萜類化合物和揮發(fā)油

萜類化合物和揮發(fā)油

萜類化合物最初是在松節(jié)油（德語terpentin）中提取獲得的，故名萜類。萜類化合物是指由甲戊二羥酸衍生的、分子式符合（C5H8）n通式的天然烴類化合物。第2頁,共63頁，2024年2月25日，星期天萜類化合物的碳骨架都是由異戊二烯單位連接而成異戊二烯頭部尾部金合歡烯OttoWallach1910Nobelprize第3頁,共63頁，2024年2月25日，星期天萜類化合物的分類第4頁,共63頁，2024年2月25日，星期天萜類在自然界中分布極為廣泛萜類物質(zhì)存在于高等植物、苔蘚和地衣中GreenalgaeLiverwortsMossesVascularPlantsClubmossesFernsSeedPlantsFloweringPlantsCone-bearingplantsGrassesBroad-leafedplantsLandPlants第5頁,共63頁，2024年2月25日，星期天萜類化合物在人類生產(chǎn)生活中得到廣泛應(yīng)用藥用精油天然橡膠松節(jié)油第6頁,共63頁，2024年2月25日，星期天本章內(nèi)容第二節(jié)、單萜類化合物第五節(jié)、其它重要的萜類化合物第三節(jié)、倍半萜類化合物第四節(jié)、二萜類化合物第一節(jié)、萜類化合物的生源合成途徑

第7頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)、萜類化合物的生源合成途徑

第8頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

一、基本前體異戊烯二磷酸（IPP）的合成；二、異戊烯二磷酸的異構(gòu)和疊加形成一系列萜類前體；三、萜類前體在特異的萜類合酶的作用下，產(chǎn)生萜類骨架；四、對骨架的修飾，產(chǎn)生了具有各種化學(xué)特性和功能的萜類。從簡單、基本的代謝物開始，萜類的合成可以分為四步：第9頁,共63頁，2024年2月25日，星期天一、基本前體異戊烯二磷酸（IPP）的合成；第10頁,共63頁，2024年2月25日，星期天接上第11頁,共63頁，2024年2月25日，星期天二、異戊烯二磷酸的異構(gòu)和疊加形成各種萜類的前體第12頁,共63頁，2024年2月25日，星期天三、萜類前體折疊、異構(gòu)形成萜類骨架；第13頁,共63頁，2024年2月25日，星期天四、萜類骨架的修飾第14頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)、單萜類化合物第15頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

單萜類化合物是由2個異戊二烯單位構(gòu)成、含10個碳原子的化合物類群，一般是按其結(jié)構(gòu)中的碳環(huán)數(shù)目分類，如鏈狀單萜、單環(huán)單萜、雙環(huán)單萜、三環(huán)單萜等，其中以單環(huán)和雙環(huán)型兩種結(jié)構(gòu)類型所包含的單萜化合物最多。第16頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（一）鏈狀單萜（無環(huán)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，具有似玫瑰的香氣，沸點229~230度。第17頁,共63頁，2024年2月25日，星期天橙花醇(nerol)存在于橙花油、檸檬草油和其它多種植物的揮發(fā)油中，具有玫瑰香氣,沸點255~260oC。第18頁,共63頁，2024年2月25日，星期天香茅醇存在于香茅油、玫瑰油等多種植物的揮發(fā)油中。上述三種萜醇都是玫瑰香系香料。第19頁,共63頁，2024年2月25日，星期天芳樟醇是香葉醇、橙花醇的同分異構(gòu)體，左旋體在香檸檬油中含有，右旋體則存在于桔油及素馨花的揮發(fā)油中。第20頁,共63頁，2024年2月25日，星期天檸檬醛：反式為α-檸檬醛（香葉醛，geranial），順式為β-檸檬醛（橙花醛），通常是混合物，以反式檸檬醛為主。檸檬醛在檸檬草油和香茅油的含量較高。檸檬醛具有檸檬香氣，廣泛應(yīng)用于香料和食品工業(yè)。第21頁,共63頁，2024年2月25日，星期天香茅醛是香茅醇的氧化產(chǎn)物，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。第22頁,共63頁，2024年2月25日，星期天鏈狀單萜含氧衍生物之間的相互轉(zhuǎn)化第23頁,共63頁，2024年2月25日，星期天薄荷

薄荷醇是薄荷和歐薄荷等揮發(fā)油中的主要組成成分。其左旋體(l-menthol)習(xí)稱“薄荷腦”。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。（二）單環(huán)單萜第24頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

紫羅藍(lán)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。指甲花第25頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（三）雙環(huán)單萜第26頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

龍腦俗稱“冰片”，又稱樟醇，為白色片狀結(jié)晶，具有似胡椒又似薄荷的香氣，有升華性。龍腦有發(fā)汗、興奮、鎮(zhèn)痙和防止蟲蛀蝕、抗缺氧功能。龍腦香和龍腦第27頁,共63頁，2024年2月25日，星期天樟樹和樟腦

樟腦(camphor)習(xí)稱辣薄荷酮，為白色結(jié)晶性固體，易升華，具有特殊鉆透性的芳香氣味。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。第28頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

我國的天然樟腦產(chǎn)量占世界第一位。樹齡30年以上的樟樹，可以提煉樟腦50公斤左右。第29頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（四）環(huán)烯醚萜類

環(huán)烯醚萜為蟻臭二醛(iridoidial)的縮醛衍生物。第30頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

梔子苷、京尼平苷和京尼平苷酸是中藥山梔子的主成分。京尼平苷苷元具有顯著的促進(jìn)膽汁分泌作用和瀉下作用。第31頁,共63頁，2024年2月25日，星期天桃葉珊瑚苷是車前草清濕熱、利尿的有效成分，其苷元及其多聚體有抗菌作用。第32頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

梓醇(catalpol)又稱梓醇苷，是地黃中降血糖作用的主要有效成分，并有很好的利尿和遲發(fā)性的緩下功能。

第33頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)、倍半萜類化合物第34頁,共63頁，2024年2月25日，星期天倍半萜類是由3個異戊二烯單位構(gòu)成、含15個碳原子的化合物類群。倍半萜無論是化合物的數(shù)目，還是結(jié)構(gòu)骨架的類型都是萜類化合物中最多的一類。倍半萜的含氧衍生物多具有較強(qiáng)的香氣和生物活性，是醫(yī)藥、食品、化妝品工業(yè)的重要原料。第35頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（一）鏈狀倍半萜金合歡烯又稱麝子油烯，存在于枇杷葉、生姜、及洋甘菊的揮發(fā)油中。金合歡烯有α、β兩種構(gòu)型，其中β體存在于藿香、啤酒花和生姜揮發(fā)油中。金合歡醇存在于金合歡花油、橙花油、香茅中。第36頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

青蒿素是過氧化物倍半萜，是從中藥青蒿(也稱黃花蒿)中分離到的抗惡性瘧疾的有效成分，在水中及油中均難溶解。（二）單環(huán)倍半萜1、青蒿素第37頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

對青蒿素的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，合成出具有抗瘧效價高、原蟲轉(zhuǎn)陰快、速效、低毒等特點的雙氫青蒿素，再進(jìn)行甲基化，將它制成油溶性的蒿甲醚及水溶性的青蒿琥珀酸單酯用于臨床。第38頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

姜烯是姜科植物姜根莖揮發(fā)油的主要成分。有怯風(fēng)止痛作用，可作調(diào)味劑。2、姜烯第39頁,共63頁，2024年2月25日，星期天3、脫落酸ABA與種子休眠有關(guān)第40頁,共63頁，2024年2月25日，星期天α-山道年是是由山道年花蕾中提取出的無色結(jié)晶。是強(qiáng)力驅(qū)蛔劑。其作用是使蛔蟲麻痹而被排除體外，但對人也有相當(dāng)?shù)亩拘浴?、山道年（三）雙環(huán)倍半萜第41頁,共63頁，2024年2月25日，星期天2、棉酚

棉籽中的棉酚是倍半萜類二聚物，是重要的抗真菌和病源微生物的物質(zhì)，也是治療瘧疾的特效藥。棉根皮作為民間常用中藥，具有益氣補虛、化淤平喘之功效，其主要有效成分就是棉酚。第42頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)、二萜類化合物第43頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

二萜類(diterpenoids)是由4個異戊二烯單位構(gòu)成、含20個碳原子的化合物類群。它們是由牻牛兒牻牛兒基二磷酸（GGPP）衍生而成。第44頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（一）鏈狀二萜

鏈狀二萜類化合物在自然界存在較少，常見的只有廣泛存在于葉綠素的植物醇(phytol)，與葉綠素分子中的卟啉結(jié)合成酯的形式存在于植物中，可作為合成維生素E、K1的原料。第45頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（二）單環(huán)二萜

維生素A(維生素A)是一種重要的脂溶性維生素，主要存在于動物肝臟中，特別是魚肝中含量較豐富。第46頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（三）雙環(huán)二萜

穿心蓮內(nèi)酯：存在于穿心蓮(欖核蓮，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。穿心蓮內(nèi)酯1、穿心蓮內(nèi)酯第47頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

銀杏內(nèi)酯是銀杏根皮及葉的強(qiáng)苦味成分，可作為拮抗血小板活化因子，是血小板活化因子（PAF）的特效拮抗劑。銀杏內(nèi)酯2、銀杏內(nèi)酯第48頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（四）三環(huán)二萜松香是一種天然樹脂，來源于松脂。全世界松香年產(chǎn)量約為110-120萬噸。松香酸1、松香第49頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

紫杉醇(taxol)又稱紅豆杉醇，最早從太平洋紅豆杉的樹皮中分離得到，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。紫杉醇的母核結(jié)構(gòu)紅豆杉2、紫杉醇第50頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)：其它重要的萜類化合物第51頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

靈芝是一種名貴中藥，其主要成分是一種三萜類化合物，稱為靈芝三萜。靈芝三萜具有抑制腫瘤細(xì)胞生長、降低膽固醇、抗高血壓、抗過敏等功效。1、靈芝三萜靈芝三萜第52頁,共63頁，2024年2月25日，星期天印楝素2、印楝素印楝第53頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

印楝素對昆蟲的作用機(jī)理有如下幾個方面：直接或間接通過破壞昆蟲口器的化學(xué)感應(yīng)器官產(chǎn)生拒食作用；通過對中腸消化酶的作用使得食物的營養(yǎng)轉(zhuǎn)換不足，影響昆蟲的生命力。高劑量的印楝素可以直接殺死昆蟲，低劑量則致使出現(xiàn)永久性幼蟲，或畸形的蛹、成蟲等。第54頁,共63頁，2024年2月25日，星期天3、類胡蘿卜素類胡蘿卜素具有清除活性氧和自由基，防止衰老的作用。第55頁,共63頁，2024年2月25日，星期天4、樹膠天然橡膠是順式異戊二烯聚合物，含有1500-15000個異戊二烯單體。天然橡膠橡膠樹橡膠制品橡膠一詞來源于印第安語cau-uchu，意為“流淚的樹”。第56頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第六節(jié)：揮發(fā)油第57頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（一）概述

揮發(fā)油(volatileoils)又稱精油(essentialoils)，是一類具有芳香氣味的油狀液體的總稱。在常溫下能揮發(fā)，可隨水蒸氣蒸餾。第58頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（二）存在部位：存在于菊科、蕓香科、傘形科、唇形科、木蘭科和馬鞭草科等植物的腺毛、油室、油管、分泌細(xì)胞或樹脂道等各種器官中。第59頁,共63頁，2024年2月25日，星