生物。化学结构特点：大多具有异戊二烯结构片断，其骨架以5个碳为基本单位280℃艾里木酚酮扁柏酚土青木香酮2312）生源的异戊二烯法则：甲戊二羟酸是各类型萜类化合物生物合成的关键前体。

乙酰辅酶A

乙酰乙酰辅酶A

3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A

甲戊二羟酸

焦磷酸异戊烯酯IPP

焦磷酸二甲基烯丙酯DMAPP2）生源的异戊二烯法则第二节、萜类的结构类型及重要代表物l-薄荷醇、l-龙脑、樟脑、梓醇、青蒿素、绵酚、维生素A、穿心莲内酯(Ⅰ)、紫杉醇的化学结构卓酚酮类的理化性质环烯醚萜的结构特点、分类和主要性质单萜的基本骨架银杏内酯的生物活性了解掌握

单萜类（monoterpenoids）：2个异戊二烯单位、含10个C的化合物类群，挥发油低沸程部分的主要组分。分子量小，脂溶性。其含氧衍生物多具有较强的生物活性和香气，是医药、化妆品和食品工业的重要原料。成苷时，不具挥发性，不能随水蒸气蒸馏。分类：链状型和环状型(单环、双环、三环等)一、单萜1.链状单萜香叶醇是香叶油、玫瑰油、柠檬草油和香茅油等的主要成分，玫瑰香气橙花醇存在于橙花油、柠檬草油中，玫瑰香气香叶醛和橙花醛在柠檬草油和香茅油的含量较高，柠檬香气香茅醛大量存在于香茅油、桉叶油、柠檬油中，也是重要的柠檬香气香料。香茅醇存在于香茅油、玫瑰油中，左旋体的经济价值较高，玫瑰香气2.环状单萜

（1）薄荷醇（menthol）是薄荷Menthaarvensisvar.piperasceus和欧薄荷Menthapiperita等挥发油中的主要组成成分。其左旋体（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。理论上有8个立体异构体，但薄荷油中只有l-薄荷醇和d-新薄荷醇。

（2）紫罗兰酮(ionone)存在于千屈菜科指甲花挥发油中。α-紫罗蓝酮具有馥郁的香气，用于配制高级香料，β-紫罗蓝酮可作为合成维生素A的原料。工业合成：α-紫罗蓝酮优先与NaHSO3加成结晶而析出。（3）龙脑俗称“冰片”（borneol），有香气和升华性，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。（4）樟脑(camphor)，具有特殊钻透性的芳香气味。右旋体存在于樟树的挥发油中（~50%），左旋体存在于菊蒿Tanacetumvulgare挥发油中。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，强心剂。斑蝥素N－羟基斑蝥胺杀虫、生毛防止肝癌芍药苷镇痛、抗炎、解痉卓酚酮类：变形单萜，其碳架不符合异戊二烯规则，具有抗菌活性，但同时多有毒性。（1）酸性（2）酚羟基易甲基化，不易酰化（3）羰基不能和一般羰基试剂反应（4）能与多种金属离子络合显颜色用于鉴别3.卓酚酮类g-崖柏素a-崖柏素扁柏素1、概述为蚁臭二醛的缩醛衍生物，含有环戊烷结构单元取代环戊烷环烯醚萜（iridoids）环戊烷开裂的裂环环烯醚萜（secoiridoids）两种基本碳架。二、环烯醚萜（iridoids）环烯醚萜骨架裂环环烯醚萜骨架生物合成途径氧化GPP香茅醛2、2、环烯醚萜理化性质苷大多为白色结晶或粉末，多具旋光性，味苦；苷易溶水和甲醇，可溶乙醇、丙酮和正丁醇；难溶于氯仿、苯等亲酯性有机溶剂；半缩醛结构多成葡萄糖苷；其苷易水解，苷元为半缩醛结构容易聚合，化学性质活泼（不稳定），遇氨基酸变蓝。苷元遇酸、碱、羰基化合物和氨基酸能变色，与皮肤接触会变蓝苷元在冰醋酸溶液中，加少量铜离子，加热显蓝色A、环烯醚萜苷类：10个碳占多数，C1羟基多与葡萄糖成苷，大多为单糖苷；有的C11氧化成羧酸，可成酯。3、结构分类及重要代表物栀子苷京尼平苷R为CH3京尼平苷酸R为H鸡屎藤苷B、4－去甲环烯醚萜苷：

9个碳构成3、结构分类及重要代表物龙胆苦苷gentiopicroside保肝利胆、健胃、抗炎抗菌NH4OH5%HCl龙胆碱gentianineC、裂环环烯醚萜苷：苦味苷，龙胆苦苷，当药苷，当药苦苷3、结构分类及重要代表物解释现象：地黄、玄参在炮制过程中或受潮而变黑？山栀子的水提物为何会使皮肤变兰色？

1、概述

通式：(C5H8)3

分布：挥发油高沸点部分。海洋低等动物（海藻、软体动物等）、昆虫中也有发现

存在形式：挥发油，醇、酮、内酯或苷，生物碱。

含氧衍生物多具有香气和生物活性骨架繁杂，超过200余种三、倍半萜1.链状倍半萜链萜：环萜单环萜：双环萜：三环萜：金合欢烯（farnesene）又称麝子油烯，存在于枇杷叶、生姜、及洋甘菊的挥发油；β-金合欢烯存在于藿香、啤酒花和生姜挥发油中；有青香、花香并伴有香脂香气金合欢醇（farnesol）存在于金合欢花油、橙花油、香茅中。特有的铃兰花香气，并有青香和木香。苦橙油醇（nerolidol），橙花油的主要成分之一，苹果香和木香。2.环状倍半萜（1）青蒿素(arteannuin,artemisinin)是中药青蒿(也称黄花蒿)抗恶性疟疾的有效成分，过氧化物倍半萜。青蒿素结构修饰高效、速效、低毒的双氢青蒿素油溶性的蒿甲醚(artemether)及水溶性的青蒿琥珀酸单酯：用于临床。Artemisiaannua3、薁类：由五元环与七元环骈合而成的芳环骨架溶解性：溶于石油醚、乙醚、乙醇等和强酸，不溶于水。提取：用60~65%硫酸或磷酸提取薁类，酸提取液加水稀释后，薁类成分即沉淀析出。检测：Sabety反应——取挥发油1滴溶于1ml氯仿中，加入5%溴的氯仿溶液，薁类产生蓝紫色或绿色化合物；Ehrlich反应——薁类化合物与对二甲胺基苯甲醛+浓硫酸反应产生紫色或红色。高温分馏奥类时，可见美丽的蓝、紫、绿色现象；鉴别：可与苦味酸或三硝基苯形成具有敏锐熔点的π-络合物。1、概述由4个异戊二烯单位构成、含20个C的化合物类群。由GGPP衍生而成分布：植物界广泛，植物分泌的乳汁、树脂等均以二萜类衍生物为主，松柏科最多，菌类代谢产物，海洋生物。

四、二萜

生物活性强：紫杉醇、穿心莲内酯、雷公藤内酯、甜菊苷等。1.链状二萜链萜：环萜单环萜：双环萜三环萜：四环萜：链状二萜类化合物在自然界较少见植物醇(phytol)：广泛存在于叶绿素中，与卟啉结合成酯，合成维生素E、K1的原料。（1）维生素A：重要的脂溶性维生素，主要存在于动物肝脏中，特别是鱼肝中含量较丰富。为是视觉的生化过程所必需，缺乏后会导致夜盲症。2.环状二萜（2）穿心莲内酯：存在于穿心莲(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，但水溶性不好，增强水溶性：（3）银杏内酯(ginkgolides)：银杏（Ginkgobiloba）根皮及叶的强苦味成分，可作为拮抗血小板活化因子。银杏内酯（含银杏双黄酮）是银杏制剂中治疗心脑血管疾病的有效成分，此外可以防止老年痴呆、脑梗死、支气管哮喘。

（4）紫杉醇（taxol）：最早从太平洋红豆杉（Taxusbrevifolia）的树皮中分离得到，1992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。

紫杉醇（5）甜菊苷（stevioside）：存在于甜菊（Steviarebaudianum）的叶中；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。具有高甜度、低热量、无毒性等优良特性，在医药、食品等行业中被广泛应用。甜菊苷甜菊苷A甜菊苷D甜菊苷E

由5个异戊二烯单位构成、含25个C。生源：由焦磷酸香叶基金合欢酯（GFPP）衍生而成。多为结构复杂的多环性化合物，数量少。五、二倍半萜第三节、萜类化合物的理化性质加成反应、氧化反应、脱氢反应、重排反应的反应条件性状溶解度等了解熟悉（一）性状：形态，味，旋光性1、形态

单萜和倍半萜：油状液体，可挥发，或为低熔点固体。随着分子量、双键的增加、官能团的增多，挥发性下降，溶沸点增高

二萜和二倍半萜：结晶性固体。2、味

苦味，或极苦，又称苦味素。

但甜菊苷例外3、旋光性

具有光学活性。一、物理性质（二）溶解性亲脂性强，萜类的苷有一定的亲水性。具内酯结构萜可用碱溶酸沉法分离纯化。（三）稳定性萜类对高热、光、和酸碱敏感。

（一）加成反应

有双键和醛，酮等羰基的萜类化合物1、双键加成反应A与卤化氢加成B与溴加成

二、化学性质C与亚硝酰氯加成不饱和萜类氯化亚硝基衍生物亚硝基胺类DDiels－Alder加成

顺丁烯二酸酐共轭双烯萜的鉴定不饱和萜类的分离与鉴定2、羰基加成反应A与亚硫酸氢钠加成用于含羰基萜的分离纯化B与硝基苯肼加成C与吉拉德试剂加成用于含羰基萜的分离纯化

（二）氧化反应氧化剂：O3，CrO3，KMnO4，SeO2等（三）脱氢反应

用于萜（骨架）的鉴定环萜的碳架在催化剂（S,Se,Pd,Pt）作用下