天然药物化学第六章(1)-萜类化合物课件.ppt

1、本本 章章 内内 容容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用一、萜类化合物的含义1970年统计已确定结构者约4000种1982年统计超过一万种。萜类化合物是天然物质中最多的一类化合物。如：挥发油、树脂、橡胶以及胡萝卜素等萜类成分中，有些具有生理活性，如：龙脑、山道年和川楝素（驱蛔）、穿心莲内酯（抗菌)、人参皂苷以及甘草酸等一、萜类化合物的含义一、萜类化合物的含义OH薄荷醇OOO山道年-月桂烯OHOHOH原人参二醇mentholsantoninmyrceneprotopanaxadiol一、萜类化合物的含义一、萜类化合物的含义上述这些化合物，进行氧化

2、加热后都产生异戊二烯，即：C5H8CCCCC头尾异戊二烯单位H(Head)T(tail)定义：凡由异戊二烯异戊二烯聚合衍生的化合物，其分子式符合(C5H8)n通式的。本本 章章 内内 容容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用倍半萜 15 3 挥发油单萜 10 2 挥发油半萜 5 n=1 植物叶二、萜类的结构分类萜类化合物的分类及分布二萜 20 4 树脂、苦味质、植物醇二倍半萜 25 5 海绵、植物病菌三萜 30 6 皂苷、树脂、植物乳汁四萜 40 8 植物胡萝卜素多聚萜 7.5103至3105 (C5H8)n 橡胶、硬橡胶分 类 碳数 (C5H8

3、)n 存 在二、萜类的结构分类（一）单萜（monoterpenoids)1.链状单萜较重要的化合物是一些含氧衍生物，如：萜醇、萜醛类。CH2OHCH2OHCH2OHCHOCHOCHO香叶醛香叶醇橙花醇香茅醛香茅醇橙花醛（牻牛儿醇）geraniolnerolcitronellolgeranial（-柠檬醛）neral（-柠檬醛）citronellalCH2OHCH2OHCH2OHCHOCHOCHO+香叶醛香叶醇橙花醇香茅醛香茅醇橙花醛HOHOHH（牻牛儿醇）geraniolnerolcitronellolgeranial（-柠檬醛）neral（-柠檬醛）citronellal二、结构分类二、结构

4、分类 (一)单萜（monoterpenoids)2.环状单萜 是由焦磷酸香叶酯（GPP）的双键异构化生成焦磷酸橙花酯（neryl pyrophosphate,NPP），NPP再经双键转位脱去焦磷酸基，生成具薄荷烷骨架的阳碳离子后，进一步而成薄荷烷衍生物。重要的环状单萜化合物：OHOHOHOOHCOOOl-薄荷醇mentholl-龙脑d-龙脑樟脑对-氧化樟脑-氧化樟脑(具有强心作用)体内氧化（冰片）重要的环状单萜化合物：OOOOOONOOOOOOHOOO-紫罗兰酮-紫罗兰酮斑蝥素斑蝥胺芍药苷(试用于肝癌)(防治老年痴呆)二、结构分类二、结构分类 (一)单萜（monoterpenoids)3.卓酚

5、酮类（troponoides）是一类变形的单萜，其碳架不符合异戊二烯定则。OOHOOHOOH-崖柏素-崖柏素-崖柏素（扁柏素）二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids） 属双环单萜。 蚁臭二醛（iridoidial）的缩醛衍生物。 含环戊烷结构单元，具环状单萜的特点。 是从臭蚁的防卫性分泌物中分离出来的物质，其生物合成途径不同于单萜，不是经由脱去GPP分子中焦磷酸基而直接产生闭环反应这一生源途径。生物合成途径如下：二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）CHOCHOCHOOHOPPCHOCHOCHOCHOOH氧化烯醇化蚁臭二醛香茅醛水解氧化GPP焦磷 酸香叶酯环 合水合双键转 位水合

6、成一个伯醇基羟醛缩合环烯醚萜环烯醚萜二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）OOHHHOOHHH环烯醚萜1234567891011二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）化学性质1.半缩醛-OH：使苷元不稳定，易分解，易聚合。故难得到结晶苷元。2.呈色反应：苷元+HOHC=O+-呈色苷元苷元+呈色呈色二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）化学性质3.双键性质：如：车叶草苷四乙酸酯OCOORORBr2CH3OHOCOORORBrOMeR=CH2COOCH3R=C6H7O(COOCH3)4车叶草苷四乙酸酯3-甲氧基-4-溴车叶草苷四乙酸酯二、结构分类（三）倍半萜（sesquit

7、erpenoids） 由由3个异戊二烯单位构成，含个异戊二烯单位构成，含15个碳原子。个碳原子。 分布在植物和微生物界，多以挥发油的形式存在。 是挥发油高沸程部分的主要组成成分。 数目和结构骨架类型萜类中最多的一类成分。 迄今结构骨架超过200余种，化合物数千种。分类：无环倍半萜、环状倍半萜、薁类衍生物二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）1.无环倍半萜CH2OH-金合欢烯-金合欢烯金合欢醇farnesenefarnesolfarnesene二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）2.环状倍半萜OOMeHHMeOOMeO青蒿素qinghaosu(难溶水

8、及油中)合成OOMeHHMeOHOMeO双氢青蒿素dihydroqinghaosu甲基化二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）2.环状倍半萜OOMeHHMeOMeOOMeOOMeHHMeOOMeOOCOOH蒿甲醚青蒿琥珀酸单酯artemetherartesunate（油溶性）（水溶性）+二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）由4个异戊二烯单位构成，含20个碳原子。分两类：1.链状二萜 2.环状二萜1.链状二萜CH2OH植物醇phytol二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜存在于植物中环状二萜类，较重要的有：OOOHCH2OHHOH穿心

9、莲内酯属双环二萜类化合物具有抗炎作用但水溶性不好，为增强穿心莲内酯水溶性，将其制备成衍生物：二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜紫杉醇（taxol）：又称红豆杉醇(属三环二萜类) 1972年底美国FDA批准上市，临床用于治疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌疗效较好HOCH3COOOHHOCOCH3HOOCOOOHCOCHOHCHNHCO紫杉醇（taxol)12345678910植物中含百万分之二二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜 解决紫杉醇（taxol）的资源问题（含量低）：半合成：HOHOHHOCOCH3HOOCOOOHRO巴卡亭III 去乙酰基巴卡

10、亭IIIR= AcR= H 为紫杉醇的前体物，是半合成品的母体。 在红豆杉的针叶和小枝中含0.1%。二、结构分类（五）二倍半萜（sesterterpenoids） 该类化合物数量少，约有6种类型30余种化合物。OHHHOHOHOHC12345678910111213141517161819202122232425蛇孢假壳素Aophiobolin A本本 章章 内内 容容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用三、萜类化合物的理化性质（一）物理性质 1.性状 （1）形态：单萜、倍半萜多具有特殊香气的油状液体； 常温可挥发或低熔点的固体。 沸点 单萜 倍

11、半萜 （分子量、双键的增加挥发性降低，熔点和沸点增高用分馏法进行分离。）三、萜类化合物的理化性质（一）物理性质 1.性状 （1）形态： 二萜和二倍半萜多为结晶性固体。 （2）味：多具苦味 （萜类又称苦味素） （3）旋光和折光性 多具有不对称碳原子，且多有异构体。三、萜类化合物的理化性质（一）物理性质 2.溶解度 萜类亲脂性强易溶醇及脂溶性有机溶剂 难溶水 具内酯结构的萜类溶于碱水，酸化析出 （用于分离纯化） 萜类对高热热、光光和酸碱酸碱较为敏感，或氧化，或重排，引起结构改变。三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质 1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排1.加成反应 加成产物通常

12、具有结晶性： 识别双键的存在及不饱和度 分离纯化三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质CHOCOHSO3NaH柠檬醛或-+NaHSO3OHH+-结晶加成物* 反应时间过长或温度过高，使双键发生加成，并形成不可逆的双键加成物。三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质 1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排2.氧化反应用途测定分子中双键的位置； 萜类醛酮的合成。常用的氧化剂有： 臭氧、铬酐（三氧化铬）、四醋酸铅、高锰酸钾、二氧化硒等。例：三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质臭氧的氧化反应：OOOOOOOOOOOCHOCHO+2HCHO丙酮-羰基异戊醛甲醛3O3H月桂烯三、萜类化合物

13、的理化性质（二）化学性质 1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反应 4.分子重排3.脱氢反应 脱氢反应通常在惰性气体的保护下，用铂黑或钯做催化剂，将萜类成分与硫或硒共热（200300）而实现脱氢。OH -eudesmol-桉醇S- H三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质OOH+薄荷酮SementhoneCOOH松香酸S或Se1-甲基-7-异丙基菲abietic acid三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质脱氢反应脂肪族脂肪族芳香族芳香族（一般可脱去角甲基、含氧基团）脂肪族脂肪族芳香族芳香族脂肪族脂肪族芳香族芳香族三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质 1.加成反应 2.氧化反应 3.脱氢反

14、应 4.分子重排4.分子重排 萜类，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。 目前工业上由-蒎烯合成樟脑的过程，就是应用Wagner-Meerwein重排再氧化制得。本本 章章 内内 容容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用四、萜类化合物的提取分离（一）提取单萜、倍半萜多为挥发油的组成成分，它们的提取分离方法将在挥发油中论述。环烯醚萜多以单糖苷的形式存在，亲水性较强。倍半萜内酯类成分易发生结构的重排。二萜类成分易聚合而树脂化引起结构变化。 宜选用新鲜药材或迅速晾干的药材，尽可能避

15、免 酸、碱的处理。四、萜类化合物的提取分离（二）分离1.结晶法2.柱层析法 吸附剂：硅胶、氧化铝（中性）等3.利用特殊功能团 结构中常含有：内酯、双键、羰基等官能团。 可制成衍生物、碱溶酸沉等方法。本本 章章 内内 容容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用五、波谱法在结构鉴定中的应用（一）紫外光谱具有共轭双键、羰基与双键构成共轭体系 紫外光区产生吸收。一般最大吸收峰为： 共轭双烯max215270、不饱和羰基max220250五、波谱法在结构鉴定中的应用（二）红外光谱 萜类多含有双键、共轭双键、甲基、偕二甲基、环外亚甲基、含氧官能团等。如：偕二甲

16、基在max1370cm-1 （吸收峰裂分，出现二条吸收带。） 内酯类max1700cm-11800cm-1 （强峰为羰基的特征吸收峰。）五、波谱法在结构鉴定中的应用（二）红外光谱 在饱和内酯环中，随着内酯环碳原子数的减少，环的张力增大，吸收波长向高波数移动： 六元环内酯羰基max1735cm-1 五元环 max1770cm-1 四元环 max1840cm-1五、波谱法在结构鉴定中的应用（三）质谱 由于萜的基本母核多，且无稳定的芳香环、芳杂环及脂杂环结构系统，大多缺乏“定向”裂解基团，因而在电子轰击下能够裂解的化学键较多，重排屡屡发生，裂解方式复杂。 但大多数萜类还是有一些可供参考的规律。五、波谱法在结构鉴定中的应用（四）核磁共振 萜类化合物类型多、骨架复杂、结构庞杂，大多是根据文献收集的氢谱、碳谱数据，对样品进行对照比较进行解析。