萜类化合物定义和分类
萜类化合物
一、萜类化合物概述萜类化合物(Terpenoids)是所有异戊二烯聚合物及其衍生物的总称[4]。
萜类化合物中的烃类常单独称为萜烯。
萜类化合物除以萜烯的形式存在外,还以各种含氧衍生物的形式存在,包括醇、醛、羧酸、酮、酯类以及甙等。
萜类化合物在自然界中分布广泛,种类繁多,估计有1万种以上,是天然物质中最多的一类。
萜类化合物的分子结构是以异戊二烯为基本单位的,因此其分类依据主要是以异戊二烯单位数目的不同为标准来进行。
开链萜烯的分子组成符合通式(C5H8)n(n≥2),含有两个异戊二烯单位的称为单萜,含有三个异戊二烯单位的称为倍半萜,含有四个异戊二烯单位的则称为二萜(图1),以此类推[4]。
倍半萜约有7 000多种,是萜类化合物中最大的一类[5]。
二萜类以上的也称“高萜类化合物”,一般不具挥发性[6]。
此外,有的萜类化合物分子中具有不同的碳环数,因此又进一步区分为链萜、单环萜、双环萜、三环萜等。
其中,单萜和倍半萜及其简单含氧衍生物是挥发油的主要成分,而二萜是形成树脂的主要成分,三萜则以皂甙的形式广泛存在。
萜类化合物在植物界中普遍存在[4]。
常见含萜类化合物的植物类群有:蔷薇科(Rosaceae)、藜科(Chenopodiaceae)、天南星科(Araceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、萝科(Asclepi-adaceae)、莎草科(Cyperaceae)、禾本科(Gramineae)、柏科(Cu-pressaceae)、杜鹃科(Ericaceae)、木犀科(Oleaceae)、木兰科(Magnoliaceae)、樟科(Lauraceae)、胡椒科(Piperaceae)、马鞭草科(Verbenaceae)、马兜铃科(Aristolochiaceae)、芸香科(Ru-taceae)、唇形科(Labiatae)、菊科(Compositae)、松科(Pinaceae)、伞形科(Umbelliferae)、桃金娘科(Myrtaceae)等[7]。
第六章 萜类化合物
2,生源异戊二烯规则（biogenetic isoprene rule）
葡萄糖
CH3COOH 醋酸
OH HOOC
OH
（三磷酸腺苷）2ATP
甲戊二羟酸 (MVA)
焦磷酸异戊烯酯（IPP） 异构化 焦磷酸二甲基烯丙酯（DMAPP）
C6H5
Ph2
O
N H
Ph3
C6H5 O
2' 3' 1'
OH
AcO
18 12 11
O 13 15
14 1
HO
10 9 O19 OH
2
17
16
H
8 3
7
H
4
6 5
20
O
Ph1 C6H5
O AcO
O
Paclitaxel (Taxol)
• 英文名：Paclitaxel, Taxol® or TM
H OO O
薄荷烷 衍生物
重要的环状单萜化合物：
O
OH
OH
OH
l-薄荷醇 men脑 d-龙脑 （冰片）
O
OHC O
对-氧化樟脑
π-氧化樟脑
(具有强心作用)
重要的环状单萜化合物：
O
α-紫罗兰酮
O
O
O
O
斑蝥素
O
O
O
O OH
O
β-紫罗兰酮
O
O
O
N
O
斑蝥胺 (试用于肝癌)
芍药苷 (防治老年痴呆)
CHO
香叶醛 （α-柠檬醛）
geranial
萜类化学萜的含义
某些萜类化合物可转化为生物燃气， 可用于供热、发电等能源需求。
香料和食品添加剂
香料
萜类化合物具有独特的香味和香气，可用于香料和食品添加剂中，如薄荷醇、 柠檬烯等。
食品添加剂
某些萜类化合物具有抗氧化、防腐等作用，可作为食品添加剂，如没药醇、迷 迭香酸等。
05
萜类化学萜的未来发展
新材料的开发
利用基因工程技术改造微生物，使其能够生产特定的萜类化合物。
基因工程与代谢工程
通过基因工程和代谢工程技术，提高微生物或植物细胞工厂的生产 效率和产量。
03
萜类化学萜的生物活性
生理活性
促进细胞生长
萜类化合物可以促进细胞 分裂和生长，有助于维护 身体健康和组织修复。
抗菌抗病毒
一些萜类化合物具有抗菌 和抗病毒活性，可以抵抗 病原体的侵害，提高免疫 力。
命名
习惯命名法
根据化合物的来源和性质采用形 象化的名称，如薄荷醇、紫杉醇 等。
系统命名法
根据化合物的结构和官能团采用 国际通用的命名系统，如IUPAC 命名法。
02
萜类化学萜的来源
天然来源
01
02
03
植物
植物是萜类化学萜的主要 天然来源之一，包括精油、 树脂、色素等。
动物
动物也能产生一些萜类化 合物，如昆虫分泌的蜜露 和某些海洋生物的代谢产 物。
抗氧化作用
萜类化合物具有抗氧化作 用，可以清除自由基，减 少氧化应激反应，延缓衰 老。
类化合物具有抗炎作用，可以缓解疼痛和肿胀 等症状，对治疗关节炎等疾病有一定疗效。
抗肿瘤作用
一些萜类化合物具有抗肿瘤活性，可以抑制肿瘤 细胞的生长和扩散，对防治癌症有一定作用。
第九章 萜类化合物分解
橙花醇 nerol
香茅醇 citronellol
CHO
[H]
CHO CHO
香叶醛 （α -柠檬醛） geranial
[O]
香茅醛 citronellal
[H] [O]
橙花醛 （β -柠檬醛） neral
[H]
CH2 OH
[H]
+
香叶醇 （牻牛儿醇） geraniol
CH2 OH
CH2 OH
橙花醇 nerol
斑蝥胺 (试用于肝癌)
二、结构分类
(一)单萜（monoterpenoids)
3.卓酚酮类（troponoides）
是一类变形的单萜，其碳架不符合异戊二烯定则。
O OH
O OH
O OH
α -崖柏素
β -崖柏素 （扁柏素）
γ -崖柏素
二、结构分类 （二）环烯醚萜（iridoids） 属双环单萜。 蚁臭二醛（iridoidial）的缩醛衍生物。 含环戊烷结构单元，具环状单萜的特点。 是从臭蚁的防卫性分泌物中分离出来的物质， 其生物合成途径不同于单萜，不是经由脱去GPP 分子中焦磷酸基而直接产生闭环反应这一生源途 径。生物合成途径如下：
第九章 萜类化合物与精油
一、萜类化合物的含义 萜类化合物是天然物质中最多的一类化合物。 如：挥发油、树脂、橡胶以及胡萝卜素等 萜类成分中，有些具有生理活性，如：龙脑、
山道年和川楝素（驱蛔）、穿心莲内酯（抗菌)、人
参皂苷以及甘草酸等
一、萜类化合物的含义
OH
O O O
薄荷醇 menthol
HO OH
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
山道年 santonin
HO
原人参二醇 protopanaxadiol
萜类化合物解析
一、萜类化合物概述萜类化合物(Terpenoids)是所有异戊二烯聚合物及其衍生物的总称[4]。
萜类化合物中的烃类常单独称为萜烯。
萜类化合物除以萜烯的形式存在外,还以各种含氧衍生物的形式存在,包括醇、醛、羧酸、酮、酯类以及甙等。
萜类化合物在自然界中分布广泛,种类繁多,估计有1万种以上,是天然物质中最多的一类。
萜类化合物的分子结构是以异戊二烯为基本单位的,因此其分类依据主要是以异戊二烯单位数目的不同为标准来进行。
开链萜烯的分子组成符合通式(C5H8)n(n≥2),含有两个异戊二烯单位的称为单萜,含有三个异戊二烯单位的称为倍半萜,含有四个异戊二烯单位的则称为二萜(图1),以此类推[4]。
倍半萜约有7 000多种,是萜类化合物中最大的一类[5]。
二萜类以上的也称“高萜类化合物”,一般不具挥发性[6]。
此外,有的萜类化合物分子中具有不同的碳环数,因此又进一步区分为链萜、单环萜、双环萜、三环萜等。
其中,单萜和倍半萜及其简单含氧衍生物是挥发油的主要成分,而二萜是形成树脂的主要成分,三萜则以皂甙的形式广泛存在。
萜类化合物在植物界中普遍存在[4]。
常见含萜类化合物的植物类群有:蔷薇科(Rosaceae)、藜科(Chenopodiaceae)、天南星科(Araceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、萝科(Asclepi-adaceae)、莎草科(Cyperaceae)、禾本科(Gramineae)、柏科(Cu-pressaceae)、杜鹃科(Ericaceae)、木犀科(Oleaceae)、木兰科(Magnoliaceae)、樟科(Lauraceae)、胡椒科(Piperaceae)、马鞭草科(Verbenaceae)、马兜铃科(Aristolochiaceae)、芸香科(Ru-taceae)、唇形科(Labiatae)、菊科(Compositae)、松科(Pinaceae)、伞形科(Umbelliferae)、桃金娘科(Myrtaceae)等[7]。
萜类化合物
◇水蒸气蒸馏法：游离单帖、倍半帖（挥发性）。 ◇碱溶酸沉法：具羧基,酚羟基及内酯结构的萜还可分别溶
于碳酸氢钠或氢氧化钠水液,加酸使之游离或环合后,又 可自水中析出或转溶于亲脂性有机溶剂,此性质常用于 提取分离此类结构的萜类化合物。 ◇溶剂提取法：冷渗/热回流。
◇薄层显色：浓硫酸加热/硫酸香兰素。
青蒿
六、中药实例
◇青蒿为菊科植物黄花蒿(Artemisia annua. L.)的干燥地上部分。
◇具有清热解暑,除蒸,截疟之功效。
青蒿素提取工艺
H CH3
H3C
O
O H
O CH3
O
青蒿素
(qinghaosu)
第二节 挥发油(精油)
Volatile oils (Essential oils)
（二）单环单萜
OH l-薄荷醇 menthol
薄荷挥发油中的主要组成 部分。左旋体习称“薄荷 脑”，为白色块状或针状 结晶，对皮肤和粘膜具有 清凉和弱的麻醉作用，用 于镇痛和止痒。
（二）单环单萜
如: 柠檬烯和α－松油烯是同分异构体， 柠檬烯是分布最广的一种.
它是枸橼属植物果皮挥发油的主要成分，例如: 柠檬 油、桔皮油、佛手油等。 常用中药香附、砂仁、荆芥、青蒿和紫苏等挥发油中都 含有。 柠檬烯是无色油状液体，有似柠檬的香气具有旋光性。
OCO
紫杉醇 taxol
是从短叶红豆杉和东北红豆杉（紫杉）的树皮中 分离得到的二萜类成分，有很好的抗白血病、抗肿瘤 活性，临床用于治疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌。
红豆杉中紫杉醇含量为百万分之二，临床上需求 量较大，研究得到半合成品——巴卡亭Ⅲ。
萜名词解释
萜名词解释萜类是一类有机化合物，它们是植物中最重要的有机化合物之一。
萜是一类具有抗菌、抗病毒、抗氧化、改善肠道功能等作用的自然产物。
历史上，萜类化合物一直被用于食品加工、药物开发、化妆品生产、农药制造等各个领域的生产和研究中。
萜类化合物通常由烷烃和醛基组成，烷烃包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等，醛基可以是羟醛、糖醛和醇醛等。
甲烷是萜类化合物中最主要的成分，它们又被称为萜烃，它们是各类萜类化合物的基础，是萜类家族中最主要的一部分。
常见的萜类分子有桑酮、芳樟醇、香豆素、多拉莫司、桉油醇、酚甙以及樟脑素等。
桑酮是一种结构简单的植物活性物质，是芳樟醇的前体，在植物体内参与多项生物合成过程，广泛存在于水果、香料、芳香植物等植物中，桑酮可以改善人体免疫力，具有抗病毒、抗菌和抗氧化等作用。
芳樟醇是一种抗菌、抗病毒和抗氧化的有机物，主要由桑酮和醇醛组成。
芳樟醇在自然界中广泛存在于各类植物中，如树胶、芦荟、薄荷、柠檬，也是药物工业重要的原料。
芳樟醇具有抗菌、抗病毒、抗氧化和改善肠道功能的作用，可以用于治疗皮肤病、呼吸道疾病、抗癌抗炎等疾病。
香豆素是一种抗菌和抗氧化的有机物，主要由萜烃，和醇醛组成，它还具有抗病毒、舒缓肠胃、改善消化道功能等功效，在食品、药物、食品添加剂中都有很多应用，如香甜剂，可有效替代成分，降低和替代糖类。
多拉莫司是一类植物抗生素，由醇醛和烷烃组成，具有较强的抗菌作用和抗病毒、抗肿瘤的功能，广泛用作医药领域的抗菌剂和抗病毒剂，也可用于食品领域的保藏剂，可有效抵抗细菌的污染。
桉油醇是一类有机物，由烷烃和醇醛组成，它们在植物体内也可以合成，具有较强的抗菌、防腐、抗氧化、抗病毒等作用，在药物、食品和化妆品等领域都有应用，是食品添加剂和保藏剂中重要的成分。
酚甙是一类有机物，由烷烃和糖醛组成，它们在植物体内可以形成芳香组分，可以抑制有害微生物的生长，抵抗病原菌的侵染，具有抗氧化、抗菌和抗病毒的作用。
樟脑素是叶绿素变异体，由烷烃和醇醛组成，在植物体内可以合成，具有抗菌作用，常被用于抗病毒、抗癌和抗肿瘤药物的研究。
第十章 萜类(天然药物化学)
(17)昆虫拒食活性： (18)可作甜味素：甜菜素(滕氏甜昧内酯， phylloduicin)具有蔗糖600～800倍甜度，罗汉 果甜素V(mogroside V)的0．02％水溶液比蔗 糖甜约250倍，可作调味剂。 (19)昆虫保幼激素：如天蚕蛾保幼激素(C18cecropia)、juvabione。 (20)昆虫性引诱剂及昆虫驱避物质：倍半萜丙二 烯酮，对蚂蚁及其他昆虫有驱避作用。
二、萜类化合物的生理活性和分布
(1)抗生育活性；芫花酯甲(yuanhuacin)、芫花酯乙 (yuanhuadin)均为引产药。
(2)抗白血病、抗肿瘤活性：雷公藤内酯(triptolide)、 雷公藤羟内酯(tripdiolide)、鸦胆丁(bruceantin)等。 (3)驱蛔虫和杀虫活性：如驱蛔素(ascaridole)，川楝素 (chuanliansu，toosendanin)、土木香内酯 (costunolide)等。
(4)抗疟活性：如青蒿素(arteannuin)、鹰爪甲素 (yingzhaosu A)。 (5)神经系统作用：如治疗神经分裂症的马桑 内酯类化合物。 (6)抗菌痢和抗钩端螺旋体活性：如穿心莲内 酯(andrographolide)、穿心莲新苷 (neoandrographolide)、14—去氧穿心莲内酯 (14-deoxyandrographolide)。 (7)抑制血小板凝集、扩张冠状动脉、增强免 疫功能：如芍药苷(paeoniflorin)。
第2 节 挥发油
概念：挥发油又称为精油，是存在于植 物中的一类具有芳香气味、可随水蒸汽 蒸馏出来而又与水不相混溶的挥发性油 状成分的总称。
（一）组成与分类
挥发油为一混合物，其组分较为复杂，一种挥发油 常常由数百种成分组成。其组分大致可分为一下几类：
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1.萜类化合物的定义
从化学结构来看：萜类化合物由异戊二烯单元（C5）为基
本结构单元。
从生源来看：萜类化合物的生物合成的重要前体物质是甲戊
二羟酸。
定义：由甲戊二羟酸衍生，符合通式(C5H x)n 的化合物及衍生物。
异戊二烯：
甲戊二羟酸：
CH2OH-CH2-COH(CH3)-CH2-COOH
2 萜类化合物的分类;
根据异戊二烯结构单元的数目划分
3.萜的生源学说：“经验异戊二烯法则”和“生源异戊二烯法则”
“经验异戊二烯法则”的依据
A.大多数萜类化合物都是由异戊二烯首尾相连而成。
B.橡胶的焦化或松节油的蒸气经氮气稀释后，在低压下通过红热的铂丝，都会得到产率很高的异戊二烯。
C.将异戊二烯加热到280度，两分子的异戊二烯聚合而成二戊烯，为典型的萜类化合物。
两分子的异戊二烯发生Deils-Alder聚合反应
得出：自然界的萜类化合物都是由异戊二烯衍生来的，是异戊二烯的聚合体或其衍生物。
但是 r-崖柏素等不符合“经验异戊二烯法则”，确是萜类化合物。
说明“经验异戊二烯法则”的不合理。
r-崖柏素
“生源异戊二烯法则”
Ipp 和DMAPP 均能转化为半萜，也能在酶的作用下生成单萜。
GPP 为焦磷酸香叶酯--单萜类化合物。
得出：萜类化合物的生物合成的重要前体物质为甲戊二羟酸。
；IPP 及DMAPP 是生物体内的活性异戊二烯。
起延长
碳链的作用。