天然藥物化學(xué)第十一周萜類和揮發(fā)油講

天然藥物化學(xué)

NATURALPRODUCTSCHEMISTRY鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院第六章萜類和揮發(fā)油第六章概述1萜類的結(jié)構(gòu)類型及重要代表物2揮發(fā)油6萜類化合物的提取分離4萜類化合物的檢識(shí)與結(jié)構(gòu)測定5萜類化合物的理化性質(zhì)3第一節(jié)概述掌握了解萜類的生源（異戊二烯法則）萜類的定義和分類

紫杉醇青蒿素穿心蓮內(nèi)酯

萜類化合物是由甲戊二羥酸衍生、且分子式符合（C5H8）n通式的化合物及其衍生物。從化學(xué)結(jié)構(gòu)看，它是異戊二烯的聚合體及其衍生物其骨架一般以五個(gè)碳為基本單位，少數(shù)例外。甲戊二羥酸（MVA）（而不是異戊二烯）才是萜類化合物生源途徑中最關(guān)鍵的前體物。一、萜的含義甲戊二羥酸異戊二烯異戊二烯單位的數(shù)目：單萜、倍半萜、二萜等碳環(huán)的有無和數(shù)目的多少：鏈萜、單環(huán)萜、雙環(huán)萜、三環(huán)萜、四環(huán)萜等含氧衍生物：醇、醛、酮、羧酸、酯等萜類。

本章主要介紹單萜、倍半萜、二萜、二倍半萜等萜類以及揮發(fā)油類化合物。一、萜的分類天然產(chǎn)物中最大類(>26000種),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,生物活性多樣藥物的重要來源：青蒿素、紫杉醇（二萜）二、萜類的生源學(xué)說經(jīng)驗(yàn)的異戊二烯法則（empiricalisoprenerule）生源的異戊二烯法則（biogeneticisoprenerule）1）經(jīng)驗(yàn)的異戊二烯法則O.Wallach于1887年提出：自然界存在的萜類化合物是由異戊二烯首尾相連形成的低聚物及其含氧衍生物?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：大多具有異戊二烯結(jié)構(gòu)片斷，其骨架以5個(gè)碳為基本單位280℃艾里木酚酮扁柏酚土青木香酮2312）生源的異戊二烯法則：甲戊二羥酸是各類型萜類化合物生物合成的關(guān)鍵前體。

乙酰輔酶A

乙酰乙酰輔酶A

3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A

甲戊二羥酸

焦磷酸異戊烯酯IPP

焦磷酸二甲基烯丙酯DMAPP2）生源的異戊二烯法則第二節(jié)、萜類的結(jié)構(gòu)類型及重要代表物l-薄荷醇、l-龍腦、樟腦、梓醇、青蒿素、綿酚、維生素A、穿心蓮內(nèi)酯(Ⅰ)、紫杉醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)卓酚酮類的理化性質(zhì)環(huán)烯醚萜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、分類和主要性質(zhì)單萜的基本骨架銀杏內(nèi)酯的生物活性了解掌握

單萜類（monoterpenoids）：2個(gè)異戊二烯單位、含10個(gè)C的化合物類群，揮發(fā)油低沸程部分的主要組分。分子量小，脂溶性。其含氧衍生物多具有較強(qiáng)的生物活性和香氣，是醫(yī)藥、化妝品和食品工業(yè)的重要原料。成苷時(shí)，不具揮發(fā)性，不能隨水蒸氣蒸餾。分類：鏈狀型和環(huán)狀型(單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)等)一、單萜1.鏈狀單萜香葉醇是香葉油、玫瑰油、檸檬草油和香茅油等的主要成分，玫瑰香氣橙花醇存在于橙花油、檸檬草油中，玫瑰香氣香葉醛和橙花醛在檸檬草油和香茅油的含量較高，檸檬香氣香茅醛大量存在于香茅油、桉葉油、檸檬油中，也是重要的檸檬香氣香料。香茅醇存在于香茅油、玫瑰油中，左旋體的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，玫瑰香氣2.環(huán)狀單萜

（1）薄荷醇（menthol）是薄荷Menthaarvensisvar.piperasceus和歐薄荷Menthapiperita等揮發(fā)油中的主要組成成分。其左旋體（薄荷腦），為白色塊狀或針狀結(jié)晶。對皮膚和粘膜有清涼和弱的麻醉作用，用于鎮(zhèn)痛和止癢，亦有防腐和殺菌作用。理論上有8個(gè)立體異構(gòu)體，但薄荷油中只有l(wèi)-薄荷醇和d-新薄荷醇。

（2）紫羅蘭酮(ionone)存在于千屈菜科指甲花揮發(fā)油中。α-紫羅藍(lán)酮具有馥郁的香氣，用于配制高級香料，β-紫羅藍(lán)酮可作為合成維生素A的原料。工業(yè)合成：α-紫羅藍(lán)酮優(yōu)先與NaHSO3加成結(jié)晶而析出。（3）龍腦俗稱“冰片”（borneol），有香氣和升華性，右旋體主要得自白龍腦香樹的揮發(fā)油，左旋體存在于艾納香全草和野菊花中，合成品為消旋體。冰片有發(fā)汗、興奮、鎮(zhèn)痙和防止蟲蛀蝕、抗缺氧功能，它和蘇合香脂配合制成蘇冰滴丸代替冠心蘇合丸治療冠心病，心絞痛。（4）樟腦(camphor)，具有特殊鉆透性的芳香氣味。右旋體存在于樟樹的揮發(fā)油中（~50%），左旋體存在于菊蒿Tanacetumvulgare揮發(fā)油中。樟腦有局部刺激作用和防腐作用，可用于神經(jīng)痛、炎癥和跌打損傷的擦劑，強(qiáng)心劑。斑蝥素N－羥基斑蝥胺殺蟲、生毛防止肝癌芍藥苷鎮(zhèn)痛、抗炎、解痙卓酚酮類：變形單萜，其碳架不符合異戊二烯規(guī)則，具有抗菌活性，但同時(shí)多有毒性。（1）酸性（2）酚羥基易甲基化，不易酰化（3）羰基不能和一般羰基試劑反應(yīng)（4）能與多種金屬離子絡(luò)合顯顏色用于鑒別3.卓酚酮類g-崖柏素a-崖柏素扁柏素1、概述為蟻臭二醛的縮醛衍生物，含有環(huán)戊烷結(jié)構(gòu)單元取代環(huán)戊烷環(huán)烯醚萜（iridoids）環(huán)戊烷開裂的裂環(huán)環(huán)烯醚萜（secoiridoids）兩種基本碳架。二、環(huán)烯醚萜（iridoids）環(huán)烯醚萜骨架裂環(huán)環(huán)烯醚萜骨架生物合成途徑氧化GPP香茅醛2、2、環(huán)烯醚萜理化性質(zhì)苷大多為白色結(jié)晶或粉末，多具旋光性，味苦；苷易溶水和甲醇，可溶乙醇、丙酮和正丁醇；難溶于氯仿、苯等親酯性有機(jī)溶劑；半縮醛結(jié)構(gòu)多成葡萄糖苷；其苷易水解，苷元為半縮醛結(jié)構(gòu)容易聚合，化學(xué)性質(zhì)活潑（不穩(wěn)定），遇氨基酸變藍(lán)。苷元遇酸、堿、羰基化合物和氨基酸能變色，與皮膚接觸會(huì)變藍(lán)苷元在冰醋酸溶液中，加少量銅離子，加熱顯藍(lán)色A、環(huán)烯醚萜苷類：10個(gè)碳占多數(shù)，C1羥基多與葡萄糖成苷，大多為單糖苷；有的C11氧化成羧酸，可成酯。3、結(jié)構(gòu)分類及重要代表物梔子苷京尼平苷R為CH3京尼平苷酸R為H雞屎藤苷B、4－去甲環(huán)烯醚萜苷：

9個(gè)碳構(gòu)成3、結(jié)構(gòu)分類及重要代表物龍膽苦苷gentiopicroside保肝利膽、健胃、抗炎抗菌NH4OH5%HCl龍膽堿gentianineC、裂環(huán)環(huán)烯醚萜苷：苦味苷，龍膽苦苷，當(dāng)藥苷，當(dāng)藥苦苷3、結(jié)構(gòu)分類及重要代表物解釋現(xiàn)象：地黃、玄參在炮制過程中或受潮而變黑？山梔子的水提物為何會(huì)使皮膚變蘭色？

1、概述

通式：(C5H8)3

分布：揮發(fā)油高沸點(diǎn)部分。海洋低等動(dòng)物（海藻、軟體動(dòng)物等）、昆蟲中也有發(fā)現(xiàn)

存在形式：揮發(fā)油，醇、酮、內(nèi)酯或苷，生物堿。

含氧衍生物多具有香氣和生物活性骨架繁雜，超過200余種三、倍半萜1.鏈狀倍半萜鏈萜：環(huán)萜單環(huán)萜：雙環(huán)萜：三環(huán)萜：金合歡烯（farnesene）又稱麝子油烯，存在于枇杷葉、生姜、及洋甘菊的揮發(fā)油；β-金合歡烯存在于藿香、啤酒花和生姜揮發(fā)油中；有青香、花香并伴有香脂香氣金合歡醇（farnesol）存在于金合歡花油、橙花油、香茅中。特有的鈴蘭花香氣，并有青香和木香?？喑扔痛迹╪erolidol），橙花油的主要成分之一，蘋果香和木香。2.環(huán)狀倍半萜（1）青蒿素(arteannuin,artemisinin)是中藥青蒿(也稱黃花蒿)抗惡性瘧疾的有效成分，過氧化物倍半萜。青蒿素結(jié)構(gòu)修飾高效、速效、低毒的雙氫青蒿素油溶性的蒿甲醚(artemether)及水溶性的青蒿琥珀酸單酯：用于臨床。Artemisiaannua3、薁類：由五元環(huán)與七元環(huán)駢合而成的芳環(huán)骨架溶解性：溶于石油醚、乙醚、乙醇等和強(qiáng)酸，不溶于水。提取：用60~65%硫酸或磷酸提取薁類，酸提取液加水稀釋后，薁類成分即沉淀析出。檢測：Sabety反應(yīng)——取揮發(fā)油1滴溶于1ml氯仿中，加入5%溴的氯仿溶液，薁類產(chǎn)生藍(lán)紫色或綠色化合物；Ehrlich反應(yīng)——薁類化合物與對二甲胺基苯甲醛+濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生紫色或紅色。高溫分餾奧類時(shí)，可見美麗的藍(lán)、紫、綠色現(xiàn)象；鑒別：可與苦味酸或三硝基苯形成具有敏銳熔點(diǎn)的π-絡(luò)合物。1、概述由4個(gè)異戊二烯單位構(gòu)成、含20個(gè)C的化合物類群。由GGPP衍生而成分布：植物界廣泛，植物分泌的乳汁、樹脂等均以二萜類衍生物為主，松柏科最多，菌類代謝產(chǎn)物，海洋生物。

四、二萜

生物活性強(qiáng)：紫杉醇、穿心蓮內(nèi)酯、雷公藤內(nèi)酯、甜菊苷等。1.鏈狀二萜鏈萜：環(huán)萜單環(huán)萜：雙環(huán)萜三環(huán)萜：四環(huán)萜：鏈狀二萜類化合物在自然界較少見植物醇(phytol)：廣泛存在于葉綠素中，與卟啉結(jié)合成酯，合成維生素E、K1的原料。（1）維生素A：重要的脂溶性維生素，主要存在于動(dòng)物肝臟中，特別是魚肝中含量較豐富。為是視覺的生化過程所必需，缺乏后會(huì)導(dǎo)致夜盲癥。2.環(huán)狀二萜（2）穿心蓮內(nèi)酯：存在于穿心蓮(一見喜)中，具有抗炎作用，用于治療急性菌痢、胃腸炎、咽喉炎、感冒發(fā)熱等，但水溶性不好，增強(qiáng)水溶性：（3）銀杏內(nèi)酯(ginkgolides)：銀杏（Ginkgobiloba）根皮及葉的強(qiáng)苦味成分，可作為拮抗血小板活化因子。銀杏內(nèi)酯（含銀杏雙黃酮）是銀杏制劑中治療心腦血管疾病的有效成分，此外可以防止老年癡呆、腦梗死、支氣管哮喘。

（4）紫杉醇（taxol）：最早從太平洋紅豆杉（Taxusbrevifolia）的樹皮中分離得到，1992年底美國FDA批準(zhǔn)上市，臨床用于治療卵巢癌、乳腺癌和肺癌療效較好。

紫杉醇（5）甜菊苷（stevioside）：存在于甜菊（Steviarebaudianum）的葉中；總甜菊苷含量約6%，其甜度約為蔗糖的300倍，其中又以甜菊苷A甜味最強(qiáng)，但含量較少。具有高甜度、低熱量、無毒性等優(yōu)良特性，在醫(yī)藥、食品等行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。甜菊苷甜菊苷A甜菊苷D甜菊苷E

由5個(gè)異戊二烯單位構(gòu)成、含25個(gè)C。生源：由焦磷酸香葉基金合歡酯（GFPP）衍生而成。多為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多環(huán)性化合物，數(shù)量少。五、二倍半萜第三節(jié)、萜類化合物的理化性質(zhì)加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、脫氫反應(yīng)、重排反應(yīng)的反應(yīng)條件性狀溶解度等了解熟悉（一）性狀：形態(tài)，味，旋光性1、形態(tài)

單萜和倍半萜：油狀液體，可揮發(fā)，或?yàn)榈腿埸c(diǎn)固體。隨著分子量、雙鍵的增加、官能團(tuán)的增多，揮發(fā)性下降，溶沸點(diǎn)增高

二萜和二倍半萜：結(jié)晶性固體。2、味

苦味，或極苦，又稱苦味素。

但甜菊苷例外3、旋光性

具有光學(xué)活性。一、物理性質(zhì)（二）溶解性親脂性強(qiáng)，萜類的苷有一定的親水性。具內(nèi)酯結(jié)構(gòu)萜可用堿溶酸沉法分離純化。（三）穩(wěn)定性萜類對高熱、光、和酸堿敏感。

（一）加成反應(yīng)

有雙鍵和醛，酮等羰基的萜類化合物1、雙鍵加成反應(yīng)A與鹵化氫加成B與溴加成

二、化學(xué)性質(zhì)C與亞硝酰氯加成不飽和萜類氯化亞硝基衍生物亞硝基胺類DDiels－Alder加成

順丁烯二酸酐共軛雙烯萜的鑒定不飽和萜類的分離與鑒定2、羰基加成反應(yīng)A與亞硫酸氫鈉加成用于含羰基萜的分離純化B與硝基苯肼加成C與吉拉德試劑加成用于含羰基萜的分離純化

（二）氧化反應(yīng)氧化劑：O3，CrO3，KMnO4，SeO2等（三）脫氫反應(yīng)

用于萜（骨架）的鑒定環(huán)萜的碳架在催化劑（S,Se,Pd,Pt）作用下