第6章-萜类化合物.ppt

1、1,6.萜类化合物,6.1 概述,2,萜的含义,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。 其烃类化合物常称为萜烯，开链萜烯具有（C5H8）n通式。,3,异 戊 二 烯 甲 戊 二 羟 酸,4,萜类的分类,目前仍沿用经典的Wallach的异戊二烯法则（isoprene rule），按异戊二烯单位的多少进行分类。 含有一个异戊二烯单位的萜类称为半萜 含有两个异戊二烯单位的萜类称为单萜 含有三个异戊二烯单位的萜类称为倍半萜 含有四个异戊二烯单位的萜类称为二萜 含有五个异

2、戊二烯单位的萜类称为二倍半萜 依此类推,5,萜类化合物的分布,萜类化合物在中药中分布极为广泛，藻类、菌类、地衣类、苔藓类、蕨类、裸子植物及被子植物中均有萜类的存在。 尤其在裸子植物及被子植物中萜类化合物分布得更为普遍，种类及数量更多，如被子植物就在多个目、数百个科属发现有萜类化合物。,6,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。,7,萜类化合物的存在形式 单萜与部分倍半萜： 以萜醇形式存在于挥发油中； 环烯醚萜多以苷的形式存在； 倍半萜多以内酯形式存在； 乌头烷型二萜以二萜生物碱

3、形式存在；,6.2 萜类化合物的提取与分离,8,（1）压榨法,压力 离心 鲜果皮 油与水 分层 特点：杂质较多 除杂：再进行水蒸气蒸馏， 除去非挥发性成分。,一、萜类化合物的提取,9,（2）水蒸气蒸馏法,10,1、苷类化合物的提取 提取对象：环烯醚萜苷 2、非苷类化合物的提取,（3）溶剂提取法,11,（4）脂浸润法,12,(5) 超临界流体萃取法（SFE）,超临界流体（Supercritical Fluid SF） 处于临界度（Tc），临界压力（Pc）以上的流体 如CO2、NH3、CH2=CH2、丙烯、水等,13,SF的密度类似液体的高密度 溶解能力强。 SF的粘度类似气体的低粘度 SF的扩散

4、系数约是液体的100倍 穿透力强。,超临界流体（SF）的特性,14,（1）化学法分离 （2）精密分馏法 （3）柱色谱分离,二、萜类化合物的分离,15,（1）化学法,碱性成分的分离： 挥发油/乙醚1硫酸酸水液碱化乙醚萃取，蒸去乙醚（碱性成分） 羧酸、酚性成分的分离： 羧酸/乙醚液：5碳酸氢钠萃取 酚类/乙醚液：2氢氧化钠萃取,利用酸碱性不同进行分离,16,醛酮类成分的分离： NaHSO3试剂加成反应：醛酮类 Girard T(P)吉拉德试剂：醛酮类 醇类成分的分离： 丙二酸单酰氯、邻苯二甲酸酐、丁二酸酐成酯（流程如下）,利用官能团不同进行分离,17,其它类成分的分离：,醚类：与浓酸成盐溶于水与乙

5、醚分层， 水解后又转移至乙醚层 萜烯：Br2、HCl、HBr、NOCl2加成,18,（2）精密分馏法,分馏法分离的依据：沸点不同 一般规律是： 沸点随分子量增大、双键增多而升高； 沸点随官能团的极性增大而升高,19,薄荷烷 桉油精 薄荷酮 薄荷脑 b.p 167 176 207 216,20,（3）层析法,1.硅胶层析： 2.氧化铝层析： 萜烯与含氧萜衍生物 3.硝酸银络合层析：萜烯类,原理：AgNO3 +键 络合物 依据：萜烯双键数量与位置（空间位阻） 铺板：硅胶 + 22.5% AgNO3,21,规律：(从双键数量和空间位阻考虑) 双键多吸附力双键少吸附力 环外双键吸附力环内双键吸附力 末

6、端双键吸附力中间双键吸附力 顺式双键吸附力反式双键吸附力,3.硝酸银络合层析：萜烯类,22,TLC：硝酸银薄层板 Rf: -细辛醚 -细辛醚 欧细辛醚,23,鄂北贝母乙醇提取回收乙醇浸膏加水环己烷萃取5%醋酸水溶液洗涤环己烷部分回收环己烷浸膏硅胶柱层析石油醚、乙酸乙酯、甲醇依次洗脱不同洗脱部位混合溶剂石油醚-乙酸乙酯洗脱多种单体化合物。,例如：鄂北贝母萜类成分的提取与分离,24,6.3 紫外光谱用于萜类化合物结构的鉴定,P 81: Woodward 规则,25,（一）概述 1单萜（monoterpenoids）的基本碳架由10个碳原子构成，即2个异戊二烯单位，多是挥发油的组成成分（多具有较强的

7、香气和生物活性，是医药、食品及化妆品工业的重要原料。 2一般按其结构中的碳环数目分类，可分为无环、单环、双环及三环等结构种类。也有依据单萜的含氧官能团分类的。,6.4 单萜化合物,26,（二）链状单萜,无环单萜（acyclic monoterpenoid） （1）常见的三种类型 月桂烷型 薰衣草烷型 艾蒿烷型,27,（2）代表化合物,月桂烯和罗勒烯 牻牛儿醇和香橙醇 月桂烯 罗勒烯 牻牛儿醇 香橙醇,28,柠檬醛 （香叶醛）,柠檬醛存在于植物的挥发油中，其中在柠檬草油、川桂叶油和樟叶油中含量较高，多在70以上。 有一对顺反异构体，反式的称为型，顺式的称为型。它们通常混合共存，但以反式柠檬醛为主

8、。 可以加入亚硫酸氢钠使其形成结晶性加成物，经分离后分解，再用减压蒸馏进行提纯。二者均是许多人造香料和调味品的重要成分。,29,牻牛儿醛（反式） 香橙醛（顺式）（型柠檬醛） （型柠檬醛）,30,单环单萜（monocyclic monoterpenoid）,（1）常见的三种类型 环香叶烷型 对-薄荷烷型 卓酚酮型,（三）环状单萜,31,(2) 重要的化合物,柠檬烯 薄荷酮 辣薄荷酮 桉油精,32,双环单萜（bicyclic monoterpenoid）,（1）常见的结构类型 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，形成的衍生物也最多。,侧柏烷

9、型,蒈烷型,蒎烷型,菠烷型,莰烷型,葑烷型,33,蒎烷衍生物,-蒎烯 -蒎烯 -蒎烯 （-pinene）（-pinene）（-pinene）,34,芍药苷是芍药（Paeonia albiflora）根中的蒎烷单萜苷，在芍药中还有白芍药苷（albiflorin）、新芍药苷、苯甲酰芍药苷（benzylpaeoniflorin）等结构类似的苷，多具有镇静、镇痛、抗炎活性。,芍药苷,35,龙脑即中药冰片，又称“樟醇”，是樟脑的还原产物。龙脑是白色片状结晶，有升华性。不但有发汗、兴奋、镇痉和防止腐蚀等作用，还有显著的抗氧功能，临床上普遍应用的治疗冠心病、心绞痛的良药苏冰滴丸的主要成分就是冰片。此外，它还

10、是香料工业的主要原料。,龙脑,36,樟脑是最重要的萜酮之一，我国产的天然樟脑产量占世界第一位。樟脑在医药上主要用做刺激剂和强心剂，还有局部刺激作用和防腐作用，可用于神经痛、炎症及跌打损伤。,樟脑,37,环烯醚萜类（iridoids）,环烯醚萜类是一类特殊的单萜，大多与糖结合形成苷。环烯醚萜类化合物在中药中分布较广，在玄参科、茜草科、唇形科及龙胆科中较为常见，有多种生理活性（利胆、健胃、降糖、抗菌消炎等），目前发现的已达900余种。,38,环烯醚萜苷：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，

11、C7-8有时具环氧醚结构。 栀子苷 梓醇 geniposide catalpol,39,栀子苷存在于栀子（Gardenia jasminoides）中，栀子苷为主要成分，与栀子的清热泻火及治疗肾炎水肿作用有一定的关系，且有一定泻下作用，其苷元京尼平（genipin）具有显著的促进胆汁分泌活性。,栀子苷,40,梓醇是地黄（Rehmannia glutinosa）降血糖的有效成分，并有较好的利尿及迟缓性泻下作用。,梓醇,41,1. 倍半萜类 倍半萜类（sesquiterpenoids）的基本碳架由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

12、主要组分固体。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。,6.5 倍半萜、二萜和三萜化合物,42,青蒿素是中药青蒿（黄花蒿）（Artemisia annua）中分离到的具过氧结构的倍半萜内酯，有很好的抗恶性疟疾活性，是高效、速效、低毒的抗疟药物。,青蒿素,43,是倍半萜内酯类成分，存在于菊科的茴蒿中，是抗疟的有效成分。在茴蒿中既有型，也有型，但具有驱虫作用的只有-山道年。,-山道年,44,（1）概述 1、定义：由4个异戊二烯单位构成，含有 20个碳原子的化合物类群。 2、存在：广泛分布于植物界，植物分泌的 乳汁、树脂等均以二萜类衍生

13、物为主。 3、主要骨架类型：如贝壳杉烷、赤霉烷、 阿替烷、乌头烷及其对映体的骨架等。,2. 二萜化合物,45, 植物醇（植物醇） 香叶基香叶醇,（2）链状二萜,46,维生素A,（3）环状二萜,47,穿心莲内酯,新穿心莲内酯,去氧穿心莲内酯,抗菌抗病毒作用,48,银杏内酯,银杏内酯A OH H H 银杏内酯B OH OH H 银杏内酯C OH OH OH 银杏内酯M H OH OH 银杏内酯J OH H OH,R1 R2 R3,49,雷公藤甲素抗白血病作用,雷公藤甲素 H H CH3 雷公藤乙素 OH H CH3,R1 R2 R3,50,紫杉醇（红豆杉醇）,51,多数三萜类(triterpene

14、s)化合物是一类基本母核由30个碳原子组成的萜类化合物，其结构根据异戊二烯定则可视为六个异戊二烯单位聚合而成，也是一类重要的中药化学成分。,3. 三萜化合物,52,三萜类化合物在自然界中分布很广，菌类、蕨类、单子叶和双子叶植物、动物及海洋生物中均有分布，尤以双子叶植物中分布最多。它们以游离形式或者以与糖结合成苷或成酯的形式存在。游离三萜主要来源于菊科、豆科、大戟科等植物；三萜苷类在豆科、五加科、桔梗科、远志科、葫芦科等植物分布较多。,分布,53,存在形式：游离的三萜类化合物几乎不溶或难溶于水，可溶于常见的有机溶剂；三萜苷类化合物则多数可溶于水，其水溶液振摇后能产生大量持久性肥皂样泡沫，故被称为

15、三萜皂苷(triterpenoid saponins)。三萜皂苷多具有羧基，所以又常被称为酸性皂苷。,存在形式,54,三萜类化合物具有广泛的生理活性。通过对三萜类化合物的生物活性及毒性研究结果显示，其具有溶血、抗癌、抗炎、抗菌、抗病毒、降低胆固醇、杀软体动物、抗生育等活性。如乌苏酸为夏枯草等植物的抗癌活性成分，雪胆甲素是山苦瓜的抗癌活性成分。,生理活性,55,角鲨烯主要存在于鲨鱼肝油及其他鱼类的鱼肝油中的非皂化部分，也存在于某些植物油(如茶籽油、橄榄油等)的非皂化部分。,(1) 角鲨烯,56,羊毛脂甾烷,羊毛脂甾醇,羊毛脂甾烷也叫羊毛脂烷，其结构特点是A/B环、B/C环和C/D环都是反式，C2

16、0为R构型，侧链的构型分别为10、13、14、17。羊毛脂甾醇是羊毛脂的主要成分，它也存在于大戟属植物香膏打戟Euphorbia balsamifera的乳液中。,(2) 羊毛甾烷(lanostane)型,57,大戟烷是羊毛脂甾烷的立体异构体，基本碳架相同，只是C13、C14和C17上的取代基构型不同，即是13、14、17-羊毛脂甾烷,大戟醇(euphol)存在于许多大戟属植物乳液中，在甘遂、狼毒和千金子中均有大量存在。乳香中含有的乳香二烯酮酸(masticadienonic acid)和异乳香二烯酮酸(isomasticadienonic acid)也属于大戟烷衍生物。 。,大戟烷(euph

17、ane)型,58,大戟烷 大戟醇,乳香二烯酮酸 7（8） 异乳香二烯酮酸 8(9),59,达玛烷型的结构特点是在8位和10位有-构型的角甲基，13位连有-H，17位的侧链为-构型，C20构型为R或S。棒锤三萜A是从葫芦科植物棒锤瓜茎皮中分到的达玛烷型三萜类成分。,达玛烷,棒锤三萜A,达玛烷(dammarane)型,60,齐墩果烷,-乳香酸,齐墩果酸,齐墩果酸(oleanolic acid),61,1. 类胡萝卜素（p91结构）,6.6 四萜化合物,纯碳氢化合物组成的共轭多烯（烃类胡萝卜素） 上述化合物的含氧衍生物（叶黄素、玉米黄素）,62,所有类型的类胡萝卜素都系脂溶性化合物。 具有适度的热稳

18、定性。 易发生氧化而褪色，亚硫酸盐或金属离子的存在将加速-胡萝卜素的氧化。 热、酸或光的作用下很容易发生异构化。,2. 类胡萝卜素的性质,63,类胡萝卜素的颜色在黄色至红色范围， 其检测波长一般在430nm480nm。 许多试剂能与类胡萝卜作用产生光谱位移，因此可用于类胡萝卜素的鉴定。类胡萝卜素常与蛋白质结合，比游离态稳定。,64,概述：萜类化合物特点 1、成分范围广，彼此结构性质差异大； 2、同一生源途径衍生而来； 3、结构共同点： 绝大多数都有双键、共轭双键与活泼氢、较多萜类具有内酯结构,6.7 萜类化合物的理化性质,65,（一）性状 1、形态 单萜与倍半萜多为有特殊香气的油状液体， 常温

19、下可挥发； 二萜与二倍半萜多为结晶性晶体。,一、萜类化合物的物理性质,66,2、味 萜类化合物萜多具有苦味，有的味极苦 个别萜类化合物具有强的甜味,67,3、旋光性和折光性 萜类化合物多含有C*，具备光学活性； 低分子萜类化合物具有较高的折光率。,68,1、亲脂性强 2、单萜与倍半萜可随水蒸汽蒸馏 3、萜类化合物的苷水溶性增强可溶于热水 4、具有内酯结构的萜类化合物能溶于碱水， 酸化后又从可水中析出,（二）溶解性,69, 注意： 萜类化合物对强热、光及酸碱较为敏感 或被氧化、或发生重排，导致结构变化,70,（一）加成反应 1、双键加成反应 与卤化氢加成反应（P79）,柠檬烯 柠檬烯二氢氯化物,

20、二、萜类化合物的化学性质,71,与亚硝酰氯（tilden试剂）反应（P79）,不饱和萜类化合物 氯化亚硝基衍生物 亚硝基胺类,亚硝酸异戊酯,亚硝酰氯,72,Diels-Alder反应,顺丁烯二酸酐,73,2、羰基加成反应 与亚硫酸氢钠加成 （P80）,柠檬醛,74,与吉拉德试剂加成 Girard试剂：是一类带有季铵基团的酰肼， 常用Girard T和Girard P,Girard试剂T Girard试剂P,75,76,1、常用氧化剂： 臭氧、铬酐、四醋酸铅、高锰酸钾 与二氧化硒等,（二）氧化反应,77,2、臭氧化反应：用于测定分子内双键的位置 及萜类化合物的醛酮合成,月桂烯 -羰基戊二醛,78,3、高锰酸钾,薄荷酮 -甲基己二酸,79,在惰性气体的保护下，以钯或铂黑为催化剂，将萜类化合物与S或Se共热（200300）实现脱氢。,-桉醇,（三）脱氢反应,80,（四）分子重排反应（P86）,-蒎烯,樟脑,异构化,81,（一）UV 具有共轭双键或，-不饱和羰基结构的萜 类化合物在紫外光区（200400nm）产生 吸收，对萜类化合物的结构鉴定有一定作用。,6.8 萜类化合物的检识与结构测定,82,（二）IR 1、萜类大多数具有双键、共轭双键、甲基、 偕二甲基、环外亚甲基与含氧官能团等。 2、可帮助解决萜类化合物是否含有内酯环 及其内酯环的大