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学习目标：通过学习萜类化合物的结构类型、理化性质、实例分析和挥发油的概念、化学组成、主要性质、提取、分离、鉴定的基本操作技术，为学生学习天然药物学、药剂学等课程和从事药物调剂、药学服务等相关工作等奠定基础。第一节萜类概述结构类型理化性质一、概述★(一)萜的含义: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。萜类化合物多数具有双键、共轭双键、甲基、偕二甲基等。许多是含氧衍生物，如醇、酮、醛、酸、酯及苷，其次还有含氮的衍生物，少量含硫的衍生物。异戊二烯★OHOHOH甲戊二羟酸O(二)萜类化合物的分类:类别碳原子数（Ｃ５Ｈ８）n存在形式半萜51植物叶单萜102挥发油、环烯醚萜倍半萜153挥发油二萜204树脂、苦味素、叶绿素二倍半萜255海绵、植物病菌、昆虫代谢物三萜306皂苷、树脂、植物乳汁四萜408植物胡萝卜素多萜408橡胶、硬橡胶二、结构类型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。(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（多具有较强的香气和生物活性)，是医药、食品及化妆品工业的重要原料。一般按其结构中的碳环数目分类，可分为无环、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.链状单萜常见的三种类型月桂烷型薰衣草烷型艾蒿烷型★代表化合物有柠檬醛和香叶醇。柠檬醛存在于植物的挥发油中，其中在柠檬草油、川桂叶油和樟叶油中含量较高，多在70％以上。有一对顺反异构体，反式的称为α型，顺式的称为β型。它们通常混合共存，但以反式柠檬醛为主。α型柠檬醛β型柠檬醛HCHOHCHO★香叶醇也叫牻(máng)牛儿醇，玫瑰油、香叶天竺葵油中均含有此成分，与香橙醇互为几何异构体.都是香料工业中不可缺少的原料．牻牛儿醇香橙醇HCH2OHCH2OHH2.单环单萜常见的化合物有：柠檬烯★薄荷酮辣薄荷酮桉油精OOOOH薄荷中含有★薄荷醇。具有镇痛、止痒、防腐、抗菌作用。薄荷的花3.双环单萜芍药苷是芍药根中的蒎烷单萜苦味苷，在芍药中还有白芍药苷、新芍药苷、苯甲酰芍药苷等结构类似的苷，多具有镇静、镇痛、抗炎活性。近年来还有报道称芍药苷具有防治老年痴呆的生物活性。★芍药苷OOHOOOCOglc牡丹芍药★龙脑即中药冰片，又称“樟醇”，是樟脑的还原产物。龙脑是白色片状结晶，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，临床上普遍应用的治疗冠心病、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。d-龙脑l-龙脑★OHOH★樟脑是最重要的萜酮之一，我国产的天然樟脑产量占世界第一位。樟脑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，可用于神经痛、炎症及跌打损伤。樟脑★O樟树斑蝥OONOOH斑蝥素OOOO斑蝥素,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。4.★环烯醚萜类它是一类特殊的单萜，多与糖结合形成苷。环烯醚萜类化合物在中药中分布较广，在玄参科、茜草科、唇形科及龙胆科中较为常见，有多种生理活性（利胆、健胃、降糖、抗菌消炎等），目前发现的已达900余种。14325967810★OOHOOH1234567891011OCOOHOHOOHOOH脱羧氧化氧化环合开环810761159OOHO81076115944-去甲环烯醚萜裂环环烯醚萜裂环内酯环烯醚萜环烯醚萜醇环烯醚萜类化合物的形成过程：环烯醚萜类化合物根据其环戊烷环是否裂环，可分为两大类：①环烯醚萜苷类其苷元结构特点为C1多连羟基，并多成苷，且多为β-D-葡萄糖苷，常有双键存在，一般为△3（4），C5、C6、C7有时连羟基，C8多连甲基或羟甲基或羟基，C7-8有时具环氧醚结构。14325967810★OOH栀子苷存在于栀子中，栀子苷为主要成分，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。★栀子苷OCOOCH3OglcHOH2C★梓醇是地黄降血糖的有效成分，并有较好的利尿及迟缓性泻下作用。梓醇苷OOHOglcHHOHOH2C②裂环环烯醚萜苷其苷元结构特点为C7-C8处断键成裂环状态。裂环环烯醚萜苷在龙胆科、睡菜科、忍冬科、木犀科等植物中分布较广，在龙胆科的龙胆属及獐牙菜属分布更为普遍。★龙胆苦苷龙胆碱ONOOOOOglcNH3龙胆苦苷在龙胆、当药及獐牙菜（青叶胆）等植物中均有存在，是龙胆的主要有效成分和苦味成分，味极苦，将其稀释至1:12000的水溶液，仍有显著苦味。龙胆苦苷在氨的作用下可转化成龙胆碱。白色结晶、具有旋光性（C1.5.9）、味苦苷类易溶于水、甲醇，难溶于氯仿等易水解，易聚合（发生颜色变化，可供苷的鉴别）。游离环烯醚萜遇酸、碱、羰基化合物、氨基酸等都会变色，与皮肤接触会变蓝冰醋酸中，加入酮离子，变蓝★环烯醚萜的理化性质：如：桃叶珊瑚苷、梓苷等水解聚合产生棕黑色树脂状聚合物沉淀；中药玄参、地黄等炮制加工变黑均是这类成分引起的。(二)倍半萜：倍半萜类的基本碳架由15个碳原子构成，即3个异戊二烯单位，大多与单萜类共存于植物挥发油内，是挥发油高沸程（250℃—280℃）的主要组分，也有低沸点的固体。倍半萜的含氧衍生物多有较强的香气和生物活性，倍半萜活性一般强于单萜，是医药、食品、化妆品工业的重要原料。倍半萜类化合物多按其结构中的碳环数目分类，可分为无环（开链）、单环、双环、三环及四环等结构种类。1.开链倍半萜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。H3CCH3HO橙花醇CH2OHCH3★金合欢醇OOHHCH3H3COOOCH3H青蒿素2.单环倍半萜★青蒿素:倍半萜内酯过氧化物，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。后制成二氢青蒿素（油溶性）、蒿甲醚（油溶性）、青蒿琥酯钠（水溶性）等衍生物用于临床。OHOHOO鹰爪甲素鹰爪甲素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HOHOHOOHOHCHOCH3H3CCHOOH3.双环倍半萜棉酚主要存在于棉籽中，为有毒的黄色液体，具有杀精子的作用，抗菌、抗病毒，抗生育作用。但副作用大而未应用于临床。由五元环与七元环骈合而成的芳烃衍生物多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等活性4.★薁类化合物（特殊的双环倍半萜）35678124愈创木薁★分子具有高度的共轭体系；可与苦味酸或三硝基苯试剂作用形成敏锐熔点的π-络合物，可供鉴别；在挥发油分级蒸馏时，高沸点馏分中蓝色、紫色或绿色的馏分；不溶于水，可溶于醚类等有机溶剂和强酸，加水稀释又可析出，故可用60%-65%硫酸或磷酸提取。★理化性质：★莪术醇存在于莪术根茎的挥发油内，具有抗肿瘤活性。莪术醇OOH挥发油中薁类鉴别反应：★Sabety反应：挥发油1滴溶于1ml氯仿中再加入5%Br2的氯仿溶液蓝紫色或绿色(三)二萜类基本碳架20个碳原子4个异戊二烯单位二萜无环（开链）单环双环三环四环五环在无环的双萜烯中叶绿醇是最重要的组分，它是非常丰富的叶绿素分子的一部分。1.直链二萜:植物醇,与叶绿素分子中的卟(bù)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。★植物醇CH2OH动物生长所必须的，人体缺乏它，会导致夜盲症。食物中含胡萝卜素，可以在体内分解为维生素A，胡萝卜素是维生素A的前体。2.环状二萜：★维生素A维生素A1CH2OH★银杏内酯是银杏叶及根皮的苦味成分，是治疗心脑血管疾病的主要有效成分。OOOOR1R2R3OOOHOHH银杏叶银杏果（白果）★穿心莲内酯系中抗炎主成分，临床已用于治疗急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎、感冒发热等。穿心莲内酯OOOHOHCH2OHH穿心莲★紫杉醇(taxol)又称红豆杉醇，最早从太平洋红豆杉Taxusbrevifolia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。10974321HOCOCH3OOCOCCCOOHHHNHCOOCH3COOOHOHOHH紫杉醇红豆杉（紫杉）★甜菊苷是菊科植物甜叶菊叶中所含的四环二萜甜味苷，尚有甜菊苷A、D、E等多种甜味苷，甜菊苷A甜味较强，但含量较少。总甜菊苷含量约6％，其甜度均为蔗糖的300倍。甜叶菊我国已大面积栽培，甜菊苷在医药、食品工业广泛应用。甜菊苷COOHHOR1R2(四)三萜类多为五元环，代表性的三萜类为角鲨烯，它被认为是许多三萜烯（如乌散烷、齐墩果烷、羽扇烷）的先质。角鲨烯有微弱香气，在生物体内可转化为胆固醇。角鲨烯(四)四萜类多指胡萝卜烃类化合物，主要是或萝卜的黄红色素，一般为链状，为脂溶性色素。β-胡萝卜素β-胡萝卜素在动物和人体内酶的催化下能氧化成维生素A1，因此是一种前维生素。三.理化性质(一)物理性质1.性状:（1）形态★：单萜和倍半萜类多为具有特殊香气的油状液体，易挥发，并随着分子量、双键的增加、功能基的增多，挥发性下降，溶沸点增高。二萜、二倍半萜均为结晶性固体。（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，且多有异构体存在。2.溶解性:萜类化合物难溶于水，溶于甲醇、乙醇、易溶解于乙醚,氯仿,乙酸乙酯等亲脂性有机溶剂。苷类化合物水溶性增强。萜类对光、热、酸、碱较敏感，常时间接触，会引起其氧化、重排及聚合而导致结构变化。在提取分离或氧化铝柱层析分离时，应慎重考虑。（二）萜类化合物的化学性质★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。这不但可供识别萜类化合物分子中不饱和键的存在和不饱和的程度，还可借助加成产物完好的晶型，用于萜类的分离与纯化。柠檬烯二氢氯化物ClCl冰醋酸+2HCl柠檬烯（1）双键加成反应1)与卤化氢加成反应：柠檬烯与氯化氢在冰醋酸中进行加成反应，反应完毕加入冰水即析出柠檬烯二氢氯化物的结晶固体。BrBr+Br22)与溴加成反应：萜类成分的双键在冰醋酸或乙醚与乙醇的混合溶液中，在冰冷却下，滤取析出的结晶性加成物。3)与亚硝酰氯(Tilden试剂)反应：+HCl+NNOONORClNOClNOClNOHN亚硝酸异戊酯亚硝酰氯氯化亚硝基衍生物亚硝基胺类顺丁烯二酸酐+CCCCOOCOCCHCHHCHCCOCOOCCCC4)Diels-Alder（狄尔斯-阿尔特）加成反应：带有共轭双键的萜类化合物能与顺丁烯二酸酐产生Diels-Alder加成反应，生成结晶形加成产物，可借以证明共轭双键的存在。（2）羰基加成反应1)与亚硫酸氢钠加成：含羰基的萜类化合物可与亚硫酸氢钠发生加成反应，生成结晶形加成物，加酸或加碱又可使其分解。此性质可用于分离。含双键和羰基的萜类化合物若反应时间过长或温度过高，可使双键发生加成，并形成不可逆的双键加成物。(不可逆加成物，结构未完全定）-或+HOH-NaHSO3NaHSO3+OH（两个双键加成物，不可逆）或过量的NaHSO3长时间接触+NaHSO3+HSO3NaCHO+-+-SO3NaCHO++--SO3NaSO3NaCHO-+OHSO3NaCHCHO柠檬醛吉拉德试剂T吉拉德试剂PCH3CH2CONH2NHCH3CH3N++NNHNH2COCH22)与吉拉德试剂加成：吉拉德(Girard)试剂是一类带有季铵基团的酰肼，常用的GirardT和GirardP,它们的结构式为：-X+RCR'NNHCOCH2N-X+RCOR'+H2NCH2CONHN3-XNCH2CONHR'CRCH3NCH3CH+3-X++H2NCH2CONHCH3NCH3CHRCOR'★2、氧化反应不同的氧化剂在不同的条件下，可以将