第二十章 萜类和甾族化合物
萜类和甾族化合物 有机化学
以反式稠合
稠合以后甾环碳架上所连的原子或基团在空间有 不同的取向，其构型规定如下：(角甲基位于稠环的上
方，用作其它取代基构型的参考标准。)
a-构型：与角甲基在环平面异侧的取代基称为a-构型，用虚线表示。 即基团位于环平面下方。
b-构型：与角甲基在环平面同侧的取代基称为b -构型，用实线表示。 即基团位于环平面上方。
R
12 Me 17
11
1 Me 9
13 D
C
16 15
2
A 10 B
14 8H
3
5
7
4H 6
CH3
CH3 R
四、 胆固醇（胆甾醇）
H3C H3C
H3C H
HH
HO 胆甾醇
结构特点：
CH3
CH3 C-3有b-OH，
C-5与C-6之间有碳碳双键
C-17连 着 一 个 8碳 原 子 的 烷基侧链。
无色或略带黄色的结晶，m.p148.5℃,在高真空 度下可升华，微溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿等 有机溶剂。
角 甲 基
甾--象形字 R
C
D
A
B
环戊烷并氢化菲 (甾体)
二、甾族化合物的命名
甾族化合物的命名相当复杂，通常用与其 来源或生理作用有关的俗名。
三、甾族化合物的构型和构象 § 甾族化合物的立体结构
甾族化合物骨架中环与 环之间的稠合方式与十 氢化萘相似。 十氢化萘的两种异构体：
顺-十氢化萘 反-十氢化萘
(一)单萜类(包括链状,单环单萜类和双环单萜类) 链状:
CH2OH
牻牛儿苗醇（香叶醇） b.p 230 ℃
CHO
柠檬醛 a 牻牛儿苗醛或香叶醛
萜类和甾族化合物
学习要求
1.理解萜的涵义；掌握异戊二烯规律和萜的分类。 2.熟悉各类萜的典型化合物的特性及重要用途。 3.熟悉各类萜的典型化合物的特性及重要用途。
Jiaying University
萜类化enes）的早期涵义：
具有C10H16组成成分的烃类，因其分子中含 有烯烃双键，称为萜烯。
H3C H3C H3C H HO 7 脱氢胆甾醇 H HO 维生素 D3 CH 3 CH 3 日光 H H3C H3C CH 3 CH 3
维生素 D 3 是小肠中吸收 Ca 2+ 离子过程中的关键化 合物。体内维生素 D 3 的浓度太低，会引起 Ca 2+ 离子缺 乏，不足以维持骨骼的正常生成而产生软骨病。
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萜类和甾类化合物
萜类和甾族化合物是广泛存在于植物、昆虫 及微生物等生物体中的一大类有机化合物。在生 物体内有着重要的生理作用。萜类和甾族化合物 虽是两类不同的化合物，但有着生源合成方面的 密切关系，因而放在一起进行讨论。 萜类化合物 甾类化合物
Jiaying University
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（3）麦角甾醇
H3C H3C H3C H HO 麦角甾醇 H HO 维生素 D2 CH 3 CH 3 CH 3 紫外光 H H3C H3C CH 3 CH 3 CH 3
维生素D2 同维生素D 3一样，也能抗软骨病， 因此，可以将麦角甾醇用紫外光照射后加入牛奶和 其他食品中，以保证儿童能得到足够的维生素D。
习惯常用用俗名如薄荷醇、山道年等。
* * *
OH
O O O 山道年
薄荷醇
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四、几种重要的萜类化合物 1. 柠檬醛
萜类和甾类化合物(1)
H3C H3C
H3C
CH3
CH3 日光
H3C H3C
CH3 CH3
HH
H
HO 7 脱氢胆甾醇
HO 维生素 D3
维生素D3是从小肠中吸收Ca2+离子过程中的关键化合物。体 内维生素D3的浓度太低，会引起Ca2+离子缺乏，不足以维持 骨骼的正常生成而产生软骨病。
16
H3C OH
O H3C
C
CH3
H
H3C
为三个侧链。许多甾体化合物除这三
个侧链外，甾核上还有双键、羟基和
其他取代基。
13
四个环用A、B、C、D编号，碳原子也按固定顺序用阿拉 伯数字编号。如下图：
20
19
12
17
11
18 1
13
C
D
14
16 15
2
9
A
10
B
8
3
7
5
4
6
14
2、甾族化合物的分类和命名 1）．命名 甾族化合物的命名相当复杂，通常用与其来源或生理作用 有关的俗名。
松节油α（ 蒎烯） （存在于松节油等中）
异樟烯 （存在于姜油，冷杉等中）
3
2、萜的分类 根据组成分子的异戊二烯单位的数目可将萜分成以下几类：
1）单萜： 含有两个异戊二烯单位。它包含开链单萜，单 环萜，二环单萜三种。
2）倍半萜：含有三个异戊二烯单位的萜。 3）双萜： 含有四个异戊二烯单位的萜。 4）三萜： 含有六个异戊二烯单位的萜。 5）四萜： 含有八个异戊二烯单位的萜。
OH
金合欢醇
O
O
O
山道年
7
双萜是由四个异戊二烯单位连接而成的一类萜化合 物，广泛分布与动植物体内。
第二十一章 萜类和甾族化合物知识分享
·237·第二十一章 萜类和甾族化合物学习要求：1． 理解萜的涵义；掌握异戊二烯规律和萜的分类。
2． 熟悉各类萜的典型化合物的特性及重要用途。
3． 熟悉甾族化合物的基本结构和立体结构，了解重要甾族化合物的类型和用途。
萜类和甾族化合物是广泛存在于植物、昆虫及微生物等生物体中的一大类有机化合物。
在生物体内有着重要的生理作用。
萜类和甾族化合物虽是两类不同的化合物，但有着生源合成方面的密切关系，因而放在一章内进行讨论。
§21~1 萜 类一、萜的涵义和异戊二烯规律分子中含C 10以上，且组成为5的倍数的烃类化合物称为萜类。
因分子中含有双键，所以，萜类化合物又称为萜烯类化合物。
萜类化合物是广泛存在于植物和动物体内的天然有机化合物。
如从植物中提取的香精油——薄荷油、松节油等，植物及动物体中的某些色素——胡箩卜素、虾红素等等。
研究发现，萜类分子在结构上的共同点是分子中的碳原子数都是5的整倍数。
例如：上述化合物的碳干骨骼可以看成是由若干个异戊二烯单位主要以头尾相接而成的。
这种结构特点叫做萜类化合物的异戊二烯规律。
异戊二烯规则是从对大量萜类分子构造的测定中归纳出来的，所以能反过来知道测定萜类的分子构造。
月桂烯对薄荷烯（存在于柠檬，橘子中）姜烯（存在于姜油中）（存在于月桂子油等中）松节油（ 蒎烯）异樟烯（存在于松节油等中）（存在于姜油，冷杉等中）αC C C C CH 2C CH 3CH CH 2异戊二烯头尾异戊二烯单位·238·二、萜的分类、命名萜类化合物中异戊二烯单位可相连成链状化合物，也可连成环状化合物。
1．分类根据组成分子的异戊二烯单位的数目可将萜分成以下几类：1）单萜： 含有两个异戊二烯单位。
它包含开链单萜，单环萜，二环单萜三种。
2）倍半萜：含有三个异戊二烯单位的萜。
3）双萜： 含有四个异戊二烯单位的萜。
4）三萜： 含有六个异戊二烯单位的萜。
5）四萜： 含有八个异戊二烯单位的萜。
二十章萜类和甾族化合物-文档资料
C
10
D
16 15
A
5 4
B
6
2．甾核的立体结构构型及表示方法 甾族化合物的立体化学复杂。因仅就环上而言，就有六个手性碳原 子，可能有的立体异构体数目为26 = 64个。
12 11 1 2 3 18 19 13 * 14 * 8 7 20 17 16 15
A
4
* 10 *
5
9
*
C
*
D
B
6
天然产甾族化合物现知的只有两种构型，一种是A环和B环以反式相 并联，另一种是A环和B环以顺式相并联。而B环和C环、C环和D环之
H
3）麦角甾醇
H C 3 H C 3 H C 3 H HO 麦 角 甾 醇 H HO D 维 生 素 2 CH 3 CH 3 CH 3 紫 外 光 H C 3 H C 3 CH 3 CH 3 CH 3
H
2．胆汁酸
OH COOH
HO
OH 胆甾酸
3．甾族激素
激素是由动物体内各种内分泌腺分泌的一类具有生理活性的化合 物，它们直接进入血液或淋巴液中循环至体内不同组织和器官，对 各种生理机能和代谢过程起着重要的协调作用。激素可根据化学结 构分为两大类：一类为含氮激素，她包括胺、氨基酸、多肽和蛋白
2)单环单萜
* * *
OH
薄 荷 醇
m.p 43℃, b.p 213.5℃,存在于薄荷油中，低熔 点固体，具有芳香凉爽气味，有杀菌、防腐作 用，并有局部止痛的效力。用于医药、化妆品 及食品工业中，如清凉油、牙膏、糖果、烟酒 等。
3)双环单萜 α-蒎烯 为松节油的主要成份
β-蒎烯 为松节油的次要成份
橙 花 油 醇 b . p2 2 6 . 7℃
《萜类和甾族化合物》课件
二萜类
01
定义
由四个异戊二烯单位组成的萜类 化合物。
02
03
举例
性质
维生素A、紫杉醇等。
具有复杂的化学结构和多样的生 物活性，常用于药物和保健品中 。
多萜类
定义
01
由多个异戊二烯单位组成的萜类化合物。
举例
02
橡胶、樟脑等。
性质
03
具有广泛的用途，如橡胶可用于制造轮胎，樟脑可用于驱虫和
防腐。
03
CATALOGUE
甾族化合物
胆固醇类
01
02
03
胆固醇
是动物细胞膜的重要成分 ，也是合成胆汁酸和维生 素D的重要原料。
结构特点
具有环戊烷多氢菲的基本 骨架，并含有醇基。
生理功能
具有调节血脂、维持细胞 膜稳定性等作用。
胆甾酸类
胆甾醇
又称胆固醇，是胆甾醇类化合物的代表。
结构特点
具有环戊烷多氢菲的基本骨架，并含有醇基 。
《萜类和甾族化合 物》PPT课件
目录
• 萜类和甾族化合物概述 • 萜类化合物 • 甾族化合物 • 萜类和甾族化合物的生物活性 • 萜类和甾族化合物的应用 • 萜类和甾族化合物的合成与提取
01
CATALOGUE
萜类和甾族化合物概述
定义与分类
定义
萜类和甾族化合物是天然有机化合物 中的两类重要物质，具有多种生物活 性。
植物保护剂
杀虫剂
一些萜类化合物具有杀虫活性，可以用于开发植物保护剂。例如，除虫菊酯是一种从除虫菊中提取的 萜类化合物，被广泛用作杀虫剂。
杀菌剂
一些甾族化合物具有抑制真菌生长的活性，可以用于开发杀菌剂。例如，甾醇类化合物可以抑制植物 病原真菌的生长，被用作杀菌剂。
二十章萜类和甾族化合物
上述化合物的碳干骨骼可以看成是由若干个异戊二烯单位主要以头尾 相接而成的。
CH3 C CH CH2
异戊二烯 头 C 尾 C C C
CH2
C
异戊二烯单位
这种结构特点叫做萜类化合物的异戊二烯规律。
二、萜的分类、命名
1．分类 根据组成分子的异戊二烯单位的数目可将萜分成以下几类： 单萜（C10）：2个异戊二烯单位 倍半萜（C15）：3个异戊二烯单位 双萜（C20）：4个异戊二烯单位 三萜（C30）：6个异戊二烯单位 四萜（C40）：8个异戊二烯单位 2．命名 IUPAC规定的系统命名法，较生辟，多接触才能熟练。 我国一律按英文俗名意译，在接上“烷”、“烯”、‘醇“等类 名而成。 习惯常用用俗名如樟脑，薄荷醇等。
§20-2
一、甾族化合物的结构
1．基本结构
R2 R1 R3
甾族化合物
R1、R2一般为甲基，称为角甲基，R3为其 它含有不同碳原子数的取代基。 甾是个象形字，是根据这个结构而来的， “田”表示四个环，“ ”表示为三个侧链。 许多甾体化合物出这三个侧链外，甾核上 还有双键、羟基和其他取代基。
20 12 11 18 1 2 3 9 19 17 13 14 8 7
间是以反式相并联的。
构象式为：
11 2 1 3 4 5 11 10 9 8 6 7 12 14 15 13 17 16 3 2 1 5 4 10 9 8 6 7 12 14 15 13 17 16
二、甾族化合物的分类和命名
1．命名 甾族化合物的命名相当复杂，通常用与其来源或生理作用有关的 俗名。
2．分类
第二十章
§20-1§20-2萜类和甾源自化合物萜 类甾族化合物
§20-1
一、萜的涵义和异戊二烯规律
第二十一章 萜类和甾族化合物
R2
R3 20 ～ n
17
R1
9
C B
8 7
13 14
D
15
16
A
10
甾族化合物的母体骨架是环戊烷并多氢菲。甾是个 化学造字，“田”表示A.B.C.D四个环，字头表示三 个 16 取代基。通常R1、R2是甲基，叫做角甲基。
二、甾族化合物的立体结构
18 12 11 19
CH3
17Байду номын сангаас16
13 14
CH3
23
五、甾族性激素
O H HO H H HO H H H O
雌酮激素
O CCH3
雄酮激素
OH H H H
O
O
孕甾酮 （黄体酮）
=
睾丸甾酮
24
19
胆固醇在人体内是缺之不可，多之有害。胆固 醇在人体内可转化成一系列具有重要生理活性的 固醇类化合物： 1、人体内80%的胆固醇在肝脏内转化成胆酸。 胆酸与甘氨酸或牛黄酸结合生成胆汁酸，胆汁酸 是油脂的乳化剂，在肠中帮助油脂的乳化和吸收 2、在肝或肠粘膜细胞内可转化成7-脱氢胆固 醇，后者经血液流到皮肤，经日光照射后转化 成VD3（钙化醇）VD3是从小肠中吸收Ca2+离子 过程中的关键物质。体内VD3的浓度太低时会引 起Ca2+离子缺乏，不足以维持骨骼的正常生成 而产生软骨病。 20
有反视黄醛转化成11-顺新视黄醛时，一部分 分解，必须由VA1来补充方可保证视玫红质的 含量充足。缺乏VA1的人，视玫红质的含量不 足，对弱光感应能力减弱而发生夜盲症。
15
第二节
甾族化合物
18
甾族化合物广泛地存在于动植物组织内，并在
动植物生命活动中起着重要作用。
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第二十章萜类和甾族化合物
教学要求：掌握萜类和甾族化合物的定义和分类；了解常见的萜类和甾族化合物。
教学时数：6学时
教学重点：萜类和甾族化合物的定义和分类
教学难点：萜类和甾族化合物的定义
第一节萜类
一萜的涵义和异戊二烯规律
1 萜的涵义
萜类亦称萜烯类，是香精油的主要成分。
某些植物的叶，花或果实用水蒸汽蒸馏的方法，可以得到有香味的油状液体，称为香精油。
原来把存于香精油中的脂环烃C10H16叫做萜。
后来又发现了不少与萜具有类似构造的含氧衍生物，以及挥发性不大的含有15，20，30，40甚至50个碳的化合物。
现在把存在于自然界的这一类化合物都叫萜。
不管它们是烃类或是含氧衍生物。
2 异戊二烯规律
对大量萜类分子式及其结构的测定表明，其共同点是分子中的碳原子数是5的整数倍。
而且是由异戊二烯的碳干骨骼相连构成的。
即萜烯化合物的碳干骨骼可划分成若干个异戊二烯单位。
这就是曾称之为的异戊二烯规则。
大多数萜烯类分子构造都是由异戊二烯骨骼头尾相接而成，少数也有头头相连或尾尾相连的．
异戊二烯
异戊二烯单位
如：月桂烯2个异戊二烯单位
对薄荷烯2个异戊二烯单位
松节烯(α-蒎烯) 2个异戊二烯单位
二萜的分类和命名
1 分类
根据萜类的碳骼含有几个异戊二烯单位可分为：
1单萜它含有两个异戊二烯单位（C10）
2倍半萜它含有三个异戊二烯单位（C15）
3双萜它含有四个异戊二烯单位（C20）
4三萜它含有六个异戊二烯单位（C30）
5四萜它含有八个异戊二烯单位（C40）
根据分子中异戊二烯单位互相联结的方式，分为单环萜双环萜开链萜等
2 命名
我国对萜类的命名规律一律按英文俗名意译，再接上“烷”，“烯”，“醇”等类名而成。
如月桂烯（myrcene）, 也叫香叶烯myrcia 香叶
松节烯（pinene）pine 松树,松木
三单萜
1 链状单萜：由两个异戊二烯连接构成的链状化合物。
如月桂烯(香叶烯) 存在于月桂子油等
拢牛儿苗烯(香叶醇) 具有显著的玫瑰香气.在香茅中含60％,在玫瑰油中约含50％
橙花油醇香气比较温和,在香料制造中更有价值
柠檬酸a (拢牛儿苗醇或香叶醛)
柠檬酸b（橙花醛）在柠檬草油，桔子油中。
2 单环单萜：由两个异戊二烯连接构成的具有一个六元环化合物。
如对薄荷烯存在于柠檬油等中
(±)-薄荷醇
在医药上用作兴奋剂.薄荷醇具有芳香凉爽气味.又有杀菌功效
3双环单萜：由两个异戊二烯单位连接构成的具有一个六元环并桥合而成三元环，四元环或者五元环的桥环结构。
分为四族：
如松节烯(α-蒎烯)
β-蒎烯
或
shou烷jie 烷蒎烷菠烷(Thujane) (Carane) (Pinane) (Bornane)
α-和β-蒎烯为松节油的主要组分,蒎烯是工业上用来合成樟脑的原料.
樟脑冰片(龙脑)
四维生素A及胡萝卜色素
维生素A1为单环双萜醇，存在于牛乳，蛋黄及鱼肝油中。
胡萝卜色素广泛存在于植物和动物的脂肪中，其中大多数化合物为四萜。
β-胡萝卜素在动物肝脏中，在酶的作用下可以裂解成两分子维生素A1，是原维生素A1.
β-胡萝卜素
第二节甾族化合物
一甾的基本结构和命名
甾族化合物是广泛存在于动植物中的重要天然产物。
在这类化合物的分子式中，都含有一个环戊烷并多氢菲的基本骨架，并且带有三个侧链，其通式可表示为：
其中R1和R2一般为甲醛，通常把这种甲醛称为角甲醛。
R3为具有2，4，5，8，9，10个碳原子的侧链。
甾是个象形字。
是根据这个结构而来，“田”表示四个环“<<<”则表示为三个侧链。
四个环用A,B,C,D编号，碳原子也按固定顺序用阿拉数字编号。
由于甾族化合物的结构比较复杂，一般常用于其来源或生理作用有关的俗名。
如胆甾醇，多角甾醇等。
二甾族化合物的主题结构
甾族化合物的主题化学比较复杂。
只就A,B,C,D四个环讲，就有六个手性碳原子，因此可能有主题异构体的数目为26=64个，但天然产甾族化合物现知只有两种构型，一种是A 和B环以反式相并联。
另一种是A和B环以顺式相并联。
而B和C环，C和D环之间多是以反式相并联的。
构象式为
A B反式
构象式为
A. B顺式
从构型看与甾所连接的醛团，可以在环平面之前，也可以在环平面之后，一般将甾族化合物分子中环平面之上的醛团称为β-构型，用实线表示；把在环平面之下的醛团称为
α-构型，用虚线表示；未知构型者，称为ζ键，用波线（～～）表示。
5α-胆甾烷-3-醇的两种异构体如下:
5α-胆甾烷-3β-醇
5α-胆甾烷-3α-醇
甾族化合物结构式中所有环接合点,一定要用H或CH3表明
三甾族的种类
根据甾族化合物的存在和化学结构可以分为：
甾醇、胆汁酸、甾族激素、甾族生物碱等
1 甾醇
甾醇为饱和或不饱和的仲醇，可以从脂肪中不能皂化的部分分离出来。
天然甾醇中的醇羟醛都在3位上，并且与角甲醛在环平面的同一边，这样的取代醛常用β表示
甾醇根据存在的地方分为动物甾醇和植物甾醇两类。
胆甾醇和多角甾醇可以作为这两类甾醇的代表，它们的结构如下
胆甾醇
多角甾醇
最初从多角醇得到的
多角甾醇在紫外光照射下，通常一系列中间产物最后产物生成维生素D2
多角甾醇（一种植物甾醇）维生素D2
缺乏维生素D2会引起佝偻病
2 胆汁酸
胆汁酸是用水解的方法从胆汁仲分离出来的一系列羧酸。
从人和牛胆汁中所分离出来胆汁酸主要为胆酸及去氧胆酸：
胆酸
去氧胆酸
在胆汁中胆汁酸是以胆盐的形式存在的，即胆汁酸中的羧醛与甘氨酸（H2NCH2COOH）或牛黄酸（H2NCH2CH2SO3H）中的氨基形成酰胺键，而以后者的羧基或磺酸醛形成盐。
胆盐的作用是脂肪乳化，促进它在肠中的水解和吸收。
3 甾族激素
甾族激素包括性激素和肾上腺皮质激素
性激素又分为雌性激素和雄性激素两类。
雌性激素及雄性激素是决定性征的物质。
如
雄酮激素雌二醇雌酮激素
（从男人尿中得到）（猪卵巢中提取）（孕妇尿中提取）
雌性激素A 环是芳环，是一个酚，而雄酮激素A环是饱和的，是一个二级醇，除此外，它还比雌性激素多一个角醛，一个苯环和一个环己烷之差，决定了两性的区别。
肾上腺皮质激素是哺乳动物肾上腺皮质所分泌的。
可的松是其中的一种
可的松
可的松控制糖类的新陈代谢，有治疗风湿性关节炎和促进机体生理机能的作用。