單萜
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monoterpenoids
萜類化合物之一種。通常指由二分子異戊二烯聚合而成的萜類化合物及其含氧的和飽和程度不等的衍生物。單萜按分子的基本碳骨架分為:無環(huán)單萜、單環(huán)單萜、雙環(huán)單萜及三環(huán)單萜四大類。除三環(huán)單萜天然成分?jǐn)?shù)目較少外,其他三類均有許多天然成分存在,主要存在于各種揮發(fā)油中。
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桂葉烯 |
單萜類(monoterpenes) 單萜類化合物有直鏈型、單環(huán)型、雙環(huán)型三種類型。廣泛分布于高等植物的腺體、油室和樹脂道等分泌組織中。單萜類的含氧衍生物(醇類、醛類、酮類)具有較強(qiáng)的香氣和生物活性,是醫(yī)藥、食品和化妝品工業(yè)的重要原料,常用作芳香劑、防腐劑、矯味劑、消毒劑及皮膚刺激劑。如樟腦有局部刺激作用和防腐作用,斑蝥素可作為皮膚發(fā)赤、發(fā)泡劑,其半合成產(chǎn)物N-羥基斑蝥胺(N-hydroxycantharidimide)具有抗癌活性。
單萜類化合物廣泛存在于高等植物中的分泌組織里,多數(shù)是揮發(fā)油中沸點(diǎn)較低部分的主要組成部分,其含氧衍生物沸點(diǎn)較高,多數(shù)具有較強(qiáng)的香氣和生理活性,是醫(yī)藥、儀器和化妝品工業(yè)的重要原料,有些成苷后則不具揮發(fā)性。
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單萜類-結(jié)構(gòu)類型
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單萜類 |
根據(jù)單萜分子中碳環(huán)的數(shù)目分:(1)無環(huán)(鏈狀)單萜,其代表物有月桂烯、香橙醇和檸檬醛。
(2)單環(huán)單萜
單環(huán)單萜是由鏈狀單萜環(huán)合作用衍變而來,由于環(huán)合方式不同,產(chǎn)生不同的結(jié)構(gòu)類型,比較重要的代表物有:薄荷酮、薄荷醇,其中酚酮型是單環(huán)單萜的一種變形結(jié)構(gòu)類型,其碳架不符合異戊二烯規(guī)則,其分子中有1個(gè)七元芳環(huán)的基本結(jié)構(gòu),由于酮基的存在使七元環(huán)顯示一定的芳香性,如扁柏素。
酚酮類分子中的酚羥基,由于鄰位吸電子基團(tuán)的存在而顯有較強(qiáng)的酸性,其酸性比一般酚類強(qiáng),但弱于羧酸,它是揮發(fā)油的酸性部分,酚酮類常與某些金屬離子發(fā)生具有鮮明色調(diào)的顏色反應(yīng)(如Fe3+、Cu2+等),所以常用
這些反應(yīng)來鑒別酚酮類化合物。
(3)雙環(huán)單萜:雙環(huán)單萜的結(jié)構(gòu)類型較多。其中以蒎烷型和坎烷型最穩(wěn)定。
1. 蒎烷型:比較重要的化合物如芍藥苷,是中藥芍藥和牡丹中的有效成分。
2. 莰烷型:多以含氧衍生物存在。如:樟腦、龍腦。
a.樟腦:樟腦(camphor)是最重要的萜酮之一,它在自然界中的分布不太廣泛,主要存在于樟樹的揮發(fā)油中。樟腦是重要的醫(yī)藥工業(yè)原料,我國(guó)產(chǎn)的天然樟腦產(chǎn)量占世界第一位。樟腦在醫(yī)藥上主要作刺激劑和強(qiáng)心劑,其強(qiáng)心作用是由于在人體內(nèi)被氧化成π-氧化樟腦和對(duì)-氧化樟腦而導(dǎo)致的。
b.龍腦(borneol):俗稱冰片,又稱樟醇,是樟腦的還原產(chǎn)物,其右旋體存在于龍腦香樹的揮發(fā)油中及其他多種揮發(fā)油中。一般以游離狀態(tài)或結(jié)合成酯的形式存在。左旋體存在艾納香的葉子和野菊花的花蕾揮發(fā)油中。
龍腦是白色片狀結(jié)晶,具有似胡椒又似薄荷的香氣,有升華性,mp204~208℃,[α]D20+37.7°(乙醇)和-37.3°(乙醇)。合成品為外消旋混合物。冰片不但有發(fā)汗、興奮、鎮(zhèn)痙和防止腐蝕等作用,還有顯著的抗氧功能,它與蘇合香脂配合制成蘇冰滴丸代替冠心蘇合丸,用于治療冠心病心絞痛療效一致。
3. 單萜化合物的提取分離。
環(huán)烯醚萜及其苷
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香橙醇結(jié)構(gòu) |
1. 概述
環(huán)烯醚萜是一類特殊的單萜。最早是由伊蟻的分泌物中得到的,曾稱為伊蟻內(nèi)酯,是從動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)抗生素?,F(xiàn)今已從許多植物中分出多種環(huán)烯醚萜類化合物,而且它們具有多種多樣的生理活性。
2. 結(jié)構(gòu)類型
次開發(fā) 環(huán)烯醚萜類的衍生物數(shù)目較多,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:(1)C1位多數(shù)存在官能團(tuán),可能是羥基、甲氧基或酮基;而C1-OH很活潑,易與糖結(jié)合成苷。(2)C3、C4位大多有雙鍵,C4-甲基易氧化成-CH2OH、-CH2OR、-COOH、-COOR等。(3)分子中的環(huán)戊烷部分呈現(xiàn)不同的氧化狀態(tài)。
環(huán)烯醚萜類化合物主要分為環(huán)烯醚萜及其苷和裂環(huán)環(huán)烯醚萜及其苷兩大類。
(1)環(huán)烯醚萜及其苷:根據(jù)環(huán)烯醚萜結(jié)構(gòu)中的C4位上有無取代基,又可分為兩類型。
a.4-位無取代的環(huán)烯醚萜及其苷。重要的代表物有梓醇和梓苷。二者均為中藥地黃中降血糖的有效成分。
b.4-位有取代的環(huán)烯醚萜及其苷。重要的代表物有山梔苷、梔子苷。
(2)裂環(huán)環(huán)烯醚萜及其苷:裂環(huán)環(huán)烯醚萜是環(huán)烯在C7、C8處開環(huán)衍變而來,如中藥龍膽草中的龍膽苦苷,味極
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香茅醇 |
苦,是苦味成分。如龍膽苦苷。
3. 理化性質(zhì)
(1)性狀
簡(jiǎn)單的環(huán)烯醚類化合物一般為液體或低熔點(diǎn)固體,成苷后為白色結(jié)晶或無定形具吸濕性的粉末,此類化合物一般均味苦,是中草藥中顯苦味的成分之一,分子中有手性C,故都具有旋光性。
(2)溶解度
此類化合物總的來說偏于親水性,大多數(shù)易溶于乙醇、丙酮、正丁醇,難溶于氯仿、苯、石油醚等親脂性有機(jī)溶劑。
(3)顯色反應(yīng)及檢識(shí)
此類化合物對(duì)酸很敏感,苷鍵容易被酸水解斷裂,產(chǎn)生的苷元因具有半縮醛結(jié)構(gòu),性質(zhì)活潑,容易進(jìn)一步發(fā)生聚合等反應(yīng),故水解后不但難以得到原苷的苷元,而且還隨水解條件不同而產(chǎn)生不同顏色的沉淀。因此,可以利用酸水解反應(yīng)檢查植物中環(huán)烯醚萜苷的存在。一般植物組織易變黑者常??勺鳛樘峁┉h(huán)烯醚萜苷存在的線索。
環(huán)烯醚萜苷由于苷元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),還能與一些試劑發(fā)生顏色反應(yīng),也可作為該類成分的定性檢識(shí)方法,例如:京尼平與氨基酸在加熱條件下反應(yīng)所形成的藍(lán)紫色沉淀,它與皮膚接觸也能使皮膚染成藍(lán)紫色;將樣品溶于冰乙酸,加入少量銅離子并加熱,則產(chǎn)生藍(lán)色反應(yīng);Shear試劑(濃鹽酸1體積與苯胺15體積的混合液)與哌喃衍生物 常產(chǎn)生特殊的顏色反應(yīng),如車葉草與Shear試劑反應(yīng),產(chǎn)生黃色然后變?yōu)樽厣?,最后轉(zhuǎn)為深綠色。
4. 提取分離
環(huán)烯醚萜苷的提取,一般采用溶劑法,提取時(shí)常在植物材料中拌入碳酸鈣或氫氧化鋇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、乙酸乙酯等作為提取溶劑??刹捎美錆B液法和熱回流提取法。
在同一植物中,往往含有多種結(jié)構(gòu)相似的環(huán)烯醚萜苷,欲進(jìn)一步分離單一成分,可采用硅膠、氧化鋁等制備性薄層或柱色譜柱進(jìn)行分離,目前高效液相色譜也已廣泛應(yīng)用于環(huán)烯醚萜苷的分離,有時(shí)還需要制成衍生物,如乙酰化合物才能達(dá)到有效的分離。
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