6萜类性质

萜类和挥发油Terpenoidsandvolatileoils第一节概述一、萜的含义和分类1、定义：由异戊二烯单位组成、分子式符合(C5H8)n通式的衍生物统称为萜类。2、分类：依据分子结构中异戊二烯单位的数目多少分为单萜、倍半萜、二萜、三萜与四萜等等。卓酚酮类1、变形单萜2、有芳香性（非苯型）、具酚的通性，显酸性其酸性介于酚类与羧酸之间。即：酚卓酚酮羧酸3、分子中的酚羟基易于甲基化，难于酰化4、羰基类似于羧酸中羰基的性质；5、能与多种金属离子形成络合物。OOHα-崖柏素（抗菌，有毒）芍药苷（paeoniflorin）是从芍药paeoniaalbiflora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。近年报道芍药苷有防治老年痴呆及调节免疫等活性。OOHOHOCH2OHHOHOOHOCOOH2C芍药苷PaeoniflorinOOHα－扁柏素α－thujaplicin二、萜类的结构类型及代表性化合物调节免疫，治疗类风湿性关节炎镇痉、镇痛、通经，妇科良药二、萜类的结构类型及代表性化合物（2）环状倍半萜青蒿素（qinghaosu,artemisinin）：倍半萜过氧化物，原植物为青蒿（黄花蒿ArtemisiaannuaL.），抗恶性疟疾有效成分。对它的结构进行了修饰，得到抗疟效价高、速效、低毒的双氢青蒿素(dihydroqinghaosu),及脂溶性的蒿甲醚（artemether），水溶性的青蒿琥珀酸单酯（artesunate），用于临床。OOOOOHHHHHOOOOHOHHHHHHOOOOH3COHHHHHHOOOOHOOCH2CH2COCOHHHHHH（三）奥类衍生物1、概念：由五元环与七元环骈合而成的芳环骨架都称为奥类化合物。2、溶解性：①不溶于水，溶于强酸（H2SO4或H3PO4）②可溶于石油醚、乙醚、乙醇等有机溶剂。3、沸点高（250~300℃）4、结构特点：属于非苯芳香烃OHSSe3、二萜二萜类（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。二萜广泛分布于植物界，植物分泌的乳汁、树脂等均以二萜类衍生物为主，尤以松柏科植物最为普遍。许多二萜的含氧衍生物具有多方面的生物活性，如紫杉醇、穿心莲内酯、关附甲素、雷公藤内酯、甜菊苷等都具有较强的生物活性。除植物外，菌类代谢产物中也发现有二萜，从海洋生物中也有为数较多的二萜衍生物。二、萜类的结构类型及代表性化合物（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（porphyrin）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。CH2OH植物醇Phytol二、萜类的结构类型及代表性化合物（2）环状二萜维生素A(vitaminA)是一种重要的脂溶性维生素，主要存在于动物肝中，特别是鱼肝中含量较丰富，如鲨鱼和鳕鱼的肝油中富含维生素A。维生素A与眼睛的视网膜内的蛋白质结合，形成光敏感色素，是保持正常夜间视力的必需物质，而且维生素A也是哺乳动物生长必不可缺少的物质。CH2OH维生素AVitaminA二、萜类的结构类型及代表性化合物关附甲素是中药关白附中的具抗心律失常的活性成分，已进入国家I类新药研制的III期临床研究。二、萜类的结构类型及代表性化合物CH2OHHOHOOOOOOHOAcOHHOBzOAcOPhOHNHBzO12347910132'3'紫杉醇穿心莲内酯AndrographolideTaxol甲素关附Guan-fubaseANOAcOHHOAcOAcO关附甲素OOCH2OHHOHHOOOCH2OCOCH2CH2COOHHOOCH2CH2COCOHOOO,Pysalt(1xK)KHCO3Na2SO3+H2SO4OOCH2OHHOHSO3Na+Na2SO4穿心莲内酯为穿心莲Andrographispaniculata中抗菌消炎活性成分，用于治疗急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎等，与亚硫酸钠在酸性条件下可制成穿心莲内酯磺酸钠，制备水溶性注射剂。Standardizedextracts:24-26%flavonoidglycosides8-10%terpenelactonesGinkgobilobaFlavonoidscontained:mono-,di-,andtriglycosidesofkaemperolandquercetintogetherwithsomebiflavonoidsandproanthocyanidinsMarketedfor:cerebralvasculardisease脑血管疾病seniledementia老年痴呆银杏叶提取物银杏内酯OOOOOHR3R2R1OHHOO银杏内酯AOHHH银杏内酯BOHOHH银杏内酯COHOHOH银杏内酯MHOHOH银杏内酯JOHHOHR1R2R3•紫杉醇是红豆杉Taxusspp中活性成分，新型天然抗肿瘤药物，对于卵巢癌、乳腺癌和肺癌疗效好。（3）二倍半萜二倍半萜类化合物（sesterterpenoids）是由5个异戊二烯单位构成、含25个碳原子。1965年发现第一个二倍半萜。这类化合物在生源上是由焦磷酸香叶基金合欢酯（geranylfarnesylpyrophosphate,GFPP）衍生而成，多为结构复杂的多环性化合物。与其它各萜类化合物相比，数量少，分布在洋齿植物，植物病原菌，海洋生物海绵、地衣及昆虫分泌物中。呋喃海绵素-3是从海绵动物中得到的含呋喃环的链状二倍半萜。OCOOCH3COOH14681012141618202122232425呋喃海绵素－3Furanospongin-3二、萜类的结构类型及代表性化合物1、形态单萜和倍半萜类多为具有特殊香气的油状液体，在常温下可以挥发，或为低熔点的固体。可利用此沸点的规律性，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。2、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，如具有对映-贝壳杉烷骨架（ent-kaurane）的二萜多糖苷—甜菊苷的甜味是蔗糖的300倍。3、旋光性大多数萜类具有不对称碳原子，具有光学活性。4、溶解度萜类化合物亲脂性强，随着含氧官能团的增加或成苷的萜类，则水溶性增加。萜类的苷有一定的亲水性。三、萜类化合物的理化性质1、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，其产物往往是结晶性的。如含羰基的萜类化合物可与亚硫酸氢钠发生加成反应，生成结晶形成物，复加酸或加碱使其分解，生成原来的反应产物。2、氧化反应不同的氧化剂在不同的条件下，可以将萜类成分中各种基团氧化，生成各种不同的氧化产物。常用的氧化剂有臭氧、三氧化铬等，亦可用于萜类化合物的醛酮合成。3、脱氢反应脱氢反应在研究萜类化学结构中是一种很有价值的反应，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。四、萜类化合物的化学性质萜的苷亲水较强，苷元脂溶性较强。1、溶剂提取法2、碱提取酸沉淀法3、活性炭吸附法4、大孔树脂吸附法五、萜类化合物的提取分离一、概述挥发油又称精油，是一类具有芳香气味的油状液体的总称.（一）分布与存在1、主要存在于种子植物中（尤其是芳香植物）2、存在于植物的腺毛、油室、油管、分泌细胞或树脂道中。第六节挥发油3、在不同植物中的存在部位各不相同4、同一植物不同药用部位，所含挥发油的组成成分也不同5、同一植物相同药用部位，在不同采集时间采集挥发油，其组成成分也不同。6、植物中挥发油的含量一般在1%以下，少数可达20%（二）生物活性与应用1、挥发油多有祛痰、止咳、平喘、解热、镇痛、抗菌消炎作用2、挥发油在香料工业中应用极为广泛①芳香“浸膏”——以香花为原料，用低沸点溶剂浸提、浓缩的制品；②芳香“净油”——将“浸膏”用乙醇处理，回收乙醇后的浓缩物③“香膏”——芳香植物原料，以乙醇提取、浓缩的产品④“香脂”——鲜花如桂花、茉莉花的浸提一般不用乙醇，多采用石油醚、苯冷浸制备，如果是用脂肪吸收法制得的即为“香脂”。⑤“头香”——使用冷冻法或多孔聚合树脂吸附法所得到的鲜花芳香成分。（三）组成和分类1、萜类化合物①主要是单萜、倍半萜和它们的含氧衍生物，不含氧的单萜烯和倍半萜烯在挥发油中含量较高，但没有显著的香气。②含氧衍生物虽含量不多，但生物活性较强，香气浓郁，代表挥发油的特有香气成分，是挥发油中有价值的部分。2、芳香族化合物①含量仅次于萜类化合物；②具有C6-C3骨架结构，分为两类：一类是萜源衍生物；另一类是苯丙烷类衍生物.CH=CH-CH=OCH=CH-CH3OMeCH2-CH=CH2OMeOH桂皮醛茴香醚丁香酚3、脂肪族化合物CH3-C-(CH2)8-CH3OCH3-(CH2)7-CH2-OH4、其他类化合物NNCH3NNHNNCH3CH3CH3CH3菸碱川芎嗪毒藜碱CH2=CH-CH2-N=C=SCH=OCH2=CH-CH2-S-S-CH2-CH=CH2O芥子油挥发杏仁油大蒜油二、挥发油的性质（一）性状1、颜色：常温下大多数无色或微带黄色2、气味：大多数具有特殊而浓烈的香气3、形态：常温下为透明液体4、挥发性：常温下可自行挥发而不留持久性的油斑（二）溶解性1、挥发油难溶于水，易溶于有机溶剂2、挥发油在高浓度乙醇中全部溶解，在低浓度乙醇中只能溶解一定数量。（三）物理常数1、沸点在70～300℃；2、多数比水轻（d=0.85～1.06）3、几乎都有旋光性（+97～177°）等。（四）稳定性1、挥发油与空气及光线接触，常会逐渐氧化变质（颜色变深、比重加大、原有香味失去、形成树脂状物质等）；2、变质后的挥发油不能随水蒸气蒸馏了。◆挥发油应贮存在棕色瓶内，且密闭置于阴凉低温处。三、挥发油的提取（一）水蒸气蒸馏法（二）浸取法1、油脂吸收法2、溶剂萃取法3、超临界流体萃取法（三）冷压法：新鲜原料中挥发油的提取超临界CO2提取•超临界流体是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态，这种物质只能在其温度和压力超过临界点时才能存在。•萃取温度低，CO2的临界温度为31.265℃，临界压力为72.9atm，可以有效地防止热敏性成分的氧化，逸散和反应.•超临界CO2可以将物质溶解出来，形成超临界CO2负载相，然后降低压力或升高温度，超临界CO2的溶解度降低，这些物质就沉淀出来与CO2分离，从而达到提取分离的目的。四、挥发油成分的分离（一）冷冻处理例如：薄荷油→-10℃下放置12小时→第一批粗“脑”→继续降温至-20℃（24小时）→第二批粗“脑”→粗“脑”加热熔融→-0℃下放置得纯薄荷脑。（二）减压分馏法1、35～70℃/10mmHg柱——蒸馏出单萜类化合物；2、70～100℃/10mmHg柱——蒸馏出单萜类的含氧化合物；3、100℃/10mmHg柱——蒸馏出倍半萜及其含氧化合物。挥发油乙醚溶液2%HCl乙醚层碱性成分乙醚层碱水层酸化后乙醚萃取乙醚层乙醚层酸水层碱化后乙醚萃取回收乙醚水洗后5%NaHCO3回收乙醚强酸性成分（三）化学方法1、利用酸、碱性不同进行分离2、利用官能团特性进行分离（1）醇和非醇类的分离R-OHCCOOOCOOHCOO-RCOONaCOONaR-OH++吡啶皂化萜醇（1）羰基化合物的分离Girard试剂：带季铵基团酰肼NONHNH2+NONHNH2+R'RO+NONH+R'RNH+,H2O挥发油混合物不溶物酸水处理后乙醚萃取乙醚层非羰基物醛酮等羰基化合物成分Girard试剂回流，加入乙醚乙醚层回收乙醚（四）色谱分离法1、常用吸附剂：硅胶与氧化铝2、洗脱剂：依次使用石油醚、己烷、乙酸乙酯等或混合溶剂3、硝酸银柱色谱3、硝酸银柱色谱•双键越多吸附越强•末端双键吸附大于一般双键•顺式吸附大于反式•环外双键大于环内双键OMeOMeOMeCCHHCH3OMeOMeOMeCCHHCH3OMeOMeOMeCH2-CHCH2β-细辛醚α-细辛醚欧细辛醚用2-2.5%AgNO3处理的硅胶柱分离，苯-乙醚（5：1）洗脱洗脱先后顺序：α-细辛醚，β