第九章萜类和挥发油概论
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
萜类和挥发油
贴类和挥发油萜类化合物是一类由甲戊二羟酸衍生而成,基本碳架具有二个或二个以上异戊二烯单位结构特征的化合物。
开链萜烯分子式具有(C5H8 ) n 通式。
穿心莲、青蒿、龙胆、紫杉成分均为萜类化合物。
类别碳原子数异戊二烯单位存在形式数单萜102挥发油倍半萜153挥发油二萜204树脂、苦味素、叶绿素植物醇二倍半255海绵、植物病菌、昆虫代谢物萜三萜306皂苷、树脂、植物乳汁四萜408植物胡萝卜素多萜~7500~300000>8橡胶、硬橡胶二、单萜单萜类化合物是植物挥发油中沸点较低部分的主要成分,其中含氧衍生物多具有较强的生物活性及香气,1.链状单萜2.单环单萜薄荷醇辣薄荷酮3. 双环单萜芍药苷:镇静、镇痛、抗炎。
龙脑:俗称冰片,具有发汗、解痉、止痛等作用樟脑:主要存在于樟树的挥发油中,具有局部刺激和防腐作用,用于神经痛、炎症、跌打损伤。
三、环烯醚萜:为臭蚁二醛的缩醛衍生物。
环烯醚萜及其苷类在中药中分布较广,以玄参科、茜草科、唇形科、龙胆科最常见。
环烯醚萜多具有半缩醛及环戊烷环的结构,C1-OH为半缩醛羟基,不稳定,因此在植物体内主要以苷的形式存在。
(1) 环烯醚萜苷栀子苷:泻下马鞭草苷:兴奋副交感神经、镇咳4- 去甲基环烯醚萜苷桃叶珊瑚苷是车前草清热、利尿的有效成分。
梓醇是中药地黄降血糖、利尿的有效成分之一。
(2)裂环环烯醚萜苷龙胆苦苷是龙胆、当药、狼芽菜的苦味成分。
理化性质环烯醚萜苷易溶于水、甲醇,可溶于乙醇、丙酮、正丁醇等,难溶于其他有机溶剂。
苷易被酸水解,生成的苷元因具有半缩醛结构,性质活泼,易进一步氧化或聚合而显深色;甚至随水解条件的不同产生各种不同颜色的沉淀。
中药地黄、玄参等经过干燥或受潮可变黑色,皆因苷类水解的产物氧化聚合所致。
苷元遇酸、碱、羰基化合物与氨基酸都能变色。
与皮肤接触可使之变蓝.苷元于冰醋酸中加少量铜离子加热也能产生蓝色沉淀.四.倍半萜 1.开链倍半萜:金合欢醇 2.单环倍半萜:青蒿素 : 倍半萜内酯过氧化物,抗疟。
萜类和挥发油
CH3 + CH3 N CH2 CO NH NH2
CH3
吉拉德试剂T
+ N CH2 CO NH NH2
吉拉德试剂P
②吉拉德(girard)试剂加成
R C
R'
R C
R'
+ CH3
O + H2N NH CO CH2 N CH3
CH3
+
O + H2N NH CO CH2 N
X - 10%醋酸 R C
分布
植物叶 挥发油 挥发油 树脂、苦味质、植物醇 海绵、植物病菌,昆虫代谢
物 皂苷、树脂、植物 乳汁
植物胡萝卜素
多 聚 萜 ~ 7. 5×103 至 3×105 (C5H8)n
橡胶、硬橡胶
(二) 萜类化合物的生物合成途径
1.经验的异戊二烯法则(empirical isoprene rule)
Wallach于1887年提出了异戊二烯法则,认为“自然界存在 的所有的萜类化合物由异戊二烯 为单位首-尾相连而成的聚合 体及其衍生物。
四、挥发油的提取与分离
(一)挥发油的提取
1. 蒸馏法 ➢不适用于对热不稳定的挥发油 2. 溶剂提取法 ➢杂质较多,需进一步精制 3. 油脂吸收法 ➢贵重挥发油 4. 压榨法 ➢可保持原有的香味,杂质 5. 二氧化碳超临界流体萃取
超临界流体萃取法(SFE)
超临界流体具有类似气体的 扩散系数、液体的溶解力, 能迅速渗透进固体物质之中
子式符合(C5H8)n通式的衍生物均称为萜类化合物。 特点:数量巨大、结构复杂
2、萜类化合物的分类及分布
3
萜类的分类与分布
异戊二烯单位的数目
分类
萜类挥发油
15
4 .游离苷元与氨基酸加热,产生深红至 游离苷元与氨基酸加热 加热, 蓝色,最后生成蓝色沉淀 蓝色沉淀( 蓝色,最后生成蓝色沉淀(与皮肤接触 染蓝色)。 染蓝色)。 5 .苷元的冰醋酸溶液与少量铜离子加热显 苷元的冰醋酸溶液与少量 与少量铜 蓝色。 蓝色。可用于环烯醚萜类化合物检识和 鉴别。 鉴别。
14
3 .环烯醚萜苷易于被酸水解,产生的苷 环烯醚萜苷易于被 水解,产生的苷 易于被酸 因具有半缩醛结构,性质活泼, 半缩醛结构 元因具有半缩醛结构,性质活泼,容易聚 合成大分子的各种不同颜色沉淀 黑色)。 不同颜色沉淀( 合成大分子的各种不同颜色沉淀(黑色)。 据此可用于该类成分的鉴别。这也是含 据此可用于该类成分的鉴别。 该类成分中药(如玄参、地黄) 该类成分中药(如玄参、地黄)加工炮制 容易变黑的主要原因。 容易变黑的主要原因。
37
3.化学分离法 利用挥发油各组分官能 .
团所表现的化学性质, 团所表现的化学性质,通过化学反应以改变 其溶解性能而达到分离的方法。 其溶解性能而达到分离的方法。 挥发性生物碱 :可以与酸成盐 羧基成分: 羧基成分: 可溶于碳酸氢钠溶液 酚性成分: 酚性成分: 可溶于氢氧化钠溶液 酯类: 酯类:精馏或色谱
栀子苷
13
环烯醚萜类化合物的性质: 环烯醚萜类化合物的性质:
1 .均为白色结晶或无定性具引湿性的粉 均为白色结晶或无定性具引湿性 引湿性的粉 末。味苦,具旋光性。 味苦,具旋光性。 2 .此类成分(苷及苷元)偏于亲水性。大 此类成分(苷及苷元)偏于亲水性。 多数易溶于水、和甲醇,可溶于乙醇、 多数易溶于水、和甲醇,可溶于乙醇、 丙酮、正丁醇,难溶于氯仿、 丙酮、正丁醇,难溶于氯仿、苯、石油 醚等亲脂性有机溶剂。 醚等亲脂性有机溶剂。
萜类和挥发油
COOCH 3 H O HOCH 2 H OH O glc H
栀子苷 gardenoside
4-去甲环烯醚萜苷类
OH 6 5 7 8 O 9 4 3 1 O2 O CO O OH OH H O
O H
O glc 10 C H 2 O H 梓 醇 catalpol
O glc CH2OH 梓 苷 catalposide
鹰爪甲素是从草药鹰爪根中分离出的具有过氧基团的倍 半萜化合物,对鼠疟原虫的生长有强的抑制作用。
(3)薁类化合物
① 结构特征
由五元环与七元环骈合而成, 具有一定的芳香性。 薁类化合物主要存在于挥 发油中,游离存在的很少, 大多具有抑菌、抗肿瘤、杀 虫等活性。
② 性质
在挥发油高沸点馏分中有时可看见美丽的蓝色、紫色 或绿色的馏分,这显示可能有薁类成分存在。其沸点 较高,一般在250℃--300℃。 不溶于水,可溶于有机溶剂和强酸,加水稀释又可析 出,故可用60%--65%硫酸或磷酸提取。 能与苦味酸或三硝基苯试剂产生π络合物结晶,此结晶 具有敏锐的熔点可借以鉴定。
橙 花 醇 Nerol ?
香 茅 醇 Citronellol
CHO CHO CHO
香 叶 醛 Geranial
橙 花 醛 Neral ?
香 茅 醛 Citronellal
(β- 柠檬醛)
(2)环状单萜
O
α- 紫罗兰酮
(2)环状单萜
芍药苷是从芍药根中得到的单萜苦味苷,对小鼠显示有 镇静、镇痛及抗炎等药理作用。近年报道具有防治老年性痴 呆的活性。
在中草药中分布较广,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。
第九章萜类和挥发油
(五)色谱检识
薄层色谱 气相色谱
第九章 萜类和挥发油
内容提要
本章主要介绍萜类化合物的结构与分类和理化性质;介 绍挥发油的化学组成、理化性质、提取方法和检识。
学习要点
1.掌握萜类化合物的定义、结构特点及分类方法;掌握挥发油 的定义、化学组成和理化性质。
2.熟悉挥发油的理化性质和挥发油常用的提取方法。 3.了解主要萜类化合物的理化性质、提取分离方法及挥发油的
二倍半萜
三萜 四萜 多萜
碳原子数目 5 10 15 20
25
30 40
5×n
异戊二烯单位数 1 2 3 4
5
6 7 8
存在形式 植物叶 挥发油
挥发油 叶绿素、植物
醇 植物病菌、昆
虫代谢物 皂苷、树脂 胡萝卜素 橡胶、硬橡胶
二、萜类化合物的结构与分类
(一)单萜类 单萜的基本骨架由10个碳原子构成,即2个异戊二烯单元
(C10H16) 。
薄荷醇 龙脑 樟脑
单萜实例
(二)、倍半萜
倍半萜的基本骨架由15个碳原子构成,即3个异戊二 烯单元(C15H24) 。
βa-金合欢烯
莪术醇 青蒿素
倍半萜实例
(三)二萜
二萜的基本骨架由20个碳原子构成,即3个异戊 二烯单元(C20H32)。
二萜实例
穿心莲内酯 银杏内酯 丹参酮ⅡA
第二节 挥发油
一、概念 挥发油也叫精油,是植物体内的一类芳香气味的油 状液体的总称。在常温下具有挥发性、可随水蒸气 蒸馏、与水不相溶。
二、挥发油的化学组成
挥发油组成比较复杂,主要有以下四类: (一)萜类化合物 (二)芳香族化合物 (三)脂肪族化合物 (四)其它类化合物
(一)萜类化合物
萜类及挥发油
12
第一节 单萜
单萜---以两分子异戊二烯单元聚合而成的
化合物,碳架通式是C10H16。多是植物挥发油
的组成成分。具有浓郁的香气,常作为化
妆品、食品的原料.
13
分布:
单萜类化合物广泛分布在高等植物的分 泌组织(腺体、树脂道等)里,如唇形科、 伞形科、芸香科、樟科、猕猴桃科、龙舌兰 科、漆树科、香荔枝科、天南星科、五加科、 马蔸铃科、橄榄科、藜科、半日花科、菊科、 龙脑香科、杜鹃花科、豆科、牻牛儿苗科、 禾本科、山竹子科、八角科、鸢尾科、樟科、 木兰科、桑科、桃金娘科、茜草科、玄参科 等植物中。
14
单萜类化合物多数是挥发油低沸点部分 (140~180℃)的主要组成成分,其含氧衍生 物沸点较高(200~230℃),均为挥发油的主 要组成成分,是油中香气来源和活性成分, 也是医药、食品和化妆品工业的重要原料。 有些单萜类化合物以苷的形式存在于植物中, 不具有随水蒸气蒸馏出来的性质;还有一些 是昆虫或微生物的代谢产物。
第七章
萜类和挥发油
1
一、萜的含义:
萜类化合物是指一类由甲戊二羟 酸衍生而成,基本碳架多具有2个或2 个以上异戊二烯单位聚合衍生而成的 一类化合物。
2
萜类化合物种类很多,多数具有不饱和 键,其烯烃类也称为萜烯。开链萜烯的分子 组成符合通式(C5H8)n,随着分子中碳环数目 的增加,其氢原子数的比例相应减少。萜类 化合物不仅以萜烃形式存在,大多是以各种 含氧衍生物如醇、醛、酮、羧酸、酯类及苷 的形式存在于自然界,还有少数则以含氮、 硫的衍生物存在。
42
4.水解性 作为一种苷类成分,苷键容易被酸 或酶水解断键生成苷元和糖。产生的苷元因 具有半缩醛结构,性质活泼,容易进一步发 生聚合等反应,故水解后不但难以得到原苷 的苷元,而且还随水解条件(温度、酸的浓 度)的不同产生各种不同颜色的沉淀。如中 药玄参、地黄、枳实等加工后变黑,就是由 于这类苷在酶的作用下,水解成苷元,再聚 合成黑色。植物组织易变黑者,常提示植物 中有环烯醚萜苷类化合物存在。
药理课件萜类和挥发油PPT课件
CHAPTER 05
萜类和挥发油的未来展望
萜类和挥发油的资源开发与利用
1 2 3
深入挖掘天然资源
随着科技的发展,越来越多的萜类和挥发油资源 被发现,需要进一步深入挖掘和利用。
人工合成与修饰
通过化学合成和生物工程技术,对萜类和挥发油 进行人工合成和修饰,以获得具有更好生物活性 的化合物。
资源保护与可持续发展
系统的评价,为药物研发提供依据。
活性机制研究
03
深入研究萜类和挥发油发挥生物活性的机制,为药物作用机制
研究和药物设计提供理论支持。
萜类和挥发油的药理作用机制研究
药效学研究
通过药效学实验,研究萜类和挥发油对疾病模型 的作用效果和作用机制。
药代动力学研究
研究萜类和挥发油在体内的吸收、分布、代谢和 排泄过程,为其临床应用提供依据。
萜类和挥发油的生物活性研究
抗炎作用
萜类和挥发油中的某些成分可 以抑制炎症反应,如抑制炎症 介质释放、抑制炎症细胞浸润
等。
抗菌作用
萜类和挥发油中的某些成分具 有抗菌作用,如抑制细菌生长 、杀灭细菌等。
抗肿瘤作用
萜类和挥发油中的某些成分可 以抑制肿瘤细胞的生长和增殖 ,诱导肿瘤细胞凋亡。
抗氧化作用
萜类和挥发油中的某些成分具 有抗氧化作用,如清除自由基
毒理学研究
对萜类和挥发油进行系统的毒理学研究,评估其 安全性和潜在的毒性,确保药物的安全有效性。
THANKS
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萜类的生理作用与药理活性
01
02
03
生理作用
萜类化合物在植物和微生 物中发挥着重要的生理作 用,如防御、信号传递、 生长调节等。
药理活性
(精)《中药化学》讲义:萜类和挥发油
(精)《中药化学》讲义:萜类和挥发油第一节萜类一、基本内容(一)萜类的定义萜类化合物是一类由甲戊二羟酸衍生而成,基本碳架多具有2个或2个以上异戊二烯单位(C5单位)结构特征的不同饱和程度的衍生物。
绝大多数萜类化合物为含氧衍生物。
有的萜类化合物以苷的形式存在;有的分子中含有氮原子,称为萜类生物碱;尚有个别萜类化合物结构中含硫或氯等其他原子。
(二)萜的分类萜类化合物主要还是沿用经验异戊二烯法则分类,即按分子中异戊二烯单位的数目进行分类(表7-1)。
此外,根据各萜类分子结构中碳环的有无及数目的多少,进-步分为链萜(或开链萜)、单环萜、双环萜、三环萜、四环萜等,例如链状二萜、单环二萜、双环二萜、三环二萜、四环二萜等。
也有按所连功能基的不同将萜类分为萜烯、萜醇、萜醛、萜酮、萜酸、萜酯、萜苷及萜类生物碱等。
二、单萜单萜是指基本碳架由两分子异戊二烯单位构成,含有10个碳原子的萜烯及其衍生物。
根据单萜结构中碳环的有无和多少,将单萜类分为无环(开链)、单环、双环及三环等结构种类。
无环单萜的代表化合物香叶醇,香叶醇具有抗菌、驱虫等作用。
单环单萜的代表化合物薄荷醇,其左旋体习称薄荷脑,具有弱的镇痛、止痒和局麻作用,亦有防腐、杀菌和清凉作用。
双环单萜龙脑即中药冰片,具升华性,有清凉气味,具有发汗、兴奋、镇痛及抗氧化的药理作用。
环烯醚萜(一)结构与分类1.环烯醚萜苷环烯醚萜类的基本母核为环烯醚萜醇,具有半缩醛及环戊烷环的结构特点,环烯醚萜类化合物主要以1位羟基与糖成苷的形式存在于植物体内。
根据C-4位取代基的有无,又分为C-4位有取代基的环烯醚萜苷及4-去甲基环烯醚萜苷两种类型。
2.裂环环烯醚萜苷此类化合物是由环烯醚萜苷元部分C-7、C-8处开环衍生而来,如龙胆中主要有效成分和苦味成分龙胆苦苷,獐牙菜中的苦味成分獐牙菜苷及獐牙菜苦苷等。
(二)理化性质1.性状环烯醚萜类化合物大多数为白色结晶或粉末(极少为液态)。
分子中C-1、C-5、C-8、C-9多形成手性碳原子,故多具有旋光性。
天然药物化学萜类和挥发油
• 水生植物很少分布有挥发油。 • 某些菌类和苔藓类植物可合成一些(yīxiē)萜类,如斜 卧青 • 霉菌(青霉属decumbens) 合成橙花叔醇。 • 近年来从海洋生物中发现了大量的萜类化合物。
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、萜类的生源学说(xuéshuō)
萜类化合物的生源主要(zhǔyào)有如 下两种观点: •经验的异戊二烯法则 •生源的异戊二烯法则
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) 、 紫杉醇(taxol)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。
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(四) 卓酚酮类 (troponoides)
卓酚酮类化合物是一类变形的单萜,它们的碳 架不符合异戊二烯定则,具有(jùyǒu)如下的特性: 1. 卓酚酮具有芳香化合物性质, 具有酚的通性,显酸 2. 性,酸性强弱:酚<卓酚酮<羧酸。 3. 2. 分子中的酚羟基(qiǎngjī)易于甲基化,但不易
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(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)、穿心莲新甙 (neoandrographolide)、14—去氧穿心莲内酯(14deoxyandrographolide)。
的心β材-崖中柏;素,也称扁 柏(biǎnbǎi)素 (kinokitol),存在于台
(整理)萜类和挥发油
C.环境影响报告书3、脂肪族小分子化合物
(二)性质
(1)性状多为无色或淡黄色透明液体。具有浓烈的香味,少数有颜色,奥类多显蓝色。“脑”——挥发油在低温下析出的结晶物。滤去析出物的油为脱脑油
贴类和挥发油
萜类化合物是一类由甲戊二羟酸衍生而成,基本碳架具有二个或二个以上异戊二烯单位结构特征的化合物。开链萜烯分子式具有(C5H8)n通式。穿心莲、青蒿、龙胆、紫杉成分均为萜类化合物。
类别
碳原子数
异戊二烯单位数
存在形式
单萜
10
2
挥发油
倍半萜
15
3
挥发油
二萜
20
4
树脂、苦味素、叶绿素植物醇
二倍半萜
苷易被酸水解,生成的苷元因具有半缩醛结构,性质活泼,易进一步氧化或聚合而显深色;甚至随水解条件的不同产生各种不同颜色的沉淀。
中药地黄、玄参等经过干燥或受潮可变黑色,皆因苷类水解的产物氧化聚合所致。
(1)非煤矿矿山的建设项目(注:对煤矿建设项目有单独特别规定);苷元遇酸、碱、羰基化合物与氨基酸都能变色。与皮肤接触可使之变蓝.苷元于冰醋酸中加少量铜离子加热也能产生蓝色沉淀.
(3)羰基化合物:
A:亚硫酸氢钠:30%亚硫酸氢钠低温短时间振摇提取,有加成物析出,分离,加酸或碱分解,以乙醚提取即可.
B吉拉德试剂:挥发油的乙醚层,回收乙醚后加入试剂的乙醇液,再加入10%醋酸,加热回流.待反应完成,加水稀释,用乙醚萃取.分取水层加酸酸化,再用乙醚萃取,蒸去乙醚即可。
萜类和挥发油
萜类和挥发油在化学结构上的差 异导致它们在性质、提取和分离
方法等方面存在不同。
萜类与挥发油的生物合成关系
萜类和挥发油在生物体内都是 由相同的生物前体合成的,即 乙酰CoA。
萜类的生物合成途径通常涉及 多个异戊二烯单位的聚合和修 饰,而挥发油则是通过一系列 酶促反应生成的。
不同生物合成途径导致萜类和 挥发油在生物体内的合成部位、 合成时间和合成量等方面存在 差异。
05
萜类和挥发油的研究进 展
萜类研究进展
萜类化合物的生物合成
研究萜类化合物的生物合成途径,探索其在 植物、动物和微生物中的合成机制。
萜类化合物的结构多样性
研究萜类化合物的化学结构多样性,探索其在自然 界中的存在形式和分布情况。
萜类化合物的生物活性
研究萜类化合物的生物活性,包括抗癌、抗 炎、抗菌等药理作用,以及在植物保护、食 品添加剂等方面的应用。
萜类化合物还具有工业应用价值,如 用于生产油漆、橡胶、润滑油等。
日用化工
一些萜类化合物如薄荷醇、柠檬烯等 具有特殊气味和性质,广泛应用于日 用化工领域,如香料、化妆品、食品 添加剂等。
02
挥发油概述
定义与分类
定义
挥发油又称精油,是一类具有芳香气味的油状液体,主要来源于植物的次生代谢产物。
分类
根据来源和化学成分,挥发油可分为单萜类、倍半萜类、醇类、醛类、酮类、酯类等。
医药
某些挥发油成分具有药理活性 ,可用于制备药物,如薄荷油 、丁香油等。
其他
挥发油还可用于日用品、清洁 剂等领域,如香薰蜡烛、空气
清新剂等。
03
萜类与挥发油的关系
萜类与挥发油的化学结构关系
萜类和挥发油都含有碳、氢元素, 且具有较为复杂的化学结构。
萜类和挥发油
★ IR特征(3100
cm-1~3200cm-1)
卓酚酮类化合物的分布:
O
真菌的代谢产物
柏科的心材中也含有卓酚酮类化合物。
个以上异戊二烯单位(C5单位)结构特征的
化合物。
O
OH
HO
OH
甲戊二羟酸
2、存在形式:
类别
半萜 单萜 倍半萜 二萜 二倍半萜 三萜 四萜 多萜
碳原子数 异戊二烯单位数
存在形式
5
1
10
2
15
3
20
4
25
5
30
6
40
8
~7.5×103至3×105 >8
植物叶 挥发油 挥发油 树脂、苦味素、植物醇、叶绿素 海绵、植物病菌、昆虫代谢物 皂苷、树脂、植物乳汁 植物胡萝卜素 橡胶、硬橡胶
(一)无环单萜(acyclic monoterpenoids)
CH2OH H
H CH2OH
oglc H
香橙醇
香叶醇葡萄糖苷
香叶醇(牻牛儿醇) ,玫瑰油、香叶天竺葵油及香茅叶的挥发油中均含有此成分.
混合共存,但以反式柠檬醛为主,具有柠檬香气,为重要的香料。 在香茅油中可达70%~85%,山鸡椒、橘子油中均有大量存在。
二、 单萜(monoterpenoids)
★定义:基本碳架由10个碳原子,即2个异戊二烯单位构成的萜类
化合物。
★分布:高等植物的腺体、油室及树脂道等分泌组织内
昆虫和微生物的代谢产物 海洋生物中
★特点:单萜,尤其含氧衍生物多具有较强的香气和生物活性,
多是挥发油的组成成分(单萜苷类不具有挥发性)。
单萜的分类
前述有些萜类化合物的基本碳架不符合异 戊二烯法则或其基本碳架的碳原子数不是5的 倍数,则是因为其在生物合成过程中产生异 构化或产生脱羧降解反应所致。
第九章 萜类与挥发油
单环二萜:
双环二萜:
二、萜类化合物的理化性质
1.性状
2.溶解性
3.味 萜类化合物多具有苦味,有的味极苦,所 以萜类化合物又称苦味素。但有的萜类化合物 具有强的甜味,如二萜多糖苷—甜菊苷的甜味 是蔗糖的300倍。 4.旋光性 多数萜类具有不对称碳原子,具有光学活性。 5.挥发性
单萜、倍半萜类具有挥发性,是挥发油的主要成分, 能随水蒸气蒸馏。
异戊二烯
分类:
按异戊二烯单元的多少进行分类:(C5H8)n
n=1 半萜类 分子式为C5H8 n=2 单萜类 分子式为C10H16 n=3 倍半萜类 分子式为C15H24 n=4 二萜类 分子式为C20H32 根据结构中碳环数分类: 分为链萜、单环萜、双环萜、三环萜等
(二)萜类化合物的分布与生物活性 1.分布 萜类化合物在自然界分布十分广范,至 1991年已超过22000种。
在日用食品及化学工业上也是重要的原料。
化学组成 挥发油所含成分比较复杂,一种挥发油中 常常含有几十种到一、二百种成分。如 在食品方面——茶叶挥发油含150几种成分 波萝含有117种香味成分。 虽然成分多,但往往其中有某数种成分所占 份量较大,且有一定的比例,所以仍能具有一定 的性质。
化学组成 1.萜类化合物
荷脑、樟脑等。
颜色:大多为无色或微带淡黄色,也有少数具 有其它颜色。如: 洋甘菊油因含有薁类化合物——显蓝色 麝香草油——显红色 气味:大多数具有香气或其它特异气味,有辛 辣烧灼的感觉,呈中性或酸性。挥发油的气味, 是其品质优劣的重要标志。
2.溶解性 脂溶性,不溶水 易溶——石油醚、乙醚、二硫化碳、油脂等
3.挥发性:指在常温下可自行挥发而不留任
何痕迹,这是挥发油与脂肪油的本质区别。
第九章萜类和挥发油
倍半萜类(sesquiterpenoids)就是由3个异戊二烯单位构 成、含15个碳原子得化合物类群。倍半萜主要分布在植物界和 微生物界,多以挥发油得形式存在,在植物中多以醇、酮、内酯 或苷得形式存在,亦有以生物碱形式存在。
倍半萜类化合物按其结构碳环数分为无环、单环、双环、 三环、四环型倍半萜;按构成环得碳原子数分为五元环、六元 环、七元环等;也有按含氧官能团分为倍半萜醇、醛、酮、内 酯等。
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问的,可以询问和交流
9
1、单萜
(1)开链单萜
CH2OH
CH2OH
CH2OH
香叶醇 Geraniol CHO
橙花醇 Nerol? 香茅醇 Citronellol
CHO
CHO
香叶醛 Geranial
橙花醛 Neral?
香茅醛 Citronellal
1、单萜
(2)环状单萜
萜类化合物得形成起源于葡萄糖;葡萄糖在酶得作用下 产生乙酰辅酶A,乙酰辅酶A与乙酰乙酰辅酶A生成3-羟基-3甲基戊二酸单酰辅酶A,后者还原生成 MVA,她经ATP作用、 再经脱羧、脱水形成焦磷酸异戊烯酯(IPP),可互变异构化 为焦磷酸γ,γ-二甲基丙烯酯(DMAPP)。……
本章主要介绍单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜等萜类以
(二)理化性质
3、化学性质
这类成分得分子结构中具有半缩醛羟基,性质很活泼,能与 一些试剂产生颜色反应,可用于环烯醚萜及其苷得鉴别。 ①酸水解反应
环烯醚萜苷对酸很敏感,其苷键极易被酸水解,产生得苷元很 不稳定,容易发生聚合反应,生成得苷元为半缩醛结构,其化学性 质活泼,容易进一步聚合,难以得到结晶性得苷元。
鹰爪甲素(yingzhaosu)就是从草药鹰爪Artemisia annua根中 分离出得具有过氧基团得倍半萜化合物,对鼠疟原虫得生长有强 得抑制作用。
第九章 萜类化合物
三、萜类化合物的理化性质 (二)化学性质 1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排
1.加成反应 加成产物通常具有结晶性:
—— 识别双键的存在及不饱和度 —— 分离纯化
三、萜类化合物的理化性质(二)化学性质
CHO
柠檬醛
NaHSO3 H+或OH-
OH
C H
SO-3Na+
三、萜类化合物的理化性质(二)化学性质 臭氧的氧化反应:
3O3
月桂烯
O
O
O
O
[H]
O
O
O
O
O
O
O
+
CHO +2HCHO
丙酮 CHO
甲醛
α-羰基异戊醛
三、萜类化合物的理化性质(二)化学性质 1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排
3.脱氢反应 脱氢反应通常在惰性气体的保护下,用铂
黑或钯做催化剂,将萜类成分与硫或硒共热 (200~300℃)而实现脱氢。
香 叶 醇( 牻 牛 儿 醇 ) geraniol
橙花醇 nerol
C H2 O H
香茅醇 citronHO
香叶醛 ( α -柠 檬 醛 )
geranial [H]
[O ]
香茅醛 citronellal
[O ]
橙花醛
( β -柠 檬 醛 ) neral
[H ]
C H2 O H
(三)质谱
由于萜的基本母核多,且无稳定的芳香环、芳 杂环及脂杂环结构系统,大多缺乏“定向”裂解基 团,因而在电子轰击下能够裂解的化学键较多,重 排屡屡发生,裂解方式复杂。
但大多数萜类还是有一些可供参考的规律。
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三、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。
萜的主要生物活性
1、循环系统:抗血小板聚集、扩张心脑血管、 降压、降脂等——芍药苷、银杏内酯
牻牛儿醇
香橙醇
CH2OH H
H CH2OH
2.单环单萜
OH
OH
O
l- 薄荷醇
d-新薄荷醇
薄荷酮
薄荷脑:对皮肤和黏膜有清凉和弱麻醉作用,用 于镇痛和止痒,并具防腐和杀菌作用。日本将其 用作牙膏和食品的香料。
O CH CH C CH3
O CH CH C CH3
α-紫罗兰酮
配制高级香料
β-紫罗兰酮
合成维生素A原料
一、单萜
由2个异戊二烯单位构成,含有10 个C原子的化合物类群。挥发油的主 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。
分布:
广泛存在于高等植物中,常分布于唇形 科、伞形科、松科等植物的腺体、油室、 树脂道等分泌组织里,多半是植物挥发 油中沸点较低部分的主要成分。
2、消化系统:保肝降酶、利胆健胃、抗溃疡 等——齐墩果酸、甘草次酸
3、呼吸系统:平喘、祛痰、镇咳等——穿心 莲内酯、辣薄荷酮
4、神经系统:镇静、局麻、兴奋中枢等—— 龙脑、高乌头碱
第二节 萜的结构类型与实例
一、单萜类化合物 二、环烯醚萜类化合物 三、倍半萜类化合物 四、二萜类化合物 五、三萜类化合物
也变蓝。
(三)实例 1、栀子
栀子是茜草科植物栀子的果实。 栀子的果实是传统中药,属卫生 部颁布的第l批药食两用资源,具 有护肝、利胆、降压、镇静、止 血、消肿等作用。在中医临床常 用于治疗黄疸型肝炎、扭挫伤 、 高血压、糖尿病等症。
COOCH3 H
COOR H
HOH2C
O
H OH OC6H11 O5
存在形式:
游离态:脂溶性,挥发性; 苷:亲水性,不具有挥发性。
(一)单萜类化合物结构类型
单萜按碳 环数分为
链状单萜:月桂烯、香叶醇 柠檬醛
单环单萜:薄荷醇、桉油精、 斑蟊素、驱蛔素
双环单萜 :龙脑、樟脑、芍 药苷(单萜苷)
环烯醚萜:(特殊单萜衍物)
1 链状单萜
HOH2C
月桂烯
罗勒烯
(桂叶、马鞭草挥发油中) (罗勒叶)
二倍半萜 三萜 四萜
多聚萜
25
30
40 7.5×103~
3×105
5
海绵、植物病菌、昆虫代谢物
6
皂苷、树脂、植物乳液
8
1.5×103~ 6×104
胡萝卜素类、色素类 橡胶
萜类化合物在自然界分布极为广泛,仅 睡莲目等水生植物中未见单萜和倍半萜类 成分报道,另外发现富含生物碱的植物不 含或少含萜类化合物。
据统计,1970 年已达10,000余种;1991年已达22,000余 种(包括合成品)。它们除以烯烃的形式存在外,还形成了众 多的各种含O、N、S等的衍生物。
萜类化合物是各类天然物质中最多的一类化合物,其中 多数具有较强的生物活性。
二、萜类的分类:
①按分子中所含异戊二烯单位的数目分类。 ②根据萜类分子结构中是否含有碳环,可分为开链萜
和环状萜。 ③根据含环的多少,可分为单环萜、双环萜、三环萜、
四环萜等。 ④萜类多数是含氧衍生物,根据分子中的官能团可分
为醇、醛、酮、羧酸、酯及苷等萜类。
分类与分布
名称
半萜 单萜 倍半萜 二萜
C原子数
5 10 15 20
异戊二烯数
1 2 3 4
来源或存在(例)
植物叶 挥发油 挥发油 树脂、苦味素、植物醇
第九章 萜类和挥发油
目录
第一节 萜类的含义 第二节 萜类的结构类型与实例 第三节 挥 发 油
第一节 萜类的含义
一、定义
凡由异戊二烯衍生、且分子式符合(C5H8)n 通式的化合物及其衍生物均称为萜类化合 物。
CH2 C CH CH2 CH3
异戊二烯
萜类化合物在自然界中分布广泛、数量巨大、种类繁多、 骨架结构千变万化、生物活性多种多样。
故称环烯醚萜。环烯醚萜在植物体内主要以苷
的形式存在。包括环烯醚萜类和裂环环烯醚萜
类。
11
6
4 5
3
11 7
4
6
5
3
7
8
9
10
O2
1
OH
O2
8
9
1
10
OH
环烯醚萜
裂环环烯醚萜
环烯醚萜 特殊的单萜
OH
特殊性:水溶性
对酸敏感,水解后产生不同颜色 的沉淀。
中药玄参、地黄、梓实等加工后 变黑,都是由于这类成分所起的 作用。
(二)理化性质
环烯醚萜类化合物多以苷的形式存在,大 多为白色结晶或粉末、具有旋光性、味苦。 苷类: 易溶于水、甲醇,可溶于乙醇、丙酮、正丁 醇,难溶于氯仿、乙醚、苯等; 易水解,生成的苷元具有活泼的半缩醛结构, 易发生氧化聚合反应,生成各种不同颜色 的沉淀,难以得到纯的结晶苷元。
游离苷元: 变色反应 遇酸、碱、羰基化合物、氨基酸变色; 遇皮肤变蓝; 苷元溶于冰醋酸中,加入铜离子,加热
O
O
O
O
斑蝥素
O
O
N-OH
O
斑蝥胺
斑蝥素, 存在于斑蝥, 芫青干燥虫体中,可作为皮肤 发赤、发泡或生毛剂。用斑蝥素制备成的N-羟基 斑蝥胺试用于肝癌,有一定疗效。
芍药苷是从芍药根中得到的单 萜苦味苷,对小鼠显示有镇 静、镇痛、抗炎及防治老年 性痴呆的生物活性。
芍药苷
二 、环烯醚萜
(一)结构
因分子结构中有环烯醚键,又是单萜衍生物,
异构体
制香料的原料
薰衣草醇 (薰衣草)
CH2OH
CH2OH
* CH2OH
香叶醇
(牦牛儿草、玫 瑰油、香茅油)
橙花醇
(香橙油、 柠檬草油)
香茅醇
(香茅油、 玫瑰油)
异构体
(-)香茅醇价格较贵
玫瑰香系香料
香叶醇也叫牻牛儿醇,玫瑰油、香叶天竺葵 油中均含有此成分,与香橙醇互为几何异构体. 都是香料工业中不可缺少的原料.
*实际上可认为是单萜化合物的丙酮加成物,即单萜的衍生物
3.双环单萜
OH
OH
O
l-龙脑
d-龙脑
樟脑
龙脑:“冰片”,发汗、兴奋、解痉孪和防虫蛀蚀、 显著抗缺氧功能——苏冰滴丸。冰片也是香料工业原 料。
樟脑:局部刺激作用和防腐,用于神经痛、炎症和跌 打损伤的擦剂、还可作为强心剂。
(二)单萜类化合物实例
O
H
HOH2C
OC6H11 O5
桅子苷
京尼平苷 R= CH3 京尼平苷酸 R= H
栀子苷、京尼平苷和京尼平苷酸是清热泻火中药山 栀子的主成分。