第六章

萜類和揮發(fā)油

第一節(jié)概述一、定義及分類化學結構：異戊二烯的聚合體及其衍生物；生源途徑：甲戊二羥酸（MVA）是最關鍵的前體物。定義：凡由甲戊二羥酸衍生，分子式符合(C5H8)n通式的衍生物。根據(jù)分子結構中異戊二烯單位的數(shù)目進行分類。二、萜類的生源學說1）經驗的異戊二烯法則（empiricalisoprenerule）1.將橡膠進行焦化反應，或將松節(jié)油的蒸汽經氮氣稀釋后，在低熱下通過紅熱的鉑絲網時，均能獲得產率很高的異戊二烯；2.1875年Boochardat曾將異戊二烯加熱到280，發(fā)現(xiàn)每兩分子異戊二烯由Diels-Alder反應聚合成二戊烯。基于以上事實，Wallach于1887年提出“異戊二烯法則”，認為自然界存在的萜類化合物都是由異戊二烯演變而來，并以是否符合異戊二烯法則作為判斷是否為萜類的一個重要原則。但是，有許多天然萜類化合物的碳架結構無法用異戊二烯的基本單元劃分，而且當時在植物的代謝過程中也很難找到異戊二烯的存在。艾里木酚酮土青木香酮扁柏酚2）生源的異戊二烯法則

(biogenticisoprenerule)Ruzicka首先提出萜類化合物的前體物是“活性的異戊二烯”的假設Lynen首先證明了焦磷酸異戊烯酯(IPP)的存在；Fokler于1956年證明3（R）-甲戊二羥酸(MVA)是IPP的關鍵性前體物質萜類化合物是經由MVA途徑衍生的一類化合物，這就是“生源的異戊二烯法則”IPP和DAPP目前被認為是萜類成分在生物體形成的真正前體，是生物體內的真正的“活性的異戊二烯”，在生物合成中起著烷基化的作用第二節(jié)單萜類（monoterpenoids）一、概述通式：C10H16，由兩個異戊二烯單位組成。分布：高等植物、昆蟲和海洋生物。存在形式：單獨、糖配體、混雜萜類的萜源功能基。具有揮發(fā)性，是植物揮發(fā)油中的主要成分。含氧衍生物多具有較強香氣和生理活性，是醫(yī)藥、化工的重要原料。

分類：按碳環(huán)數(shù)目分類。二、重要的單萜化合物

1.無環(huán)單萜（鏈狀）含氧衍生物多是揮發(fā)油中芳香成分，重要化妝品原料。與單環(huán)單萜具有類似空間結構和骨架，易環(huán)合為單環(huán)單萜。2.單環(huán)單萜

多數(shù)單環(huán)單萜由薄荷烷衍生而成。多數(shù)含氧單環(huán)單萜具有經濟價值（藥用、香料、化工原料）。

3.雙環(huán)單萜4.三環(huán)單萜5.卓酚酮類(troponoids)具有芳香化化合物的性質，有酚的通性，酸性介于酚類和羧酸之間，即：酚<卓酚酮類<羧酸。。酚性羥基易于甲基化，不易酰化。羰基類似于羧酸中羰基，但不和一般羰基試劑反應。可形成多種金屬配合物，顯示不同的顏色，用以鑒別。如：與銅絡合—綠色結晶，與鐵絡合—赤紅色結晶。多具有抗菌活性，但同時多具有毒性。三、環(huán)烯醚萜類化合物（iridoids)1.概述:為蟻臭二醛（iridoidial)的縮醛衍生物。從化學結構看，環(huán)烯醚萜是環(huán)戊烷單萜衍生物。分類：環(huán)戊烷環(huán)烯醚萜（iridoid)和裂環(huán)環(huán)烯醚萜（secoiridoid)兩種基本骨架。

生合成途經2.環(huán)烯醚萜苷3.裂環(huán)環(huán)烯醚萜苷4.非苷環(huán)烯醚萜5.理化性質：多數(shù)為白色結晶或無定型粉末，味苦，因分子中C1，C5，C9多為C*，多具有旋光性。多以苷的形式存在，與其成苷的糖幾乎全是葡萄糖。苷類易溶于甲醇、水等，可溶于乙醇，丙酮，正丁醇等，難溶于氯仿、乙醚等親脂性溶劑。苷元具有半縮醛結構，性質活潑，遇酸、堿、羰基化合物和氨基酸等易發(fā)生氧化或聚合，從而產生顏色變化。應用：鑒別：利用其與酚類、胺類呈各種顏色來識別。如：。解釋現(xiàn)象：如：地黃、梓實在炮制過程中或受潮而變黑？山梔子的水提物為何會使皮膚變蘭色？第三節(jié)倍半萜類一、概述定義：C15H24，由三個異戊二烯單位組成，符合通式（C5H8）3。分布：多以醇、酮、內酯或苷的形式存在，廣泛分布于植物、海洋動植物中。揮發(fā)油中高沸點部分的主要組成成分，沸點：250-280℃，具有揮發(fā)性，分子中氧的含量增加，沸點增高，揮發(fā)性下降。含氧衍生物多有較強香氣和生物活性（醫(yī)藥、食品、化妝品的重要原料）。二、分類及代表化合物結構環(huán)數(shù)：無環(huán)、單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)等。構成環(huán)的碳原子數(shù)：五元環(huán)-十二元環(huán)。含氧官能團：倍半萜醇、醛、酮、內酯等。青蒿素雙氫青蒿素蒿甲醚鷹爪甲素棉酚三、愈創(chuàng)木內酯類及薁類

愈創(chuàng)木烷：凡具有1，4-二甲基-7-異丙基的五元與七元環(huán)駢合的結構骨架。愈創(chuàng)木薁：愈創(chuàng)木烷在S/Se作用下，氧化脫氫形成具有芳香性的化合物。1,4-二甲基-7-異丙基的五元與七元駢合的芳香骨架稱為愈創(chuàng)木薁。非苯環(huán)芳烴化合物，高度共軛體系。360-700nm有強吸收，藍綠色。揮發(fā)油高沸點部分的組成成分，bp250-300℃，揮發(fā)油因含有薁類可見蘭色、紫色或綠色。易溶于乙醚、甲醇等有機溶劑，不溶于水，可溶于強酸。分離：用60-65%硫酸/磷酸進行提取，將提取液加水稀釋，薁類析出，過濾即得。預試揮發(fā)油中的薁類成分：Sabety反應:取揮發(fā)油一滴溶于1ml氯仿中，加入5％溴的氯仿溶液，若產生藍紫色或綠色時，表明有薁類化合物的存在。Ehrlich試劑（對二甲胺基苯甲醛濃硫酸）反應產生紫色或紅色。第四節(jié)二萜

（一）、概述二萜類（diterpenoids）是由四個異戊二烯單位構成、含二十個碳原子的化合物類群。結構顯示多樣性，但都是由焦磷酸香葉基香葉酯衍生而成，幾乎都呈環(huán)狀結構。廣泛分布于植物界。許多二萜的含氧衍生物具有多方面的生物活性，如紫杉醇、穿心蓮內酯、丹參醌、銀杏內酯等。（二）化學結構分類鏈狀二萜較為少見，常見的只有廣泛存在于葉綠素的植物醇。植物醇環(huán)狀二萜維生素A是一種重要的脂溶性維生素。穿心蓮內酯 R1R2R3銀杏內酯AOHHH銀杏內酯BOHOHH銀杏內酯COHOHOH銀杏內酯MHOHOH銀杏內酯JOHHOH R1R2土荊酸甲CH3COCH3土荊酸乙COOCH3COCH3土荊酸丙COOCH3H土荊酸丙2COOHCOCH3R1R2R3雷公藤甲素HHCH3雷公藤乙素OHHCH3雷公藤內酯HOHCH316－OH雷公藤內酯醇HHCH2OH紫杉醇

巴卡亭IIIR=Ac去乙酰巴卡亭IIIR=H R1R2甜菊苷GlcGlcGlc甜菊苷AGlc21第五節(jié)、二倍半萜二倍半萜是由5個異戊二烯單位構成、含25個碳原子的化合物類群。多為結構復雜的多環(huán)性化合物。迄今來自天然的二倍半萜有六種類型約30余種化合物。蛇孢假殼素A網肺酸呋喃海綿素－3第六節(jié)、萜類化合物的理化性質

一、物理性質（一）性狀

1.形態(tài)

2.味

3.旋光和折光性

（二）溶解性萜類化合物親脂性強，易溶于醇及脂溶性有機溶劑，難溶于水。萜類的苷化物含糖的數(shù)量均不多，但具有一定的親水性，能溶于熱水，易溶于甲醇、乙醇溶液，不溶于親脂性有機溶劑。二、萜類化合物的化學性質（一）加成反應1.雙鍵加成－2.羰基加成第七節(jié)、萜類化合物的提取和分離

一、萜類的提取（一）溶劑提取法（二）堿提取酸沉淀法（三）吸附法二、萜類的分離（一）結晶法分離（二）柱色譜法（三）利用結構中特殊官能團進行分離第八節(jié)萜類化合物的檢識與鑒定紫外光譜紅外光譜MSNMR第九節(jié)揮發(fā)油

volatileoils

又稱精油（essentialoils),

是植物或中草藥中具有芳香氣味，在常溫下能揮發(fā)的油狀液體的總稱。一、分布植物界分布廣泛，主要存在于種子植物中，尤其是芳香植物，如：菊科，蕓香科，傘形科，唇形科等。多存在于植物的腺毛，油室（管），分泌細胞或樹脂道中，多以油滴狀存在。同一植物藥用部位不同，采集時間不同，揮發(fā)油的含量及組成都有所不同。如：樟科桂屬植物，樹皮主要含有桂皮醛，葉中主要含丁香酚，而根和木部以樟腦居多。二、組成1.萜類成分（占多數(shù)）主要為單萜和倍半萜及其含氧衍生物。其中含氧衍生物多為生物活性較強或具有芳香氣味主要成分。如：薄荷油含薄荷醇8%左右，樟腦油含樟腦約50%。2.芳香族化合物（第二位） 多數(shù)為苯丙烷衍生物，結構中多具有C6-C3骨架，如：桂皮油中的桂皮醛，八角茴香油中的茴香醛等。3.脂肪族化合物

小分子脂肪烴、醛、酸、酯等，如：魚腥草中的甲基正壬酮等。4.其它類化合物如：大蒜新素，大蒜辣素等。大蒜新素大蒜辣素三、性質性狀：顏色：大多為無色或淡黃色的透明液體，若含有薁類則具有其他顏色。如：洋甘菊油顯蘭色，苦艾油顯藍綠色，麝香油顯紅色。氣味：大多具有特殊香氣或特殊氣味，有辛辣灼燒感，少數(shù)具有臭味，如：敗醬，或腥氣味，如：魚腥草。通常揮發(fā)油的氣味是其品質優(yōu)劣的重要標志。狀態(tài)：常溫下為透明液體，有的冷卻主要成分會析出，習稱‘腦’，如：樟腦。揮發(fā)性：揮發(fā)油在常溫下自行揮發(fā)而不留任何痕跡。溶解性：不溶于水，易溶于有機溶劑，如：石油醚，高濃度的乙醇溶液中。物理常數(shù)：沸點：一般在70－300oC之間，可隨水蒸氣蒸餾。比重：多數(shù)比水輕，少數(shù)比水重，相對密度在0.85－1.065之間。幾乎都具有光學活性，比旋光度+97－177o范圍內。具有較強的折光率，折光率在1.43－1.61。穩(wěn)定性：對光線，空氣，溫度等敏感，易氧化變質，因此對儲備方法要求高。四、提取1.水蒸氣蒸餾法 油脂吸收法2.浸提法溶劑萃取法 超臨界萃取法3.冷壓法五、分離1.冷凍處理2.分餾法：根據(jù)各成分沸點的不同進行精餾。含氧萜中，沸點隨著官能團的極性增加而增高。

醚<酮<醛<醇<酸3.化學方法1）利用酸堿性的不同：堿性成分的分離：酸性成分的分離：3－5%的NaHCO3水溶液萃取酸；3－5%的NaOH水溶液萃取酚。2）利用官能團的不同：醇化合物的分離：2）利用官能團的不同：醛、酮的分離：亞硫酸氫鈉：吉拉德試劑4.層析法氧化鋁和硅膠層析：應用最廣泛。硝酸銀薄層或柱層析原理：揮發(fā)油成分中雙鍵的多少和位置的不同，與硝酸銀形成絡合物難易程度和穩(wěn)定性不同而分離。操作：以2-5%硝酸銀水溶液制板或處理硅膠柱。規(guī)律：絡合能力順式雙鍵>反式雙鍵 雙鍵個數(shù)增加，絡合能力增強 末端雙鍵的絡合能力最強GC和GC-MS揮發(fā)油成分的鑒定物理常數(shù)的測定：相對密度、比旋度、折光率和凝固點等。化學常數(shù)的測定：酸值：代表揮發(fā)油中游離羧酸和酚類成分的含量。以中和1g揮發(fā)油中含有游離的羧酸和酚類所需要的KOH的毫克數(shù)來表示。酯值：代表揮發(fā)油中酯類成分的含量。以水解1g揮發(fā)油所需的KOH毫克數(shù)來表示。皂化值：為酸值和酯值之和。以皂化1g揮發(fā)油所需KOH毫克數(shù)表示。揮發(fā)油成分的鑒定官能團的鑒定：酚類：揮發(fā)油/乙醇+三氯化鐵/乙醇——

藍紫或綠色羰基化合物：不飽和化合物和薁類衍生物：內酯類化合物：

V.