河北医科大学药学院 本章目录门 第1节述 第2节萜类的结构类型和熏要的代表物 居美具有哪些 。第3节需类化合物的理化性质 重要尚理化香性项 第节萜类化合物的提取与分离 第5节萜类化合物的检识与结构整定 第6节挥发油 第3节萜类化合物的理化性质 一、物理性质 Physical&Chemical Properties Physical properties 1 (-)性状(general states) 觉：低分子量的精多有喇 状态：单、倍半裤在常温下为液体或 激性的香气或辛辣味。 低培点目 随分子量 ,功能基的增加 挥发性降低，沸点、培点增高。 1旋光：大多表衙类具有不对称碳 原子，具有光学活性。 味觉：多有苦味，又称苦味蚩。 54 个别化合物有甜味。 如：甜菊苷（二菇），甜度是蔗糖的20倍： 折光：具有较高的折光率。 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 1 1 本 章 目 录 第1节 概 述 第2节 萜类的结构类型和重要的代表物 第3节 萜类化合物的理化性质 第4节 萜类化合物的提取与分离 第5节 萜类化合物的检识与结构鉴定 第6节 挥 发 油 ☞ 2 萜 类 具 有 哪 些 主要物理化学性质 3 第3节 萜类化合物的理化性质 Physical & Chemical Properties 4 一、物 理 性 质 Physical properties 5 （一）性 状（general states） 状 态： 单萜、倍半萜在常温下为液体或 低熔点固体。 ☞ 随分子量和双键、功能基的增加， 挥发性降低，沸点、熔点增高。 味 觉：多有苦味，又称苦味素。 个别化合物有甜味。 如：甜菊苷（二萜），甜度是蔗糖的200倍。 6 嗅 觉：低分子量的萜多有刺 激性的香气或辛辣味。 旋 光：大多数萜类具有不对称碳 原子，具有光学活性。 折 光：具有较高的折光率
河北医科大学药学院 (二)溶解度(solubilit) 提示 ★菇类苷元：亲脂性强。难溶于水，易溶于氯 仿、羊、石油酷、醇等亲脂性有机溶剂。 因大多数类含双或其它活泼基 ▲随着萜类中含氧官能团的增加、或与糖成苷， 团，对高温、光、酸、碱或酶等比较敏感， 水溶性增加。 可能发生氢化、重挂、裂解、聚合等反应， 从而引起分子结构发生变化。 ★精于之不酒子新态 。采用热溶提取或其他工作时要注意 (-)加成反应(addition reactions Dicl-Alder反应： 双键与其它双键发生的热重排反应) X+广a0 ★常用与顺工二酸旺反应生成结晶产物， 来判断分子中是否含有共距双疆 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 2 7 （二）溶 解 度（solubility） ★ 具有内酯结构的萜类能溶于碱水，酸化后 又可析出（☞ 可用于分离）。 ★ 萜苷：一般含糖数量不多。可溶于热水， 易溶于甲、乙醇，不溶于亲脂性有机溶剂。 ★ 萜类苷元：亲脂性强。难溶于水，易溶于氯 仿、苯、石油醚、醇等亲脂性有机溶剂。 ▲ 随着萜类中含氧官能团的增加、或与糖成苷， 水溶性增加。 8 因大多数萜类含双键或其它活泼基 团，对高温、光、酸、碱或酶等比较敏感， 可能发生氧化、重排、裂解、聚合等反应， 从而引起分子结构发生变化。 ☞ 采用热溶提取或其他工作时要注意！ 提 示 9 萜类具有哪些重要的化学性质 10 二、化 学 性 质 Chemical properties 11 2 HCl Cl Cl Br Br Br Br Br2 NO Cl Cl NO 2 NOCl N H NO NO N N （一）加成反应（addition reactions） 例： 12 Diels-Alder 反应： ★ 常用与顺-丁烯二酸酐反应生成结晶产物， 来判断分子中是否含有共轭双键。 Y + X 4+2 Y X Y X X：吸电子基团有利反应进行 + Y：给电子基团有利反应进行 （共轭双键与其它双键发生的热重排反应）
河北医科大学药学院 合欢！ (Germay -14)(Germay 902-1958) 注意：某些萜类双非共也可能发 生Diels-Alder反应。 。可能是在此条件下发生双健的 移位，从而产生共无双键的原因。 *例：解释下反应的机理（沈阳药科大学 2001年博士入学考试题)。 ? 课外阅谏： 王思明，邦璃能李力更常和平李，史清文，李勇 力·星会c 天然Diels-Ader加成物研究新进展 H1.天然产物研究与开发，2013,25(5⑤：698-705 需提示：Diels-Alder反应为可逆反应I 与NaSO的加成反应： 与24二硝蒸的加成反应： : c-0+% 含摸基的分子也能与其它 兼基试剂发生加成反应 ★可利用此性质分离、提纯兼基化合物。 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 3 13 Otto Paul Hermann Diels （Germany, 1876-1954） Kurt Alder （Germany, 1902-1958） “For their discovery and development of the diene synthesis.” 1950, The Nobel Prize in Chemistry was awarded jointly to: 14 例： 某些萜类双键非共轭也可能发 生Diels-Alder反应。 ☞ 可能是在此条件下发生双键的 移位，从而产生共轭双键的原因。 4+2 O O O O O O + 注 意： ★可应用UV判断是否有吸收峰， 若无吸收则不含共轭双键。 15 ☞ 提 示： Diels-Alder 反应为可逆反应！ *例：解释下反应的机理（沈阳药科大学 2001 年博士入学考试题）。 O + F3C F3C C C CN CN O CN CN NC NC O CF3 CF3 F3C F3C 180oC + 16 王思明, 郭瑞霞, 李力更, 常和平, 李骘, 史清文,李勇. 天然 Diels-Alder 加成物研究新进展 [J]. 天然产物研究与开发, 2013, 25(5):698-705. 课 外 阅 读 ： O OH O 作者单位：河北医科大学药学院 17 与 NaHSO3的加成反应： ★ 可利用此性质分离、提纯羰基化合物。 CHO C OH SO3 - Na H + S O O- Na+ HO CHO SO3 - Na+ SO3 - Na+ NaHSO3 + H+ NaHSO3 + OHCHO SO3 - Na+ CHO SO3 - Na+ 或 稀 H+ 或 OH- 不可逆 不可逆 例： 18 与 2,4-二硝基苯肼 的加成反应： ☞ 含羰基的分子也能与其它 羰基试剂发生加成反应。 + NO2 O2N C O H2NNH R1 R2 C R1 R2 NO2 O2N NNH
河北医科大学药学院 与Girard reagents的加成反应： 多 Girard-T Girard-P 中性样品海液，回 加水稀舞 有机层 -o+ww是ouOa一→t是euOr 水层 参★此性质可用来分离或提纯兼基化合物！ 蒙基化合物 (二)氧化反应(oxidation reactions) ★克里奇(Crigee)氧化法： (注：简要复习基础有机化学知识) 女郝里斯(Harries)氧化法 ★拜耶耳(Baeyer)氧化法： >-c2-0+eo >c-c< 女琼浙(Joes)氧化法： ★利兰(Riley)氧化法： CHOH c-0 (三)脱氢反应(dehydrogenation reactions) 例：有机合成中常用合成莱衍生物的途径， (注：复习简介基础有机化学课知识) 例： ∞·0 a"s” 薄所雨 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 4 19 + Cl CH - N NH C 2 O C N + C O Cl CH - H2N NH C 2 O N + 与 Girard reagents 的加成反应： ★ 此性质可用来分离或提纯羰基化合物！ 例： N CH3 CH3 CH3 CH2 C NH NH2 O CI - + Girard-T CH2 C NH NH2 O Cl N - + Girard-P 20 利用 Girard reagents分离或提纯 羰基化合物流程图 中性样品溶液 G-试剂，回流； 加水稀释 有机层 水层 H+；乙醚萃取 乙醚层 水层 回收乙醚 羰基化合物 21 （二）氧化反应（oxidation reactions） ★ 琼斯（Joes）氧化法： CHOH C O CrO3 ★ 郝里斯（Harries）氧化法： C C R H O3 Zn 1. 2. C O + RCHO （注：简要复习基础有机化学知识） 22 ★ 克里奇（Crigee）氧化法： ★ 拜耶耳（Baeyer）氧化法： ★ 利兰（Riley）氧化法： R1CH CHR2 OH OH Pb(Ac)4 R1CHO + R2CHO RCCH2R` O SeO2 RC CR` O O （R`= H or：alkyl） C C KMnO4（中性） C C OH OH 23 （三）脱氢反应（dehydrogenation reactions） 例： 例： O OH + Se 薄荷酮 Se （注：复习-简介-基础有机化学课知识） 24 *例：有机合成中常用合成萘衍生物的途径。 CH3 AlCl3 O O O H3C CH3 O C CH3 OH O CH3 C CH3 HO O AlCl3 CH3 CH3 O Zn-Hg / HCl 1. Zn-Hg / HCl 2. Se or：Pd CH3 CH3
河北医科大学药学院 (四)分子重排反应(rearrangement reactions) 例：异龙脑经过Vagner--Meerwein重排生成坎烯， ★分子内碳正离子的重排！ 。$一由 反应历程示意： 米%e 一可认为是反片呐醇重排， 中见下页立体反应示意。 立体反应示意图： “若反应过程中产生类似的碳正离子， 品函一太 也会发生Vagner-Meerwein重挂。 一达·区-0 守一由幽的出中 本章目录 第1节橛述 第4节萜类化合物的提取与分离 第2节蒂类的结构类型和重要的代表物 Extraction Isolation 第3节类化合物的理化性质 第4节苦类化合物的提攻与分离 () 第5节萜类化合物的检识与结构整定 第6节挥发油 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 5 25 （四）分子重排反应（rearrangement reactions） 主要是Wagner-Meerwein 重排。 ★ 分子内碳正离子的重排！ 反应历程示意： ☞ 可认为是反片呐醇重排。（reversal pinacol rearrangement） C C C C C OH C C C C C OH2 + _ H2O C C C C C + H+ _ Cl _ - C C C C C C C C C C Cl + H+ 脱水与烃基的 迁移同时进行 26 例：异龙脑经过Wagner-Meerwein重排生成坎烯。 OH H+ H3 +O HO H2O _ 异龙脑 isoborneol 坎 烯 camphene H2O _ ☞ 见下页立体反应示意。 27 立体反应示意图： Cl - Cl Cl Cl OH 异龙脑 H+ + _H2O H_ + 坎 烯 …… …… 28 *若反应过程中产生类似的碳正离子， 也会发生Wagner-Meerwein重排。 Cl H3 +O HO _H2O 坎烯 ROK+ NH2 HCl / NaNO2 （本节完） 例： 29 本 章 目 录 第1节 概 述 第2节 萜类的结构类型和重要的代表物 第3节 萜类化合物的理化性质 第4节 萜类化合物的提取与分离 第5节 萜类化合物的检识与结构鉴定 第6节 挥 发 油 ☞ 30 第4节 萜类化合物的提取与分离 Extraction & Isolation （略）
河北医科大学药学院 参考：☐ 本章目景 厂第一章中有关提取分离如识 第1节概述 第2节萜类的结构类型和贰要的代表物 本幸挥发油的提取分高知如识 第3节萜类化合物的理化性质 第4节萜类化合物的提取与分离 。第5节萜类化合物的检识与结构整定 第6节挥发袖 单蓝和二蓝类种类紫多，其谱学特征共性 较少（对于含多环的复杂蒂类，需借助2D 第5节萜类的检识与结构测定 NMR来完成结构确定)。 Examination&Structural Determination 某些共性如： 。单整5C-NMR出现I0个C的收信号等； (筒介) 。复杂结构的裤类的每一种骨架均有其独特 的被谱规律而且近缘植物内往往含有相似结构 的化学成分（查阅相关文献）。 但其中的环烯睫店类与其它炎相比， 母核结构较固定，波谱特征规律性较强。 一、环烯醚萜类的R特点 R 轮 ,在此简要介绍环烯避菇类化合物的R、 H-NMR和BC-NMR被潜特在。 天然药物化学室李力更教授 6
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 6 31 第一章中有关提取分离知识 本章挥发油的提取分离知识 参 考： 32 本 章 目 录 第1节 概 述 第2节 萜类的结构类型和重要的代表物 第3节 萜类化合物的理化性质 第4节 萜类化合物的提取与分离 第5节 萜类化合物的检识与结构鉴定 第6节 挥 发 油 ☞ 33 第5节 萜类的检识与结构测定 Examination & Structural Determination （简 介） 34 单萜和二萜类种类繁多，其谱学特征共性 较少（对于含多环的复杂萜类，需借助 2DNMR 来完成结构确定）。 某些共性 如： ☞ 单萜 13C-NMR出现10个 C 的吸收信号等； ☞ 复杂结构的萜类 的每一种骨架均有其独特 的波谱规律而且近缘植物内往往含有相似结构 的化学成分（查阅相关文献）。 35 但其中的环烯醚萜类与其它萜类相比， 母核结构较固定，波谱特征规律性较强。 O OH H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ☞ 在此简要介绍 环烯醚萜类化合物 的 IR、 1H-NMR 和 13C-NMR 波谱特征。 36 一、环烯醚萜类的 IR 特点 IR O OH H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
河北医科大学药学院 主要光谱特征如下， 主要光谱特征如下： ①共同特征：在1640cmr左右有强峰， ②若4位连有.C00R,则在~1680cmr'有 不饱和酯上基强吸收 料 。系双健的伸缩振动引起的 。此点可与4位有无取代基、或取代基为 Ch、 -CHOH等区别】 主要光浦特征如下： 主要光特征如下： ③若环成烷部分有环上醒基存在，则在 裂环环醚越类分子中多有乙基结构 1710-1750cm1附近有一强峰。 则在990、910cm两处有吸收峰. ④若环戊烷部分有环结 1250、890-830cmr两处 见下页实例。 in cr)的Rro四 用R特征可判断： 。是否为环烯酷苦卷？ 广是否为裂环环烯魔类？ 。4位有无-CO0R取代基？ 一五元环中有无羟基、獭基、双健及环氧结构 袋 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 7 37 主要光谱特征如下： ① 共同特征：在1640 cm-1左右有强峰。 O OH H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ☞ 系 烯醚双键 的伸缩振动引起的。 38 主要光谱特征如下： ② 若 4-位连有 -COOR，则在 ～1680 cm-1 有 不饱和酯上羰基强吸收。 O OH H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ☞ 此点可与 4-位有无取代基、或取代基为 -CH3、-CH2OH 等区别。 39 ③ 若环戊烷部分有环上酮羰基存在，则在 1710~1750cm-1附近有一强峰。 ④ 若环戊烷部分有环氧结构存在，则应有 1250、890~830 cm-1 两处吸收峰。 O OH H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 主要光谱特征如下： 40 O OH H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ⑤ 裂环环烯醚萜类分子中多有乙烯基结构， 则在 990、910 cm-1 两处有吸收峰。 O OH H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 H ☞ 见下页实例。 主要光谱特征如下： 41 例：1-去羟基山栀素甲酯（1-dehydroxyshanzhigenin methyl ester）的 IR 谱。 O COOCH3 H H OH HO CH3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 -OH （3406，3361） C=C-H （3080） O=C （1651） C=C （1628） C-O （1178,1132） 42 用 IR 特征可判断： ☞ 是否为环烯醚萜类？ ☞ 是否为裂环环烯醚萜类？ ☞ 4-位有无 -COOR 取代基？ ☞ 五元环中有无羟基、羰基、双键及环氧结构？ O OH H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 O OH H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 H
河北医科大学药学院 H-NMR谱对环烯醚萜类的结构测 环烯醚萜类的H-NMR特点 定极为重要，可用来判定其结构类型 H-NMR 并能确定许多立体化学（构型、构象） 结构问颗。 。其中H1和H3的吸收信号对环稀 醚萜类最具有整别意义。 主要波增特征如下： 主要波谱特征如下： ①H1的吸收发生在较低场，456.2ppm ②H3的信号可用以区别4位是否有取代。 人1 H-1与H9偶合： 省出费性缸国 3z时， 若无4取代时（去甲环烯醚） H-3:6.5ppm,双三重峰（dd） 3,68z,J35=0-2Hz 主要波清特征如下： 主要波特征如下 若有4取代时，H3的吸收峰： ③其它质子的信号： 人 了 6H-CH3,H-10: 4CH取代，H-3:6.0-6.2ppm,多重峰. 位之 。4COOR取代， 3Pp0 OCH,取代，其-OC山信号： 。4CH0R取代，H.3:6.36.6ppm,多重峰， 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 8 43 二、环烯醚萜类的 1H-NMR 特点 1H-NMR O OH H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 44 1H-NMR 谱对环烯醚萜类的结构测 定极为重要，可用来判定其结构类型， 并能确定许多立体化学（构型、构象） 结构问题。 ☞ 其中 H-1 和 H-3 的吸收信号对环烯 醚萜类最具有鉴别意义。 45 H-1 与 H-9 偶合： ☞ J1,9= 0~3 Hz 时，表明 H-1 处于平伏键（面 下），而 1-OH 处于直立键（面上）。 ☞ J1,9= 7~10 Hz 时，表明 H-1 处于直立键 （面上），而 1-OH 处于平伏键（面下）。 O OH H H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ① H-1 的吸收发生在较低场，δ= 4.5~6.2 ppm。 主要波谱特征如下： 46 ② H-3 的信号可用以区别 4-位是否有取代。 若无 4-取代时（去甲环烯醚萜）： ☞ H-3：~6.5 ppm，双二重峰（dd）， J3,4= 6~8 Hz，J3,5= 0~2 Hz 。 O OH H H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 主要波谱特征如下： 47 ☞ 4-CH3取代，H-3：6.0~6.2 ppm，多重峰。 ☞ 4-COOR 取代，H-3：7.3~7.7 ppm，J3,5= 0~2 Hz（此为有 -COOR 取代的特征峰）。 ☞ 4-CH2OR 取代，H-3：6.3~6.6ppm，多重峰。 O OH H H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 若有 4-取代时，H-3 的吸收峰： 主要波谱特征如下： 48 ③ 其它质子的信号： ☞ 若 8-C 为叔碳，其所连 10-CH3，H-10： 1.1~1.2 ppm，二重峰，J8,10= 6 Hz。 ☞ 若 7-、8- 位之间为双键，其所连 10-CH3， H-10：~2.0 ppm，单峰或宽单峰。 ☞ 若11-COOCH3 取代，其 –OCH3 信号： 3.7~3.9 ppm，单峰。 O OH H H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 主要波谱特征如下：
河北医科大学药学院 :去山指甲 例：从藏药秦扰(Phlomis medicinalis Diels)中 的 分高得到的dehydropentsetemoside。 主要被增特征如下1。 若10H与葡萄糖成苷 C1:95-104, 三、环烯醚萜类的BC-NMR特点 若50H,C5:71- BC-NMR 若6-0HC-6:75-83。 ”若7-0，C-7:-75. 。若8-0H,C-8:~62, 。若10-CH,0H,C-10:~66. 。若10-C00H,C-10:175177. 若11-C00CH,C-11:167-169. ■若3、4间有双键，C-3:155:C4:~110 主要波谱特征如下-2： methyl ester)日 。若为4去甲基环烯睫萜： 4-C:134-136ppm 3C:102-111ppm 见下页实例。◆ 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 9 49 O COOCH3 H H OH HO CH3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 例：1-去羟基山栀素甲酯（1-dehydroxyshanzhigenin methyl ester）的1H-NMR 谱。 H-3 H-1 11-COOCH3 H-10 H-7 H-6 H-5 H-9 50 例：从藏药秦艽（Phlomis medicinalis Diels）中 分离得到的dehydropentsetemoside。 H-3 11-COOCH3 H-10 H-7 O COOCH3 O Glc OH H OH CH3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 H-1 H-1` 51 三、环烯醚萜类的 13C-NMR 特点 13C-NMR O OH H H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 52 ☞ 若 1-OH 与葡萄糖成苷，C-1 ：95~104。 ☞ 若 5-OH，C-5 ：71~74。 ☞ 若 6-OH，C-6 ：75~83。 ☞ 若 7-OH，C-7 ：~75。 ☞ 若 8-OH，C-8 ：~ 62。 ☞ 若 10-CH2OH，C-10 ：~ 66。 ☞ 若 10-COOH，C-10 ：175~ 177。 ☞ 若 11-COOCH3，C-11 ：167 ~169 。 ☞ 若3、4-间有双键，C-3：~155；C-4：~110 。 O OH H H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 主要波谱特征如下-1： 53 ☞ 若为 4-去甲基环烯醚萜： O OH H H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4-C：134~136 ppm 3-C：102~111 ppm ☞ 见下页实例。 主要波谱特征如下-2： 54 O COOCH3 H H OH HO CH3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 例：1-去羟基山栀素甲酯（1-dehydroxy- shanzhigenin methyl ester）的13C-NMR谱。 3-C 1-C 4-C 6-C 8-C 11-C -OCH3 （DMSO溶剂）
河北医科大学药学院 例：从藏药秦艽(Phlom心medicinalis Diels)中 分高得到的dehydropentsetemoside 本章目录 第1节 述 第2节萜类的结构类型和重要的代表物 第3节 萜类化合物的理化性质 第节 类化合物的提取与分离 第5节萜类化合物的检识与结构整定 。第6节挥发袖 天然药物化学室李力更教授 10
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 10 （DMSO溶剂）55 例：从藏药秦艽（Phlomis medicinalis Diels）中 分离得到的dehydropentsetemoside。 O COOCH3 O Glc OH H OH CH3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3-C 1-C 4-C 5-C 6-C 8-C 7-C 9-C 10-C 11-C -OCH3 1`-C 6`-C 56 本 章 目 录 第1节 概 述 第2节 萜类的结构类型和重要的代表物 第3节 萜类化合物的理化性质 第4节 萜类化合物的提取与分离 第5节 萜类化合物的检识与结构鉴定 ☞ 第6节 挥 发 油