萜类和挥发油
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第九章萜类和挥发油目的要求1.了解萜类的含义以及萜类和挥发油的关系2.掌握萜类化合物的类型、性质以及重要的衍生物3.了解挥发油的含义,掌握挥发油的性质、鉴识方法,熟悉挥发油的提取分离方法。
第一节概述一、萜的含义和分类萜类化合物(Terpenoids)是一类骨架多样、数量庞大、生物活性广泛的一类重要的天然药物化学成分。
从化学结构看,它是异戊二烯的聚合体及其衍生物,其骨架一般以五个碳为基本单位,少数也有例外。
但是,大量的实验研究证明,甲戊二羟酸(Mevalonic acid, MV A)(而不是异戊二烯)是萜类化合物生源途径中最关键的前体物。
因此,一般认为,凡由甲戊二羟酸衍生、且分子式符合(C5H8 )n 通式的衍生物均称为萜类化合物。
萜类化合物常常根据分子结构中异戊二烯单位的数目进行分类,如单萜、倍半萜、二萜等,同时再根据各萜类分子结构中碳环的有无和数目的多少,进一步分为链萜、单环萜、双环萜、三环萜、四环萜等,例如链状二萜、单环二萜、双环二萜、三环二萜、四环二萜。
萜类多数是含氧衍生物,所以萜类化合物又可分为醇、醛、酮、羧酸、酯及苷等萜类。
其次,还有含氮的衍生物,构成萜类生物碱等。
因此,萜类化合物之间分子量相差较大,它们的分子中绝大多数具有双键,共轭双键、碳甲基、偕碳二甲基、异丙叉基。
萜类化合物中有许多化合物具有显著的生理活性,有的已用于临床并具有较好的疗效。
如从黄花蒿中(青蒿)提取的倍半萜内酯青蒿素是优于氯喹的抗疟新药;从芫花根茎中分得的芫花酯甲素是有效的引产剂,穿心莲内酯是穿心莲的清热解毒、消炎止痛的有效成分;在葫芦科中的数十种植物中广泛分布的葫芦素类化合物,用于治疗肝炎和原发性肝癌有一定的疗效,中药泽泻中降低血清胆固醇的主要成分泽泻萜醇A属四环三萜类化合物,许多新的二萜衍生物如冬凌草素、雷公藤内酯等作为抗肿瘤药物已越来越引起人们研究的兴趣。
萜类化合物在自然界分布广泛,种类繁多,据1970年统计已有一万余种,至1991年萜类化合物已超过了22,000中,萜类化合物是各类天然物质中最多的一类化合物,也是寻找和发现天然药物生物活性成分的重要来源。
挥发油成分
挥发油为多种复杂成分的混合物,一种植物中的挥发油所含化学成分多达几十种,甚至上百种。
组成挥发油的成分主要有萜类、芳香族、脂肪族及其含氧衍生物等。
1. 萜类化合物:挥发油中的萜类成分主要是单萜和倍半萜类化合物。
它们的含氧衍生物多具有较强的生物活性,是挥发油芳香气味的主要组成成分。
例如樟脑油中的樟脑(50%),桉叶油中的桉油精(70%)。
2. 芳香族化合物:挥发油中芳香族化合物多为苯丙素类含氧衍生物,如丁香油中抑菌、镇静作用的丁香酚,桂皮油中的桂皮醛等均属此类。
3. 脂肪族成分:挥发油中的脂肪族成分多为一些小分子化合物,如鱼腥草挥发油中的癸酰乙醛,亦称鱼腥草素,具有抗菌活性。
此外,挥发油中还含有其他成分,如芥子油、挥发杏仁油、大蒜油、白头翁素等。
总的来说,挥发油成分复杂,且各种成分的含量可能会因植物种类、生长环境等因素而有所不同。
如需具体了解某一植物的挥发油成分,建议查阅相关文献或咨询相关领域专家。
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。
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。