第六章萜类挥发油.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,*,6.1,概,述,一、萜类的含义和分类,1,萜类的含义,是异戊二烯的聚合体,.,分子式符合,(C,5,H,8,)n,通式的衍生物均称为萜类化合物。,第六章 萜类和挥发油,2,萜的分类,半萜,:,含有一个异戊二烯单位的萜类；,单萜,:,含有,2,个异戊二烯单位；,倍半萜,:,含有,3,个异戊二烯单位；,二萜,:,含有,4,个异戊二烯单位；,二倍半萜,:,含有,5,个异戊二烯单位,三萜,:,含有,6,个异戊二烯单位,.,表,6-1,萜类化合物的分类及分布,分,类,碳原子数,通式,(C,5,H,8,)n,存,在,半,萜,5,n=1,植物叶,单,萜,10,n=2,挥发油,倍,半,萜,15,n=3,挥发油,二,萜,20,n=4,树脂、苦味质、植物醇,二倍半萜,25,n=5,海绵、植物病菌，昆虫代谢物,三,萜,30,n=6,皂苷、树脂、植物,乳汁,四,萜,40,n=8,植物胡萝卜素,多,聚,萜,7.5,x,10,3,至,3,x,10,5,(C,5,H,8,)n,橡胶、硬橡胶,萜类化合物的分布,萜类化合物在植物界分布很广泛，据不完全统计萜类化合物超过了,22000,多种。,存在最多的是种子植物，尤其是被子植物。,萜类化合物经常与树脂、树胶并生，与生物碱相排斥。富含挥发油的植物：松科、柏科、胡椒科、马兜铃科、樟科、芸香科、龙脑科、伞形科、唇形科、败酱科、菊科和姜科等。,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萜类，近年来从海洋生物中发现了大量的萜类化合物。,6.2,萜类的结构类型,一、单萜,由,2,分子异戊二烯单位构成，,10,个碳原子，含氧衍生物有很强的活性和香气。存在于植物挥发油中，用于药用、香料、化妆品、食品。,香叶醇,(,香叶醇,),：,“,又称牻牛儿醇,”,(,牻,(mang),牛：黑白相间的牛），是香叶油、玫瑰油、柠檬草油和香茅油等的主要成分，具有似玫瑰的香气，沸点,229230,o,C,。,1,、链状单萜,玫瑰花,橙花醇,(nerol),：,存在于橙花油、柠檬草油和,其它多种植物的挥发油中，具有,玫瑰香气,沸点,255260,o,C,芳樟醇：,是香叶醇、橙花醇的同分异构体，,左旋体在香柠檬油中含有，右旋体则,存在于桔油及素馨花的挥发油中。,香茅醇,(,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。上述三种萜醇都是玫瑰香系香料。,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。,柠檬醛：,反式为,-,柠檬醛（香叶醛，,geranial,）,顺式为,-,柠檬醛（橙花醛）,通常是混合物，以反式柠檬醛为主。柠檬醛在柠檬草油和香茅油的含量较高。柠檬醛具有柠檬香气，广泛应用于香料和食品工业。,2,、,环状单萜,二分子异戊二烯头尾相连成环状。,薄荷中含有薄荷醇,9,薄荷,薄荷醇,：,是薄荷和欧薄荷等挥发油中的主要组成成分。其左旋体称,“,薄荷脑,”,，为白色块状或针状结晶。对皮肤和粘膜有清凉和弱的麻醉作用，用于镇痛和止痒，亦有防腐和杀菌作用。,紫罗兰酮：,存在于千屈菜科指甲花挥发油中，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,（作香料）及,-,紫罗蓝酮（合成维生素的原料）混合物。,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的挥发油，左旋体存在于艾纳香全草和野菊花中，合成品为消旋体。,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：,习称辣薄荷酮，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，可用于神经痛、炎症和跌打损伤的擦剂。,我国的天然樟脑产量占世界第一位。,长沙,樟树,樟脑可作为强心剂，其强心作用是由于其在体内氧化成,-,氧化樟脑,(,-oxocamphor),和对氧化樟脑,(p-oxocamphor),所致。,斑蝥（,mao,）素,：,存在于斑蝥,芫青（,青虫,俗名青娘子,）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-,羟基斑蝥胺用于肝癌，有一定疗效。,芍药苷：,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。,主要分布于东北、华北、陕西及甘肃南部。在朝鲜、日本、蒙古人民共和国和苏联,西伯利亚,地区也有分布，其变种有毛果芍药。,二、环烯醚萜,(iridoids),环烯醚萜为蚁臭二醛的缩醛衍生物。,含环戊烷结构单元,:,编号,:,该类化合物有两种骨架,:,含有取代环戊烷环烯醚萜,(iridoid),环戊烷开裂的裂环环烯醚萜,(secoiridoid),两种基本碳架。,1,、,环烯醚萜苷类,环烯醚萜类成分多以苷的形式存在，,C,1,羟基多与葡萄糖形成苷，且大多为单糖苷；,C,11,有的氧化成羧酸，并可形成酯。,栀子苷是清热泻火中药,山栀子的主成分。,南方各地有野生，生于山坡、路旁，,分布于,江西,、,湖北,、,湖南,、,浙江,、,福建,、,四川,。,京尼平苷：有显著的泻下作用,和利胆作用；,鸡屎藤苷：是鸡屎藤的主成分，其,C4,位羧基与,C6,位羟基形成,-,内酯；,C10,位的甲硫酸酯在鸡屎藤组织损伤时，由于酶解作用产生甲硫醇而产生鸡屎样恶嗅。,广泛分布于秦岭（陕西）,南坡以南各省区及台湾。,2,、,4-,去甲环烯醚萜苷类,梓醇,(catalpol),：,又称梓醇苷，是地黄中降血糖作用的主要有效成分，并有很好的利尿和迟缓性的泻下功能。,因其地下块根为黄白色而得名。,原产于我国,北京,、,天津,、,河南,、,河北,、,辽宁,、,山东,、,浙江,等地均有大量分布。,梓苷,(catalposide),存在于梓实中，药理作用与梓醇相似。,桃叶珊瑚苷,：,是车前草中清湿热、,利尿作用，其苷元及其多聚体有抗菌作用。,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,因常啃路上车辙的无名小草，而幸免此疫。细心的车夫,发现此况，便挣扎着往车道中扯来那种无名小草，生嚼吞食，,结果所患痢疾竟然好了。,龙胆苦苷,:,是龙胆科植物龙胆、当药、獐牙菜等植物中的苦味成分。龙胆、当药等在提取过程中加氨水碱化，龙胆苦苷与氨水反应（水解）生成龙胆碱,(gentianine),。,3,、,裂环环烯醚萜苷,R=H,：当药苷,(sweroside),R=OH,：当药苦苷,(swertamarin),均为当药和獐牙菜中的苦味成分,。,生于草地、山坡。,分布于东北、华北、西北。西伯利亚、,朝鲜、日本也有分布。北京见于海淀区金山、,西山，门头沟区百花山、怀柔县。,当药苦酯苷,(amarogentin),羟基当药苦酯,(amarowerin),在当药中含量较少，但其苦味比当药苦苷强,100,倍以上。,橄榄苦苷,(oleuroprin),10-,羟基女贞苷,.,只存在木樨科植物中，具有,8,9,双键,C7,被氧化成羧基后而结合成酯。,歌曲橄榄树词,:,三毛,（台湾女作者）,不要问我从哪里来,为了梦中橄榄树,三、倍半萜,(sesquiterpenoids),是由,3,个异戊二烯单位构成、含,15,个碳原子的化合物,1,、无环倍半萜,金合欢烯：又称麝子油烯，存在于枇杷叶、生姜、及洋甘菊的挥发油中。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。,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，是橙花油中的主要成分之一。,2,、,环状倍半萜,青蒿素是过氧化物,(,过氧键,-O-O-),倍半萜，,是从中药青蒿,(,也称黄花蒿,),中分离到的抗恶性疟疾的有效成分，在水中及油中均难溶解。,对青蒿素的结构进行了修饰，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。,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。,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，用于男性避孕药，有副作用。,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,的花中提取的化学物质。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的芳环骨架都称为薁类,(azulenoids),化合物。这类化合物多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等生物活性。,愈创木醇,(guaiol),：存在于愈创木木材的挥发油中，属于薁类的还原产物。该化合物在蒸馏、酸处理时，可氧化脱氢而形成薁类。,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,个碳原子的化合物类群。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。,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。,云南省云龙县红豆杉大劫难,1,、,链状二萜,链状二萜类化合物在自然界存在较少，常见的只有广泛存在于叶绿素的植物醇,(phytol),，与叶绿素分子中的卟啉,(,卟啉,),结合成酯的形式存在于植物中，曾作为合成维生素,E,、,K1,的原料。,2,、,环状二萜,维生素,A(,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。,穿心莲内酯,：存在于穿心莲,(,榄核莲，一见喜,),中，具有抗炎作用，用于治疗急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎、感冒发热等。,生于湿热的平原、丘陵地区。主产广东、福建。,现长江南北各地均引种栽培。,银杏内酯是银杏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，而血小板活化因子是引起哮喘等许多疾病的重要因素。北大校园树。,42,中国是银杏的发源地，资源占世界总量的,70%,左右。银杏集食用、药用、材用、绿化美化环境于一体，被誉为“东方的圣者，是中国人文的有生命的纪念塔，堪称为中国的国树。”,银杏内酯的抗肿瘤作用：银杏内酯,A,、,B,、,C,或单独用银杏内酯,B,可以应用于转移癌的治疗。它能提高抗癌化疗剂的效果，减少不良反应，使得耐细胞毒药物的癌细胞对化疗剂更为敏感有效。,R1 R2 R3,银杏内脂,A OH H H,银杏内脂,B OH OH H,银杏内脂,C OH OH OH,银杏内脂,M H OH OH,银杏内脂,J OH H OH,44,雷公藤甲素、雷公藤乙素、雷公藤内酯及,16,羟基雷公藤内酯醇是从雷公藤根中分离出来得抗癌活性物质。雷公藤甲素对乳腺癌和胃癌细胞有一直作用。,R,1,R,2,R,3,雷公藤甲素,H H CH,3,雷公藤乙素,OH H CH,3,雷公藤内酯,H OH CH,3,16,羟基雷公藤内酯醇,H H CH,2,OH,产于浙江、安徽、江西、湖南、广东、广西、,福建、台湾、云南等地。,6.3,萜类化合物的理化性质,一、萜类化合物的物理性质,单萜、倍半萜：油状液体、特殊香气、味极苦。,二萜：固体、味极苦（均可作苦味剂）,特殊：甜菊苷甜味是蔗糖的,300,倍。,旋光度、折光性、是有异构体所致。,二、化学性质,为典型的有机反应：,加成反应、氧化反应、脱氢反应、分子重排反应等。,一、,溶剂提取法,萜苷类，多见环烯醚萜苷,二、碱提酸沉法,倍半萜类内酯化合物,三、吸附法（大孔吸附树脂、活性炭）,萜苷类水溶液,6.4,萜类化合物的提取分离,四、萜类的分离,1,、,结晶法分离,2,、,柱层析分离,常用的吸附剂有硅胶、氧化铝（中性氧化铝）。,提取分离实例：鄂北贝母,Fritillaria ebeiensis,：,系贝母属植物新种，原野生于随州市大洪山一带，民间已作药用，现已栽培成功。除从其鳞茎的总生物碱中分离、鉴定了到六种异甾体生物碱外，后来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。,鄂北贝母,二、结构鉴定实例,从民间抗疟草药黄花蒿中分离出一种抗疟有效成分青蒿素,无色针晶,熔点,156157,o,C,，,D,+66.3,o,分子量为,282.1472,6.5,萜类化合物的检识与结构测定,H-NMR:,0.93(3H,d,J=6Hz,14-CH3),1.06(3H,d,J=6Hz,13-CH3),1.36(3H,s,15-CH3),3.26(1H,m,11-H),5.68(1H,s,5-H).,紫杉醇：,2-H 5.67d,3-H 3.79d,5-H 4.94ddt,6-H(,)2.54ddd,6-H(,)1.88ddd,7-H 4.40ddd,10-H 6.27s,14-H(,)2.35dd,14-H(,)2.28ddd,16-Me 1.14s,17-Me 1.24s,18-Me 1.79d,19-Me 1.68s,6.6,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,(,不留痕迹,),，可随水蒸气蒸馏。,1,、分布和存在：,植物界分布很广，主要存在种子植物和芳香植物中。在我国野生与栽培的芳香植物有,56,科，,136,属，约,300,种。,菊科：菊、蒿、白术；,芸香科：花椒、柠檬、佛手；,伞形科：小茴香、川芎、防风、柴胡；,姜科：姜黄、郁金、姜；,樟科：肉桂、乌药；,木兰科：五味子、八角茴香；,桃金娘科，马兜铃科，马鞭草科，禾本科，败酱科等也含有丰富的挥发油类成分。,2,、,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、抗菌消炎作用。,丁香油：局部麻醉、止痛；,薄荷油：清凉、消炎；,茉莉花油：兴奋作用；,樟脑：驱虫；,冰片：冠心病、驱虫；,精油：美容；,3,、,组成和分类,成分：复杂，一种挥发油中有数十种,数百种成分。（,1,）,萜类化合物,主要是单萜、倍半萜和它们含氧衍生物。,薄荷油含薄荷醇,8%,樟脑油含樟脑,50%,（,2,）芳香族化合物,脂肪族化合物,正庚烷存在松节油中；异戊酸存在于啤酒花中。,其它类化合物,大蒜油：是大蒜中大蒜氨酸经酶水解后产生的物质，,如大蒜辣素,(allicin),等。因含硫有特殊味道，除去硫,可制成保健品。,二、挥发油的性质,1,颜色：多为无色或微带淡黄色，少数有颜色。,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。气味是挥发油品质的标志。,3,形态：挥发油在常温下为透明液体，冷却时结晶析出。称为,“,脑,”,，如薄荷脑、樟脑等。,4,挥发性：挥发油在常温下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。,5.,稳定性：见光或空气氧化变质，保存在棕色瓶中。,6,.,折光率：强（可作为鉴定）。,7.,旋光性：有,三、挥发油的提取,1,、,水蒸气馏法（常用）,挥发油与水不相混合，当受热后，二者蒸气压的总和与大气压相等时，溶液即开始沸腾，继续加热则挥发油可随水蒸气蒸馏出来。因此，天然药物中挥发油成分可采用水蒸气蒸馏法来提取。,方法：将原料粗粉在蒸馏器中加水浸泡后，加热蒸馏，收集蒸馏液，冷却后分层，即得。,2,、溶剂萃取法,挥发油极性小，用极性小的溶剂萃取（石油醚、二硫化碳、四氯化碳、苯等）,3,、超临界流体萃取法,二氧化碳超临界流体，技术先进，投资大。,四、挥发油成分的分离,1,、,冷冻处理,降温,-,结晶,-,得“脑”,例如：薄荷油冷至,-10,，,12,小时析出第一批粗脑，油再在,-20,冷冻,24,小时可析出第二批粗脑，粗脑加热熔融，在,0,冷冻即可得较纯薄荷脑。,2,、分馏法,35-70,单萜烯类化合物,70-100,单萜的含氧化合物,100,倍半萜烯及含氧化合物,化学法系统分离挥发油,P271,五、挥发油成分的鉴定,1,、物理常数的测定,相对密度,比旋度,折光率（是鉴定挥发油首选指标）,凝固点,2,、化学常数,（,1,）酸值：以中和,1,克挥发油中含有游离的羧酸和酚类所需要氢氧化钾毫克数来表示。,（,2,）酯值：以水解,1g,挥发油所需氢氧化钾毫克数来表示。,（,3,）皂化值：以皂化,1g,挥发油所需氢氧化钾毫克数来表示。事实上，皂化值等于酸值和酯值之和。,3,、,H-NMR,鉴定,化学位移,(1)1.19(3H,t,J=7.0),(2)2.85(2H,q,J=7.0),(3)5.90(2H,s),(4)6.35(1H,s),(5)6.99(1H,s),(6)13(1H,s),4,和,5,的区别：,-OH,屏蔽大于,C=O,作业：,1,、穿心莲内酯是何类萜（结构式）？,穿心莲胶囊的药效？,2,、冰片、冰毒的化学成分及药效？,3,、樟脑结构式，指出是何类萜？,