天然药物化学第六章-萜类和挥发油-PPT课件.ppt

1、1 第六章第六章 萜类和挥发油萜类和挥发油 Terpenoids and volatile oils2 第一节第一节 概概 述述一、萜类的含义和分类一、萜类的含义和分类 1、萜类的含义、萜类的含义凡是由甲戊二羟酸（凡是由甲戊二羟酸（MevalonicMevalonic acid, MVA acid, MVA）衍生、）衍生、且分子式符合（且分子式符合（C C5 5H H8 8）n n通式的衍生物均称为萜类化通式的衍生物均称为萜类化合物。合物。CH2CHCCH2CH3异异 戊戊 二二 烯烯甲甲 戊戊 二二 羟羟 酸酸3 （1 1）化学结构）化学结构大多具大多具有异戊二烯结构片断有异戊二烯结构片断，

2、其骨架，其骨架 以以5 5个碳为基本单位。个碳为基本单位。（2 2）绝大多数萜类化合物为）绝大多数萜类化合物为含氧衍生物含氧衍生物。 （3 3）有的萜类化合物）有的萜类化合物以苷的形式存在以苷的形式存在，如，如环烯醚萜环烯醚萜 苷类成分苷类成分；有的萜类化合物分子中含有氮原；有的萜类化合物分子中含有氮原 子，称为萜类生物碱，如子，称为萜类生物碱，如乌头碱乌头碱。2 2、特点、特点4 3、分类、分类（1 1）按照）按照异戊二烯的数目异戊二烯的数目进行分类进行分类分类分类碳原子数碳原子数通式通式(C(C5 5H H8 8)n)n存在存在半萜半萜5 5n=1n=1 植物叶植物叶单萜单萜1010n=2

3、n=2 挥发油挥发油倍半萜倍半萜1515n=3n=3 挥发油挥发油二萜二萜2020n=4n=4树脂、苦味质树脂、苦味质二倍半萜二倍半萜2525n=5n=5海绵、细菌海绵、细菌三萜三萜3030n=6n=6皂苷皂苷、树脂、树脂四萜四萜4040n=8n=8色素色素多聚萜多聚萜10103 3-10-105 5 (C(C5 5H H8 8)n)n橡胶橡胶5 （2 2）同时根据各萜类分子结构中）同时根据各萜类分子结构中碳碳环的有无和数目环的有无和数目的多少的多少，进一步分为，进一步分为: :不含环：链状萜不含环：链状萜含一个环：单环萜含一个环：单环萜含二个环：双环萜含二个环：双环萜含三个环：三环萜含三个环

4、：三环萜含四个环：四环萜含四个环：四环萜含环含环 是各类天然物质中最多的一类成分。是各类天然物质中最多的一类成分。据不据不完全统计萜类化合物超过了完全统计萜类化合物超过了2200022000多种。多种。4、分布、分布 萜类化合物具有广泛的生物活性。如：萜类化合物具有广泛的生物活性。如： 抗炎、抗菌：抗炎、抗菌：穿心莲内酯（二萜）穿心莲内酯（二萜） 抗恶性疟疾：抗恶性疟疾：青蒿素（倍半萜），青蒿素（倍半萜）， 抗癌抗癌（乳腺癌、肺癌）：紫杉醇（二萜），（乳腺癌、肺癌）：紫杉醇（二萜）， 提高机体免疫力提高机体免疫力：人参皂苷（三萜），人参皂苷（三萜）， 抑制血小板凝集、扩张冠脉、增强免疫功能抑制

5、血小板凝集、扩张冠脉、增强免疫功能：如芍药苷：如芍药苷 促进肝细胞再生活性促进肝细胞再生活性：如齐墩果酸：如齐墩果酸 降血脂、降血清总胆固醇活性降血脂、降血清总胆固醇活性：如泽泻萜醇：如泽泻萜醇A(alisolA(alisol A) A)。 抗菌消炎活性抗菌消炎活性：如雪胆甲素：如雪胆甲素(cucubitacin IIa(cucubitacin IIa) )、雪胆乙素、雪胆乙素(cucubitacin(cucubitacin，IIbIIb) )。5、生物活性、生物活性7 二、萜类的生源学说二、萜类的生源学说萜类化合物的生源主要有如下两种观点：萜类化合物的生源主要有如下两种观点： v经验的异戊二

6、烯法则经验的异戊二烯法则 v生源的异戊二烯法则生源的异戊二烯法则 （一）经验的异戊二烯法则：（一）经验的异戊二烯法则： 18871887年年WallachWallach提出：提出：自然界存在的萜类化合物自然界存在的萜类化合物是由异戊二烯衍生而成的首尾相连的聚合体及其衍是由异戊二烯衍生而成的首尾相连的聚合体及其衍生物。生物。并以是否符合异戊二烯法则作为判断是否为并以是否符合异戊二烯法则作为判断是否为萜类化合物的一个重要原则。萜类化合物的一个重要原则。 8 H2CCHH3CCH2CH2CHH2CCH3CH2CHCH2CCH3CH2H3CCCHH2C280oC加热异戊二烯 (isoprene)二戊烯

7、 (dipentene)局限性：局限性：1 1、天然界中、天然界中不存在游离的异戊二烯不存在游离的异戊二烯。 2 2、某些萜类化合物的碳架不符合异戊二烯基本单元某些萜类化合物的碳架不符合异戊二烯基本单元，如：苍耳，如：苍耳醇醇(xanthanol(xanthanol) )、扁柏酚、扁柏酚(hinokitiol(hinokitiol) )、土青木香酮、土青木香酮 (aristolone(aristolone) )、艾里木芬酮、艾里木芬酮 (eremophilone(eremophilone) )，等等。，等等。OOOH艾里木酚酮土青木香酮 扁柏酚O（二）生源的异戊二烯法则：（二）生源的异戊二烯法

8、则： 德国学者德国学者RuzickaRuzicka于于19381938年提出了生源异戊二烯法则年提出了生源异戊二烯法则: :萜类化合物是由甲戊二羟酸（萜类化合物是由甲戊二羟酸（MVAMVA）衍生途径衍生而来。）衍生途径衍生而来。甲戊二羟酸甲戊二羟酸酶酶脱水脱水焦磷酸异戊烯酯焦磷酸异戊烯酯(IPP)(IPP)酶酶衍生衍生萜类化合物萜类化合物 少数萜类结构不符合异戊二烯法则，是因为在少数萜类结构不符合异戊二烯法则，是因为在转转变过程中产生异构化或发生降解反应变过程中产生异构化或发生降解反应的结果。的结果。 11 SCoAOOSCoAHOOCOHH3CSCoAOCH2OHHOOCOHH3CCH2OP

9、HOOCOHH3CCH2OPPHOOCOHH3C乙酰乙酰辅酶A乙酰辅酶AHMG-CoAIPPMVAATPOPPOPPHH abH+IPPisomeraseOPPHDMAPPbPPO 焦磷酸金合欢酯(farnesyl pyrophosphate, FPP) GPP IPPOPPOPPprenyl transferaseOPPHHIPPDMAPPOPPH 12 萜类化合物的生物合成途径萜类化合物的生物合成途径 DMAPPIPP (C5)( C5 ) 焦磷酸香叶酯(geranyl pyrophosphate, GPP) 焦磷酸金合欢酯 (farnesyl-PP, FPP)IPP 焦磷酸香叶基香叶酯(

10、geranylgeranyl-PP, GGPP)IPP 焦磷酸香叶基金合欢酯(geranylfranesyl-PP, GFPP)( C15 )( C20 )( C25 )IPP ( C10 ) 单 萜(monoterpenoids) 倍 半 萜(sesquiterpenoids) 二 萜 (diterpenoids) 二 倍 半 萜(sesterterpenoids) 角沙烯(squalene)( C30 )x 2 三 萜(triterpenoids)( C30 ) 甾族类(steroids)x 2 类胡萝卜素(caroterpenoids)( C40 )13 第二节第二节 萜类的结构类型及代

11、表性化合物萜类的结构类型及代表性化合物一、单萜一、单萜 (monoterpenoids) v（一）概述（一）概述: 分类分类 单萜类化合物一般是按其结构中的单萜类化合物一般是按其结构中的碳环数碳环数目分类，目分类，如链状单萜、如链状单萜、单环单萜、双环单萜、单环单萜、双环单萜、三环单萜等，其中以单环和双环型两种结构三环单萜等，其中以单环和双环型两种结构类型所包含的单萜化合物最多。构成的碳环类型所包含的单萜化合物最多。构成的碳环多为六元环多为六元环, 也有五元环、四元环、三元环也有五元环、四元环、三元环和七元环。和七元环。14 无环(acyclic) 蒈烷(carane) 蒎烷(pinane)

12、莰烷(camphane) 优香芹烷(eucarvane) 侧柏烷(thujane) 薄荷烷(menthane) 菊花烷(chrysanthemane) 蒿烷(artemisane) 薰衣草烷(lavandulane) 桂花烷(osmane) 环香叶烷(cyclogeraniane)单萜的基本骨架单萜的基本骨架代表化合物：代表化合物：香叶醇（香叶醇（geraniolgeraniol) )CH2OH橙花醇（橙花醇（nerolnerol) )CH2OH香茅醇（香茅醇（citronellolcitronellol) )CH2OH以上三种萜醇都是玫瑰香系香料，是很重要的香料以上三种萜醇都是玫瑰香系香料，

13、是很重要的香料化工原料。化工原料。v（二）链状单萜（二）链状单萜 HHHOHHHHOHHHHOHHHHOHl-薄荷醇异薄荷醇d-新薄荷醇新异薄荷醇薄荷酮O 薄荷醇薄荷醇是薄荷和欧薄荷等挥发油中的主要组成成是薄荷和欧薄荷等挥发油中的主要组成成分。其左旋体习称分。其左旋体习称“薄荷脑薄荷脑”，为白色块状或针状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。镇痛和止痒，亦有防腐和杀菌作用。 v（三）单环单萜（三）单环单萜 龙脑龙脑俗称俗称“冰片冰片”，又称樟醇，为白色片状结晶，又称樟醇，为白色片状结晶，具有发汗、

14、兴奋、镇静和驱虫、抗缺氧功能，用于具有发汗、兴奋、镇静和驱虫、抗缺氧功能，用于治疗冠心病，心绞痛。治疗冠心病，心绞痛。 d-龙脑l-龙脑OHOHv（四）双环单萜（四）双环单萜樟脑樟脑（camphor）：称）：称辣薄荷酮辣薄荷酮，具，具有局部刺激和防腐作用。有局部刺激和防腐作用。樟脑O18 OHOOOHHOOHOHOCH2OHH2CCOO芍药苷芍药苷(paeoniflorin)是是从芍药从芍药paeonia albiflora 根中得到的单萜苦味苷，根中得到的单萜苦味苷，对小鼠显示有对小鼠显示有镇静、镇痛、镇静、镇痛、抗炎抗炎及防治老年性痴呆的及防治老年性痴呆的生物活性。生物活性。 -崖柏素-崖

15、柏素OOHOOHv （五）卓酚酮类（五）卓酚酮类 (troponoides)扁柏素OOH1、卓酚酮类化合物是一类、卓酚酮类化合物是一类变形单萜变形单萜，碳架不符合异，碳架不符合异戊二烯定则，该类化合物具有抗菌活性，但多有毒性。戊二烯定则，该类化合物具有抗菌活性，但多有毒性。2、基本骨架都有一个、基本骨架都有一个七元环和一个异丙基七元环和一个异丙基的结构。的结构。3、较简单的卓酚酮类化合物是一些、较简单的卓酚酮类化合物是一些真菌的代谢产物，真菌的代谢产物，在柏科的心材中也有在柏科的心材中也有。例如：。例如：-崖柏素-崖柏素OOHOOH崖柏素崖柏素4、特性、特性: （1） 显酸性，酸性强弱：酚显酸

16、性，酸性强弱：酚卓酚酮卓酚酮羧酸。羧酸。 （2）分子中的酚）分子中的酚OH易甲基化，但不易酰化。易甲基化，但不易酰化。 （3）分子中的羰基类似于羧酸中羰基的性质，）分子中的羰基类似于羧酸中羰基的性质，但不能和一般羰基试剂反应。但不能和一般羰基试剂反应。 （4）能与多种金属离子形成络合物结晶体，）能与多种金属离子形成络合物结晶体，并显示不同颜色，以资鉴别。并显示不同颜色，以资鉴别。如铜络合物为绿如铜络合物为绿色结晶，铁络合物为赤红色结晶。色结晶，铁络合物为赤红色结晶。 （一）概述（一）概述 1、环烯醚萜是环烯醚萜是含有环戊烷结构单元的环状单萜衍含有环戊烷结构单元的环状单萜衍生物生物，是单萜类化合

17、物中的结构特殊的化合物。是蚁，是单萜类化合物中的结构特殊的化合物。是蚁臭二醛臭二醛 (iridodial(iridodial) )的缩醛衍生物。的缩醛衍生物。 CHOCHO烯醇化烯醇化CHOOHH羟醛缩合羟醛缩合OHOH蚁臭二醛蚁臭二醛环烯醚萜环烯醚萜二、环烯醚萜二、环烯醚萜(iridoids)2 2、分布：、分布：环烯醚萜及其苷类在植物界分别较环烯醚萜及其苷类在植物界分别较广泛广泛，常见于双子叶植物。常见于双子叶植物。 常见科：唇形科、茜草科、龙胆科常见科：唇形科、茜草科、龙胆科 常见中药：地黄、玄参、栀子常见中药：地黄、玄参、栀子据不完全统计：已从植物中分离并鉴定结构的环烯醚据不完全统计：

18、已从植物中分离并鉴定结构的环烯醚萜类化合物超过萜类化合物超过800800种，种，其中大多为苷类。其中大多为苷类。（二）理化性质（二）理化性质1.1.白色结晶或粉末，旋光，味苦白色结晶或粉末，旋光，味苦 2.2.易溶水、甲醇，可溶乙醇、丙酮易溶水、甲醇，可溶乙醇、丙酮3.3.半缩醛结构：半缩醛结构： 易聚合，不易得苷元易聚合，不易得苷元 酸、碱、氨基酸酸、碱、氨基酸变色变色 与皮肤接触与皮肤接触蓝色蓝色 HOH2CHHOC6H11 O5OOHCOOCH3HHOC6H11 O5OCOORHOH2C桅子苷京尼平苷 京尼平苷酸 R= CH3R= H这三种成分是这三种成分是清热泻火清热泻火中药中药山栀子

19、山栀子的主成分。的主成分。 （三）结构分类及重要代表物（三）结构分类及重要代表物1、环烯醚萜苷类、环烯醚萜苷类 环烯醚萜类成分多以苷的形式存在，环烯醚萜类成分多以苷的形式存在，C1羟基多羟基多与葡萄糖形成苷，且大多为单糖苷；与葡萄糖形成苷，且大多为单糖苷；C11有的氧化有的氧化成羧酸，并可形成酯。成羧酸，并可形成酯。OOHOH2CglcOOH梓醇2、4-去甲环烯醚萜苷类去甲环烯醚萜苷类梓醇梓醇 (catalpol) 又又 称梓醇苷，是称梓醇苷，是地黄地黄中中降血糖降血糖作用的主要有效作用的主要有效成分，并有很好的利尿成分，并有很好的利尿和迟发性的缓下功能。和迟发性的缓下功能。 26 OOHOH

20、2CglcOOOHCO梓甙梓苷梓苷 (catalposide)存在于存在于梓实中，药理作用与梓醇梓实中，药理作用与梓醇相似。相似。 HHOHglcHOH2COO桃叶珊瑚甙桃叶珊瑚苷桃叶珊瑚苷(aucubin)是车前草清湿热、利小便是车前草清湿热、利小便的有效成分，其苷元及其多聚体有抗菌作用。的有效成分，其苷元及其多聚体有抗菌作用。 OOC6H11 O5OONOONH4OH5%HCl龙胆苦甙龙胆碱水解3、裂环环烯醚萜苷裂环环烯醚萜苷龙胆苦苷龙胆苦苷(gentiopicroside, gentiopicrin)是龙胆是龙胆科植物龙胆、当药、獐牙菜等植物中的苦味成分。科植物龙胆、当药、獐牙菜等植物中

21、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生成龙胆碱与氨水反应生成龙胆碱(gentianine)。OOC6H11 O5OOR当药苷当药苦苷R= HR= OH 当药苷当药苷(獐牙菜苷，獐牙菜苷，sweroside)、当、当药苦苷药苦苷(獐牙菜苦苷，獐牙菜苦苷，swertamarin)均为当药和獐牙菜中的苦味成分。均为当药和獐牙菜中的苦味成分。 三、倍半萜三、倍半萜(sesquiterpenoids)（一）概述（一）概述 1、是由、是由3 个异戊二烯单位构成、含个异戊二烯单位构成、含15个碳原个碳原子子的化合物类群。的化合物类群。

22、 2、多以、多以挥发油挥发油的形式存在，是挥发油高沸程的形式存在，是挥发油高沸程部分的主要组成分。部分的主要组成分。 3、在植物中多以、在植物中多以醇、酮、内酯或苷的形式存醇、酮、内酯或苷的形式存在。在。多具有较强的香气和生物活性，是医药、食多具有较强的香气和生物活性，是医药、食品、化妆品工业的重要原料。品、化妆品工业的重要原料。30 H3CCH3HOCH3CH3CH2OHCH3CH3-金合欢烯金合欢醇-金合欢烯橙花醇金合欢烯金合欢烯又称麝子油烯，存在于又称麝子油烯，存在于枇杷叶、生姜、及枇杷叶、生姜、及洋甘菊洋甘菊的挥发油中。金合欢烯有的挥发油中。金合欢烯有、两种构型，两种构型，其中其中体存

23、在于体存在于藿香、啤酒花和生姜藿香、啤酒花和生姜挥发油中。挥发油中。 金合欢醇金合欢醇存在于存在于金合欢花油、橙花油、香茅金合欢花油、橙花油、香茅中。中。 橙花醇橙花醇又称苦橙油醇，具有苹果香，是又称苦橙油醇，具有苹果香，是橙花油橙花油中的中的主要成分之一。主要成分之一。 （二）无环倍半萜（二）无环倍半萜31 OOHHCH3H3COOOCH3H 青蒿素（三）环状倍半萜（三）环状倍半萜青蒿素青蒿素(qinghaosu, arteannuin, artemisinin)是过氧是过氧化物倍半萜，是从中药化物倍半萜，是从中药青蒿青蒿(也称也称黄花蒿黄花蒿) 中分离到的中分离到的抗恶性疟疾的有效成分，在

24、水中及油中均难溶解。抗恶性疟疾的有效成分，在水中及油中均难溶解。 32 OOCOCH2CH2COOHHHCH3H3COOOCH3HOOCH3HHCH3H3COOOCH3HOOHHHCH3H3COOOCH3H双氢青蒿素 蒿甲素 青蒿琥珀单酯对青蒿素的结构进行了修饰，合成出具有抗疟效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、低毒等特点的价高、原虫转阴快、速效、低毒等特点的双氢青双氢青蒿素蒿素(dihydroqinghaosu)，再进行甲基化，将它，再进行甲基化，将它制成制成油溶性的蒿甲醚油溶性的蒿甲醚(artemether)及及水溶性的青蒿水溶性的青蒿琥珀酸单酯琥珀酸单酯(

25、artesunate) 用于临床。用于临床。 33 愈创木奥（四）薁类衍生物（四）薁类衍生物 1、凡由、凡由五元环与七元环骈合五元环与七元环骈合而成的芳环而成的芳环骨架都称为薁类化合物。骨架都称为薁类化合物。2、多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等生物活、多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等生物活性。性。3、溶于石油醚、乙醚、乙醇、甲醇、溶于石油醚、乙醚、乙醇、甲醇等有机溶剂等有机溶剂，不溶不溶于水，溶于强酸。于水，溶于强酸。4、可用、可用60 65% H H2 2SO4 or HSO4 or H3 3PO4PO4提取薁类成分。提取薁类成分。5、沸点较高、沸点较高(250300) ，挥发油分馏时，可见美丽挥发油分

26、馏时，可见美丽的蓝、紫或绿色现象，示有薁类化合物存在。的蓝、紫或绿色现象，示有薁类化合物存在。药材药材乙醇乙醇乙醇提取液乙醇提取液酸水液酸水液6060H H2 2SOSO4 4加水稀释加水稀释薁薁类类34 OHSSe200oC愈创木醇 愈创木奥2,4 -二甲基 -7-异丙基奥愈创木醇愈创木醇(guaiol)存在于愈创木木材的挥发油中，存在于愈创木木材的挥发油中，属于属于薁类的还原产物薁类的还原产物。该化合物在蒸馏、酸处理。该化合物在蒸馏、酸处理时，可时，可氧化脱氢而形成薁类氧化脱氢而形成薁类。35 OOOHOHOO COHOOOHOHOO COCH2 Cl泽兰苦内酯泽兰氯内酯OOODCH3gl

27、c大苞雪莲内酯36 四、二萜四、二萜(diterpenoids)1 1、含义：、含义：是由是由4个异戊二烯单位构成、含个异戊二烯单位构成、含20个碳原个碳原子子的化合物类群。它们是由焦磷酸香叶基香叶酯的化合物类群。它们是由焦磷酸香叶基香叶酯 (GGPP)衍生而成。衍生而成。2 2、分布：、分布：植物界（广泛），菌类代谢产物，海洋生植物界（广泛），菌类代谢产物，海洋生物。物。 3 3、存在：、存在：植物乳汁、树脂中。植物乳汁、树脂中。 4 4、化合物举例、化合物举例：紫杉醇、穿心莲内酯、丹参醌、银：紫杉醇、穿心莲内酯、丹参醌、银杏内酯、雷公藤内酯、甜菊苷等。杏内酯、雷公藤内酯、甜菊苷等。（一）概

28、述（一）概述37 植物醇CH2OHv1、链状二萜、链状二萜在自然界存在较少，常见的只有广泛存在于叶绿素在自然界存在较少，常见的只有广泛存在于叶绿素的的植物醇植物醇 (phytol)，与叶绿素分子中的卟啉，与叶绿素分子中的卟啉 (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。的原料。（二）分类及代表化合物（二）分类及代表化合物38 CH2OH维生素Av2、环状二萜、环状二萜维生素维生素A 是一种重要的脂溶性维生素，主要存在于是一种重要的脂溶性维生素，主要存在于动物肝脏中，特别是动物肝脏中，特别是鱼肝中含量较丰富鱼肝中含量较丰富

29、。39 穿心莲内酯穿心莲内酯(andrographolide) ：存在于：存在于穿心莲穿心莲 中，具有抗炎作用，用于治疗急性菌痢、胃肠炎、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。咽喉炎、感冒发热等。HOOOHCH2OHHOOOO无水吡啶Na2SO3 H2SO4+HOOOHCH2OHSO3NaNa2SO4+OOHCH2OCOCH2CH2COOHCH2COOHCH2COOKHCO3单钾盐穿心莲内酯 () () ()40 银杏内酯银杏内酯(ginkgolides)是银杏是银杏Ginkgo biloba 根皮及叶的强苦味根皮及叶的强苦味成分，银杏内酯及银杏双黄酮是银成分，银杏内

30、酯及银杏双黄酮是银杏制剂中杏制剂中治疗心脑血管疾病治疗心脑血管疾病的有效的有效成分成分HR3R2HR1OOOOOOOOH雷公藤甲素雷公藤甲素对对乳腺癌乳腺癌和胃癌细胞和胃癌细胞系集落形系集落形成有抑制作用。成有抑制作用。41 1191812107OOOOOR1OHR2R3H R1 R2 R3 雷公藤甲素雷公藤甲素(triptolide) H H CH3 雷公藤乙素雷公藤乙素 (tripdiolide) OH H CH3 雷公藤内酯雷公藤内酯(triptolidenol) H OH CH3 16-羟基雷公藤内酯醇羟基雷公藤内酯醇 H H CH2OH (16-hydroxytriptolide)4

31、2 10974321HOCOCH3OOCOCCC OOHH HNHCOOCH3COOOHOHOHH紫杉醇紫杉醇(taxol)又称红豆杉醇，最早从太平洋红豆杉又称红豆杉醇，最早从太平洋红豆杉Taxus brevifolia的树皮中分离得到，的树皮中分离得到，1992年底美年底美国国FDA批准上市，临床用于批准上市，临床用于治疗卵巢癌、乳腺癌和治疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌疗效较好。肺癌疗效较好。 HOCOCH3OOCOOROOHOHHHHO巴卡亭巴卡亭 R = Ac 去乙酰基巴卡亭去乙酰基巴卡亭 R = HCH2OHHOHOOOOOOHOAcOHHOBzOAcOPhOHNHBzO12347910132

32、3紫杉醇紫杉醇穿心莲内酯穿心莲内酯AndrographolideAndrographolideTaxolTaxol甲素关附Guan-fu base ANOAcOHHOAcOAcO关附甲素关附甲素：中药：中药关白附关白附中的具中的具抗心律失常抗心律失常 的活性成分，已进入国家的活性成分，已进入国家I I类新类新 药研制的药研制的IIIIII期临床研究。期临床研究。44 甜菊叶中含有由不同糖组成的甜味苷。总甜菊叶中含有由不同糖组成的甜味苷。总甜菊苷甜菊苷含含量约量约6%6%，其甜度约为蔗糖的，其甜度约为蔗糖的300300倍，其中又以甜菊倍，其中又以甜菊苷苷A A甜味最强，但含量较少。甜菊苷甜味最强

33、，但含量较少。甜菊苷(stevioside(stevioside) )因其高甜度、低热量、无毒性等优良特性。因其高甜度、低热量、无毒性等优良特性。COOR1OR2HH甜菊苷 甜菊苷A 甜菊苷D 甜菊苷E R2R12112G lc1213 1113 2 122GlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlc第三节第三节 萜类化合物的理化性质萜类化合物的理化性质一、物理性质一、物理性质 1. 形态：形态：单萜和倍半萜类多为具有特殊香气的油单萜和倍半萜类多为具有特殊香气的油状液体，状液体，在常温下可以挥发，或低熔点的固体。在常温下可以挥发，或低熔点的固体。二

34、萜和二倍半萜多为结晶性固体。二萜和二倍半萜多为结晶性固体。 2 2、味：多具有、味：多具有苦味，苦味，有的味极苦，所以萜类化合有的味极苦，所以萜类化合物又称苦味素。物又称苦味素。但有的萜类化合物具有强的甜味，但有的萜类化合物具有强的甜味，如二萜多糖苷如二萜多糖苷-甜菊苷甜味是蔗糖的甜菊苷甜味是蔗糖的300300倍。倍。 3、旋光和折光性：大多数、旋光和折光性：大多数具有不对称碳原子，具有不对称碳原子，具有光学活性具有光学活性，且多有异构体存在。，且多有异构体存在。4、溶解度：萜类化合物、溶解度：萜类化合物亲脂性强亲脂性强，随着含氧官随着含氧官能团的增加或成苷的萜类，则水溶性增加。能团的增加或成

35、苷的萜类，则水溶性增加。萜类萜类的苷有一定的亲水性。的苷有一定的亲水性。5、稳定性：对、稳定性：对高热、光、酸碱较敏感，高热、光、酸碱较敏感，在提取在提取分离或氧化铝柱层析分离时，应慎重考虑。分离或氧化铝柱层析分离时，应慎重考虑。 47 二、化学性质二、化学性质(自学自学)(一一) 加成反应加成反应 含有含有双键和醛、酮等羰基双键和醛、酮等羰基的萜类化合物，的萜类化合物，可与某些试剂发生加成反应，其产物往往是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，还可借中不饱和键的存在和不饱和的程度，还可

36、借助加成产物完好的晶型，用于萜类的分离与助加成产物完好的晶型，用于萜类的分离与纯化。纯化。 48 柠檬烯二氢氯化物ClCl冰醋酸 + 2HCl柠檬烯v1、双键加成反应、双键加成反应 （1）与卤化氢加成反应：）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，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反应完毕加入冰水即析出柠檬烯二氢氯化物的结晶固体。结晶固体。 49 BrBr+ Br2（2）与溴加成反应：）与溴加成反应： 萜类成分的双键在冰萜类成分的双键在冰醋酸或乙醚与乙醇的混合溶液中，在冰冷却醋酸或乙醚与乙醇的混合溶液中，在冰冷却下，下， 滤取析出的

37、结晶性加成物。滤取析出的结晶性加成物。50 （3）与亚硝酰氯）与亚硝酰氯(Tilden试剂试剂)反应：反应： 先将不饱和的萜类化合物加入亚硝酸异戊酯先将不饱和的萜类化合物加入亚硝酸异戊酯中，冷却下加入浓盐酸，混合振摇，然后加入少中，冷却下加入浓盐酸，混合振摇，然后加入少量乙醇或冰醋酸即有量乙醇或冰醋酸即有结晶加成物析出。结晶加成物析出。生成的生成的氯氯化亚硝基衍生物多呈蓝色化亚硝基衍生物多呈蓝色绿色，可用于不饱和绿色，可用于不饱和萜类成分的分离和鉴定。萜类成分的分离和鉴定。 51 亚硝基胺类CCNON + + HClHN氯化亚硝基衍生物不饱和萜类CCClNOClNOCC亚硝酰氯亚硝酸异戊酯+C

38、l N OCH3 CHCH3 CH2CH2OH+ HClCH3 CHCH3 CH2CH2O N O52 顺丁烯二酸酐 +CCCCOOCOCCHCHHCHCCOCOOCCCC（4）Diels-Alder加成反应：加成反应： 带有共轭双键的带有共轭双键的萜类化合物能与顺丁烯二酸酐产生萜类化合物能与顺丁烯二酸酐产生Diels-Alder加加成反应，生成结晶形加成产物，可借以证明共轭成反应，生成结晶形加成产物，可借以证明共轭双键的存在。双键的存在。 53 v2、羰基加成反应、羰基加成反应（1）与亚硫酸氢钠加成：）与亚硫酸氢钠加成： 注意：注意：含双键和羰基的萜类化合物若反应时间过长或温度含双键和羰基的

39、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。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-NaHSO3 NaHSO3 + OH(二个双键加成物, 不可逆)或过量的NaHSO3长时间接触+NaHSO3 + HSO3 NaCHO +- +-SO3 NaCHO + +-SO3 NaSO3 NaCHO- +OHSO3 NaCHCHO柠檬醛54 CNNHNO2NO2+NO2NO2H2NNHCO（2）与硝基苯肼加成：）与硝基苯肼加成： 含羰基的萜类化合物含羰基的萜类化合物可与对硝基苯肼或可与对硝基苯肼或2, 4-二硝基

40、苯肼在磷酸中发生二硝基苯肼在磷酸中发生加成反应，生成对硝基苯肼或加成反应，生成对硝基苯肼或2, 4-二硝基苯肼的二硝基苯肼的加成物。加成物。 55 CH3 CH2CONH2NHCH3 CH3 N+NNH NH2COCH2吉拉德试剂吉拉德试剂T T 吉拉德试剂吉拉德试剂P P （3）与吉拉德试剂加成：）与吉拉德试剂加成： 吉拉德吉拉德(Girard)试剂是一类带有试剂是一类带有季铵基团的酰肼，季铵基团的酰肼，常用的常用的Girard T和和Girard P, 它们的结构式为：它们的结构式为： 56 -X+RCRNNH CO CH2N-X+RCOR+-XNCH2CONHRCRCH3 NCH3 CH

41、3 +-X+H2NCH2CONHNH2NCH2CONHCH3 N CH3 CH3 RCOR将吉拉德试剂的乙醇溶液加入含羰基的萜类化合将吉拉德试剂的乙醇溶液加入含羰基的萜类化合物中，再加入物中，再加入10% 醋酸促进反应，加热回流。反醋酸促进反应，加热回流。反应完毕后加水稀释，分取水层，加酸酸化，再用应完毕后加水稀释，分取水层，加酸酸化，再用乙醚萃取，蒸去乙醚后复得原羰基化合物。乙醚萃取，蒸去乙醚后复得原羰基化合物。 57 (二二) 氧化反应氧化反应 不同的氧化剂在不同的条件下，可以将萜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类成分中各种基团氧化，生成各种不同

42、的氧化产物。常用的氧化剂有臭氧、铬酐产物。常用的氧化剂有臭氧、铬酐(三氧化铬三氧化铬)、四醋酸铅、高锰酸钾和二氧化硒等四醋酸铅、高锰酸钾和二氧化硒等, 其中以臭氧其中以臭氧的应用最为广泛。的应用最为广泛。 58 甲醛OOOOOOOOOCHOCHOO2HCHOO33HH3C CH3 CO+月桂烯丙酮-羰基异戊醛臭氧臭氧氧化萜类化合物中的烯烃反应，可用来测定分氧化萜类化合物中的烯烃反应，可用来测定分子中双键的位置。子中双键的位置。 59 薄荷酮OHOCrO3 / H+薄荷醇铬酐铬酐几乎与所有可氧化的基团作用。用强碱型离几乎与所有可氧化的基团作用。用强碱型离子交换树脂与三氧化铬制得具有铬酸基的树脂，

43、它子交换树脂与三氧化铬制得具有铬酸基的树脂，它与仲醇在适当溶剂中回流，则生成酮，产率高达与仲醇在适当溶剂中回流，则生成酮，产率高达73-98%，副产物少，产物极易分离、纯化。，副产物少，产物极易分离、纯化。60 高锰酸钾高锰酸钾是常用的中强氧化剂，可使环断裂是常用的中强氧化剂，可使环断裂而氧化成羧酸而氧化成羧酸O番薄荷酮KMnO4COOHCOOH-甲基己二酸丙酮+H3C CH3 CO61 二氧化硒二氧化硒是具有特殊性能的氧化剂，它较专是具有特殊性能的氧化剂，它较专一地氧化羰基的一地氧化羰基的-甲基或亚甲基，以及碳碳双甲基或亚甲基，以及碳碳双键旁的键旁的-亚甲基。亚甲基。SeO2SeO2 CHC

44、HCHO CHCHCHOH CH2CHCHOC CHOR CH2OC CH3R CH2+62 (三三) 脱氢反应脱氢反应环萜的碳架经脱氢转变为芳香烃类衍生物。脱环萜的碳架经脱氢转变为芳香烃类衍生物。脱氢反应通常在惰性气体的保护下，用铂黑或钯氢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做催化剂，将萜类成分与硫或硒共热(200300oC)而实现脱氢。有时可能导致环的而实现脱氢。有时可能导致环的裂解或环合。裂解或环合。 该反应在研究萜类化学结构中是一种很有价值该反应在研究萜类化学结构中是一种很有价值的反应的反应63 OH-桉醇SH-OOH薄荷酮Se+1-甲基 - 7-异丙

45、基菲松香酸S 或 SeCOOH64 (四四) 分子重排反应分子重排反应在萜类化合物中，特别是双环萜在发生加成、消除在萜类化合物中，特别是双环萜在发生加成、消除或亲核性取代反应时，常常发生碳架的改变，产生或亲核性取代反应时，常常发生碳架的改变，产生Wagner-Meerwein重排。目前工业上由重排。目前工业上由-蒎烯合成蒎烯合成樟脑的过程，就是应用樟脑的过程，就是应用Wagner-Meerwein重排，再重排，再氧化制得。氧化制得。樟 脑/Cr2O3丙酮强碱型树脂OOH水解异构化-蒎 烯C HOOOOCH+HCOOH重排150 160oCAl2O365 第四节第四节 萜类化合物的提取分离萜类化

46、合物的提取分离一、萜类的提取一、萜类的提取 |萜的苷萜的苷亲水较强亲水较强, 苷元亲脂较强性苷元亲脂较强性。(一一) 溶剂提取法溶剂提取法1. 苷类化合物的提取：苷类化合物的提取： 用甲醇或乙醇提取，减压用甲醇或乙醇提取，减压浓缩后转溶水中，滤除水不溶性杂质，继用乙醚浓缩后转溶水中，滤除水不溶性杂质，继用乙醚或石油醚萃取，除去残留的树脂类等脂溶性杂质，或石油醚萃取，除去残留的树脂类等脂溶性杂质，水液再用正丁醇萃取，减压回收正丁醇后即得粗水液再用正丁醇萃取，减压回收正丁醇后即得粗总苷。总苷。 66 2. 非苷类化合物的提取：非苷类化合物的提取：用甲醇或乙醇提取，减压用甲醇或乙醇提取，减压回收至无

47、醇味，残留液再用乙酸乙酯萃取，回收溶回收至无醇味，残留液再用乙酸乙酯萃取，回收溶剂得总萜类提取物；或用不同极性的有机溶剂按极剂得总萜类提取物；或用不同极性的有机溶剂按极性递增的方法依次分别萃取，得不同极性的萜类提性递增的方法依次分别萃取，得不同极性的萜类提取物，再行分离。取物，再行分离。(二二) 碱提酸沉淀法碱提酸沉淀法利用利用内酯化合物在热碱液内酯化合物在热碱液中，开环成盐而溶于水中，中，开环成盐而溶于水中，酸化后又闭环酸化后又闭环, 析出原内酯化合物的特性析出原内酯化合物的特性来提取倍来提取倍半萜类内酯化合物半萜类内酯化合物。但是当用酸、碱处理时，可能。但是当用酸、碱处理时，可能引起构型的

48、改变引起构型的改变, 应加以注意。应加以注意。67 (三三) 吸附法吸附法1. 活性碳吸附法：活性碳吸附法： 苷类的水提取液用活性碳吸苷类的水提取液用活性碳吸附，经水洗除去水溶性杂质后，再选用适当的有附，经水洗除去水溶性杂质后，再选用适当的有机溶剂如稀醇，醇依次洗脱，回收溶剂，可能得机溶剂如稀醇，醇依次洗脱，回收溶剂，可能得到纯品，如桃叶珊瑚苷的分离。到纯品，如桃叶珊瑚苷的分离。 2. 大孔树脂吸附法：大孔树脂吸附法： 将含苷的水溶液通过大孔将含苷的水溶液通过大孔树脂吸附，同样用水、稀醇、醇依次洗脱，然后树脂吸附，同样用水、稀醇、醇依次洗脱，然后再分别处理，也可得纯的苷类化合物。如甜叶菊再分别

49、处理，也可得纯的苷类化合物。如甜叶菊苷的提取与分离：苷的提取与分离： 68 甜叶菊甙结晶脱色处理，甲醇结晶 碱洗后用水洗涤D101大孔树脂清液提取液甜菊干叶热水提取OH95乙醇洗脱 69 二、萜类的分离二、萜类的分离|1、结晶法分离、结晶法分离 |2、柱层析分离、柱层析分离 常用的吸附剂有硅胶、氧化铝（中性氧化铝）。常用的吸附剂有硅胶、氧化铝（中性氧化铝）。 亦可采用硝酸银柱层析进行分离。亦可采用硝酸银柱层析进行分离。 |3、利用结构中特殊功能团进行分离、利用结构中特殊功能团进行分离 如倍半萜内酯可在碱性条件下开环，加酸后又环如倍半萜内酯可在碱性条件下开环，加酸后又环合，借此可与非内酯类化合物

50、分离；合，借此可与非内酯类化合物分离； 萜类生物碱也可用酸碱法分离。不饱和双键、羰萜类生物碱也可用酸碱法分离。不饱和双键、羰基等可用加成的方法制备衍生物加以分离。基等可用加成的方法制备衍生物加以分离。 70 提取分离实例：提取分离实例：鄂北贝母鄂北贝母Fritillaria ebeiensis系贝母属植物新系贝母属植物新种，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，以石油醚用硅胶柱