中藥化學(xué)講義第七章萜類和揮發(fā)油

第七章萜類和揮發(fā)油【字體：大中小】【打印】第一節(jié)萜類一、基本內(nèi)容（一）萜類的定義萜類化合物是一類由甲戊二羥酸衍生而成，基本碳架多擁有2個或2個以上異戊二烯單位（C5，單位）構(gòu)造特色的不一樣樣飽和程度的衍生物。絕大部分萜類化合物為含氧衍生物。有的萜類化合物以苷的形式存在；有的分子中含有氮原子，稱為萜類生物堿；還有個別萜類化合物構(gòu)造中含硫或氯等其余原子。（二）萜的分類萜類化合物主要仍是沿用經(jīng)驗異戊二烯法例分類，即按分子中異戊二烯單位的數(shù)量進(jìn)行分類（表7-1）。其余，依據(jù)各萜類分子構(gòu)造中碳環(huán)的有無及數(shù)量的多少，進(jìn)-步分為鏈萜（或開鏈萜）、單環(huán)萜、雙環(huán)萜、三環(huán)萜、四環(huán)萜等，比方鏈狀二萜、單環(huán)二萜、雙環(huán)二萜、三環(huán)二萜、四環(huán)二萜等。也有按所連功能基的不一樣樣將萜類分為萜烯、萜醇、萜醛、萜酮、萜酸、萜酯、萜苷及萜類生物堿等。表7-1萜類的分類及存在形式種類碳原子數(shù)異戊二烯單位數(shù)存在形式單萜102揮發(fā)油倍半萜153揮發(fā)油樹脂、苦味素、植物醇、葉二萜204綠素海綿、植物病菌、昆蟲代謝二倍半萜255物三萜306皂苷、樹脂、植物乳汗四萜408植物胡蘿卜素～7.5×103至＞8多萜3×105橡膠、硬橡膠二、單萜單萜是指基本碳架由兩分子異戊二烯單位構(gòu)成，含有10個碳原子的萜烯及其衍生物。依據(jù)單萜構(gòu)造中碳環(huán)的有無和多少，將單萜類分為無環(huán)（開鏈）、單環(huán)、雙環(huán)及三環(huán)等構(gòu)造種類。無環(huán)單萜的代表化合物香葉醇，香葉醇擁有抗菌、驅(qū)蟲等作用。單環(huán)單萜的代表化合物薄荷醇，其左旋體習(xí)稱薄荷腦，是薄荷MenthaarvensisL.薄荷醇擁有弱的鎮(zhèn)痛、止癢和局麻作用，亦有防腐、殺菌和冷清作用。雙環(huán)單萜龍腦即中藥冰片，具升華性，有冷清氣味，擁有發(fā)汗、歡樂、鎮(zhèn)痛及抗氧化的藥理作用。環(huán)烯醚萜環(huán)烯醚萜類化合物在中草藥中散布較廣，特別是在玄參科、茜草科、唇形科及龍膽科中較為常有。（一）構(gòu)造與分類1.環(huán)烯醚萜苷環(huán)烯醚萜類的基本母核為環(huán)烯醚萜醇，擁有半縮醛及環(huán)戊烷環(huán)的構(gòu)造特色，環(huán)烯醚萜類化合物主要以1位羥基與糖成苷的形式存在于植物體內(nèi)。依據(jù)C-4位代替基的有無，又分為C-4位有代替基的環(huán)烯醚萜苷及4-去甲基環(huán)烯醚萜苷兩各樣類。2.裂環(huán)環(huán)烯醚萜苷此類化合物是由環(huán)烯醚萜苷元部分C-7、C-8處開環(huán)衍生而來，如龍膽中主要有效成分和苦味成分龍膽苦苷，獐牙菜中的苦味成分獐牙菜苷及獐牙菜苦苷等。（二）理化性質(zhì)性狀環(huán)烯醚萜類化合物大部分為白色結(jié)晶或粉末（很少為液態(tài)）。分子中C-1、C-5、C-8、C-9多形成手性碳原子，故多擁有旋光性。味苦或極苦。溶解性環(huán)烯醚萜類化合物多連有極性官能團(tuán)，故偏親水性，易溶于水和甲醇，環(huán)烯醚萜苷的親水性較其苷元更強(qiáng)。顯色反響及檢識環(huán)烯醚萜苷易被水解，生成的苷元為半縮醛構(gòu)造，其化學(xué)性質(zhì)開朗，簡單進(jìn)一步發(fā)生氧化聚合等反響，難以獲得結(jié)晶性苷元。苷元遇酸、堿、碳基化合物和氨基酸等都能變色。4.鑒識反響游離的苷元遇氨基酸并加熱，即產(chǎn)生深紅色至藍(lán)色，最后生成藍(lán)色積淀。苷元溶于冰乙酸溶液中，加少許銅離子，加熱顯藍(lán)色。這些顯色反響，可用于環(huán)烯醚萜苷的檢識及鑒識。三、倍半萜倍半萜類是由3個異戊二烯單位構(gòu)成的天然萜類化合物。單環(huán)倍半萜青蒿素是從中藥青蒿（黃花蒿）中分別獲得的擁有過氧構(gòu)造的倍半萜內(nèi)酯，有很好的抗惡性瘧疾活性，雙環(huán)倍半萜馬桑毒素和羥基馬桑毒素用于治療精神分裂癥。四、二萜二萜是由20個碳原子、4個異戊二烯單位構(gòu)成的萜類衍生物。絕大多數(shù)不可以隨水蒸氣蒸餾。好多二萜含氧衍生物擁有很好的生物活性，如穿心蓮內(nèi)酯、芫花酯、雷公藤內(nèi)酯、銀杏內(nèi)酯、紫杉醇等，有些已經(jīng)是臨床常用的藥物。雙環(huán)二萜類的穿心蓮內(nèi)酯擁有抗菌、消炎作用，臨床已用于治療急性菌痢、胃腸炎、咽喉炎、感冒發(fā)熱等。銀杏內(nèi)酯是銀杏根皮及葉的強(qiáng)苦味成分，已分別出銀杏內(nèi)酯A、B、C、M、J。三環(huán)二萜類的16-羥基雷公藤內(nèi)酯醇擁有較強(qiáng)的抗炎、免疫控制和雄性抗生育作用。四環(huán)二萜類的甜菊苷是菊科植物甜葉菊葉中所含的甜味苷。例1：青蒿素抗瘧作用與構(gòu)造中最親密相關(guān)的基團(tuán)是（C）。A.內(nèi)酯環(huán)醚基過氧橋內(nèi)酯的羰基以上基團(tuán)都親密相關(guān)【答疑編號20070101：針對該題發(fā)問】2：環(huán)烯醚萜類化合物多半以苷的形式存在于植物體內(nèi)，其原由是B）。構(gòu)造中擁有半縮醛羥基構(gòu)造中擁有環(huán)狀半縮醛羥基構(gòu)造中擁有縮醛羥基構(gòu)造中擁有環(huán)狀縮醛羥基構(gòu)造中擁有環(huán)烯醚鍵羥基【答疑編號20070102：針對該題發(fā)問】型題例3：擁有抗癌活性的萜類化合物有（BDE）。甘草酸澤蘭氯內(nèi)酯銀杏內(nèi)酯A雷公藤內(nèi)酯紫杉醇【答疑編號20070103：針對該題發(fā)問】第二節(jié)揮發(fā)油一、基本內(nèi)容揮發(fā)油又稱精油，是存在于植物中的一類擁有芬芳?xì)馕?、可隨水蒸氣蒸餾出來而又與水不相混溶的揮發(fā)性油狀成分的總稱。（一）揮發(fā)油的化學(xué)構(gòu)成萜類成分揮發(fā)油中的萜類成分主假如單萜和倍半萜及其含氧衍生物。單萜和倍半萜及其含氧衍生物構(gòu)成了揮發(fā)油的主要的活性成分。此中，它們的含氧衍生物多擁有較強(qiáng)的生物活性，而且是揮發(fā)油具芬芳?xì)馕兜闹饕獦?gòu)成成分。脂肪族成分揮發(fā)油中的脂肪族成分多為一些小分子化合物，擁有揮發(fā)性。魚腥草所含揮發(fā)油主要有效成分為癸酰乙醛，擁有抗菌作用，有魚腥氣味。芬芳族成分揮發(fā)油中的芬芳族化合物大多為苯丙素衍生物，如桂皮揮發(fā)油中擁有解熱鎮(zhèn)痛作用的桂皮醛等。（二）揮發(fā)油的通性性狀（1）顏色揮發(fā)油大多為無色或淡黃色液體，少許揮發(fā)油有其余的顏色。2）形態(tài)揮發(fā)油在常溫下為透明液體。低溫擱置，可能析出結(jié)晶，習(xí)稱“腦”。3）氣味絕大部分的揮發(fā)油擁有特其余氣味。揮發(fā)性揮發(fā)油均擁有揮發(fā)性，可以此差別脂肪油。溶解性揮發(fā)油為親脂性物質(zhì)，難溶于水，可溶于高濃度乙醇，易溶于乙醚、石油醚等親脂性有機(jī)溶劑，在低濃度乙醇中溶解度較小。物理常數(shù)揮發(fā)油的物理常數(shù)主要有相對密度、比旋度、折光率和沸點等。堅固性揮發(fā)油堅固性比較差，對空氣、光芒和熱都比較敏感?；瘜W(xué)反響揮發(fā)油屬于混淆物，成分復(fù)雜。常含有雙鍵、醇羥基、醛、酮、酸性基團(tuán)、內(nèi)酯等構(gòu)造，能發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反響。（三）揮發(fā)油的化學(xué)常數(shù)酸值表示揮發(fā)油中游離羧酸和酚類成分的含量指標(biāo)。酯值表示揮發(fā)油中酯類成分的含量指標(biāo)。皂化值表示揮發(fā)油中游離羧酸、酚類和酯類成分總量的指標(biāo)。皂化值為酸值和酯值之和。二、揮發(fā)油的提取分別（一）揮發(fā)油的提取蒸餾法該法利用揮發(fā)油的揮發(fā)性和水不溶性，是提取揮發(fā)油最常用和最簡單的方法。溶劑提取法用低沸點有機(jī)溶劑如乙醚、石油醚（30～60℃）等進(jìn)行提取。采納連續(xù)回流提取或冷浸的方法提取揮發(fā)油。汲取法壓迫法此法合用于含油量高的新鮮植物藥材的提取。5.CO2超臨界流體提取法特別合用于提取不堅固、易氧化、受熱易分解的揮發(fā)油成分。擁有提取效率高，提出物雜質(zhì)含量低等長處。微波萃取法（二）揮發(fā)油的分別冷凍析晶法將揮發(fā)油于-20～0℃以下擱置，揮發(fā)油中的主要成分由油狀的液體變?yōu)榻Y(jié)晶型的固體析出。如薄荷油中薄荷腦的分別。分餾法依據(jù)沸點差別，采納分餾法分別。揮發(fā)油的構(gòu)成成分因為種類不一樣樣，分子量的大小不一樣樣，雙鍵的數(shù)量、地點及含氧官能團(tuán)等都可能有必定的差別，因此沸點也有必定的差距。如單萜類化合物的沸點隨雙鍵的增加而高升，含氧單萜的沸點隨其官能團(tuán)極性的增大而高升。化學(xué)分別法（1）堿性成分的分別分別揮發(fā)油中的堿性成分時，可將揮發(fā)油溶于乙醚，加1％硫酸或鹽酸萃取，分取酸水層，堿化，用乙醚萃取，蒸去乙醚即可獲得堿性成分。（2）酚、酸性成分的分別先用5%的碳酸氫鈉溶液直接進(jìn)行萃取，分出堿水層后加稀酸酸化，乙醚萃取，蒸去乙醚可得酸性成分。提取酸性成分后的揮發(fā)油再用2%氫氧化鈉萃取，分取堿水層，酸化，乙醚萃取，蒸去乙醚可得酚類或其余弱酸性成分。3）醇類成分的分別揮發(fā)油與丙二酸單酰氯或鄰苯二甲酸酐或丁二酸酐反響.。4）醛、酮成分的分別①揮發(fā)油乙醚液加亞硫酸氫鈉飽和溶液，分出水層或加成物結(jié)晶，加酸或堿液辦理，以乙醚萃取。②揮發(fā)油加入合適GirardT或P的乙醇溶液，加熱回流，用乙醚萃取除掉不具羰基的組分，水層酸化后再用乙醚萃取。（5）其余成分的分別色譜分別法（1）吸附柱色譜常用硅膠和氧化鋁為吸附劑。2）硝酸銀絡(luò)合色譜：化合物形成絡(luò)合物的能力越強(qiáng)，被吸附劑吸附越牢。一般來說，雙鍵多的化合物易形成絡(luò)合物，尾端雙鍵較其余雙鍵形成的絡(luò)合物堅固；順式雙鍵大于反式雙鍵的絡(luò)合能力。比方，石菖薄揮發(fā)油中具反式雙鍵的α-細(xì)辛醚先洗脫出來，其次是具順式雙鍵的β-細(xì)辛醚，最后是具尾端雙鍵的歐細(xì)辛醚。揮發(fā)油的氣相色譜判斷（一）氣相色譜法氣相色譜法擁有分別效率好、敏捷度高、樣品用量少、分析速度快的優(yōu)點。氣相色譜法常用相對保存時間對揮發(fā)油各組分進(jìn)行定性鑒識。流動相：（載氣）氫氣、氦氣、氮氣等。固定相：①非極性的飽和烴潤滑油類（如硅酮、甲基硅油等），合用于沸點差別大的萜類成分的分別。②極性固定相類（如聚酯、聚乙二醇類等），合用于沸點差別小，而極性差別大的萜類成分的分別。柱溫：多采納程序升溫法，可使揮發(fā)油中的單萜、倍半萜及其含氧衍生物一次分別成功。（二）氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用法第三節(jié)含萜類和揮發(fā)油的中藥實例一、紫杉（一）化學(xué)成分及其生物活性主要含有二萜類成分。分子活性中心為含C-4、C-5和C-20位的環(huán)氧丙烷構(gòu)造。紫杉醇屬于紫杉烷型三環(huán)二萜，擁有明顯的抗癌作用。（二）紫杉醇的理化性質(zhì)紫杉醇可溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷等有機(jī)溶劑，難溶于水，不溶于石油醚。紫杉醇分子中含有N原子，可以視為一種生物堿，但因處于酰胺狀態(tài)，不顯堿性。故紫杉醇為中性化合物。紫杉醇在pH4～8范圍內(nèi)比較堅固，堿性條件下很快分解，對酸相對較堅固。可與二氧化錳試劑發(fā)生氧化反響，且不易復(fù)原。（三）紫杉醇的提取分別二、穿心蓮含有二萜內(nèi)酯及其苷類，如穿心蓮內(nèi)酯（穿心蓮乙素）、新穿心蓮內(nèi)酯、脫水穿心蓮內(nèi)酯等。穿心蓮內(nèi)酯難溶于水，對酸堿不堅固，遇堿加熱開環(huán)，遇酸恢復(fù)成內(nèi)酯。pH10時，不單內(nèi)酯開環(huán)，并可能產(chǎn)生雙鍵移位或構(gòu)造改變。內(nèi)酯環(huán)擁有活性亞甲基反響，可與Legal試劑、Kedde試劑反響顯紫紅色。穿心蓮內(nèi)酯為穿心蓮抗炎作用的主要活性成分，臨床已用于治療急性菌痢、胃腸炎、咽喉炎、感冒發(fā)熱等。三、龍膽龍膽中主要環(huán)烯醚萜類成分為龍膽苦苷、獐牙菜苦苷和獐牙菜苷等。龍膽苦苷有明顯的苦味。易溶于水，可溶于甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇等親水性有機(jī)溶劑，難溶于氯仿等親脂性有機(jī)溶劑。龍膽苦苷、獐牙菜苦苷等擁有環(huán)烯醚萜苷類的一般化學(xué)性質(zhì)。龍膽苦苷在氨的作用下可轉(zhuǎn)變?yōu)辇埬憠A。四、薄荷薄荷油主要成分是單萜及其含氧衍生物，如薄荷醇、薄荷酮、新薄荷醇等。薄荷醇屬于單環(huán)單帖，有3個手性碳原子，共有8種立體異構(gòu)體，但此中只有（-）薄荷醇和（+）新薄荷醇存在于薄荷油中。薄荷醇的分別精制一般多采納冷凍分別法。五、莪術(shù)莪術(shù)揮發(fā)油有抗菌、抗癌活性，莪術(shù)醇、莪術(shù)二醇、莪術(shù)酮、莪術(shù)二酮等為倍半萜類化合物，是莪術(shù)揮發(fā)油的主要有效成分，