中药化学萜类.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 萜类,1、了解萜类的含义、生源途径、分布和,生理活性。,2、,熟悉,萜类的结构特点和分类。,3、,掌握,萜类的理化性质、提取、分离方法。,第一节 萜类,1.概述,2.结构类型,3.理化性质,4.提取分离,C,10,H,16,C,10,H,16,C,15,H,24,C,20,H,32,1,、含义和分类：,含义：,以前：,萜是由,异戊二烯,或异戊烷以各种方式连接而成具有不饱和度的烃及其含氧衍生物。,现代：,凡由,甲戊二羟酸,衍生而来的且分子式符合(,C5H8)n,通式的衍生物均称为萜类化合物。,一、概述,分类,：,根据,异戊二烯数目及碳环数目分类，,如无环单萜、单环倍半萜、三环二萜等。,名称,碳原子数,（,C,5,H,8,）n,存在,半萜(,hemiterpenoids),单萜(,monoterpenoids),倍半萜(,sesqniterpenoi,二萜(,diterpenoids),二倍半萜(,sesterpenoids),三萜(,triterpenoids),四萜(,tetraterpenoids),多萜(,polyterpenoids),5,10,15,20,25,30,40,7.510,3,-310,5,n=1,n=2,n=3,n=4,n=5,n=6,n=8,n8,挥发油,挥发油,挥发油、苦味素、树脂,树脂、苦味素、叶绿素,海绵、植物病菌等,皂苷、树脂、角质等,植物胡萝卜素类,橡胶、巴拉达树脂等,萜类的分类和存在,2,、生源途径：,1887,Otto Wallach,萜类化合物的骨架是由异戊二烯聚合构成,1938 Leopold Ruzicka,（,Switzerland,）,1939 Nobel Prize ,for his work on polymethylenes and higher terpenes,生源异戊二烯定则：萜类前体均为活性异戊二烯,Feodor Lynen,1964 Nobel Prize,IPP,：焦磷酸异戊烯酯,发现了胆固醇和脂肪代谢的机制和调节,前体：甲戊二羟酸,Karl Folkers,首先由乙酰辅酶,A,与乙酰乙酰辅酶生成甲戊二羟酸单酰辅酶（,HMG-CoA)，,后者还原生成甲戊二羟酸(,MVA)。,生源异戊二烯法则内容（生源前体和）,MVA,经数步反应转化成焦磷酸异戊烯酯,(IPP),，,IPP,经硫氢酶及焦磷酸异戊酯异构酶 转化为焦磷酸,r,r,二甲基烯丙酯,(DMAPP),。,IPP,和,DMAPP,称“活性异戊二烯”，是萜类成分在生物体形成的真正前体，在生物合成中起着烷基化的作用。,几种不符合异戊二烯法则的情况,少数萜类结构不符合异戊二烯法则，是因为在转变过程中产生异构化或发生降解反应的结果。,天然的异戊二烯属半萜类(,hemiterpenoids)，,可在植物的叶绿体中形成，虽广泛存在，但其量极微，其生源途径尚不清楚。,自然界常有一些半萜结合在非萜类化合物结构的母核上，形成异戊烯基或异戊基支链，而成为一种混杂的萜类化合物，多见于黄酮和苯丙素类化合物中。,白芷内酯,Strychnine,3,、生理活性：,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。,4,、分布：,萜类化合物在中药中分布极为广泛，藻类、菌类、地衣类、苔藓类、蕨类、裸子植物及被子植物中均有萜类的存在。,尤其在裸子植物及被子植物中萜类化合物分布得更为普遍，种类及数量更多，如被子植物就在多个目、数百个科属发现有萜类化合物。,4,、分布：,单萜：唇形科、伞形科、樟科及松科的腺体、油室及树脂道中多有,倍半萜：最多，在木兰目、芸香目、山茱萸目及菊目中分布较为集中,二萜：五加科、马兜铃科、菊科和豆科等,二倍半萜：不多，在羊齿植物、菌类、地衣类、海洋生物及昆虫的分泌物中存在,海洋生物,二、结构类型,单萜,环烯醚萜,倍半萜,二萜和二倍半,三萜,四萜和多萜,单萜（,monoterpenes）,单萜：2个异戊二烯单位的萜烯及其衍生物。,（低沸点挥发油）,生源途径：,分布：多科植物。有些单萜以苷存在，有些是昆虫或微生物代谢产物，有些是混杂萜的萜源官能团部分。,（1）概述,（2）结构类型和重要化合物：,无环单萜,：月桂烷型,薰衣草烷型,艾蒿烷型,单环单萜,：对薄荷烷型,环香叶烷型,卓酚酮型,双环单萜,：蒈烷型、蒎烷型、莰烷型、守烷型、,异莰烷型、葑烷型,无环（链状）单萜重要化合物：,香叶醇：又称牻（,mng,）,牛儿醇，是香叶油、玫瑰油、柠檬草油和香茅油等的主要成分，沸点229,-230C。,香橙醇：又称橙花醇，存在于橙花油、柠檬草油和其它多种植物的挥发油中，沸点255,-,260,o,C,。,香茅醇：存在于香茅油、玫瑰油等多种植物的挥发油中，以左旋体的经济价值较高。,分离（无水,CaCl,2,、,(C,6,H,5,),2,NCOCl),柠檬醛：,反式为,-,柠檬醛（香叶醛,）,顺式为,-,柠檬醛（橙花醛）,柠檬醛在柠檬草油和香茅油的含量较高。,具有柠檬香气,分离（,NaHSO3,）,香茅醛是香茅醇的氧化产物，大量存在于香茅油、桉叶油、柠檬油中，也是重要的柠檬香气香料。,分离（,NaHSO3,）,无环（链状）单萜重要化合物：,紫罗蓝酮,单环单萜,单环单萜,卓酚酮类化合物,（,troponoide,）,是一类变形的单萜，它们的碳架不符合异戊二烯法则，这类化合物结构中都有一个七元芳环，一个酮基和一个酚羟基。,单环单萜重要化合物：对薄荷烷型,薄荷醇(,menthol)：,是薄荷挥发油中的主要组成成分。其左旋体习称“薄荷脑”。对皮肤和粘膜有清凉和弱麻醉作用，用于镇痛和止痒，亦有防腐和杀菌作用。透皮吸收作用。沸点,216,薄荷酮,(,menthone,),：左旋右旋,辣薄荷酮：,松驰平滑肌的作用，是治疗支气管哮喘的有效成分（,NaHSO3,加成物片剂）,紫罗兰酮(,ionone)：,工业上由柠檬醛与丙酮缩合制备，缩合产物环合后得到,-,紫罗蓝酮及,-,紫罗蓝酮的混合物。,-,紫罗蓝酮具有馥郁的香气，用于配制高级香料，,-,紫罗蓝酮可作为合成维生素,A,的原料。,分离,（,NaHSO3,，水，食盐）,单环单萜重要化合物,:,环香叶烷型,斑蝥素(,cantharidin,),：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。,单环单萜重要化合物,斑蝥素,N-,羟基斑蝥素,崖柏素(,thujaplicin,)：-,崖柏素和,-,崖柏素存在于在欧洲产崖柏,、,北美崖柏以及罗汉柏的心材中；,-,崖柏素，也称扁柏素,，,存在于台湾扁柏及罗汉柏心材中。,霉菌类代谢产物,单环单萜重要化合物：,卓酚酮类,双环单萜,双环单萜,双环单萜,皆烷型,双环单萜重要化合物：莰烷型,龙脑：,俗称“冰片”，又称樟醇，为白色片状结晶，具有似胡椒又似薄荷的香气，有升华性。其右旋体主要得自白龙脑香树挥发油，左旋体存在于艾纳香全草和野菊花中，合成品为消旋体。,204,208,冰片：有发汗、兴奋、镇痉和防止虫蛀蚀、抗缺氧功能，它和苏合香脂配合制成苏冰滴丸代替冠心苏合丸治疗冠心病，心绞痛。,樟脑,(,camphor),：为白色结晶性固体，易升华，具有特殊钻透性的芳香气味。樟脑有局部刺激作用和防腐作用，用于神经痛、炎症和跌打损伤的擦剂。我国天然樟脑产量占世界第一位。,天然樟脑由右旋体与左旋体共存，其右旋体在樟树挥发油中约,50%,，左旋体存在于菊蒿挥发油中，合成品为消旋体。樟脑可作为强心剂，其强心作用是由于在体内氧化成,-,氧化樟脑和对氧化樟脑所致。,芍药苷(,paeoniflorin,),：,是从芍药根中得到的,蒎烷,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。,双环单萜重要化合物：蒎烷型,理化性质,挥发油,提取分离,结构鉴定,GCMS,中药现代化 中药化学,+,中药药理学,环烯醚萜及其苷（,iridoids）,（1）概述,环烯醚萜：是蚁臭二醛,(,iridoidial,),的缩醛衍生物，是一类特殊的单萜。,生源途径：焦磷酸牻牛儿酯(,GPP),为前体。,生理活性：多种多样。,分布：唇形科、茜草科、龙胆科等植物。目前已从植物中分离并鉴定结构的环烯醚萜类化合物超过800多种，其中大多数为苷类成分，非苷环烯醚萜仅占60余种，裂环环烯醚萜类30余种。,环烯醚萜类化合物的合成途径示意图,环烯醚萜及其苷：,4-,无取代,:(,环戊烷型、环戊烯型、环氧醚型),4-,有取代,:(,环戊烷型、环戊烯型、环氧醚型),裂环环烯醚萜（,seco-iridoid,）及其苷,（2）结构类型,特点：,C1,多有官能团，,-OH(,与葡萄糖成苷,),、,-OCH3,、,C=O,C3,、,C4,多为双键，,C4-CH3,易为氧化物；,C8-CH3,易为氧化物；,C11,有的为羧酸，并可成酯；,环戊烷呈不同氧化态。,理化性质：酸不稳定,提取分离：溶剂法,结构测定：,NMR,倍半萜（,sesqniterpenes）,（1）概述,倍半萜：3个异戊二烯单位、含15个碳原子的萜类化合物，沸点,250,280,。,生源途径：焦磷酸麝子油酯(,FPP),衍生而来；奧类由愈创木烷和岩兰烷衍生而来,。,生理活性：具有较强的香气和生物活性，是医药、食品和化妆品工业的重要原料。,分布：主要分布在植物界和微生物界，在海洋生物、昆虫中也有发现。多以醇、酮、内酯或苷的形式存在，,是萜类化合物中最多的一类，,骨架超过200余种，化合物数千种。,（2）结构类型和重要化合物,无环倍半萜,单环倍半萜,双环倍半萜：萘烷型,薁,型,三环倍半萜,特殊倍半萜,麝子油烯：又称金合欢烯，存在于枇杷叶、生姜、洋甘菊挥发油中。金合欢烯有,、,两种构型，其中,体存在于藿香、啤酒花和生姜挥发油中。,麝子油醇：又称金合欢醇,存在于金合欢花油、橙花油、香茅中，高级香料的原料。,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。,薁类,薁类,(azulenoids),：由五元环与七元环骈合而成，属于非苯核芳烃化合物。薁类化合物主要存在于挥发油中，大多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等活性。,Two New Guaiane Sesquiterpenes from the Fruits of,Daucus carota,(p 2769-2773),Tao Yi,Lin Zhang,Hong-Wei Fu,Shi-Lin Yang,Jing-Kui TianPublished Online:Dec 17 2009 1:13PMDOI:10.1002/hlca.200900106,环状倍半萜重要化合物,：,青蒿素(,arteannuin)：,过氧化物倍半萜，结构修饰合成出具有抗疟效价高、原虫转阴快、速效、低毒等特点的双氢青蒿素(,dihydroqinghaosu)，,再进行甲基化，将它制成油溶性的蒿甲醚(,artemether),及水溶性的青蒿琥珀酸单酯(,artesunate),用于临床。,环状倍半萜重要化合物：,鹰爪甲素,(yingzhaosu),：,是从民间治疗疟疾草药鹰爪根中分离出。对鼠疟原虫的生长有强的抑制作用。,环状倍半萜重要化合物,棉酚,(gossypol),：,为杜松烷型双分子衍生物，主要存在于棉籽中，为有毒的黄色液体，具有杀精子的作用，但副作用大而未应用于临床。棉酚不含手性碳原子，但由于两个苯环折叠障碍而具有光学活性。棉酚在棉籽中为消旋体，有多种不同熔点的晶体。,-,山道年：,山道年草或蛔蒿未开放的头状花序或全草中的主成分，强力驱蛔剂，但服用过量可产生黄视疟毒性，已被临床淘汰。,环状倍半萜重要化合物,提取分离,结构测定,二萜（,diterpenes）,（1）概述,二萜：4个分子异戊二烯单位构成、含20个碳原子的化合物。,生源途径：牻牛儿醇基牻牛儿醇酯（,GGPP）,为前体,。,分布：植物界（广泛），菌类代谢产物，海洋生物。多以树脂、内酯或苷等存在于植物乳汁、树脂中。,香茶菜二萜,（2）结构类型和重要化合物,链状二萜,单环二萜,双环二萜,三环二萜,四环二萜,二萜重要化合物：,维生素,A：,是一种重要的脂溶性维生素，主要存在于动物肝脏中，特别是鱼肝中含量较丰富。,胡萝卜素,二萜重要化合物：,穿心莲内酯,(andrographolide),：,存在于穿心莲,(,榄核莲，一见喜,),中，具有抗炎作用。,二萜重要化合物：,紫杉醇,(taxol),又称红豆杉醇，最早从太平洋红豆杉,Taxus brevifolia,的树皮中分离得到，,1992,年底美国,FDA,批准上市，临床用于治疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌疗效较好。,二萜重要化合物：,甜菊,Stevia rebaudianum Bertoni,叶中含有以对映,-,贝壳杉烷,(ent-kaurane),骨架为母核、由不同糖组成的甜味苷。总甜菊苷含量约,6%,，其甜度约为蔗糖的,300,倍，其中又以甜菊苷,A,甜味最强，但含量较少。甜菊苷,(stevioside),因其高甜度、低热量、无毒性等优良特性。,二萜重要化合物：,银杏内酯,(ginkgolides),：是银杏,Ginkgo biloba,根皮及叶的强苦味成分，可作为拮抗血小板活化因子，是血小板活化因子（,PAF,）的特效拮抗剂。,二萜重要化合物：,雷公藤甲素,对乳腺癌和胃癌细胞系集落形成有抑制作用，,16-,羟基雷公藤内酯醇具有较强的抗炎免疫抑制和雄性抗生育作用。,二萜重要化合物：香茶菜二萜,二萜重要化合物：二萜生物碱（,Diterpenoid Alkaloids,）,Two New Diterpenoid Glucosides from,Clerodendrathus spicatus,(p 2802-2807),Yi-Lei Chen,Chang-Heng Tan,Jun-Jie Tan,Xue-Mei Zhao,Shan-Hao Jiang,Da-Yuan ZhuPublished Online:Dec 17 2009 1:13PMDOI:10.1002/hlca.200900121,First Example of Diterpenoids from 14,15-Cyclopimarane in the Roots of,Linum usitatissimum,(p 2746-2753),Jian-Long Sun,An-Jun Deng,Yan Li,Zhi-Hong Li,Hui Chen,Hai-Lin QinPublished Online:Dec 17 2009 1:13PMDOI:10.1002/hlca.200900104,提取分离,结构测定,二倍半萜（,sesterpenes）,二萜半萜：5个分子异戊二烯单位构成、含25个碳原子的化合物。,生源途径：以焦磷酸香叶基麝子油酯(,GFPP),为前体,。,分布：数量少，1965年发现第一个，迄今来自天然的有6种类型约30余种化合物，分布在羊齿植物，植物病源菌，海洋生物海绵、地衣及昆虫分泌物中。,二倍半萜结构类型和重要化合物,链状二倍半萜,单环二倍半萜,双环二倍半萜,三环二倍半萜,四环二倍半萜,五环二倍半萜,J.Nat.Prod.,2009,72(3),pp 340344,Genepolide,a,Sesterpene,-Lactone with a Novel Carbon Skeleton from Mountain Wormwood(,Artemisia umbelliformis,),Org.Lett.,2007,9(23),pp 46934696,Bolivianine,a New,Sesterpene,with an Unusual Skeleton from,Hedyosmum angustifolium,and Its Isomer,Isobolivianine,三萜（,triterpenes）,（1）概述,三萜：6个异戊二烯单位聚合而成。,生源途径：焦磷酸麝子油酯(,FPP),缩合成鲨烯，鲨烯通过不同环合方式转变而来。,分布：多以游离态或成苷或成酯的形式存在，含氧衍生物是树脂的主要组成部分，与甾醇类共存。分布在多科植物、少数动物中。,（2）结构类型和重要化合物,无环三萜,三环三萜,四环三萜：,羊毛脂甾烷,和大戟烷型,达马烷型,葫芦素烷型 原萜烷型 楝烷型,环菠萝密烷型,五环三萜：,齐墩果烷型 乌苏烷型 羽扇豆烷型,木栓烷型 羊齿烷型和异羊齿烷型,何帕烷型和异何帕烷型,提取分离,结构鉴定,四萜和多萜（,tetraterpenes and polyterpenes）,四萜：8个异戊二烯单位组成，主要指胡萝卜烯类色素（脂溶性色素）称为多烯烃(,polenses,)。,分布：植物的叶、果实、花冠中,。,结构类型和重要化合物,胡萝卜烯类,醇类,酮类,环氧化物,非四萜类色素,多萜,橡胶：顺式高分子异戊二烯化合物。,硬胶：反式高分子异戊二烯化合物。,理化性质,单萜,（1）多数是挥发油中沸点较低部分的组成成分：,萜烃(140-180)，含氧衍生物(200-230)。,（2）多数具有较强的香气和生理活性，是医药、食品、,化妆品的重要原料。,（3）有些单萜以苷的形成存在，有些是昆虫或微生物代谢产物，有的是形成混杂萜类的萜源官能团部分。,卓酚酮,（4）,卓酚酮是挥发油的酸性部分,，,酸性：酚卓酚酮羧酸；,鉴别：能与金属离子络合产生特殊的颜色反应,与铁离子，赤色结晶；,与铜离子，绿色结晶,。,环烯醚萜及其甙,（,1）性状：一般为液体或低熔点固体，环烯醚萜苷为白 色结晶或无定形具吸湿性粉末；有苦味；有旋光性。,（2）溶解度：偏亲水性，易溶于水和甲醇，可溶于乙醇、,丙酮、正丁醇等，难溶于氯仿、苯、石油醚等亲脂性溶剂。,（3）检识：,利用酸水解反应检查环烯醚萜甙的存在，水解后的甙元具半缩醛结构易聚合，产生黑色沉淀。,环烯醚萜及其甙,（4）显色反应：京尼平+氨基酸 蓝紫色沉淀；,京尼平+皮肤,，,蓝紫色；,京尼平/,HAc+,铜离子 蓝色；,京尼平+2,4-二硝基苯肼 黄色；,车叶草+,Shear,试剂，黄-棕-深绿色。,(1HCl+15Aminobenzene),倍半萜,（1）一般为液体或低沸点固体，沸点较高（250-280）。,（2）有较强香气和生理活性，医药、食品、香料等原料。,（,3,）倍半萜内酯（有细胞毒和抗癌活性）的构效关系：,重要活性基团：环戊烯酮、,-,亚甲基-,-,内酯,-,不饱和内酯；,一般活性基团：,-,环氧酮、,-,不饱和酯、烯醇。,薁,(,y,),类化合物,（,4,）薁类是挥发油高沸点馏分中呈现蓝、紫或绿色的馏分；,沸点,250,260,溶于醚、醇等有机溶剂，不溶于水，但可溶于强酸；,鉴别：苦味酸或三硝基苯试剂，结晶络合物(熔点敏锐)；,检识：溴化反应（,Sabaty,反应），蓝、紫或绿色；,对二甲氨基苯甲醛-浓硫酸(,Ehrlich,试剂,),，紫或红色。,多有抑菌、抗肿瘤、杀虫等活性,1,2,3,4,5,6,7,8,二萜和二倍半萜,（1）多数不能随水蒸气蒸馏，沸点较高（300以上）。,（2）多以树脂、内酯或苷等形式存在于植物中。,三萜,（1）多数以游离态或成苷或成酯的形式存在；,含氧衍生物是树脂的主要组成部分，与甾醇类共存。,（2）游离或酯存在的三萜，不溶于水，可溶于有机溶剂；三萜苷可溶于水。,（,3,）酸性皂苷几乎都是萜类衍生物。有些苦味素类成分也属于三萜类,四萜和多萜,四萜类主要是胡萝卜烯类色素，有颜色（共轭双键）,多数是橙黄至深红色结晶，氧化后成无色物质；,结构近似对称，,两端是由2个异戊二烯组成的六元环，,中间由4个异戊二烯组成的碳链连接，,顺式不稳定经日光照射可转变为反式；,检识：溶于氯仿，加浓硫酸，蓝色。,多萜是由多个异戊二烯头尾相接组成。,提取分离与结构鉴定,单萜,提取：,水蒸气蒸馏,分离,：,（1）减压分级分馏：萜烃140-180,含氧衍生物200-230,（2）,牻牛儿醇和香橙醇的分离,牻牛儿醇可与无水氯化钙形成结晶性分子复合物；,香橙醇可与二苯胺基甲酰氯形成结晶性的酯；,两结晶经分解或皂化、减压蒸馏后即可提纯。,（3）柠檬醛的分离,NaHSO,3,与之形成结晶性加成物，分解、减压蒸馏后即可。,（4）香茅醛的分离同（3）。,实例：,环烯醚萜,提取：,溶剂法,水、甲(乙)醇、稀丙酮、正丁醇、乙酸乙酯等。,分离,：,制备性薄层色谱、柱色谱、高效液相色谱等。,制成衍生物（乙酰化）,实例：桃叶珊瑚甙的提取分离,倍半萜,提取：,水蒸气蒸馏法,：,高沸点部分250-280,碱溶酸沉法：倍半萜内酯,有机溶剂萃取法：,系统提取分离法：,奥类：60-65%硫酸或磷酸提取，加水析出。,分离,：,重结晶,色谱法,检查：薄层色谱（浓硫酸显色）,实例：山道年的提取分离,二萜,实例：穿心莲内酯的提取分离,三萜,提取：,溶剂法,：乙醇、氯仿、碱水等,分离,：,吉拉尔试剂法（羰基化合物）,色谱法（硅胶）,实例：齐墩果酸的提取分离,结构测定,NMR,X-Ray,