天然藥物化學第七章 萜類和揮發(fā)油

第七章萜類和揮發(fā)油

萜類化合物（terpeniods）是概括所有異戊二烯的聚合物及其衍生物的總稱。是種類繁多、數(shù)量巨大，又具有廣泛生物活性的一類重要的天然化學成分。

含義：凡由甲戊二羥酸（mevalonic

acid,MVA）衍生，分子式符合(C5H8)n通式的衍生物均稱為萜類化合物。一、萜的含義和分類第一節(jié)概述一、萜類化合物的含義santoninmyrceneprotopanaxadiolmenthol

萜類化合物的分類及分布分類碳原子數(shù)通式(C5H8)n存在

半萜5n=1植物葉單萜10n=2揮發(fā)油倍半萜15n=3揮發(fā)油二萜20n=4樹脂、苦味質、植物醇二倍半萜25n=5海綿、植物病菌、昆蟲代謝物三萜30n=6皂苷、樹脂、植物乳汁四萜40n=8植物胡蘿卜素萜類化合物根據(jù)分子結構中異戊二烯單位的數(shù)目分類

萜類化合物常常根據(jù)分子結構中異戊二烯單位的數(shù)目進行分類，如單萜、倍半萜、二萜等，同時再根據(jù)各萜類分子結構中碳環(huán)的有無和數(shù)目的多少，進一步分為鏈萜、單環(huán)萜、雙環(huán)萜、三環(huán)萜、四環(huán)萜等，例如鏈狀二萜、單環(huán)二萜、雙環(huán)二萜、三環(huán)二萜、四環(huán)二萜。萜類多數(shù)是含氧衍生物，所以萜類化合物又可分為醇、醛、酮、羧酸、酯及苷等萜類。

本章主要介紹單萜、倍半萜、二萜、二倍半萜等萜類以及揮發(fā)油類化合物。

認為自然界存在的萜類化合物都是由異戊二烯衍變而來的，是異戊二烯的聚合體或衍生物，并以是否符合異戊二烯法則做為判斷是否為萜類化合物的依據(jù)。二、萜類的生源學說（一）經(jīng)驗的異戊二烯法則（empiricalisoprenerule）異戊二烯（isoprene）

后來研究發(fā)現(xiàn)有許多萜類化合物的碳架結構無法用異戊二烯的基本單元來劃分，而且當時在植物的代謝過程中也很難找到異戊二烯的存在。于是出現(xiàn)了“生源的異戊二烯法則”——萜類化合物是經(jīng)甲戊二羥酸（MVA）途徑衍生的一類化合物。（二）生源的異戊二烯法則（biogeneticisoprenerule）光合作用糖糖代謝ATPNADPH丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸赤蘚糖-4-磷酸核糖乙酰輔酶A丙二酸單酰輔酶AMVA小分子有機酸核酸三羧酸循環(huán)脂族氨基酸萜類甾體類脂質莽草酸芳族氨基酸肽類蛋白質脂肪酸酚類蒽醌生物堿桂皮酸苯丙素類木脂素木質素黃酮類CO2H2O植物體內(nèi)的物質代謝和生物合成過程1956年提出的生源的異戊二烯法則的基本理論：萜類化合物的形成起源于葡萄糖：葡萄糖乙酸3分子乙酸

酶生物合成甲戊二羥酸（MVA）（認為是萜類形成的基本單元）高能鍵的三磷酸腺苷甲戊二羥酸焦磷酸酯ATP作用脫羧、脫水異構酶作用焦磷酸異戊烯酯（IPP）焦磷酸γ，γ-二甲基烯丙酯（DMAPP）

IPP和DMAPP被認為是萜類成分在生物體內(nèi)的真正前體，是生物體內(nèi)“活性的異戊二烯”物質，在生物合成中起著烷基化的作用。

由2個異戊二烯單位構成，含10個碳原子，典型單萜烯的分子式為C10H16?？尚纬涉湢顔屋啤苇h(huán)單萜、雙環(huán)單萜等。廣泛分布于高等植物的腺體、油室和樹脂道等分泌組織中。含氧單萜類具有較強的生物活性，廣泛用于醫(yī)藥、化妝品和食品工業(yè)。有些單萜以苷的形式存在，則不具有揮發(fā)性，不能隨水蒸氣蒸餾。一、單萜（一）概述第二節(jié)萜類的結構類型及重要代表物

鏈狀單萜中比較重要的化合物是一些含氧衍生物，如萜醇、萜醛類等。

（二）鏈狀單萜是香葉油、玫瑰油、檸檬草油和香茅油的主要成分，具有似玫瑰的香氣。bp：229-230℃香葉醇（牦牛兒醇）geraniol

（二）鏈狀單萜與香葉醇互為順反異構體。存在于橙花油、檸檬草油和許多植物的揮發(fā)油中，具有玫瑰香氣。bp：255-260℃橙花醇nerol（二）鏈狀單萜存在于香茅油、玫瑰油等多種植物的揮發(fā)油中，亦可從香葉醇或橙花醇部分氫化還原后的產(chǎn)物中得到。

上述三種萜醇都是玫瑰香系香料，是很重要的香料工業(yè)原料。香茅醇citronellol（二）鏈狀單萜

檸檬醛通常下為混合物，以反式為主。從揮發(fā)油中分離檸檬醛采用亞硫酸氫鈉加成法。檸檬醛具有檸檬香氣，可作為檸檬香味原料，廣泛應用于香料和食品工業(yè)。香茅油具有止腹痛和驅蚊作用。檸檬醛（α－反式）檸檬醛（β－順式）

（三）環(huán)狀單萜薄荷揮發(fā)油中的主要組成部分。左旋體習稱“薄荷腦”，為白色塊狀或針狀結晶，對皮膚和粘膜具有清涼和弱的麻醉作用，用于鎮(zhèn)痛和止癢。l-薄荷醇menthol焦磷酸香葉酯（GPP）焦磷酸橙花酯（NPP）脫去焦磷酸基具薄荷烷骨架的陽碳離子（三）環(huán)狀單萜

紫羅蘭酮存在于千屈菜科指甲花揮發(fā)油中，工業(yè)上由檸檬醛與丙酮縮合制備，得兩者的混合物。β—紫羅蘭酮α—紫羅蘭酮

(合成VA的原料藥)(配制高級香料)混合物＋亞硫酸氫鈉亞硫酸氫鈉的加成產(chǎn)物加入氯化鈉析出小針狀結晶（α-紫羅蘭酮）（三）環(huán)狀單萜冰片具有顯著的抗缺氧功能，與蘇合香脂配合制成的蘇冰滴丸，臨床上用于治療冠心病、心絞痛。也作為清涼劑。

l-龍腦(俗稱冰片)

龍腦（borneol）又稱樟醇，為白色片狀結晶，具有似胡椒又似薄荷的香氣，有升華性。mp204-208℃。合成品為消旋體。（三）環(huán)狀單萜在醫(yī)藥上多作為刺激劑和防腐劑，可用于神經(jīng)痛及跌打損傷的擦劑，對呼吸或循環(huán)系統(tǒng)功能衰竭的病人，用作急救藥物。

樟腦（camphor）習稱辣薄荷酮，樟樹的揮發(fā)油中分離和精制得到的，為白色結晶性固體，mp：179.8℃，易升華，具有特殊鉆透性的芳香氣味。樟腦（三）環(huán)狀單萜芍藥苷芍藥苷（paeoniflorin）是從芍藥paeonia

albiflora根中得到的蒎烷單萜苦味苷，對小鼠顯示有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛及抗炎等藥理作用。近年報道芍藥苷具有防治老年性癡呆的生物活性。（四）卓酚酮類（troponoides）

卓酚酮類化合物是一類變形的單萜，它們的碳架不符合異戊二烯規(guī)則，分子中具有穩(wěn)定的共軛結構，顯示出芳香化的性質。（四）卓酚酮類（troponoides）4.能于多種金屬離子形成絡合物，如銅絡合物為綠色結晶，鐵絡合物為赤紅色結晶。1.具有芳香化合物的性質，具有酚的通性，酸性：酚<

卓酚酮<羧酸。2.分子中的酚羥基易于甲基化（-OCH3），但不易乙酰化。3.分子中的羰基類似于羧酸中的羰基。IR：1600-1650cm-1為羰基吸收峰；3100-3200cm-1為羥基的吸收峰。

結構簡單的卓酚酮是一些霉菌的代謝產(chǎn)物，在柏科的心材中也含有，一般多具有抗菌活性，但同時多有毒性。

（四）卓酚酮類（troponoides）

α-崖柏素扁柏素γ-崖柏素二、環(huán)烯醚萜

環(huán)烯醚萜為臭蟻二醛的縮醛衍生物，分子中帶有環(huán)烯醚鍵，是一類特殊的單萜。根據(jù)結構骨架，可分為環(huán)烯醚萜和裂環(huán)環(huán)烯醚萜。環(huán)烯醚萜及其苷類廣泛存在于植物界，現(xiàn)已知從植物中分離并鑒定結構的環(huán)烯醚萜類成分共827種，大多數(shù)屬于苷類，非苷環(huán)烯醚萜僅60余種。（一）概述

生源途徑：烯醇化臭蟻二醛羥醛縮合環(huán)烯醚萜環(huán)烯醚萜4-去甲環(huán)烯醚萜裂環(huán)內(nèi)酯環(huán)烯醚萜氧化氧化開環(huán)脫羧環(huán)合裂環(huán)環(huán)烯醚萜3.水解性：環(huán)烯醚萜苷很容易被酸所水解，生成的苷元為半縮醛結構，其化學性質活潑，容易進一步聚合，難以得到結晶性的苷元。（二）環(huán)烯醚萜的理化性質1.性狀：環(huán)烯醚萜苷類和裂環(huán)環(huán)烯醚萜苷多數(shù)為白色結晶體或粉末，多具有旋光性，味苦。2.

溶解度：環(huán)烯醚萜苷易溶于甲醇和水，可溶于極性較強的有機溶劑如乙醇、丙酮、正丁醇等，難溶于親脂性有機溶劑。4.苷元的性質：①遇酸、堿、羰基化合物和氨基酸變色。②酶水解——得到深藍色的苷元。③遇氨基酸并加熱，產(chǎn)生深紅色~藍色（最后生成沉淀）。與皮膚接觸也能使皮膚染成藍色。④苷元溶于冰醋酸溶液中，加入少量的銅離子，加熱→藍色。

※中藥玄參、地黃等在炮制過程后變黑，就是由于玄參苷、地黃中的梓醇（環(huán)烯醚萜類），在共存的酶的作用下水解成苷元，聚合而成黑色。

（二）環(huán)烯醚萜的理化性質

清熱瀉火中藥山梔子的主要成分。京尼平苷有顯著的瀉下作用和利膽作用，而京尼平苷苷元具有顯著的促進膽汁分泌作用和瀉下作用。（三）結構分類及重要代表物1.環(huán)烯醚萜苷類：C1-OH與葡萄糖形成苷。

C11氧化成羧基或形成酯。梔子苷R=CH3京尼平苷R=H京尼平酸2.

4-去甲基環(huán)烯醚萜苷類：

環(huán)烯醚萜的降解苷，由9個碳構成。（三）結構分類重要代表物梓醇又稱梓醇苷，是地黃中降血糖作用的主要有效成分，也有很好的利尿作用。梓醇3.

裂環(huán)環(huán)烯醚萜苷：

由環(huán)烯醚萜苷元部分的C7、C8處開環(huán)衍生而來的苦味苷。（三）結構分類重要代表物龍膽苦苷是龍膽科植物龍膽、獐牙菜、當藥中的苦味成分，稀釋至1：12000具有顯著的苦味。龍膽苦苷

絕大多數(shù)倍半萜類都符合經(jīng)驗的異戊二烯法則由3個異戊二烯單位構成，含15個碳原子。從生源上看都是由前體物質焦磷酸金合歡酯（FPP）衍生而來。倍半萜類化合物與單萜類化合物常共存于植物的揮發(fā)油中，是揮發(fā)油高沸程部分的主要組成部分。在植物中多以醇、酮、內(nèi)酯或苷的形式存在。倍半萜的含氧衍生物多有較強的香氣和生理活性，是醫(yī)藥、食品、化妝品工業(yè)的重要原料。三、倍半萜類（一）概述

α-金合歡烯存在于枇杷葉、生姜、洋甘菊的揮發(fā)油中。金合歡醇存在于金合歡油、橙花油、香茅中，為重要的高級香料原料。（二）無環(huán)倍半萜（鏈狀倍半萜）金合歡醇α-金合歡烯（三）環(huán)狀倍半萜

青蒿素是過氧化物倍半萜從中藥青蒿中分離得到的抗惡性瘧疾的有效成分。青蒿素（三）環(huán)狀倍半萜青蒿素蒿甲素（脂溶性)青蒿琥珀單酯（水溶性）其在水和油中均難溶解，通過結構修飾，得到原蟲轉陰快、速效、低毒的衍生物。

存在于棉籽，棉的莖、葉中，為有毒的黃色液體，具有殺精子的作用，曾作為男性避孕藥，但因副作用大而未應用于臨床。

（三）環(huán)狀倍半萜棉酚

山道年草或蛔蒿未開放的頭狀花序或全草中的主要成分，強力驅蛔劑，服用過量可產(chǎn)生黃視瘧毒性，已被臨床淘汰。（三）環(huán)狀倍半萜α－山道年（四）薁類衍生物（azulenoids）

凡由五元環(huán)與七元環(huán)駢合而成的芳環(huán)骨架都稱為薁類化合物。多具有抗菌、抗腫瘤、殺蟲等生物活性。薁5.

可見光區(qū)：360-700nm有很強的吸收峰。薁類化合物的理化性質：（四）薁類衍生物（azulenoids）1.

溶解度：溶于石油醚、乙醚、乙醇、甲醇等有機溶劑，不溶于水，溶于強酸。2.

提取：60-65%硫酸或磷酸提取→加水稀釋→薁類沉淀。3.

bp：很高，250-300℃，揮發(fā)油分餾時在高沸點餾分中可見到美麗的藍色、紫色或綠色。4.

非苯環(huán)芳基：與苦味酸或三硝基苯試劑—產(chǎn)生大π絡合物，具有敏銳的熔點，可借以鑒定。（四）薁類衍生物（azulenoids）薁類化合物的預試：1.Sabety反應(5％溴的氯仿溶液)：藍紫色或綠色2.Ehrlich反應(對-二甲氨基苯甲醛濃硫酸)：紫色或紅色四、二萜（一）概述

二萜類是由4個異戊二烯單位構成，含20個碳原子。結構復雜，但都是由焦磷酸香葉基香葉酯(GGPP)衍生而成，幾乎都呈環(huán)狀結構。二萜類廣泛分布于植物界，存在于植物分泌的乳汁、樹脂中，其含氧衍生物具有較強的生物活性，有的已是重要的藥物，廣泛用于臨床。鏈狀二萜和單環(huán)二萜在自然界存在的數(shù)目不多，為數(shù)眾多是雙環(huán)二萜及三環(huán)二萜。

鏈狀二萜類在自然界少見，常見的只有廣泛存在于葉綠素的植物醇。（二）鏈狀二萜植物醇（三）環(huán)狀二萜

主要存在于動物的肝臟中，特別是鯊魚和鱈魚的肝油中，是保持正常夜間視力的必需物質。

維生素A穿心蓮葉子中含有的二萜內(nèi)酯類成分，具有抗炎活性，臨床上用于治療急性菌痢、胃腸炎、咽喉炎、感冒發(fā)熱等。其水溶性不好，為增強穿心蓮內(nèi)酯水溶性，將其制備成衍生物。（三）環(huán)狀二萜穿心蓮內(nèi)酯銀杏根皮及葉中的強苦味成分，具有拮抗血小板活化因子的作用，用來治療因血小板活化因子引起的種種休克狀障礙，是治療心腦血管疾病的有效藥物。（三）環(huán)狀二萜銀杏內(nèi)酯

雷公藤甲素屬于三環(huán)二萜，是從雷公藤中分離出來的抗癌活性成分，東北雷公藤（黑曼）中也含有此類成分，對乳腺癌、胃癌細胞有抑制作用。（三）環(huán)狀二萜R1＝R2＝H，R3＝CH3雷公藤甲素R1＝OH，R2＝H，R3＝CH3雷公藤乙素

是從短葉紅豆杉和東北紅豆杉（紫杉）的樹皮中分離得到的二萜類成分，有很好的抗白血病、抗腫瘤活性，臨床用于治療卵巢癌、乳腺癌和肺癌。紅豆杉中紫杉醇含量為百萬分之二，臨床上需求量較大，研究得到半合成品——巴卡亭Ⅲ。（三）環(huán)狀二萜紫杉醇taxol甜菊苷A為四糖苷，在醫(yī)藥、食品工業(yè)上常用。特點是：高甜度是蔗糖的300倍，低熱量，無毒性。（三）環(huán)狀二萜

甜菊苷A五、二倍半萜

二倍半萜類化合物是由5個異戊二烯單位構成，含有25個碳原子的化合物類群。這類化合物在生源上是由焦磷酸香葉基金合歡酯（GFPP）衍生而成，多為結構復雜的多環(huán)性化合物。分布于植物病源菌、海洋生物海綿、地衣及昆蟲的分泌物。蛇孢假殼素A第三節(jié)萜類化合物的理化性質萜類化合物特點1、成分范圍廣，彼此結構性質差異大；2、同一生源途徑衍生而來；3、結構共同點：絕大多數(shù)都有雙鍵、共軛雙鍵與活潑氫、

較多萜類具有內(nèi)酯結構一、萜類化合物的物理性質2.味：萜類化合物多具有苦味，又稱苦味素。甜菊苷

有甜味。3.旋光和折光性：大多數(shù)萜類具有不對稱碳原子，所以具有光學活性，且多有異構體存在。低分子萜類具有較高的折光率。1.性狀：單萜、倍半萜—具有香氣的油狀液體，在常溫下可以揮發(fā)。二萜、二倍半萜—結晶性固體。一、萜類化合物的物理性質4.溶解性：萜類：親脂性強，易溶于脂溶性有機溶劑和醇類溶劑。含氧功能團的萜類和萜苷：水溶性增加，能溶于熱水，易溶于甲醇、乙醇溶液，不溶于親脂性的有機溶劑。含內(nèi)酯結構的萜類：溶于堿水，酸化后，又自水中析出。單萜與倍半萜可隨水蒸汽蒸餾。5.穩(wěn)定性：萜類化合物對高熱、光和酸堿較為敏感，容易引起氧化重排，結構變化，使生物活性改變，提取分離或儲存時要注意。二、萜類化合物的化學性質（一）加成反應1.雙鍵加成反應（1）與鹵化氫加成反應氫鹵酸:氫碘酸/氯化氫萜類化合物中的雙鍵在冰醋酸溶液中反應于冰水中析出結晶性加成產(chǎn)物（2）與溴加成反應

＋溴（Br2）萜類化合物中的雙鍵冰醋酸/乙醚與乙醇的混合溶液冷卻析出結晶性加成產(chǎn)物（3）Diels-Alder加成反應

帶有共軛雙鍵的萜類化合物能與順丁烯二酸酐產(chǎn)生Diels-Alder加成反應，生成結晶形加成產(chǎn)物，可借以證明共軛雙鍵的存在。2.羰基加成反應（1）與亞硫酸氫鈉加成

含羰基的萜類化合物可與亞硫酸氫鈉發(fā)生加成反應，生成結晶形加成物，復加酸或加堿使其分解生成原來的反應產(chǎn)物。

注意：同時含雙鍵和羰基的萜類化合物反應時間過長或溫度過高，可使雙鍵也發(fā)生加成，并形成不可逆的雙鍵加成產(chǎn)物。（2）與硝基苯肼加成

含羰基的萜類化合物可以與對硝基苯肼或2,4-二硝基苯肼在磷酸中發(fā)生加成反應，生成對硝基苯肼或2,4-二硝基苯肼的加成物。O（3）與吉拉德試劑加成常用的吉拉德試劑：GirardT和GirardP

帶有季銨基團的酰肼類化合物。吉拉德試劑的乙醇溶液，加入10%醋酸促進反應，加熱回流。反應畢加水稀釋，分取水層，加酸酸化，乙醚萃取，蒸去乙醚復得原羰基化合物。GirardTGirardP（3）與吉拉德試劑加成（二）氧化反應1.臭氧反應：用于測定分子內(nèi)雙鍵的位置及萜類化合物的醛酮合成月桂烯丙酮α–羰基異戊醛甲醛2.鉻酐反應3.高錳酸鉀反應薄荷醇薄荷酮薄荷酮丙酮β–甲基己二酸

二氧化硒——具有特殊的氧化性能，專一氧化。碳碳雙鍵旁的α-亞甲基羰基的α-甲基或亞甲基（三）脫氫反應

環(huán)萜的碳架因脫氫轉變?yōu)榉枷銦N衍生物，對于母核骨架結構的鑒定很有意義。在惰性氣體的保護下，用鉑黑或鈀做催化劑，將萜類化合物與硫或硒共熱（200～300℃）而實現(xiàn)脫氫。有時可能導致環(huán)的裂解或環(huán)合。β–桉醇薄荷酮松香酸1-甲基-7-異丙基菲第四節(jié)萜類化合物的提取分離苷形式的萜類化合物：環(huán)烯醚萜以苷的形式較多見，而其它萜類則少見。環(huán)烯醚萜苷多以單糖苷的形式存在，一般易溶于水、甲醇、乙醇和正丁醇等溶劑，而難溶于一些親脂性強的有機溶劑，故多用甲醇或乙醇為溶劑進行提取。

非苷形式的萜類化合物：具有較強的親脂性，溶于甲醇、乙醇中，易溶于氯仿、乙酸乙酯、苯、乙醚等親脂性有機溶劑中。這類化合物一般用有機溶劑提取，或甲醇或乙醇提取后，再用親脂性有機溶劑萃取。（一）溶劑提取法1.苷類化合物的提取

藥材甲醇或乙醇提取，回收溶劑浸膏轉溶于水，過濾不溶物水溶液乙醚或石油醚脫脂乙醚層水層正丁醇萃取，減壓回收總萜苷2.非苷類化合物的提取

甲醇或乙醇回流提取藥渣提取液減壓回收溶劑乙酸乙酯溶解回收乙酸乙酯不溶物總萜類成分藥材（二）堿提取酸沉淀法

利用內(nèi)酯化合物在熱堿液中，開環(huán)成鹽而溶于水中，酸化后又閉環(huán)，析出原內(nèi)酯化合物的特性來提取倍半萜類內(nèi)酯化合物。

注意：當用酸、堿處理時，可能引起構型的改變，應加以注意。（三）吸附法1.活性炭吸附法苷水提取液通過活性炭吸附活性炭柱水15％30％50％70％

水、稀醇、醇洗脫回收醇精制萜苷2.大孔樹脂吸附法苷水提取液大孔吸附樹脂柱水、不同濃度的乙醇洗脫水30％50%70%95%分別回收乙醇，得到比較純的萜苷二、萜類的分離（一）結晶法分離

有些萜類的萃取液回收到小體積時，往往多有結晶析出，濾除結晶，再以適量的溶劑重結晶，可得到純的萜類化合物。（二）柱色譜分離吸附柱色譜：硅膠：待分離物質:吸附劑1:30～1:60

中性氧化鋁：待分離物質:吸附劑1:30～1:50硝酸銀色譜法：萜類化合物結構中多具有雙鍵，且不同萜類的雙鍵數(shù)目和位置不同，與硝酸銀形成π絡合物難易程度和穩(wěn)定性也有差別，可借此達到分離。雙鍵多的化合物容易形成配合物。末端雙鍵形成的配合物較其他雙鍵穩(wěn)定；順式雙鍵大于反式雙鍵的配合能力；（三）利用結構中特殊功能團進行分離1.可利用萜類化合物含氧功能團進行分離，如倍半萜內(nèi)酯可在堿性條件下開環(huán)，加酸后又環(huán)合，借此可與非內(nèi)酯類化合物分離。2.萜類生物堿也可用酸堿法分離。3.不飽和雙鍵、羰基等可用加成的方法制備衍生物加以分離。一、紫外光譜第五節(jié)萜類化合物的檢識與結構測定具有共軛雙鍵或α，β-不飽和羰基結構的萜類化合物在紫外光區(qū)（200～400nm）產(chǎn)生吸收，對萜類化合物的結構鑒定有一定作用。二、紅外光譜萜類多含有雙鍵、共軛雙鍵、甲基、偕二甲基、環(huán)外亞甲基、含氧官能團等。如：偕二甲基在νmax1370cm-1

（吸收峰裂分，出現(xiàn)二條吸收帶。）

內(nèi)酯類——νmax1700cm-1~1800cm-1

（強峰為羰基的特征吸收峰。）過氧鍵-O-O-831,881,1115cm-1吸收峰三、質譜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.環(huán)狀萜類化合物按RDA裂解。3.裂解過程中伴隨著分子重排裂解，尤以麥氏重排多見。4.裂解方式受功能基團的影響較大，得到的裂解峰大都主要是失去功能基的離子碎片。

萜的基本母核多，大多缺乏定向裂解基團，易發(fā)生重排，裂解方式復雜，實際上質譜的作用只是提供一個分子量。四、核磁共振譜

對于萜類化合物的結構測定來說，核磁共振是波譜分析中最為有力的工具，特別是近十年發(fā)展起來的具有高分辨能力的超導核磁分析技術和2D-NMR相關技術的開發(fā)和應用，不但提高了譜圖的質量，而且提供了更多的結構信息。烯氫環(huán)內(nèi)雙鍵質子:4.93-5.50ppm環(huán)外雙鍵質子:4.30-5.00ppm連氧碳上質子羥基同碳質子:3.20-4.00ppm左右乙酰氧基同碳質子:4.00-5.50ppm甲基0.50-1.50ppm之間注意與鼠李糖甲基信號區(qū)分!不接氧的其它飽和碳:0-60甲基:8.9-33.7羰基碳:170-220糖端基碳:95-105烯碳:109-160苷元和糖上與氧連的碳:60-90實例：青蒿素IR在831，881，1115cm-1有特征吸收MS有M-32特征裂解1個過氧基112415能用pd-CaCO3催化氫化失去一分子氧，形成環(huán)氧化合物IR在1750cm-1有特征吸收與鹽酸羥胺呈正反應用氫氧化鈉滴定，消耗氫氧化鈉的量為1：1克分子1個內(nèi)酯1124150.93(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)1124151413511638102779.5(C-6)105.0(C-4)s季碳32.5(C-7)33.0(C-10)45.0(C-1)50.0(C-11)93.5(C-5)d叔碳25.0(C-8)25.1(C-9)35.3(C-2)37.0(C-3)t仲碳12.0(C-14)19.0(C-13)23.0(C-15)q甲基172.0(C-12)s羰基112415141351163810279學習要點：①揮發(fā)油的定義,植物體內(nèi)的存在與分布情況、化學組成及其通性。②揮發(fā)油化學常數(shù)的含義。③揮發(fā)油的提取方法如水蒸氣蒸餾法、溶劑提取法、壓榨法和超臨界提取法及其特點，冷凍結晶法、分餾法、化學分離法和色譜分離法等等。第六節(jié)揮發(fā)油(精油)

Volatileoils(Essentialoils)揮發(fā)油（VolatileOils）：

又稱精油（essentialoils）是植物或中草藥中具有芳香氣味，在常溫下能揮發(fā)的油狀液體的總稱，可隨水蒸氣蒸餾。

一、概述

揮發(fā)油類成分在植物界分布很廣，主要存在種子植物，尤其是芳香植物中。在我國野生與栽培的芳香植物有56科，136屬，約300種。菊科，蕓香科，傘形科，唇形科，姜科和樟科等中分布最多；其次是木蘭科，桃金娘科，馬兜鈴科，馬鞭草科，禾本科，敗醬科；此外，如胡椒科、杜鵑花科、三白草科、松科、柏科、木犀科、薔薇科、瑞香科、檀香科、藜科、天南星科、莎草科、毛茛科及蘿摩科的某些植物中，也含有豐富的揮發(fā)油類成分。（一）分布和存在1、揮發(fā)油存在于植物的腺毛、油室、油管、分泌細胞或樹脂道中，大多數(shù)成油滴狀存在，也有些與樹脂、粘液質共同存在。還有少數(shù)以苷的形式存在。2、揮發(fā)油在植物體中的存在部位常各不相同。（1）全株植物中都含有。（2）有的則在花、果、葉、根或根莖部分的某一器官中含量較多，隨植物品種不同而差異較大。（3）有的同一植物的藥用部位不同，其所含揮發(fā)油的組成成分也有差異。如樟科桂屬植物的樹皮揮發(fā)油多含桂皮醛，葉中則主要含丁香酚，而根和木部含樟腦多。(二)生物活性與應用

揮發(fā)油多具有祛痰、止咳、平喘、驅風、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；

土荊芥油有驅蟲作用；

薄荷油有清涼、驅風、消炎、局麻作用；

茉莉花油具有興奮作用，等等。臨床上早已應用的有樟腦、冰片、薄荷腦、丁香酚、百里香草酚等。香料工業(yè)中應用也極為廣泛浸膏：浸提、濃縮制品。凈油：浸膏用乙醇浸出其中芳香成分。香膏：乙醇提取、濃縮制品。香脂：由石油醚、苯冷浸制備。頭香：冷凍干燥或多孔聚合樹脂吸附法制備。

揮發(fā)油所含成分比較復雜，一種揮發(fā)油中常含有幾十種到一、二百種成分，如草莓揮發(fā)油中已檢出100余種化合物，保加利亞玫瑰油中已檢出275種化合物。揮發(fā)油組成按化學結構可分為以下四類：萜類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和其它類化合物。(三)組成和分類

揮發(fā)油中的萜類成分，主要是單萜及倍半萜類化合物和含氧衍生物，其中含氧衍生物多半是生物活性較強或具有芳香氣味的主要組成成分。薄荷油:薄荷醇（8%）松節(jié)油:蒎烯（80%）樟腦油:樟腦（50%）1萜類化合物

小分子脂肪族化合物在各種揮發(fā)油中常有存在，魚腥草中的甲基正壬酮、松節(jié)油中的正庚烷等。2脂肪族化合物

甲基正壬酮正癸烷正庚烷3芳香族化合物（包括萜源衍生物、苯丙烷類衍生物）莽草酸桂皮醛丁香酚4其他類化合物

除上述三類化合物外，還有一些揮發(fā)油樣物質。如：芥子油(mustardoil)、揮發(fā)杏仁油(volatilebitteralmondoil)

原白頭翁素(protoanemonin)、大蒜油(garlicoil)等也能隨水蒸氣蒸餾，故也稱之為“揮發(fā)油”。1.顏色：大多數(shù)為無色或淡黃色的油狀透明液體，有些含奧類成分時或含色素時有特殊顏色。2.氣味：有特殊強烈香氣，有辛辣灼燒的感覺，呈中性或酸性。3.形態(tài)：常溫下為液體，有時在冷卻條件下其主要成分可析出結晶，析出的結晶稱為“腦”。4.揮發(fā)性：室溫下可揮發(fā)，涂在紙片上不留油跡，可與脂肪油區(qū)別。5.物理常數(shù)：比重0.85-1.065之間，比水重的如丁香油、桂皮油等；沸點在70-300℃；有較強的折光性，折光率在1.43-1.61之間；比旋度在+97°～177°范圍內(nèi)。二、揮發(fā)油的性質7.穩(wěn)定性：揮發(fā)油對光線、空氣及溫度較敏感，經(jīng)常接觸，可因氧化變質，使比重增加，顏色加深，失去原有香味，并能形成樹脂樣物質，也不能隨水蒸氣蒸餾。注意：揮發(fā)油的氣味往往是其品質優(yōu)劣的重要標志，因此制備揮發(fā)油的方法選擇是很重要的，產(chǎn)品也要裝入棕色瓶內(nèi)密閉保存。6.溶解度：不溶于水而易溶于各種有機溶劑中（石油醚、乙醚、二硫化碳、油脂等）。在高濃度乙醇中全部溶解，而在低濃度乙醇中只能溶解一定數(shù)量。道爾頓分壓定律：P0=P1+P2直接蒸餾法：優(yōu)點：揮發(fā)油收率較高。缺點：原料易受強熱而焦化或使成分發(fā)生變化，揮發(fā)油氣味也可能變化，往往降低作為香料的價值。揮發(fā)油與水不分層時：1.初次蒸餾液重新蒸餾2.鹽析后用低沸點的有機溶劑萃?。ㄒ唬┧魵庹麴s法三、揮發(fā)油的提取1.有機溶劑提取法：常用溶劑：石油醚、二硫化碳、苯。方法：回流浸出法、冷浸法2.油脂吸附法：提取貴重的揮發(fā)油如玫瑰油、茉莉花油常采用吸附法進行。脂肪吸附法：直接使用于香料工業(yè)中，如香脂。3.超臨界流體萃取法：利用二種物質在超臨界區(qū)域形成的流體進行提取的方法。四、揮發(fā)油的提?。ǘ┙》ǔR界流體：一種物質處于臨界溫度與壓力以上的狀態(tài)下形成既非液體又非氣體的單一相態(tài)時稱為超臨界流體。特點：流體密度近似液體，粘度大于氣體數(shù)倍，擴散力比液體大，介電常數(shù)隨壓力增大而增加，滲透性優(yōu)于液體。比液體溶劑有更佳的溶解力，有利于溶質的萃取。

與溶劑萃取法技術相似，用這種技術提取芳香揮發(fā)油，具有防止氧化、熱解及提高品質的突出優(yōu)點。常用做超臨界流體的物質：二氧化碳、乙烯、乙烷等。二氧化碳的優(yōu)點：1.二氧化碳臨界溫度近于室溫為31℃，其臨界壓力在73個大氣壓下易于操作。2.安全，不易燃燒及化學性質穩(wěn)定。3.防止被萃取物質的氧化，無毒，價廉易得。

適用于新鮮原料，如桔、柑、檸檬果皮含揮發(fā)油較多的原料。操作：撕裂或搗碎—冷壓（機械壓榨）—靜置—分層，或用離心機分出油分，即得粗品。優(yōu)點：揮發(fā)油可保持原有的新鮮香味。缺點：可能溶出原料中的不揮發(fā)性物質（水分、粘液質、細胞組織），使揮發(fā)油質量下降。（三）冷壓法壓榨法

將揮發(fā)油置于0℃以下可析出結晶，如無結晶析出可將溫度降到-20℃，繼續(xù)放置。取出結晶再經(jīng)重結晶可以得到純品。優(yōu)點：操作簡單缺點：分離不完全（一）冷凍處理三、揮發(fā)油的分離35~70℃∕10mmHg:單萜烯類70~100℃∕10mmHg:單萜的含氧化合物高于100℃∕10mmHg:倍半萜及含氧衍生物注意：同一條件下蒸份，應用物理常數(shù)或色譜方法檢驗純度。缺點：不能得到單一成分，需要進一步分離。（二）分餾法（1）堿性成分的分離：（三）化學方法1.利用酸、堿性不同進行分離

揮發(fā)油的乙醚溶液10%HCIorH2SO4萃取

乙醚液

酸水萃取液

堿化、乙醚萃取乙醚萃取液水層揮發(fā)油的乙醚溶液

乙醚液

（2）酚、酸性成分的分離：乙醚萃取液酸化、乙醚萃取2%氫氧化鈉萃取5%碳酸鈉溶液萃取氫氧化鈉萃取液乙醚萃取液乙醚液酸化、乙醚萃取碳酸鈉萃取液2.利用功能團特征進行分離（1）醇化合物的分離：

反應試劑：丙二酸單酰氯、鄰苯二甲酸酐、丁二酸酐與萜醇成酯。（2）醛、酮化合物的分離：亞硫酸氫鈉加成法吉拉德試劑反應萜醇（四）色譜分離法1.

吸附劑：硅膠、氧化鋁

樣品：分餾的餾分溶于極性小的有機溶劑

洗脫劑：石油醚、己烷、乙酸乙酯、混合溶劑2.硝酸銀柱色譜（硝酸銀濃度2%～2.5%）

應用制備性氣-液色譜將揮發(fā)油成分分開，使所得純品能進一步應用四大波譜加以確定鑒定。制備性薄層色譜結合波譜鑒定，也是常用的方法。3.氣相色譜（四）色譜分離法（一）物理常數(shù)：常用的物理常數(shù)：相對密度、比旋度、折光率和凝固點等。在測定揮發(fā)油的物理常數(shù)時，通常先測定揮發(fā)油的折光率，因測定折光率所需樣品極少，而且操作迅速簡便，若測定折光率不符合規(guī)定時，其余檢查就不必進行了。四、揮發(fā)油的鑒定（二）化學常數(shù)：酸值：

代表揮發(fā)油中游離羧酸和酚類成分的含量。即中和1g揮發(fā)油中游離羧酸和酚類所需要的KOH的mg數(shù)。酯值：

代表揮發(fā)油中酯的含量。即水解1g揮發(fā)油中酯類所需要的KOH的mg數(shù)。皂化值：皂化1g揮發(fā)油中游離羧酸和酯類所需要的KOH的mg數(shù)。（三）組成及功能基的檢識：(1)酚類：與三氯化鐵乙醇溶液產(chǎn)生藍色、藍紫或綠色。

(2)羰基化合物：銀鏡反應、2,4-二硝基苯肼、氨基脲、羥胺等反應形成結晶形衍生物沉淀。(3)不飽和化合物及奧類：加入溴/氯仿液，顏色消失，表明有不飽和化合物存在。繼續(xù)滴加溴/氯仿液，如出現(xiàn)藍色、紫色或綠色，則表明有奧類存在。(4)內(nèi)酯：亞硝酰氰化鈉/氫氧化鈉，出現(xiàn)紅色并逐漸消失。（四）色譜法（1）薄