《中药化学萜油》PPT课件.ppt

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1、第七章 萜类和挥发油,教学内容：7.1 萜类 概述；分类和重要代表物；重要理化性质；提取分离；检识；结构研究；实例（青蒿、穿心莲、赤芍）。7.2 挥发油 概述、组成、理化性质、提取分离、检识、实例（薄荷、莪术、陈皮）。,7.1 萜类(terpenoids)一、概述（一）萜的定义与分类1、定义 萜类化合物是一类由甲戊二羟酸（MVA）衍生而成，基本碳架多具有二个或二个以上异戊二烯单位结构特征的化合物。,2、萜类化合物的分类分类依据：异戊二烯单位数 类别 碳原子数 异戊二烯单位数 存在形式半萜 5 1 植物叶单萜 10 2 挥发油倍半萜 15 3 挥发油二萜 20 4 树脂、苦味素、叶绿素、植物醇二

2、倍半萜 25 5 海绵、植物病菌、昆虫代谢物三萜 30 6 皂苷、树脂、植物乳汁四萜 40 8 植物胡萝卜素多萜 7500300000 8 橡胶、硬橡胶,3、萜的结构特点（1）萜类化合物多数具有双键、共轭双键、甲基、偕二甲基等。（2）萜类许多是含氧衍生物，如醇、酮、醛、酸、酯及苷的形式存在，其次还有含氮的衍生物，少量含S的衍生物。,（二）生合成,前体,活性异戊二烯,（三）分布 萜类化合物在自然界分布极为广泛，仅睡莲目等水生植物中未见单萜和倍半萜类成分报道，另外发现富含生物碱的植物不含或少含萜类化合物。近年来从海洋生物中发现了大量萜类成分；许多植物成分，如树脂、胡萝卜素等均为萜类化合物。,（四）

3、生物活性1、循环系统：抗血小板聚集、扩张心脑血管、降压、降脂等芍药苷、银杏内酯2、消化系统：保肝降酶、利胆健胃、抗溃疡等齐墩果酸、甘草次酸3、呼吸系统：平喘、祛痰、镇咳等穿心莲内酯、辣薄荷酮4、神经系统：镇静、局麻、兴奋中枢等龙脑、高乌头碱5、抗肿瘤：紫杉醇、冬凌草素、雷公藤内酯6、抗生育：棉酚、芫花酯甲、乙7、驱虫杀虫：青蒿素、川楝素8、作甜味剂、香料：甜菊苷、香叶醇,二、萜的结构类型及重要代表物（一）单萜及其重要代表物 单萜类化合物广泛存在于高等植物中，常分布于唇形科、伞形科、松科等植物的腺体、油室、树脂道等分泌组织里。是植物挥发油中低沸点部分的主要成分，其含氧衍生物多具有较强的生物活性及

4、香气，是医药、化妆品和食品等的重要原辅料。,1、链状单萜 玫瑰香 柠檬香,柠檬醛主要存在于柠檬及山苍子油中，在乙醇钠作用下与丙酮缩合，得到 紫罗兰酮及-紫罗兰酮。紫罗兰酮是高级香料，-紫罗兰酮可作为合成维生素A的原料。紫罗兰酮-紫罗兰酮,2、单环单萜对-薄荷烷型环香叶烷型卓酚酮型,（1）对-薄荷烷型l-薄荷醇：习称薄荷脑；镇痛、止痒、局麻、防腐、杀菌、清凉。胡椒酮：习称辣薄荷酮；芸香草（35%）；松弛平滑肌，治疗支气管哮喘。,（2）环香叶烷型,（3）卓酚酮型 具有芳香性、酸性（-OH;COOH），可与金属离子络合显色：Fe3+红色；Cu2+绿色 抗癌、抗菌活性，但有毒性。,3、双环单萜 可视为

5、由薄荷烷在不同位置间环合形成的产物。以蒎烷型和莰烷型结构最稳定，衍生物数量最多。皆烷型 蒎烷型 莰烷型 守烷型,芍药苷：镇静、镇痛、抗炎。龙脑：俗称冰片，具有发汗、解痉、止痛等作 用。是人丹、冰硼散、苏合香等成药的主 要成分之一。也用作香料、清凉剂。樟脑：主要存在于樟树的挥发油中，具有局部刺 激和防腐作用，用于神经痛、炎症、跌打 损伤。,（二）环烯醚萜类 环烯醚萜也是单萜类，但结构比较特殊：多具有半缩醛及环戊烷的结构，C1-OH为半缩醛羟基，不稳定，因此在植物体内主要以苷的形式存在。环烯醚萜及其苷类在中药中分布较广，以玄参科、茜草科、唇形科、龙胆科最常见。,1、结构分类及代表物（1）环烯醚萜苷

6、 10个碳，C1 羟基多与葡萄糖成苷。,栀子苷：泻下 苷元为京尼平 马鞭草苷：兴奋副交感 神经、镇咳,（2）4-去甲基环烯醚萜苷 是环烯醚萜的降解苷,碳架由9个碳组成。桃叶珊瑚苷：车前草清热、利尿的有效成分。梓醇：地黄降血糖、利尿的有效成分之一。,（3）裂环环烯醚萜苷 是由环烯醚萜苷在C7-C8处断裂开环衍变而来的。龙胆苦苷：是龙胆、当药、獐芽菜等中药的苦味成分，是龙胆草中促进胃液分泌，增加胃酸的有效成分，在氨的作用下可转化成龙胆碱。,2、理化性质（1）大多为白色结晶或无定形粉末，味苦，有旋光。（2）环烯醚萜苷易溶于水、甲醇，可溶于乙醇、丙酮等，难溶于亲脂性有机溶剂。（3）苷易被酸水解，生成的

7、苷元因具有半缩醛结构，性质活泼，容易进一步氧化或聚合而显深色。中药地黄、玄参等经过干燥或受潮可变黑色，皆因苷类水解的产物氧化聚合所致。（4）环烯醚萜及其苷中的双键受其邻位氧原子的影响，性质活泼，容易发生加成反应。（5）环烯醚萜苷元遇酸、碱、羰基化合物、氨基酸均能变色。,3、检识*与酚类和胺类呈现各种颜色。*与氨基酸共热生成红色至蓝色；与皮肤接触,可使之变蓝。*于冰醋酸中加少量铜离子加热，产生蓝色沉淀。,4、提取分离 环烯醚萜苷类亲水性较强，性质不太稳定，所以一般在室温或较低温度下提取。常选用水、甲醇、乙醇、稀丙酮等作溶剂，并用CaCO3或Ba(OH)2抑制酶的活性并中和植物中的有机酸。提取液经

8、减压浓缩后，可转溶于水中，除去水不溶性杂质，再用石油醚脱脂，水层加入醋酸铅沉淀除去酚、鞣质、黄酮等杂质，再用正丁醇萃取，减压回收正丁醇，即得粗苷。,怀庆地黄 用甲醇回流提取，合并提取液，减压回收甲醇 甲醇浸膏 水分散，正丁醇萃取水层 正丁醇层 减压浓缩后，乙醚 溶解 不溶物（棕黄色）,活性炭、硅藻土各半混合柱层析 5%10%水洗 1%乙醇洗 乙醇洗水洗脱液 洗脱液 洗脱液 浓缩后 浓缩后 浓缩后 重结晶 重结晶 降糖活性 部位无色针晶 无色柱状晶体 硅胶层析(D-甘露糖）（蔗糖）梓醇（0.11%）,（三）倍半萜及重要代表物 主要来源于植物、霉菌和海洋生物。以烃、醇、酮、内酯等形式存在，是挥发油

9、中高沸点部分（250-280）的主要成分。倍半萜的含氧衍生物多有较强的香气和生物活性。1、开链倍半萜 金合欢醇广泛分布于各种花中，具有特殊香气，是高级香料原料。,a-金合欢烯 金合欢醇,2、单环倍半萜 没药烷 蛇麻烷 吉马烷,青蒿素：倍半萜内酯过氧化物，抗疟。双氢青蒿素、青蒿琥酯钠、蒿甲醚等衍生物也用于临床。,3、双环倍半萜,棉酚：抗菌、抗生育、杀虫。黄色有毒。,-香附酮（桉烷型）：理气止痛,4、奥类,奥类是由五元环与七元环并合而成的芳烃衍生物，具有一定的芳香性。中药中所含的奥类成分多为其氢化物，无芳香性。存在于挥发油的高沸点部分（bp250-300），呈现美丽的蓝、紫或绿色，多是由氢化奥类（

10、如愈创木醇类）氧化脱氢而成，能溶于石油醚、乙醚及强酸中，不溶于水。故可用60-65%的硫酸或磷酸提取，稀释后即可沉淀析出。,奥类的检识：Sabaty反应：1滴挥发油溶于1ml氯仿，加入5%溴的氯仿液数滴，产生蓝紫色或绿色时，表明含有奥类衍生物。Ehrlich反应：与对二甲氨基苯甲醛-浓硫酸反应，为紫色或红色。生物活性：奥类衍生物广泛存在于愈创木油、香附子油、桉叶油、胡萝卜油中，多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等活性，如莪术醇、泽兰苦内酯等。,（四）二萜及代表物 植物的叶绿素、乳汁、树脂以二萜类成分为主。一些含氧二萜衍生物具有多方面显著的生物活性，尤其是抗肿瘤活性。1、直链二萜：植物醇2、单环二萜：维生

11、素A，存在于鱼肝油中。3、双环二萜：以含氧衍生物为主。银杏内酯：是银杏叶及根皮的苦味成分，是 治疗心脑血管疾病的主要有效成分。穿心莲内酯：是穿心莲抗炎的主要成分。,维生素,4、三环二萜:多为右松脂烷和松香烷型，是合成聚酯或聚酰胺类塑料的原料。雷公藤内酯：是三环氧二萜化合物，是从卫矛科雷公藤中分离出的，具有抗癌、免疫抑制和抗炎等活性。紫杉醇：是从红豆杉属植物中分离出的具有抗癌活性的二萜生物碱类成分，已用于临床。,taxol,5、四环二萜:以贝壳杉烷型最多。甜菊苷属于贝壳杉烷型四环二萜的三糖苷，是从甜叶菊中分得的比蔗糖甜300倍的甜味剂。冬凌草素具有抗癌作用。,（五）二倍半萜 发现较晚（1965年

12、），数量也少，主要是从菌类、地衣类、海洋生物及昆虫分泌物中发现的。有无环、单环、二环、三环、四环及五环6种类型。,三、萜类化合物的重要理化性质（一）物理性质1、性状：小分子量的萜类如单萜、倍半萜，常温下多为液体，少数为低熔点的固体，具有挥发性，能随水蒸气蒸馏,有香味；二萜、二倍半萜及萜苷多为固体，不具挥发性；萜类多具苦味，也称为苦味素，极少数味甜，如甜菊苷。2、旋光性：萜类多有手性碳，具光学活性。3、溶解性：萜类一般难溶于水，可溶于甲醇、乙醇，易溶于亲脂性有机溶剂，如乙醚、氯仿、石油醚等。,（二）化学性质1、加成反应（1）双键的加成：萜类化合物分子中的双键可同卤素、卤化氢及亚硝酰氯等发生加成反

13、应，其加成物往往是结晶性的，可供检识不饱和度，也可用于分离纯化。,苯胺,与亚硝酰氯反应生成蓝色-绿色结晶性加成物。共轭双键：能与顺丁烯二酸酐进行Diels-Alder反应，生成结晶性加成物。,（2）羰基的加成与亚硫酸氢钠加成：注意事项：反应时间过长或温度过高，双键也会加成，且不可逆。,与吉拉德（Girard）试剂加成：吉拉德试剂是一类带有季铵基团的酰肼，常用的是Girard T 和Girard P：,2、氧化反应 不同的氧化剂在不同的条件下，可将萜类成分中各种基团氧化、分解，生成一系列降解产物。据此推知原萜类成分的双键位置及碳骨架。,3、脱氢反应 通常在惰性气流中，用铂黑或钯作催化剂，在200

14、-300间将萜类成分与硫或硒共热，使萜类成分的环状结构脱氢转变成芳香烃类衍生物。,4、酯化反应 用于分离纯化。芳樟醇粗品与硼酸生成硼酸芳樟酯（沸点很高），减压蒸馏除去低沸点杂质后，加热水解，即得芳樟醇和硼酸沉淀。,四、萜类化合物的提取分离（一）提取1、水蒸气蒸馏法单萜、倍半萜2、溶剂法甲醇或乙醇提取，总提取物再用不同极性的亲脂性有机溶剂萃取，得到不同极性大小的萜类成分。3、碱溶酸沉法萜类内酯,（二）分离1、利用特殊官能团不同分离：加成、酯化、碱溶酸沉等。2、色谱法（1）硅胶柱层析：石油醚-乙酸乙酯-甲醇（2）硝酸银-硅胶络合柱层析：分离原理：硝酸银与双键络合，不同萜的络合程度和络合物的稳定性不

15、同。双键数目、顺反、位置（是否末端双键）,五、检识（一）理化检识1、卓酚酮类：1%FeCl3红色；CuSO4绿色结晶2、环烯醚萜苷类：Weiggering法：1%盐酸提取液加Trim-Hill试剂（醋酸、0.2%硫酸铜、浓硫酸），混匀，加热，产生不同颜色。遇酸或碱：分解、氧化、聚合、缩合等，变色。3、奥类：Sabety法：5%溴/氯仿，蓝、紫或绿色。Ehrlich法：对二甲氨基苯甲醛-浓硫酸试剂，紫或红色。,（二）色谱检识硅胶薄层：石油醚-乙酸乙酯-甲酸显色：硫酸、茴香醛-浓硫酸、磷钼酸、碘2，4-二硝基苯肼醛酮类对二甲氨基苯甲醛奥类,六、实例：穿心莲、青蒿、赤芍（一）穿心莲来源 爵床科穿心莲

16、Androyraphis paniculata 的干燥地上部分。功效 清热解毒、凉血消肿。成分 二萜内酯、黄酮、三萜等。二萜内酯：穿心莲内酯（1.5%）、新穿心莲内酯（0.2%）、去氧穿心莲内酯（0.1%）等及其苷。活性亚甲基反应：Legal或Kedde试剂紫红黄酮：汉黄芩素、千层纸素A,（二）青蒿来源 菊科黄花蒿Artemisia annua L.的干 燥地上部分。功效 除蒸截疟成分 萜类、黄酮、香豆素、甾醇等。萜类：单萜蒿酮、异蒿酮、桉油精、樟脑倍半萜青蒿素，青蒿甲素、乙素、丙素、青蒿酸三萜-香树脂醋酸酯,（三）赤芍来源 毛茛科芍药或川赤芍的根。功效 清热凉血，散瘀止痛。成分 单萜苷类：芍

17、药苷、氧化芍药苷、芍药内酯苷、苯甲酰芍药苷等。芍药苷止痛鞣质、挥发油、甾类等。,7.2 挥发油一、概述 1、定义：挥发油是指具有挥发性、可随水蒸气蒸馏、与水不相混溶的油状液体。2、药理作用：止咳、平喘、发汗、祛痰、镇痛、抗菌、抗癌等。3、分布：菊科、芸香科、伞形科、唇形科、樟科、木兰科等。,二、化学组成1、萜类：单萜、倍半萜及其含氧衍生物2、芳香族小分子化合物 3、脂肪族小分子化合物 其它：酶解或水解产物，黑芥子油、挥发 杏仁油、大蒜油等。三、理化性质1、多为无色或淡黄色液体。2、常温下易挥发，具有浓烈的香味，涂在纸上不留痕迹，可与脂肪油区别。,3、“脑”有些挥发油在低温下析出的结晶。4、多数

18、挥发油比水轻，少数比水重（丁香油、桂皮油）。5、具有光学活性、折光性，沸点70300。6、挥发油易溶于各种有机溶剂，难溶于水。7、对光线、空气及温度较敏感，易氧化分解、变质，所以应低温、密闭、避光保存。8、常含有双键、醇羟基、醛、酮、羧基、内酯等功能基，可与溴、亚硫酸钠加成，与肼缩合，有银镜反应、异羟肟酸铁反应等。,四、挥发油的提取1、水蒸汽蒸馏法2、溶剂提取法：石油醚、乙醚等提取，再用乙醇溶解浸膏，经降温除去不溶物，回收乙醇得净油。3、油脂吸收法：用牛油、猪油或两者的混合物吸收挥发油，可以温浸（5060），也可以冷提，然后再用无水乙醇萃取。4、超临界流体萃取法 5、压榨法：用于含挥发油较高的

19、植物。橘、柑、柠檬等。,五、挥发油的分离1、冷冻析晶法2、分馏法：沸点:酸醇醛酮醚3、化学分离法(1)碱性成分：1%盐酸或硫酸萃取。(2)酸性成分：分别用碳酸氢钠和氢氧化钠萃取，分离羧酸和酚类。(3)醇类：邻苯二甲酸酐酯化，生成酸性单酯，用碳酸氢钠水溶液萃取，酸化后用乙醚萃取，回收乙醚，加碱皂化得到原来的醇。也可用CaCl2使醇结晶析出。,(4)羰基化合物：亚硫酸氢钠加成：挥发油乙醚溶液，用30%亚硫酸氢钠低温短时间振摇提取，加成物沉淀析出，过滤，加酸或碱分解加成物，乙醚萃取即得。吉拉德试剂加成：加入吉拉德试剂，再加10%醋酸，加热回流，待反应完成，加水稀释，用乙醚萃取脱脂，取水层加酸酸化，使

20、加成物（腙）分解，再用乙醚萃取，回收乙醚即得。,4、色谱分离法(1)氧化铝或硅胶 石油醚或正己烷；石油醚:乙酸乙酯(2)硝酸银色谱：2%25%AgNO3处理硅胶 挥发油分子中双键的数目和位置不同，与硝酸银形成 络合物难易程度和稳定性不同，从而分离。络合物的稳定性规律:末端双键顺式双键反式双键例如：欧细辛醚、-细辛醚、-细辛醚,欧细辛醚-细辛醚-细辛醚,六、挥发油的检识1、物理常数：相对密度;比旋度;折光率。2、化学常数：酸值：代表挥发油中游离羧酸和酚类成分的含量。以中和1克挥发油中含有的游离羧酸和酚类所消耗的氢氧化钾毫克数来表示。酯值：代表酯类成分的含量。以水解1克挥发油中所含酯需要的氢氧化钾

21、毫克数来表示。皂化值：等于酸值和酯值之和。,3、官能团的鉴定(1)测pH值(2)酚类：三氯化铁乙醇溶液(3)羰基：银镜(硝酸银的氨溶液)或2,4二硝基苯肼反应。（4）奥类：挥发油的氯仿液中滴加溴的氯仿溶液,如红色褪去，表示有双键，继续滴加，如产生蓝、紫或绿色，表明有奥类。（5）内酯：挥发油吡啶溶液中加亚硝酰铁氰化钠及氢氧化钠，产生红色并逐渐消失，则有不饱和内酯类（Legal反应）。,4、薄层层析：硅胶或中性氧化铝，1%香草醛浓硫酸显色。5、气相：用于挥发油的定性和定量。6、气-质联用：用于挥发油的定性和 定量。,七、实例：薄荷、温莪术（一）薄荷来源 唇形科薄荷Mentha haplocalyx的干燥地上部分。功效 宣散风热，清利头目，透疹。成分 挥发油：1%以上 含(-)薄荷醇、(+)新薄荷醇、薄荷酮、醋酸薄荷酯等几十种成分。相对密度0.8880.908，薄荷醇含量占5085%，作为芳香药、调味品、驱风药并出口英、美、日等国。,薄荷醇 薄荷酮 醋酸薄荷酯,（二）温莪术来源 姜科温郁金Curcuma wenyujin的根茎功效 破血祛瘀、行气止痛。成分 挥发油：11.5%莪术醇、莪术二酮抗宫颈癌,