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

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

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

萜类和挥发油
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

萜类和挥发油

萜类和挥发油

倍半萜类的分类
无环倍半萜
单环倍半萜
倍半萜 双环倍半萜 三环倍半萜
(一)无环倍半萜(acyclic sesquiterpenoids)
OH
金合欢醇 金合欢醇在金合欢花油、橙花油、香茅油中含量较多,为 重要的高级香料原料。
(二)单环倍半萜(monocyclic sesquiterpenoids

H O O O O O H H
(2)溶解性:
易溶于水和甲醇,可溶于乙醇、丙 酮和正丁醇,难溶于氯仿、乙醚和苯等 亲脂性有机溶剂。

环烯醚萜的化学性质:
★水解反应: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,易进一步聚 合产生聚合物沉淀,难以得到苷元。苷元遇酸、 碱、羰基化合物和氨基酸等都能变色,可用于 检识及鉴别。 ★氨基酸反应:苷元遇氨基酸并加热,即产生深 红色至蓝色,最后生成蓝色沉淀,故接触皮肤 能使之染成蓝色。 ★冰乙酸-铜离子反应:苷元溶于冰乙酸中,加 少量铜离子,加热能显蓝色。
>8
橡胶、硬橡胶
(二) 萜类化合物的生物合成途径
1.经验异戊二烯法则
认为“萜类的碳架是由异戊二烯单位以头-尾或非头-尾顺序相连而成”。
理由: 橡胶
焦化
松节油
280℃
异戊二烯
异戊二烯
二戊烯
问题:1 许多碳架结构无法用异戊二烯的基本单元来划分 2植物中未发现异戊二烯
2.生源异戊二烯法则
P 183
甲戊二羟酸则是各种类型萜类化合物生物合成的最关键前体 。
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。

萜类和挥发油

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)

-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

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

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。

第六章萜类与挥发油优秀课件

第六章萜类与挥发油优秀课件

5、多具有官能团,醛、酮、内酯等。
6、几乎所有单萜类都符合异戊二烯定 则。
(二 ) 生 源 途 径
CH C
3
H2C
CH CH
2 2
OPP
IP P
H3C
C
CH CH
2 OPP
2
CH 3
DM APP
异构化
OPP
OPP
N PP
G PP
杨梅烯
-H+
+
+
柠烯 对薄荷烯
γ -萜 品 烯
OH OH
蒈 烯 α -蒎 烯 龙 脑
25 二倍半萜 n=5 海棉,植物病菌,昆虫代谢
产物
30
三萜 n=6 皂甙、树脂、植物乳液
40
四萜 n=8 植物胡萝卜素类
-7.5×103
-3×105 多萜 (C5H8)n 橡胶、硬橡胶
二、萜类化合物的异戊二烯定则 和生源
(一)实验异戊二烯定则:早1887 年 Wallach 就 提 出 了 “ 异 戊 二 烯 定 则 “认为萜类化合物是由异戊二烯首尾 连接而成的聚合物,通式为(C5H8)n 及其饱和度不等到的衍生物。认为其 前体是异戊二烯。
3、含氧衍生物沸点则较高,一般在 200-230℃ 之间 ,多 具香 气和 生理 活性,多为医药、食品、化妆品工 业的主要原料。
4、一般情况下,环状单萜一般环数与 双键数成反比,全单键单萜一般应 有三个环。即:
环数
1
23
双键数 2
10
碳 环 大 多 数 为 六 元 环 , 也 有 3-7 元 环 , 单环、双环较常见,三环的极少见。
侧 柏 烯 萜 品 -4-醇
(二)链状单萜:

《萜类和挥发油》课件

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02
CHAPTER
萜类的生物合成
生物合成途径
甲羟戊酸途径
萜类合成的起始途径,通过甲羟戊酸经过一系列反应生成异戊烯焦磷酸。
甲基赤藓糖磷酸途径
另一种起始途径,通过甲基赤藓糖磷酸生成二甲基丙烯基焦磷酸。
丙酮酸途径
部分萜类物质可由丙酮酸途径合成。
磷酸戊糖途径
在某些微生物中,萜类物质可由磷酸戊糖途径合成。
酯类
如乙酸乙酯、丁酸 乙酯等,具有柔和 的香气和口感。
05
CHAPTER
挥发油的提取与分离
提取方法
溶剂提取法
超临界流体萃取法
利用有机溶剂将挥发油从植物中提取 出来,常用溶剂包括石油醚、乙醚、 氯仿等。
利用超临界流体(如二氧化碳)作为 萃取剂,从植物中提取挥发油,具有 萃取效率高、溶剂残留少等优点。
食品调味
挥发油具有独特的香味和口感, 常用于调味品如香辛料、食用香 精等,提升食品的口感和风味。
食品防腐
部分挥发油具有抗菌、防腐作用 ,可用于延长食品的保质期,如 某些精油可用于腌制食品或作为 食品保存剂。
日用化工
香水、化妆品
挥发油具有芳香性,常用于制作香水 、化妆品等日用品,提供宜人的香气 和美容效果。
基因表达与调控
相关基因的表达与调控对萜类的合成具有重要影响, 如关键酶基因的表达水平直接影响萜类的合成。
03
CHAPTER
萜类化合物的应用
药物开发
抗癌药物
一些萜类化合物具有抑 制肿瘤细胞生长和扩散 的作用,可用于抗癌药
物的研发。
抗炎药
萜类化合物具有抗炎作 用,可用于治疗关节炎 、痛风等炎症性疾病。
质量控制
化学成分分析
01

天然药物化学萜类和挥发油

天然药物化学萜类和挥发油
精品文档
• 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

(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。

萜类和挥发油

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。

天然药物化学 第七章 萜类和挥发油

天然药物化学 第七章 萜类和挥发油

香 茅 醛 Citronellal
2、单环单萜
柠檬烯
薄荷酮
辣薄荷酮
桉油精
O
O
O
3.双环单萜 常见的结构类型六种,以蒎烷型和莰烷型最 为稳定。
蒈烷型 蒎烷型 莰烷型 守烷型 异莰烷型 葑烷型
OH
O
龙脑

樟脑

龙脑即冰片,又称樟醇。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,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 还是香料工业的主要原料。 樟脑又称为辣薄荷酮。是白色结晶,有升华性。 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。
4.环烯醚萜类: 分子中带有环烯醚键,是一类特殊的单萜,多 与糖结合形成苷。
6
5
1
4 3 2
7 8
10
9
COOCH3
O HOH2C O glc
栀子苷与栀子的清热泻火 及治疗肾炎水肿作用有一 定的关系,且有一定泻下 作用,其苷元京尼平具有 显著的促进胆汁分泌活性。
OH O
H O
HOH2C H O glc
CH3
橙花醇又称苦橙油醇, 具有苹果香,是橙花油 中的主要成分之一。
CH3 H3C CH2OH 金 合 欢 醇 HO 橙 花 醇
3
β- 金合欢烯
2、环状倍半萜
倍半萜内酯过氧化 物,抗疟。但水中 溶解度差,后制成 二氢青蒿素、青蒿 琥酯钠、蒿甲醚等 衍生物用于临床。
H CH3 H3C
O O O O O
是一种混合物,化学组成复杂, 一种挥发油含有数十种乃至数百 种成分。
三、理化性质
(一)性状
“脑”—挥发油常温下为透明液体,低 温时某些挥发油中含量高的主要成分 可析出结晶,这种析出物为脑。 “脱脑油”:滤除脑的油。

萜类与挥发油—萜类(天然药物化学课件)

萜类与挥发油—萜类(天然药物化学课件)
性,同时多有毒性,与铜离子结合形成绿色结晶, 与铁离子形成赤红色结晶,可用于鉴别。
OH
台湾扁柏
扁柏素
罗汉柏
3、双环单萜类
双环单萜的结构类型较多,比较常见的四种可 视为由薄荷烷在不同位置间环合形成的产物。在 植物界的分布以松柏科最为广泛:松节油的主要 成分蒎烯、龙脑(中药冰片);樟树挥发油中的 樟脑;小茴香油与侧柏油中的小茴香酮等。
HOOC
CH3 CH2 C CH2
OH
CH2OH
甲戊二羟酸
H2C CH C CH2 CH3
异戊二烯
三、分类
根据其构成分子碳架的异戊二烯数目和碳环数 目进行分类。 v 含有1个异戊二烯单位的萜类称为半萜; v 含有2个异戊二烯单位的称为单萜; v 含有3个异戊二烯单位的称为倍半萜; v 含有4个异戊二烯单位的称为二萜; v 含有5个异戊二烯单位的称为二倍半萜…
七 萜类(二)
——结构类型
❖一、单萜 ❖二、倍半萜 ❖三、二萜 ❖四、二倍半萜 ❖五、三萜 ❖六、四萜
一、单萜
单萜的基本碳架由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之一。
一般按其结构中的碳环数目,可分为链状、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
1、链状单萜(无环单萜)
植物胡萝卜素类
n>8 橡胶
1、薄荷脑
薄荷脑系由薄荷的叶和茎中所提取,白色晶体,分子式
C10H20O,为薄荷精油中的主要成分,可用作牙膏、香水、 饮料和糖果等的赋香剂。在医药上作用于皮肤或粘膜,有清 凉止痒作用;内服可作为驱风药,用于头痛及鼻;咽;喉炎 症等。其酯用于香料和药物。
主要成分:
H
H
H
O

萜类与挥发油

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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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
d-龙脑
5、卓酚酮类(troponoides)
该类化合物是单环单萜中一种变形的结构类型,其碳架结构不符 合异戊二烯规则,分子中有一个七元芳环,具有一些特殊的性质。 (见p 227)
二、环烯醚萜
1、概述和结构类型 在植物界分布较广,尤以在玄参科、茜草科、唇形科、龙胆科分布
OH OH bisabolene eudesmol guaiol
碳架由20个碳原子组成的称二萜类(diterpenoid),如松香酸(abietic acid), 松脂酸(dextropimaric acid)等。
COOH abietic acid
COOH dextropimaric acid
月 桂 烷型
薰衣 草烷 型
艾蒿烷 型

代表化合物: 香叶醇(牻牛儿醇,geraniol) 橙花醇(nerol) 香叶醛(α-柠檬醛(反式), geranial) 橙桦醛(β-柠檬醛(顺式), neral)
CH2OH CH2OH CHO CHO
香叶 醇
橙花 醇
香叶 醛
橙花 醛
3、单环单萜 :可看作由链状单萜经环合作用衍变而来,因环合 的方式不同,产生不同的结构类型。常见的有对-薄荷烷型,环 香叶烷型
(1)对-薄荷烷型 代表化合物--薄荷醇(menthol) 是唇形科薄荷和欧薄荷等植物 挥发油的主要组分。左旋薄荷醇习 称薄荷脑,为白色块状或针状结晶。
薄荷醇易被氧化生成薄荷酮(menthone),脱水生成Δ3-薄荷烯 (Δ3-menthene)
- H2O OH [O] O

薄荷醇有三个手性碳原子,应有8种立体异构体,但在薄荷 油中只有(-)薄荷醇和(+)新薄荷醇存在。
碳架由10个碳原子组成的为一萜类(monoterpenoid),如月桂烯 (myrcene),牻牛儿醇(香叶醇, geraniol),樟脑(camphor)等。
CH2OH H O
myrcene
geraniol
camphor
碳架由15个碳原子组成的为倍半萜类(sesquiterpenoid), 如没药烯 (bisabolene), β-桉醇(eudesmol), 愈创木醇(guaiol)等。
H H3C H H OH (-) 薄荷醇 (+) 薄荷醇 H H CH3 H OH H CH3 OH H3C H OH H H (+) 新 薄荷醇 (-) 新 薄荷醇 H H (+) 新 异薄荷醇 (-) 新 异薄荷醇
(-) 异薄荷醇 (+) 异薄荷醇
薄荷醇有止痒、止痛、防腐、刺激、麻醉、清凉和抗炎作用,可 治头痛、神经痛、瘙痒及呼吸道炎症、萎缩性鼻炎、声哑等,广 泛用于医药和食品工业。 另外,存在于薄荷油中的成分乙酸薄荷酯(menthyl acetate)亦具有 香味,可用于香料制造;戊酸薄荷酯(validol)可用作镇静剂;水杨 酸薄荷酯(menthyl salicylate)对紫外线有滤过作用,都市用于制造 防晒霜。 (2)环叶香烷型(四甲基环已烯型) 代表化合物--紫萝兰酮(ionone)和藏红花醛(safranal) 紫萝兰酮(ionone)存在于指甲花的挥发油中。是环叶香烷型单 萜的衍生物。
glc O C O C H2 OH O O O
(2) 莰烷型衍生物 代表化合物--龙脑、樟脑 莰烷型的萜类化合物是以含氧衍生物的形式存在于植物中。樟脑 是最重要的萜酮,它在自然界中分布不太广泛,右旋体存在于樟 树的挥发油中,左旋体存在于菊蒿挥发油中,具有特殊的钻透性 的芳香气味,是重要的医药和工业原料。我国樟脑产量居世界首 位。樟脑在医药上主要用作刺激剂和强心剂,其强心作用是由于 在体内被氧化成π-氧化樟脑和对-氧化樟脑而导致的。
3 代表化合物 环烯醚萜类
O O O
O O
O
假荆芥内酯
二氢假荆芥内酯
异二氢假荆芥内酯
环烯醚萜苷类 环烯醚萜苷在植物界分布广泛,数目较多。常常是1位上的羟 基与糖缩合成苷,且以单糖(尤以β-D-葡萄糖)苷最为普遍。根 据苷元结构中4位有无取代基又分为两类。
(1) 4-去甲环烯醚萜苷 (p 230)
S CoA S CoA
C6H12O6

S CoA O 乙 酰 辅酶A
O
S CoA O O HO HOOC
O
乙 酰 乙 酰 辅酶A
HO HOOC
O SCoA 2NADPH 2NADP
OH
甲 戊 二羟 酸 单 酰 辅酶A
甲 戊 二羟 酸
甲戊二羟酸在具有高能键的三磷酸腺苷(ATP)作用下形成甲戊二羟 酸焦磷酸酯.后者经脱羧、脱水,形成焦磷酸异戊烯酯(isopentenyl pyrophosphate, IPP),IPP经硫氢酶及焦磷酸异戊酯异构酶转化产 生焦磷酸γ,γ-二甲基丙烯酯(DMAPP)。这两种产物目前被认为是 萜类成分在生物体内形成的真正前体,是生物体内“活性异戊二 烯”物质。
OH H H COOH H HO H H
oleanolic acid
dammarenediol I
碳架由40个碳原子组成的称为四萜(triterpenoid)类。如胡萝卜烯(βcarotene),叶黄素(xanthophyll)等.
β -carotene
HO xanthophyll
OH
由更多碳原子组成的萜类化合物,称为复萜或多萜(polyterpene), 如植物橡胶。 单萜和倍半萜是构成中草药中挥发油的主要成分。是香料和医药 工业的重要原料。 二萜不能被水蒸气蒸馏,是形成树脂的主要成分。 三萜是构成植物皂苷和树脂的重要物质。 四萜主要是植物中的一些脂溶性色素,一般呈红色、橙色、黄色 结晶,其碳氢化合物在空气中不稳定,常因氧化而树脂化。
碳架由25个碳原子组成的称二倍半萜类(sesterterpenoid), 如黄楝苦素 A(picrasin A)和菌类代谢产物蛇孢假壳素(ophiobolin)。
O HO OHC H O H OH H H H O CH3 O H O O O O O
ophiobolin
picrasin A
碳架由30个碳原子组成的称为三萜(triterpenoid)类。又可分为四环三 萜和五环三萜两大类。如齐墩果酸(oleanolic acid), 达玛烯二醇I (dammarenediol I)等。
OH CHO HO
紫苏 醛
β -芹 子 烯
丹参酚
2、生源的异戊二烯法则:
关于萜类的生源途径,越来越多的实验证明,萜类化合物的形成 是起源于生物代谢的最基本物质--葡萄糖。葡萄糖首先在酶的 作用下形成乙酰辅酶A(acetyl CoA),三分子乙酰辅酶A经生物合 成产生3(R)-甲戊二羟酸(3R-mevalonic acid, MVA)。现在认为 MVA是萜类真正基本单元。
第二节

萜类的结构类型及重要代表物
一、单萜 1、 概述 包含两个异戊二烯单位,骨架含10个C原子。 是植物挥发油的主要组成部分 其含氧衍生物大多具较强的生理活性
结构:基本骨架 P223 图6-3 分环状和链状两大类,环状型又有单环、双环和三环, 其中以单环和双环类所含化合物数目最多。 2、 链状单萜 常见的有月桂烷型、薰衣草烷型和艾蒿烷型。

三、倍半萜类
1、概述与结构类型: 倍半萜是分子中含有15个碳原子的天然萜类化合物,并且绝大多数 倍半萜都符合经验的异戊二烯法则。 倍半萜主要分布在植物界和徽生物界,多是挥发油的组成成分之一, 沸点较高,一般在250~280°%%, 多以醇、酮、内酯或苷的形式存在, 也有以生物碱的形式存在的。近年来,从海洋生物中和昆虫体内发现了 越来越多的倍半萜。 在倍半萜含氧衍生物中,如某些倍半萜内酯常具有特殊的生物活性。 如黄花蒿中存在的青蒿素有较强的抗疟活性,山道年及其类似物具有驱 蛔的作用。 倍半萜的结构类型较多,主要分为开链倍半萜及单环、双环和三环 倍半萜等。 2、开链倍半萜: 3、环状倍半萜:
最为普遍,包括环烯醚萜、裂环环烯醚萜以及它们的苷。
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