《中药化学》课程电子教案（讲义）第七章萜类和挥发油.doc_大学文库

第七章萜类及挥发油课次:19、20 课题:第七章萜类及挥发油第一节萜类概述第二节萜的各类化合物、教学目的: 1.了解萜类的含义、生源途径、分布和生理活性。 2.熟悉萜类的结构特点和分类。 3.掌握单萜、环烯醚萜的结构与分类 4.掌握单萜、环烯醚萜的提取与分离。 5.熟悉倍半萜、二萜及二倍半萜的结构特点与分类 6.掌握重要物质的提取分离。、教学内容: 1.萜类的结构与分类。 2.萜类的提取与分离三、重点 1.萜类的结构与分类。 2.萜类的提取与分离四、难点: 1.萜类的结构与分类五、教学内容分析及教法设计: 教学过程: 1.组织教学:检查学生出勤,填写教学日志,随机应变,组织好课堂纪律。 2.课程引入: 3.展示目标: 4.进行新课第一节萜类概述、萜类的含义和分类 (一)萜类的含义萜类化合物指具有(CsH)n通式以及其含氧和不同饱和程度的衍生物,可以看成是由异戊二烯或异戊烷以各种方式连结而成的一类天然化合物。萜类化合物多数具有不饱和键,其烯烃类常称为萜烯,开链萜烯的分子组成符合通式 (CsHk)n,随着分子中碳环数目的增加,其氢原子数的比例相应减少。萜类化合物除以萜烃的形式存在外,多数是以各种含氧衍生物,如醇、醛、酮、羧酸、酯类以及苷等的形式存在于自然界,也有少数是以含氧、硫的衍生物存在 (二)萜的分类一般根据其构成分子碳架的异戊二烯数目和碳环数目进行分类,将含有一个异戊二烯单位的萜类称为半萜:含有2个异戊二烯单位的称为单萜;含有3个异戊二烯单位的称为倍半萜:含有4个异戊二烯单位的称为二萜。其余以此类推。同时再根据各萜类化合物中碳环的有无和数目多少,进一步分为开链萜(或无环萜)、单环萜、双环萜、三环萜· 二、萜类化合物的生源途径经同位素标记等越来越多的实验证明,焦磷酸异戊烯酯(IPP)和焦磷酸γ,γ一

第七章萜类及挥发油课次：19、20 课题：第七章萜类及挥发油第一节萜类概述第二节萜的各类化合物一、教学目的： 1．了解萜类的含义、生源途径、分布和生理活性。 2. 熟悉萜类的结构特点和分类。 3．掌握单萜、环烯醚萜的结构与分类。 4. 掌握单萜、环烯醚萜的提取与分离。 5．熟悉倍半萜、二萜及二倍半萜的结构特点与分类。 6. 掌握重要物质的提取分离。二、教学内容： 1．萜类的结构与分类。 2．萜类的提取与分离。三、重点： 1．萜类的结构与分类。 2．萜类的提取与分离。四、难点： 1．萜类的结构与分类。五、教学内容分析及教法设计：六、教学过程： 1．组织教学：检查学生出勤，填写教学日志，随机应变，组织好课堂纪律。 2．课程引入： 3．展示目标： 4．进行新课：第一节萜类概述一、萜类的含义和分类（一）萜类的含义萜类化合物指具有（C5H8）n 通式以及其含氧和不同饱和程度的衍生物，可以看成是由异戊二烯或异戊烷以各种方式连结而成的一类天然化合物。萜类化合物多数具有不饱和键，其烯烃类常称为萜烯，开链萜烯的分子组成符合通式（C5H8）n，随着分子中碳环数目的增加，其氢原子数的比例相应减少。萜类化合物除以萜烃的形式存在外，多数是以各种含氧衍生物，如醇、醛、酮、羧酸、酯类以及苷等的形式存在于自然界，也有少数是以含氧、硫的衍生物存在。（二）萜的分类一般根据其构成分子碳架的异戊二烯数目和碳环数目进行分类，将含有一个异戊二烯单位的萜类称为半萜；含有 2 个异戊二烯单位的称为单萜；含有 3 个异戊二烯单位的称为倍半萜；含有 4 个异戊二烯单位的称为二萜。其余以此类推。同时再根据各萜类化合物中碳环的有无和数目多少，进一步分为开链萜（或无环萜）、单环萜、双环萜、三环萜…… 等。二、萜类化合物的生源途径经同位素标记等越来越多的实验证明，焦磷酸异戊烯酯（IPP）和焦磷酸 γ，γ 一二

第二节萜的各类化合物单萜、环烯醚萜及其苷 (一)单萜 1.含义:单萜类化合物是指分子中含有两个分子异戊二烯单位的萜烯及其衍生物。单萜类化合物广泛存在于高等植物中的分泌组织里,多数是挥发油中沸点较低部分的主要组成部分,其含氧衍生物沸点较高,多数具有较强的香气和生理活性,是医药、仪器和化妆品工业的重要原料,有些成苷后则不具挥发性。 2.结构类型及重要的单萜化合物 2.1根据单萜分子中碳环的数目分: (1)无环(链状)单萜此类结构类型较少,常见的无环单萜如下: CHO 月桂烷型熏衣草烷型艾蒿烷型月桂烯香橙醇柠檬醛其代表物有月桂烯、香橙醇和柠檬醛。 2)单环单萜单环单萜是由链状单萜环合作用衍变而来,由于环合方式不同,产生不同的结构类型较重要的代表物有:薄荷酮、薄荷醇,其中草酚酮型是单环单萜的一种变形结构类型, 其碳架不符合异戊二烯规则,其分子中有1个七元芳环的基本结构,由于酮基的存在使七元环显示一定的芳香性,如扁柏素。卓酚酮类分子中的酚羟基,由于邻位吸电子基团的存在而显有较强的酸性,其酸性比般酚类强,但弱于羧酸,它是挥发油的酸性部分,卓酚酮类常与某些金属离子发生具有鲜明色调的颜色反应(如Fe3"、Cu等),所以常用这些反应来鉴别卓酚酮类化合物。 3)双环单萜双环单萜的结构类型较多。其中以蒎烷型和坎烷型最稳定。 1.蒎烷型比较重要的化合物如芍药苷,是中药芍药和牡丹中的有效成分 2.莰烷型多以含氧衍生物存在。如:樟脑、龙脑。 a.樟脑:樟脑( camphor)是最重要的萜酮之一,它在自然界中的分布不太广泛,主要存在于樟树的挥发油中。樟脑是重要的医药工业原料,我国产的天然樟脑产量占世界第位。樟脑在医药上主要作刺激剂和强心剂,其强心作用是由于在人体内被氧化成π-氧化樟脑和对-氧化樟脑而导致的 b.龙脑( borneol):俗称冰片,又称樟醇,是樟脑的还原产物,其右旋体存在于龙脑香树的挥发油中及其他多种挥发油中。一般以游离状态或结合成酯的形式存在。左旋体存在艾纳香的叶子和野菊花的花蕾挥发油中。龙脑是白色片状结晶,具有似胡椒又似薄荷的香气,有升华性,mp204~208℃, [a]03+37.7°(乙醇)和-37.3°(乙醇)。合成品为外消旋混合物。冰片不但有发汗、奋、镇痉和防止腐蚀等作用,还有显著的抗氧功能,它与苏合香脂配合制成苏冰滴丸代替

第二节萜的各类化合物一、单萜、环烯醚萜及其苷（一）单萜 1. 含义：单萜类化合物是指分子中含有两个分子异戊二烯单位的萜烯及其衍生物。单萜类化合物广泛存在于高等植物中的分泌组织里，多数是挥发油中沸点较低部分的主要组成部分，其含氧衍生物沸点较高，多数具有较强的香气和生理活性，是医药、仪器和化妆品工业的重要原料，有些成苷后则不具挥发性。 2. 结构类型及重要的单萜化合物。 2．1 根据单萜分子中碳环的数目分：（1）无环（链状）单萜此类结构类型较少，常见的无环单萜如下：其代表物有月桂烯、香橙醇和柠檬醛。（2）单环单萜单环单萜是由链状单萜环合作用衍变而来，由于环合方式不同，产生不同的结构类型，比较重要的代表物有：薄荷酮、薄荷醇，其中酚酮型是单环单萜的一种变形结构类型，其碳架不符合异戊二烯规则，其分子中有 1 个七元芳环的基本结构，由于酮基的存在使七元环显示一定的芳香性，如扁柏素。酚酮类分子中的酚羟基，由于邻位吸电子基团的存在而显有较强的酸性，其酸性比一般酚类强，但弱于羧酸，它是挥发油的酸性部分，酚酮类常与某些金属离子发生具有鲜明色调的颜色反应（如 Fe3+、Cu2+等），所以常用这些反应来鉴别酚酮类化合物。（3）双环单萜双环单萜的结构类型较多。其中以蒎烷型和坎烷型最稳定。 1. 蒎烷型比较重要的化合物如芍药苷，是中药芍药和牡丹中的有效成分。 2. 莰烷型多以含氧衍生物存在。如：樟脑、龙脑。 a.樟脑：樟脑（camphor）是最重要的萜酮之一，它在自然界中的分布不太广泛，主要存在于樟树的挥发油中。樟脑是重要的医药工业原料，我国产的天然樟脑产量占世界第一位。樟脑在医药上主要作刺激剂和强心剂，其强心作用是由于在人体内被氧化成 π-氧化樟脑和对-氧化樟脑而导致的。 b.龙脑（borneol）：俗称冰片，又称樟醇，是樟脑的还原产物，其右旋体存在于龙脑香树的挥发油中及其他多种挥发油中。一般以游离状态或结合成酯的形式存在。左旋体存在艾纳香的叶子和野菊花的花蕾挥发油中。龙脑是白色片状结晶，具有似胡椒又似薄荷的香气，有升华性，mp204～208℃， [α]D 20+37.7°（乙醇）和-37.3°（乙醇）。合成品为外消旋混合物。冰片不但有发汗、兴奋、镇痉和防止腐蚀等作用，还有显著的抗氧功能，它与苏合香脂配合制成苏冰滴丸代替

冠心苏合丸,用于治疗冠心病心绞痛疗效一致 3.单萜化合物的提取分离 (二)环烯醚萜及其苷 1.概述环烯醚萜是一类特殊的单萜。最早是由伊蚁的分泌物中得到的,曾称为伊蚁内酯,是从动物中发现的第一个抗生素。现今已从许多植物中分出多种环烯醚萜类化合物,而且它们具有多种多样的生理活性。 2.结构类型次开发环烯醚萜类的衍生物数目较多,其结构特点是:(1)C1位多数存在官能团,可能是羟基、甲氧基或酮基;而C1-OH很活泼,易与糖结合成苷。(2)C3、C4位大多有双键, C4-甲基易氧化成CH2OH、-CH2OR、-COO、-COOR等。(3)分子中的环戊烷部分呈现不同的氧化状态。环烯醚萜类化合物主要分为环烯醚萜及其苷和裂环环烯醚萜及其苷两大类 (1)环烯醚萜及其苷根据环烯醚萜结构中的C位上有无取代基,又可分为两类型 a.4-位无取代的环烯醚萜及其苷重要的代表物有梓醇和梓苷。二者均为中药地黄中降血糖的有效成分。 b.4-位有取代的环烯醚萜及其苷重要的代表物有山栀苷、栀子苷。 (2)裂环环烯醚萜及其苷裂环环烯醚萜是环烯在C、C处开环衍变而来,如中药龙胆草中的龙胆苦苷,味极苦, 是苦味成分。如龙胆苦苷。 3.理化性质 (1)性状简单的环烯醚类化合物一般为液体或低熔点固体,成苷后为白色结晶或无定形具吸湿性的粉末,此类化合物一般均味苦,是中草药中显苦味的成分之一,分子中有手性C,故都具有旋光性 (2)溶解度此类化合物总的来说偏于亲水性,大多数易溶于乙醇、丙酮、正丁醇,难溶于氯仿苯、石油醚等亲脂性有机溶剂。 (3)显色反应及检识此类化合物对酸很敏感,苷键容易被酸水解断裂,产生的苷元因具有半缩醛结构,性质活泼,容易进一步发生聚合等反应,故水解后不但难以得到原苷的苷元,而且还随水解条件不同而产生不同颜色的沉淀。因此,可以利用酸水解反应检查植物中环烯醚萜苷的存在。一般植物组织易变黑者常常可作为提供环烯醚萜苷存在的线索。环烯醚萜苷由于苷元的结构特点,还能与一些试剂发生颜色反应,也可作为该类成分的定性检识方法,例如:京尼平与氨基酸在加热条件下反应所形成的蓝紫色沉淀,它与皮肤接触也能使皮肤染成蓝紫色:将样品溶于冰乙酸,加入少量铜离子并加热,则产生蓝色反应; Shear试剂(浓盐酸1体积与苯胺15体积的混合液)与哌喃衍生物常产生特殊的颜色反应,如车叶草与 Shear试剂反应,产生黄色然后变为棕色,最后转为深绿色 4.提取分离环烯醚萜苷的提取,一般采用溶剂法,提取时常在植物材料中拌入碳酸钙或氢氧化钡以抑制酶的活性和中和植物酸,常用水、甲醇、乙醇、稀丙酮溶液、正丁醇、乙酸乙酯等作为提取溶剂。可采用冷渗液法和热回流提取法

冠心苏合丸，用于治疗冠心病心绞痛疗效一致。 3. 单萜化合物的提取分离。（二）环烯醚萜及其苷 1. 概述环烯醚萜是一类特殊的单萜。最早是由伊蚁的分泌物中得到的，曾称为伊蚁内酯，是从动物中发现的第一个抗生素。现今已从许多植物中分出多种环烯醚萜类化合物，而且它们具有多种多样的生理活性。 2. 结构类型次开发环烯醚萜类的衍生物数目较多，其结构特点是：（1）C1 位多数存在官能团，可能是羟基、甲氧基或酮基；而 C1-OH 很活泼，易与糖结合成苷。（2）C3、C4 位大多有双键， C4-甲基易氧化成-CH2OH、-CH2OR、-COOH、-COOR 等。（3）分子中的环戊烷部分呈现不同的氧化状态。环烯醚萜类化合物主要分为环烯醚萜及其苷和裂环环烯醚萜及其苷两大类。（1）环烯醚萜及其苷根据环烯醚萜结构中的 C4 位上有无取代基，又可分为两类型。 a.4-位无取代的环烯醚萜及其苷。重要的代表物有梓醇和梓苷。二者均为中药地黄中降血糖的有效成分。 b.4-位有取代的环烯醚萜及其苷重要的代表物有山栀苷、栀子苷。（2）裂环环烯醚萜及其苷裂环环烯醚萜是环烯在 C7、C8 处开环衍变而来，如中药龙胆草中的龙胆苦苷，味极苦，是苦味成分。如龙胆苦苷。 3. 理化性质（1）性状简单的环烯醚类化合物一般为液体或低熔点固体，成苷后为白色结晶或无定形具吸湿性的粉末，此类化合物一般均味苦，是中草药中显苦味的成分之一，分子中有手性 C，故都具有旋光性。（2）溶解度此类化合物总的来说偏于亲水性，大多数易溶于乙醇、丙酮、正丁醇，难溶于氯仿、苯、石油醚等亲脂性有机溶剂。（3）显色反应及检识此类化合物对酸很敏感，苷键容易被酸水解断裂，产生的苷元因具有半缩醛结构，性质活泼，容易进一步发生聚合等反应，故水解后不但难以得到原苷的苷元，而且还随水解条件不同而产生不同颜色的沉淀。因此，可以利用酸水解反应检查植物中环烯醚萜苷的存在。一般植物组织易变黑者常常可作为提供环烯醚萜苷存在的线索。环烯醚萜苷由于苷元的结构特点，还能与一些试剂发生颜色反应，也可作为该类成分的定性检识方法，例如：京尼平与氨基酸在加热条件下反应所形成的蓝紫色沉淀，它与皮肤接触也能使皮肤染成蓝紫色；将样品溶于冰乙酸，加入少量铜离子并加热，则产生蓝色反应；Shear 试剂（浓盐酸 1 体积与苯胺 15 体积的混合液）与哌喃衍生物常产生特殊的颜色反应，如车叶草与 Shear 试剂反应，产生黄色然后变为棕色，最后转为深绿色。 4. 提取分离环烯醚萜苷的提取，一般采用溶剂法，提取时常在植物材料中拌入碳酸钙或氢氧化钡以抑制酶的活性和中和植物酸，常用水、甲醇、乙醇、稀丙酮溶液、正丁醇、乙酸乙酯等作为提取溶剂。可采用冷渗液法和热回流提取法

在同一植物中,往往含有多种结构相似的环烯醚萜苷,欲进一步分离单一成分,可采用硅胶、氧化铝等制备性薄层或柱色谱柱进行分离,目前高效液相色谱也已广泛应用于环烯醚萜苷的分离,有时还需要制成衍生物,如乙酰化合物才能达到有效的分离。、倍半萜、二萜及二倍半萜 (一)倍半萜 1.含义倍半萜类是指由3分子异戊二烯聚合而成,分子中含有15个C原子的天然萜类化合物。倍半萜和单萜都是挥发油的主要组成成分,倍半萜的沸点较高,其含氧衍生物大多有较强的香气和生物活性。 2.结构类型和重要化合物 (1)双环倍半萜比较重要的代表物有奠烃,它是非苯核芳烃化合物,但由于被氢化,故其基本母核已失去芳香性。将挥发油分级分馏时,在高沸点馏分中有时可见到美丽的蓝色、紫色或绿色馏分,这提示可能有奠类成分存在,其沸点在250~260℃之间,能溶于石油醚、乙醚、乙醇等有机溶剂,不溶于水,但可溶于强酸,加水稀释又可析出,故可用60%~65%硫酸或磷酸提取, 提取后的酸液加水稀释,奥类成分即可析出。也可与苦味酸或三硝基苯等试剂作用,使形成π络合物结晶,此结晶有敏锐的熔点可以鉴定。预试挥发油中是否有萸类化合物,多用溴化反应( Sabat反应)。方法是取挥发油滴溶于1m1氯仿中,加入5%溴的氯仿溶液数滴,如产生蓝色、紫色或绿色时,显示含有莫类衍生物。也可用对-二甲基苯甲醛-浓硫酸试剂( Ehrlich试剂)与挥发油反应,如产生紫色或红色时为正反应。愈创木萸(s- guaiazulene)系愈创木醇、喇叭醇或缬草二醇等加硫高温脱氢而成。洋甘菊奠( chamazulene,Cl4H6)在洋甘菊花的挥发油中存在,用洋甘菊醇内酯、洋甘菊酮内酯等脱氢也可制备。洋甘菊萸具有消炎作用乳霉菌萸( lactarzulene)是从乳霉菌分泌的红色抗生液体中分离得到的成分,在空气中可变成蓝色具体代表物如愈创木萸。 2)三环倍半萜较重要的代表物是青蒿素:是青蒿中抗疟的有效成分,其有效基团为中间的过氧桥 00-,如果断裂,则失去活性。 (3)提取分离提取倍半萜类化合物一般采用水蒸气蒸馏、有机溶剂萃取和碱溶酸沉法,然后采用重结晶和色谱法等纯化分离。其定性显色主要靠薄层色谱,采用浓硫酸加热显色或用硫酸香素显色,而且所呈显的颜色会因时间及硫酸中含水量而有差别,但在色谱过程中R值或溶剂部位与化合物的极性和化学性质有密切的关系,这对推定其归属烃、醛、酮、醚、醇酯、酸等具有一定参考价值。 ①水蒸气蒸馏法:倍半萜往往是挥发油中的高沸点部分主要成分,对挥发油的香味关系很大,一般用水蒸气蒸馏所得的挥发油,经分馏蒸出低沸点的单萜部分,高沸点下步可用色谱分离,往往可得到多种倍半萜化合物有机溶剂萃取法:将采集不久、晾干的生药粗粉,先以石油醚提取除去油脂,然后用乙醇或甲醇提取,蒸去溶剂后,以20%~50%乙醇处理,尽量使倍半萜溶于醇中,再以苯乙醚、乙酸乙酯、氯仿萃取,分别蒸去溶剂后,据其是否带苦味,并作定性检査。有时上述提取液浓缩时,即有结晶析出。将上述提取物分别进行硅胶或氧化铝吸附色谱分离,个

在同一植物中，往往含有多种结构相似的环烯醚萜苷，欲进一步分离单一成分，可采用硅胶、氧化铝等制备性薄层或柱色谱柱进行分离，目前高效液相色谱也已广泛应用于环烯醚萜苷的分离，有时还需要制成衍生物，如乙酰化合物才能达到有效的分离。二、倍半萜、二萜及二倍半萜（一）倍半萜 1. 含义倍半萜类是指由 3 分子异戊二烯聚合而成，分子中含有 15 个 C 原子的天然萜类化合物。倍半萜和单萜都是挥发油的主要组成成分，倍半萜的沸点较高，其含氧衍生物大多有较强的香气和生物活性。 2. 结构类型和重要化合物（1）双环倍半萜比较重要的代表物有烃，它是非苯核芳烃化合物，但由于被氢化，故其基本母核已失去芳香性。将挥发油分级分馏时，在高沸点馏分中有时可见到美丽的蓝色、紫色或绿色馏分，这提示可能有类成分存在，其沸点在 250～260℃之间，能溶于石油醚、乙醚、乙醇等有机溶剂，不溶于水，但可溶于强酸，加水稀释又可析出，故可用 60％～65％硫酸或磷酸提取，提取后的酸液加水稀释，类成分即可析出。也可与苦味酸或三硝基苯等试剂作用，使形成 π 络合物结晶，此结晶有敏锐的熔点可以鉴定。预试挥发油中是否有薁类化合物，多用溴化反应（Sabaty 反应）。方法是取挥发油 1 滴溶于 1ml 氯仿中，加入 5％溴的氯仿溶液数滴，如产生蓝色、紫色或绿色时，显示含有类衍生物。也可用对-二甲基苯甲醛-浓硫酸试剂（Ehrlich 试剂）与挥发油反应，如产生紫色或红色时为正反应。愈创木薁（s-guaiazuleue）系愈创木醇、喇叭醇或缬草二醇等加硫高温脱氢而成。洋甘菊薁（chamazulene，C 14H 16）在洋甘菊花的挥发油中存在，用洋甘菊醇内酯、洋甘菊酮内酯等脱氢也可制备。洋甘菊薁具有消炎作用。乳霉菌薁（lactarzulene）是从乳霉菌分泌的红色抗生液体中分离得到的成分，在空气中可变成蓝色。具体代表物如愈创木薁。（2）三环倍半萜较重要的代表物是青蒿素：是青蒿中抗疟的有效成分，其有效基团为中间的过氧桥 -O-O-，如果断裂，则失去活性。（3）提取分离提取倍半萜类化合物一般采用水蒸气蒸馏、有机溶剂萃取和碱溶酸沉法，然后采用重结晶和色谱法等纯化分离。其定性显色主要靠薄层色谱，采用浓硫酸加热显色或用硫酸香兰素显色，而且所呈显的颜色会因时间及硫酸中含水量而有差别，但在色谱过程中 Rf 值或溶剂部位与化合物的极性和化学性质有密切的关系，这对推定其归属烃、醛、酮、醚、醇、酯、酸等具有一定参考价值。 ○1 水蒸气蒸馏法：倍半萜往往是挥发油中的高沸点部分主要成分，对挥发油的香味关系很大，一般用水蒸气蒸馏所得的挥发油，经分馏蒸出低沸点的单萜部分，高沸点下步可用色谱分离，往往可得到多种倍半萜化合物。 ○2 有机溶剂萃取法：将采集不久、晾干的生药粗粉，先以石油醚提取除去油脂，然后用乙醇或甲醇提取，蒸去溶剂后，以 20%～50%乙醇处理，尽量使倍半萜溶于醇中，再以苯、乙醚、乙酸乙酯、氯仿萃取，分别蒸去溶剂后，据其是否带苦味，并作定性检查。有时上述提取液浓缩时，即有结晶析出。将上述提取物分别进行硅胶或氧化铝吸附色谱分离，个

别结构极为相似,化学性质相似的,可采用高效液相分离,以进一步纯化分离得纯品。应该注意的是,石油醚提取物中可能含有倍半萜内酯,可直接浓缩后析出结晶或采用色谱法纯化。 ③碱溶酸沉淀法:倍半萜化合物中不少具有内酯结构,它在热碱溶液中开环成盐而溶于水中,酸化后,闭环而复得原化合物。利用此特性可将倍半萜内酯提取出来或纯化。但是当用酸碱处理时,可能会引起构型的改变,在操作过程中应予注意 ⑩系统提取分离法:中药粗粉经用乙醚抽提,乙醚浸膏溶于甲醇,于一20℃冷冻,以部分除去油、酯、醋及三萜、甾体类杂质,经初步硅胶柱预分,以石油醚、石油醚-乙醚, 9:1,3:1,1:1:乙醚、乙醚-甲醇(9:1)依次洗脱。石油醚洗脱部分主要为烃类包括倍半萜烷烃、烯烃,9:1洗脱部分主要为醚(氧环化合物)、醛、酮,3:1部分为醛、酮、酯(内酯)类,1:1部分为内酯、羟基化合物,乙醚部分为羟基和多羟基化合物,乙醚-甲醇(9:1) 为多羟基化合物及羧酸类。这些大体的经验规律主要是决定于化合物的极性性质,对多官能团的化合物取决于极性大者。天然甾体、三萜类化合物,由于其分子比较大,其酯往往出现于石油醚-乙醇(9:1)部分,单羟基化合物则出现于3:1部分。各部位再进行层析,或采用制备性薄层色谱分离,一般可根据本方法全面检查各部位,或分离其中的个别部位介绍青蒿素的提取分离。 (二)二萜 1.定义二萜类化合物可以看成是由4分子异戊二烯聚合而成分子中含有15个C原子的天然萜类化合物,由于二萜类分子量较大,挥发性较差,故大多数不能随水蒸气蒸馏,很少在挥发油中发现,个别挥发油中发现的二萜成分,也是多在高沸点馏分中。二萜化合物多以树脂、内酯或苷等形式存在于自然界。 2.结构类型和重要化合物 (1)三环二萜比较重要的有丹参酮类化合物、雷公藤内酯等。 (2)四环二萜重要代表物为甜菊苷,是四环二萜苷,其甜度约是蔗糖的300倍,可作为糖尿病、肥胖症和心脏病患者的蔗糖代用品。此外还有芫花酯甲、酯乙等具有抗癌活性的二萜内酯类成分。穿心莲中所具有的有效成分为二萜内酯类,主要有穿心莲内酯、新穿心莲内酯和去氧穿心莲内酯。 (三)二倍半萜倍半萜可以看成是由5个异戊二烯组成的化合物,本类成分总量不多,如呋喃海棉素-3等等

别结构极为相似，化学性质相似的，可采用高效液相分离，以进一步纯化分离得纯品。应该注意的是，石油醚提取物中可能含有倍半萜内酯，可直接浓缩后析出结晶或采用色谱法纯化。 ○3 碱溶酸沉淀法：倍半萜化合物中不少具有内酯结构，它在热碱溶液中开环成盐而溶于水中，酸化后，闭环而复得原化合物。利用此特性可将倍半萜内酯提取出来或纯化。但是当用酸碱处理时，可能会引起构型的改变，在操作过程中应予注意。 ○4 系统提取分离法：中药粗粉经用乙醚抽提，乙醚浸膏溶于甲醇，于－20℃冷冻，以部分除去油、酯、醋及三萜、甾体类杂质，经初步硅胶柱预分，以石油醚、石油醚-乙醚， 9:1，3:1，1:1；乙醚、乙醚-甲醇(9:1)依次洗脱。石油醚洗脱部分主要为烃类包括倍半萜烷烃、烯烃，9:1 洗脱部分主要为醚(氧环化合物)、醛、酮，3:1 部分为醛、酮、酯(内酯)类，1:1 部分为内酯、羟基化合物，乙醚部分为羟基和多羟基化合物，乙醚-甲醇(9:1) 为多羟基化合物及羧酸类。这些大体的经验规律主要是决定于化合物的极性性质，对多官能团的化合物取决于极性大者。天然甾体、三萜类化合物，由于其分子比较大，其酯往往出现于石油醚-乙醇(9:1)部分，单羟基化合物则出现于 3:1 部分。各部位再进行层析，或采用制备性薄层色谱分离，一般可根据本方法全面检查各部位，或分离其中的个别部位。介绍青蒿素的提取分离。（二）二萜 1．定义二萜类化合物可以看成是由 4 分子异戊二烯聚合而成分子中含有 15 个 C 原子的天然萜类化合物，由于二萜类分子量较大，挥发性较差，故大多数不能随水蒸气蒸馏，很少在挥发油中发现，个别挥发油中发现的二萜成分，也是多在高沸点馏分中。二萜化合物多以树脂、内酯或苷等形式存在于自然界。 2. 结构类型和重要化合物（1）三环二萜比较重要的有丹参酮类化合物、雷公藤内酯等。（2）四环二萜重要代表物为甜菊苷，是四环二萜苷，其甜度约是蔗糖的 300 倍，可作为糖尿病、肥胖症和心脏病患者的蔗糖代用品。此外还有芫花酯甲、酯乙等具有抗癌活性的二萜内酯类成分。穿心莲中所具有的有效成分为二萜内酯类，主要有穿心莲内酯、新穿心莲内酯和去氧穿心莲内酯。（三）二倍半萜二倍半萜可以看成是由 5 个异戊二烯组成的化合物，本类成分总量不多，如呋喃海棉素-3 等等

b.乌苏烷型(即α-香树脂烷型或熊果烷型),以乌苏酸为代表, C.羽扇豆烷型,以白桦脂醇、白桦脂酸为代表 d.其他类型,有木栓烷型、羊齿烷型和异羊齿烷型、何帕烷型和异何帕烷型等 3.三萜化合物的提取分离般可根据某些三萜类化合物的溶解特性采用不同溶剂(如乙醇、氯仿等)进行提取分离,三萜酸可以溶于碱性溶液,也可将生药的有机溶剂提取物皂化,在不皂化部分分离中性三萜成分,按皂化法分得的成分,往往可能是皂化后的产物,还可使用吉拉特试剂提取分离某些羰基化合物色谱法是分离三萜类化合物的常用方法,多采用硅胶色谱,有时先制备成它的衍生物, 如甲酯、乙酯、苯甲酸酯,然后再进行色谱分离。 (二)四萜四萜类化合物多指胡萝卜烃类而言,主要是胡萝卜烯类色素。此类色素由8个单位的异戊二烯组成,其分子中存在一系列的共轭双键发色团,故具有颜色,称为多烯烃类,是脂溶性色素。胡萝卜烯类色素经常存在于植物的叶中,多含于果实(番茄等)、黄色花冠(蒲公英) ,另外,还存在于种子(玉米)、根(胡萝卜)和真菌、海藻中,动物中少见 (三)多萜是异戊二烯头尾相连的聚合物,在自然界为数不多,主要代表物有橡胶、硬胶等。第三节挥发油、含义挥发油也称精油,是存在于植物体中的一类具有挥发性、可随水蒸气蒸馏出来的油状液体的总称。这类成分大多有香气挥发油是中药中的一类常见重要有效成分,具有多种生理活性,在植物中分布极广含挥发油的中药有数百种之多。组成挥发油所含有的化学成分比较多,是一种混合物,其组成主要包括下面几类 (一)萜类化合物挥发油中的萜类成分,主要是单萜、倍半萜及含氧衍生物,而含氧衍生物多具有较强的生物活性或芳香气味,前面讨论的单萜及倍半萜类化合物,除它们的苷、内酯衍生物等外,几乎在挥发油中均有存在。 (二)非萜类化合物非萜类化合物包括以下两类 1.芳香族化合物挥发油中也常见有小分子的芳香族成分,有些是苯丙烷类衍生物,多具有C6-C3骨架, 多为苯酚化合物或其酯类,如桂皮醛等。 2.脂肪族化合物在挥发油中也存在某些小分子脂肪族化合物,如正癸烷,还有川芎嗪等挥发性生物碱三、通性 1.大多为无色或微黄色透明油状液体,有些含有奥类或其他色素而呈特别的颜色, 具有特殊的气味。 2.多数比重小于1,个别大于1,沸点在70~300℃之间 3.均具有光学活性,且具有强烈的折光性 4.难溶于水而易溶于亲脂性有机溶剂,在高浓度乙醇中全溶,在低浓度乙醇中只能溶解部分。将挥发油的温度降到一定程度可“析脑

b．乌苏烷型（即 α-香树脂烷型或熊果烷型），以乌苏酸为代表。 c．羽扇豆烷型，以白桦脂醇、白桦脂酸为代表。 d．其他类型，有木栓烷型、羊齿烷型和异羊齿烷型、何帕烷型和异何帕烷型等。 3. 三萜化合物的提取分离一般可根据某些三萜类化合物的溶解特性采用不同溶剂（如乙醇、氯仿等）进行提取分离，三萜酸可以溶于碱性溶液，也可将生药的有机溶剂提取物皂化，在不皂化部分分离中性三萜成分，按皂化法分得的成分，往往可能是皂化后的产物，还可使用吉拉特试剂提取分离某些羰基化合物。色谱法是分离三萜类化合物的常用方法，多采用硅胶色谱，有时先制备成它的衍生物，如甲酯、乙酯、苯甲酸酯，然后再进行色谱分离。（二）四萜四萜类化合物多指胡萝卜烃类而言，主要是胡萝卜烯类色素。此类色素由 8 个单位的异戊二烯组成，其分子中存在一系列的共轭双键发色团，故具有颜色，称为多烯烃类，是脂溶性色素。胡萝卜烯类色素经常存在于植物的叶中，多含于果实（番茄等）、黄色花冠（蒲公英）中，另外，还存在于种子（玉米）、根（胡萝卜）和真菌、海藻中，动物中少见。（三）多萜是异戊二烯头尾相连的聚合物，在自然界为数不多，主要代表物有橡胶、硬胶等。第三节挥发油一、含义挥发油也称精油，是存在于植物体中的一类具有挥发性、可随水蒸气蒸馏出来的油状液体的总称。这类成分大多有香气。挥发油是中药中的一类常见重要有效成分，具有多种生理活性，在植物中分布极广，含挥发油的中药有数百种之多。二、组成挥发油所含有的化学成分比较多，是一种混合物，其组成主要包括下面几类：（一）萜类化合物挥发油中的萜类成分，主要是单萜、倍半萜及含氧衍生物，而含氧衍生物多具有较强的生物活性或芳香气味，前面讨论的单萜及倍半萜类化合物，除它们的苷、内酯衍生物等外，几乎在挥发油中均有存在。（二）非萜类化合物非萜类化合物包括以下两类： 1．芳香族化合物挥发油中也常见有小分子的芳香族成分，有些是苯丙烷类衍生物，多具有 C6-C3 骨架，多为苯酚化合物或其酯类，如桂皮醛等。 2．脂肪族化合物在挥发油中也存在某些小分子脂肪族化合物，如正癸烷，还有川芎嗪等挥发性生物碱。三、通性 1. 大多为无色或微黄色透明油状液体，有些含有类或其他色素而呈特别的颜色，具有特殊的气味。 2. 多数比重小于 1，个别大于 1，沸点在 70～300℃之间。 3. 均具有光学活性，且具有强烈的折光性。 4. 难溶于水而易溶于亲脂性有机溶剂，在高浓度乙醇中全溶，在低浓度乙醇中只能溶解部分。将挥发油的温度降到一定程度可“析脑

5.挥发油经常与空气、光线接触会逐渐氧化变质(树脂化),使挥发油比重增加, 粘度增大,颜色变深,因此挥发油应装入棕色瓶内低温保存四、提取挥发油的提取有以下几种方法: 1.水蒸气蒸馏法将中药切碎后,加水浸泡,然后采用直接蒸馏或水蒸气蒸馏法将挥发油蒸馏出来,前者方法简单,但受热温度高,有可能会使挥发油温度升高,影响产品质量,后者可避免过热或焦化,但设备稍复杂。馏出液水油共存,可采用盐析法促使挥发油自水中析出,然后用低沸点有机溶剂萃取即得挥发油 2.溶剂提取法用低沸点有机溶剂连续回流提取或冷浸提取,提取液可蒸馏或减压蒸馏除去溶剂,即可得到粗制挥发油,此法得到的挥发油含杂质较多,其他脂溶性成分会与其共存,故必须进一步精制提纯 3.压榨法将含挥发油较丰富的原料(如柑、桔等)经撕裂粉碎压榨,将挥发油从植物组织中挤压出来,然后静置分层或用离心机分出油分,即得粗品。此法所得的产品也不纯,且很难将挥发油全部压榨出来,但可保持挥发油原有的新鲜香味。五、分离从植物中提取得到的挥发油是混合物,欲要得到单一化学成分必须进一步分离,常用的分离方法有以下几种 1.冷冻法将挥发油置于℃以下,必要时可将温度降至-20℃,继续放置,取出析出的结晶,再经重结晶可得纯品。如薄荷脑的提取分离 2.分馏法挥发油的组成成分由于类别不同,它们的沸点也有差别,故采用减压分馏法。经过分馏所得的每一馏分仍可能是混合物,再进一步精馏或结合冷冻、重结晶、色谱等方法,可得到单一成分。 3.化学分离法化学分离法是根据挥发油中各组成成分的结构或官能团的不同用化学方法进行处理使各组分得到分离的方法。 (1)碱性成分的分离分离挥发油中的碱性成分时,可将挥发油溶于乙醚,加1%硫酸或盐酸萃取,分取的酸水层碱化,用乙醚萃取,蒸去乙醚即可得到碱性成分。 (2)酸性及酚性成分的分离挥发油溶于乙醚,先用5%的碳酸氢钠溶液直接进行萃取,分出碱水层后加稀酸酸化, 乙醚萃取,蒸去乙醚可得酸性成分。已提取酸性成分后的挥发油再用2%氢氧化钠萃取,分取碱水层,酸化,乙醚萃取,蒸去乙醚可得酚类或其他弱酸性成分 (3)醇类成分的分离将挥发油与丙二酸单酰氯或邻苯二甲酸酐或丙二酸反应生成酯,再将生成物转溶于酸钠溶液中,用乙醚洗去未作用的挥发油,将碱溶液酸化,再用乙醚提取所生成的酯, 去乙醚,残留物经皂化,分得原有的醇类成分。 (4)醛酮成分的分离常用亚硫酸氢钠或吉拉德( Girard)试剂,使亲脂性的羰基化合物(醛、酮成分)转变为亲水性的加成物而分离,但亚硫酸氢钠只能与醛类和部分酮类成分形成加成物,而吉拉德试剂则对所有含羰基化合物都适用

5. 挥发油经常与空气、光线接触会逐渐氧化变质（树脂化），使挥发油比重增加，粘度增大，颜色变深，因此挥发油应装入棕色瓶内低温保存。四、提取挥发油的提取有以下几种方法： 1. 水蒸气蒸馏法将中药切碎后，加水浸泡，然后采用直接蒸馏或水蒸气蒸馏法将挥发油蒸馏出来，前者方法简单，但受热温度高，有可能会使挥发油温度升高，影响产品质量，后者可避免过热或焦化，但设备稍复杂。馏出液水油共存，可采用盐析法促使挥发油自水中析出，然后用低沸点有机溶剂萃取即得挥发油。 2. 溶剂提取法用低沸点有机溶剂连续回流提取或冷浸提取，提取液可蒸馏或减压蒸馏除去溶剂，即可得到粗制挥发油，此法得到的挥发油含杂质较多，其他脂溶性成分会与其共存，故必须进一步精制提纯。 3. 压榨法将含挥发油较丰富的原料（如柑、桔等）经撕裂粉碎压榨，将挥发油从植物组织中挤压出来，然后静置分层或用离心机分出油分，即得粗品。此法所得的产品也不纯，且很难将挥发油全部压榨出来，但可保持挥发油原有的新鲜香味。五、分离从植物中提取得到的挥发油是混合物，欲要得到单一化学成分必须进一步分离，常用的分离方法有以下几种： 1．冷冻法将挥发油置于 0℃以下，必要时可将温度降至-20℃，继续放置，取出析出的结晶，再经重结晶可得纯品。如薄荷脑的提取分离。 2．分馏法挥发油的组成成分由于类别不同，它们的沸点也有差别，故采用减压分馏法。经过分馏所得的每一馏分仍可能是混合物，再进一步精馏或结合冷冻、重结晶、色谱等方法，可得到单一成分。 3．化学分离法化学分离法是根据挥发油中各组成成分的结构或官能团的不同用化学方法进行处理，使各组分得到分离的方法。（1）碱性成分的分离分离挥发油中的碱性成分时，可将挥发油溶于乙醚，加 1％硫酸或盐酸萃取，分取的酸水层碱化，用乙醚萃取，蒸去乙醚即可得到碱性成分。（2）酸性及酚性成分的分离挥发油溶于乙醚，先用 5％的碳酸氢钠溶液直接进行萃取，分出碱水层后加稀酸酸化，乙醚萃取，蒸去乙醚可得酸性成分。已提取酸性成分后的挥发油再用 2%氢氧化钠萃取，分取碱水层，酸化，乙醚萃取，蒸去乙醚可得酚类或其他弱酸性成分。（3）醇类成分的分离将挥发油与丙二酸单酰氯或邻苯二甲酸酐或丙二酸反应生成酯，再将生成物转溶于碳酸钠溶液中，用乙醚洗去未作用的挥发油，将碱溶液酸化，再用乙醚提取所生成的酯，蒸去乙醚，残留物经皂化，分得原有的醇类成分。（4）醛酮成分的分离常用亚硫酸氢钠或吉拉德（Girard）试剂，使亲脂性的羰基化合物（醛、酮成分）转变为亲水性的加成物而分离，但亚硫酸氢钠只能与醛类和部分酮类成分形成加成物，而吉拉德试剂则对所有含羰基化合物都适用

亚硫酸氢钠法提取酸性成分后的挥发油乙醚溶液加入30%亚硫酸氢钠溶液,在低温下短时间振摇萃取,一般即有加成物结晶析出,加酸或碱使加成物分解,或用乙醚萃取,水洗,蒸去乙醚后得醛、酮类化合物,或者进行水蒸气蒸馏后,蒸馏液以乙醚萃取,蒸去乙醚后得醛、酮类化合物。但应注意,提取时间不应过长,温度不要过高。 b.吉拉德试剂法提出酸性成分后的中性挥发油部分,加入 Girard试剂的乙醇溶液和10%乙酸以促进反应的进行,加热回流,待反应完成后加水稀释,用乙醚提取,分取水层,酸化,再用乙醚萃取,蒸去乙醚即可得原羰基化合物 (5)其他成分的分离大多数萜烃是不饱和的,可以通过形成结晶性加成物分离;奠类和醚类可用浓酸提取, 经稀释后可得原来成分;醚类与浓酸形成的盐有时还能形成结晶析出。酯类成分一般采用精密分馏和色谱分离,现尚无适宜的化学分离方法 4.色谱分离法由于挥发油的组成成分相当复杂,故一般先用分馏法或化学法将挥发油作适当分离然后再用色谱法分离,将会大大提高分离效果,此外,对一些挥发性较大的成分或色谱中有大致相同Rf值的同一类型化合物,有时要通过先制备衍生物再进行色谱分离,常用的色谱法有硅胶吸附色谱或氧化铝色谱。近几年,气相色谱和气质联用及制备性气-液色谱多应用于挥发油组成的分离、挥发油的鉴定 1.化学常数的测定挥发油的化学常数是指示挥发油质量的重要手段,故化学常数的测定十分必要。化学常数的测定包括酸值、酯值和皂化值的测定 (1)酸值是代表挥发油中游离羧酸和酚类成分含量的指标。以中和1g挥发油中游离酸性成分所消耗KOH的毫克数表示 2)酯值是代表挥发油中酯类成分含量的指标。用水解1g挥发油中所含酯所需要的KOH毫克数表示 (3)皂化值是代表挥发油中所含游离羧酸、酚类成分和结合态酯总量的指标。它是以皂化1g挥发油所需KOH的毫克数表示。实际上皂化值是酸值与酯值之和 2.功能基的测定挥发油中功能基的测定包括酸碱性、酚类、羰基化合物、内酯类化合物和不饱和化合物及奥类化合物等等 (1)酸碱性测定挥发油的pH值。如呈酸性反应,则表示挥发油中含有游离酸性成分;如呈碱性反应,则表示挥发油中含有碱性成分 (2)酚类将少许挥发油溶于乙醇中,加入三氯化铁的乙醇溶液,如产生蓝色、蓝紫或绿色反应,表示挥发油中含有酚类成分。 (3)羰基化合物用硝酸银的氨溶液检查挥发油,如发生银镜反应,则表示醛类等还原性化合物存在,如用苯肼或苯肼衍生物、氨基脲、羟胺等试剂与挥发油作用,如产生结晶性的衍生物,则表示有羰基类化合物存在 (4)内酯类化合物于挥发油的吡啶溶液中加入亚硝酰铁氰化钠试剂及氢氧化钠溶液,如出现红色并逐渐消失,表示油中含有内酯类化合物。 (5)不饱和化合物和奠类衍生物于挥发油的氯仿溶液中滴加溴的氯仿溶液,如红棕色褪去,表示油中含有不饱和化合物:继续滴加溴的氯仿溶液,如产生蓝色、紫色或绿色,则表示油中有奥类化合物存在。此外,在挥发油的无水甲醇溶液中加入浓硫酸,如有奥类衍生物存在,则应产生蓝色或紫色反应

a．亚硫酸氢钠法提取酸性成分后的挥发油乙醚溶液加入 30%亚硫酸氢钠溶液，在低温下短时间振摇萃取，一般即有加成物结晶析出，加酸或碱使加成物分解，或用乙醚萃取，水洗，蒸去乙醚后得醛、酮类化合物，或者进行水蒸气蒸馏后，蒸馏液以乙醚萃取，蒸去乙醚后得醛、酮类化合物。但应注意，提取时间不应过长，温度不要过高。 b．吉拉德试剂法提出酸性成分后的中性挥发油部分，加入 Girard 试剂的乙醇溶液和 10%乙酸以促进反应的进行，加热回流，待反应完成后加水稀释，用乙醚提取，分取水层，酸化，再用乙醚萃取，蒸去乙醚即可得原羰基化合物。（5）其他成分的分离大多数萜烃是不饱和的，可以通过形成结晶性加成物分离；类和醚类可用浓酸提取，经稀释后可得原来成分；醚类与浓酸形成的盐有时还能形成结晶析出。酯类成分一般采用精密分馏和色谱分离，现尚无适宜的化学分离方法。 4．色谱分离法由于挥发油的组成成分相当复杂，故一般先用分馏法或化学法将挥发油作适当分离，然后再用色谱法分离，将会大大提高分离效果，此外，对一些挥发性较大的成分或色谱中有大致相同 Rf 值的同一类型化合物，有时要通过先制备衍生物再进行色谱分离，常用的色谱法有硅胶吸附色谱或氧化铝色谱。近几年，气相色谱和气质联用及制备性气-液色谱多应用于挥发油组成的分离。六、挥发油的鉴定 1. 化学常数的测定挥发油的化学常数是指示挥发油质量的重要手段，故化学常数的测定十分必要。化学常数的测定包括酸值、酯值和皂化值的测定。（1）酸值是代表挥发油中游离羧酸和酚类成分含量的指标。以中和 1g 挥发油中游离酸性成分所消耗 KOH 的毫克数表示。（2）酯值是代表挥发油中酯类成分含量的指标。用水解 1g 挥发油中所含酯所需要的 KOH 毫克数表示。（3）皂化值是代表挥发油中所含游离羧酸、酚类成分和结合态酯总量的指标。它是以皂化 1g 挥发油所需 KOH 的毫克数表示。实际上皂化值是酸值与酯值之和。 2. 功能基的测定挥发油中功能基的测定包括酸碱性、酚类、羰基化合物、内酯类化合物和不饱和化合物及类化合物等等。（1）酸碱性测定挥发油的 pH 值。如呈酸性反应，则表示挥发油中含有游离酸性成分；如呈碱性反应，则表示挥发油中含有碱性成分。（2）酚类将少许挥发油溶于乙醇中，加入三氯化铁的乙醇溶液，如产生蓝色、蓝紫或绿色反应，表示挥发油中含有酚类成分。（3）羰基化合物用硝酸银的氨溶液检查挥发油，如发生银镜反应，则表示醛类等还原性化合物存在，如用苯肼或苯肼衍生物、氨基脲、羟胺等试剂与挥发油作用，如产生结晶性的衍生物，则表示有羰基类化合物存在。（4）内酯类化合物于挥发油的吡啶溶液中加入亚硝酰铁氰化钠试剂及氢氧化钠溶液，如出现红色并逐渐消失，表示油中含有内酯类化合物。（5）不饱和化合物和薁类衍生物于挥发油的氯仿溶液中滴加溴的氯仿溶液，如红棕色褪去，表示油中含有不饱和化合物；继续滴加溴的氯仿溶液，如产生蓝色、紫色或绿色，则表示油中有类化合物存在。此外，在挥发油的无水甲醇溶液中加入浓硫酸，如有类衍生物存在，则应产生蓝色或紫色反应

《中药化学》课程电子教案（讲义）第七章 萜类和挥发油

《中药化学》课程电子教案（讲义）第七章萜类和挥发油