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6萜类和挥发油

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萜类和挥发油

萜类和挥发油

贴类和挥发油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。

穿心莲、青蒿、龙胆、紫杉成分均为萜类化合物。

类别碳原子数异戊二烯单位存在形式数单萜102挥发油倍半萜153挥发油二萜204树脂、苦味素、叶绿素植物醇二倍半255海绵、植物病菌、昆虫代谢物萜三萜306皂苷、树脂、植物乳汁四萜408植物胡萝卜素多萜~7500~300000>8橡胶、硬橡胶二、单萜单萜类化合物是植物挥发油中沸点较低部分的主要成分，其中含氧衍生物多具有较强的生物活性及香气，1.链状单萜2.单环单萜薄荷醇辣薄荷酮3. 双环单萜芍药苷：镇静、镇痛、抗炎。

龙脑：俗称冰片，具有发汗、解痉、止痛等作用樟脑：主要存在于樟树的挥发油中，具有局部刺激和防腐作用，用于神经痛、炎症、跌打损伤。

三、环烯醚萜：为臭蚁二醛的缩醛衍生物。

环烯醚萜及其苷类在中药中分布较广，以玄参科、茜草科、唇形科、龙胆科最常见。

环烯醚萜多具有半缩醛及环戊烷环的结构，C1-OH为半缩醛羟基，不稳定，因此在植物体内主要以苷的形式存在。

(1) 环烯醚萜苷栀子苷：泻下马鞭草苷：兴奋副交感神经、镇咳4- 去甲基环烯醚萜苷桃叶珊瑚苷是车前草清热、利尿的有效成分。

梓醇是中药地黄降血糖、利尿的有效成分之一。

（2）裂环环烯醚萜苷龙胆苦苷是龙胆、当药、狼芽菜的苦味成分。

理化性质环烯醚萜苷易溶于水、甲醇，可溶于乙醇、丙酮、正丁醇等，难溶于其他有机溶剂。

苷易被酸水解，生成的苷元因具有半缩醛结构，性质活泼，易进一步氧化或聚合而显深色；甚至随水解条件的不同产生各种不同颜色的沉淀。

中药地黄、玄参等经过干燥或受潮可变黑色，皆因苷类水解的产物氧化聚合所致。

苷元遇酸、碱、羰基化合物与氨基酸都能变色。

与皮肤接触可使之变蓝.苷元于冰醋酸中加少量铜离子加热也能产生蓝色沉淀.四．倍半萜 1.开链倍半萜：金合欢醇 2.单环倍半萜：青蒿素 : 倍半萜内酯过氧化物，抗疟。

107728-天然药物化学-第六章 萜类和挥发油

107728-天然药物化学-第六章 萜类和挥发油

分子中的酚羟基易于甲基化，但不易酰化。
分子中的羰基类似于羧酸中羰基的性质， 但不能与一般羰基试剂反应。
能与多种金属离子形成络合物结晶体，并 显示不同颜色，可用于鉴别；如铜络合物 为绿色结晶，铁络合物为赤红色结晶。
2、环烯醚萜
含有环戊烷结构单元，包括含有取代环戊烷环烯 醚萜（iridoids）和环戊烷开裂的裂环环烯醚萜 （secoiridoids）两种基本碳架。
环烯醚萜骨架
裂环环烯醚萜骨架
COOH
11
65 4
3
7 8
9 1 O2
10 O H
氧化
O OH
开环
7
11
6 5 9O
8
10 O H
裂环环烯醚萜
脱羧
氧化 环合
O
OH 4-去甲环烯醚萜
7 11 O 6 54 9O
8 10 O H 裂环内酯环烯醚萜
多为白色结晶体或粉末，多具旋光性，味苦。
苷类易溶于水和甲醇，可溶于乙醇、丙酮和 正丁醇，难溶于氯仿、乙醚和苯等亲脂性有 机溶剂。
1、双键加成 2、羰基加成
1、双键加成
（1）与卤化氢加成反应 与氢卤酸类在冰醋酸中反应，于冰水中析出
结晶性加成物。 （2）与溴加成 在冰冷却条件下，于不饱和萜的在冰醋酸或乙
醚—乙醇的混合溶液中滴加溴，析出结晶性加 成物，可用于双键的定性鉴别。
（3）与亚硝酰氯（Tilden试剂）加成
（3）卓酚酮类：一类变形的单萜，它们的碳架不
符合异戊二烯定则，该类化合物多具有抗菌活性， 但同时多有毒性。
HO
C
H
2
O
H O
HO
OH
O
COOH2C
芍药苷
Paeoniflorin
6---萜类和挥发油

6---萜类和挥发油


x2 多萜类 倍半萜类 三萜类 二萜类
x2 四萜类
萜类化合物的生源途径
MVA
单萜 倍半萜
IPP DMAPP IPP 焦磷酸香叶酯（GPP）（C10） IPP ×2 角沙烯 三萜 焦磷酸金合欢酯 （C30） （FPP）(C15) 甾体类 IPP ×2 类胡萝卜素(C40) 焦磷酸香叶基香叶酯 （GGPP）(C20) IPP 焦磷酸香叶基金合欢酯 （GFPP）(C25)
（Supercritical Fluid Extraction SFE） 利用一种物质在超临界区域形成的流体进 行提取的方法称为超临界流体萃取。
（溶剂提取法的一种形式）
目前最常用的是CO2作为超临界流体进行植 物中一些成分的提取。
（三）冷压法
鲜果皮 压力 油与水 离心 分层
特点：杂质较多 除杂：再进行水蒸气蒸馏， 除去非挥发性成分。
（三）利用结构中特殊官能团进行分离
内酯——碱开环、酸闭环 双键——加成反应 羰基——加成反应
第五节 萜类的生物活性
倍半萜的生物活性：
细胞毒和抗肿瘤活性 驱虫杀虫作用：鹰爪甲素 昆虫拒食剂 中枢神经系统兴奋作用 抗疟活性 抗菌活性等

第六节 挥发油Volatile Oils
一、概述（Introduction) （一）挥发油定义： 挥发油又称为精油（essential oils)， 具芳香气味的油状液体的总称。 常温下能挥发，可随水蒸气蒸馏。
斑蝥胺 （抗癌）
（三）双环单萜
芍药苷
二、环烯醚萜(iridoids)
（一）环烯醚萜生源合成途径
(GPP)
（若双键加成，则为香茅醛）
臭蚁二醛
（二）环烯醚萜分类
（三）环烯醚萜的理化性质
第七章萜类和挥发油部分

第七章萜类和挥发油部分


例如,马鞭草苷元在238nm（ε9600）有吸收峰
O COOCH3 O
_ OH
O COOCH3 _
O
CH3 OH
CH3 CHO
马鞭草苷元（240nm） 马鞭草苷元烯醇型阴离子（271nm）
11
（二）IR光谱
6
环烯醚萜类化合物的主要IR光谱特征如下： 7
1．共同特征是在1640cm－1左右有强峰，
8
聚合、缩合、氧化等反应，形成不同颜色的产物。 如京尼平与氨基酸（甘氨酸、亮氨酸、谷氨酸）共热，
即显红色至蓝色。 有的与冰乙酸及少量铜离子共热能产生蓝色。 分子中有环戊酮结构，可与2，4-二硝基苯肼反应产生黄
色。 注意：上述检识反应并不是对每种环烯醚萜类化合物都为阳 性反应，故检识时应多做几种反应，并佐以苷的一般检识反 应进行补充检识。
5 4
3
9 1 O2
系烯醚双键的伸缩振动引起的。
10
OH
2．若C4有COOR基，则在1680cm－1左右（个别可在1710cm －1）有α、β不饱和酯的羰基吸收，也是强峰。此点可与C4无 取代基或C4取代基为-CH3，-CH2OH等相区别。
3 ． 若 戊 烷 部 分 有 环 酮 结 构 存 在 ， 则 于 1740cm － 1 （ 1710 ～
3. 薁类
（1）Sabety反应 ：挥发油1滴的1ml氯仿 ＋5％溴的氯仿蓝、 紫或绿色； （2）Ehrlich试剂反应：对-二甲胺基苯甲醛-浓硫酸（Ehrlich 试剂）紫色或红色； （3）对-二甲胺基苯甲醛显色反应：薄层色谱展开分离后显色 反应。
试剂：对-二甲胺基苯甲醛0.25g、乙酸50g、85％磷酸5g 和水20ml混匀后组成的显色剂（避光可保存数月）。 颜色：室温显蓝色，示有薁类衍生物；
第六章 萜类和挥发油

第六章 萜类和挥发油


三、倍半萜
基本碳架由15个碳原子构成，即3个异戊二 烯单位。
是挥发油高沸程（250℃—280℃）的主要 组分
1、无环倍半萜
洋甘菊
金合欢烯 （甜橙油、玫瑰油、桔子油等精油中）
（用于皂用、洗涤剂香精中和日化香精中）
2、环状倍半萜（单环和双环）
H O O O O O
青蒿素 （抗恶性疟疾）
H H
青蒿
宝塔糖 蛔蒿
青蒿 青蒿素 （抗恶性疟疾）
H H
七、萜类化合物的性质
1、形态 单萜及倍半萜：多为油状液体， 少数为固体结晶 二萜及二倍半萜多为固体结晶 2、味 多具苦味，少数萜具有较强甜 味，如甜菊苷
龙胆苦苷
2、溶解性
亲脂性：易溶于醇及脂溶性有机溶剂，难溶 于水。 H
碱溶酸沉：具羧基、酚羟基及内酯结构 O O 的萜类。
O
D
E
1、由（ ）衍生而成的化合物均为萜类 化合物，此类化合物结构种类虽然非常 复杂，但其基本碳架多具有（ ）结构 特征。
2、按基本碳架的碳原子数目，即（ ） 的多少，可将萜类化合物分成单萜、倍 半萜、二萜、二倍半萜、三萜及四萜等。
3、薁类成分多存在于 分，呈蓝、紫色。 沸点部
H O O O O O
O O
蒿甲醚
H H
O 青蒿素 （抗恶性疟疾）
第二节 挥发油
一、概述 挥发油(volatile oils)又称精油(essential oils)， 是一类具有芳香气味的油状液体的总称。 在常温下能挥发，可随水蒸气蒸馏。
二、分布 主要存在种子植物，尤其是芳香植物中。
芳香植物 有 56 科，约 300种。菊科、芸
3、脂肪族化合物
CH3-(CH2)8-COCH3
天然药物化学第六章萜类和挥发油-幻灯片(2)

天然药物化学第六章萜类和挥发油-幻灯片(2)


GGPP 二萜 C20
角鲨烯 C30
三萜 C30
焦磷酸香叶酯(GPP) 焦磷酸金合欢酯(FPP)
单萜 C10
倍半萜 C15
-3×CH3 甾体 C27
CH3
CH3
H 3C 4 O O
O
6
O 12
CH3
H 3C O O O
OH
H 3C
还原青蒿素
O
CH3
蒿甲醚 O C H3
CH3
H3C 4 O O
O
6 5
二、分离：结晶法，柱层析(硅胶, Al2O3), 可逆化学反应
溶剂萃取法
(1) 系统溶剂提取
材料
MeOH (EtOH)热提
醇浸膏
热水反复溶解
不溶物
水液
亲脂性杂质 (如叶绿素,树脂物)
Et2O萃取
Et2O萃取液
低极性(游离萜; 苷元, 部分单糖苷)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
水液
EtOAc萃取
EtOAc液
中等极性(萜单糖苷, 双糖苷)
CH3 [H]
O 12 CH3
H3C
O
O
O
青蒿素
O
O
CH3
O
氢化青蒿素
CH3
OO
O
O O
CH3 O ONa
O 还原青蒿素
琥珀酸钠
CH3
O O
CH3
第三节 二萜(diterpenoids)及二倍半萜
一、概述 分布：陆生 海洋生物 与单、倍半萜共存，三萜（少）
二、生源及分类
1、生源
MVA NPP或GPP ×2
(三) 化学方法
1、 酸性成份
2、 碱性组份
萜类与挥发油

萜类与挥发油


O
CH3
O 大苞雪莲内酯
主产于美洲， 少数产欧洲、 非洲和亚洲， 我国有14种， 除新疆、西藏外， 全国均产。
四、二萜(diterpenoids)
是由4个异戊二烯单位构成、含20个碳原子旳化合 物类群。它们是由焦磷酸香叶基香叶酯衍生而成。
紫杉烷
分布：植物界（广泛），菌类代谢产物，海洋生物。 存在：植物乳汁、树脂中。 化合物举例：紫杉醇、穿心莲内酯、丹参醌、银杏内酯、雷 公藤内酯、甜菊苷等。
14
1
9
2
10 8
3
13
O 4 56 7 11
15
O 12
O
α- 山道年
山道年是强力驱蛔剂，但服 用过量可产生黄视疟毒性， 已被临床淘汰。
从菊科植物茼蒿旳花中提取旳化学物质。可作驱肠虫剂
3、 薁类衍生物
凡由五元环与七元环骈合而成旳芳环骨架都称为薁类 (azulenoids)化合物。此类化合物多具有抑菌、抗肿瘤、杀 虫等生物活性。
β- 金合欢烯
CH2OH 金合欢醇
H3C HO
橙花醇
金合欢烯：又称麝子油烯，存在于枇杷叶、生姜、及洋甘菊 旳挥发油中。金合欢烯有α、β两种构型，其中β体存在于藿 香、啤酒花和生姜挥发油中。 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，是橙花油中旳主要成 份之一。
2、 环状倍半萜
桃叶珊瑚甙
相传北宋皇祐 五年（1053年）八月，吉安县永和一带， 当年汉将马武领兵伐匈奴，不料兵败被困，军中粮尽水竭， 数万将士众多患“血尿病”，生命危在旦夕。惟有三匹战马 因常啃路上车辙旳无名小草，而幸免此疫。细心旳车夫 发觉此况，便挣扎着往车道中扯来那种无名小草，生嚼吞食，
萜类及挥发油

萜类及挥发油


12
第一节 单萜
单萜---以两分子异戊二烯单元聚合而成的
化合物,碳架通式是C10H16。多是植物挥发油
的组成成分。具有浓郁的香气，常作为化
妆品、食品的原料.
13
分布：
单萜类化合物广泛分布在高等植物的分 泌组织（腺体、树脂道等）里，如唇形科、 伞形科、芸香科、樟科、猕猴桃科、龙舌兰 科、漆树科、香荔枝科、天南星科、五加科、 马蔸铃科、橄榄科、藜科、半日花科、菊科、 龙脑香科、杜鹃花科、豆科、牻牛儿苗科、 禾本科、山竹子科、八角科、鸢尾科、樟科、 木兰科、桑科、桃金娘科、茜草科、玄参科 等植物中。
14
单萜类化合物多数是挥发油低沸点部分 (140～180℃)的主要组成成分，其含氧衍生 物沸点较高(200～230℃)，均为挥发油的主 要组成成分，是油中香气来源和活性成分， 也是医药、食品和化妆品工业的重要原料。 有些单萜类化合物以苷的形式存在于植物中， 不具有随水蒸气蒸馏出来的性质；还有一些 是昆虫或微生物的代谢产物。
第七章
萜类和挥发油
1
一、萜的含义：
萜类化合物是指一类由甲戊二羟 酸衍生而成，基本碳架多具有2个或2 个以上异戊二烯单位聚合衍生而成的 一类化合物。
2
萜类化合物种类很多，多数具有不饱和 键，其烯烃类也称为萜烯。开链萜烯的分子 组成符合通式(C5H8)n，随着分子中碳环数目 的增加，其氢原子数的比例相应减少。萜类 化合物不仅以萜烃形式存在，大多是以各种 含氧衍生物如醇、醛、酮、羧酸、酯类及苷 的形式存在于自然界，还有少数则以含氮、 硫的衍生物存在。
42
4．水解性 作为一种苷类成分，苷键容易被酸 或酶水解断键生成苷元和糖。产生的苷元因 具有半缩醛结构，性质活泼，容易进一步发 生聚合等反应，故水解后不但难以得到原苷 的苷元，而且还随水解条件（温度、酸的浓 度）的不同产生各种不同颜色的沉淀。如中 药玄参、地黄、枳实等加工后变黑，就是由 于这类苷在酶的作用下，水解成苷元，再聚 合成黑色。植物组织易变黑者，常提示植物 中有环烯醚萜苷类化合物存在。
天然产物化学第6章 萜类化合物和挥发油

天然产物化学第6章 萜类化合物和挥发油


二.结构分类（环烯醚萜）
4）苷元遇易发生呈色反应：
苷元 + H+
呈色
苷元 + OH -
呈色
苷元 + C=O
呈色
苷元 + 氨基酸 呈色（蓝色）
中药玄参、地黄等炮制过程中变黑就是环烯醚 萜苷类物质水解聚合所起的作用
5）能产生吡喃衍生物的特征性颜色反应。
车叶草苷与Shear试剂（浓盐酸：苯胺 = 1:15） 发生颜色反应，黄色到棕色到深绿色。
但其苦味比当药 苦苷强100倍以上。
R'
橄榄苦苷
HO
O 7
O 11 H COOCH3
4
6 5
3
10
O2
R
9 8
1
O glc
(oleuroprin)和10-羟 基女贞苷(10-
hydroxyligustroside) 只存在木樨科植物 中，具有△8, 9双键, C7被氧化成羧基后
橄 榄 苦 苷 R= H R'= OH 而结合成酯。
• 提出“活性的异戊二烯”假设。
一. 萜类化合物的定义
2. 生源的异戊二烯法则
萜类化合物是经甲戊二羟酸途径（mewalonic acid pathway)衍生的一类化合物，通式为（C5H8 ）n 。
HOOC
OH OH
甲戊二羟酸
甲戊二羟酸 焦磷酸异戊烯脂
3-羟基3-甲基戊二酸单酰辅酶A 焦磷酸二甲基烯丙酯
橙花醇
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 CH2OH 较高。
香茅醇
上述三种萜醇都是玫瑰香 系香料。
OH 芳樟醇
芳樟醇是香叶醇、橙花 醇的同分异构体，左旋 体在香柠檬油中含有， 右旋体则存在于桔油及 素馨花Jasminum grandiflorum的挥发油中。
异戊二烯甲戊二羟酸第六章萜类和挥发油第一节概述一

异戊二烯甲戊二羟酸第六章萜类和挥发油第一节概述一

一、单萜 （monoterpenoids）
（一）、链状单萜
代表化合物： 香叶醇（geraniol)： 橙花醇（nerol 香茅醇（citronellol
CH2OH
CH2OH
CH2OH
以上三种萜醇都是玫瑰香系香料，是很重要的香料化工原料。
第二节、萜类的结构类型及代表性化合物
一、单萜 （monoterpenoids）
第二节、萜类的结构类型及代表性化合物
二、环烯醚萜（iridoids） 代表化合物： 3、裂环环烯醚萜苷类
O O
龙胆苦苷 gentiopicroside
O O glc
第二节、萜类的结构类型及代表性化合物
三、倍半萜（sesquiterpenoids）
（一）、概述：
1、含义：是由3个异戊二烯单位构成、含15个碳原子的化合物 类群。 2、分布：主要分布在植物界和微生物界。海洋低等动物（海藻、 软体动物等）、昆虫中也有发现。 多以挥发油的形式存在。 在植物中多以醇、酮、内酯或苷的形式存在。 亦有以生物碱形式存在。
成、含20个碳原子的化合物类群。
它们的结构显示多样性，但生源上的前体均为焦磷酸香叶基香 叶酯（GGPP)，几乎都呈环状结构。 2、分布:二萜广泛分布于植物界，植物分泌的乳汁、树脂等均 以二萜类衍生物为主，尤以松柏科植物最为普遍。除植物外，
菌类代谢产物中也发现有二萜，从海洋生物中也有为数较多的
二萜衍生物。
。
有存在。
常见科： 唇形科、伞形科、松科、菊科、樟科、芸香科、
龙脑科等
第二节、萜类的结构类型及代表性化合物
一、单萜 （monoterpenoids） 3、分类 根据结构中碳环的有无及数目分类：
链状单萜
单环单萜 双环单萜 单萜化合物最多。
天然药物化学萜类和挥发油

天然药物化学萜类和挥发油

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• 水生植物很少分布有挥发油。 • 某些菌类和苔藓类植物可合成一些(yīxiē)萜类，如斜 卧青 • 霉菌(青霉属decumbens) 合成橙花叔醇。 • 近年来从海洋生物中发现了大量的萜类化合物。
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、萜类的生源学说(xuéshuō)
萜类化合物的生源主要(zhǔyào)有如 下两种观点： •经验的异戊二烯法则 •生源的异戊二烯法则
酯乙(yuanhuadin)均为引产药。 (2) 抗白血病、抗肿瘤活性：雷公藤内酯(triptolide)、
雷公藤羟内酯(tripdiolide)、鸦胆丁(bruceantin) 、 紫杉醇(taxol)等。 (3) 驱蛔虫和杀虫活性：如驱蛔素(ascaridole)，川楝素 (chuanliansu，toosendanin)、土木香内酯 (costunolide)等。
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(四) 卓酚酮类 (troponoides)
卓酚酮类化合物是一类变形的单萜，它们的碳 架不符合异戊二烯定则，具有(jùyǒu)如下的特性: 1. 卓酚酮具有芳香化合物性质, 具有酚的通性，显酸 2. 性，酸性强弱：酚<卓酚酮<羧酸。 3. 2. 分子中的酚羟基(qiǎngjī)易于甲基化，但不易
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(4) 抗疟活性: 如青蒿素(arteannuin)、鹰爪甲素 (yingzhaosu A)。
(5) 神经系统作用：如治疗神经分裂症的马桑内酯类化 合物。
(6) 抗菌痢和抗钩端螺旋体活性: 如穿心莲内酯 (andrographolide)、穿心莲新甙 (neoandrographolide)、14—去氧穿心莲内酯(14deoxyandrographolide)。
的心β材-崖中柏；素，也称扁 柏(biǎnbǎi)素 (kinokitol)，存在于台

(整理)萜类和挥发油

规划编制单位对可能造成不良环境影响并直接涉及公众环境权益的专项规划，应当在规划草案报送审批前，采取调查问卷、座谈会、论证会、听证会等形式，公开征求有关单位、专家和公众对环境影响报告书的意见。2、芳香族小分子化合物多为苯丙素酚类
C.环境影响报告书3、脂肪族小分子化合物
（二）性质
(1)性状多为无色或淡黄色透明液体。具有浓烈的香味，少数有颜色，奥类多显蓝色。“脑”——挥发油在低温下析出的结晶物。滤去析出物的油为脱脑油
贴类和挥发油
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。穿心莲、青蒿、龙胆、紫杉成分均为萜类化合物。
类别
碳原子数
异戊二烯单位数
存在形式
单萜
10
2
挥发油
倍半萜
15
3
挥发油
二萜
20
4
树脂、苦味素、叶绿素植物醇
二倍半萜
苷易被酸水解，生成的苷元因具有半缩醛结构，性质活泼，易进一步氧化或聚合而显深色；甚至随水解条件的不同产生各种不同颜色的沉淀。
中药地黄、玄参等经过干燥或受潮可变黑色，皆因苷类水解的产物氧化聚合所致。
（1）非煤矿矿山的建设项目（注：对煤矿建设项目有单独特别规定）；苷元遇酸、碱、羰基化合物与氨基酸都能变色。与皮肤接触可使之变蓝.苷元于冰醋酸中加少量铜离子加热也能产生蓝色沉淀.
(3)羰基化合物：
Ａ：亚硫酸氢钠:30%亚硫酸氢钠低温短时间振摇提取,有加成物析出,分离,加酸或碱分解，以乙醚提取即可.
Ｂ吉拉德试剂：挥发油的乙醚层，回收乙醚后加入试剂的乙醇液,再加入10%醋酸,加热回流.待反应完成,加水稀释,用乙醚萃取.分取水层加酸酸化,再用乙醚萃取,蒸去乙醚即可。

萜类和挥发油

萜类结构特征。
萜类和挥发油在化学结构上的差 异导致它们在性质、提取和分离
方法等方面存在不同。
萜类与挥发油的生物合成关系
萜类和挥发油在生物体内都是 由相同的生物前体合成的，即 乙酰CoA。
萜类的生物合成途径通常涉及 多个异戊二烯单位的聚合和修 饰，而挥发油则是通过一系列 酶促反应生成的。
不同生物合成途径导致萜类和 挥发油在生物体内的合成部位、 合成时间和合成量等方面存在 差异。
05
萜类和挥发油的研究进 展
萜类研究进展
萜类化合物的生物合成
研究萜类化合物的生物合成途径，探索其在 植物、动物和微生物中的合成机制。
萜类化合物的结构多样性
研究萜类化合物的化学结构多样性，探索其在自然 界中的存在形式和分布情况。
萜类化合物的生物活性
研究萜类化合物的生物活性，包括抗癌、抗 炎、抗菌等药理作用，以及在植物保护、食 品添加剂等方面的应用。
萜类化合物还具有工业应用价值，如 用于生产油漆、橡胶、润滑油等。
日用化工
一些萜类化合物如薄荷醇、柠檬烯等 具有特殊气味和性质，广泛应用于日 用化工领域，如香料、化妆品、食品 添加剂等。
02
挥发油概述
定义与分类
定义
挥发油又称精油，是一类具有芳香气味的油状液体，主要来源于植物的次生代谢产物。
分类
根据来源和化学成分，挥发油可分为单萜类、倍半萜类、醇类、醛类、酮类、酯类等。
医药
某些挥发油成分具有药理活性 ，可用于制备药物，如薄荷油 、丁香油等。
其他
挥发油还可用于日用品、清洁 剂等领域，如香薰蜡烛、空气
清新剂等。
03
萜类与挥发油的关系
萜类与挥发油的化学结构关系
萜类和挥发油都含有碳、氢元素， 且具有较为复杂的化学结构。

第六章 萜类和挥发油 (1)

天然药物化学课程教案课次1授课方式 （请打√） 理论课□ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 授课题目：第六章 萜类和挥发油 第一节 概述 第二节 萜类的结构类型及重要代表物 第三节 萜类化合物的理化性质课时 安排 3教学目的和要求：1、掌握萜类化合物的定义、结构类型及重要代表物的化学结构和生理活性。

2、掌握萜类化合物的性质。

3、熟悉萜类化合物的生物合成途径。

教学重点及难点： 重点：1、萜类化合物的定义、结构类型及重要代表物的化学结构和生理活性。

2、萜类化合物的性质。

难点： 萜类化合物的性质和生物合成途径。

教学基本内容方法及手段1第六章 萜类和挥发油 第一节 概 述 一、萜的含义和分类 1、定义：凡是由甲戊二羟酸衍生的化合物均称为萜类化合物。

OH异戊二烯 (C5单位)2、分类依据1-薄荷OH愈创木根据分子结构中异戊二烯单位的数目进行分类；在此基础上再根据各萜类分子结构中碳环的有无和数目的多少进行分类。

萜类化合物的分类及分布多媒体 讲解分类 碳原子数 通式(C5H8)n存在形式与分布半萜5n=1植物叶单萜10n=2挥发油倍半萜15n=3挥发油二萜20n=4树脂、苦味质、植物醇二倍半萜 25n = 5 海绵、植物病菌，昆虫代谢物三萜30n = 6 皂苷、树脂、植物、乳汁四萜40n=8植物胡萝卜素二、萜类的生源学说 （一）经验的异戊二烯法则（empirical isoprene rule）认为自然界存在的萜类化合物都是由异戊二烯衍变而来的，是异戊二 烯的聚合体或衍生物。

并以是否符合异戊二烯法则做为判断是否为萜类化 合物。

（二）生源的异戊二烯法则（biogenetic isoprene rule）萜类化合物是经甲戊二羟酸途径衍生的一类化合物。

焦磷酸二甲烯丙酯（DAPP）和焦磷酸异戊烯酯（IPP）是生物体内真正 的异戊烯基单位 合成萜类化合物的甲戊二羟酸途径：2CO2H2Ohv / 叶绿素葡萄糖代谢磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶A 萜类化合物的生物合成途径：甲羟戊酸萜类 甾类 胡萝卜素类环烯醚萜的生物合成：3CH2OPPH1. 水解2. 氧化GPP环合CHO香茅醛OH HH4653O7 891 2OH10 H环烯醚萜OH羟醛缩合水合CHOCH2OH CHO氧化HOH CH O烯醇化CHO CHO蚁臭二醛H465379 81 2O10 H OH环烯醚萜氧化COOH44脱羧OOOHOH4-去甲环烯醚萜开环76 589氧化 O 环合O 11 O 764589O10 OH裂环环烯醚萜10 OH裂环内酯环烯醚萜4第二节 萜类化合物的结构类型及重要代表物分类 半萜萜类化合物的分类及分布碳原子数 通式(C5H8)n存在形式与分布5n=1植物叶单萜10n=2挥发油倍半萜15n=3挥发油二萜20n=4树脂、苦味质、植物醇二倍半萜 25n=5海绵、植物病菌，昆虫代谢物三萜30n=6皂苷、树脂、植物、乳汁四萜40n=8植物胡萝卜素多媒体 讲解一、单萜 （一）链状单萜CH2OHCH2OHCH2OHCHO H香叶醇橙花醇香茅醇柠檬醛香叶醇和橙花醇互为顺反异构体。

第6章 萜类和挥发油 03 萜类的理化性质及挥发油的概述

天然药物化学第6章萜类和挥发油第3讲萜类的理化性质及挥发油的概述预备知识01萜类化合物的结构特点02挥发油由哪些萜类化合物组成学习目标01•了解萜类化合物的理化性质02•掌握挥发油的定义及通性（一) 萜类的理化性质•物理性质•形态味旋光溶解度•化学性质•加成反应•氧化反应•脱氢反应•分子重排反应•形态：•单萜、倍半萜多为油状液体、少数为固体，具有特殊香气。

•随分子量和双键的增加，官能基团的增多，化合物的挥发性降低，熔点和沸点相应增高，可采用分馏的方法将它们分离开来。

•二萜和二倍半萜多为结晶性固体。

•味：•萜类化合物多具有苦味，又称苦味素。

•旋光和折光性：•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。

•溶解度：•萜类化合物亲脂性强，易溶于醇及脂溶性有机溶剂。

具内酯结构的萜类化合物能溶于碱水，酸化后，又重新析出，此性质可用于具内酯结构的萜类的分离与纯化。

•萜类对高热、光和酸碱较为敏感, 在提取分离时应注意。

•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。

•氧化反应用来测定分子中双键的位置，醛酮合成等。

常用氧化剂：臭氧、铬酐(三氧化铬)、四醋酸铅、高锰酸钾、二氧化硒等。

•脱氢反应脱氢反应中，环萜的碳架转变为芳香烃类衍生物，反应通常在惰性气体的保护下，用铂黑或钯做催化剂进行。

•分子重排反应在萜类化合物中，特别是双环萜在发生加成、消除或亲核性取代反应时，常常发生碳架的改变，产生Wagner-Meerwein重排。

（二）挥发油的概述•定义：•挥发油(volatile oils)又称精油(essential oils)，是一类可随水蒸气蒸馏、具有芳香气味的油状液体的总称。

在常温下能挥发，少数与糖结合成苷。

•中草药中主要存在种子植物中，尤其是菊科、芸香科、伞形科、唇形科等植物。

挥发油的生物活性•生物活性•挥发油多具有祛痰、止咳、平喘、驱风、健胃、解热、镇痛、抗菌消炎作用。

萜类和挥发油

+
NaOH
注：倍半萜内酯在酸、碱处理时易发生结构重排，二萜类易聚合成树脂。
3. 吸附法： 用于苷类的提取
利用有机物可被活性炭或大孔树脂吸附的性 质，水洗除糖，再用醇水洗脱萜苷 （1）活性炭吸附法：如桃叶珊瑚苷
（2）大孔树脂吸附法：甜菊苷（stevioside）
药材
CaCO 3 H 2O
水提液
活性炭吸附
(CH3) 2-CH-CH2-CH2OH (CH 3)2-CH-CH 2-CH 2-O-N=O + HCl
亚硝酸异戊酯
HCl Cl NO NH N NO
Cl-N=O
亚硝酰氯(Tilden 试剂)
不饱和萜类的分 离与鉴定
氯化亚硝基衍生物(蓝~绿色)
亚硝基胺类结晶
（2）环化加成：Diels-Alder反应—— 共轭双烯萜的鉴定
5 10 15
通式(C5H8)n
n=1 n=2 n=3
存在
植物叶 挥发油 挥发油
二萜diterpenoid
20
n=4
n=5 n=6
树脂、苦味质
海绵、微生物 皂苷、树脂
二倍半萜sesterterpenoid 25 三萜triterpenoid 30
四萜tetraterpenoid
多聚萜polyterpenoid
内酯、不饱和双键（Cl-N=O）、羰基（Girard试剂）等
例：鄂北贝母中对映-贝壳杉烷型二萜的提取与分离 应用硅胶柱层析分离方法，以石油醚-乙酸乙酯系统洗脱，从 非生物碱部位成功地分离到18个对映-贝壳杉烷型(ent-kaurane) 二萜及其二聚体。
R2 CH2OH H 3C H 3C R3 H 3C COOH
萜类化合物的理化性质；

天然药物化学 第6章 萜类和挥发油

第6章 萜类和挥发油一、选择题1. 开链萜烯的分子组成符合下述哪项通式A.（C n H n ）nB.（C 4H 8）nC.（C 3H 6）nD.（C 5H 8）nE.（C 6H 8）n2. 下列化合物应属于 OOH 3.组成挥发油最主要的成分是A. 脂肪族化合物B. 芳香族化合物C. 二萜类D. 二倍半萜类E. 单萜、倍半萜及其含氧衍生物3. 挥发油中的芳香族化合物多为下列哪种衍生物。

A. 苯酚B. 苯甲醇C. 苯甲醛D. 苯丙素E. 苯甲酸4. 提取某些贵重的挥发油，常选用的方法是A. 通入水蒸气蒸馏法 B ．吸收法 C ．压榨法 D ．浸取法 E ．共水蒸馏法5. 吉拉德试剂的反应条件为A. 弱碱性条件加热回流B. 弱酸性条件加热回流C. 中性条件加热回流D. 低温短时振摇萃取E. 高温、长时间回流6. 具有抗疟作用的成分是A. 皂苷B. 黄酮C. 青蒿素D. 强心苷E. 蒽醌7. 游离的单萜和倍半萜类化含物通常具有的性质是 ＿ 。

A. 挥发性B. 水溶性C. 溶血性D. 无旋光性8. 鉴定萜类化物结构中存在共轭双键，可选用的化学反应是 ＿ 。

A. 卤化氢加成反应B. 溴加成反应C. 顺丁烯二酸酐加成反应（Die1s-Alder 反应）D. 亚硝酰氯加成反应9. 自挥发油中分离醛酮类化合物最常用的化学反应是 ＿ 。

A. 与NaHSO 3加成反应B. 与亚硝酰氯加成反应C. 与硝基苯肼衍生物的缩合反应D. 与NaHSO 4加成反应10. 色谱法分离萜类化合物，最常用的吸附剂是（ ）A ．硅胶 B. 酸性氧化铝 C. 碱性氧化铝 D. 葡聚糖凝胶 E. 聚酰胺11. 不能升华也无挥发性的成分是（ A ）。

A. 黄酮类B.蒽醌类C.樟脑D.游离香豆素12. 穿心莲内酯从结构上看属于（ ）A 、单萜B 、倍半萜C 、二萜D 、四环三萜14. 䓬酚酮类化合物是属于（ ）的一种变形结构不符合异戊二烯法则。

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半萜类
单萜类
(IPP)
聚合
OPP
焦磷酸香叶酯
geranyl pyrophosphate(GPP)
焦磷酸多聚戊烯酯
polyprenyl pyro
CH2OPP
OPP
+ IPP
CH2OPP
多萜类
焦磷酸金合欢酯
焦磷酸香叶醇基香叶醇酯
(farnesyl pyrophosphate,FPP) (geranyl geranyl pyrophosphate,GGPP)
（二）单环单萜
薄荷醇
薄荷酮
g-崖柏素
a-崖柏素
扁柏素
卓酚酮类（ troponoids)
特性：
1. 酸性：COOH＞卓酚酮＞酚类 2. IR光谱：νC=O：1600~1650cm-1
νO-H：3100~3200cm-1 3. 金属络合：Cu+2——绿色
Fe+3——赤红色 4.活性：抗癌，具毒性
斑蝥素 （皮肤发赤、发泡 生毛剂）
第六章 萜类和挥发油
（Terpenoids and Volatile Oils）
本章内容
萜类
概述 萜的类型及代表化合物
萜类理化性质 提取分离 生物活性
挥发油
第一节 概述
一、萜的含义与分类
（一）萜类化合物： 凡是由甲戊二羟酸（mevalonic acid MVA）
衍生、且分子式符合（C5H8）n通式的化合 物及其衍生物。
第二节 萜的类型及代表物
一、单萜（挥发油的主要组分）
单萜骨架
链状
环状
单环
双环
三环
单萜的基本骨架
月桂烷型 （mycrane）
卓酚酮型
GPP
NPP
薄荷烷
柠檬烯
2-carene
2-pinene
侧柏烯
（一）链状单萜 （1）月桂烯和罗勒烯
（2）香叶醇和香橙醇
香叶醇
香橙醇 （橙花醇）
（3）柠檬醛和香茅醛
C
H3C
CH2
二戊烯 (dipentene)
（二）生源的异戊二烯法则
1956年，证明：
甲戊二羟酸（MVA) 是IPP的关键性前体；
说明： MVA途径
萜类
O C HO
H3C OH
甲戊二羟酸
(MVA)
OH
焦磷酸异戊烯酯
(IPP)
焦磷酸γ ,γ -二甲基丙烯酯
(DMAPP)
3CH3CO SCOA
乙酰辅酶 A
甲戊二羟酸 （MVA）
脱羧
3ATP 脱水 异戊二烯焦磷酸酯
(IPP)
OPP 焦磷酸3，3-二甲基烯丙酯（DMAPP）
（二）萜类分类
主要类型 半萜
单萜 倍半萜
二萜 二倍半萜
三萜
碳数 5 10 15 20 25 30
异戊二烯单位 1 2 3 4 5 6
存
在
植物叶
挥发油
挥发油
树脂、苦味质、生物碱
海绵、植物病菌、昆虫代谢物
1.甲戊二羟酸（MVA)是萜类合成的关键前体物 质。 2. 焦磷酸异戊烯酯（ IPP）和焦磷酸3，3－二 甲基烯丙酯（DMAPP）是生物体内的活性异 戊二烯，起烷基化和延伸碳链的作用。
三、萜类化合物的分布
种子植物最多； 萜类多与树脂、树胶并生，与生物碱排斥。
IPP生成的MVA途径（A）和MEP途径(B)
倍半萜类
x2 三萜类
二萜类
x2 四萜类
萜类化合物的生源途径
MVA
IPP
DMAPP
单萜
IPP 焦磷酸香叶酯（GPP）（C10）
倍半萜 二萜
IPP ×2 角沙烯
焦磷酸金合欢酯
（C30）
三萜
（FPP）(C15)
甾体类
IPP
×2
焦磷酸香叶基香叶酯
类胡萝卜素(C40)
（GGPP）(C20)
IPP
二倍半萜
焦磷酸香叶基金合欢酯 （GFPP）(C25)
斑蝥胺 （抗癌）
（三）双环单萜
芍药苷
二、环烯醚萜(iridoids)
（一）环烯醚萜生源合成途径
(GPP)
（若双键加成，则为香茅醛）
臭蚁二醛
（二）环烯醚萜分类
（三）环烯醚萜的理化性质
环烯醚萜苷和裂环环烯醚萜苷大多为白色结 晶或粉末、多具有旋光性、味苦。 苷类易溶于水、甲醇，难溶于氯仿等。 苷易水解，生成的苷元为半缩醛结构易聚合 难以得到结晶苷元。 游离环烯醚萜苷元遇酸、碱、羰基化合物、 氨基酸等都会变色，与皮肤接触会变蓝。 苷元溶于冰醋酸中，加入铜离子，加热也变 蓝。
皂苷、树脂、植物乳汁
二、萜的生源学说
（一）经验的异戊二烯法则
自然界存在的萜类化合物都是异戊二烯的聚 合体或衍生物，并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。
CH3
CH3
H2C
CH
H2C
CH2
CH
280oC 加热
C
H2C
CH
H2C
CH2
CH
H3C
CH2
异戊二烯 (isoprene)
三、倍半萜
金合欢烷型 (farnesane)
没药烷型 (bisabolane)
蛇麻烷型 (bumulane)
OPPBiblioteka 焦磷酸金合欢酯(farnesyl pyrophosphate)
OPP
血苋烷型 (iresane)
杜松烷型 (cadinane)
岩兰烷型 (vetivane)
芒牛儿烷型 (germacrane)
桉烷型 (eudesmane)
愈创木烷型 (guatazutane)
三、倍半萜
（一）无环倍半萜
三、倍半萜
（二）环状倍半萜
鹰爪甲素
青蒿素
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 的双氢青蒿素(dihydroqinghaosu)，再进行甲 基化，将它制成油溶性的蒿甲醚(artemether) 及水溶性的青蒿琥珀酸单酯(artesunate) 用于 临床。
（四）环烯醚萜的代表化合物
栀子苷 环烯醚萜苷类
梓醇 4-去甲基环烯醚萜苷
裂环环烯醚萜苷类
NH4OH 5% HCl
龙胆苦苷 gentiopicroside
龙胆碱 gentianine
当药苷(獐牙菜苷，sweroside)、当药苦苷 (獐牙菜苦苷，swertamarin)均为当药和獐牙 菜中的苦味成分。
棉酚(gossypol)为杜松烷型双分子衍生物，主要存在于棉 籽中，为有毒的黄色液体，具有杀精子的作用，但副作用 大而未应用于临床。棉酚不含手性碳原子，但由于两个苯 环折叠障碍而具有光学活性。棉酚在棉籽中为消旋体，有 多种不同熔点的晶体。
三、倍半萜
（三）薁类化合物（azulenoids)
1.定义：由五元环与七元环骈合的非苯芳环骨架 2.溶解性：溶于石油醚、乙醚、乙醇、强酸；不溶 于水。
愈创木奥
四、二萜
（一）概述 前体物质：焦磷酸香叶基香叶酯（GGPP） （二）链状二萜：
（三）单环二萜：
四、二萜
（四）双环二萜：
作用：治疗 心脑血管疾 病
（五）三环二萜：
活性： 抗肿瘤 毒性大
活性：抗肿瘤
第三节 萜类的理化性质
一、物理性质 （一）性状 1.形态：单萜、倍半萜——油状