萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定

萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定鏈狀萜類的共軛雙鍵體系在λmax217~228(ε15000~25000)處有最大吸收；共軛雙鍵體系在環(huán)內(nèi)時(shí)，則最大吸收波長出現(xiàn)在λmax

256~265(ε2500~10000)處；當(dāng)共軛雙鍵有一個(gè)在環(huán)內(nèi)時(shí)，則最大吸收波長出現(xiàn)在λmax

230~240(ε13000~20000)處。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定(二)紅外光譜偕二甲基在υmax1370cm-1吸收峰處裂分，出現(xiàn)二條吸收帶；而貝殼杉烷型二萜的環(huán)外亞甲基則通常在υmax

900cm-1左右有最大吸收峰。在υmax

1700~1800cm-1間出現(xiàn)的強(qiáng)峰為羰基的特征吸收峰，可考慮有內(nèi)酯化合物存在；六元環(huán)、五元環(huán)及四元環(huán)內(nèi)酯羰基的吸收波長分別在υmax1735、1770和1840cm-1。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定(三)質(zhì)譜1.萜類化合物的分子離子峰除以基峰形式出現(xiàn)外,一般較弱;2.在環(huán)狀萜類化合物中常進(jìn)行RDA裂解;3.在裂解過程中常伴隨著分子重排裂解,尤以麥?zhǔn)现嘏哦嘁?4.裂解方式受功能基的影響較大,得到的裂解峰大都主要是失去功能基的離子碎片,例如有羥基或羥甲基存在時(shí)，多有失水或失羥甲基、甲醛等離子碎片。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定二、結(jié)構(gòu)鑒定實(shí)例從民間抗瘧草藥黃花蒿Artemisiaannua中分離出一種抗瘧有效成分青蒿素(qinghaosu,artemisinin)，無色針晶,熔點(diǎn)156~157oC，[α]Do(c,1.64,CHCl3)；高分辨質(zhì)譜示分子量為282.1472,元素分析:C63.72%,H7.86%,分子式C15H22O5；IR：831、881、1115cm-1（過氧基）；能與1mol.的三苯基磷反應(yīng);質(zhì)譜中有m/z250(M-32)的特征碎片;用pd-CaCO3催化氫化失去1個(gè)氧原子,形成環(huán)氧化合物；以上信息都表明青蒿素分子中含有1個(gè)過氧基。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定青蒿素的IR光譜在1750cm-1示有六元內(nèi)酯環(huán)的特征吸收峰；與鹽酸羥胺反應(yīng)呈現(xiàn)內(nèi)酯環(huán)的正反應(yīng)；用NaBH4還原可生成仲羥基化合物，再用鉻酐-吡啶氧化又生成青蒿素，用NaOH滴定,消耗NaOH的量為1:1克分子。證明青蒿素分子中含有1個(gè)內(nèi)酯基。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定1HNMR(CCl4,δ):0.93(3H,d,J=6Hz,H-14),1.06(3H,d,J=6Hz,H-13),1.36(3H,s,H-15),3.26(1H,m,H-11),5.68(1H,s,H-5)。低場甲基是氧同碳上的甲基,當(dāng)照射δ3.08~3.44,可使的雙峰變成單峰;反之照射δ1.06,可使的多重峰變成雙峰,說明是與甲基相鄰的一個(gè)氫。該質(zhì)子因受內(nèi)酯羰基的去屏蔽效應(yīng)而位于較低磁場;由于照射的甲基的質(zhì)子變成雙峰,說明該質(zhì)子鄰近的碳上只有一個(gè)氫原子。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定在更低場的δ5.68(1H,s)處出現(xiàn)一個(gè)單尖峰,推定是與兩個(gè)氧原子相連碳上的一個(gè)氫,此質(zhì)子無裂分,說明該氫原子所連的碳是與氧原子和叔碳原子相連接。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定

13CNMR(CHCl3,22.63MHz,δ):在寬帶去偶譜中出現(xiàn)相當(dāng)于倍半萜的15個(gè)碳原子信號。在偏共振去偶譜中,δ79.5(C-4)與δ105.0(C-6)為兩個(gè)季碳單峰,因位于較低磁場,提示過氧基接在這兩個(gè)季碳上。δ32.5(C-7),δ33.0(C-10)，δ45.0(C-1)、δ50.0(C-11)、δ93.5(C-5)為五個(gè)叔碳雙峰，其中之一位于較低磁場，可推定系與兩個(gè)氧原子相連的碳原子；δ25.0(C-8)、δ25.1(C-9)、δ35.3(C-2)和δ37.0(C-3)為四個(gè)仲碳三重峰；δ12.0(C-14)、δ19.0(C-13)、δ23.0(C-15)為三個(gè)甲基碳四重峰；為羰基碳的單峰。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定根據(jù)以上分析,可以推定青蒿素有下列部分結(jié)構(gòu)片斷：通過X-射線衍射晶體分析最后確定了青蒿素的結(jié)構(gòu)(1)。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定第六節(jié)揮發(fā)油揮發(fā)油（volatileoils）又稱精油（essentialoils），是一類具有芳香氣味的油狀液體的總稱。在常溫下能揮發(fā)，可隨水蒸氣蒸餾與水不相混溶。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定揮發(fā)油類成分主要存在種子植物，尤其是芳香植物中。已知我國有56科，136屬植物中含有揮發(fā)油。如菊科的蒼術(shù)、白術(shù)；蕓香科的降香、吳茱萸；傘形科的川芎、白芷；唇型科的薄荷、藿香等，此外樟科、木蘭科、馬兜鈴科、敗醬科、姜科、胡椒科、桃金娘科、馬鞭草科等的某些植物都富含揮發(fā)油。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定揮發(fā)油多具有祛痰、止咳、平喘、驅(qū)風(fēng)、健胃、解熱、鎮(zhèn)痛、抗菌消炎作用。例如香檸檬油對淋球菌、葡萄球菌、大腸桿菌和白喉菌有抑制作用；柴胡揮發(fā)油制備的注射液，有較好的退熱效果；丁香油有局部麻醉、止痛作用；土荊芥油有驅(qū)蟲作用；薄荷油有清涼、驅(qū)風(fēng)、消炎、局麻作用。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定揮發(fā)油不僅在醫(yī)藥上具有重要的作用，在香料工業(yè)上應(yīng)用也極為廣泛，在食品工業(yè)及化學(xué)工業(yè)上也是重要的原料。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定揮發(fā)油的成分大體可分4類:1.萜類化合物揮發(fā)油中的萜類成分，主要是單萜、倍半萜和它們含氧衍生物，如薄荷油、樟腦等。揮發(fā)油的組成成分中萜類所占比例最大。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定2.芳香族化合物組成揮發(fā)油的芳香化合物多為小分子的芳香成分，油中所占比例僅次于萜類，有些是苯丙素類衍生物，多具有C6-C3骨架，且多為酚性化合物或其酯類，如桂皮醛、茴香醚、丁香酚等。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定有些是萜源衍生物，如百里香酚。百里香酚萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定3.脂肪族化合物一些小分子的脂肪族化合物在揮發(fā)油中也廣泛存在，但含量和作用一般不如萜類和芳香族化合物。如正癸烷（n-decane存在于桂花揮發(fā)油中）和小分子醇、醛及酸類化合物（如正壬醇n-nonylalcohol，存在于陳皮揮發(fā)油中）萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定4.其它類化合物除上述三述化合物外，還有一些揮發(fā)油樣物質(zhì)，如芥子油大蒜油（mustarkoil）等，也能隨水蒸氣蒸餾，故也稱之為“揮發(fā)油”。這些成分在植物體內(nèi)，多數(shù)以苷的形式存在，經(jīng)酶解后的苷元隨水蒸氣一同餾出而成油，如黑芥子油是芥子苷經(jīng)芥子酶水解后產(chǎn)生的異硫氰酸烯丙酯，大蒜油則是大蒜中大蒜氨酸經(jīng)酶水解后產(chǎn)生含大蒜辣素的揮發(fā)性油狀物。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定大蒜辣素異硫氰酸烯丙酯萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定二、揮發(fā)油的性質(zhì)常溫液態(tài)具有香氣或特異氣味具有揮發(fā)性不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑密度一般比水小易氧化變質(zhì)萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定三、揮發(fā)油成分的提?。ㄒ唬┧魵怵s法是提取揮發(fā)油最常用的方法。還有共水蒸餾、隔水蒸餾等方法（后兩種方法油受熱溫度較高，某些成分易被破壞分解）（二）浸取法1.油脂吸收法：該方法是利用油脂能夠吸收揮發(fā)油的性質(zhì)對揮發(fā)油進(jìn)行提取的方法，一般用來提取貴重的揮發(fā)油，又可以分為冷吸收法和溫浸吸收法。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定2.溶劑萃取法用石油醚（30~60℃）等有機(jī)溶劑采用回流浸出法或冷浸法進(jìn)行浸提，減壓蒸去溶劑得浸膏，浸膏再采用熱乙醇溶解，冷卻過濾，回收乙醇后得“凈油”。3.二氧化碳超臨界流體萃取法該方法具有防止氧化熱解及提高品質(zhì)的突出優(yōu)點(diǎn)。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定（三）冷壓法是將原料撕裂、搗碎冷壓后靜置分層，或用離心機(jī)分出油分的方法。該方法可保持揮發(fā)油的原有新鮮香味，但可能溶出原料中的不揮發(fā)性物質(zhì)。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定四、揮發(fā)油成分的分離（一）冷凍處理將揮發(fā)油0℃以下放置使析出結(jié)晶，若無結(jié)晶析出可將溫度降至20℃，在經(jīng)重結(jié)晶可得單體結(jié)晶。如薄荷油的分離。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定（二）分餾法利用不同成分的揮發(fā)油沸點(diǎn)的差異進(jìn)行分離的方法，由于揮發(fā)油的組成成分多對熱及空氣中的氧較敏感，因此分餾時(shí)宜在減壓下進(jìn)行。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定（三）化學(xué)方法1.利用酸、堿性不同進(jìn)行分離（1）堿性成分的分離：將揮發(fā)油溶于乙醚，加10%鹽酸或硫酸萃取，分取酸水層，堿化，用乙醚萃取，蒸去乙醚可得堿性成分。（2）酚、酸性成分的分離：可采用堿溶液萃取，堿水層加稀酸酸化，再用乙醚萃取，蒸去乙醚后可得酸性成分，用5%的碳酸氫鈉和2%的氫氧化鈉萃取可以分別得到酸性和酚性成分。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定

2．利用功能團(tuán)特性進(jìn)行分離

(1)醇化合物的分離：萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定（2）醛、酮化合物的分離：揮發(fā)油經(jīng)處理除去酚、酸類成分后，水洗至中性，以無水硫酸鈉干燥后，加亞硫酸氫鈉飽和溶液振搖，分出水層或加成物結(jié)晶，加入酸或堿，使加成物分解，以乙醚萃取，可得醛或酮類化合物。也可以用與吉拉德試劑作用，來分離揮發(fā)油中的羰基化合物。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定（3）其它成分的分離揮發(fā)油中的酯類成分，多使用精餾或?qū)游龇蛛x；醚萜成分可利用醚類與濃酸形成（金羊）鹽易于結(jié)晶的性質(zhì)從揮發(fā)油中分離出來?；蚶肂r2、HCl、HBr等試劑與雙鍵加成生成結(jié)晶，可借以分離和純化。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定（四）色譜分離法硅膠和氧化鋁吸附柱層析應(yīng)用最廣泛，可用石油醚、己烷、乙酸乙酯等進(jìn)行洗脫。還可采用硝酸銀柱層析或硝酸銀TLC進(jìn)行分離。這是根據(jù)揮發(fā)油成分中雙鍵的多少和位置不同，與硝酸銀形成π絡(luò)合物難易程度和穩(wěn)定性的差別，而進(jìn)行層析分離的。一般硝酸銀濃度2~2.5%較為適宜。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定例如：α-細(xì)辛醚(α-asarone)、β-細(xì)辛醚(β-asarone)和歐細(xì)辛醚(eduasarone)的混合物，通過用2%AgNO3處理的硅膠柱。洗脫先后順序：α-細(xì)辛醚（反式雙鍵）、β-細(xì)辛醚（順式雙鍵）、歐細(xì)辛醚（末端雙鍵）。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定此外，還有制備性氣—液層析、制備性薄層層析等方法。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定五、揮發(fā)油成分的鑒定（一）物理常數(shù)的測定相對密度、比旋度、折光率、凝固點(diǎn)萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定（二）化學(xué)常數(shù)的測定1．酸值：酸值是代表揮發(fā)油中游離羧酸和酚類成分的含量。以中和1克揮發(fā)油中含有游離的羧酸和酚類所需要?dú)溲趸浐量藬?shù)來表示。2．酯值：代表揮發(fā)油中酯類成分含量，以水解1g揮發(fā)油所需氫氧化鉀毫克數(shù)來表示。3．皂化值：以皂化1g揮發(fā)油所需氫氧化鉀毫克數(shù)來表示。皂化值等于酸值和酯值之和。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定(三)功能團(tuán)的鑒定1．酚類：將揮發(fā)油少許溶于乙醇中，加入三氯化鐵的乙醇溶液，如產(chǎn)生藍(lán)色，藍(lán)紫或綠色反應(yīng)，表示揮發(fā)油中有酚類物質(zhì)存在。2．羰基化合物：

1）與硝酸銀的氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)，表示有醛類等還原性物質(zhì)存在；

2）揮發(fā)油的乙醇溶液加二硝基苯肼，氨基脲，羥胺等試劑，如產(chǎn)生結(jié)晶形衍生物沉淀，表明有醛或酮類化合物存在。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定3．不飽和化合物和薁類衍生物：于揮發(fā)油的氯仿溶液中滴加溴的氯仿溶液根據(jù)顏色變化來判斷是否含有不飽和化合物，或薁類化合物。此外，可通過在揮發(fā)油的無水甲醇溶液中加入濃硫酸時(shí)顏色的變化來判斷是否含有薁類衍生物。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定4．內(nèi)酯類化合物：于揮發(fā)油的吡啶溶液中，加入亞硝酰氰化鈉試劑及氫氧化鈉溶液，如出現(xiàn)紅色并逐漸消失，表示油中含有α、β不飽和內(nèi)酯類化合物。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定(四)色譜法的應(yīng)用1．薄層層析：吸附劑：多采用硅膠G或Ⅱ~Ⅲ級中性氧化鋁G

顯色劑：香草醛-濃硫酸，茴香醛-濃硫酸萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定2．氣相色譜法：揮發(fā)油中已知成分的鑒定：利用已知成分的標(biāo)準(zhǔn)品與揮發(fā)油在同一條件下，相對保留值所出現(xiàn)的色譜峰，以確定揮發(fā)油中某一成分。揮發(fā)油中許多未知成分的鑒定：無標(biāo)準(zhǔn)品作對照時(shí)，則應(yīng)選用氣相色譜-質(zhì)譜(GC/MS)聯(lián)用進(jìn)行分析鑒定。萜類化合物檢識和結(jié)構(gòu)測定3．氣相色譜—質(zhì)譜(GC/MS)聯(lián)用法：多采用氣相色譜—質(zhì)譜—數(shù)據(jù)系統(tǒng)聯(lián)用(GC/MS/DS)技術(shù)。該方法已成為揮發(fā)油鑒定的一個(gè)