天然药物化学:第八章 萜和挥发油
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天然药物化学
分布:木兰科、芸香科、唇形科、伞形科、樟科、桃 金娘科等植物的腺体、油室和树脂道等分泌组织中; 应用: 医药、食品、香料、化妆品工业的重要原料。 生合成:IPP与DMAPP头尾相连成GPP(单萜的主要 前体),再异构化为NPP。
单萜化合物生物合成示意图:
天然药物化学
二、单萜的结构及分类
天然药物化学
链状单萜(acyclic monoterpenoids)
单环 monocyclic
环状单萜 (cyclic monoterpenoids) 双环 dicyclic
三环 tricyclic 等
碳环:三元环--七元环,六元环最常见
特殊单萜------环烯醚萜 (iridoids)(缩醛衍生物)
结构复杂、种类繁多、生物活性多样;
第二节 单萜
(Monoterpenoids)
天然药物化学
一、概 述
定义:单萜类是指结构中含有2分子异戊二烯单位的萜烯 及其衍生物,其结构通式为C10H16。
植物挥发油的主要组份之一,是构成挥发油中低沸点馏分 (140~180℃)的重要成分,但其含氧衍生物的沸点较高, 高达230℃左右。
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半萜(hemiterpenoids)
OP P 焦磷酸异戊烯酯(IPP)
OP P 焦磷酸二甲基烯丙酯 (DMAPP)
天然药物化学 活性的异戊二烯
OPP
单萜(monoterpenoids)
焦磷酸香叶酯(geranyl pyrophosphate, GPP)
IPP
CH2OPP
倍半萜(sesquiterpenoids)
橙花醇 nerol
存在:橙花油、柠檬草 等挥发油; 具玫瑰香气
香茅醇 citronellol
存在:香茅油、玫瑰油 等挥发油; 具玫瑰香气
柠檬醛(citral)
CHO
CHO
香叶醛 geranial -柠檬醛 (反式)
橙花醛 neral -柠檬醛 (顺式)
柠檬草油、香茅油等挥发油 柠檬香气 止腹痛、驱蚊
其它分类方法:
天然药物化学
结构中碳环的有无和数目:链状、单环、 双环、三环等
含氧官能团:醇、醛、酮、羧酸、酯及苷类
天然药物化学
三、萜的生源关系
1. 经验的异戊二烯法则 (Empirical isoprene rule)
1887年 Wallach: 萜类化合物是由异戊二烯衍变而来; 问题: a. 许多萜类的碳架结构无法用异戊二烯来划分
天然药物化学
第八章 萜和挥发油
Chapter 8 Terpenoids and Volatile Oils
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本章内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
概述 单萜 倍半萜类 二萜及二倍半萜类 萜类化合物的结构鉴定 挥发油
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第一节 概 述
一、萜类 (terpenoids) 的定义 以前:萜(terpenes)是由异戊二烯(isoprene)衍生的、
b. 植物的代谢过程中很难找到异戊二烯的存在
2. 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(mevalonic acid pathway) 衍生的一类化合物。
CH3CO-SCoA 乙酰辅酶A
OH3C C HO
OH OH
甲戊二羟酸(MVA)
天然药物化学
CHO
香茅醛 citronellal 香茅油等挥发油 柠檬香气香料
天然药物化学
(二)环状单萜(Cyclic monoterpenoids)
Monocyclic
环
状
单
萜
的 闭
Dicyclic
环
和
骨
架
转
位
示
意
图
天然药物化学
1、单环单萜 (Monocyclic monoterpenoids )
分子式符合 (C5H8)n通式的一类化合物。 目前:萜是由甲戊二羟酸(mevalonic acid, MVA)衍生
的,且分子式符合(C5H8)n通式的化合物或其衍生 物。
H2C
H3C
CH2
异戊二烯
HO CH3
H OO C
C H2 OH
甲戊二羟酸
天然药物化学
二、萜的分类和分布 根据结构中异戊二烯单位的数目进行分类。
对-薄荷烷型
环香叶烷型
卓酚酮型
(1)对-薄荷烷型 (p-menthane)
a 薄荷二烯 b 对薄荷烷型含氧衍生物
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OH l-薄荷醇 (l-menthol) 薄荷脑
薄荷Mentha arvensis var.piperasceus 和欧薄荷 Mentha piperita 等挥发油中的主要成分。 对皮肤和粘膜具有清凉、弱麻醉的作用, 主要用于镇痛、止痒、防腐和杀菌。
多聚萜
IPP
(polyterpenoids)
焦磷酸香叶基金合欢酯(geranylfarnesyl pyrophosphate, GFPP)
二倍半萜(sesterpenoids)
萜类化合物生物合成示意图
四、萜类化合物的分布
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自然界分布广泛,是各类天然产物中最多的一 类化合物;
主要存在植物界,如芸香科、伞形科、松科、 柏科、胡椒科、樟科、茜草科等植物中;
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(一)链状单萜(acyclic monoterpenoids)
结构类型
表 8-2 无环单萜的结构类型
月桂烷型
熏衣草型
艾蒿烷类
结构式
代表化合物
CH2OH
香茅醇
HOH2C
薰衣草醇
O
青蒿酮
代表化合物:
CH2OH
CH2OH
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CH2OH
香叶醇(牻牛儿醇) geraniol
存在:香叶油、玫瑰油、 柠檬草油、香茅油等挥发油; 似玫瑰的香气
分类 半萜 单萜 倍半萜 二萜 二倍半萜 三萜 四萜 多聚萜
碳原子数 5 10 15 20 25 30 40 103-105
通式(C5H8)n n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 n=8 (C5H8)n
存在 植物叶 挥发油 挥发油 树脂、苦味质、植物醇 海绵、植物病毒、昆虫代谢物 皂苷、树脂、植物、乳汁 色素 橡胶
x 2 三萜(triterpenoids) 焦磷酸金合欢酯(farnesyl pyrophosphate , FPP)
IPP
焦磷酸多聚戊烯酯 (polyprenyl pyrophosphate)
CH2OPP
二萜(diterpenoids)
x 2 四萜(tetraterpenoids) 焦磷酸香叶基香叶酯(geranylgeranyl pyrophosphate , GGPP)