萜类化学 单萜类(1)

单萜类化合物是指分子结构中只含有一个碳原子且具有独特化学结构的天然产物，它们通常存在于植物、动物和真菌中。

由于单萜类化合物中只有一个不饱和的环，因此，从这个意义上说，它们是一种小分子化合物。

单萜类化合物是一类含有萜字的天然产物。

这类化合物广泛存在于各类植物中，如油菜子油、桃仁油等。

单萜类化合物是萜类的衍生物，它们与维生素、微量元素一起构成了人体中的营养要素。

生活中，许多商品的包装上，都印着“ 100%天然”字样。

殊不知，人造香料中含有的可使血液凝固的化合物就属于单萜类化合物。

它可引起血管炎症、栓塞等疾病，严重时甚至会导致死亡。

那么单萜化合物是否就是一无是处呢？也不尽然。

我们在现实生活中常用的一些天然产物的抗癌功能远远超过某些人工合成的药物。

2、脂肪族单萜。

脂肪族单萜类又称为芥子油，主要存在于绿色植物的种子里，如大蒜、洋葱、山苍子等。

它是一类挥发性油，这类挥发性物质的组成包括两类：萜烯型和萜酮型。

萜烯型化合物是一种具有香气的树脂，大多数情况下可作为调味剂和食品添加剂，而其余则是易燃性物质。

在常温下，这类物质只有在较高的温度下才容易被氧化，并释放出带有刺激性气味的烟雾。

因此，吸入这种气体后，人们会感到呛鼻、头痛，甚至头晕目眩。

此外，油类还可用来调制食用油。

而在烹饪中常用的芥末、芥子油、辣椒等辛辣调味品，正是利用了其中的含硫物质对预防癌症、降低胆固醇和血压有显著效果。

但是需要注意的是，这类物质不能多吃，否则，会造成心脏疾患，甚至心绞痛。

以上所列出的都是脂肪族单萜，除此之外，在自然界还存在着另一类脂肪族单萜，它们是胡萝卜素类，其中最典型的代表就是β-胡萝卜素。

β-胡萝卜素在植物体内既是维生素A也是一种化合物，其在人体内不仅参与维生素A的合成，而且具有重要的生理功能。

β-胡萝卜素在人体中能够转化成维生素A，它在细胞分化、维持正常生长和繁殖等方面都具有重要的作用，是维持健康所必需的营养素。

β-胡萝卜素还能够增强机体免疫功能，促进细胞间质的合成，并可提高中性粒细胞的吞噬能力，从而有助于防止癌细胞的侵袭。

常见单萜类化合物及其在植物中的分布摘要单萜类化合物分布广泛，与人类生活关系密切。

该文介绍常见单萜类化合物的种类、应用及其在植物中的分布，可为单萜类化合物的开发和利用提供参考。

关键词单萜类化合物；种类；分布萜类化合物是分子中含10个以上碳原子，且碳原子数为5倍数的烃类化合物。

这类化合物可以看作是由若干个异戊二烯单位（五碳单位）头尾相连而成的化合物，这种结构特点称为异戊二烯规律。

根据萜类化合物分子中的异戊二烯单位的数目可分为单萜、倍半萜、双萜、三萜、四萜和多萜等种类。

其中单萜的基本碳架由2个异戊二烯单位构成，结构最为简单，分布也最为广泛。

由于单萜的分子量小，它们多是植物挥发油的组成成分，具有较强的香气和生物活性。

单萜根据分子碳架的特点，可分为开链萜、单环萜、双环萜、环烯醚萜类和不规则单萜5类，现将常见的单萜化合物及其分布简介如下。

1 开链单萜[1]（1）香叶醇（geraniol）和橙花油醇（peruviol）。

二者互为几何异构体，存在于玫瑰油、橙花油和香茅油中，为无色有玫瑰香气的液体，是重要的香料。

香叶醇还是一种昆虫外激素，当蜜蜂发现食物时，它便分泌出香叶醇以吸引其他蜜蜂。

（2）香叶醛（geranial）和橙花醛（neral）。

二者也互为几何异构体，主要存在于柠檬草油、橘子油中，具有很强的柠檬香气，是配制柠檬香精的重要原料。

（3）月桂烯（myrcene）。

月桂烯别名β-水芹烯、香叶烯，本身具有蜡香、青香、果香、木香、热带水果香、柑橘香等令人愉快的香气，适当加入就能使“人造香料调配的香精”产生“天然感”，价格又极其低廉。

月桂烯为无色或淡黄色液体，不溶于水，溶于乙醇等有机熔剂。

在天然精油里，含月桂烯最多的是黄柏果油（92％）、黄栌叶油（52％）和柔布枯油（43％），其次是日本黄檗果油、香脂云杉油、香脂冷杉油、加拿大铁杉油、香紫苏油、马鞭草油、蛇麻油、松节油等，也存在于枫茅、柏木、艾蒿类、橙子和柠檬等植物材料中。

国产沉香是一种具有独特香气和药用价值的木材，它含有丰富的倍半萜类和单萜类化学成分。

以下是沉香中常见的倍半萜类和单萜类化学成分：
1.倍半萜类（sesquiterpenes）：倍半萜类化合物是沉香中最主要的成分之一，它们通常
具有强烈的香气和抗菌、抗炎等生物活性。

一些常见的倍半萜类化合物包括：
●β-乙酸癸烯酯（β-Eudesmol）
●α-苏合香叶醇（α-Calacorene）
●沉香醇（Calacorenol）
●沉香酮（Calacorenone）
2.单萜类（monoterpenes）：单萜类化合物在沉香中也存在，虽然相对较少，但它们也对
沉香的香气和药用特性做出了贡献。

一些常见的单萜类化合物包括：
●环氧沉香醇（Epoxycalacorene）
●香茅醇（Citronellol）
●蓝桉醇（Linalool）
●松油醇（Pinocarveol）
这些倍半萜类和单萜类化学成分赋予了沉香其独特的香气和药用价值。

它们被广泛应用于香料工业、中药制剂以及个人护理产品中。

同时，沉香也因其稀缺性和高价值而备受关注。

萜类化合物结构式
通式为：(C5H8)n。

1.定义
萜类化合物是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（C5单位）结构特征的不同饱和程度的衍生物。

2.分类
（1）单萜类化合物及其分布
单萜类是由2个异戊二烯单元组成的具有10个碳原子的一类化合物。

单萜类化合物广泛分布于高等植物的腺体、油室和树脂道等分泌组织中，多数是挥发油中沸点较低部分的主要组成部分。

（2）倍半萜类化合物及其分布
倍半萜是指分子中含15个碳原子的天然萜类化合物。

倍半萜类化合物分布较广，在木兰目、芸香目、山茱萸目及菊目植物中最丰富。

（3）二萜类化合物及其分布
二萜类是由4个异戊二烯单位构成、含20个碳原子的一类化合物。

它们是高等植物的普遍成分，它们会形成树脂，尤其是针叶树树脂中的主要部分。

（4）三萜类化合物及其分布
三萜类化合物是由6个异戊二烯单位连接成的一类萜化合物，含有30个碳原子。

链状三萜的典型代表化合物是角鲨烯，广泛分布在人体内膜、皮肤、皮下脂肪、肝脏、指甲、脑等器官内，在人体脂肪细胞中浓度很高。

（5）四环三萜在中药中分布很广，是很多中药的有效成分。

（6）五环三萜类化合物在植物界分布广泛，种类繁多，大多具有重要的药用价值。

萜类化合物萜类1.1.1 概述萜类化合物（terpenoids）是⾃然界存在的⼀类以异戊⼆烯为结构单元组成的化合物的统称，也称为类异戊⼆烯（isoprenoids）。

该类化合物在⾃然界分布⼴泛、种类繁多，迄今⼈们已发现了近3万种萜类化合物，其中有半数以上是在植物中发现的。

植物中的萜类化合物按其在植物体内的⽣理功能可分为初⽣代谢物和次⽣代谢物两⼤类。

作为初⽣代谢物的萜类化合物数量较少，但极为重要，包括甾体、胡萝⼘素、植物激素、多聚萜醇、醌类等。

这些化合物有些是细胞膜组成成分和膜上电⼦传递的载体，有些是对植物⽣长发育和⽣理功能起作⽤的成分。

主要功能有：醌类为膜上电⼦传递的在载体，载体是细胞膜组成成分，胡萝⼘素类和叶绿素的侧链参与光合作⽤，⾚霉素、脱落酸是植物激素。

⽽次⽣代谢物的萜类数量巨⼤，根据这些萜类的结构⾻架中包含的异戊⼆烯单元的数量可分为单萜（monoterpenoid C10）、倍半萜（sesquiterpenoidC15））、⼆萜(diterpeniod C20)和三萜（triterpenoid C30）等。

它们通常属于植物的植保素，虽不是植物⽣长发育所必需的，但在调节植物与环境之间的关系上发挥重要的⽣态功能。

植物的芳⾹油、树脂、松⾹等便是常见的萜类化合物，许多萜类化合物具有很好的药理活性，是中药和天然植物药的主要有效成分。

有些萜类化合物已经开发出临床⼴泛应⽤的有效药物，如青蒿中的倍半萜青蒿素被⽤于治疗疟疾，红⾖杉的⼆萜紫杉醇被⽤于治疗乳腺癌的癌症【1】。

⼀般来说，含有两个异戊⼆烯单位⾻架的萜类称为单萜；含有三个异戊⼆烯单位⾻架的萜类称为倍半萜；含有四个异戊⼆烯单位⾻架的萜称为双萜；依次类推，有三萜、四萜等。

此外，按萜类化合物是否含有环状结构⼜将其再分为⽆环萜(开链萜)、单环单萜、双环单萜、四环三萜等等。

单萜化合物是由加⽡龙酸（mevalonie acid）经磷酸化，再经脱羧及脱⽔⽣成异戊烯基⼆磷酸酯（isopentenyl diphosphate IPP）,IPP 进⼀步异构化为⼆甲基烯丙基⼆磷酸酯（DMAPP），这两种活化的C5单元被称为“活性异戊⼆烯”，IPP和DMAPP 通过反式1，2-加成和反式1，2-消除，以“头-尾”形式相连接构成⽜⼉键⼆磷酸酯（GPP）,再经⽣物体内转化形成如下各种单萜化合物基本母核：⽆环单帖类：2，6—⼆甲基⾟烷型（9）；单环单萜类：薄荷烷型（10），桉树脑型（11）,虹彩烷（12），环烯醚萜（13），双环单萜类：蒎烷型（14），樟烷型（15）及异樟烷型（16），葑烷型（17），蓖烷型（18），苎烷型（19）等从植物薄荷的茎叶中提取所得的精油即薄荷油，它是萜的衍⽣物，其主要成分是薄荷醇（menthanol），并含有少量薄荷酮（menthanone）。

一、萜类化合物概述萜类化合物(Terpenoids)是所有异戊二烯聚合物及其衍生物的总称[4]。

萜类化合物中的烃类常单独称为萜烯。

萜类化合物除以萜烯的形式存在外,还以各种含氧衍生物的形式存在,包括醇、醛、羧酸、酮、酯类以及甙等。

萜类化合物在自然界中分布广泛,种类繁多,估计有1万种以上,是天然物质中最多的一类。

萜类化合物的分子结构是以异戊二烯为基本单位的,因此其分类依据主要是以异戊二烯单位数目的不同为标准来进行。

开链萜烯的分子组成符合通式(C5H8)n(n≥2),含有两个异戊二烯单位的称为单萜,含有三个异戊二烯单位的称为倍半萜,含有四个异戊二烯单位的则称为二萜(图1),以此类推[4]。

倍半萜约有7 000多种,是萜类化合物中最大的一类[5]。

二萜类以上的也称“高萜类化合物”,一般不具挥发性[6]。

此外,有的萜类化合物分子中具有不同的碳环数,因此又进一步区分为链萜、单环萜、双环萜、三环萜等。

其中,单萜和倍半萜及其简单含氧衍生物是挥发油的主要成分,而二萜是形成树脂的主要成分,三萜则以皂甙的形式广泛存在。

萜类化合物在植物界中普遍存在[4]。

常见含萜类化合物的植物类群有:蔷薇科(Rosaceae)、藜科(Chenopodiaceae)、天南星科(Araceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、萝科(Asclepi-adaceae)、莎草科(Cyperaceae)、禾本科(Gramineae)、柏科(Cu-pressaceae)、杜鹃科(Ericaceae)、木犀科(Oleaceae)、木兰科(Magnoliaceae)、樟科(Lauraceae)、胡椒科(Piperaceae)、马鞭草科(Verbenaceae)、马兜铃科(Aristolochiaceae)、芸香科(Ru-taceae)、唇形科(Labiatae)、菊科(Compositae)、松科(Pinaceae)、伞形科(Umbelliferae)、桃金娘科(Myrtaceae)等[7]。