药物化学萜和油 课件(PPT 160页).pptx
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1、 第六章第六章 萜类和挥发油萜类和挥发油 第1页,共160页。第一节第一节 萜类萜类 (terpenoids)一、概述一、概述 第2页,共160页。(一一)萜类的含义萜类的含义 n“萜萜”一词原来是指松节油和许多挥发油中含有的一一词原来是指松节油和许多挥发油中含有的一些不饱和烃类,它们具有些不饱和烃类,它们具有C10H16的通式。的通式。n凡由甲戊二羟酸衍生而来的、且分子式符合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。通式的衍生物均称为萜类化合物。n含氧和不同饱和程度的衍生物含氧和不同饱和程度的衍生物n甲戊二羟酸甲戊二羟酸(mevalonic酸酸,MV
2、A)是萜类化合物生源途径是萜类化合物生源途径中的前体物。中的前体物。第3页,共160页。异异 戊戊 二二 烯烯 甲甲 戊戊 二二 羟羟 酸酸CH2CHCCH2CH3第4页,共160页。樟脑O 紫杉醇第5页,共160页。(二)、萜类的结构特点n基本碳架:异戊二烯单位(C5单位)n通式 (C5H8)nn异戊二烯或异戊烷以各种方式连结而成 n不饱和键:常称为萜烯 n含氧衍生物:醇、醛、酮、羧酸、酯类、苷第6页,共160页。萜类化合物的分类及分布萜类化合物的分类及分布分分 类类碳原子数碳原子数通式通式(C5H8)n存存 在在半半 萜萜5n=1植物叶植物叶单单 萜萜10n=2挥发油挥发油倍倍 半半 萜萜
3、15n=3挥发油挥发油二二 萜萜20n=4树脂、苦味质、植物醇树脂、苦味质、植物醇 二倍半萜二倍半萜25n=5海绵、植物病菌,昆虫代海绵、植物病菌,昆虫代谢物谢物三三 萜萜30n=6皂苷、树脂、植物皂苷、树脂、植物 乳汁乳汁四四 萜萜40n=8植物胡萝卜素植物胡萝卜素多多 聚聚 萜萜7.5x103至至 3x105(C5H8)n橡胶、硬橡胶橡胶、硬橡胶 第7页,共160页。(四)、萜类化合物分布 n水生植物似乎失去制造挥发油的能力 n菌类和苔藓类植物:少n松科、柏科、胡椒科、马兜铃科、樟科、芸香料、龙脑科、伞形科、唇形科、败酱科和姜科 n种子植物,尤其是被子植物 n常与树脂、树胶并生 n似乎与生
4、物碱相排斥 第8页,共160页。第9页,共160页。第10页,共160页。第11页,共160页。第12页,共160页。第13页,共160页。第14页,共160页。二、萜类化合物的生源途径 n(Biogenesis Biogenetic Origin)第15页,共160页。(二二)萜类化合物的生源途径萜类化合物的生源途径 第16页,共160页。1.1.经验异戊二烯法则(经验异戊二烯法则(empirical empirical isoprene ruleisoprene rule)Wallach1887Wallach1887异戊二烯法则:萜类的碳架是由异戊异戊二烯法则:萜类的碳架是由异戊二烯单位以
5、头二烯单位以头-尾或非头尾或非头-尾顺序相连而成,都尾顺序相连而成,都是异戊二烯的聚合体或其衍生物。是异戊二烯的聚合体或其衍生物。以是否符合异戊二烯法则作为判断萜类以是否符合异戊二烯法则作为判断萜类物质的一个重要原则。物质的一个重要原则。第17页,共160页。依据:n结构组成:异戊二烯单元n 头-头n 头-尾n高温分解:异戊二烯nDA反应:萜第18页,共160页。第19页,共160页。第20页,共160页。第21页,共160页。问题n异戊二烯单元不能划分:艾里莫酚酮n 士青木香n 扁柏酚n植物代谢未见异戊二烯第22页,共160页。.生源异戊二烯法则(生源异戊二烯法则(biogenetic bi
6、ogenetic isoprene ruleisoprene rule)IPP DMAPP焦磷酸异戊烯酯(焦磷酸异戊烯酯(IPP)焦磷酸焦磷酸,一二甲基烯丙酯(一二甲基烯丙酯(DMAPP)乙酸乙酸MVA葡萄糖葡萄糖第23页,共160页。nIPP和DMAPP被称为“活性异戊二烯”,它们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。n 第24页,共160页。第25页,共160页。第26页,共160页。第27页,共160页。三、三、单萜单萜(一)概述(一)概述1单萜(monoterpenoids)基本碳架基本碳架组成成分分布分类原则 第28页,共160页。(二)常见结构类型和重要的
7、化合物(二)常见结构类型和重要的化合物第29页,共160页。1、链状单萜C CH H2 2O OH HC CH H2 2O OH HC CH H2 2O OH HC CH HO OC CH HO OC CH HO O香香 叶叶 醇醇 G Ge er ra an ni io ol l 橙橙 花花 醇醇 N Ne er ro ol l香香 茅茅 醇醇 C Ci it tr ro on ne el ll lo ol l香香 叶叶 醛醛 G Ge er ra an ni ia al l 橙橙 花花 醛醛 N Ne er ra al l香香 茅茅 醛醛 C Ci it tr ro on ne el ll
8、 la al l第30页,共160页。香叶醇(香叶醇)“又称牻牛儿醇”,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229230oC。第31页,共160页。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。第32页,共160页。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。第33页,共160页。反式为-柠檬醛(香叶醛,geranial)顺式为-柠檬醛(橙花醛)第34页,共160页。柠檬醛柠檬醛 n柠檬草油、川桂叶油、樟叶油,多在70以上。n顺反异构体,反式的称为型n 顺式的称为
9、型n 混合共存,反式柠檬醛为主n分离:亚硫酸氢钠使其形成结晶性加成物n 分解n 减压蒸馏提纯第35页,共160页。n卓酚酮卓酚酮第36页,共160页。O OH HH HH HH HO OH HH HH HH HH HO Ol l-薄薄荷荷醇醇 l l-m me en nt th ho ol ld d-新新薄薄荷荷醇醇 d d-n ne eo om me en nt th ho ol l薄薄荷荷酮酮 m me et th ho on ne eO OH HO OH HO Ol l-龙龙脑脑 l l-b bo or rn ne eo ol ld d-龙龙脑脑 d d-b bo or rn ne eo
10、 ol l樟樟脑脑 c ca am mp ph ho or r第37页,共160页。d-龙脑l-龙脑OHOH第38页,共160页。樟脑O樟脑(camphor)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。第39页,共160页。n 我国的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Cinnamonus camphora挥发油中约50%,左旋体存在于菊蒿Tanacetum vulgare挥发油中,合成品为消旋体。第40页,共160页。斑蝥斑蝥素ONOOOHOOOO 第41页,共160页。
11、第42页,共160页。第43页,共160页。n 酚酮类n变形单萜:一个七元芳环,一个酮基和一个酚七元芳环,一个酮基和一个酚 羟基羟基n碳架不符合异戊二烯定则第44页,共160页。性质n芳香化合物芳香化合物n酚的通性n较强的酸性较强的酸性,其酸性介于酚类和羧酸之间其酸性介于酚类和羧酸之间n羰基:羧羰基性质羰基:羧羰基性质 羰基试剂不反应羰基试剂不反应n IR CO IR CO 16001650 cm-1 n OH OH 31003200 cm-1 n金属离子络合物结晶体:鲜明颜色金属离子络合物结晶体:鲜明颜色n 三价铁络合物为赤色结晶三价铁络合物为赤色结晶n 铜络合物为绿色结晶铜络合物为绿色结晶
12、第45页,共160页。-崖柏素(-thujaplicin)和-崖柏素(-thujaplicin)存在于在欧洲产崖柏Thuja plicata、北美崖柏Thuja occidentalis 以及罗汉柏Thujosis dolabrata的心材中;第46页,共160页。第47页,共160页。第48页,共160页。第49页,共160页。特殊的单萜多与糖结合苷分布:玄参科、茜草科、唇形科、龙胆科生理活性:利胆、健胃、降糖、抗菌消炎等目前发现的已达900余种。第50页,共160页。环烯醚萜含有环戊烷的结构单元。该类化合物含有取代环戊烷环烯醚萜(iridoid)和环戊烷开裂的裂环环烯醚萜(secoirid
13、oid)两种基本碳架。第51页,共160页。第52页,共160页。第53页,共160页。环烯醚萜苷类环烯醚萜苷类结构特点 C C1 1羟基羟基,成苷,多为-D-葡萄糖苷双键:一般为双键:一般为3 3(4 4)C8多连甲基或羟甲基或羟基 栀子苷 梓醇 geniposide catalpol OCOOCH3O glcHOH2COOHOglcHHOHOH2C第54页,共160页。裂环环烯醚萜苷裂环环烯醚萜苷n结构特点为C C7 7-C-C8 8处断键成裂环状态处断键成裂环状态n分布龙胆科、睡菜科、忍冬科、木犀科(龙胆科的龙胆属及獐牙菜属最普遍)龙胆苦苷 龙胆碱 gentiopicroside gen
14、tianine 第55页,共160页。物理性质物理性质 性状性状 白色结晶或无定形粉末,吸湿性 苦味 具旋光性 溶解性溶解性 分子较小,极性官能团 环烯醚萜类较环烯醚萜苷的极性小 均能溶于水、甲醇、乙醇、正丁醇 难溶于氯仿、乙醚、苯第56页,共160页。化学性质化学性质 半缩醛羟基羟基,性质很活泼 酸水解反应酸水解反应 苷键极易被酸水解苷元很不稳定,难以得到结晶性的苷元不同水解条件(温度、酸度等):不同颜色变化或沉淀例桃叶珊瑚苷、车叶草苷、梓苷等水解、聚合产生棕黑色树脂状聚合物沉淀,玄参、地黄、梓实等炮制加工变黑第57页,共160页。氨基酸反应氨基酸反应 在加热条件下与氨基酸作用,生成蓝色或紫
15、色沉淀。与皮肤接触,也能使皮肤染成蓝色。冰乙酸冰乙酸-铜离子反应铜离子反应 将样品溶于冰乙酸,加入少量的铜离子试液,加热后即产生蓝色反应。ShearShear试剂反应试剂反应 与Shear试剂(1 1体积浓盐酸与体积浓盐酸与1515体积苯胺的混合液体积苯胺的混合液)产生特殊的颜色反应。如车叶草苷与Shear试剂反应产生黄色棕色深绿色反应。第58页,共160页。提取分离 n抑酶、中和植物酸:碳酸钙或氢氧化钡溶剂:水、甲醇、乙醇、稀丙酮溶液、乙酸乙酯分离分离 减压浓缩 乙醚或石油醚脱脂 正丁醇萃取(或铅盐沉淀法铅盐沉淀法除杂质,再用正丁醇)活性炭柱:水洗、乙醇洗第59页,共160页。第60页,共1
16、60页。鸡屎藤苷鸡屎藤苷(paederoside)是鸡屎藤的主成分,是鸡屎藤的主成分,其其C4位羧基与位羧基与C6位羟位羟基形成基形成-内酯;内酯;C10位的甲硫酸酯在位的甲硫酸酯在鸡屎藤组织损伤时,鸡屎藤组织损伤时,由于酶解的作用产生由于酶解的作用产生甲硫醇而产生鸡屎样甲硫醇而产生鸡屎样的恶嗅。的恶嗅。第61页,共160页。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,是地黄称梓醇苷,是地黄中降血糖作用的主中降血糖作用的主要有效成分,并有要有效成分,并有很好的利尿和迟发很好的利尿和迟发性的缓下功能。性的缓下功能。第62页,共160页。当药苷当药苷(獐牙
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