第六章萜类化合物(5版本)课件.ppt

1、 英文名：英文名：Paclitaxel,TaxolPaclitaxel,Taxol or TM or TM1234567891011121314151617181920123Ph1Ph2Ph3ONC6H5OHC6H5OOOOOHHAcOHOHOHAcOC6H5OPaclitaxel(Taxol)OOOOHR青篙素 R=O篙甲醚 R=-OCH3第六章第六章 萜类和挥发油萜类和挥发油Terpenoids&Violatile oil本本 章章 内内 容容一、萜类化合物的含义一、萜类化合物的含义二、结构分类二、结构分类三、理化性质三、理化性质四、提取分离四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用五、波谱

2、法在结构鉴定中的应用一、萜类化合物的含义一、萜类化合物的含义19911991年统计已确定结构者超过年统计已确定结构者超过2222，000000种种19971997年统计超过年统计超过2626，000000种。萜类化合物种。萜类化合物是天然物质中最多的一类化合物。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如：挥发油、树脂、橡胶以及胡萝卜素等一、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，进行氧化加热后

3、都产生上述这些化合物，进行氧化加热后都产生异戊二烯，即：异戊二烯，即：C C5 5H H8 8CCCCC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。一、萜类化合物的含义一、萜类化合物的含义 1.1.实验异戊二烯规则实验异戊二烯规则（empirical isoprene ruleempirical isoprene rule）凡是以异戊二烯或异戊烷为基本单位，以凡是以异戊二烯或异戊烷为基本单位，以头头尾相接尾相接的方式而结合的化合物，通式为的方式而结合的化合物，通式为(C(C5 5H H8 8)n n。2,2,生源异戊

4、二烯规则生源异戊二烯规则（biogenetic isoprene rulebiogenetic isoprene rule）CH3COOHOHOHHOOC葡萄糖醋酸甲戊二羟酸(MVA)2ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸异戊烯酯（IPP）焦磷酸二甲基烯丙酯（DMAPP）异构化半萜酶作用、缩合焦磷酸香叶酯生物体内的“活性异戊二烯”物质在生物体内形成的真正前体(GPP)焦磷酸金合欢酯（FPP）焦磷酸香叶基香叶酯（GGPP）焦磷酸香叶基金合欢酯（GFPP）IPPIPPIPP衍生单萜单萜倍半萜倍半萜三萜三萜二萜二萜四萜四萜二倍半萜二倍半萜222 尾-尾二聚()一、萜类化合物的含义一、萜类化合物的含义 2.2.

5、生源异戊二烯规则（生源异戊二烯规则（biogenetic isoprene biogenetic isoprene rulerule）凡是由凡是由甲戊二羟酸途径甲戊二羟酸途径合成的化合物都称萜类，合成的化合物都称萜类，通式为通式为(C(C5 5H H8 8)n n。本本 章章 内内 容容一、萜类化合物的含义一、萜类化合物的含义二、结构分类二、结构分类三、理化性质三、理化性质四、提取分离四、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、萜类的结构分类二、萜类的结构分类萜类化合物的分类及分布萜类化合物的分类

6、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)n 存 在二、萜类的结构分类二、萜类的结构分类（一）单萜（一）单萜（monoterpenoidsmonoterpenoids)1.1.链状单萜链状单萜较重要的化合物是一些含氧衍生物，如：萜较重要的化合物是一些含氧衍生物，如：萜醇、萜醛类。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）geraniolnerolc

7、itronellolgeranial（-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）citronellalCH2OH香叶醇geraniolCH2OH橙花醇nerol具有似玫瑰的香气。bp=229230无水CaCl2结晶性分子复合物H2O分解纯品蒸馏不能形成结晶性分子复合物无水CaCl2(从挥发油中分离出来从挥发油中分离出来)二苯胺基甲酰氯二苯胺基甲酸酯（结晶）加碱皂化蒸馏纯品具有似

8、玫瑰的香气。bp=255260(与共存的香叶醇分离与共存的香叶醇分离)顺顺 反反 异异 构构 体体二、结构分类二、结构分类 (一一)单萜（单萜（monoterpenoidsmonoterpenoids)2.2.环状单萜环状单萜 是由焦磷酸香叶酯（是由焦磷酸香叶酯（GPPGPP）的）的双键异构化双键异构化生成焦磷酸橙花酯（生成焦磷酸橙花酯（nerylneryl pyrophosphate,NPPpyrophosphate,NPP），），NPPNPP再经再经双键转位双键转位脱去脱去焦磷酸基，生成具薄荷烷骨架的阳碳离子后，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。进一步而成薄荷

9、烷衍生物。二、结构分类二、结构分类 (一一)单萜（单萜（monoterpenoidsmonoterpenoids)OPPOPP焦磷酸香叶酯（GPP）双键异构化焦磷酸橙花酯（NPP）(neryl pyrophosphate)(geranylpyrophosphate)双键转位脱去焦磷酸基具薄荷烷骨架的 阳碳离子(menthane)+12345678910薄荷烷衍生物阳碳离子环化侧柏烯柠檬烯2-蒈烯2-蒎烯thujenelimonene2-carene2-pinene1234567891012345678910重要的环状单萜化合物：重要的环状单萜化合物：OHOHOHOOHCOOOl-薄荷醇ment

10、holl-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：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 (一一)单萜（单萜（monoterpenoidsmonoterpenoids)3.3.卓酚酮类（卓酚酮类（troponoidestroponoides）是一类变形的单萜，其碳架不符合异戊二烯定则。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、结构分类 (一一)单萜单萜（monote

11、rpenoidsmonoterpenoids)卓酚酮类的特点：卓酚酮类的特点：1.1.具有芳香化合物的性质，显酸性，酸性介于具有芳香化合物的性质，显酸性，酸性介于酚类和羧酸之间酚类和羧酸之间，即酚，即酚 卓酚酮卓酚酮 C=O+-呈色苷元苷元+呈色呈色二、结构分类二、结构分类（二）环烯醚萜（二）环烯醚萜（iridoidsiridoids）中药玄参、地黄等制过后变黑，就是由于这类成分起的中药玄参、地黄等制过后变黑，就是由于这类成分起的作用。即作用。即Cu2+如：环烯醚萜+氨基酸兰色环烯醚萜+冰醋酸兰色玄参苷（玄参中）苷元聚合黑色梓醇（地黄中）酶水解（同上）二、结构分类二、结构分类（二）环烯醚萜（二

12、）环烯醚萜（iridoidsiridoids）化学性质化学性质3.3.双键性质：双键性质：如：车叶草苷四乙酸酯如：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、结构分类二、结构分类（二）环烯醚萜（二）环烯醚萜（iridoidsiridoids）化学性质化学性质4.4.波谱特征：波谱特征：OCH3HOOGlu列当苦苷J=03 HzC3-H=6-6.6 ppmOOOOGluHHH龙胆苦苷IR:990910cm-1（末端双键特征峰）二、结构分类二、结构分类（三）倍半萜（

13、三）倍半萜（sesquiterpenoidssesquiterpenoids）由由3 3个异戊二烯单位构成，含个异戊二烯单位构成，含1515个碳原子。个碳原子。分布在植物和微生物界，多分布在植物和微生物界，多以挥发油的形式存在以挥发油的形式存在。是是挥发油高沸程部分挥发油高沸程部分的主要组成成分。的主要组成成分。数目和结构骨架类型数目和结构骨架类型萜类中萜类中最多最多的一类成分。的一类成分。迄今结构骨架超过迄今结构骨架超过200200余种，化合物数千种。余种，化合物数千种。分类分类：无环倍半萜、环状倍半萜、薁类衍生物无环倍半萜、环状倍半萜、薁类衍生物二、结构分类二、结构分类（三）倍半萜（三）倍

14、半萜（sesquiterpenoidssesquiterpenoids）1.1.无环倍半萜无环倍半萜CH2OH-金合欢烯-金合欢烯金合欢醇farnesenefarnesolfarnesene二、结构分类二、结构分类（三）倍半萜（三）倍半萜（sesquiterpenoidssesquiterpenoids）2.2.环状倍半萜环状倍半萜OOMeHHMeOOMeO青蒿素qinghaosu(难溶水及油中)合成OOMeHHMeOHOMeO双氢青蒿素dihydroqinghaosu甲基化二、结构分类二、结构分类（三）倍半萜（三）倍半萜（sesquiterpenoidssesquiterpenoids）2.

15、2.环状倍半萜环状倍半萜OOMeHHMeOMeOOMeOOMeHHMeOOMeOOCOOH蒿甲醚青蒿琥珀酸单酯artemetherartesunate（油溶性）（水溶性）+二、结构分类二、结构分类（三）倍半萜（三）倍半萜（sesquiterpenoidssesquiterpenoids）3.3.薁类衍生物（薁类衍生物（azulenoidsazulenoids）由由五元环与七元环骈合五元环与七元环骈合而成的芳环骨架而成的芳环骨架如：愈创木薁（如：愈创木薁（s-guaiazulenes-guaiazulene）OH12345678(1,4-二甲基-愈创木薁愈创木醇2,4-二甲基-7-异丙基薁S22

16、0Se7-异丙基薁)二、结构分类二、结构分类（三）倍半萜（三）倍半萜（sesquiterpenoidssesquiterpenoids）3.3.薁类衍生物（薁类衍生物（azulenoidsazulenoids）薁类是一种薁类是一种非苯核芳烃非苯核芳烃化合物化合物沸点沸点 250 300 250 300 溶有机溶剂溶有机溶剂甲醇、乙醇、乙醚、石油醚甲醇、乙醇、乙醚、石油醚不溶水不溶水可可溶于强酸溶于强酸（加水稀释又可析出）（加水稀释又可析出）（可用（可用6065%6065%硫酸或磷酸提取）硫酸或磷酸提取）二、结构分类二、结构分类（三）倍半萜（三）倍半萜（sesquiterpenoidssesqu

17、iterpenoids）3.3.薁类衍生物（薁类衍生物（azulenoidsazulenoids）挥发油分馏时，高沸点馏分可见到挥发油分馏时，高沸点馏分可见到美丽的蓝色美丽的蓝色、紫色紫色或绿色或绿色的现象的现象示有薁类存在示有薁类存在预试挥发油中薁类成分：预试挥发油中薁类成分：SabetySabety反应：反应：挥发油挥发油/CHCl/CHCl3 3+5%+5%溴溴/CHCl/CHCl3 3 蓝紫色或绿色蓝紫色或绿色EhrlichEhrlich试剂：（对试剂：（对-二甲胺基苯甲醛浓硫酸）二甲胺基苯甲醛浓硫酸）挥发油挥发油 +试剂试剂 紫色或红色紫色或红色二、结构分类二、结构分类（四）二萜（四

18、）二萜（diterpenoidsditerpenoids）由由4 4个异戊二烯单位构成，含个异戊二烯单位构成，含2020个碳原子。个碳原子。分两类：分两类：1.1.链状二萜链状二萜 2.2.环状二萜环状二萜1.1.链状二萜链状二萜CH2OH植物醇phytol存在于叶绿素中曾作为合成维生素E、K1的原料二、结构分类二、结构分类（四）二萜（四）二萜（diterpenoidsditerpenoids）2.2.环状二萜环状二萜存在于植物中环状二萜类，较重要的有：存在于植物中环状二萜类，较重要的有：OOOHCH2OHHOH穿心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

19、制备成衍生物：二、结构分类二、结构分类（四）二萜（四）二萜（diterpenoidsditerpenoids）2.2.环状二萜环状二萜OOOKHCO3Na2SO3H2SO4NaSO4OOOHCH2OHHSO3NaCOOCH2CH2COOHOOCH2OCOCH2CH2COOHH无水吡啶穿心莲内酯穿心莲内酯磺酸钠穿心莲内酯磺酸钠单钾盐单钾盐丁二酸酐+丁二酸半酯(水溶性）（水溶性）二、结构分类二、结构分类（四）二萜（四）二萜（diterpenoidsditerpenoids）2.2.环状二萜环状二萜银杏内酯银杏内酯属双环二萜类。属双环二萜类。作为拮抗血小板活化因子，用于治疗因血小板作为拮抗血小板活化

20、因子，用于治疗因血小板活化因子引起的种种休克状障碍活化因子引起的种种休克状障碍OOOOOOOHR3R2OR1HH-OH-OH-OH-OH-OH-OH-OH-OH-OH-OHHHHHH银杏内酯 A银杏内酯 B银杏内酯 C银杏内酯 M银杏内酯 JR1R2R3二、结构分类二、结构分类（四）二萜（四）二萜（diterpenoidsditerpenoids）2.2.环状二萜环状二萜雷公藤根中二萜类成分雷公藤根中二萜类成分OR1HOOR2R3OHOO1101271819雷公藤甲素雷公藤乙素雷公藤内酯16-羟基雷公藤内酯醇R1R2R3HHHHHHCH3CH3CH3OHOHCH2OH属三环二萜类三环二萜类。具

21、抗癌活性二、结构分类二、结构分类（四）二萜（四）二萜（diterpenoidsditerpenoids）2.2.环状二萜环状二萜紫杉醇（紫杉醇（taxoltaxol）：又称红豆杉醇）：又称红豆杉醇(属三环二萜类属三环二萜类)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、结构分类二、结构分类（四）二萜（四）二萜（diterpenoidsditerpenoids）2.2.环状二萜环状二萜 解决紫杉醇（解决紫杉醇（taxoltaxol）的

22、资源问题（含量低）：）的资源问题（含量低）：半合成：半合成：HOHOHHOCOCH3HOOCOOOHRO巴卡亭III 去乙酰基巴卡亭IIIR=AcR=H 为紫杉醇的为紫杉醇的前体前体物物，是半合成品的，是半合成品的母体。母体。在红豆杉的针叶在红豆杉的针叶和小枝中含和小枝中含0.10.1%。二、结构分类二、结构分类（四）二萜（四）二萜（diterpenoidsditerpenoids）2.2.环状二萜环状二萜 甜菊苷（甜菊苷（steviosidestevioside）：存在于甜菊叶中。）：存在于甜菊叶中。总甜菊苷含量约总甜菊苷含量约6%6%，甜度约为蔗糖的，甜度约为蔗糖的300300倍。倍。OC

23、OOR1HHOR2甜菊苷甜菊苷A甜菊苷D甜菊苷ER1R2GlcGlcGlc GlcGlcGlc GlcGlcGlc GlcGlcGlc GlcGlc GlcGlc2121312121312121二、结构分类二、结构分类（五）二倍半萜（五）二倍半萜（sesterterpenoidssesterterpenoids）该类化合物数量少，约有该类化合物数量少，约有6 6种类型种类型3030余种化合物。余种化合物。OHHHOHOHOHC12345678910111213141517161819202122232425蛇孢假壳素Aophiobolin A本本 章章 内内 容容一、萜类化合物的含义一、萜类化

24、合物的含义二、结构分类二、结构分类三、理化性质三、理化性质四、提取分离四、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三、萜类化合物的理化性质三、萜类化合物的理化性质（一）物理性质（一）物理性质 1.1.性状性状 （1 1）形态：）形态：单萜、倍半萜单萜、倍半萜多具有多具有特殊香气特殊香气的油状液体；的油状液体；常温可挥发或低熔点的固体。常温可挥发或低熔点的固体。沸点沸点 单萜单萜 醇醇 酮酮 醛醛 醚醚 4.4.反式沸点反式沸点 顺式顺式四、挥发油成分的分离四、挥发油成分的分离分馏法分馏法例：例：OOH莰烷樟脑龙脑camphanecamphorborneol（冰片）BP1

25、61207212四、挥发油成分的分离四、挥发油成分的分离分馏法分馏法例：例：CH2OHCH2OH橙花醇香叶醇(香橙醇)(牻牛儿醇)双氢月桂烯bp:2256229301668四、挥发油成分的分离四、挥发油成分的分离分馏法分馏法常压分馏常压分馏四大段蒸馏液四大段蒸馏液第一段加热温度C=CC=C 叁键叁键 2.2.双键多双键多 双键少双键少 3.3.末端双键末端双键 顺式顺式 反式反式 4.4.环外双键环外双键 环内双键环内双键四、挥发油成分的分离四、挥发油成分的分离例：请比较展开结果例：请比较展开结果RfRf值的大小：值的大小：OHCH2OHCH2OHOHOHOH苦橙油醇香橙醇牻牛儿醇愈创木醇龙脑

26、雪松醇1234566 5 4 3 2 1主主 要要 内内 容容一、概述一、概述二、挥发油的通性二、挥发油的通性三、挥发油的提取三、挥发油的提取四、挥发油成分的分离四、挥发油成分的分离五、挥发油成分的鉴定五、挥发油成分的鉴定五、挥发油成分的鉴定五、挥发油成分的鉴定物理常数的测定物理常数的测定比重、旋光、折光等比重、旋光、折光等化学常数的测定化学常数的测定1 1酸值：指中和酸值：指中和1 1克挥发油中的游离羧酸和酚性成分所克挥发油中的游离羧酸和酚性成分所需要的需要的KOHKOH毫克数。（单位毫克数。（单位 mg/g)mg/g)2 2酯值：酯值：1 1克挥发油中的酯水解时所需要克挥发油中的酯水解时所

27、需要KOHKOH毫克数。毫克数。3 3皂化值：皂化值：酸价酸价 +酯价，酯价，即即1 1克挥发油所需克挥发油所需KOHKOH的总量。的总量。五、挥发油成分的鉴定五、挥发油成分的鉴定官能团的鉴定官能团的鉴定酚类酚类：FeClFeCl3 3蓝色、蓝紫或绿色蓝色、蓝紫或绿色羰基化合物羰基化合物：硝酸银：硝酸银/NH/NH3 3 银镜反应银镜反应 (醛类等还原性物质醛类等还原性物质)苯肼或羟胺苯肼或羟胺产生结晶形衍生物产生结晶形衍生物 (醛或酮类醛或酮类)五、挥发油成分的鉴定五、挥发油成分的鉴定官能团的鉴定官能团的鉴定不饱和不饱和化合物和化合物和薁类薁类衍生物：衍生物：溴溴/CHCl/CHCl3 3红

28、色褪去红色褪去含不饱和化合物含不饱和化合物 蓝、紫或绿色蓝、紫或绿色含薁类成分含薁类成分内酯内酯类化合物：类化合物：挥发油挥发油/+/+亚硝酰铁氰化钠亚硝酰铁氰化钠/NaOH/NaOH 红色逐渐消失红色逐渐消失(吡啶液吡啶液)(legal)(legal反应反应)()(含含不饱和内酯不饱和内酯)五、挥发油成分的鉴定五、挥发油成分的鉴定层析法的应用层析法的应用1 1薄层层析薄层层析吸附剂：硅胶吸附剂：硅胶G G或或IIIIIIIIII级中性氧化铝级中性氧化铝展开剂：石油醚展开剂：石油醚 石油醚石油醚-乙酸乙酯（乙酸乙酯（9595：5 5或或7575：2525）苯苯-甲醇（甲醇（9595：5 5或或

29、7575：2525）显色剂：香草醛显色剂：香草醛-浓硫酸、茴香醛浓硫酸、茴香醛-浓硫酸等浓硫酸等五、挥发油成分的鉴定五、挥发油成分的鉴定层析法的应用层析法的应用2 2气相色谱法气相色谱法 主要用于挥发油中已知成分的鉴定主要用于挥发油中已知成分的鉴定3 3气相色谱气相色谱-质谱质谱(GC/MS)(GC/MS)联用法联用法 多用于末知成分的分析鉴定多用于末知成分的分析鉴定总结总结 1 1、萜与挥发油定义、萜与挥发油定义 2 2、萜分类依据，萜的类型与具有重要药、萜分类依据，萜的类型与具有重要药用价值的代表性结构用价值的代表性结构 3 3、环烯醚萜结构特点与性质、环烯醚萜结构特点与性质 4 4、挥发油组成、挥发油组成 5 5、挥发油性质、挥发油性质 6 6、挥发油提取、分离、挥发油提取、分离