2012年中药学中药化学辅导：萜类

　　一、萜类

　　(一)萜的含义、分类及重要的中药成分

　　1.萜类的含义

　　萜类化合物是一类由甲戊二羟酸衍生而成，基本碳架多具有2个或2个以上异戊二烯单位(C5单位)结构特征的化合物。

　　异戊二烯甲戊二羟酸

　　2.萜类的分类

　　目前仍沿用经典的Wallach的异戊二烯法则，按异戊二烯单位的多少进行分类。

　　1.含有两个异戊二烯单位的萜类称为单萜;

　　2.含有三个异戊二烯单位的萜类称为倍半萜;

　　3.含有四个异戊二烯单位的萜类称为二萜。

　　依此类推：根据分子中碳环的有无和数目的多少分为：无环单萜、单环单萜、双环单萜、三环单萜等。

　　3.重要的中药成分

　　(1)单萜：单萜的基本碳架由10个碳原子(2个异戊二烯单位)构成，多是挥发油的组成成分，但是，单萜苷类不具有随水蒸气蒸馏的性质。

　　重要的单萜类化合物有薄荷醇(镇痛、止痒)、胡椒酮(松弛平滑肌、治疗支气管哮喘)、桉油精(防腐杀菌)、斑蝥素(抗癌)、α-崖柏素、芍药苷、龙脑、樟脑等。

　　(2)倍半萜：倍半萜类的基本碳架由15个碳原子(3个异戊二烯单位)构成，多与单萜类共存于植物挥发油中，是挥发油高沸程(250℃～280℃)的主要组分。代表化合物有青蒿素(抗疟疾)、棉酚(抗菌、杀虫)、薁类化合物等。

　　(3)二萜：二萜类的基本碳架由20个碳原子(4个异戊二烯单位)构成，绝大多数医学教`育网搜集整理不能随水蒸气蒸馏。不少二萜含氧衍生物具有很强的生物活性，如穿心莲内酯(急性菌痢、肠胃炎)、芫花酯、雷公藤内酯、银杏内酯、瑞香毒素、甜菊苷、紫杉醇等，有些已是临床常用的药物。

　　二、挥发油

　　(一)挥发油的含义、化学组成及重要的中药成分

　　1.挥发油的含义

　　挥发油也称精油，是存在于植物体内的一类具有挥发性、可随水蒸气蒸馏、与水不相混溶的油状液体。挥发油大多具有芳香嗅味，并具有多方面较强的生物活性。

　　2.挥发油的化学组成及重要的中药成分

　　挥发油的组成比较复杂，但多以数种化合物占较大比例，为主成分，从而使不同的挥发油具有相对固定的理化性质及生物活性。组成挥发油的成分可分为如下四类：萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、其他类化合物。

　　(1)萜类化合物：挥发油的组成成分中萜类所占比例最大，且主要是单萜、倍半萜及其含氧衍生物，其含氧衍生物多是该油中生物活性较强或具芳香嗅味的主要成分，如薄荷油含薄荷醇达80%左右;山苍子油含柠檬醛达80%等。

　　(2)芳香族化合物：组成挥发油的芳香族化合物多为小分子的芳香成分，在油中所占比例次于萜类。有些是苯丙素类衍生物，多具有C6-C3骨架，且多为酚性化合物或其酯类。如桂皮中的桂皮醛、丁香中的丁香酚等。

　　(3)脂肪族化合物：一些小分子的脂肪族化合物在挥发油中也广泛存在，如陈皮中的正壬醇、人参挥发油中的人参炔醇以及鱼腥草挥发油中的癸酰乙醛(即鱼腥草素)等都属挥发油中的脂肪族化合物。

　　(4)其他类化合物：除以上三类化合物外，有些中药经过水蒸气蒸馏能分解出挥发性成分也常称之为“挥发油”，。如芥子油、原白头翁素、大蒜油等，这些成分在植物体内，多数以苷的形式存在，经酶解后的苷元随水蒸气一同馏出而成油。

　　川芎、麻黄等挥发油中的川芎嗪及麻黄碱等，小分子的香豆素、苯醌等也有挥发性，但这些成分往往不被作为挥发油类成分，而将其归类于生物碱。

　　(二)理化性质

　　1.性状

　　常温下挥发油大多为无色或淡黄色的透明液体，多具浓烈的特异性嗅味(其嗅味常是其品质优劣的重要标志)，有辛辣灼烧感。少数挥发油具有其他颜色，如薁类多显蓝色，佛手油显绿色，桂皮油显红棕色。

　　冷却条件下挥发油中的主要成分常可析出结晶，称“析脑”，这种析出物习称为“脑”，如薄荷脑、樟脑等。滤去析出物的油称为“脱脑油”，如薄荷油的脱脑油习称“薄荷素油”，但仍含有约50%的薄荷脑。

　　2.挥发性

　　挥发油常温下可自然挥发，如将挥发油涂在纸片上，较长时间放置后，挥发油因挥发而不留油迹，脂肪油则留下永久性油迹，二者可相区别。

　　3.溶解性

　　1)不溶于水，而易溶于各种有机溶剂;

　　2)在高浓度的乙醇中能全部溶解，而在低浓度乙醇中只能溶解一部分。

　　4.物理常数

　　挥发油多数比水轻，也有的比水重(如丁香油、桂皮油);几乎均有光学活性;多具有强的折光性。挥发油的沸点一般在70℃～300℃之间。

　　5.稳定性

　　与空气及光线经常接触会逐渐氧化变质。相对密度增加、颜色变深、失去原有香味、形成树脂样物质等，不能随水蒸气蒸馏。因此，制备挥发油方法的选择要合适，产品也要装入棕色瓶内密塞并低温保存。

　　6.化学性质

　　挥发油组成成分常含有双键、醇羟基、醛、酮、酸性基团、内酯等结构，故相应地能与溴及亚硫酸氢钠发生加成反应，与肼类产生缩合反应，并有银镜反应、异羟肟酸铁反应、皂化反应及遇碱成盐反应等。

　　(三)提取与分离

　　1.提取

　　(1)蒸馏法：该法是提取挥发油最常用的方法，一般可用共水蒸馏、隔水蒸馏或水蒸气蒸馏法提取。(水蒸气蒸馏法最常用)

　　1)优点：具有设备简单、容易操作、成本低、提油率高等优点;

　　2)由于挥发油与水接触时间较长，温度较高，某些含有对热不稳定成分的挥发油容易产生相应成分的分解而影响挥发油的品质。因此，对热不稳定的挥发油不能用此法提取。

　　(2)溶剂提取法：含挥发油的中药用低沸点有机溶剂连续回流提取或冷浸，常用的有机溶剂有戊烷、石油醚、二硫化碳、四氯化碳等。提取液经蒸馏或减压蒸馏除去溶剂，即可得到粗制挥发油。此法得到的挥发油含杂质较多，故必须进一步精制提纯。

　　(3)吸收法：油脂类一般具有吸收挥发油的性质，常常利用此性质提取贵重的挥发油，如玫瑰油、茉莉花油等的提取。吸收法有两种，即冷吸收法和温浸吸收法。

　　(4)压榨法：此法适用于含挥发油较多的原料，如鲜橘、柑、柠檬的果皮等。此法所得的产品不纯，可能含有水分、叶绿素、黏液质及细胞组织等杂质而呈浑浊状态，同时也很难将挥发油全部压榨出来，故可再将压榨后的残渣进行水蒸气蒸馏，使挥发油提取完全。压榨法所得的挥发油可保持原有的新鲜香味。

　　2.分离

　　用前述方法从植物中提取出来的挥发油往往为混合物，需经分离精制后，方可获得单体化合物，常用分离方法如下。

　　(1)冷冻析晶法：将挥发油于0℃以下放置使析出结晶，若无结晶析出可将温度降至-20℃，继续放置至结晶析出，再经重结晶可得单体结晶。如薄荷油冷至-l0℃，经12小时析出第一批粗脑，油再在-20℃冷冻24小时可析出第二批粗脑，粗脑加热熔融，在O℃冷冻即可得较纯薄荷脑。

　　本法操作简单，但对某些挥发性单体分离不够完全，而且大部分挥发油冷冻后仍不能析出结晶，产率低。

　　(2)分馏法：挥发油的组成成分由于类别不同，它们的沸点也有差别，如萜类医学教`育网搜集整理成分中的各类碳原子一般相差5个，还有双键的数目、位置和含氧官能团的不同，它们的沸点有一定的差距，而且还有一定的规律性，在单萜中沸点随着双键的增多而升高，即三烯>二烯>一烯。含氧单萜的沸点随着官能团的极性增大而升高，即醚<酮<醛<醇<酸。但酯比相应的醇沸点高。

　　挥发油中的某些成分在接近其沸点温度时，往往被破坏，故通常都采用减压分馏。

　　经过分馏所得的每一馏分仍可能是混合物，所以需再进一步精馏或结合冷冻、重结晶、色谱等方法，方可得到单一成分。

　　(3)色谱分离法：分馏法或化学法与色谱法相结合往往能收到较好的分离效果。

　　以吸附柱色谱分离挥发油，应用最广泛的吸附剂是硅胶和氧化铝。对采用上述色谱条件难以分离的挥发油，可用硝酸银-硅胶或硝酸银-氧化铝柱色谱及薄层色谱分离。例如将α-细辛醚、β-细辛醚和欧细辛醚的混合物的分离。

　　气相色谱是研究挥发油组成成分非常有效的方法。近年来，气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术被广泛应用于挥发油的分析鉴定，可大大提高挥发油分析鉴定的速度和研究水平。