一.萜類的定義和分類:
萜類化合物為一類有甲戊二羥酸衍生而成,基本碳架多具有2個火2個以上異戊二羥酸結構特征的化合物。
分類:
名稱 |
碳原子數 |
通式(C5H8)n |
半萜 |
5 |
n=1 |
單萜 |
10 |
n=2 |
倍半萜 |
15 |
n=3 |
二萜 |
20 |
n=4 |
二倍半萜 |
25 |
n=5 |
三萜 |
30 |
n=6 |
四萜 |
40 |
n=8 |
多萜 |
〉40 |
n>8 |
二.萜類化合物的生物合成途徑:
經驗異戊二稀法則(萜類化合物都是由異戊二烯單位以頭尾順序和非尾順序相連而成的)羥酸途徑衍生的一類化合物
三.單萜
1.無環單萜 記住月桂烷型和艾蒿烷型
2.單環單萜:
卓酚酮型類化合物:是單環單萜的一種變型結構,其碳架結構不符合異戊二烯規則。芳香性。環上的羥基有酚的性質,酸性,介于酚類和羧酸。與多種金屬離子形成絡合物晶體,銅絡合物為綠色結晶,鐵絡合物為紅色結晶。
3.雙環單萜:樟腦(揮發性)
4.三環單萜
5.環稀醚萜類:
根據起其環戊烷環是否裂環,可分為環稀醚萜苷及裂環環稀醚萜苷。
環稀醚萜苷:(1)C-4有取代基:4-位多為甲基或羧基、羧酸甲酯、羥甲基
(2)4-去甲基
裂環環稀醚萜苷:C7-C8處鍵斷裂成裂環狀態,有時C7與C11形成六元內酯環
特點:大多數易溶于水和甲醇,溶于乙醇、丙酮、正丁醇,難溶于氯仿、苯、石油醚等親脂性溶劑。苷易水解,生成的苷元為半縮醛結構,化學性質活潑,遇酸,堿,羰基化合物和氨基酸等變色,如苷元遇氨基酸加熱,紅色至藍色,苷元加銅離子,加熱顯藍色。
四.倍半萜
1.無環倍半萜:金合歡醇(香料)
2.單環倍半萜:青蒿素(抗惡性瘧疾活性)
3.雙環倍半萜:
薁類衍生物:五元與七元駢合的酚羥衍生物,芳香性。在揮發油分級蒸餾時,高沸點餾分中可看見藍色或綠色的餾分,顯示可能有薁類成分存在。具有高度共軛體系的雙鍵。不溶于水,可溶于有機溶劑和強酸。
五.二萜
1.二萜可以看成是由四個異戊二烯聚合而成的衍生物,可以(C5H8)4通式代表
2.結構特點:結構中存在4~5個甲基;開鏈,單環,雙環,三環,四環,五環等;天然的無環和單環較少,雙環或三環較多
六.理化性質
(一)物理性質:
1.性狀:單萜和倍半萜---多油狀液體,少數固體結晶;具有揮發性及特意香味— 隨水蒸氣蒸餾---沸點隨C5單位數,雙鍵數,含氧官能團數的增加而升高;倍半萜和二萜---多固體結晶
萜苷---固體結晶或無定型粉末,不具揮發性
2.旋光性:手性碳-----旋光性---光學活性
3.溶解性:一般難溶于水;溶于甲醇,乙醇;易溶于親脂性有機溶劑:乙醚、氯仿、乙酸乙酯、苯
(二)化學性質
雙鍵加成反應:
1.鹵化氫加成反應 2.溴加成反應
3.亞硝酰氯(Tilden試劑)反應:用于鑒別不飽和萜的分離及鑒定
4.Diels-Alder反應:初步證明共軛雙鍵的存在
羰基加成反應:
1.亞硫酸氫鈉加成:區別醛基,活化醛基,普通醛基
2.吉拉德(girard)試劑加成:季胺基團的酰肼(T或P試劑)
七.萜類化合物的提取和分離
原理:揮發性、親脂親水性、特殊官能團的專屬反應以及極性差異
避免光、熱、酸、堿等對結構的影響
1.提取:揮發性萜類----用揮發油方法;甲醇、乙醇提取;脫水溶性雜質(1.正丁醇萃取法,2.活性炭,大孔樹脂吸附法)
2.分離:1.利用特殊官能團分離 2.結晶法分離 3.柱色譜法分離
八.萜類化合物的檢識:
缺乏專署性強的檢識反應.;主要應用:硫酸乙醇等通用顯色劑或羰基類顯色劑;香草醛-濃硫酸試劑;僅有卓酚酮類、環烯醚類(單萜)、奧類有特殊的專署性檢識反應
(一)理化檢識
1.卓酚酮類 A)FeCl3反應---赤色絡合物
B)CuSO4反應---穩定綠色結晶
2.環稀醚萜類 A)Weiggering法(乙酸10mL0.2%,CuSO4水溶液1mL,濃硫酸0.5mL)
加熱,環烯醚苷--許多顏色.
B)Shear反應:(1:15濃鹽酸:苯胺)吡喃衍生物顯色
C)其他顯色反應:酸堿敏感—分解,聚合,縮合,氧化等---不同顏色;京尼平—
氨基酸(甘亮谷)—紅至藍色;冰醋酸及少量Cu2+---藍色;
環戊酮結構---2,4-二硝基苯肼—黃色
3.薁類化合物:A)Sabety反應:(1d氯仿+5%溴的氯仿溶液)藍色,紫色或綠
B)Ehrlich反應:(對-二甲基苯甲醛-濃硫酸)紫色或紅色
C)對-二甲基苯甲醛顯色:藍色---奧類
(二)色譜檢識:
通用顯色劑
1.硫酸:干燥15min-110 ℃加熱----顏色或熒光
2.香蘭素-濃硫酸:室溫—淺棕,紫藍,紫紅色;120 ℃--藍色
3.茴香醛-濃硫酸:100 ~105℃加熱顏色深度最大--水蒸氣-消除桃紅背景--藍紫、紫紅、藍,灰、綠色
4.五氯化銻:120 ℃加熱—萜醇,加熱前,灰到紫藍色;加熱后棕色(其他類只此現象)
5.三氯化銻:100 ℃加熱10min與(4)現象一致
6.I2蒸氣:5min 后棕色—1%淀粉—藍色
7.磷鉬酸:120 ℃加熱---藍灰色---對醇類可達0.05~1μg---氨蒸氣熏后消除黃色背景.
專屬性試劑:
1、2,4-二硝基苯肼---檢識醛酮類---無此官能團-黃色,環狀的羰基---橙紅色
2、鄰聯茴香胺---檢識醛酮類---室溫—醛---黃至棕黃加熱變深
九.揮發油
(一)定義:
揮發油(Volatile oil): 也稱精油。是存在于植物體內一類具有揮發性,能隨水蒸汽蒸餾出來的與水不相溶的油狀液體的總稱。大多具有芳香嗅味和較強的生理活性.
(二)揮發油的組成:
1.萜類化合物:主要是單萜、倍半萜及其含氧衍生物
2.芳香類化合物:小分子芳香成分,在油中存在比例次于萜類.多具有C6-C3骨架,多為酚或其酯類;還有些具有C6-C2或C6-C1骨架的化合物
3.脂肪族化合物
4.其他化合物
(三)理化性質:
1.性狀:多為無色或淡黃色油狀透明液體,有濃烈的特異性嗅味。冷卻條件下揮發油主要成分常析出結晶,稱“析腦”,析出物稱“腦”,濾去析出物的油稱“脫腦油”。
2.揮發性: (區別脂肪) 自然揮發,如將揮發油涂在紙片上,較長時間放置后,揮發油因揮發而不留油跡,脂肪油留下永久性油跡。
3.溶解性:不溶于水,易溶于有機溶劑,在高濃度的乙醇中能全部溶解
4.物理常數:多比水輕,強折光性,沸點在70到300之間
5.穩定性:易氧化變質,因此提出揮發油后,放入棕色瓶、密閉、低溫、避光保存.
(四)提取和分離
提取:
1.蒸餾法(水蒸汽蒸餾法*):最常用,不用于對熱不穩定的揮發油
2.溶劑提取法:
3.壓榨法:適用于含揮發油較多的原料 4.吸收法:提取貴重的揮發油
5.CO2超臨界流體萃取法
分離:
1.冷凍析晶法:將揮發油置于0℃以下,必要時降至-20℃,繼續放置,析出的結晶,再進一步冷凍析晶,可得純品
2.分餾法:不同成分,結構不一樣,沸點(bp)也不同
沸點高低的影響因素:碳鏈越長bp越高;官能團的極性越大,bp越高;不飽和度越多,bp越高;揮發油的某些成分在bp溫度下,往往被破壞,故通常采用減壓分餾.
3.化學分離法:(1)堿性成分的分離 (2)酚,酸性成分的分離 (3)醇類成分的分離:鄰苯二甲酸酐 (4)醛,酮成分的分離:亞硫酸氫鈉飽和液和吉拉德試劑
4.色譜分離法:
(1)普通柱色譜:氧化鋁和硅膠柱色譜,常用洗脫系統有石油醚、環己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷等,可用單一溶劑系統,也可用混合溶劑系統。
(2)硝酸銀絡合柱色譜:
應用:含雙鍵的混合物,雙鍵數目不同或位置不同
原理:利用雙鍵與硝酸銀吸附強弱而分離(一般規律:雙鍵數目多吸附強、末端雙鍵吸附強、順式雙鍵吸附強)
(五)揮發油的檢識
1、物理常數測定:相對密度,比旋光度及折光率
2、化學常數的測定:酸值(中和1g揮發油中游離酸性成分所消耗KOH的毫克數)
皂化值(水解1g揮發油中所含酯所需KOH的毫克數)
酯值(中和并皂化1g揮發油所需KOH的毫克數)
3、官能團的鑒定
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