萜类和挥发油级课件.ppt
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1、萜类和挥发油级第1页,此课件共121页哦本章内容本章内容第一节第一节概概述述第二节第二节萜的类型及代表物萜的类型及代表物第三节第三节萜类的理化性质萜类的理化性质第四节第四节萜的提取与分离萜的提取与分离第五节第五节挥挥发发油油第2页,此课件共121页哦l学习目标:1.掌握萜类化合物的定义和分类。2.熟悉环烯醚萜(苷)的结构和性质。3.掌握挥发油的组成、理化性质及提取分离方法。4.熟悉挥发油化学常数的含义。5.熟悉紫杉中所含化学成分的结构及生物活性。6.熟悉龙胆中主要化学成分的结构类型及提取分离方法。第3页,此课件共121页哦l重点:萜的定义和分类,萜的理化性质,环烯醚萜的结构、性质、提取分离。挥
2、发油的组成、性质、提取分离方法。l难点:环烯醚萜的结构、硅胶硝酸银色谱。第4页,此课件共121页哦 一、萜的含义与分类一、萜的含义与分类(一)萜类化合物:(一)萜类化合物:凡是由甲戊二羟酸(凡是由甲戊二羟酸(mevalonicacidMVA)衍生、且分子式符合衍生、且分子式符合(C C5 5H H8 8)n n通式的衍生物,通式的衍生物,基本基本碳架碳架具有二个或二个以上异戊二烯单位结构特具有二个或二个以上异戊二烯单位结构特征征的化合物,的化合物,均称为萜类化合物。均称为萜类化合物。第一节第一节概概述述第5页,此课件共121页哦异异 戊戊 二二 烯烯 甲甲 戊戊 二二 羟羟 酸酸第6页,此课件
3、共121页哦l(二)萜类化合物的分类(二)萜类化合物的分类:l目前仍沿用经典的Wallach的异戊二烯法则类别类别 碳原子数碳原子数 异戊二烯单位数异戊二烯单位数 存在形式存在形式单萜单萜 10 2 10 2 挥发油挥发油倍半萜倍半萜 15 3 15 3 挥发油挥发油二萜二萜 20 4 20 4 树脂、苦味质、植物醇树脂、苦味质、植物醇二倍半萜二倍半萜 25 5 25 5 海绵、植物病菌、昆虫代谢物海绵、植物病菌、昆虫代谢物三萜三萜 30 6 30 6 皂苷、树脂、植物乳汁皂苷、树脂、植物乳汁四萜四萜 40 8 40 8 植物胡萝卜素植物胡萝卜素多萜多萜 7107103 33103105 5
4、8 8 橡胶、硬橡胶橡胶、硬橡胶第7页,此课件共121页哦BoochardatBoochardat(18751875):异戊二烯异戊二烯 280 280 二戊烯二戊烯异戊二烯异戊二烯 存在多种存在多种 挥发油中挥发油中 二、萜类的生源学说二、萜类的生源学说(一)经验的异戊二烯法则(一)经验的异戊二烯法则:第8页,此课件共121页哦l(一)经验的异戊二烯法则:WallachWallach总结了大量此类实验结果后,于总结了大量此类实验结果后,于18871887年提出了异戊二烯法则,认为萜类的碳年提出了异戊二烯法则,认为萜类的碳架是由架是由异戊二烯异戊二烯单位以单位以头头-尾或非头尾或非头-尾顺序尾
5、顺序相连而成相连而成,都是异戊二烯的聚合体或其衍生,都是异戊二烯的聚合体或其衍生物物。异戊二烯异戊二烯二、萜类的生源学说二、萜类的生源学说第9页,此课件共121页哦1956年年,证证明明:甲甲戊戊二二羟羟酸酸(MVA)是是焦焦磷磷酸酸异戊烯酯(异戊烯酯(IPP)的关键性前体;)的关键性前体;说明:说明:MVA途径途径萜类萜类(二)生源的异戊二烯法则第10页,此课件共121页哦生源异戊二烯法则(生源异戊二烯法则(biogenetic isoprene rulebiogenetic isoprene rule)萜类化合物的形成起源于葡萄糖;葡萄糖在酶的作用下产萜类化合物的形成起源于葡萄糖;葡萄糖在
6、酶的作用下产生乙酸,三分子乙酸经合成产生生乙酸,三分子乙酸经合成产生3(R)-3(R)-甲戊二羟酸甲戊二羟酸(MVA)(MVA),它经它经ATPATP作用、再经脱羧、脱水形成焦磷酸异戊烯酯作用、再经脱羧、脱水形成焦磷酸异戊烯酯(IPP)(IPP),可互变异构化为焦磷酸,可互变异构化为焦磷酸,-二甲基烯丙酯二甲基烯丙酯(DMAPP),IPP(DMAPP),IPP、DMAPPDMAPP两者均可转化为半萜,进而进一步两者均可转化为半萜,进而进一步在酶的作用下衍生为单萜类化合物。在酶的作用下衍生为单萜类化合物。第11页,此课件共121页哦 脱羧脱羧脱水脱水甲戊二羟酸甲戊二羟酸异戊二烯焦磷酸酯异戊二烯焦
7、磷酸酯第12页,此课件共121页哦第13页,此课件共121页哦1.萜类形成的真正前体物质:萜类形成的真正前体物质:甲戊二羟酸(甲戊二羟酸(MVA)焦磷酸异戊烯酯(焦磷酸异戊烯酯(IPP)2.焦磷酸香叶酯焦磷酸香叶酯单萜单萜3.焦磷酸金合欢酯焦磷酸金合欢酯倍半萜倍半萜4.焦磷酸香叶基香叶酯焦磷酸香叶基香叶酯二萜二萜5.角沙烯角沙烯三萜、甾体三萜、甾体第14页,此课件共121页哦三、萜类化合物的分布三、萜类化合物的分布 l萜萜类类化化合合物物在在中中药药中中分分布布极极为为广广泛泛,藻藻类类、菌菌类类、地地衣衣类类、苔苔藓藓类类、蕨蕨类类、裸裸子植物及被子植物中均有萜类的存在。子植物及被子植物中均
8、有萜类的存在。l尤尤其其在在裸裸子子植植物物及及被被子子植植物物中中萜萜类类化化合合物物分分布布得得更更为为普普遍遍,种种类类及及数数量量更更多多,如如被被子子植植物物就就在在多多个个目目、数数百百个个科科属发现有萜类化合物。属发现有萜类化合物。第15页,此课件共121页哦第二节第二节萜的类型及代表物萜的类型及代表物一、单萜一、单萜(挥发油的主要组分)(挥发油的主要组分)(一).概述单萜单萜(monoterpenoids)的基本碳架由基本碳架由1010个个碳原子构成碳原子构成,即2个异戊二烯单位,多是挥发油的组成成分(多具有较强的香气和生物活性,是医药、食品及化妆品工业的重要原料。第16页,此
9、课件共121页哦单萜单萜链状链状环状环状单环单环双环双环三环三环(多为六元环,五(多为六元环,五元、四元、三元、元、四元、三元、七元环也有。)七元环也有。)一般按其结构中的碳环数目分类,可分为一般按其结构中的碳环数目分类,可分为无无环、单环、双环环、单环、双环及三环等结构种类。也有依据单及三环等结构种类。也有依据单萜的萜的含氧官能团含氧官能团分类的。分类的。第17页,此课件共121页哦(二)链状单萜:(二)链状单萜:重要的化合物是一些含氧衍生物:如萜重要的化合物是一些含氧衍生物:如萜醇、萜醛类。醇、萜醛类。萜醇:香叶醇、橙花醇、香茅醇、芳樟醇等萜醇:香叶醇、橙花醇、香茅醇、芳樟醇等萜醇:香叶醇
10、、橙花醇、香茅醇、芳樟醇等萜醇:香叶醇、橙花醇、香茅醇、芳樟醇等柠檬醛柠檬醛反式为反式为-柠檬醛,即香叶醛柠檬醛,即香叶醛顺式为顺式为-柠檬醛,即橙花醛柠檬醛,即橙花醛香茅醛香茅醛萜醛:萜醛:第18页,此课件共121页哦l链状单萜(链状单萜(acyclic monoterpenoid)常见的三种类型常见的三种类型 月桂烷型月桂烷型 薰衣草烷型薰衣草烷型 艾蒿烷型艾蒿烷型第19页,此课件共121页哦萜醇类:萜醇类:香叶醇(香叶醇(牻牛儿醇牻牛儿醇)橙花醇橙花醇第20页,此课件共121页哦香叶醇也叫牻牛儿醇,玫瑰油、香叶天竺葵油中均含有此成分,与与橙花橙花醇互为几何异构体醇互为几何异构体.都都是香
11、料工业中不可缺少的原料牻牛儿醇牻牛儿醇 橙花醇橙花醇 芳香的芳香的玫瑰油!玫瑰油!第21页,此课件共121页哦 牻牛儿醛牻牛儿醛 香橙醛香橙醛(型柠檬醛)型柠檬醛)(型柠檬醛)型柠檬醛)萜醛类:萜醛类:第22页,此课件共121页哦l柠檬醛存在于植物的挥发油中,其中在柠檬草油、川桂叶油和樟叶油中含量较高,多在70以上。有一对顺反异构体,反式的称为型,顺式的称为型。它们通常混合共存,但以反式柠檬醛为主。型柠檬醛型柠檬醛型柠檬醛型柠檬醛第23页,此课件共121页哦 (三)单环单萜(三)单环单萜 (monocyclic monoterpenoid)(1)常见的类型)常见的类型环香叶烷型 对-薄荷烷型第
12、24页,此课件共121页哦薄荷醇薄荷醇薄荷酮薄荷酮是薄荷挥发油中主要成分是薄荷挥发油中主要成分(2)常见的化合物有:常见的化合物有:第25页,此课件共121页哦斑蝥素斑蝥素斑蝥胺斑蝥胺(皮肤发赤、发泡(皮肤发赤、发泡(抗癌)(抗癌)生毛剂)生毛剂)第26页,此课件共121页哦l柠檬烯 桉油精第27页,此课件共121页哦(四)(四)双环单萜双环单萜 (bicyclic monoterpenoid)(1)常见的结构类型)常见的结构类型 其中前四种可看作是由薄荷烷在不同位置之间进一步环合而成的。这六种类型以蒎烷型和莰烷型最为稳定蒎烷型和莰烷型最为稳定,形成的衍生物也最多。第28页,此课件共121页哦
13、(2)需掌握的化合物结构式)需掌握的化合物结构式 蒎烷衍生物蒎烷衍生物-蒎烯-蒎烯-蒎烯(-pinene)(-pinene)(-pinene)第29页,此课件共121页哦芍药苷龙脑樟脑paeoniflorinborneolcamphor第30页,此课件共121页哦芍芍药药苷苷是是芍芍药药(Paeonia Paeonia albifloraalbiflora)根根中中的的蒎蒎烷烷单单萜萜苷苷,在在芍芍药药中中还还有有白白芍芍药药苷苷、新新芍芍药药苷苷、苯苯甲甲酰酰芍芍药药苷苷等等结结构构类类似似的的苷苷,多多具具有有镇镇静静、镇痛、抗炎活性。镇痛、抗炎活性。芍药苷芍药苷第31页,此课件共121页
14、哦l龙脑龙脑即中药冰片,又称即中药冰片,又称“樟醇樟醇”,是樟脑的还原产物。,是樟脑的还原产物。龙脑是龙脑是白色片状结晶,有升华性白色片状结晶,有升华性。不但有发汗、兴奋、。不但有发汗、兴奋、镇痉和防止腐蚀等作用,还有显著的抗氧功能,临床镇痉和防止腐蚀等作用,还有显著的抗氧功能,临床上普遍应用的治疗冠心病、心绞痛的良药苏冰滴丸的上普遍应用的治疗冠心病、心绞痛的良药苏冰滴丸的主要成分就是冰片。此外,它还是香料工业的主要原主要成分就是冰片。此外,它还是香料工业的主要原料。料。第32页,此课件共121页哦l 樟脑,习称辣薄荷酮,是最重要的萜酮之一,我国产的天然樟脑产量占世界第一位。樟脑在医药上主要用
15、做刺激剂和强心剂,还有局部刺激作用和防腐作用,可用于神经痛、炎症及跌打损伤。第33页,此课件共121页哦l(五)(五)三环单萜三环单萜l三环白檀醇:存在于檀香木部挥发油中;三环白檀醇:存在于檀香木部挥发油中;l香芹樟脑:藏茴香酮经日光长期照射产物。香芹樟脑:藏茴香酮经日光长期照射产物。第34页,此课件共121页哦n 卓酚酮类化合物(卓酚酮类化合物(troponoide)是一类变)是一类变形的单萜,它们的碳架不符合异戊二烯法则,形的单萜,它们的碳架不符合异戊二烯法则,这类化合物结构中都有一个七元芳环,一个这类化合物结构中都有一个七元芳环,一个酮基和一个酚羟基。酮基和一个酚羟基。(六)卓酚酮类(六
16、)卓酚酮类(troponoids)第35页,此课件共121页哦特性:特性:1.酸性:酸性:COOH卓酚酮酚类卓酚酮酚类2.IR光谱:光谱:C=O:16001650cm-1O-H:31003200cm-13.金属络合:金属络合:Cu+2绿色绿色Fe+3赤红色赤红色4.活性:抗菌,毒性活性:抗菌,毒性第36页,此课件共121页哦(一)环烯醚萜定义:一)环烯醚萜定义:异臭二醛异臭二醛(iridoidials)的缩醛衍生物的缩醛衍生物二、环烯醚萜二、环烯醚萜环状环状单萜衍生物单萜衍生物第37页,此课件共121页哦(二)环烯醚萜生源(二)环烯醚萜生源第38页,此课件共121页哦l环烯醚萜类化合物是一类特
17、殊的单萜,多与糖环烯醚萜类化合物是一类特殊的单萜,多与糖结合形成苷。结合形成苷。l在中药中分布较广,在在中药中分布较广,在玄参科、茜草科、唇形玄参科、茜草科、唇形科及龙胆科科及龙胆科中较为常见,有多种生理活性(利中较为常见,有多种生理活性(利胆、健胃、降糖、抗菌消炎等),目前发现的胆、健胃、降糖、抗菌消炎等),目前发现的已达已达900900余种。余种。第39页,此课件共121页哦4-去甲基环烯醚萜去甲基环烯醚萜环烯醚萜类化合物分类及形成过程环烯醚萜类化合物分类及形成过程(三)环烯醚萜分类(三)环烯醚萜分类环烯醚萜酸环烯醚萜酸裂环环烯醚萜裂环环烯醚萜第40页,此课件共121页哦环烯醚萜苷类环烯醚
18、萜苷类 其苷元结构特点为C C1 1多连羟基多连羟基,并多成苷,且多为-D-葡萄糖苷,常有双键存在,一般为3 3(4 4),C5、C6、C7有时连羟基,C8多连甲基或羟甲基或羟基,C7-8有时具环氧醚结构。第41页,此课件共121页哦栀子苷栀子苷 梓醇梓醇geniposide catalpol第42页,此课件共121页哦l栀子苷栀子苷存在于栀子(存在于栀子(GardeniaGardeniajasminoidesjasminoides)中,栀子苷为主要成分,与栀)中,栀子苷为主要成分,与栀子的清热泻火及治疗肾炎水肿作用有一定的关子的清热泻火及治疗肾炎水肿作用有一定的关系,且有一定泻下作用,其苷元
19、京尼平系,且有一定泻下作用,其苷元京尼平(genipingenipin)具有显著的促进胆汁分泌活性。)具有显著的促进胆汁分泌活性。栀子苷栀子苷第43页,此课件共121页哦l梓醇梓醇是地黄(是地黄(Rehmannia Rehmannia glutinosaglutinosa)降血糖的有效)降血糖的有效成分,并有较好的利尿及成分,并有较好的利尿及迟缓性泻下作用。迟缓性泻下作用。梓醇梓醇第44页,此课件共121页哦l裂环环烯醚萜苷裂环环烯醚萜苷 其苷元结构特点为其苷元结构特点为C C7 7-C-C8 8处断键成裂环状处断键成裂环状态态。裂环环烯醚萜苷在。裂环环烯醚萜苷在龙胆科、睡菜科、忍龙胆科、睡菜
20、科、忍冬科、木犀科冬科、木犀科等植物中分布较广,在龙胆科等植物中分布较广,在龙胆科的龙胆属及獐牙菜属分布更为普遍。的龙胆属及獐牙菜属分布更为普遍。龙胆苦苷龙胆苦苷 龙胆碱龙胆碱 第45页,此课件共121页哦l龙龙 胆胆 苦苦 苷苷在在龙龙 胆胆(Gentiana Gentiana scabrascabra)、当当 药药(Swertia Swertia pseudochinensispseudochinensis)及及獐獐牙牙菜菜(青青叶叶胆胆)(Swerte Swerte mileensismileensis)等等植植物物中中均均有有存存在在,是是龙龙胆胆的的主主要要有有效效成成分分和和苦苦味
21、味成成分分,味味极极苦苦,将将其其稀稀释释至至1:120001:12000的的水水溶溶液液,仍仍有有显显著著苦苦味味。龙龙胆胆苦苦苷苷在在氨氨的的作作用下可转化成龙胆碱。用下可转化成龙胆碱。第46页,此课件共121页哦1、苷大多数为白色结晶体或粉末,多具旋光性,味苦。2、苷类易溶水和甲醇,可溶乙醇、丙酮和正丁醇,难溶氯仿、乙醚和苯等亲脂性有机溶剂。3、苷易被水解,生成的苷元为半缩醛结构,易聚合,难得结晶苷元;遇酸、碱、羰基化合物、氨基酸易变色;酸、碱、羰基化合物、氨基酸易变色;酸、碱、羰基化合物、氨基酸易变色;酸、碱、羰基化合物、氨基酸易变色;4 4、苷元溶于冰醋酸溶液中,加少量铜离子,加热,
22、显蓝色。(四)环烯醚萜的理化性质(四)环烯醚萜的理化性质第47页,此课件共121页哦l(一)概述(一)概述倍半萜类(sesquiterpenoids)的基本碳架由15个碳原子构成,即3个异戊二烯单位,大多与单萜类共存于植物挥发油内,是挥发油高沸程(250280)的主要组分,也有低沸点的固体。l 倍半萜的含氧衍生物多有较强的香气和生物活性,倍半萜活性一般强于单萜,是医药、食品、化妆品工业的重要原料。三、倍半萜三、倍半萜第48页,此课件共121页哦l倍半萜类化合物分类:l按其结构碳环数目分类,可分为:无环(开l 链)、单环、双环、三环及四环等结构种类。按构成环的碳原子数分为:五元环、六元环、l 七
23、元环、直至十二元环等;l按含氧功能团分为:倍半萜醇、醛、酮、内酯l 等。第49页,此课件共121页哦l(二)(二)无环倍半萜(acyclicsesquiterpenoids)金合欢醇金合欢醇存在于存在于金合欢花油、橙花油、香茅金合欢花油、橙花油、香茅中。中。橙花倍半醇橙花倍半醇又称苦橙油醇,具有苹果香,是又称苦橙油醇,具有苹果香,是橙花油橙花油中的主中的主要成分之一。要成分之一。第50页,此课件共121页哦l(三)(三)单环倍半萜青蒿素:倍半萜内酯过氧化物,抗疟。但水中溶解度差,后制成二氢青蒿素、青蒿琥酯钠、蒿甲醚等衍生物用于临床。第51页,此课件共121页哦 抗鼠疟原虫,来源草药鹰爪。抗鼠疟
24、原虫,来源草药鹰爪。鹰爪甲素鹰爪甲素第52页,此课件共121页哦l(四)(四)双环倍半萜棉酚(gossypol)l山道年(-santonin)l(五)三环倍半萜l环桉醇(cycloeudesmol)l-白檀醇(-santalol,檀香醇)第53页,此课件共121页哦(六)奥类化合物(六)奥类化合物(azulenoids)1.1.定义:由五元环与七元环非苯芳环骨架定义:由五元环与七元环非苯芳环骨架定义:由五元环与七元环非苯芳环骨架定义:由五元环与七元环非苯芳环骨架2.2.性质:性质:与苦味酸或三硝基苯试剂形成与苦味酸或三硝基苯试剂形成-络合物,络合物,络合物,络合物,(m.p供鉴别用供鉴别用供鉴
25、别用供鉴别用,UV,UV吸收)吸收)吸收)吸收)愈创木奥愈创木奥愈创木奥愈创木奥:(多(多(多(多)苦味酸苦味酸:(缺(缺)第54页,此课件共121页哦 溶解性:溶于石油醚、乙醚、乙醇及甲醇等,不溶于水,溶解性:溶于石油醚、乙醚、乙醇及甲醇等,不溶于水,溶于强酸。酸提液加水即可析出。溶于强酸。酸提液加水即可析出。第55页,此课件共121页哦b.p较高(较高(250300250300),颜色较深:蓝、紫),颜色较深:蓝、紫),颜色较深:蓝、紫),颜色较深:蓝、紫3.鉴别:鉴别:sabetysabety反应(反应(反应(反应(溴化反应溴化反应):):):):氯仿液氯仿液氯仿液氯仿液+5%+5%溴溴
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