7萜类和挥发油

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• C7-C8处断键成裂环状态,C7断裂后有时与C11形成六元内酯结构。 • 龙胆科的龙胆属及獐牙菜属分布普遍。
•龙胆苦苷——龙胆主要有
效成分和苦味成分,稀释至 1:12000,仍有显著苦味。 在氨作用下转化成龙胆碱。
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OO
O O glc
NH3
OO N
2、理化性质
1)性状 简单环烯醚萜——液体或低熔点固体 环烯醚萜苷——白色结晶体或无定形粉末, 吸湿性,苦味,旋光性。
物红色结晶,可用于鉴别。
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(三)双环单萜
蒎烷型和莰烷型最为稳定,形成的衍生物也最多。
1、蒎烷型
例1.α-蒎烯——松节油中含70%,合成樟脑、龙脑,镇咳、祛痰、抗真菌。
α-蒎烯
例2.芍药苷(paeoniflorin) ——芍药根中蒎烷单萜苦味苷,镇静、 镇痛、抗炎。近年报道防治老年性痴呆 活性。
早凉,骨蒸劳热,疟疾寒热,湿热黄疸。
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青蒿素 (qinghaosu, artemisinin)
• 研究历史 • 1971 中国中医药研究院 从中药青蒿(黄花蒿
Artemisia annua L.)中找到抗疟有效部位 • 1972 分离出单体青蒿素 • 1974 临床救治恶性疟、脑型疟 • 1977 上海有机所人工合成
深红→蓝色→蓝色沉淀(皮肤变蓝)
③冰乙酸-铜离子反应
铜离子/ △
样品溶于冰乙酸
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蓝色
三、倍半萜(sesquiterpenoids)
3个异戊二烯构成、15个碳原子。 挥发油高沸程部分(250℃~280℃)。
碳环数——无环、单环、双环、三环、四环型 环的碳原子数——五元环、六元环、七元环等 官能团——萜烯、倍半萜醇、醛、酮、内酯等
抗癌、抗风湿、红斑狼疮
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紫杉醇——红豆杉Taxus spp活性
成分,新型天然抗肿瘤药物,卵巢 癌、乳腺癌和肺癌疗效好。
关附甲素——关白附中抗心律失常
活性成分,进入国家I类新药研制的III 期临床研究。
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(五)环烯醚萜类(iridoids)
一类特殊单萜,多与糖结合形成苷。 玄参科、茜草科、唇形科及龙胆科中较常见。 多种活性,利胆、健胃、降糖、抗菌、消炎等。
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1、结构与分类
苷元结构特点: ① C1-OH半缩醛结构,性质活泼,多与β-D-葡萄糖成苷。 ② 环戊烷,包括环烯醚萜(iridoids)和裂环环烯醚萜(secoiridoids)两种基本碳架。 ③ C4、C8多连甲基或或氧化状态(羧基、羧酸甲酯、羟甲基)。双键一般为△3(4)。
单萜、倍半萜、二萜、三萜等 (2)分子结构中碳环数目
链状、单环、双环、三环、四环等 (3)官能团
烯烃(C5H8 )n 、醇、醛、酮、羧酸、酯等Ω =C-H/2 +1
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萜的分类及存在形式
类别
C原子数
异戊二烯数 (n)
存在形式
半萜
5
1
植物叶
单萜﹡
10
2
挥发油
倍半萜﹡
15
3
挥发油
IPP、DMAPP: “活性异戊二烯”
二、单萜(monoterpenoids)
2个异戊二烯构成、10个碳原子。 广泛分布于高等植物腺体、油室和树脂道等分泌组织, 挥发油主要组成成分,能随水蒸气蒸馏。 含氧衍生物多具较强生物活性和香气,是医药、化妆品和 食品工业的重要原料。 分为链状和单环、双环等,单环和双环为多。
环烯醚萜醇
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O O glc
O O glc
环烯醚萜苷
裂环环烯醚萜苷
结构类型
COOH
11
6
7 8
5 4
3
9 1 O2
10
OH
氧化
O OH
开环
7
11
6
5
9
O
8
10
OH
裂环环烯醚萜
脱羧
氧化 环合
O
OH 4-去甲环烯醚萜
7
O 11
6
54
9
O
8
10
OH
裂环内酯环烯醚萜
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(1)环烯醚萜苷 C1-OH多连β-D-葡萄糖。
维生素A 与视网膜内蛋白质结合,形成光敏感色 素,保持正常夜间视力。
CH2OH
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(三)双环二萜
半日花烷型
穿心莲内酯——穿心莲Andrographis paniculata中
抗菌消炎活性成分,治疗急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎等, 与亚硫酸钠在酸性条件下制成穿心莲内酯磺酸钠,制备水 溶性注射剂。
桉烷型
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α-桉叶醇
苍术酮
• 2)杜松烷型 • 例:棉酚——棉籽油,杜松烯型双分子衍生物
杀精子、抗菌、杀虫
杜松烷型
CHO OH HO
HO
OH CHO OH
OH
棉酚
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2、薁类化合物(azulenoids)
主要存在于挥发油中,抑菌、抗瘤、杀虫等活性。
(1)结构特征
• 1)五元环与七元环骈合,环戊二烯负离子骈环庚三烯
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(三)双环单萜
2、莰烷型
樟脑——樟脑油中约占50%,升华性,局部刺激和防腐, 用于神经痛、炎症及跌打损伤。 龙脑(冰片)——龙脑香树,升华性,防腐、发汗、兴奋、 镇痉、抗缺氧。用于香料、清凉剂及中成药(苏冰滴丸)。
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• (四)三环单萜 • 三环白檀醇:存在于檀香木部挥发油中; • 香芹樟脑:藏茴香酮经日光长期照射产物。
一、概述
萜类化合物(Terpenoids)是一类骨架多 样、数量庞大、生物活性广泛的重要的天然药 物化学成分。 (一)萜的含义
由甲戊二羟酸衍生而成,基本碳骨架多具 有两个或以上的异戊二烯单位的一类化合物。
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(二)分类
(1)异戊二烯法则(isoprene rule),按异戊二烯单位 数目分类。
柠檬烯——柠檬香气, 镇咳、祛痰、抗菌。 薄荷烷型 薄荷醇——清凉、局麻、镇痛、止痒、防腐、杀菌。
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• 桉油精(环醚 )——桉叶油中含70%, 樟脑香气,防腐杀菌剂。
• 驱蛔素(过氧化物)——土荆棘油中含 70%,亦称土荆棘油精,强力驱蛔药,但 有听力障碍、耳鸣、呕吐等副作用。
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萜烯C15H24 Ω =4 链状:4个双键,单环:2个双键,双环:2个双键
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(一)无环倍半萜
金合欢烷型
金 合 欢 烯 — — 枇 杷 叶 、 生 姜 等 挥 发 油 中 ,
β -型存在于藿香、啤酒花和生姜挥发油。
金合欢醇——橙花油、香茅中含量较多,高
级香料原料。
橙花醇——苹果香,橙花油主成分之一。
O
桉油精
O
O
驱蛔素
卓酚酮类
——变形单萜,存在于真菌代谢产物,柏科植物心材中, 有抗菌、抗癌活性,但多有毒性。
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• 1、结构特点
①变形单萜,碳架不符合异戊二烯规则。 ②七元芳环,芳香性,4n+2个电子共轭。
• 2、性质
①酸性,介于酚和羧酸之间。 ②与金属离子形成有色络合物结晶,如铜络合物绿色结晶,铁络合
没药烷型
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姜黄酮
鹰爪甲素
2、蛇麻烷型(11个C )
例: α-蛇麻烯
蛇麻烷型
3、吉马烷(10个C)
例:吉马酮—— 平喘、镇咳。
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吉马烷型
α-蛇麻烯
O
吉马酮
青蒿素——倍半萜 (qinghaosu, artemisinin)
• 青蒿(黄花蒿Artemisia annua L.)——廉价抗疟药。 • 清热解暑,除蒸,截疟。用于暑邪发热,阴虚发热,夜热
二萜﹡
20
4
树脂、苦味素、植物醇、
叶绿素
二倍半萜
25
5
海绵、植物病菌、昆虫
代谢物
三萜﹡
30
6
皂苷、树脂、植物乳汁
四萜
40
8
植物胡萝卜素
多萜
~7.5×103至
>8
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3×105
橡胶、硬橡胶
OH OH
薄荷醇
α-桉叶醇
O
HO
O
HO H
CH2OH
穿心莲内酯
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(三)生物合成途径
正离子,非苯核芳烃化合物,芳香性。
• 2)存在形式:多为氢化物。
3 2
1
45
6
8
7
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• ①愈创木烷型 愈创木醇 ——愈创木木材挥发油中的氢化薁,蒸
馏、酸处理时可氧化脱氢成薁类。
• ②岩兰烷型
愈创木烷型
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愈创木醇
岩兰烷型
(2) 性质
①性状:蓝色、绿色、紫色,沸点250~300℃。蒸馏时, 高沸点馏分中有时可见美丽的蓝色、紫色或绿色馏分, 可能有薁类成分。
半日花烷型
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穿心莲内酯Andrographolide
(四)三环二萜
• 松香烷型
O
R1
1
10
O 18
O 19
H
O
R3
12
15 R 2
17
OH O
7
雷公藤甲素 雷公藤乙素 雷公藤内酯
R1=H R2=H R3=CH3 R1=OH R2=H R3=CH3 R1=H R2=OH R3=CH3
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(一)开链单萜
月桂烷型
月桂烯——桂叶、蛇麻、鱼腥草等, 作香料,祛痰、镇咳。
香叶醇(反式)、香橙醇(橙花醇) (顺式)——玫瑰香气,抗菌、杀虫。
月桂烯
α-柠檬醛(香叶醛)(反式)、 β-柠檬醛(橙花醛)(顺式)—— 柠檬香气(反式强),止腹痛、驱蚊。
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(二)单环单萜
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(一)链状二萜
广泛存在于叶绿素的植物醇(phytol),与叶绿素 中的卟啉(porphyrin)结合成酯,作为合成维生 素E、K1的原料。
CH2OH
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植物醇 Phytol
(二)单环二萜
维生素A(vitamin A)——脂溶性维生素,主要存 在于动物肝中,鱼肝中含量丰富。
根据C4-取代基有无,分为二类:
• 4-取代环烯醚萜苷(10个C) 例:栀子苷——栀子清热泻火成分 ,苷元京尼平有利胆、轻泻作用。
COOCH3
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HOH2C
O O glc
•4-无取代环烯醚萜苷(9个C)
例1 梓醇(梓醇苷)——地黄降血糖主要有效成分。
梓苷(catalposide)作用与梓醇相似。
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
α -金合欢烯 9/14/2019 α - f a r n e s e n e
β -金合欢烯 β -farnesene
CH3 CH2OH
金合欢醇 Farnesol
CH3 OH
橙花醇 Nerolidol
(二)单环倍半萜
1、没药烷型(6个C )
例1、姜黄酮——利胆 例2、鹰爪甲素(过氧化物)——抗疟
1.经验异戊二烯法则
Wallach于1887年提出,认为萜类由异戊二烯以头-尾或非头-尾顺序相连而成。
2.生源异戊二烯法则
起源于葡萄糖,酶作用下产生乙酰辅酶A,再生成 MVA,经ATP作用、再经脱羧、脱 水形成焦磷酸异戊烯酯(IPP),互变异构化为焦磷酸γ,γ-二甲基丙烯酯(DMAPP)。
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②溶解性:亲脂性,溶于有机溶剂和强酸,加水稀释析 出,可用60%--65%硫酸或磷酸提取。
③ Sabety反应:与5%溴的氯仿溶液反应显蓝、紫、绿色。
④与苦味酸或三硝基苯产生π 络合物结晶,具敏锐熔点 可鉴定。
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四、 二萜类(diterpenoids)
4个异戊二烯单位构成、20个碳原子。 广泛分布于植物界,植物分泌的乳汁、树脂等,以松柏科 植物最为普遍。 多方面生物活性,如紫杉醇、穿心莲内酯、关附甲素、雷 公藤内酯等具有较强生物活性。 除植物外,菌类代谢产物中也有二萜,海洋生物中也有。
例2 桃叶珊瑚苷——车前草清湿热、利尿有效成分。
OH
4
65
3
7 8
O 9
1
O2
O glc 10 C H 2 O H
O CO
OH
O
O
O glc CH2OH
OH H
H
O CH2OH
O glc
梓醇 catalpol
梓苷 catalposide
桃叶珊瑚苷 aucubin
9/14/2019
(2Βιβλιοθήκη Baidu裂环环烯醚萜苷
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活性基团:过氧基。
结构修饰:
①青蒿素 →还原青蒿素(双氢青蒿素)→蒿甲醚(油溶性)
12-C=O 12-OH
——抗疟效价高、速效、低毒。
12-OCH3
②青蒿素 →青蒿琥珀酯钠(水溶性) 抢救血栓型恶性疟疾
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(三)双环倍半萜
1、萘型 (2个六元环)
1)桉烷型 例1、桉叶醇——α-桉叶醇和β-桉叶醇。 例2、苍术酮——苍术、白术挥发油,不稳定。
第七章
9/14/2019
学习目的与要求
• 1、 熟悉萜的含义、分类、生物合成。 • 2、熟悉环烯醚萜和薁类的结构分类、理化性质。 • 3、掌握挥发油的组成、通性、检识方法和提取、
分离方法。
9/14/2019
第一节 萜 类
一、概述 二、单萜类化合物 三、 倍半萜类化合物 四、二萜类化合物
9/14/2019
2)溶解性 亲水性,环烯醚萜苷亲水性较苷元更强。 溶于水、甲醇、乙醇、正丁醇, 难溶于氯仿、乙醚、苯。
9/14/2019
3)化学性质——半缩醛羟基 ①酸水解反应
环烯醚萜苷易 酸水解
苷元(不稳定)
聚合反应
聚合物(不同颜色变化或沉淀)
例:中药玄参、地黄等炮制加工变黑。
②氨基酸反应
aa / △
苷元(京尼平)
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