导图社区 萜类和挥发油
中药化学萜类和挥发油,主要包括两类化合物的概述,理化性质,提取分离等内容。比较详细适用于预习,复习,以及考研
编辑于2022-05-05 09:38:18线粒体通透性转换(mPT)是一种突然导致低分子量溶质(分子量高达 1,500)穿过通常不可渗透的线粒体内膜的现象。mPT 由线粒体通透性转换孔(mPTP)介导,mPTP 是在内膜和外膜界面组装的超分子实体。mPTP 是位于线粒体内膜上由多种蛋白共同组成的、具有非特异性、电压依赖性的复合物孔道。它的分子组成目前尚不清楚。但普遍认为是由基质的亲环蛋白D(cyclophilin,CyP-D)、内膜的腺嘌呤核苷酸转位酶(adeninenucleotide translocase,ANT)、外膜的电压依赖性离子通道(voltage-dependent anion channel,VDAC)等共同组成。
组会汇报或者其他汇报,基本上的步骤都是:①罗列背景情景;②当下的冲突有哪些(为什么要做这个工作?有什么工作是别人没解决的?不解决会怎样?)③问题有什么(目前主要做了什么工作,做的过程出现了什么问题?)④分析问题,找出答案
SOP是Standarded Operating Procedure:标准操作流程,通过把重复性的工作进行细化和拆解,固定成一套流程程序,每天有的放矢,这样就可以拜托低效的忙碌,将主要的时间和精力用在关键任务上,节约时间。
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线粒体通透性转换(mPT)是一种突然导致低分子量溶质(分子量高达 1,500)穿过通常不可渗透的线粒体内膜的现象。mPT 由线粒体通透性转换孔(mPTP)介导,mPTP 是在内膜和外膜界面组装的超分子实体。mPTP 是位于线粒体内膜上由多种蛋白共同组成的、具有非特异性、电压依赖性的复合物孔道。它的分子组成目前尚不清楚。但普遍认为是由基质的亲环蛋白D(cyclophilin,CyP-D)、内膜的腺嘌呤核苷酸转位酶(adeninenucleotide translocase,ANT)、外膜的电压依赖性离子通道(voltage-dependent anion channel,VDAC)等共同组成。
组会汇报或者其他汇报,基本上的步骤都是:①罗列背景情景;②当下的冲突有哪些(为什么要做这个工作?有什么工作是别人没解决的?不解决会怎样?)③问题有什么(目前主要做了什么工作,做的过程出现了什么问题?)④分析问题,找出答案
SOP是Standarded Operating Procedure:标准操作流程,通过把重复性的工作进行细化和拆解,固定成一套流程程序,每天有的放矢,这样就可以拜托低效的忙碌,将主要的时间和精力用在关键任务上,节约时间。
萜类
概述
含义:凡由甲戊二羟酸衍生,基本碳架多具2个或2个以上异戊二烯单位(C5单位)结构特征,且分子式符合(C5H8)n通式的化合物及其衍生物均称为萜类化合物。
特点:骨架庞杂,种类繁多,数量巨大,结构千变万化,生物活性广泛。
生源途径
经验异戊二烯法则
活性异戊二烯法则:一类由甲戊二羟酸(MVA)衍生而成,且分子式符合(C5H8)n通式的衍生物
分布:分布极为广泛。尤其在裸子植物及被子植物中萜类化合物分布更为普遍,种类及数量更多
生物活性
降血压活性:闹氧化毒素III(四环二萜)
抑制血小板凝集、扩张冠状动脉:银杏内酯(二萜)
雄性抗生育活性:棉酚(双环倍半萜)、16-羟基雷公藤内酯醇(三环二萜)
引产作用:芫花酯甲、芫花酯乙(三环二萜)
抗菌痢和抗钩端螺旋体活性:穿心莲内酯(环状二萜)
抗结核杆菌活性:鸡蛋花苷(环烯醚萜)
泻下作用:栀子苷(环烯醚萜苷)
抗疟活性:青蒿素(半环倍半萜)、鹰爪甲素(半环倍半萜)
对血吸虫的驱逐和灭杀活性:山道年(倍半萜)
抗肿瘤活性:紫杉醇(二萜)、冬凌草甲素(二萜)、雷公藤甲素(三环二萜)
结构特点与分类
单萜
由10个碳原子即2个异戊二烯单位构成,多是挥发油的组成成分(单萜类不具随水蒸气蒸馏的性质)
多具有较强的香气和生物活性,是医药、食品及化妆品工业的重要原料。
生源途径:单萜类化合物以焦磷酸异戊烯酯IPP为起始合成原料,经系列生化反应衍生而得到。
分类
链状单萜
结构骨架主要有月硅烷型和艾蒿烷型
常见结构有:香叶醇、香茅醇、橙花醇
环状单萜
单环单萜
主要骨架有对-薄荷烷型、环香叶烷型和卓酚酮类
常见结构有:桉油精、薄荷醇、胡椒酮
双环单萜
主要结构骨架有
常见结构有:龙脑、樟脑、芍药苷
三环单萜
环烯醚萜
来源:为臭蚁二醛的缩醛衍生物。
分布:玄参科、茜草科、唇形科及龙胆科
多具半缩醛及环戊烷环结构特点,其半缩醛C1-OH性质不稳定
根据是否裂环分为:环烯醚萜苷和裂环环烯醚萜苷
中药玄参、地黄等制过后变黑,就是由于这类成分起的作用
变形单萜(卓酚酮类)
是一类变形的单萜,其碳架不符合异戊二烯定则
具有芳香化合物的性质,显酸性,酸性介于酚类和羧酸之间,即酚<卓酚酮<羧酸。
能与多种金属离子形成络合物结晶体,并显示不同颜色,可用于鉴别。如:铜络合物→为绿色结晶,铁络合物→为赤红色结晶。
倍半萜
生源上的前体均为焦磷酸金合欢酯,是挥发油高沸程部分的主要组成成分。
分为
链状倍半萜
环状倍半萜如青蒿素
薁类衍生物
由五元环和七元环骈和而成的芳烃衍生物
具有芳香性
沸点较高,一般在250-300 ℃
不溶于水,可溶于有机溶剂和强酸,加水稀释又可析出,故可用 60%-65%硫酸或磷酸提取
与苦味酸或三硝基苯试剂产生 π络合物结晶,此结晶熔点敏锐,可用于鉴定。
多具抑菌、抗肿瘤、杀虫等活性。
二萜
生源上的前体均为焦磷酸香叶基香叶酯( GGPP)
是植物乳汁、树脂(松柏科)的主要组成成分
常见结构有:穿心莲内酯、芫花酯、雷公藤内酯、紫杉醇等
二倍半萜
理化性质
物理性质
性状
单萜、倍半萜多具特殊香气的油状液体或低熔点的固体,常温可挥发
二萜和二倍半萜多为结晶性固体
形态
沸点
单萜<倍半萜
分子量、双键的增加——挥发性降低,熔点和沸点增高
用分馏法进行分离
多具苦味(萜类又称苦味素)
旋光性:旋光性和折光性多——有不对称碳原子,多具光学活性和异构体
溶解度
萜类亲脂性强——易溶醇及脂溶性有机溶剂
溶解性与含氧基团和结构中的特殊结构有关
具内酯结构的萜类——溶于碱水,酸化析出(用于分离纯化)
化学性质
加成反应
双键加成反应
加成产物通常具有结晶性: ——识别双键的存在及不饱和度 ——分离纯化
与卤化氢加成反应
萜类化合物中的双键能与氢卤酸,如氢碘酸或氯化氢在冰乙酸溶液中反应,置于冰水中会析出结晶性加成产物
与亚硝酰氯反应
与Tilden试剂反应生成亚硝基氯化物
用于不饱和萜类成分的分离鉴定
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,在冰冷却下,滤取析出的结晶性加成物
Diels-Alder反应
初步鉴定具有共轭双键的萜类化合物
羰基加成反应
与亚硫酸氢钠加成反应
生成结晶形加成物,复加酸或碱使其分解,生成原来的反应物,可用于分离
注意:时间过长或温度过高,有可能使双键形成不可逆的亚硫酸氢钠加成物
与吉拉德试剂加成反应
吉拉德试剂:季铵型氨基乙酰肼类,常用的Girard T和Girard P
用于醛酮类成分的分离
与硝基苯肼加成
含羰基的萜类化合物可与对硝基苯肼或2,4-二硝基苯肼在磷酸中发生加成反应
氧化反应
不同氧化剂在不同的条件下可以将萜类成分中各种基团氧化,生成各种不同的氧化产物
常用的氧化剂有臭氧、铬酐(三氧化铬)、四醋酸铅、高锰酸钾和二氧化砷等,其中臭氧的应用最为广泛
臭氧:可用来测定分子中双键的位置
铬酐:几乎与所有可氧化的基团作用
高锰酸钾:强氧化剂,可使环断裂而氧化成羧酸
二氧化砷:较专一的氧化羰基的α-甲基或亚甲基,以及羰基双键旁的α-亚甲基
萜类对光、热、酸、碱较敏感,常时间接触,会引起其氧化、重排及聚合而导致结构变化。
检识
理化检识
卓酚酮检识
三氯化铁反应
1%FeCl3可与其反应生成赤红色络合物
硫酸铜反应
稀硫酸铜溶液+卓酚酮→绿色结晶
环烯醚萜类检识
Weiggering反应
Shear反应
吡喃衍生物反应
Shear试剂:浓HCl—苯肼(1:15)
阳性结果:产生特有的颜色,如车野草苷产生黄色,继变为棕色,最后转为深绿色
其他显色反应
Trim-Hill试剂(乙酸10ml、0.2%硫酸铜1ml、浓硫酸0.5ml)与许多环烯醚萜苷类显不同颜色
薁类检识
Sabety反应
5%溴的氯仿溶液→蓝紫色或绿色
Ehrlich反应
对-二甲氨基苯甲醛浓硫酸→紫色或红色
色谱检识
分离萜类化合物的薄层吸附剂多为硅胶、氧化铝及此二种吸附剂与硝酸银组成的络合吸附剂
展开剂多为石油醚(30~60℃)、乙烷、苯,分别加入不同比例的乙酸乙酯或乙醚,极性大的萜醇或萜酸类可加入氯仿或甲酸、乙酸展开剂分离
除上述卓酚酮类、环烯醚萜类及薁类等特殊萜类化合物外,其他萜类化合物经薄层展开后,可用通用显色剂或醛酮类显色剂反应方可显色
常用显色剂
通用显色剂
硫酸:喷洒试剂后在空气中干燥15min,随后在110℃加热至出现颜色或荧光
香兰素—浓硫酸:在室温喷洒后放置,颜色有浅棕、紫蓝或紫红色,在120℃加热后均转为蓝色
茴香醛—浓硫酸:喷洒后100~105℃加热至颜色深度最大。薄层显色后在水蒸气上熏蒸,可消除其桃红色背景。对萜醇类比氯化锑试剂更灵敏,根据化合物的不同可出现紫蓝,紫红,蓝,灰或绿色之类的颜色和其母体醇相同
五氯化锑:喷洒后在120℃加热直到颜色出现在加热前后,要在日光下检查萜醇,可出现由灰到紫蓝色加热后转为棕色,而其他醇类则只在加热后才能转为棕色。亦可置紫外灯下检测,显出棕色荧光,作为薄层显色剂,是在喷24—二硝基苯肼后仍可使用此试剂。
碘蒸气:将已展开的薄层板放入装有碘结晶的密闭玻璃缸中,5分钟后有很多有机物都会呈棕色
磷钼酸:喷散后在120℃加热至颜色出现(蓝灰色),对醇类的灵敏度可达0.05~1μg,但并不是醇的专一试剂,在氨蒸汽上熏后可消除黄色背景。
专属显色剂
2,4—二硝基苯肼:用于检识醛和酮类化合物。喷洒后无环的醛和酮呈黄色,环状羰基化合物则呈橙红色。
邻联茴香胺:用于检识醛和酮类化合物在室温下喷洒后,醛类呈黄到棕色,加热后颜色变深,而背景颜色也变深。
提取分离
提取
提取操作的注意事项
(1)预处理:根据实验目的,充分利用酶的活性
(2)提取溶剂的选择:
苷——极性溶剂
非苷——非极性溶剂
有机溶剂法
含油脂、叶绿素较多的中药材(石油醚脱脂,有机溶剂提取)
萜苷类(水、醇等提取)
酸溶碱沉:萜内酯类
注意事项:萜类化合物对高热、光和酸碱较为敏感,或氧化、重排,引起结构的改变。在提取分离或氧化铝柱层析分离时,应慎重考虑。
水蒸气蒸馏法:挥发性
碱提酸沉法
吸附法
活性炭吸附法
大孔树脂吸附法
分离
结晶法分离
如薄荷醇、樟脑
柱层析法分离
常用吸附剂:硅胶、中性氧化铝
洗脱剂极性由小到大进行洗脱
硝酸银络合柱色谱
利用特殊官能团进行分离
萜类化合物中常见的官能团为双键、羰基、内酯环、羧基、碱性氮原子(萜类生物碱)以及羟基等,可针对性的采用特征性反应,使具有相应官能团萜的溶解性发生改变,以固体析出或液体转溶的形式从总萜中分离
双键时萜类化合物多具有的官能团,其加成物可使液态单萜烯以结晶形式析出,具有一定的分离精制意义
挥发油
概述
含义:挥发油是一类具有芳香气味的油状液体的总称。也称精油
分布:挥发油在植物来源的中药中分布很广。一般存在于植物的分泌细胞、腺毛、油室或树脂道等各种组织器官等
生物活性:止咳平喘、祛痰、消炎、驱风、健胃、解痉、抗癌、利尿、降压、强心等
组成
萜类:主要是单萜、倍半萜和他们的含氧衍生物,而且含氧衍生物多半是生物活性较强或具有芳香气味的主要成分
芳香族成分
在油中所占比例次于萜类
多数使小分子苯丙素衍生物
小分子脂肪族成分:醛、酸、醇、烃,含量呵呵作用一般不如萜类和芳香族化合物
其他成分:如液体生物碱
理化性质
性状
颜色:无色或淡黄色,有些挥发油含有薁类成分,或溶有色素,而显特殊颜色
形态:常温下为透明液体。低温放置其主要成分可能“析脑”
气味:大多为香味,有辛辣烧灼的感觉,呈中性或酸性,鱼腥草挥发油具有不愉快的臭味
溶解度:亲脂性的物质,可溶于高浓度乙醇,易溶于乙醚、二硫化碳、石油醚等亲脂性的有机溶剂
稳定性:易氧化变质,一般保存在棕色瓶内,装满,低温密塞。
挥发性:常温下具有挥发性,可随水蒸气蒸馏,不留永久性油斑,区别于脂肪油
物理常数
相对密度:多数挥发油比水轻,习称“轻油”,一般在0.850~1.065之间
折光性:较强的折光性,折光率在1.43~1.61之间
旋光性:绝大多数具有旋光性
沸点:70~300℃之间
提取分离
提取
水蒸气蒸馏法:通法
优点:设备简单,容易操作成本低,折光率高
缺点:热不稳定性成分的提取不用此法
溶剂提取法(通法)
提取方式:连续回流、冷浸或渗漉
常用的有机溶剂:戊烷、石油醚(30~60℃)、二硫化碳、四氯化碳等
除杂时加入乙醇,冷置,过滤不溶物,回收乙醇,得挥发油
吸收法
冷吸收法
提取贵重的挥发油:玫瑰油、茉莉花油等
温浸吸收法
原料浸于油脂中,50~60℃条件下低温加热
吸收挥发油后的油脂可直接供香料工业用,也可加入无水乙醇共搅,醇溶液减压蒸去EtOH即得精油
冷压法
含挥发油量较多时用,新鲜药材
优点:保持挥发油原有的新鲜香味
缺点:产品不纯,收率较低
CO2超临界萃取法
具有防止氧化热解及提高品质的优点
缺点:技术要求高,成本高
分离
冷冻析出结晶法:对于含量相对较高的成分,可采用此法
分馏法
利用挥发油组分的沸点差异分离的方法
沸点规律
分子量越大,沸点越高;倍半萜>单萜
化合物极性越大,沸点越高;含氧萜>萜烃
含氧萜中,酸>酯>醇>醛>酮>醚
双键越多,沸点越高,三烯>二烯>一烯
反式>顺式
化学方法
碱性成分的分离
酸、酚性成分的分离
醇类成分的分离
醛酮
色谱法
吸附柱色谱
样品用适量的石油醚溶解
洗脱剂:石油醚(低沸点30~60℃);乙酸乙酯
硝酸银柱层析或TLC
原理:挥发油成分中的双键与硝酸银形成π络合物,根据它形成的难易程度和稳定性的差别而得到层析分离
吸附规律
双键越多,吸附能力越强,Rf值越小
双肩位置:链端>链中,环外>环内
双键的顺反关系:顺式>反式(注:链端>顺式)
无双键的化合物,极性大的吸附力强
检识
一般检查:油斑试验——鉴别挥发油与脂肪油
理化捡识
物理常数的测定:相对密度、比旋度、折光率和凝固点等
化学常数的测定
酸值:代表挥发油中游离羧酸的酚类成分的含量。以中和 1g 挥发油中游离酸性成分所消耗氢氧化钾的毫克数表示。
酯值:代表挥发油中所含游离酯类成分含量的指标。用水解 1g 挥发油中所含酯类成分所需要的氢氧化钾毫克数表示。
皂化值: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。是以中和并皂化 1g 挥发油含有的游离酸性成分与酯类所需要氢氧化钾的毫克数表示。实际上等于酸值和酯值之和。
官能团鉴别
羰基化合物
醛类:银镜反应
酮类:2,4- 二硝基苯肼
酚类:三氯化铁的乙醇溶液——蓝、蓝紫、绿
内酯类化合物:挥发油/吡啶+亚硝酰铁氰化纳试剂+NaOH液——显红色并逐渐消失(α,β—不饱和内酯类化合物)
不饱和化合物和薁类衍生物
Br2/CHCl3——红色褪去(不饱和化合物)
继续滴加Br2/CHCl3——蓝、紫、绿色(薁类衍生物)
色谱检识
薄层色谱
吸附剂多采用硅胶G或II—III级中性氧化铝
非含氧烃类:展开剂常用石油醚(或正己烷)
含氧烃类:石油醚(或正己烷)——乙酸乙酯(85:15)
显色剂的种类可依不同检识目的和目标物而定
气相色谱
主要解决挥发油中已知成份的鉴定:已知成分的对照品与待测挥发油在同一色谱条件下,进行相对保留值对着测定
广泛用于挥发油的定性定量分析。
气相色谱—质谱( GC-MS): 对于挥发油许多未知成分,又无对照品作对照时选用此项技术,可大大提高挥发油分析和鉴定的速度和研究水平