天然药物化学人卫第5版完整下.ppt

二、黄酮类化合物的性质 与颜色反应,一、黄酮类化合物的概述,三、黄酮类化合物的提取与分离,四、黄酮类化合物的波谱,第五章 黄酮类化合物,（一）提取黄酮甙类以及极性稍大的甙元（如羟基黄酮等），一般可用丙酮、醋酸乙酯、乙醇提取。一些多糖甙类可用沸水提取。在提取花青素类化合物时，可加入少量酸（0.1%盐酸，应当慎用，避免发生水解）。大多数黄酮甙元宜用用氯仿、乙醚、醋酸乙酯等中极性溶剂提取，而对多甲氧基黄酮类游离甙元，甚至可用苯等低极性溶剂进行提取。,三、黄酮类化合物的提取与分离,对得到的粗提物可进行下列精制处理，常用方法有：（一）溶剂萃取法 利用黄酮类化合物与混入的杂质极性不同，选用不同溶剂进行地萃取可达到精制纯化目的。例如植物叶子的醇浸液，可用石油醚处理，以便除去叶绿素、胡萝卜素等脂溶性色素。而某些药料水溶液则可加入多倍量浓醇，以沉淀除去蛋白质、多糖类等水溶性杂质。,三、黄酮类化合物的提取与分离,有时溶剂萃取过程也可以用逆流分配法连续进行。常用的溶剂系统有：水-醋酸乙酯，正丁醇-石油醚等。溶剂萃取过程在除去杂质的同时，往往还可以收到分离甙和甙元或极性甙元与非极性甙元的效果。（二）碱提取酸沉淀法 黄酮甙类虽有一定极性，可溶于水，但却难溶于酸性水，易溶于碱性水，故可用碱性水提取，再于碱水提取液中加入酸，黄酮甙类即可沉淀析出。此法简便易行，如芦丁、橙皮甙、黄芩甙的提取都应用了这个方法。,三、黄酮类化合物的提取与分离,兹以从槐米中提取芦丁为例说明该法的操作过程。槐米（槐树Sophora japonica L.花蕾）加约6倍量水，煮沸，在搅拌下缓缓加入石灰乳至pH89，在此pH条件下微沸2030分钟，趁热油滤，残渣同上再加4倍水煎1次，乘热抽滤。合并滤液在6070下，用浓盐酸调至pH为5，搅匀，静置24小时，抽滤。沉淀物水洗至中性，60干燥得芦丁粗品，于水中重结晶，7080干燥得芦丁纯品。,三、黄酮类化合物的提取与分离,在用碱酸法进行提取纯化时，应当注意所用碱液浓度不宜过高，以免在强碱性下，尤其加热进破坏黄酮母核。在加酸酸化时，酸性也不宜过强，以免生成（金羊）盐，致使析出的黄酮类化合物又重新溶解，降低产品收率。当药料中含有大量果胶、粘液等不溶性杂质时，如花、果类药材，宜用石灰乳或石灰水代替其它碱性水溶液进行提取，以使上述含羟基的杂质生成钙盐沉淀，不致溶出。这也有利于黄酮类化合物的纯化处理。,三、黄酮类化合物的提取与分离,（三）碳粉吸附法 主要适于甙类的精制工作。通常，在植物的甲醇粗提取物中，分次加入活性炭，搅拌，静置，直至定性检查上清液无黄酮反应时为止。过滤，收集吸甙炭末，依次用沸甲醇、沸水、7%酚/水、15%酚/醇溶液进行洗脱，各部分洗脱液进行定性检查（或用PPC鉴定）。通过对Baptisia lecontei 中黄酮类化合物的研究证明，大部分黄酮甙类可用7%酚/水洗下。洗脱液经减压蒸发浓缩至小体积，再用乙醚振摇除去残留的酚，余下水层减压浓缩即得较纯的黄酮甙类成分。,三、黄酮类化合物的提取与分离,二、分离 现将较常用的方法介绍如下：（一）柱层析法 分离黄酮类化合物常用的吸附剂或载体有硅胶、聚酰胺及纤维素粉等。此外，也有用氧化铝、氧化镁及硅藻土等。1.硅胶柱层析：此法应用范围最广，主要适于分离异黄酮、二氢黄酮、二氢黄酮醇及高度甲基化（或乙酰化）的黄酮及黄酮醇类。少数情况下，在加水去活化后也可用于分离极性较大的化合物，如多羟基黄酮醇及其甙类等。,三、黄酮类化合物的提取与分离,2.聚酰胺柱层析：对分离黄酮类化合物来说，聚酰胺是较为理想的吸附剂。其吸附强度主要取决于黄酮类化合物分子中羟基的数目与位置及溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小。聚酰胺柱层析可用于分离各种类型的黄酮类化合物，包括甙及甙元、查耳酮与二氢黄酮等 黄酮类化合物从聚酰胺柱上洗脱时大体有下列规律：（1）甙元相同，洗脱先后顺序一般是：参糖甙双糖甙单糖甙甙元（2）母核上增加羟基，洗脱速度即相应减缓,三、黄酮类化合物的提取与分离,（3）不同类型黄酮化合物，先后流出顺序一般是：异黄酮二氢黄酮醇黄酮黄酮醇（4）分子中芳香核、共轭双键多者则吸附力强，故查耳酮往往比相应的二氢黄酮难于洗脱。上述规律也适用于黄酮类化合物在聚酰胺薄层上的行为。3.葡聚糖疑胶(Sephadex gel)柱层析：对于黄酮类化合物的分离，主要用两种型号的凝胶：Sephadex-G型及Sephadex-LH-20型。,三、黄酮类化合物的提取与分离,葡聚糖凝胶分离黄酮类化合物的机理是：分离游离黄酮时，主要靠吸附作用。凝胶对黄酮类化合物的吸附程度取决于游离酚羟基的数目。但分离黄酮甙时，则分子筛的属性起主导作用。在洗脱时，黄酮甙类大体上是按分子量由大到小的顺序流出柱体，葡聚糖凝胶柱层析中常用的洗脱剂有：(1)碱性水溶液（如0.1mol/L NH4OH），含盐水溶液(0.5mol/L NaCl等)。(2)醇及含水醇，如甲醇，甲醇-水（不同比例）、t-丁醇-甲醇(3:1)、乙醇等。(3)其它溶剂：如含水丙酮、甲醇-氯仿等。,三、黄酮类化合物的提取与分离,（二）梯度pH萃取法 梯度pH萃取法适合于酸性强弱不同的黄酮甙元的分离。根据黄酮类甙元酚羟基数目及位置不同其酸性强弱也不同的性质，可以将混合物溶于有机溶剂（如乙醚）后，依次用5%NaHCO3、5%Na2CO3、0.2%NaOH及4%NaOH水溶液萃取，来达到分离的目的。酸性：7，4-二OH 7-或4-OH（溶于）：5%NaHCO3液 5%Na2CO3液 一般OH 5-OH 0.2%NaOH液 4%NaOH液）,三、黄酮类化合物的提取与分离,（三）根据分子中某些特定官能团进行分离 在黄酮类成分的混合物中，具有邻二酚羟基成分与无此结构的成分，可用铅盐法分离。有邻二酚羟基的成分可被醋酸铅沉淀，不具有邻二酚羟基的成分可被碱式醋酸铅沉淀，达到分离的目的。与黄酮类成分混存的其它杂质，如分子中有羧基（如树胶、粘液、果胶、有机酸、蛋白质、氨基酸等）或邻二酚羟基（如鞣质等）时，也可为醋酸铅沉淀达到去杂目的。,三、黄酮类化合物的提取与分离,具黄酮类化合物与铅盐生成的沉淀，滤集后按常法悬在浮在乙醇中，通入H2S进行复分解，滤除硫化铅沉淀，滤液中可得到黄酮类化合物。但初生态的PbS沉淀具有较高的吸附性，因此现多不主张用H2S脱铅，而用硫酸盐或磷酸盐，或用阳离子交换树脂脱铅。有邻二酚羟基的黄酮可与硼酸络合，生成物易溶于水，借此也可与不具上述结构的黄酮类化合物相互分离。在实际工作中，常将上述柱层析法与各种经典方法相互配合应用，以达到较好的分离效果。,三、黄酮类化合物的提取与分离,二、黄酮类化合物的性质 与颜色反应,一、黄酮类化合物的概述,三、黄酮类化合物的提取与分离,四、黄酮类化合物的波谱,第五章 黄酮类化合物,1、黄酮类化合物在甲醇中的UV谱特征溶剂：MeOH,四、黄酮类化合物的波谱,1、黄酮类化合物在甲醇中的UV谱特征,1、MeOH+NaOMe:带I 红移40-60nm2、NaOAc（熔融）:带I 红移40-65nm 强度下降,四、黄酮类化合物的波谱,1、黄酮类化合物在甲醇中的UV谱特征,1、NaOAc（未熔融）:带红移5-20nm,四、黄酮类化合物的波谱,AlCl3/HCl 谱图AlCl3：无邻二酚羟基。AlCl3/HCl 谱图AlCl3：B环有邻二酚羟基：带I 紫移30-40nm,四、黄酮类化合物的波谱,AlCl3/HCl 谱图AlCl3：无邻二酚羟基。AlCl3/HCl 谱图AlCl3：A环和B环有邻二酚羟基：带I 紫移50-65nm,四、黄酮类化合物的波谱,AlCl3/HCl 谱图MeOH：无3OH或5OHAlCl3/HCl 谱图MeOH：可能有3OH或5OH1、带I 红移35-55nm,可能只有5OH2、带I 红移60nm,可能只有3OH,四、黄酮类化合物的波谱,黄酮类化合物的波谱2、黄酮类化合物1H-NMR谱(DMSO-d6)特征,5OH：12 ppm7OH：11 ppm3OH：10 ppm,四、黄酮类化合物的波谱,黄酮类化合物的波谱2、黄酮类化合物1H-NMR谱,A环上的芳氢：6H：5.7-6.9(d,J=2.5)8H：5.7-6.9(d,J=2.5),四、黄酮类化合物的波谱,2、黄酮类化合物1H-NMR谱 黄酮醇,A环上的芳氢：5-H：7.98.2（d,J=9.0）6-H：6.77.1（dd,J=9.0,2.5）8-H：6.77.0（d,J=2.5）,四、黄酮类化合物的波谱,2、黄酮类化合物1H-NMR谱二氢黄酮醇,A环上的芳氢：5-H：7.77.9（d,J=9.0）6-H：6.46.5（dd,J=9.0,2.5）8-H：6.36.4（d,J=2.5）,四、黄酮类化合物的波谱,2、黄酮类化合物1H-NMR谱,B环上的芳氢（H-3,5 较为高场）：H-3,5：6.57.1（d,J8.5）H-2,6：6.57.9（d,J8.5）,四、黄酮类化合物的波谱,2、黄酮类化合物1H-NMR谱,B环上的芳氢：H-5：6.77.1（d,J8.5）H-2：7.27.9（d,J2.5）H-6：7.27.9（dd,J8.5,2.5）,四、黄酮类化合物的波谱,H-2（异黄酮）:7.67.8(1H,s);8.58.7(1H,s,DMSO-d6),2、黄酮类化合物1H-NMR谱,C环上的氢：,H-3（黄酮）:6.3(1H,s),四、黄酮类化合物的波谱,2、黄酮类化合物1H-NMR谱,C环上的氢（二氢黄酮）：,H-2:5.22(1H,dd,J=11.5,5.0)H-3:2.80(1H,dd,J=17.0,11.5)(1H,dd,J=17.0,5.0),四、黄酮类化合物的波谱,2、黄酮类化合物1H-NMR谱,C环上的氢（二氢黄酮醇）：,化合物 H-2 H-3二氢黄酮醇 4.80-5.00 d(11.0)4.10-4.30 d(11.0)二氢黄酮醇3-O-糖苷 5.00-5.60 d(11.0)4.30-4.60 d(11.0),四、黄酮类化合物的波谱,2、黄酮类化合物1H-NMR谱,C环上的氢（查耳酮）：,H-：6.50-6.70(1H,d,J=Ca.17.0)H-：7.30-7.70(1H,d,J=Ca.17.0),四、黄酮类化合物的波谱,2、黄酮类化合物1H-NMR谱,C环上的氢（橙酮）：,苄氢:6.50-6.70(1H,s)6.37-6.94(1H,s,DMSO-d6),四、黄酮类化合物的波谱,2、黄酮类化合物1H-NMR谱,化合物 糖上的H-1黄酮醇3-O-葡萄糖苷5.70-6.00黄酮醇7-O-葡萄糖苷 黄酮醇4-O-葡萄糖苷 黄酮醇5-O-葡萄糖苷 黄酮醇6及8-C-糖苷黄酮醇3-O-鼠李糖苷 二氢黄酮醇3-O-葡萄糖苷 二氢黄酮醇3-O-鼠李糖苷,糖上的氢,四、黄酮类化合物的波谱,2、黄酮类化合物1H-NMR谱,苯环上其他取代基的氢：,取代基 甲基 2.04-2.45(3H,s)乙酰氧基 2.30-2.45(3H,s)甲氧基 3.45-4.10(3H,s),四、黄酮类化合物的波谱,3、黄酮类化合物13C-NMR谱,取代基Zi ZoZm ZpOH26.6-12.81.6-7.1OCH331.4-14.41.0-7.8,四、黄酮类化合物的波谱,3、黄酮类化合物13C-NMR谱,苷化位置 C-1(糖)7或5-O-葡萄糖苷104.37-O-鼠李糖苷 99.0,1）糖上苷化位移和C-1信号苷化位移（酚性苷中）4.0+6.0（C-1）,四、黄酮类化合物的波谱,3、黄酮类化合物13C-NMR谱,苷元糖苷化后，直接与糖相连的C-1向高场位移，而邻、对位的C则向低场位移,2）苷元的苷化位移,四、黄酮类化合物的波谱,4、黄酮类化合物MS谱,途径I：,途径II：,四、黄酮类化合物的波谱,5、黄酮类化合物碱熔降解,四、黄酮类化合物的波谱,提取分离示例：某植物药材含有以下化合物,用分离流程示意图图示过程提取,分离。请判断各化合物在分离流程示意图中的位置(也就是将每个化合物的英文代号与分离流程示意图上的阿拉伯数字代号配对)。,第五章 黄酮类化合物,复习：一.请将下列化合物的结构式和名称配对,并说明各化合物的结构类型芦丁、槲皮素、葛根素、水飞蓟素:,第五章 黄酮类化合物,二、简答题1、如何用1H-NMR法区别黄酮苷的-苷键和-苷键?除了 1H-NMR法，还可以用什么方法？请简要说明。2、请简述以下各类化合物化学结构上的主要区别，并分别说明 其旋光性：黄酮，黄酮醇，双氢黄酮，双氢黄酮醇，异黄酮3、哪些类型的天然化合物可用酸碱（萃取）法提取，分离？为什么？请举一例。,第五章 黄酮类化合物,三、用以下指定的方法区别以下各组化合物：,第五章 黄酮类化合物,四、写出下列各反应产物的结构式：,第五章 黄酮类化合物,五、某药材含有以下化合物,以图示过程提取,分离。请判断各化合物在图中的位置：,第五章 黄酮类化合物,分离流程示意图：,第五章 黄酮类化合物,六、从某植物的叶中,分离到一化合物单体A,其理化性质,和波谱数据如下述,请依据之推导它的化学结构：化合物A,黄色无定形粉末(H2O),M.P.178-181,盐酸镁粉反应为阳性,三氯化铝反应显黄色萤光.将A以2%H2SO4水解,从其水解液中检出葡萄糖和鼠李糖.A,分子式为C27H30O16,它的1H-NMR(DMSO-d6)数据如下页:,化合物A的1H-NMR(DMSO-d6):,第六章,萜类和挥发油terpenoids and volatile oils,一、萜的含义和分类,二、萜类的结构类型及代表性化合物,三、萜类化合物的理化性质,四、萜类化合物的化学性质,五、萜类化合物的提取分离,六、挥发油,第六章 萜类和挥发油,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,MVA）（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。,一、萜的含义和分类,一、萜的含义和分类,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。本章主要介绍单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜等萜类以及挥发油类化合物。,一、萜的含义和分类,一、萜的含义和分类,二、萜类的结构类型及代表性化合物,三、萜类化合物的理化性质,四、萜类化合物的化学性质,五、萜类化合物的提取分离,六、挥发油,第六章 萜类和挥发油,单萜类（monoterpenoids）是由2个异戊二烯单位构成、含10个碳原子的化合物类群，广泛分布于高等植物的腺体、油室和树脂道等分泌组织中，是植物挥发油的主要组成成分，在昆虫激素及海洋生物中也有存在。它们的含氧衍生物多具有较强的生物活性和香气，是医药、化妆品和食品工业的重要原料。单萜以苷的形式存在时，不具有挥发性，不能随水蒸气蒸馏出来。单萜类化合物可分为链状型和单环、双环等环状型两大类，其中以单环和双环型两种结构类型所包含的单萜化合物最多。构成的碳环多为六元环，也有五元环、四元环和七元环。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,1、单萜（1）开链单萜,二、萜类的结构类型及代表性化合物,（2）环状单萜,二、萜类的结构类型及代表性化合物,芍药苷（paeoniflorin）是从芍药paeonia albiflora根中得到的蒎烷单萜苦味苷，对小鼠显示有镇静、镇痛及抗炎等药理作用。近年报道芍药苷具有防治老年性痴呆的生物活性。卓酚酮类化合物是一类变形的单萜，它们的碳架不符合异戊二烯定则，该类化合物多具有抗菌活性，但同时多有毒性。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,（3）环烯醚萜（iridoids），含有环戊烷结构单元，包括含有取代环戊烷环烯醚萜（iridoids）和环戊烷开裂的裂环环烯醚萜（secoiridoids）两种基本碳架。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,环烯醚萜苷类 环烯醚萜类成分多以苷的形式存在，以10个碳的环烯醚萜苷占多数，其结构上C1羟基多与葡萄糖形成苷，且大多为单糖苷；C11有的氧化成羧酸，并可形成酯。梓醇（catalpol）又称梓醇苷，是地黄中降血糖作用的主要有效成分。梓苷（catalposide）的药理作用与梓醇相似。桃叶珊瑚苷（aucubin）是车前草清湿热、利尿的有效成分。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,2、倍半萜 倍半萜类（sesquiterpenoids）是由3个异戊二烯单位构成、含15个碳原子的化合物类群。倍半萜主要分布在植物界和微生物界，多以挥发油的形式存在，在植物中多以醇、酮、内酯或苷的形式存在，亦有以生物碱形式存在。倍半萜类化合物按其结构碳环数分为无环、单环、双环、三环、四环型倍半萜；按构成环的碳原子数分为五元环、六元环、七元环等；也有按含氧官能团分为倍半萜醇、醛、酮、内酯等。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,（1）无环倍半萜金合欢烯，存在于枇杷叶、生姜等的挥发油中，构型体存在于藿香、啤酒花和生姜挥发油中。金合欢醇在橙花油、香茅中含量较多，为重要的高级香料原料。橙花醇具有苹果香，是橙花油中的主要成分之一。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,（2）环状倍半萜 青蒿素（qinghaosu,artemisinin）是倍半萜过氧化物，是从中药青蒿（黄花蒿Artemisia annua L.）中分离到的抗恶性疟疾的有效成分。曾对它的结构进行了修饰，合成大量衍生物，从中筛选出具有抗疟效价高、原虫转阴快、速效、低毒等特点的双氢青蒿素（dihydroqinghaosu），再进行甲基化，将它制成油溶性的蒿甲醚（artemether）及水溶性的青蒿琥珀酸单酯（artesunate），用于临床。鹰爪甲素（yingzhaosu）是从草药鹰爪Artemisia annua根中分离出的具有过氧基团的倍半萜化合物，对鼠疟原虫的生长有强的抑制作用。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,3、二萜 二萜类（diterpenoids）是由4个异戊二烯单位构成、含20个碳原子的化合物类群。二萜广泛分布于植物界，植物分泌的乳汁、树脂等均以二萜类衍生物为主，尤以松柏科植物最为普遍。许多二萜的含氧衍生物具有多方面的生物活性，如紫杉醇、穿心莲内酯、关附甲素、雷公藤内酯、甜菊苷等都具有较强的生物活性。除植物外，菌类代谢产物中也发现有二萜，从海洋生物中也有为数较多的二萜衍生物。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,（1）链状二萜 链状二萜类化合物在自然界存在较少，常见的只有广泛存在于叶绿素的植物醇(phytol)，与叶绿素分子中的卟啉（porphyrin）结合成酯的形式存在于植物中，曾作为合成维生素E、K1的原料。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,（2）环状二萜 维生素A(vitamin A)是一种重要的脂溶性维生素，主要存在于动物肝中，特别是鱼肝中含量较丰富，如鲨鱼和鳕鱼的肝油中富含维生素A。维生素A 与眼睛的视网膜内的蛋白质结合，形成光敏感色素，是保持正常夜间视力的必需物质，而且维生素A也是哺乳动物生长必不可缺少的物质。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,穿心莲内酯为穿心莲Andrographis paniculata中抗菌消炎作用的活性成分，临床用于治疗急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎等，与亚硫酸钠在酸性条件下可制成穿心莲内酯磺酸钠，制备水溶性注射剂。紫杉醇是红豆杉Taxus spp中活性成分，已成新型天然抗肿瘤药物，对于卵巢癌、乳腺癌和肺癌疗效好。关附甲素是中药关白附中的具抗心律失常的活性成分，已进入国家I类新药研制的III期临床研究。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,（3）二倍半萜 二倍半萜类化合物（sesterterpenoids）是由5个异戊二烯单位构成、含25个碳原子。1965年发现第一个二倍半萜。这类化合物在生源上是由焦磷酸香叶基金合欢酯（geranylfarnesyl pyrophosphate,GFPP）衍生而成，多为结构复杂的多环性化合物。与其它各萜类化合物相比，数量少，分布在洋齿植物，植物病原菌，海洋生物海绵、地衣及昆虫分泌物中。呋喃海绵素-3是从海绵动物中得到的含呋喃环的链状二倍半萜。,二、萜类的结构类型及代表性化合物,一、萜的含义和分类,二、萜类的结构类型及代表性化合物,三、萜类化合物的理化性质,四、萜类化合物的化学性质,五、萜类化合物的提取分离,六、挥发油,第六章 萜类和挥发油,1、形态 单萜和倍半萜类多为具有特殊香气的油状液体，在常温下可以挥发，或为低熔点的固体。可利用此沸点的规律性，采用分馏的方法将它们分离开来。二萜和二倍半萜多为结晶性固体。2、味 萜类化合物多具有苦味，有的味极苦，所以萜类化合物又称苦味素。但有的萜类化合物具有强的甜味，如具有对映-贝壳杉烷骨架（ent-kaurane）的二萜多糖苷甜菊苷的甜味是蔗糖的300倍。3、旋光性 大多数萜类具有不对称碳原子，具有光学活性。4、溶解度 萜类化合物亲脂性强，随着含氧官能团的增加或成苷的萜类，则水溶性增加。萜类的苷有一定的亲水性。,三、萜类化合物的理化性质,一、萜的含义和分类,二、萜类的结构类型及代表性化合物,三、萜类化合物的理化性质,四、萜类化合物的化学性质,五、萜类化合物的提取分离,六、挥发油,第六章 萜类和挥发油,1、加成反应 含有双键和醛，酮等羰基的萜类化合物，可与某些试剂发生加成反应，其产物往往是结晶性的。如含羰基的萜类化合物可与亚硫酸氢钠发生加成反应，生成结晶形成物，复加酸或加碱使其分解，生成原来的反应产物。2、氧化反应不同的氧化剂在不同的条件下，可以将萜类成分中各种基团氧化，生成各种不同的氧化产物。常用的氧化剂有臭氧、三氧化铬等，亦可用于萜类化合物的醛酮合成。3、脱氢反应 脱氢反应在研究萜类化学结构中是一种很有价值的反应，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。,四、萜类化合物的化学性质,一、萜的含义和分类,二、萜类的结构类型及代表性化合物,三、萜类化合物的理化性质,四、萜类化合物的化学性质,五、萜类化合物的提取分离,六、挥发油,第六章 萜类和挥发油,萜的苷亲水较强，苷元脂溶性较强。1、溶剂提取法2、碱提取酸沉淀法3、活性炭吸附法 4、大孔树脂吸附法,五、萜类化合物的提取分离,一、萜的含义和分类,二、萜类的结构类型及代表性化合物,三、萜类化合物的理化性质,四、萜类化合物的化学性质,五、萜类化合物的提取分离,六、挥发油,第六章 萜类和挥发油,挥发油（volatile oils）又称精油（essential oils），是一类具有芳香气味的油状液体的总称。在常温下能挥发，可随水蒸气蒸馏。挥发油类成分主要存在种子植物，尤其是芳香植物中。挥发油多具有祛具有祛痰、止咳、平喘、驱风、健胃、解热、镇痛、抗菌消炎作用。挥发油的成分大体可分4类:1)萜类化合物 挥发油中的萜类成分，主要是单萜、倍半萜和它们含氧衍生物，如薄荷油、樟脑等；2)芳香族化合物 如桂皮醛、茴香醚、丁香酚等；3)脂肪族化合物 如正癸烷（n-decane存在于桂花的头香成分中）和小分子醇、醛及酸类化合物（如正壬醇n-nonyl alcohol，存在于陈皮挥发油中）；4)其它类化合物 除上述三述化合物外，还有一些挥发油样物质，如大蒜油（mustark oil）等，也能随水蒸馏，故也称之为“挥发油”。,六、挥发油,六、挥发油,一、挥发油的提取1、水蒸气馏法；2、油脂吸收法；3、溶剂萃取法 用石油醚（3060）等有机溶剂；4、二氧化碳超临界流体萃取法；5、冷压法二、挥发油成分的分离1、冷冻析晶；2、真空分馏法；3、化学方法：1）利用酸、碱性不同进行分离，2）利用官能团特性进行分离；4、层析分离法,六、挥发油,第七章,三萜及其皂苷triterpenoids,一、概述,二、四环三萜,三、五环三萜,四、理化性质,五、提取分离,六、结构测定,第七章 三萜及其皂苷,第七章 三萜及其皂苷,一、概述 多数三萜（triterpenoids）是由30个碳原子组成的萜类化合物，根据“异戊二烯定则”，多数三萜被认为是由6个异戊二烯（三十个碳）缩合而成的，该类化合物在自然界广泛存在，有的以游离形式存在，有的则与糖结合成苷的形式存在，该苷类化合物多数可溶于水，水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫，故被称为三萜皂苷（triterpenoid saponins），该类皂苷多具有羧基，所以有时又称之为酸性皂苷。,一、概述,三萜及其皂苷广泛存在于自然界、菌类、蕨类、单子叶、双子叶植物、动物及海洋生物中均有分布，尤以双子叶植物中分布最多。游离三萜主要来源于菊科、豆科、大戟科、楝科、卫茅科、茜草科、橄榄科、唇形科等植物，三萜皂苷在豆科、五加科、葫芦科、毛莨科、石竹科、伞形科、鼠李科、报春花科等植物分布较多。,一、概述,三萜皂苷是由三萜皂苷元（triterpene sapogenins）和糖组成的，常见的苷元为四环三萜和五环三萜。常见的糖有葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、呋糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸，另外还有鸡纳糖、芹糖、乙酰基和乙酰氨基糖等，多数苷为吡喃型糖，但也有呋喃型糖。有些苷元或糖上还有酰基等。这些糖多以低聚糖形式与苷元成苷，成苷位置多为3位或与28位羧基成酯皂苷（ester saponins），另外也有与16、21、23、29位等羟基成苷的。根据糖链的多少，可分单糖链苷（monodemosides）、双糖链苷（bisdemosides）、三糖链皂苷（tridesmosidic saponins）。当原生苷由于水解或酶解，部分糖被降解时，所生成的苷叫次皂苷（prosapogenins）。,一、概述,三萜类化合物的生合成路线：,一、概述,一、概述,二、四环三萜,三、五环三萜,四、理化性质,五、提取分离,六、结构测定,第七章 三萜及其皂苷,二、四环三萜1、达玛烷型(Dammaranes)2、羊毛脂烷型(Lanostanes)3、甘遂烷型(Tirucallanes)4、环阿屯烷型(Cycloartanes)5、葫芦烷型（Cucurbitanes）6、楝烷型（Meliacanes）,二、四环三萜,1、达玛烷型,二、四环三萜,R1=H 20(S)原人参二醇20(S)protopanaxadiol类R1=OR3 20(S)原人参三醇 20(S)protopanaxatriol类,二、四环三萜,2、羊毛脂烷型,二、四环三萜,从中药灵芝中分离得到的四环三萜化合物,二、四环三萜,3、甘遂烷型,二、四环三萜,从藤桔属植物Paramignya monophylla的果实分离得到：,二、四环三萜,4、环阿屯烷型,二、四环三萜,从中药黄芪（Astragalus membranaceus中分离到的黄芪苷 I：,二、四环三萜,5、葫芦烷型,二、四环三萜,从雪胆属植物Hemsleya amabilis中分离得到的 雪胆甲素,二、四环三萜,6、楝烷型,二、四环三萜,从楝科植物Azadirachta indica中分离得到：,二、四环三萜,一、概述,二、四环三萜,三、五环三萜,四、理化性质,五、提取分离,六、结构测定,第七章 三萜及其皂苷,三、五环三萜（Pentacyclic Triterpenoids)1、齐墩果烷型(Oleananes）2、乌苏烷型（Ursanes）3、羽扇豆烷型（Lupanes）4、木栓烷型（Friedelanes）,三、五环三萜,1、齐墩果烷型,三、五环三萜,从油橄榄（Olea europaea）中分到齐墩果酸：,三、五环三萜,从甘草（Glycyrrhiza uralensis）中分离得到的 甘草次酸,三、五环三萜,2、乌苏烷型,三、五环三萜,从女贞子叶中 分离得到的 熊果酸：,三、五环三萜,从积雪草（Centella asiatica）中分离到的 积雪草酸,三、五环三萜,3、羽扇豆烷型（Lupanes）,三、五环三萜,从白头翁（Pulsatilla chinensis）中分离得到的 23羟基白桦酸：,三、五环三萜,4、木栓烷型,三、五环三萜,从雷公藤（tripterygium wilfordii）中分离得到的 雷公藤酮：,三、五环三萜,一、概述,二、四环三萜,三、五环三萜,四、理化性质,五、提取分离,六、结构测定,第七章 三萜及其皂苷,1、性状及溶解度 其苷元多有较好结晶，能溶于石油醚、苯、乙醚、氯仿等有机溶剂，而不溶于水；成苷后，极性加大，不易结晶，因而皂苷大多为无色定形粉末，可溶于水，易溶于热水，稀醇、热甲醇和热乙醇中，几不溶或难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂，含水丁醇或戊醇对皂苷的溶解度较好。皂苷多数具有苦而辛辣味，吸入鼻内能引起喷嚏。某些皂苷内服，能刺激，产生反射性粘液腺分泌，而用于祛痰止咳。皂苷具有吸湿性。,四、理化性质,2、颜色反应 三萜化合物（苷元和苷）在无水条件下，与强酸、三氯乙酸或Lewis酸（氯化锌、三氯化铝、三氯化锑）作用，会产生颜色变化或荧光。但全饱和、且3位又无羟基或羰基的化合物呈阴性反应：2.1、醋酐-浓硫酸反应（Liebermann-Burchard反应）将样品溶于醋酐中，加硫酸-醋酐（1：20），可产生黄红紫蓝等颜色变化，最后褪色。2.2、氯化锑反应（Kahlenberg反应）将样品氯仿或醇溶液点于滤纸上，喷以20%五氯化锑的氯仿溶液，干燥后6070加热，显蓝色、灰蓝色，灰紫色等多种颜色斑点。,四、理化性质,2.3、三氯醋酸反应（Rosen-Heimer反应）将样品溶液滴在滤纸上，喷25%三氯醋酸乙醇溶液，加热至100，生成红色渐变为紫色。2.4、氯仿-浓硫酸反应（Salkowski反应）样品溶于氯仿，加入浓硫酸后，在氯仿层呈现红色或蓝色，氯仿层有绿色荧光出现。2.5、冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff反应）样品溶于冰醋酸中，加乙酰氯数滴及氯化锌结晶数粒，稍加热，则呈现淡红色或紫红色。,四、理化性质,3、表面活性 许多皂苷水溶液强烈振摇后产生持久的泡沫，但有一些皂苷没有此种活性。,4、溶血作用 大多皂苷的水溶液有溶血作用，但也有的皂苷（如以人参萜二醇为母核的皂苷）的水溶液有抗溶血作用。5、沉淀反应 皂苷的水溶液可以和铅盐、钡盐、铜盐等产生沉淀。酸性皂苷（通常指三萜皂苷）的水溶液加入硫酸铵、醋酸铅或其他中性盐类即生成沉淀。中性皂苷（通常指甾体皂苷）的水溶液则需加入碱式醋酸铅或氧化钡等碱性盐类才能生成沉淀。利用这一性质进行皂苷的提取和初步分离。,四、理化性质,一、概述,二、四环三萜,三、五环三萜,四、理化性质,五、提取分离,六、结构测定,第七章 三萜及其皂苷,三萜皂苷元提取与分离方法：1、醇类溶剂提取后，提取物依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯等溶剂进行分部提取，然后进一步分离；2、制备成衍生物再作分离；3、以皂苷形式存在的，水解后用氯仿等溶剂萃取，然后进行分离。三萜皂苷提取与分离方法：用稀醇提取，提取液减压浓缩后，加适量水，必要时先用石油醚等萃取，去杂，后用正丁醇萃取，减压蒸干，通过大孔吸附树脂，水洗去糖等，后用30%80%甲醇或乙醇梯度洗脱，洗脱液减压蒸干，得粗制总皂苷。用重结晶、层析等方法分离纯化皂苷。,五、提取分离,一、概述,二、四环三萜,三、五环三萜,四、理化性质,五、提取分离,六、结构测定,第七章 三萜及其皂苷,1、化学法 用Liebemman-Burchard反应和Molish反应鉴定三萜皂苷；2、MS法 皂苷难挥发，所以，EI-MS 和 CI-MS 技术在三萜皂苷的应用受以限制。但 FD-MS、ESIMS和 FAB-MS 在皂苷的结构检测中却得到了广泛应用，这些质谱的应用可以得到皂苷的准分子离子峰（quasi-molecular ion peaks）M+H+、M+Na+和M+K+等，或M-H-峰；3、NMR法 高分辨氢谱和碳谱。,六、结构测定,第八章,甾体及其苷类steroids,一、概述,二、C21甾类化合物,三、强心苷类化合物,四、甾体皂苷类化合物,第八章 甾体及其苷类,此类化合物有多种类型，它们结构中都具有环戊烷骈多氢菲(cyclopentano-perhydrophenanthrene)的母核，C17侧链不同。现主要介绍以下三种：,C21甾类（侧链为羟甲基衍生物）强心苷类（侧链为不饱和内酯环）甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环）,一、概 述,一、概述,二、C21甾类化合物,三、强心苷类化合物,四、甾体皂苷类化合物,第八章 甾体及其苷类,二、C21甾（C21-steroides）类,一类含21个C的甾体化合物，具抗炎、抗肿瘤、抗生育等多种活性，都以孕甾烷（pregnane）或其异构体为骨架。,C5、C6位多有双键，C20位可能有羰基，C17位上的侧链多为-构型，也有为-构型。C3、C8、C12、C14、C17、C20等位可能有-OH,C11位可能有-OH。C11、C12的羟基可能与一些有机酸成酯：,二、C21甾（C21-steroides）类,二、C21甾（C21-steroides）类,一、概述,二、C21甾类化合物,三、强心苷类化合物,四、甾体皂苷类化合物,第八章 甾体及其苷类,三、强心苷类（侧链为不饱和内酯环）,强心苷（cardiac glycosides）是存在于植物中具强心作用的甾体苷类化合物，在十几科的几百种植物中含有该类化合物，尤其在玄参科和夹竹桃可植物中最多。,异羟基毛地黄毒苷（狄高辛，Digoxin):,三、强心苷类（侧链为不饱和内酯环）,三、强心苷类（侧链为不饱和内酯环）,一、概述,二、C21甾类化合物,三、强心苷类化合物,四、甾体皂苷类化合物,第八章 甾体及其苷类,四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环）,甾体皂苷（Steroidal saponins）是一类由螺烷甾（Spi-rostanes）类化合物与糖结合的苷，主要分布在薯蓣科、百合科、玄参科、菝契科、龙舌兰等科植物中。,一、根据C25的构型和F环的状态，分为四类：1、螺甾烷醇类（Spirostanols）:C25为S构型2、异螺甾烷醇类（Isospirostanols）:C25为R构型3、呋甾烷醇类（furostanols）:F环为开链式4、变形螺甾烷醇类（pseudo-spirostanols）：F环四 氢呋喃环,与强心苷有关的一些鉴别方法:1、甲型强心苷的不饱和五元内酯环，在碱性溶液 中，双键转位可产生活性次甲基，可与Legalsh 试剂、Kedde试剂等发生显色反应；2、基于2去氧糖的显色反应：可用Keller-Kiliani 试剂鉴别，显蓝绿色。3、UV法：不饱和五元内酯环在220nm处 不饱和六元内酯环在300nm处 有最大吸收；4、IR法：在17001800cm-1都有两个强吸收峰，但不饱和六元内酯环的，向低移40cm 1。,四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环）,1、螺甾烷类（Spirostanes）:,四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环）,2、螺甾烷醇类（Spirostanols）:C25为S构型,四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环）,3、异螺甾烷醇类（Isospirostanols）:C25为R构型,四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环）,4、呋甾烷醇类（furostanols）:F环为开链式,四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环）,5、变形螺甾烷醇类（pseudo-spirostanols）：F环四氢呋喃环,四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环）,1、甾体皂苷元具亲脂性，多有较好晶型；2、甾体皂苷水溶性大；3、表面活性与溶血作用与三萜皂苷类似，但F环开裂 的甾体皂苷往往不具溶血作用，表面活性也降低；4、甾体皂苷与甾醇可形成分子复合物，可用于鉴定 和纯化目的；5、甾体皂苷与醋酐硫酸试剂反应，最后显绿色（三萜皂苷与醋酐硫酸试剂反应，最后显红色）,四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环）,甾体