第六章萜類-2(天然藥物化學(xué))

第三節(jié)萜類化合物的理化性質(zhì),某些特殊結(jié)構(gòu)的萜類，如卓酚酮類、環(huán)烯醚萜類、薁類等化合物的特性已如前述，不再贅述。萜類分子中絕大多數(shù)具有雙鍵、共軛雙鍵、活潑氫原子，較多萜類具有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，因而有一些相同的理化性質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)，歸納如下,（一）萜類化合物的物理性質(zhì),1、性狀（1）形態(tài)低分子量的萜類化合物如單萜、倍半萜類化合物通常為液態(tài)，具揮發(fā)性，是揮發(fā)油的組分；分子量較高的萜類化合物為固態(tài)，多數(shù)可形成結(jié)晶體，不具揮發(fā)性。隨分子量和雙鍵的增加，功能基的增多，化合物的揮發(fā)性降低，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)相應(yīng)增高。,（2）味多具苦味，所以萜類化合物又稱苦味素；但有的具有強(qiáng)烈的甜味，如甜菊苷的甜味是蔗糖的300倍。（3）旋光性和折光性大多數(shù)萜類一般具有多個(gè)不對(duì)稱碳原子，故具旋光性。低分子萜類具有較高的折光率。,2溶解性,萜類化合物一般為親脂性成分，難溶于水，易溶于親脂性有機(jī)溶劑，可溶于醇。但萜類化合物若與糖成苷，則具親水性，易溶于水，難溶于親脂性有機(jī)溶劑。,（二）萜類化合物的化學(xué)性質(zhì),加成反應(yīng)（結(jié)構(gòu)中含雙鍵及羰基，分雙鍵加成反應(yīng)和羰基加成反應(yīng)）氧化反應(yīng)（氧化反應(yīng)是早期萜類化合物的結(jié)構(gòu)研究的重要手段，優(yōu)以臭氧對(duì)萜類的氧化方法應(yīng)用較多。）脫氫反應(yīng)（脫氫反應(yīng)可用作萜類化合物的結(jié)構(gòu)測(cè)定，常用于結(jié)構(gòu)母核的確定。）,1、雙鍵加成反應(yīng)萜類化合物的分子結(jié)構(gòu)中多存在雙鍵，可與鹵素、鹵化氫、亞硝酰氯等試劑發(fā)生加成反應(yīng)。如檸檬烯與氯的加成反應(yīng)。,2、羰基加成反應(yīng)：（1）與亞硫酸氫鈉加成：反應(yīng)生成結(jié)晶形加成物，復(fù)加酸或加堿使其分解，生成原來(lái)的反應(yīng)產(chǎn)物。（2）與硝基苯肼加成：與對(duì)硝基苯肼或2，4-二硝基苯肼在磷酸中發(fā)生反應(yīng)，生成對(duì)硝基苯肼或2，4-二硝基苯肼的加成物。（3）與吉拉德試劑加成：將吉拉德試劑的乙醇溶液加入含羰基的萜類化合物中，再加入10%醋酸促進(jìn)反應(yīng)，加熱回流。反應(yīng)完畢后加水稀釋，分取水層，加酸酸化，再用乙醚萃取，蒸去乙醚后復(fù)得原羰基化合物。,3、氧化反應(yīng)不同的氧化劑在不同的條件下，可以將萜類成分中各種基團(tuán)氧化，生成各種不同的氧化產(chǎn)物。常用的氧化劑有臭氧、三氧化鉻等，亦可用于萜類化合物的醛酮合成。4、脫氫反應(yīng)脫氫反應(yīng)在研究萜類化學(xué)結(jié)構(gòu)中是一種很有價(jià)值的反應(yīng)，通常在惰性氣體的保護(hù)下，用鉑黑或鈀做催化劑，將萜類成分與硫或硒共熱（200300）而實(shí)現(xiàn)脫氫。,第四節(jié)萜類化合物的提取分離,萜的苷親水較強(qiáng)苷元脂溶性較強(qiáng)。,（一）提取,1溶劑提取法（1）苷類化合物的提?。状?、乙醇粗提，去脂溶性雜質(zhì)，正丁醇萃取，濃縮得粗總苷）（2）非苷類化合物的提?。状肌⒁掖即痔?，乙酸乙酯萃取，濃縮得粗總苷）2、堿提取酸沉淀法（利用內(nèi)酯特性）3、吸附法（水、稀醇、醇洗脫）（1）活性炭吸附法（2）大孔樹(shù)脂吸附法,（二）分離,1、結(jié)晶法分離2、柱層析分離（1）吸附柱色譜（2）硝酸銀色譜3利用結(jié)構(gòu)中的特殊功能團(tuán)進(jìn)行分離（1）利用含氧官能團(tuán)特性（2）萜類生物堿用酸堿法分離（3）不飽和雙鍵、羰基等用加成法制備衍生物加以分離,第五節(jié)萜類化合物的檢識(shí)與結(jié)構(gòu)鑒定自學(xué),（一）波譜法在萜類結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用1UV2IR3、MS4NMR（二）結(jié)構(gòu)鑒定實(shí)例,第六節(jié)揮發(fā)油,概念：揮發(fā)油又稱為精油，是存在于植物中的一類具有芳香氣味、可隨水蒸汽蒸餾出來(lái)而又與水不相混溶的揮發(fā)性油狀成分的總稱。,（一）組成與分類揮發(fā)油為一混合物，其組分較為復(fù)雜，一種揮發(fā)油常常由數(shù)百種成分組成。其組分大致可分為一下幾類：,1萜類化合物：主要是單萜、倍半萜、和它們含氧衍生物，而且含氧衍生物多半是生物活性較強(qiáng)或具有芳香氣味的主要成分。2脂肪族成分：多為一些小分子化合物，具有揮發(fā)性。如正庚烷、辛烯乙酸乙酯等。魚腥草中所含揮發(fā)油主要有效成分為癸酰乙醛，具有抗菌作用，有魚醒氣味。,3芳香族成分：數(shù)量?jī)H次于萜類，存在也相當(dāng)廣泛。有的為萜源衍生物，如麝香草酚；有的為一般含氧衍生物，如苯乙醇、水楊酸、水楊酸甲酯等；但大多數(shù)為苯丙素類衍生物，如丁香揮發(fā)油中具有抑菌和鎮(zhèn)靜作用的丁香酚。4其它成分：其它還有一些揮發(fā)油樣物質(zhì)，如芥子油、揮發(fā)杏仁油、原白頭翁素、大蒜油等，也能隨水蒸氣蒸餾，故也稱之為“揮發(fā)油”。此外，川芎嗪、煙堿、毒黎堿等生物堿雖也是能隨水蒸氣蒸餾的液體，但這些化合物往往不作揮發(fā)油油類成分對(duì)待。,（二）理化性質(zhì),1、性狀（1）顏色揮發(fā)油大多為無(wú)色或淡黃色液體，有些揮發(fā)油含有薁類成分，或溶有色素，而顯特殊顏色。（2）形態(tài)揮發(fā)油在常溫下為透明液體。低溫放置，揮發(fā)油所含主要成分可能結(jié)晶析出，這種析出物習(xí)稱為“腦”，如薄荷腦、樟腦等。（3）氣味揮發(fā)油具有特殊的氣味，大多數(shù)為香味。也有少數(shù)為揮發(fā)油具有異味，如魚腥草揮發(fā)油具有不愉快的臭味。（4）揮發(fā)性揮發(fā)油均具有揮發(fā)性，可隨水蒸氣蒸餾，這是揮發(fā)油的重要性質(zhì)，可以此區(qū)別脂肪油。,2、溶解度,揮發(fā)油為親脂性的物質(zhì)，難溶于水，可溶于高濃度乙醇，易溶于乙醚、二硫化碳、石油醚等親脂性的有機(jī)溶劑，在低濃度乙醇中溶度較小。,3、物理常數(shù),（1）相對(duì)密度多數(shù)揮發(fā)油比水輕，習(xí)稱“輕油”；也有少數(shù)揮發(fā)油比水重，習(xí)稱“重油”。其相對(duì)密度一般在0.8501.065之間。（2）折光性揮發(fā)油具有較強(qiáng)的折光性，其折光率一般在1.431.61之間。（3）揮發(fā)性揮發(fā)油幾乎均有旋光性，其比旋度一般在+97117的范圍內(nèi)。（4）沸點(diǎn)揮發(fā)油的沸點(diǎn)一般在70300之間。,（三）提取分離,1提?。?）水蒸氣蒸餾利用揮發(fā)油的揮發(fā)性和水不相混溶的性質(zhì)進(jìn)行的提取。在加熱過(guò)程中，當(dāng)揮發(fā)油和水兩者蒸氣壓之和與大氣壓相等時(shí)，揮發(fā)油即可隨水蒸氣蒸餾出來(lái)。這是從植物中提取揮發(fā)油最常用的方法。,（2）浸取法,不宜用水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油原料，可以直接用有機(jī)溶劑進(jìn)行提取。油脂吸收法油脂類一般具有吸收揮發(fā)油的性質(zhì)，往往利用此性質(zhì)提取貴重的揮發(fā)油，如玫瑰油、茉莉花油等。溶劑提取法用石油醚、乙醚等有機(jī)溶劑，采用連續(xù)回流提取法或冷浸法進(jìn)行提取。本法提取的揮發(fā)油含有較多的親脂性雜質(zhì)，需進(jìn)一步處理。超臨界流體萃取法二氧化碳超臨界流體萃取法用于提取揮發(fā)油，具有防止氧化、熱解及提高品質(zhì)的突出優(yōu)點(diǎn)。所得芳香揮發(fā)油氣味與原料相同，明顯優(yōu)于其它方法。,（3）冷壓法,此方法使用于含油量較高的新鮮植物藥材的提取。通常將壓榨后的藥材再用水蒸氣蒸餾法提取殘留揮發(fā)油。,2.分離,（1）冷凍處理將揮發(fā)油置于0以下使析出結(jié)晶，如無(wú)結(jié)晶析出可將溫度降至-20，繼續(xù)放置。取出結(jié)晶再經(jīng)重結(jié)晶可得純品。如薄荷腦。（2）分餾法由于類別不同，分子量大小、雙鍵的多少、含氧取代基等方面有一定的差異，因此它們的沸點(diǎn)各異。以此作為分離的依據(jù)。由于揮發(fā)油的組分多對(duì)熱及空氣中的氧較敏感，因此常采用減壓分餾法分離揮發(fā)性成分。,（3）化學(xué)分離法,根據(jù)揮發(fā)油中各組分所連的官能團(tuán)不同，選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)方法處理，使各組分達(dá)到分離的方法。堿性成分的分離將揮發(fā)油溶于乙醚，用1%硫酸或鹽酸萃取，得酸水液經(jīng)堿化后再用乙醚萃取，蒸去乙醚即得堿性成分。酸、酚性成分的分離將分出堿性成分的揮發(fā)油乙醚母液，再分別用5%碳酸氫鈉和2%氫氧化鈉萃取，所得堿性水溶液分別酸化后用乙醚萃取，前者可得酸性成分，后者可得酚性成分。,見(jiàn)P264的圖6-10揮發(fā)油化學(xué)法系統(tǒng)分離流程圖,醛、酮成分的分離含這兩種官能團(tuán)成分的分離方法如下：（i）將分出堿性、酸性、酚性成分的揮發(fā)油乙醚母液經(jīng)水洗至中性，以無(wú)水硫酸鈉干燥后，加亞硫酸氫鈉飽和溶液，分出水層或加成物結(jié)晶，加酸或堿液處理，以乙醚萃取，可得醛類成分和甲基酮類成分；（ii）將分出堿性、酸性、酚性、含醛和甲基酮等成分的揮發(fā)油乙醚母液，回收乙醚，在揮發(fā)油中加入適量的GirardT或GirardP試劑的乙醇溶液和10%乙酸，加熱回流1h，待反應(yīng)完成后加適量水稀釋，用乙醚萃取，分取水層，酸化后再用乙醚萃取，可獲得含酮基類成分。,醇類成分的分離將揮發(fā)油與丙二酸單酰氯或鄰苯二甲酸酐或丁二酸酐反應(yīng)生成酸性酯，再將生成物溶于碳酸鈉溶液，用乙酸洗去未作用的揮發(fā)油，堿溶液經(jīng)酸化后用乙醚萃取出所生成的酯，蒸去乙醚，殘留物經(jīng)皂化反應(yīng)，再用乙醚萃取出揮發(fā)油中醇類成分。,（4）層析分離方法,吸附色譜法：一般是將分餾法或化學(xué)分離法得到的部位用吸附色譜法進(jìn)一步分離。吸附劑：氧化鋁或硅膠；洗脫劑：石油醚、乙酸乙酯等按一定的比例組成溶劑系統(tǒng)；硝酸銀絡(luò)合薄層：依據(jù)其雙鍵的數(shù)目和位置的不同，與硝酸銀形成-絡(luò)合物的難易及穩(wěn)定性的差異進(jìn)行分離。一般來(lái)說(shuō)，雙鍵多的化合物易形成絡(luò)合物；末端雙鍵較其他雙鍵形成的絡(luò)合物穩(wěn)定；順式雙鍵大于反式雙鍵的絡(luò)合能力。如-細(xì)辛醚、-細(xì)辛醚、歐細(xì)辛醚。其他色譜：制備性氣-液色譜法；制備性薄層色譜。,（四）揮發(fā)油成分的鑒定,1物理常數(shù)的測(cè)定相對(duì)密度、比旋度、折光率和凝固點(diǎn)等是鑒定揮發(fā)油常測(cè)的物理常數(shù)。2化學(xué)常數(shù)的測(cè)定酸值、皂化值、酯值是重要的化學(xué)常數(shù)，也是表示質(zhì)量的重要指標(biāo)。（1）酸值：酸值是代表?yè)]發(fā)油中游離羧酸和酚類成分的含量。以中和1g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)目來(lái)表示。（2）酯值：代表?yè)]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(lái)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(lái)表示。事實(shí)上，皂化值等于酸值和酯值之和。,3官能團(tuán)的鑒定（1）酚類（2）羰基化合物（3）不飽和化合物和薁類衍生物（4）內(nèi)酯類化合物4層析法（1）薄層層析TLC法吸附劑：硅