1、第第1515章章 天然生物活性有機(jī)物天然生物活性有機(jī)物第一節(jié)第一節(jié) 萜類萜類（terpenes）化合物化合物 萜類物質(zhì)是指由異戊二烯聚合而成的萜類物質(zhì)是指由異戊二烯聚合而成的一系列化合物及其衍生物。一系列化合物及其衍生物。 CH2CCH3CHCH2H2CCH3CCHH2C280CH3CH3CCH2 自然界存在的萜類化合物可看作是兩個(gè)或兩個(gè)自然界存在的萜類化合物可看作是兩個(gè)或兩個(gè)以上的異戊二烯分子以頭尾相連而成的聚合體或其以上的異戊二烯分子以頭尾相連而成的聚合體或其衍生物，這就是經(jīng)驗(yàn)異戊二烯法則。衍生物，這就是經(jīng)驗(yàn)異戊二烯法則。一、萜與異戊二烯規(guī)則一、萜與異戊二烯規(guī)則CH2CCH3CHCH2CH

2、2CCH3CHCH2+頭尾頭尾CH2CCH3CHCH2CHHCCH3CHCH2羅勒烯單萜倍半萜二萜二倍半萜三萜四萜碳原子數(shù)異戊二烯單位101520253040234568二、單萜二、單萜(一一) 無環(huán)單萜無環(huán)單萜月桂烯(myrcene)、香葉醇（geraniol）、檸檬醛（citral）HCH2OHHCHOCHOH 月桂烯(myrcene) 香葉醇(geraniol) 香葉醛(geranial)橙花醛(neral)合成維生素合成維生素A的原料的原料CHOOC2H5ONaOH2SO4OO+檸檬醛-紫羅蘭酮-紫羅蘭酮( (一一) ) 無環(huán)單萜無環(huán)單萜月桂烯在氯化亞銅存在下與氯化氫起加成反應(yīng)，生成月

3、桂烯在氯化亞銅存在下與氯化氫起加成反應(yīng)，生成香味基氯、橙花基氯和芳樟基氯的混合物；在堿性條香味基氯、橙花基氯和芳樟基氯的混合物；在堿性條件下與水作用，可得香葉醇、橙花醇件下與水作用，可得香葉醇、橙花醇(nerol)和芳樟醇和芳樟醇(linalool)。 HCH2OHCH2OHHH月桂烯香葉醇橙花醇芳樟醇月桂烯HCl、CuClHCH2Cl香味基氯CH2ClH橙花基氯+芳樟基氯ClH2O/OH_OH+*( (一一) ) 無環(huán)單萜無環(huán)單萜( (二二) ) 單環(huán)單萜單環(huán)單萜 苧苧烯是單環(huán)單萜，（烯是單環(huán)單萜，（+）-苧烯是生產(chǎn)桔子汁苧烯是生產(chǎn)桔子汁的副產(chǎn)物，（的副產(chǎn)物，（-）-苧烯少量存在于香料油中，

4、它的苧烯少量存在于香料油中，它的外消旋體可由異戊二烯二聚得到，苧烯加氫可得外消旋體可由異戊二烯二聚得到，苧烯加氫可得對(duì)薄荷烷。對(duì)薄荷烷。（萜烷）（萜烷）H2/Nir 烯對(duì)薄荷烷（三）（三） 雙環(huán)單萜雙環(huán)單萜 蒈烷蒈烷(carane) 蒎烷蒎烷(pinane) 莰烷莰烷(bornane) 側(cè)柏烷側(cè)柏烷(thujane)12345678910+C8C5相連C8C6相連C8C1相連C6C4相連單環(huán)單萜OOH薄荷醇薄荷酮1,8-萜二烯321546789105432154321OO即莰酮(樟腦)雙環(huán)單萜CH2OHH3CCH3CH3CH3CH3維生素A單環(huán)二萜異戊二烯單元異戊二烯單元固定編號(hào)（三）（三）

5、雙環(huán)單萜雙環(huán)單萜 若若薄荷烷薄荷烷3位氫被羥基取代即為薄荷醇，薄荷醇位氫被羥基取代即為薄荷醇，薄荷醇有有3個(gè)手性碳原子，應(yīng)有個(gè)手性碳原子，應(yīng)有23個(gè)對(duì)映異構(gòu)體，它們的物個(gè)對(duì)映異構(gòu)體，它們的物理性質(zhì)和香氣都不相同，藥理作用也有一定的差異。理性質(zhì)和香氣都不相同，藥理作用也有一定的差異。 薄荷醇薄荷醇 薄荷醇薄荷醇 新薄荷醇新薄荷醇（-）-薄荷醇和（薄荷醇和（+）-新薄荷醇存在于薄荷油中，新薄荷醇存在于薄荷油中，用做香料和藥物。用做香料和藥物。12345678910OH*H3COHCH(CH3)2H3CCH(CH3)2OH（三）（三） 雙環(huán)單萜雙環(huán)單萜 蒎烷，是雙環(huán)單萜，可由蒎烯氫化得到。松節(jié)油蒎烷

6、，是雙環(huán)單萜，可由蒎烯氫化得到。松節(jié)油的主要成分蒎烯有的主要成分蒎烯有-蒎烯和蒎烯和-蒎烯兩種異構(gòu)體。蒎烯兩種異構(gòu)體。-蒎烯蒎烯 - -蒎烯蒎烯（三）（三） 雙環(huán)單萜雙環(huán)單萜 - -蒎烯和蒎烯和-蒎烯是重要的藥物合成的中間體，蒎烯是重要的藥物合成的中間體，在無水條件下在無水條件下-蒎烯用酸性催化劑處理，可重排生蒎烯用酸性催化劑處理，可重排生成莰烯（又稱樟烯）。成莰烯（又稱樟烯）。H+-蒎烯 莰烯(camphene)（三）（三） 雙環(huán)單萜雙環(huán)單萜三、二萜和三萜三、二萜和三萜 二萜類物質(zhì)是由四分子異戊二烯聚合而成的化合物二萜類物質(zhì)是由四分子異戊二烯聚合而成的化合物及其衍生物。典型的二萜分子式為及其

7、衍生物。典型的二萜分子式為C C2020H H3232，有，有5 5個(gè)不飽和個(gè)不飽和度，可構(gòu)成鏈狀、單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)、四環(huán)和五環(huán)二萜，度，可構(gòu)成鏈狀、單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)、四環(huán)和五環(huán)二萜，它的結(jié)構(gòu)類型是多種多樣的。例如：它的結(jié)構(gòu)類型是多種多樣的。例如：CH2OH植物醇，葉綠醇（phytol）近幾年來國內(nèi)外對(duì)二萜類化合物及其衍生物研究較多，近幾年來國內(nèi)外對(duì)二萜類化合物及其衍生物研究較多，如從短葉紅豆杉樹皮中提取的如從短葉紅豆杉樹皮中提取的天然抗腫瘤新藥紫杉醇天然抗腫瘤新藥紫杉醇，是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的二萜類化合物。是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的二萜類化合物。 藥效學(xué)證實(shí)，紫杉醇對(duì)移植性腫瘤藥效學(xué)證實(shí)，紫杉醇對(duì)移植性腫瘤L L2

8、10210、P P388388、P P15341534、LweisLweis肺癌細(xì)胞有良好抑制作用。在臨床上用于治療婦科腫瘤肺癌細(xì)胞有良好抑制作用。在臨床上用于治療婦科腫瘤包括卵巢上皮癌和乳腺癌的效果均很好，包括卵巢上皮癌和乳腺癌的效果均很好，19921992年底美國政府年底美國政府批準(zhǔn)上市，商品名為批準(zhǔn)上市，商品名為TaxolTaxol。HNOOOOHH3COOOOCCH3HOOOHHOOCOH 紫杉醇（paclitaxe）三、二萜和三萜三、二萜和三萜 劃分下列各化合物中的異戊二烯單位，并指出劃分下列各化合物中的異戊二烯單位，并指出它是屬于哪一類萜類化合物：它是屬于哪一類萜類化合物：課堂討論

9、：課堂討論：CH2OH(1)(2)HOOC(3)(4)第二節(jié)第二節(jié) 甾族化合物甾族化合物 一、甾族化合物的基本結(jié)構(gòu)一、甾族化合物的基本結(jié)構(gòu) 甾族化合物（甾族化合物（steroid）的基本結(jié)構(gòu)為環(huán)戊烷并多）的基本結(jié)構(gòu)為環(huán)戊烷并多氫菲，四個(gè)環(huán)分別用氫菲，四個(gè)環(huán)分別用A、B、C、D表示，表示，C10和和C13上上常有甲基（角甲基），常有甲基（角甲基），C17上有一個(gè)不同碳數(shù)的碳鏈。上有一個(gè)不同碳數(shù)的碳鏈。 ABCDABCDR1234567891011121314151617氫化環(huán)戊基菲氫化環(huán)戊基菲 甾族化合物基本結(jié)構(gòu)甾族化合物基本結(jié)構(gòu) 1 1、甾族化合物的立體結(jié)構(gòu)、甾族化合物的立體結(jié)構(gòu) HHCH3C

10、H3RHH 5-系甾族化合物系甾族化合物（A/B順，順，B/C反，反，C/D反）反） 天然的甾族化合物中，天然的甾族化合物中，A A、B B環(huán)可順式稠合，也可反式稠合，環(huán)可順式稠合，也可反式稠合，B B環(huán)與環(huán)與C C環(huán)之間總是反式稠合，環(huán)之間總是反式稠合，C C環(huán)與環(huán)與D D環(huán)之間幾乎都是反式稠合。環(huán)之間幾乎都是反式稠合。HHHCH3CH3RH 5-系甾族化合物系甾族化合物（A/B反，反，B/C反，反，C/D反）反） 根據(jù)根據(jù)C5-HC5-H構(gòu)型的不同，甾族可分為構(gòu)型的不同，甾族可分為5-5-系和系和5-5-系。若系。若C5C5上上的氫原子與角甲基在環(huán)平面同側(cè)，用實(shí)線表示，稱為的氫原子與角甲基

11、在環(huán)平面同側(cè)，用實(shí)線表示，稱為5-5-系；若系；若C5C5上的氫原子與角甲基在環(huán)平面異側(cè)，用虛線表示，稱為上的氫原子與角甲基在環(huán)平面異側(cè)，用虛線表示，稱為5-5-系。系。 甾族碳架上所連的原子或基團(tuán)在空間有不同的取向，甾族碳架上所連的原子或基團(tuán)在空間有不同的取向，其構(gòu)型規(guī)定如下：其構(gòu)型規(guī)定如下：構(gòu)型：構(gòu)型：凡與角甲基在環(huán)平面異側(cè)的取代基稱為凡與角甲基在環(huán)平面異側(cè)的取代基稱為構(gòu)型，構(gòu)型， 用虛線表示；用虛線表示；構(gòu)型：構(gòu)型：與角甲基在環(huán)平面同側(cè)的取代基稱為與角甲基在環(huán)平面同側(cè)的取代基稱為構(gòu)型，構(gòu)型， 用實(shí)線表示；用實(shí)線表示；構(gòu)型不確定者；構(gòu)型不確定者；用希膜字母用希膜字母（讀音（讀音ksiksi

12、）表示，用波紋）表示，用波紋 線相連。線相連。 1 1甾族化合物的立體結(jié)構(gòu)甾族化合物的立體結(jié)構(gòu)5-系甾族化合物和系甾族化合物和5-系甾族化合物的構(gòu)象式系甾族化合物的構(gòu)象式如下：如下：HHCH3CH3HHHCH3CH3HHH（）12345678910111314151617121234567891011121314151617（） 5-系甾族化合物：系甾族化合物： A/B反，反，ee稠合、稠合、B/C反，反，ee稠合、稠合、 C/D反，反，ee稠合稠合 1 1甾族化合物的立體結(jié)構(gòu)甾族化合物的立體結(jié)構(gòu) 5-系甾族化合物和系甾族化合物和5-系甾族化合物的構(gòu)象式如下：系甾族化合物的構(gòu)象式如下：HHCH

13、3CH3HHHCH3CH3HHH（）12345678910111314151617121234567891011121314151617（） 5-系甾族化合物：系甾族化合物： A/B順，順，ea稠合、稠合、B/C反，反，ee稠合、稠合、 C/D反，反，ee稠合稠合 1 1甾族化合物的立體結(jié)構(gòu)甾族化合物的立體結(jié)構(gòu) 二、甾醇和膽甾酸二、甾醇和膽甾酸 （一）甾醇（一）甾醇 1膽固醇（膽甾醇）膽固醇（膽甾醇） 膽固醇（膽固醇（cholesterol）是一種動(dòng)物甾醇，最）是一種動(dòng)物甾醇，最初是在膽結(jié)石中發(fā)現(xiàn)的一種固體醇，所以稱初是在膽結(jié)石中發(fā)現(xiàn)的一種固體醇，所以稱為膽固醇。為膽固醇。 膽固醇：膽固醇：結(jié)

14、構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： C3上有一個(gè)上有一個(gè)羥基，羥基，C5與與C6之間有一個(gè)碳碳之間有一個(gè)碳碳雙鍵，雙鍵，C17連著一個(gè)連著一個(gè)8碳碳原子的烷基側(cè)鏈。原子的烷基側(cè)鏈。 將少量膽固醇溶于醋將少量膽固醇溶于醋酸酐中，再滴加少量濃硫酸酐中，再滴加少量濃硫酸，即呈現(xiàn)酸，即呈現(xiàn)紅紅紫紫褐褐綠色綠色顏色反應(yīng)。此反應(yīng)常顏色反應(yīng)。此反應(yīng)常用于定性檢驗(yàn)甾族化合物。用于定性檢驗(yàn)甾族化合物。 HO123456789101112141516131718192021222324252726HHHOCH3HH3C 膽固醇大多以脂肪酸酯的形式存在于動(dòng)物體內(nèi)，膽固醇大多以脂肪酸酯的形式存在于動(dòng)物體內(nèi)，而常以糖苷的形式存在于植物

15、體內(nèi)。膽固醇廣泛分布而常以糖苷的形式存在于植物體內(nèi)。膽固醇廣泛分布于動(dòng)物所有細(xì)胞中，它是于動(dòng)物所有細(xì)胞中，它是細(xì)胞膜脂質(zhì)中的重要組分細(xì)胞膜脂質(zhì)中的重要組分，生物膜的流動(dòng)性和通透性與它有著密切關(guān)系生物膜的流動(dòng)性和通透性與它有著密切關(guān)系，同時(shí)它同時(shí)它還是生物合成膽甾酸和甾體激素等的前體，它在體內(nèi)還是生物合成膽甾酸和甾體激素等的前體，它在體內(nèi)起著重要作用。起著重要作用。 但是膽固醇攝取過多或代謝發(fā)生障礙時(shí)，膽固醇但是膽固醇攝取過多或代謝發(fā)生障礙時(shí)，膽固醇就會(huì)從血清中沉積在動(dòng)脈血管壁上，導(dǎo)致冠心病和動(dòng)就會(huì)從血清中沉積在動(dòng)脈血管壁上，導(dǎo)致冠心病和動(dòng)脈粥樣硬化癥；脈粥樣硬化癥；過飽和膽固醇從膽汁中析出沉淀

16、則是過飽和膽固醇從膽汁中析出沉淀則是形成膽固醇系結(jié)石的基礎(chǔ)形成膽固醇系結(jié)石的基礎(chǔ)。 膽固醇：膽固醇：HOHHHHOHHH紫外光CH22 7-脫氫膽固醇和麥角固醇脫氫膽固醇和麥角固醇 7-7-脫氫膽固醇脫氫膽固醇 維生素維生素D D3 3 膽固醇膽固醇在肝或腸粘膜細(xì)胞內(nèi)可轉(zhuǎn)化成在肝或腸粘膜細(xì)胞內(nèi)可轉(zhuǎn)化成7-7-脫氫膽固醇脫氫膽固醇，后者經(jīng)血液流到皮膚，經(jīng)日光照射后轉(zhuǎn)化成后者經(jīng)血液流到皮膚，經(jīng)日光照射后轉(zhuǎn)化成VDVD3 3（鈣（鈣化醇）化醇）,VD,VD3 3是從小腸中吸收是從小腸中吸收CaCa2+2+離子過程中的關(guān)鍵物離子過程中的關(guān)鍵物質(zhì)。質(zhì)。體內(nèi)體內(nèi)VDVD3 3的濃度太低時(shí)會(huì)引起的濃度太低時(shí)

17、會(huì)引起CaCa2+2+離子缺乏，不足離子缺乏，不足以維持骨骼的正常生成而產(chǎn)生軟骨病。以維持骨骼的正常生成而產(chǎn)生軟骨病。麥角固醇麥角固醇 麥角甾醇分子結(jié)構(gòu)中，比麥角甾醇分子結(jié)構(gòu)中，比7-脫氫膽固醇在脫氫膽固醇在C24上多上多了一個(gè)甲基，在了一個(gè)甲基，在C22和和C23之間多一個(gè)碳碳雙鍵。麥角甾之間多一個(gè)碳碳雙鍵。麥角甾醇經(jīng)紫外線照射后，最后醇經(jīng)紫外線照射后，最后B環(huán)開環(huán)生成維生素環(huán)開環(huán)生成維生素D2。維生素維生素D D2 2 HOHHHHOHHH紫外光CH2CH3CH3 維生素維生素D D的主要生理功能是調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，促進(jìn)的主要生理功能是調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，促進(jìn)骨骼正常發(fā)育。骨骼正常發(fā)育。當(dāng)維生素

18、當(dāng)維生素D D缺乏時(shí)，兒童可患佝僂病，缺乏時(shí)，兒童可患佝僂病，成為引起軟骨癥。成為引起軟骨癥。2 7-脫氫膽固醇和麥角固醇脫氫膽固醇和麥角固醇 （二）膽甾酸（二）膽甾酸 膽酸膽酸（cholic acid） 膽酸、脫氧膽酸和鵝脫氧膽酸和石膽酸）等存在于膽酸、脫氧膽酸和鵝脫氧膽酸和石膽酸）等存在于動(dòng)物膽汗中，都屬于動(dòng)物膽汗中，都屬于5-5-系甾族化合物，且分子結(jié)構(gòu)中系甾族化合物，且分子結(jié)構(gòu)中含有羧基，總稱為膽甾酸。含有羧基，總稱為膽甾酸。 H3CHCH3HOHHHHOCOOHHOH3CHCH3HOHHHHOCONHCH2COOHHO?；悄懰崤；悄懰幔╰aurocholic acid） 在動(dòng)物膽汁中

19、，膽甾酸通常與甘氨酸（在動(dòng)物膽汁中，膽甾酸通常與甘氨酸（NH2CH2COOH）或?；撬幔ɑ蚺；撬幔℉2NCH2CH2SO3H）通過肽鍵結(jié)合，形成各）通過肽鍵結(jié)合，形成各種結(jié)合膽甾酸，這些結(jié)合膽甾酸總稱為膽汁酸（種結(jié)合膽甾酸，這些結(jié)合膽甾酸總稱為膽汁酸（bile acid）例如：例如： 膽酸與甘氨酸或?；撬岱謩e形成甘氨膽酸和?；悄懰帷Ｄ懰崤c甘氨酸或?；撬岱謩e形成甘氨膽酸和?；悄懰?。H3CHCH3HOHHHHOCONHCH2CH2SO3HHOH3CHCH3HOHHHHOCONHCH2COOHHO甘氨膽酸甘氨膽酸 （glycocholic acid） （二）膽甾酸（二）膽甾酸 在膽汁中，膽汁酸以鈉鹽或鉀鹽形式存在膽汁中，膽汁酸以鈉鹽或鉀鹽形式存在，稱為在，稱為膽汁酸鹽膽汁酸鹽。 膽汁酸鹽分子內(nèi)部既含有親水性的羥基膽汁酸鹽分子內(nèi)部既含有親水性的羥基和羧基（或磺酸基），又含有巰水性的甾環(huán)，和羧基（或磺酸基），又含有巰水性的甾環(huán)，為表面活性劑，具有為表面活性劑，具有乳化劑乳化劑的作用，對(duì)體內(nèi)的作用，對(duì)體內(nèi)脂類的消化與吸收起重要的作用。脂類