萜类和挥发油
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天然药物化学第六章萜类和挥发油
第九章萜类和挥发油目的要求1.了解萜类的含义以及萜类和挥发油的关系2.掌握萜类化合物的类型、性质以及重要的衍生物3.了解挥发油的含义，掌握挥发油的性质、鉴识方法，熟悉挥发油的提取分离方法。
第一节概述一、萜的含义和分类萜类化合物（Terpenoids）是一类骨架多样、数量庞大、生物活性广泛的一类重要的天然药物化学成分。
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，少数也有例外。
但是，大量的实验研究证明，甲戊二羟酸（Mevalonic acid, MV A）（而不是异戊二烯）是萜类化合物生源途径中最关键的前体物。
因此，一般认为，凡由甲戊二羟酸衍生、且分子式符合（C5H8 ）n 通式的衍生物均称为萜类化合物。
萜类化合物常常根据分子结构中异戊二烯单位的数目进行分类，如单萜、倍半萜、二萜等，同时再根据各萜类分子结构中碳环的有无和数目的多少，进一步分为链萜、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。
萜类多数是含氧衍生物，所以萜类化合物又可分为醇、醛、酮、羧酸、酯及苷等萜类。
其次，还有含氮的衍生物，构成萜类生物碱等。
因此，萜类化合物之间分子量相差较大，它们的分子中绝大多数具有双键，共轭双键、碳甲基、偕碳二甲基、异丙叉基。
萜类化合物中有许多化合物具有显著的生理活性，有的已用于临床并具有较好的疗效。
如从黄花蒿中（青蒿）提取的倍半萜内酯青蒿素是优于氯喹的抗疟新药；从芫花根茎中分得的芫花酯甲素是有效的引产剂，穿心莲内酯是穿心莲的清热解毒、消炎止痛的有效成分；在葫芦科中的数十种植物中广泛分布的葫芦素类化合物，用于治疗肝炎和原发性肝癌有一定的疗效，中药泽泻中降低血清胆固醇的主要成分泽泻萜醇A属四环三萜类化合物，许多新的二萜衍生物如冬凌草素、雷公藤内酯等作为抗肿瘤药物已越来越引起人们研究的兴趣。
萜类化合物在自然界分布广泛，种类繁多，据1970年统计已有一万余种，至1991年萜类化合物已超过了22,000中，萜类化合物是各类天然物质中最多的一类化合物，也是寻找和发现天然药物生物活性成分的重要来源。
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
环烯醚萜苷元 + 氨基酸 环烯醚萜苷元 + Cu
2+
红 ~ 兰 ~ 沉淀 冰乙酸 兰色 酶 深兰
如苷元与皮 肤接触变兰
环烯醚萜苷元
配伍选择： 【1】 A.冷冻析晶法 B.分馏法 C.硝酸银络合色谱法 D.Girard 试剂法 E. 酸液萃取法 1. 分离双键数目及位置不同的挥发油的方法 2. 分离薄荷脑常用的方法 3. 分离沸点不同的挥发油的方法 4. 分离醛酮类的挥发油的方法 5. 分离碱性挥发油的方法
2).硝酸银-硅胶柱色谱分离，苯-乙醚（5 ：1）洗脱
OMe OMe MeO C MeO OMe OMe
OMe
OMe
H
C CH 3 H
C
H
CH 3 C
H
MeO
CH -CH=CH 2 2
（A）
（B）
（C） Rf : A＞B＞C
3). 2.5%硝酸银-硅胶薄层色谱，氯仿-甲醇-乙 酸乙酯（35：45：20）展开。
E、2，4-二硝基苯肼试剂
4、分离挥发油中的羰基成分，常采用的试剂为 A、亚硫酸氢钠试剂 B、三氯化铁试剂 C、2%高锰酸钾溶液 D、异羟肟酸铁试剂 E、香草醛浓硫酸试剂
5、分离下列A与B应选用下列哪一类层析系统：
H
OH
OH
OH
A A. B. C. D.
B
Al2O3 ,TLC,乙醚 SiO2,TLC,苯：丙酮(18：2) SiO2-AgNO3,TLC,CHCl3：EtOAc(10：2) PPC,石油醚/97% MeOH
挥发油也称精油，是一类具①有挥发性、
可随水蒸气蒸馏，②与水不相混溶的油状
液体。
1、挥发油的主要成分 （ ）
A. 单萜 B. 四萜 C. 二萜 D. 二倍半萜 E. 三萜
6萜类及挥发油
萜类1、萜的分类——按分子中异戊二烯单位【（C5H8）n】的数目进行分类，以C原子数为主要区别。
✧单萜（n=2）——①香叶醇（牻牛儿醇）：无环；抗菌、驱虫钙盐结晶抗菌虫——②薄荷醇：单环；直接冷冻法，镇痛、止痒、局麻冷冻结晶止麻痛——③冰片：双环；具升华性，发汗、兴奋升华发汗凉兴奋✧倍半萜（n=3）——①金合欢醇（法尼醇）：链状；名贵香料——②青蒿素：单环；抗疟——③马桑毒素、莪术醇：双环；治疗精神分裂、抗肿瘤——④环桉醇：三环；抗金黄色葡萄球菌、白色念珠球菌✧二萜（n=4）——①植物醇：无环；维生素E、K1合成原料——②维生素A：单环；鱼肝含量丰富——③穿心莲内脂、银杏内脂：双环；抗菌消炎、治疗心血管疾病——④雷公藤甲/乙素，雷公藤内脂、紫杉醇：三环；抗癌——⑤甜菊苷：四环；甜味剂，致癌2、环烯醚萜苷类——单萜类化合物（1）结构：基本母核---环烯醚萜醇，具半缩醛（性质不稳定）及环戊烷环结构，同时又-C=C-双键结构，醚R-O-R’结构（2）分类：根据环戊烷环是否开裂，分为环烯醚萜苷、裂环环烯醚萜苷。
✧环烯醚萜苷——①C-4有取代基的：栀子（栀子苷、京尼平苷、京尼平苷酸）、鸡屎藤苷②4-去甲基的：地黄（梓醇、梓苷）玄参（玄参苷）✧裂环环烯醚萜苷——龙胆苦苷、獐牙菜苷、獐牙菜苦苷3、性状——多数白色结晶或粉末，极少数液态。
味苦或极苦。
具有旋光性4、溶解性——亲水性化合物5、显色反应——氨基酸显色反应（皮肤变蓝）、乙酸—铜离子显色反应（显蓝色）●环烯醚萜苷易被水解，生成的苷元为半缩醛结构，其化学性质活泼，易发生氧化聚合，难以得到原始的苷元，同时颜色变深，此为地黄及玄参在炮制及放置过程中变黑的主要原因。
●苷元遇酸、碱、羰基化合物、氨基酸均可变色。
挥发油1、挥发油的化学组成✧萜类化合物——所占比例最大，主要是单萜、倍半萜及其含氧衍生物✧芳香族化合物——小分子的苯丙素类衍生物，具有C6-C3骨架，多为酚类化合物✧脂肪族化合物、其他类化合物2、性状——多为无色或淡黄色透明液体，如薁类蓝色，佛手油绿色，桂皮油红棕色——多具浓烈特异性气味，冷却条件下析出结晶，称“析脑”3、挥发性——自然挥发。
第七章萜类和挥发油部分
例如,马鞭草苷元在238nm（ε9600）有吸收峰
O COOCH3 O
_ OH
O COOCH3 _
O
CH3 OH
CH3 CHO
马鞭草苷元（240nm） 马鞭草苷元烯醇型阴离子（271nm）
11
（二）IR光谱
6
环烯醚萜类化合物的主要IR光谱特征如下： 7
1．共同特征是在1640cm－1左右有强峰，
8
聚合、缩合、氧化等反应，形成不同颜色的产物。 如京尼平与氨基酸（甘氨酸、亮氨酸、谷氨酸）共热，
即显红色至蓝色。 有的与冰乙酸及少量铜离子共热能产生蓝色。 分子中有环戊酮结构，可与2，4-二硝基苯肼反应产生黄
色。 注意：上述检识反应并不是对每种环烯醚萜类化合物都为阳 性反应，故检识时应多做几种反应，并佐以苷的一般检识反 应进行补充检识。
5 4
3
9 1 O2
系烯醚双键的伸缩振动引起的。
10
OH
2．若C4有COOR基，则在1680cm－1左右（个别可在1710cm －1）有α、β不饱和酯的羰基吸收，也是强峰。此点可与C4无 取代基或C4取代基为-CH3，-CH2OH等相区别。
3 ． 若 戊 烷 部 分 有 环 酮 结 构 存 在 ， 则 于 1740cm － 1 （ 1710 ～
3. 薁类
（1）Sabety反应 ：挥发油1滴的1ml氯仿 ＋5％溴的氯仿蓝、 紫或绿色； （2）Ehrlich试剂反应：对-二甲胺基苯甲醛-浓硫酸（Ehrlich 试剂）紫色或红色； （3）对-二甲胺基苯甲醛显色反应：薄层色谱展开分离后显色 反应。
试剂：对-二甲胺基苯甲醛0.25g、乙酸50g、85％磷酸5g 和水20ml混匀后组成的显色剂（避光可保存数月）。 颜色：室温显蓝色，示有薁类衍生物；
第六章 萜类和挥发油
三、倍半萜
基本碳架由15个碳原子构成，即3个异戊二 烯单位。
是挥发油高沸程（250℃—280℃）的主要 组分
1、无环倍半萜
洋甘菊
金合欢烯 （甜橙油、玫瑰油、桔子油等精油中）
（用于皂用、洗涤剂香精中和日化香精中）
2、环状倍半萜（单环和双环）
H O O O O O
青蒿素 （抗恶性疟疾）
H H
青蒿
宝塔糖 蛔蒿
青蒿 青蒿素 （抗恶性疟疾）
H H
七、萜类化合物的性质
1、形态 单萜及倍半萜：多为油状液体， 少数为固体结晶 二萜及二倍半萜多为固体结晶 2、味 多具苦味，少数萜具有较强甜 味，如甜菊苷
龙胆苦苷
2、溶解性
亲脂性：易溶于醇及脂溶性有机溶剂，难溶 于水。 H
碱溶酸沉：具羧基、酚羟基及内酯结构 O O 的萜类。
O
D
E
1、由（ ）衍生而成的化合物均为萜类 化合物，此类化合物结构种类虽然非常 复杂，但其基本碳架多具有（ ）结构 特征。
2、按基本碳架的碳原子数目，即（ ） 的多少，可将萜类化合物分成单萜、倍 半萜、二萜、二倍半萜、三萜及四萜等。
3、薁类成分多存在于 分，呈蓝、紫色。 沸点部
H O O O O O
O O
蒿甲醚
H H
O 青蒿素 （抗恶性疟疾）
第二节 挥发油
一、概述 挥发油(volatile oils)又称精油(essential oils)， 是一类具有芳香气味的油状液体的总称。 在常温下能挥发，可随水蒸气蒸馏。
二、分布 主要存在种子植物，尤其是芳香植物中。
芳香植物 有 56 科，约 300种。菊科、芸
3、脂肪族化合物
CH3-(CH2)8-COCH3
萜类和挥发油
4、双环单的有六种，其中四种可 看作由薄荷烷型在不同位置进一步环合而成。其中以蒎烷型和莰 烷型结构最稳定，形成衍生物的数量最多，在植物界以松柏科分 布最为广泛。
蒈 烷 型
8-5
7
蒎烷 型
1
8-6
3
异莰烷 型
5
1-8
8 9
莰烷 型
6-4
守 烷型
葑烷 型
(1) 蒎烷型衍生物 芍药苷(paeoniflorin) 存在于牡丹科植物芍药(Paeonia albiflora)、牡丹(P. suffruticosa) 和紫牡丹(P. delavayi)的根中。对小鼠显示具有镇静、镇痛及抗炎 等作用，另外还具有扩张冠状动脉，增加冠脉流量，对抗急性心 肌缺血，抑制血小板凝集及降低血压作用，临床上已试用于冠心 病的治疗。 结构：是蒎烷型单萜衍生物，结构中除含有蒎烷母核和葡萄糖外， 尚有一苯甲酰基及一缩醛结构，因此对于酸和碱都不够稳定。
萜类化合物是中药具有临床疗效的重要有效成分，其生理活性也 多种多样，因而萜类成分的研究一直是比较活跃的领域，亦是寻 找和发现天然活性成分的重要来源。
二、萜类的生源关系
1、经验的异戊二烯规则
提出的依据: A、许多天然的萜类化合物, 如柠檬烯或松节油(含多种萜烯)的蒸气 经氮气稀释后,在低压下通过红热的铂丝网,能获得产率很高的异戊二烯. B、将异戊二烯加热至280度,每两分子的异戊二烯可发生Diels-Alder 反应，聚合生成二戊烯（P220 反应式） C、大多数萜类化合物都可划成若干个异戊二烯单元 但后来发现许多例外，且在植物的代谢过程中也很难找到异戊二烯的存 在，故称为“经验的异戊二烯规则”
OH
OH
艾纳香
l-龙脑
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
萜类和挥发油
存在形式：以烃、醇、酮、内酯和苷的形
式与单萜类共存于植物挥发油中，是其中高 沸程（250-280℃）的主要组分。
倍半萜的含氧衍生物多有较强的香气和生
物活性，是医药、食品、化妆品工业的重 要原料。
分类：
按结构----无环倍半萜、环状倍半萜
按构成环的C数：五元、六元、七元…. 按含氧官能团：倍半萜醇、醛、酮、内酯
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）
单萜多是植物挥发油的的组成成分。
1 链状单萜
HOH2C
月桂烯
罗勒烯
（桂叶、马鞭草挥发油中） （罗勒叶）
异构体
制造香料的原料
薰衣草醇 （薰衣草）
CH2OH
CH2OH
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。
近年来从海洋生物中发现了大量萜类 成分；许多植物成分，如挥发油、树脂、 胡萝卜素等均为萜类化合物。
（五）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。
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 萜类的结构类型及 主要代表物
一、单萜（monoterpenoids）
由2个异戊二烯单位构成，含有10
个C原子的化合物类群。通式 C10H16
式与单萜类共存于植物挥发油中，是其中高 沸程（250-280℃）的主要组分。
倍半萜的含氧衍生物多有较强的香气和生
物活性，是医药、食品、化妆品工业的重 要原料。
分类：
按结构----无环倍半萜、环状倍半萜
按构成环的C数：五元、六元、七元…. 按含氧官能团：倍半萜醇、醛、酮、内酯
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）
单萜多是植物挥发油的的组成成分。
1 链状单萜
HOH2C
月桂烯
罗勒烯
（桂叶、马鞭草挥发油中） （罗勒叶）
异构体
制造香料的原料
薰衣草醇 （薰衣草）
CH2OH
CH2OH
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。
近年来从海洋生物中发现了大量萜类 成分；许多植物成分，如挥发油、树脂、 胡萝卜素等均为萜类化合物。
（五）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。
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 萜类的结构类型及 主要代表物
一、单萜（monoterpenoids）
由2个异戊二烯单位构成，含有10
个C原子的化合物类群。通式 C10H16
萜类和挥发油
21
2.环状二萜
CH2OH
维生素A
22
O HO O
穿心莲内酯系穿心莲中 抗炎主成分，临床已用于治 疗急性菌痢、胃肠炎、咽喉 炎、感冒发热等。
HO
H CH2OH
穿心莲内酯 andrographolide
23
AcO
O N H
O
O
18 11 12 13 14 15 10
9
O
19
OH
7 6
16 17 3 1 2
CH3
见154页图7-6
薄荷酮10％～ 20％， 乙酸薄荷酯1％～ 6％ 提取方法： 水蒸气蒸馏法 分离方法： 冷冻结晶法
H3C OH CH3
薄荷醇（menthol）
46
例：薄荷油制备薄荷脑
薄荷油 -10℃放置12小时
析出粗脑
（第一批）
油
-20℃冷冻24小时
析出粗脑
加热熔融
（第二批）
0℃冷冻
较纯薄荷油
β-柠檬醛（橙花醛）
9
2.环状单萜
左旋体习称薄荷脑，是薄荷油中的主要组 成部分。薄荷醇具有弱的镇痛、止痒和局 麻作用，亦有防腐、杀菌和清凉作用。 牙膏和食品的香料。
OH
薄荷醇
O
樟脑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（辣薄荷酮）
10
龙脑(冰片)
OH
右旋体得自龙脑香树挥发油。
16
2011年度拉斯克奖
中国科学家---屠呦呦因发现青蒿 素获得临床医学奖，这是至今为止 中国医学界获得的世界级最高大奖。
17
实例分析（p144）
从黄花蒿中分离青蒿素
青蒿素的极性？ 热稳定性？
萜类与挥发油
O
CH3
O 大苞雪莲内酯
主产于美洲， 少数产欧洲、 非洲和亚洲， 我国有14种， 除新疆、西藏外， 全国均产。
四、二萜(diterpenoids)
是由4个异戊二烯单位构成、含20个碳原子旳化合 物类群。它们是由焦磷酸香叶基香叶酯衍生而成。
紫杉烷
分布：植物界（广泛），菌类代谢产物，海洋生物。 存在：植物乳汁、树脂中。 化合物举例：紫杉醇、穿心莲内酯、丹参醌、银杏内酯、雷 公藤内酯、甜菊苷等。
14
1
9
2
10 8
3
13
O 4 56 7 11
15
O 12
O
α- 山道年
山道年是强力驱蛔剂，但服 用过量可产生黄视疟毒性， 已被临床淘汰。
从菊科植物茼蒿旳花中提取旳化学物质。可作驱肠虫剂
3、 薁类衍生物
凡由五元环与七元环骈合而成旳芳环骨架都称为薁类 (azulenoids)化合物。此类化合物多具有抑菌、抗肿瘤、杀 虫等生物活性。
β- 金合欢烯
CH2OH 金合欢醇
H3C HO
橙花醇
金合欢烯：又称麝子油烯，存在于枇杷叶、生姜、及洋甘菊 旳挥发油中。金合欢烯有α、β两种构型，其中β体存在于藿 香、啤酒花和生姜挥发油中。 金合欢醇：存在于金合欢花油、橙花油、香茅中。
橙花醇：又称苦橙油醇，具有苹果香，是橙花油中旳主要成 份之一。
2、 环状倍半萜
桃叶珊瑚甙
相传北宋皇祐 五年（1053年）八月，吉安县永和一带， 当年汉将马武领兵伐匈奴，不料兵败被困，军中粮尽水竭， 数万将士众多患“血尿病”，生命危在旦夕。惟有三匹战马 因常啃路上车辙旳无名小草，而幸免此疫。细心旳车夫 发觉此况，便挣扎着往车道中扯来那种无名小草，生嚼吞食，
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。
天然药物化学萜类和挥发油
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• 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
• 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
规划编制单位对可能造成不良环境影响并直接涉及公众环境权益的专项规划，应当在规划草案报送审批前，采取调查问卷、座谈会、论证会、听证会等形式，公开征求有关单位、专家和公众对环境影响报告书的意见。2、芳香族小分子化合物多为苯丙素酚类
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。
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
萜类结构特征。
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
能和一般羰基试剂反应；
★ 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。
★ 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6章 萜类和挥发油 03 萜类的理化性质及挥发油的概述
天然药物化学第6章萜类和挥发油第3讲萜类的理化性质及挥发油的概述预备知识01萜类化合物的结构特点02挥发油由哪些萜类化合物组成学习目标01•了解萜类化合物的理化性质02•掌握挥发油的定义及通性（一) 萜类的理化性质•物理性质•形态味旋光溶解度•化学性质•加成反应•氧化反应•脱氢反应•分子重排反应•形态：•单萜、倍半萜多为油状液体、少数为固体，具有特殊香气。
•随分子量和双键的增加，官能基团的增多，化合物的挥发性降低，熔点和沸点相应增高，可采用分馏的方法将它们分离开来。
•二萜和二倍半萜多为结晶性固体。
•味：•萜类化合物多具有苦味，又称苦味素。
•旋光和折光性：•大多数萜类具有不对称碳原子，具有光学活性，且多有异构体存在。
•溶解度：•萜类化合物亲脂性强，易溶于醇及脂溶性有机溶剂。
具内酯结构的萜类化合物能溶于碱水，酸化后，又重新析出，此性质可用于具内酯结构的萜类的分离与纯化。
•萜类对高热、光和酸碱较为敏感, 在提取分离时应注意。
•加成反应含有双键和醛，酮等羰基的萜类化合物，可与某些试剂发生加成反应。
•氧化反应用来测定分子中双键的位置，醛酮合成等。
常用氧化剂：臭氧、铬酐(三氧化铬)、四醋酸铅、高锰酸钾、二氧化硒等。
•脱氢反应脱氢反应中，环萜的碳架转变为芳香烃类衍生物，反应通常在惰性气体的保护下，用铂黑或钯做催化剂进行。
•分子重排反应在萜类化合物中，特别是双环萜在发生加成、消除或亲核性取代反应时，常常发生碳架的改变，产生Wagner-Meerwein重排。
（二）挥发油的概述•定义：•挥发油(volatile oils)又称精油(essential oils)，是一类可随水蒸气蒸馏、具有芳香气味的油状液体的总称。
在常温下能挥发，少数与糖结合成苷。
•中草药中主要存在种子植物中，尤其是菊科、芸香科、伞形科、唇形科等植物。
挥发油的生物活性•生物活性•挥发油多具有祛痰、止咳、平喘、驱风、健胃、解热、镇痛、抗菌消炎作用。
萜类和挥发油
+
NaOH
注：倍半萜内酯在酸、碱处理时易发生结构重排，二萜类易聚合成树脂。
3. 吸附法： 用于苷类的提取
利用有机物可被活性炭或大孔树脂吸附的性 质，水洗除糖，再用醇水洗脱萜苷 （1）活性炭吸附法：如桃叶珊瑚苷
（2）大孔树脂吸附法：甜菊苷（stevioside）
药材
CaCO 3 H 2O
水提液
活性炭吸附
(CH3) 2-CH-CH2-CH2OH (CH 3)2-CH-CH 2-CH 2-O-N=O + HCl
亚硝酸异戊酯
HCl Cl NO NH N NO
Cl-N=O
亚硝酰氯(Tilden 试剂)
不饱和萜类的分 离与鉴定
氯化亚硝基衍生物(蓝~绿色)
亚硝基胺类结晶
（2）环化加成：Diels-Alder反应—— 共轭双烯萜的鉴定
5 10 15
通式(C5H8)n
n=1 n=2 n=3
存在
植物叶 挥发油 挥发油
二萜diterpenoid
20
n=4
n=5 n=6
树脂、苦味质
海绵、微生物 皂苷、树脂
二倍半萜sesterterpenoid 25 三萜triterpenoid 30
四萜tetraterpenoid
多聚萜polyterpenoid
内酯、不饱和双键（Cl-N=O）、羰基（Girard试剂）等
例：鄂北贝母中对映-贝壳杉烷型二萜的提取与分离 应用硅胶柱层析分离方法，以石油醚-乙酸乙酯系统洗脱，从 非生物碱部位成功地分离到18个对映-贝壳杉烷型(ent-kaurane) 二萜及其二聚体。
R2 CH2OH H 3C H 3C R3 H 3C COOH
萜类化合物的理化性质；
NaOH
注：倍半萜内酯在酸、碱处理时易发生结构重排，二萜类易聚合成树脂。
3. 吸附法： 用于苷类的提取
利用有机物可被活性炭或大孔树脂吸附的性 质，水洗除糖，再用醇水洗脱萜苷 （1）活性炭吸附法：如桃叶珊瑚苷
（2）大孔树脂吸附法：甜菊苷（stevioside）
药材
CaCO 3 H 2O
水提液
活性炭吸附
(CH3) 2-CH-CH2-CH2OH (CH 3)2-CH-CH 2-CH 2-O-N=O + HCl
亚硝酸异戊酯
HCl Cl NO NH N NO
Cl-N=O
亚硝酰氯(Tilden 试剂)
不饱和萜类的分 离与鉴定
氯化亚硝基衍生物(蓝~绿色)
亚硝基胺类结晶
（2）环化加成：Diels-Alder反应—— 共轭双烯萜的鉴定
5 10 15
通式(C5H8)n
n=1 n=2 n=3
存在
植物叶 挥发油 挥发油
二萜diterpenoid
20
n=4
n=5 n=6
树脂、苦味质
海绵、微生物 皂苷、树脂
二倍半萜sesterterpenoid 25 三萜triterpenoid 30
四萜tetraterpenoid
多聚萜polyterpenoid
内酯、不饱和双键（Cl-N=O）、羰基（Girard试剂）等
例：鄂北贝母中对映-贝壳杉烷型二萜的提取与分离 应用硅胶柱层析分离方法，以石油醚-乙酸乙酯系统洗脱，从 非生物碱部位成功地分离到18个对映-贝壳杉烷型(ent-kaurane) 二萜及其二聚体。
R2 CH2OH H 3C H 3C R3 H 3C COOH
萜类化合物的理化性质；
萜类与挥发油
萜类与挥发油
概述 （一）基本概念 挥发油又称精油——是存在于植物体内的一类
有挥发性的多组分油状液体，可随水蒸气蒸 馏,大多数具有显著生理活性和芳香气味。
萜类与挥发油
挥发油定义中的几个要点
1、存在于生物体内，具有挥发性
2、具有显著生理活性
3、是多成分的油状混合物
4、一般不溶于水，在常温下能随水
蒸汽蒸馏
与C=C 作用
萜类与挥发油
C、 与2,4－二硝基苯肼加成反应—— 与C=O作用
D、 被酪酸或高锰酸钾氧化—— 与C=C作用
E、 与亚硫酸氢钠加成反应 用于分 离含羰基
F、 与吉拉德试剂加成反应 的萜类 （反应物是水溶性）
萜类与挥发油
第七章 萜类和挥发油1Fra bibliotek萜类3
挥发油
萜类与挥发油
基本要求 Ø 掌握 挥发油的定义、化学组成； Ø 了解 挥发油常用的提取方法； Ø 学会 选择适当的方法从药材中提取挥发油。
萜类与挥发油
（三）化学性质 加成反应——含有双键和醛、酮等羰基的萜类
化合物，可与某些试剂如卤化氢、亚硫酸氢钠等发 生加成反应，用于萜类的分离与纯化
氧化反应和脱氢反应
萜类与挥发油
加成反应——含有双键和醛、酮等 羰基的萜类化合物，可与某些试剂发 生加成反应，用于萜类的分离与纯化
A、与溴加成反应 B、与亚硝酰氯反应
萜类与挥发油
（五）稳定性 挥发油对空气、光、热均较敏感,
长时间接触空气会逐渐氧化变质， 使其比重增加，颜色变深，失去原 有的香味病形成树枝状物，故宜储 存于密闭棕色瓶中并置阴凉处。
萜类与挥发油
（六）化学常数
表示挥发油质量的化学指标包括酸值、酯值、皂化 值、碘价。
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季铵基团的酰肼
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
半萜 单萜 倍半萜 二萜 二 倍半萜
三萜 四萜
碳原子数
5 10 15 20 25 30 40
通式 (C5H8)n
n=1 n=2 n=3 n=4
n=5
n=6 n=8
含量百万分之二
二、 萜类的结构类型—二萜(diterpenoids)
5. 四环二萜
甜菊苷 甜度是蔗糖的300倍
本章内容
一、概述
1
2 二、萜类结构类型及代表化合物 3 三、萜类化合物的理化性质 4 四、萜类化合物的提取分离 5 五、萜类化合物的检识与结构测定 6 六、挥发油
三、 萜类化合物的理化性质
三、挥发油的性质
(一) 性状
1. 形态：挥发油在常温下为透明液体，如冷却结晶 析出称为“脑”，如薄荷脑、樟脑等。
2. 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。
3. 颜色：多为无色或微带淡黄色，但洋甘菊油因含有 薁类化合物而显蓝色。
4. 挥发性：常温下自行挥发不留任何痕迹（脂肪油的 本质区别）
分布和存在
菊科（苍术、白术、木香等） 伞形科（小茴香、川芎、白芷、柴胡等） 芸香科（芸香、花椒、橙、桔等） 唇形科（薄荷、藿香等） 姜科（郁金、姜黄、莪术等）
肉桂
八角茴香
薰衣草
生物活性与应用
挥发油多具有祛痰、止咳、平喘、驱风、 健胃、解热、镇痛、抗菌消炎、强心、抗 癌等作用。
二、 组成和分类
如薄荷油-10C可析出第一批粗脑， 再-20 C析出地第二批粗脑。
2. 分馏法
利用成分沸点不同，气化先后顺序不同进行分离。 沸点规律：1. 碳原子数增加，沸点 2.双键越多，沸点 3.官能团极性越大，沸点 醚<酮<醛<醇<酸
4. 反式沸点﹥顺式结构的沸点
通常在35 ~ 70℃被蒸馏出来的为单萜烯类化合物，在70 ~ 100℃被蒸馏出来的是单萜的含氧化合物。
(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)
例外化合物
O
O
HO O
艾里莫酚酮 (eremophilone)
土青木香酮 (eremophilone)
扁柏酚 (Hinokitiol )
(二) 萜类化合物的生物合成途径 2.生源的异戊二烯规则(biogenetic isoprene rule)
CO2 ：安全、无毒、廉价
优点：1.挥发油收率明显提高； 2.活性成分的种类多、含量高； 3.提取时间缩短，无溶剂残留。
工业超临界流体萃取装置
三、挥发油的提取与分离
（二）分离方法
1.冷冻析晶法
2.分馏法
3.化学分离法
吸附柱色谱
4.色谱分离法：
硝酸银络合色谱
1、冷冻析晶法
挥发油置0C使析出结晶 如果无结晶析出，置-20C析晶 析出的结晶称为“脑”。
焦磷酸香叶酯（GPP）
O PP
焦磷酸金合欢酯（FPP）
焦磷酸香叶基香叶酯(GGPP)
三萜 四萜 O PP
本章内容
一、概述
1
2 二、萜类结构类型及代表化合物 3 三、萜类化合物的理化性质 4 四、萜类化合物的提取分离 5 五、萜类化合物的检识与结构测定 6 六、挥发油
（一）单萜（monoterpenoids)
愈创木薁
莪术醇 （抗肿瘤）
姜科-莪术
薁类化合物-理化性质
① 溶解性：易溶于有机溶剂，不溶于水，可溶于强酸 （可用60-65%硫酸或磷酸提取）
② 沸点较高(250℃-300 ℃),多存在于挥发油高沸点馏分， 并可见蓝色、紫色或绿色馏分。
③ 鉴别实验：可与苦味酸或三硝基苯试剂作用,形成有 敏锐熔点的-络合物
NaHSO3 + H+
过量的NaHSO 3长时间接触 SO3- Na+
CHO SO3- Na+
NaHSO3 + OH- (二个双键加成物, 不可逆)
CHO
或
SO3- Na+
SO3- Na+ CHO
(不可逆加成物, 结构未完全定)
注意：反应时间、温度
(2)羰基加成反应
②吉拉德(girard)试剂加成
第九章
萜类和挥发油
（Terpenoids and Volatile oils）
本章内容
一、概述
1
2 二、萜类结构类型及代表化合物 3 三、萜类化合物的理化性质 4 四、萜类化合物的提取分离 5 五、萜类化合物的检识与结构测定 6 六、挥发油
(一) 萜类化合物的含义及分布
1、定义 凡由甲戊二羟酸（mevalonic acid，MVA）衍生，且分
挥发油中主要有四类成分。 1.萜类
主要是单萜和倍半萜，如薄荷油中含单萜薄荷醇。
2.小分子芳香族化合物
桂皮醛
丁香酚
花椒油素
3. 脂肪族化合物 脂肪烷，醇，醛，酮
4. 其他易挥发性物质 如芥子油、大蒜油
大蒜油
非挥发油成分：
N
CH3
N
菸碱
N H N
毒藜碱
H3C N CH3
H3C N
CH3
川芎嗪
可以随水蒸气蒸馏的液体。但这些化合物往往 不作挥发油类成分对待。
二、 萜类的结构类型及重要化合物
（二）倍半萜（sesquiterpenoids) 是由3分子异戊二烯单位即具有15个碳原子
的化合物，是植物挥发油高沸程的主要组成成分。 分类： ✓碳环数：无环、单环、双环、三环等 ✓环碳原子数：五、六、七元环，直到十二元环 ✓含氧基团：倍半萜醇、醛、酮、内酯等
1.无环倍半萜
二、 萜类的结构类型—二萜(diterpenoids)
双环二萜
爵
床
科
穿 心 莲
穿心莲内酯
抗炎；清热解毒、消炎止痛
缺点： 水溶性差，仅能口服给药 注射剂多为其钠盐、钾盐
3. 双环二萜
银杏根皮及叶的强苦味成分
防治老年痴呆 治疗心脑血管疾病
银杏内酯A,B,C,M,J
4. 三环二萜
紫杉醇(taxol) 卵巢癌、乳腺癌、肺癌
(二) 溶解度
挥发油脂溶性很强，不溶于水，而易溶于各种有机溶剂， 如石油醚、乙醚、二硫化碳、油脂等。
(三) 物理常数
沸点一般在70～300oC之间，具有随水蒸气而蒸馏的特性；比 重在0.85～1.065之间（轻、重油之分）；几乎均有光学活性， 且具有强的折光性。
(四) 稳定性
氧化变质→比重、颜色↑，香味↓→树脂样物质， 贮于棕色瓶内，装满、密塞并在阴凉处低温保 存。
2.单环单萜
具有馥郁的香气， 用于配制高级香料
千 屈 菜 科 指 甲 花
合成维生素A的原料
--
2.单环单萜
斑蝥素 生发剂、杀虫、抗肿瘤
N-羟斑蝥胺 防治肝癌
斑蝥
3.双环单萜
芍药苷
芍药、牡丹中的苦味成分
镇静、镇痛、抗炎、防治 老年性痴呆
3.双环单萜
樟脑
--
菊 科
艾 纳
龙
香
脑
香
树
5.卓酚酮类(troponoids):一类变形的单萜
乙
碱液
醚
萃
取 H+
2％NaOH萃取
乙 醚 H+ 萃 取
酸性成分
蒸去乙醚
酚性成分
(3). 醇类成分的分离
操作：
R OH +
萜醇
O
C 吡啶 O
C
COOH C OR
O
O
邻苯二甲酸酐 酸性邻苯二甲酸萜醇酯
皂化 NaOH
萜类化合物是由甲戊二羟酸途径(mevalonic acid pathway, MVA)衍生的一类化合物
甲戊二羟酸
焦磷酸二甲异戊烯酯
（DAPP）
单萜
倍半萜
二萜
HO HOOC
甲戊二羟酸
OH（MVA）
2ATP
焦磷酸异戊烯酯
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
半萜 单萜 倍半萜 二萜 二 倍半萜
三萜 四萜
碳原子数
5 10 15 20 25 30 40
通式 (C5H8)n
n=1 n=2 n=3 n=4
n=5
n=6 n=8
含量百万分之二
二、 萜类的结构类型—二萜(diterpenoids)
5. 四环二萜
甜菊苷 甜度是蔗糖的300倍
本章内容
一、概述
1
2 二、萜类结构类型及代表化合物 3 三、萜类化合物的理化性质 4 四、萜类化合物的提取分离 5 五、萜类化合物的检识与结构测定 6 六、挥发油
三、 萜类化合物的理化性质
三、挥发油的性质
(一) 性状
1. 形态：挥发油在常温下为透明液体，如冷却结晶 析出称为“脑”，如薄荷脑、樟脑等。
2. 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。
3. 颜色：多为无色或微带淡黄色，但洋甘菊油因含有 薁类化合物而显蓝色。
4. 挥发性：常温下自行挥发不留任何痕迹（脂肪油的 本质区别）
分布和存在
菊科（苍术、白术、木香等） 伞形科（小茴香、川芎、白芷、柴胡等） 芸香科（芸香、花椒、橙、桔等） 唇形科（薄荷、藿香等） 姜科（郁金、姜黄、莪术等）
肉桂
八角茴香
薰衣草
生物活性与应用
挥发油多具有祛痰、止咳、平喘、驱风、 健胃、解热、镇痛、抗菌消炎、强心、抗 癌等作用。
二、 组成和分类
如薄荷油-10C可析出第一批粗脑， 再-20 C析出地第二批粗脑。
2. 分馏法
利用成分沸点不同，气化先后顺序不同进行分离。 沸点规律：1. 碳原子数增加，沸点 2.双键越多，沸点 3.官能团极性越大，沸点 醚<酮<醛<醇<酸
4. 反式沸点﹥顺式结构的沸点
通常在35 ~ 70℃被蒸馏出来的为单萜烯类化合物，在70 ~ 100℃被蒸馏出来的是单萜的含氧化合物。
(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)
例外化合物
O
O
HO O
艾里莫酚酮 (eremophilone)
土青木香酮 (eremophilone)
扁柏酚 (Hinokitiol )
(二) 萜类化合物的生物合成途径 2.生源的异戊二烯规则(biogenetic isoprene rule)
CO2 ：安全、无毒、廉价
优点：1.挥发油收率明显提高； 2.活性成分的种类多、含量高； 3.提取时间缩短，无溶剂残留。
工业超临界流体萃取装置
三、挥发油的提取与分离
（二）分离方法
1.冷冻析晶法
2.分馏法
3.化学分离法
吸附柱色谱
4.色谱分离法：
硝酸银络合色谱
1、冷冻析晶法
挥发油置0C使析出结晶 如果无结晶析出，置-20C析晶 析出的结晶称为“脑”。
焦磷酸香叶酯（GPP）
O PP
焦磷酸金合欢酯（FPP）
焦磷酸香叶基香叶酯(GGPP)
三萜 四萜 O PP
本章内容
一、概述
1
2 二、萜类结构类型及代表化合物 3 三、萜类化合物的理化性质 4 四、萜类化合物的提取分离 5 五、萜类化合物的检识与结构测定 6 六、挥发油
（一）单萜（monoterpenoids)
愈创木薁
莪术醇 （抗肿瘤）
姜科-莪术
薁类化合物-理化性质
① 溶解性：易溶于有机溶剂，不溶于水，可溶于强酸 （可用60-65%硫酸或磷酸提取）
② 沸点较高(250℃-300 ℃),多存在于挥发油高沸点馏分， 并可见蓝色、紫色或绿色馏分。
③ 鉴别实验：可与苦味酸或三硝基苯试剂作用,形成有 敏锐熔点的-络合物
NaHSO3 + H+
过量的NaHSO 3长时间接触 SO3- Na+
CHO SO3- Na+
NaHSO3 + OH- (二个双键加成物, 不可逆)
CHO
或
SO3- Na+
SO3- Na+ CHO
(不可逆加成物, 结构未完全定)
注意：反应时间、温度
(2)羰基加成反应
②吉拉德(girard)试剂加成
第九章
萜类和挥发油
（Terpenoids and Volatile oils）
本章内容
一、概述
1
2 二、萜类结构类型及代表化合物 3 三、萜类化合物的理化性质 4 四、萜类化合物的提取分离 5 五、萜类化合物的检识与结构测定 6 六、挥发油
(一) 萜类化合物的含义及分布
1、定义 凡由甲戊二羟酸（mevalonic acid，MVA）衍生，且分
挥发油中主要有四类成分。 1.萜类
主要是单萜和倍半萜，如薄荷油中含单萜薄荷醇。
2.小分子芳香族化合物
桂皮醛
丁香酚
花椒油素
3. 脂肪族化合物 脂肪烷，醇，醛，酮
4. 其他易挥发性物质 如芥子油、大蒜油
大蒜油
非挥发油成分：
N
CH3
N
菸碱
N H N
毒藜碱
H3C N CH3
H3C N
CH3
川芎嗪
可以随水蒸气蒸馏的液体。但这些化合物往往 不作挥发油类成分对待。
二、 萜类的结构类型及重要化合物
（二）倍半萜（sesquiterpenoids) 是由3分子异戊二烯单位即具有15个碳原子
的化合物，是植物挥发油高沸程的主要组成成分。 分类： ✓碳环数：无环、单环、双环、三环等 ✓环碳原子数：五、六、七元环，直到十二元环 ✓含氧基团：倍半萜醇、醛、酮、内酯等
1.无环倍半萜
二、 萜类的结构类型—二萜(diterpenoids)
双环二萜
爵
床
科
穿 心 莲
穿心莲内酯
抗炎；清热解毒、消炎止痛
缺点： 水溶性差，仅能口服给药 注射剂多为其钠盐、钾盐
3. 双环二萜
银杏根皮及叶的强苦味成分
防治老年痴呆 治疗心脑血管疾病
银杏内酯A,B,C,M,J
4. 三环二萜
紫杉醇(taxol) 卵巢癌、乳腺癌、肺癌
(二) 溶解度
挥发油脂溶性很强，不溶于水，而易溶于各种有机溶剂， 如石油醚、乙醚、二硫化碳、油脂等。
(三) 物理常数
沸点一般在70～300oC之间，具有随水蒸气而蒸馏的特性；比 重在0.85～1.065之间（轻、重油之分）；几乎均有光学活性， 且具有强的折光性。
(四) 稳定性
氧化变质→比重、颜色↑，香味↓→树脂样物质， 贮于棕色瓶内，装满、密塞并在阴凉处低温保 存。
2.单环单萜
具有馥郁的香气， 用于配制高级香料
千 屈 菜 科 指 甲 花
合成维生素A的原料
--
2.单环单萜
斑蝥素 生发剂、杀虫、抗肿瘤
N-羟斑蝥胺 防治肝癌
斑蝥
3.双环单萜
芍药苷
芍药、牡丹中的苦味成分
镇静、镇痛、抗炎、防治 老年性痴呆
3.双环单萜
樟脑
--
菊 科
艾 纳
龙
香
脑
香
树
5.卓酚酮类(troponoids):一类变形的单萜
乙
碱液
醚
萃
取 H+
2％NaOH萃取
乙 醚 H+ 萃 取
酸性成分
蒸去乙醚
酚性成分
(3). 醇类成分的分离
操作：
R OH +
萜醇
O
C 吡啶 O
C
COOH C OR
O
O
邻苯二甲酸酐 酸性邻苯二甲酸萜醇酯
皂化 NaOH
萜类化合物是由甲戊二羟酸途径(mevalonic acid pathway, MVA)衍生的一类化合物
甲戊二羟酸
焦磷酸二甲异戊烯酯
（DAPP）
单萜
倍半萜
二萜
HO HOOC
甲戊二羟酸
OH（MVA）
2ATP
焦磷酸异戊烯酯