萜类和挥发油
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萜类1、萜的分类——按分子中异戊二烯单位【(C5H8)n】的数目进行分类,以C原子数为主要区别。
✧单萜(n=2)——①香叶醇(牻牛儿醇):无环;抗菌、驱虫钙盐结晶抗菌虫——②薄荷醇:单环;直接冷冻法,镇痛、止痒、局麻冷冻结晶止麻痛——③冰片:双环;具升华性,发汗、兴奋升华发汗凉兴奋✧倍半萜(n=3)——①金合欢醇(法尼醇):链状;名贵香料——②青蒿素:单环;抗疟——③马桑毒素、莪术醇:双环;治疗精神分裂、抗肿瘤——④环桉醇:三环;抗金黄色葡萄球菌、白色念珠球菌✧二萜(n=4)——①植物醇:无环;维生素E、K1合成原料——②维生素A:单环;鱼肝含量丰富——③穿心莲内脂、银杏内脂:双环;抗菌消炎、治疗心血管疾病——④雷公藤甲/乙素,雷公藤内脂、紫杉醇:三环;抗癌——⑤甜菊苷:四环;甜味剂,致癌2、环烯醚萜苷类——单萜类化合物(1)结构:基本母核---环烯醚萜醇,具半缩醛(性质不稳定)及环戊烷环结构,同时又-C=C-双键结构,醚R-O-R’结构(2)分类:根据环戊烷环是否开裂,分为环烯醚萜苷、裂环环烯醚萜苷。
✧环烯醚萜苷——①C-4有取代基的:栀子(栀子苷、京尼平苷、京尼平苷酸)、鸡屎藤苷②4-去甲基的:地黄(梓醇、梓苷)玄参(玄参苷)✧裂环环烯醚萜苷——龙胆苦苷、獐牙菜苷、獐牙菜苦苷3、性状——多数白色结晶或粉末,极少数液态。
味苦或极苦。
具有旋光性4、溶解性——亲水性化合物5、显色反应——氨基酸显色反应(皮肤变蓝)、乙酸—铜离子显色反应(显蓝色)●环烯醚萜苷易被水解,生成的苷元为半缩醛结构,其化学性质活泼,易发生氧化聚合,难以得到原始的苷元,同时颜色变深,此为地黄及玄参在炮制及放置过程中变黑的主要原因。
●苷元遇酸、碱、羰基化合物、氨基酸均可变色。
挥发油1、挥发油的化学组成✧萜类化合物——所占比例最大,主要是单萜、倍半萜及其含氧衍生物✧芳香族化合物——小分子的苯丙素类衍生物,具有C6-C3骨架,多为酚类化合物✧脂肪族化合物、其他类化合物2、性状——多为无色或淡黄色透明液体,如薁类蓝色,佛手油绿色,桂皮油红棕色——多具浓烈特异性气味,冷却条件下析出结晶,称“析脑”3、挥发性——自然挥发。
第七章萜类和挥发油一、名词解释1. 生源的异戊二烯法则2. 经验的异戊二烯法则3. 挥发油4. 萜类化合物5. 酸值、酯值、皂化值6. 奥类化合物二、填空题1. 经验的异戊二烯法则认为,自然界存在的萜类化合物都是由_________ 衍变而来。
2. 生源的异戊二烯法则认为,凡是由 _______ 衍生而来的成分统称为 _______ 萜类。
3. ________________ 环烯醚萜为_____________________ 的缩醛衍生物,分子都带有键,属衍生物。
4. 根据结构,可将环烯醚萜类成分分为二大类,即________ 和______ ,分布较广的是_______ 类,例如,玄参中的_____ 苷,栀子中的_______ 苷。
5. ____________________________________________ 挥发油在低温条件下析出的固体成分俗称为,例如____________________________________________________ 。
6. 分离挥发油中的羰基化合物常采用 _______ 和 ______ 法。
7. ______________ 龙脑又称____ ,俗名 ___________________ 。
其左旋体主要得自;其又旋体存在于挥发油中。
合成品为_______ 体。
8. ____________________挥发油应密闭于 ____________________ 色瓶中温保存,以避免的影响发生分解变质。
9. 穿心莲含有多种 _____萜内酯,其中主要有 _______ 、______ 、 _____ 。
冬凌草中主要成分是_______ 该成分属于______ 环萜。
10. 薄荷油来自____ 科植物,用作________ 药和 ___ 药。
三、选择题1 •罗勒烯经氧化后,可得到2分子HCHO 2分子CH3C0CH及1分子一羰基戊二醛,反应所用的氧化剂应是A. KMnO4B. H2O2C. SeO2D. O32. 某一化学成分能使溴水褪色,能和顺丁烯二酸酐生成晶形加成物,该化合物中具有A. 羰基B. 共轭双键C. 环外双键D. 环内双键3. 在挥发油的高沸点馏份,含有一类可溶于强酸并能和三硝基苯生成兀络合物沉淀的化学成分,该成分可能是:A. 草酚酮类B. 奠类C. 环烯醚萜类D. 强心苷类4. 某一类化合物,甙键易被水解,能和Shear 试剂产生特殊颜色反应,水解过程常产生各种不同颜色的沉淀,该类化合物可能是:A. 强心甙B. 鞣酸甙C. 黄酮甙D. 环烯醚萜甙5.采用分馏法分离下列挥发性成分,各成分馏出的先后顺序为:A. ①一②一③一④①异戊醇B. ②一③一④一①②柠檬烯C. ④一②一③一①③薄荷醇D. ③一④一①一②④杜松烯6. 用硝酸银处理的硅胶作吸附剂,苯:无水乙醚(5 :1)做洗脱剂,分离下列化合物,各成分流出的先后顺序为:A. ①一②一③B. ②一③一①C. ③一②一①D. ②一①一③7. 白豆蔻挥发油含有下列成分,用9%OV—17 做固定相,程序升温法进行气相色谱分析,各成分的保留时间顺序( 小大)应为:A. ①一②一③一④B. ②一④一③一①C. ①一②一④一③D. ①一③一②一④8上题中各成分用硅胶G薄层层析,用己烷做展开剂,各成分Rf值顺序应为:A. ② >@,④ >®B. ① >®,④>@C. ① >@,③ >®D. ④ >@,② >®9. 从艾叶油中分得一新的平喘有效成分IR(cm-1) :3350,2970,2920,1640,1375,890,810。
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。
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。
3.双环倍半萜:马桑毒素和羟基马桑毒素用于治疗精神
分裂症。
4.奥类:存在于挥发油的高沸点部分(bp250-300℃),呈现美丽的蓝、
紫或绿色,能溶于石油醚、乙醚、乙醇及强酸中。
莪术根中的挥发油莪术醇,具
有抗肿瘤活性。
五、二萜类
植物醇是叶绿素的主要成分,属于二萜类化合物
1.直链二萜
2.单环二萜:维生素 A 主存于鱼肝油中。
3.双环二萜二萜内酯是一类活性很强的成分。
银杏内酯是治疗心脑血管疾病的主要有效成分。
穿心莲内酯是穿心莲抗菌消炎的主要成分。
4、三环二萜
雷公藤内酯类是三环氧二萜化合物,是从卫矛科雷公藤中分离出的具有抗
癌、免疫抑制和抗炎等活性。
5、四环二萜甜菊苷,具有致癌作用,美国禁用。
概念:又称精油。
挥发油是具有挥发性、可随水蒸气蒸馏、与水不混溶的
挥发油油状液体。
(一)组成成分
1、萜类:单萜、倍半萜及其含氧衍生物.
2、芳香族小分子化合物多为苯丙素酚类
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
(2)挥发性常温下易挥发。
涂在纸上不留痕迹,可与脂肪油区别。
(3)溶解性挥发油易溶于各种有机溶剂,难溶于水。
(4)物理常数大多数挥发油比水轻,密度一般在0.85~1.065 之间。
具有光
学活性,比旋度在 +97° ~-117°范围内。
多具有折光性,折光率在 1.43~1.61
之间。
沸点一般在 70~300 ℃。
(5)稳定性挥发油对光线、空气及温度较敏感,易氧化分解及变质,所以应低
温、密闭、避光保存。
(6)化学反应具有双键、醇羟基、醛、酮、酸、内酯等,有相应的化学反应。
化学值:酸值、酯值、皂化值
(一)挥发油的提取
共水蒸馏
1、蒸馏法水蒸气蒸馏
隔水蒸馏
2.溶剂提取法
3.吸收法油脂吸收法,用于贵重的挥发油提取如玫瑰油、茉莉花油等
4.压榨法用于含挥发油高的新鲜植物
5、二氧化碳超临界流体萃取法:
利用一种物质在临界温度和压力下形成的流体进行提取的方法。
常用二氧
化碳作为超临界流体提取挥发油。
6.微波萃取法
(二)挥发油的分离
1、冷冻析晶法
2、分馏法:减压分馏,依据沸点差异。
3、化学分离法
(1)碱性成分 :10%盐酸或硫酸萃取 .
(2)酸性成分 :分别用碳酸氢钠和氢氧化钠,分离羧酸和酚类 .内酯类化合物 .
(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。
(4)醇类邻苯二甲酸酐
4、色谱分离法
(1)氧化铝或硅胶
(2)硝酸银络合色谱根据挥发油分子中双键的数目和位置不同,与硝酸银
形成π 络合物难易程度和稳定性不同而得到分离。
络合的稳定性规律 :
双键多 >双键少末端双键 >顺式双键 >反式双键(洗脱的先后顺序:反
式双键 >顺式双键 >末端双键)
含萜类和挥发一、紫杉(红豆杉):紫杉醇是从红豆杉属植物中分离出的具有抗癌活性的
油的中药实例二萜生物碱类成分,具有生物活性的成分仅为结构中含C-4、 C-5 和 C-20位的环氧丙烷结构的10 余种成分。
其中紫杉醇活性最强。
二、穿心莲含有二萜内酯和二萜内酯的苷类,穿心莲内酯、新穿心莲内
酯、 14-去氧穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯等。
其中穿心莲内酯含量最高
三、龙胆龙胆苦苷
四、薄荷唇形科薄荷的地上部分。
宣散风热,清利头目,透疹。
薄荷全草挥发油含量 1% 以上。
可溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂中。
主要是薄荷醇、薄荷酮、醋酸薄荷酯、桉油精、柠檬烯等单萜及含氧衍生物。
薄荷醇——芳香、调味、驱风,是有效成分和指标成分。
五、莪术含挥发油,具有抗菌、抗癌。
主成分莪术醇、莪术二醇、莪术酮、莪术二酮为倍半萜类化合物。
莪术二酮对宫颈癌有效。
莪术注射液为抗病毒药应用于临床。
主要不良反应过敏、呼吸困难、休克等。
禁忌与头孢曲松、头孢拉定等配伍使用。