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《萜类和挥发油》PPT课件

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《萜类和挥发油》PPT课件_第1页
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三、二萜n二萜类是由4个异戊二烯单位构成、含20个碳原子的化合物类群分布:植物界(广泛),菌类代谢产物,海洋生物存在:植物乳汁、树脂中化合物举例:紫杉醇、穿心莲内酯、丹参醌、银杏内酯、雷公藤内酯、甜菊苷等一)链状二萜n链状二萜类化合物在自然界存在较少,常见的只有广泛存在于叶绿素的植物醇植物醇CH2OH(二)单环二萜 n维生素A 是一种重要的脂溶性维生素,主要存在于动物肝脏中,特别是鱼肝中含量较丰富CH2OH维生素An穿心莲内酯:n存在于穿心莲中,具有抗炎作用,用于治疗急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎、感冒发热等三)双环二萜 穿心莲穿心莲 为爵床科植物穿心莲的为爵床科植物穿心莲的干燥地上部分穿心莲具有清热解干燥地上部分穿心莲具有清热解毒、凉血、消肿的功效毒、凉血、消肿的功效化学成分主要含化学成分主要含二萜类化合物二萜类化合物,以穿心莲内酯、新穿心莲内酯、去以穿心莲内酯、新穿心莲内酯、去氧穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯为氧穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯为主,以主,以穿心莲内酯穿心莲内酯含量最高含量最高n银杏内酯是银杏根皮及叶的强苦味成分,是血小板活化因子(PAF)的特效拮抗剂HR3R2HR1OOOOOOOOH银杏内酯 M H OH OH 银杏内酯 J OH H OH R1 R2 R3 银杏内酯 A OH H H 银杏内酯 B OH OH H 银杏内酯 C OH OH OH n银杏内脂及银杏双黄酮是银杏制剂中治疗心脑血管疾病的有效成分,此外银杏内酯A、B、C或单独用银杏内酯 B可以应用于转移癌的治疗。

它能提高抗癌化疗剂的效果,减少不良反应,使得耐细胞毒药物的癌细胞对化疗剂更为敏感有效10974321HOCOCH3OOCOCCC OOHH HNHCOOCH3COOOHOHOHH 紫杉醇紫杉醇(Taxol(Taxol)又称又称红豆杉醇红豆杉醇,最早从太平洋红豆杉的,最早从太平洋红豆杉的树皮中分离得到,树皮中分离得到,19921992年底美国年底美国FDAFDA批准上市,临床用于治批准上市,临床用于治疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌疗效较好疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌疗效较好四)三环二萜 全世界共有全世界共有 11 种红豆杉,我国有种红豆杉,我国有 4 种和种和 1 个变种,即个变种,即东北红豆杉、云南红豆杉、西藏红东北红豆杉、云南红豆杉、西藏红豆杉、中国红豆杉及其变种南方红豆杉豆杉、中国红豆杉及其变种南方红豆杉紫杉醇主要是从红豆杉的根、皮、茎、叶中提取醇主要是从红豆杉的根、皮、茎、叶中提取我国的红豆杉都有一定含量的紫杉醇我国的红豆杉都有一定含量的紫杉醇1191812107OOOOOR1OHR2R3H R1 R2 R3 雷公藤甲素雷公藤甲素(triptolide)H H CH3 雷公藤乙素雷公藤乙素(tripdiolide)OH H CH3 雷公藤内酯雷公藤内酯(triptolidenol)H OH CH316-羟基雷公藤内酯醇羟基雷公藤内酯醇 H H CH2OH 雷公藤雷公藤甲素对乳腺癌和胃癌细胞系集落形成有抑制作用,甲素对乳腺癌和胃癌细胞系集落形成有抑制作用,16-羟羟基雷公藤内酯醇具有较强的抗炎免疫抑制和雄性抗生育作用。

基雷公藤内酯醇具有较强的抗炎免疫抑制和雄性抗生育作用n甜菊叶中含有由不同糖组成的甜味苷总甜菊苷含量约6%,其甜度约为蔗糖的300倍,甜菊苷因其高甜度、低热量、无毒性等优良特性,在医药、食品等行业中被广泛应用五)四环二萜 COOR1OR2HH甜菊苷甜菊苷A甜菊苷D甜菊苷E R2R12112G lc1213 1113 2 122GlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcCOOR1OR2HH甜菊苷甜菊苷A甜菊苷D甜菊苷E R2R12112G lc1213 1113 2 122GlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlcGlc但近来有报道称甜菊苷有致癌作用,美国及欧盟已禁用冬凌草甲素(Rubescensin)唇形科植物冬凌草四、二倍半萜 n二倍半萜类化合物(sesterterpenoids)是由5个异戊二烯单位构成、含25个碳原子的化合物类群n与其它各萜类化合物相比,数量少,迄今来自天然的二倍半萜有6种类型约30余种化合物,分布在羊齿植物,植物病源菌,海洋生物海绵、地衣及昆虫分泌物中蛇孢假壳素A(ophiobolin A)是从芝麻枯病菌中分离出的第一个二倍半萜成分。

该物质示有阻止白藓菌、毛滴虫菌等生长发育的作用19171513119753246812142120181622242310OOOHCOHHHHH251n呋喃海绵素-3(furanospongin-3)是从海绵动物中得到的含呋喃环的链状二倍半萜OCOOHCOOCH3第三节萜类化合物的理化性质一、萜类化合物的物理性质1、性状 单萜和倍半萜类多为具有特殊香气的油状液体,在常温下可以挥发,或为低熔点的固体单萜的沸点比倍半萜低,并且单萜和倍半萜随分子量和双键的单萜的沸点比倍半萜低,并且单萜和倍半萜随分子量和双键的增加,功能基的增多,化合物的挥发性降低,熔点和沸点相应增高增加,功能基的增多,化合物的挥发性降低,熔点和沸点相应增高二萜和二倍半萜多为结晶性固体2、味 萜类化合物多具有苦味,有的味极苦,所以萜类化合物又称苦味素但有的萜类化合物具有强的甜味,如二萜多糖苷 甜菊苷的甜味是蔗糖的300倍3、旋光性 大多数萜类具有不对称碳原子,具有旋光性,多有异构体存在4、溶解度n萜类化合物亲脂性强,易溶于醇及脂溶性有机溶剂,难溶于水随着含氧功能团的增加或具有苷的萜类,则水溶性增加5、稳定性n萜类化合物对高热、光和酸碱较为敏感,或氧化,或重排,引起结构的改变。

在提取分离时,应慎重考虑二、挥发油的物理性质(一)性状 1.颜色多数无色或淡黄色,少数具有其他颜色 2.气味多为香气,少数特殊气味 3.形态常温透明液体,有的低温冷却时析出析脑 如:薄荷脑,樟脑,龙脑 4.挥发性常温下挥发,个别成分可以升华(樟脑)与脂肪油区别与脂肪油区别1色:无色色:无色或微带淡或微带淡黄色,少黄色,少数具有其数具有其它颜色它颜色形态:常形态:常温液态,温液态,有的在冷有的在冷却时可能却时可能结晶(脑结晶(脑)2气味:具气味:具有特殊气有特殊气味,呈中味,呈中性或酸性性或酸性4挥发性:与脂挥发性:与脂肪油的本质区肪油的本质区别!别!各别成分可以各别成分可以升华(樟脑)升华(樟脑)3(二)溶解度:不溶于水,易溶于亲脂性有机溶剂,如:石油醚、乙醚、二硫化碳、油脂三)物理常数 1.沸点:70300 2.相对密度:多比重小于1,个别大于1 3.光学活性:均具光学活性 4.折光率:具有强烈折光性(四)稳定性 稳定性:常与空气、光线接触会逐渐氧化变质(树脂状物,不挥发)d,颜色,保存?挥发油应装入棕色瓶内低温保存挥发油应装入棕色瓶内低温保存溶解度溶解度难溶于水而易溶于亲脂性有机溶剂,在高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浓度乙醇中全溶,在低浓度乙醇中只能溶解部分。

解部分物理常数物理常数多数比重小于多数比重小于1,个别大于,个别大于1沸点在70300之间均具有光学活性,且具有强之间均具有光学活性,且具有强烈的折光性烈的折光性稳定性稳定性挥发油经常与空气、光线接触会逐渐氧化挥发油经常与空气、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度增大,颜色变深,因此挥发油应装入棕色瓶内低温保存色瓶内低温保存溶解度溶解度难溶于水而易溶于亲脂性有机溶剂,在高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浓度乙醇中全溶,在低浓度乙醇中只能溶解部分三、萜类化合物的化学性质 加成反应n含有双键和醛、酮等羰基的萜类化合物,可与某些试剂发生加成反应,其产物往往是结晶性的n可借助加成产物完好的晶型,用于萜类的分离与纯化可借助加成产物完好的晶型,用于萜类的分离与纯化1.双键加成反应(1)与卤化氢加成反应:柠檬烯与氯化氢在冰醋酸中进行加成反应,反应完毕加入冰水即析出柠檬烯二氢氯化物的结晶固体柠檬烯二氢氯化物ClCl冰醋酸 +2HCl柠檬烯(2)与溴加成反应:萜类成分的双键在冰醋酸或乙醚与乙醇的混合溶液中与溴发生加成反应,在冰冷却下,滤取析出的结晶性加成物。

BrBr+Br22.羰基加成反应(1)与亚硫酸氢钠加成:含羰基的萜类化合物可与亚硫酸氢钠发生加成反应,生成结晶性加成物,加酸或加碱又可使其分解此性质可用于分离2)与吉拉德试剂加成:吉拉德(Girard)试剂是一类带有季铵基团的酰肼,常用的Girard T和Girard P,它们的结构式为:CH3 CH2CONH2NHCH3 CH3 N+NNH NH2COCH2吉拉德试剂T 吉拉德试剂P n将吉拉德试剂的乙醇溶液加入含羰基的萜类化合物中,再加入10%醋酸促进反应,加热回流反应完毕后加水稀释,分取水层,加酸酸化,再用乙醚萃取,蒸去乙醚后复得原羰基化合物X+RCRNNH CO CH2N-X+RCOR+-XNCH2CONHRCRCH3 NCH3 CH3+-X+H2NCH2CONHNH2NCH2CONHCH3 N CH3 CH3 RCOR10%HAc,回流水稀释,酸化,乙醚 NCH2CORCRNNH NCH2CONHH2NRCRO乙醚水层(羰基物质)(吉拉德试剂P)分离含有羰基的萜类化合物常采用吉拉德试剂,使亲脂性的羰基转变为亲水性的加成物而分离第四节 萜类化合物的提取分离一、挥发油的提取水蒸气蒸馏法(药典方法)水蒸气蒸馏法(药典方法)油脂吸附法(贵重的挥发油)油脂吸附法(贵重的挥发油)溶剂萃取法溶剂萃取法超临界流体萃取法超临界流体萃取法冷压法(含挥发油含量较多时用)冷压法(含挥发油含量较多时用)(一一)水蒸气馏法水蒸气馏法(药典方法)(药典方法)优点优点:设备简单,操作容易,成本低、产设备简单,操作容易,成本低、产量大、挥发油的回收率较高等。

量大、挥发油的回收率较高等缺点缺点:温度过高温度过高,易使成分发生变化,失易使成分发生变化,失去固有的香气去固有的香气二二)油脂吸收法油脂吸收法 该方法是利用油脂能够吸收挥发油的性质对挥发油进行提取的方法,一般用来提取贵重的挥发油,又可以分为冷吸收法和温浸吸收法冷吸收法冷吸收法-香脂香脂 温浸吸收法温浸吸收法(三三)溶剂萃取法溶剂萃取法 用石油醚(3060)等有机溶剂采用回流法或冷浸法进行浸提,减压蒸去溶剂得浸膏,浸膏再采用热乙醇溶解,冷却过滤,回收乙醇后得“净油”四)超临界流体萃取(四)超临界流体萃取(SCFE)处于高于临界压力、临界温度条件下的物质具有特殊的物理处于高于临界压力、临界温度条件下的物质具有特殊的物理性质,被称做超临界流体(性质,被称做超临界流体(Supercritical Fluid Supercritical Fluid 简称简称SCFSCF)如:如:COCO2 2在处于其临界温度在处于其临界温度Tc=31.26Tc=31.26和临界压力:和临界压力:Pc=7.2MPaPc=7.2MPa以上时,该流体即处于超临界状态以上时,该流体即处于超临界状态处于临界温度和临界压力以上的流体处于临界温度和临界压力以上的流体,具有独特的物理化学具有独特的物理化学性质性质,兼具气体和液体的优点。

兼具气体和液体的优点超临界流体既具有超临界流体既具有气体的低粘度和高扩散系数气体的低粘度和高扩散系数,又具有又具有液体的高密度液体的高密度,因而具有很好的,因而具有很好的传质、传热传质、传热和渗透性能和渗透性能,使其滲透速度比液体快且同時具有类,使其滲透速度比液体快且同時具有类似气体之扩散性及液体之溶解能力,对许多物质有似气体之扩散性及液体之溶解能力,对许多物质有很强的溶解能力很强的溶解能力超临界萃取的特点超临界萃取的特点1、超临界萃取可以在接近室温、超临界萃取可以在接近室温(3540)及及CO2气体笼罩下进行提取,有效地防止了气体笼罩下进行提取,有效地防止了热敏性热敏性物质物质的氧化和逸散因此,在萃取物中保持着药的氧化和逸散因此,在萃取物中保持着药用植物的有效成分,而且能把高沸点、低挥发性、用植物的有效成分,而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来;易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来;2、使用、使用SFE是最干净的提取方法,由于全过程是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留的溶剂物质,不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留的溶剂物质,从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染,保证了环境的污染,保证了100%的纯天然性的纯天然性;3、萃取和分离合二为一,当饱和的溶解物的、萃取和分离合二为一,当饱和的溶解物的CO2流体进入分离器时,由于压力的下降或温度的变流体进入分离器时,由于压力的下降或温度的变化,使得化,使得CO2与萃取物迅速成为两相(气液分离)与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开,不仅萃取的效率高而且能耗较少,而立即分开,不仅萃取的效率高而且能耗较少,提高了提高了生产效率生产效率也降低了费用成本;也降低了费用成本;4、CO2是一种不活泼的气体,萃取过程中不发生化是一种不活泼的气体,萃取过程中不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒、学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒、安全性安全性非常好;非常好;5、CO2气体价格便宜,纯度高,容易制取,且在生气体价格便宜,纯度高,容易制取,且在生产中可以重复循环使用,从而有效地产中可以重复循环使用,从而有效地降低了成本降低了成本;6、压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数,、压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数,通过改变温度和压力达到萃取的目的,压力固定通过改变温度和压力达到萃取的目的,压力固定通过改变温度也同样可以将物质分离开来;反之,通过改变温度也同样可以将物质分离开来;反之,将温度固定,通过降低压力使萃取物分离,因此将温度固定,通过降低压力使萃取物分离,因此工艺简单工艺简单容易掌握,而且萃取的速度快。

容易掌握,而且萃取的速度快五五)冷压法冷压法(含挥发油含量较多时用含挥发油含量较多时用)优点优点:可保持原有香味可保持原有香味 缺点缺点:可能溶出原料中的不挥发性物质可能溶出原料中的不挥发性物质如柠檬油常溶出原料中的叶绿素而呈绿色如柠檬油常溶出原料中的叶绿素而呈绿色n非苷形式的萜类化合物具有较强的亲脂性,一般用有机溶剂提取,或甲醇或乙醇提取后,再用亲脂性有机溶剂萃取n含苷类成分时,则要避免接触酸,以防在提取过程中发生水解,而且应按提取苷类成分的常法事先破坏酶的活性二、萜类的提取(一)溶剂提取法n1.苷类化合物的提取:用甲醇或乙醇为溶剂进行提取,经减压浓缩后转溶于水中,滤除水不溶性杂质,继用乙醚或石油醚萃取,除去残留的树脂类等脂溶性杂质,水液再用正丁醇萃取,减压回收正丁醇后即得粗总苷n2.非苷类化合物的提取:用甲醇或乙醇为溶剂进行提取,减压回收醇液至无醇味,残留液再用乙酸乙酯萃取,回收溶剂得总萜类提取物;或用不同极性的有机溶剂按极性递增的方法依次分别萃取,得不同极性的萜类提取物,再行分离二)碱提取酸沉淀法-于内酯类n利用内酯化合物在热碱液中,开环成盐而溶于水中,酸化后又闭环,析出原内酯化合物的特性来提取倍半萜类内酯化合物。

但是当用酸、碱处理时,可能引起构型的改变,应加以注意。

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