最新甾烷和萜烷化合物特征培训资料
有机化学-第17章 萜类和甾族化合物-文档资料
类固醇激素、维生素D及胆甾酸的前体；
正常人血液中每100mL含总胆固醇（包括游离 胆固醇和胆固醇酯）110~220mg； 摄入量过多或代谢发生障碍，胆固醇就会从血 清中沉淀出来，引起结石，发生动脉硬化，高血压 或心脏病等； 有学者认为，体内长期胆固醇偏低会诱发癌症。
17-10
② 7-脱氢胆固醇和麦角固醇 7-脱氢胆固醇是动物甾醇，经紫外线照射，形 成维生素D3。
β-胡萝卜素
γ-胡萝卜素
17-4
动物体内：
15 15'
氧化
H O
视黄醛
还原 维生素A
OH
维生素 A 是人和其它哺乳动物正常生长和发育所
必需的维生素之一，缺乏维生素 A 会导致暗视觉的丧 失，引起夜盲症。
17-5
二．甾族化合物
1. 甾族化合物的基本结构
甾族化合物的基本结构为环戊烷并氢化菲，四 C10和C13上常有甲基 个环分别用A、B、C、D表示， （角甲基），C17上有一个不同碳数的碳链。
性激素是性腺（睾丸、卵巢、黄体）分泌的甾体激素， 它们对生育功能及第二性征（如声音、体型）有着决定 性的作用。
雄性激素：睾丸酮、雄酮和雄烯二酮等，其中睾丸酮 的活性最高。 雌性激素：由成熟的卵泡产生的雌激素如雌二醇和由 卵泡排卵后形成的黄体所产生的孕激素如黄体酮等。
17-15
O H H HO H H O H H H
① A/B反( ee稠合)
——5α-系甾族化合物
CH3
13 17
R
H
H
7
H
17-7
R H H H H
② A/B顺(ea稠合)
——5β-系甾族化合物
甾烷和萜烷化合物特征
甾烷和萜烷化合物特征甾、萜类化合物是烃源岩有机抽提物和原油中重要的也是研究最多的一类生物标志化合物。
它们既继承了生物化学组分的许多信息，又记录了从生命有机质到沉积有机质演化的很多证据。
对甾、萜化合物组成和分布特征详细研究，有助于对烃源岩的深入认识，可以更好地揭示烃源岩现今状态和演化历史过程。
（一）甾烷化合物组成特征甾烷类化合物一般归为低分子量甾烷、重排甾烷、规则甾烷和4-甲基甾烷等4类，有些地区还可以检测出甲藻甾烷。
一般情况，甾烷总量占总生标量不到30%，其组成绝大多数是以规则甾烷为主要成分（超过半数），其次是重排甾烷，低分子量甾烷和4-甲基甾烷含量相当，一般小于10%。
甾烷是原油中最为常见和重要的一类生物标志化合物，它们的母质主要来源于藻类和高等植物。
原油中甾烷包括低碳数甾烷、C27~C29规则甾烷和重排甾烷、C28~C30 4-甲基甾烷以及C30甲藻甾烷。
根据规则甾烷相对比例可用于有机质的生源分析，C27甾烷来源于藻类有机体，C28甾烷主要与硅藻有关，C29甾烷的生源既可以是藻类又可以是高等植物。
陆相盆地绝大多数原油中C27~C29甾烷呈“V”字型分布，即C27＞C28＜C29，表明藻类和高等植物双重生源特征。
甾烷基本结构为全氢化菲稠化环戊烷（图1），其中，在C10和C13位上连有甲基，C17位连接较长的支链烷基，在C24位连接C1~C2，分别为C27~C29甾烷。
C5、C14和C17位碳环上氢（H）构型有α和β之分，前人规定：氢原子位于环平面之下的（即C-H键伸向纸）为α-H，氢原子位于环平面之上的（即C-H键伸向纸外）为β-H。
C20为手性碳原子，其立体构型有左旋和右旋两种构型，即R构型和S构型。
（低分子量甾烷）图1 甾烷基本结构图规则甾烷的生物构型为5α(H),14α(H),17α(H)C27~C2920R，随着热演化作用进行，生物构型（R构型）甾烷会不断向地质构型（S构型）转化，即转化为5α(H),14α(H),17α(H)C27~C2920S，并与5α(H),14α(H),17α(H)C27~C2920R共存并最终达到平衡。
萜类和甾体化合物
药用基础化学(下册)
H CH2OH CO
HO O C
CH2OH
CO HO
O
醛固酮
CH2OH
CO
O
OH
O 可的松
O
皮质酮
CH2OH
CO
HO
OH
CH2OH
CO
HOΒιβλιοθήκη OHO 氢化可的松F O
氟氢可的松
第十四章 萜类和甾体化合物
（2）性激素 性激素是由性腺（睾丸、卵巢）分泌，具有增进性器官成熟、 第二性征发育及维持性功能等生理作用，分为雄性激素和雌 性激素两类。
CH2OH
CH2OH
植物醇
维生素A
第十四章 萜类和甾体化合物
4.其他萜类
其他萜类化合物多为植物旳树脂、皂苷或色素旳主要成份， 人参、甘草、桔梗、三七、茯苓等中药具有三萜类化合物， 南瓜和胡萝卜中α-、β–胡萝卜素为四萜类化合物。三萜、 四萜类化合物都有较强旳生理活性。
β-胡萝卜素
药用基础化学(下册)
蒎烷型
坎烷型
双环单萜类分子中都 具有两个碳环，其中 一种是六元环，另一 种能够是三元环、四 元环或五元环。。
O
OH
α-蒎烯
龙脑（2-莰醇）
樟脑（2-莰酮）
第十四章 萜类和甾体化合物
2.倍半萜
倍半萜化合物(C5H8)3是指由3个异戊二烯单元构成，含15个 碳原子，倍半萜是挥发油旳主要成份，其含氧衍生物大多具 有生物活性。
3 O4
17α,21-二羟基孕甾- 4-烯-3,11,20-三酮-21-醋酸酯
胆甾烷
C-10、C-13上有角甲基 C-17上是取代烃基
3
HO
5
Δ5-3β-羟基胆甾烯
有机化学：萜类和甾族化合物
醇，俗称薄荷醇或薄荷脑。
CH3
7
CH
CH2 CH2
1
6
2
CH2 CH2 CH
CH
54 3
8
9
10
OH
CH3 CH3
• 3-萜醇分子中有3个不同的手性碳原子，故有4对 对映异构体，分别是〔 〕薄荷醇、〔 〕异薄 荷醇、〔 〕新薄荷醇和〔 〕新异薄荷醇。即 以下的四个非对映异构体和各自的对映异构体。
练习题17.1 香叶烯〔C10H16〕，一个由月
桂的油中别离而得的萜烯，汲取3摩尔氢分
子而成为C10H22，臭氧分解时产生以下化
合物CH3：CCH3 H C H HC CH2CH2C C H
O
O
O
OO
依据异戊二烯规则，香叶烯可能的结构是什 么？
•
类别 单萜类 倍半萜类 二萜类 三萜类 四萜类 多萜类
H+
重排
•
Cl
Cl
• α-蒎烯
〔张力较大〕
小〕 氯化莰
〔张力较
• 从上式可看出，虽然首先生成3o 碳正离子，但 由于分子内四元环的张力较大，因而仍重排成2o 碳正离子，使其转变成具有张力较小的五元环。 因此，减少环的张力是上述重排发生的主要原因。
• 生成的氯化莰经碱处理后，可排除氯化氢，发生 另一次重排，形成莰烯〔以构象式表示反响过 程〕：
• 3．双环单萜 在萜烷结构中，C8假设分别与C1、C2或C3相连时， 则可形成桥环化合物，它们是莰烷、蒎烷或蒈烷；假设C4与C6 连成桥键则形成zaozi007烷，它们的根本碳骨架及编号如下：
C8~C1相连
7
1
6
2
54 3
8
10
第15章 萜类和甾体化合物ppt课件
★
1,7,7-三甲基二环［ 2.2.1 ］-2-庚酮 自然界存在的樟脑为右旋体，合成品为外消旋体。
CH2SO3Na O
樟脑-10-磺酸钠注射剂
（３）龙脑（2-樟醇）
7 6 5 4 1 2 3 OH
冰片
六角片晶，升华似胡椒 又似薄荷的香气，发汗、 镇痉、止痛、驱虫，人 丹、冰硼散的成分
樟脑经硼氢化钠还原得龙脑和异龙脑
OH COOH
正系 3α,7α,12α-三羟基-5β-胆烷24-酸（胆酸）
A 5 H
17 D
10 H B 9 C 8
13 D 14 H
17
1、环 稠合 方式 分类
正系（5β型—C5）
H
别系（5α型--C5 ） A/B 反 B/C 反
A/B 顺
B/C 反 C/D 反
C/D 反
备注:C4~C5、C5~C6、C5~C10有双键，无正系、别系之分
编号次序
12 19 1 2 A 3 4 11 9 10 H 5 H 6 B C 8 7
链状单萜 头
头
单萜
苧烯 尾 头
单环单萜
尾
双环单萜
樟烷（莰烷）
１、链状单萜
基本骨架： 尾 头 头 尾 头 尾 头
★
尾
CHO
CH2OH
罗勒烯
月桂烯
柠檬醛
香茅醇
Z
H
E
H
CHO
CHO
合成VA原料
β－柠檬醛（橙花醛）
H CH2OH
α－柠檬醛（香叶醛） 90％
CH2OH H
橙花醇 Z
香叶醇 E
２、单环单萜
第2节 甾体化合物
一、甾体化合物结构 （一）基本结构
第十六章 萜类和甾类化合物
月桂烯 （存在于月桂子油等中）
对薄荷烯 （存在于柠檬，橘子中）
姜烯 （存在于姜油中）
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）
2. 萜类化合物的分类 单萜 两个异戊二烯单位 C10
倍半萜
双萜 三萜 四萜
三个异戊二烯单位
四个异戊二烯单位 六个异戊二烯单位 八个异戊二烯单位
COOH
甘草次酸
O
HO
甘草次酸Glycyrrhetinic acid 为白色粉末，有特有气味， 是天然植物甘草的主要有效成分，是经典的抗炎药物。 目前，在医药、化妆品等领域中广泛应用。甘草次酸 在日化行业的应用 护肤、美容、祛斑作用。将其应用 于化妆品中可调节皮肤的免疫功能，增强皮肤的抗病 能力，消除炎症、预防过敏、清洁皮肤，同时还能解 除化妆品及其它外界因素对皮肤的毒副作用。此外， 它还能有效抑制酪氨酸酶的活化，阻止黑色素的产生， 具有美白功效。
第十六 章
萜类和甾体化合物
主要内容
第一节 第二节 萜类化合物 甾体化合物
第一节
一、结构与分类 1.
萜类化合物
萜类化合物结构和异戊二烯规律 萜类化合物是指由两个或两个以上异戊二烯分子 相连而成（主要以头尾相连）的聚合物及其含氧 的和饱和程度不等的衍生物。
CH3 CH2=C CH=CH2 异戊二烯 C (头)C C C C(尾) 异戊二烯单位
山道年
O O 山道年
山道年存在于某些蒿属植物中，为无色晶体，熔 点174-176℃，遇光变黄，可溶于乙醇、氯仿和苯。 有α-、β-两种立体异构体。用作驱蛔虫和驱蛲虫剂。 我国化学家黄鸣龙对山道年的立体构型研究作出 了重要贡献。
O
愈创木薁
甾类化合物和萜类化合物PPT学习教案
一 甾体化合物的基本结构
甾体化合物的结构特征是在其 分子中都含有一个由4个环稠合 而成的环戊烷并多氢菲（也称 为甾烷）的基本结构。
第10页/共16页
二 甾体化合物的母体分类
位于环平面上方，ß-构型
位于环平面下方，ɑ-构型
甾烷： R1= H R2=H R3=H 雌甾烷： R1= H R2=CH3 R3=H 雄甾烷： R1=CH3 R2=CH3 R3=H 孕甾烷： R1=CH3 R2=CH3 R3=C2H5
2 3 4 6 8 >8
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碳原子数
10 15 20 30 40 >40
三、萜类化合物
单环单萜 3-萜醇。
由于分子中有三个不同的手性碳 原子，故有四对对映异构体。
（-）薄荷醇又称薄荷脑，具有 局部止痛和消炎的功效，内服 有安抚胃部及止吐解热的功效， 医疗上用作清凉剂和驱风剂。 清凉油、人丹等药品中均含有 此成份 。
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三 甾体化合物的构型
正系(5ß型)
A/B顺 B/C反 C/D反
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别系(5ɑ型)
A/B反 B/C反 C/D反
四 典型化合物的命名
3-羟基-1,3,5(10) -雌甾三烯-17-酮
(雌酚酮)
17ɑ-甲基-17β-羟基 -雄甾-4-烯-3-酮 (甲基睾丸素)
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1
3,17β-二羟基-17ɑ乙炔基-1,3,5(10)-雌甾三烯
(炔雌二醇)
3ɑ,7ɑ,12ɑ-三羟基5β-胆烷-24-酸 (胆酸)
第14页/共16页
五 典型化合物的构象
CH3
CH3 11 12 13 17
2 1 10
《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。
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甾烷和萜烷化合物特征
甾、萜类化合物是烃源岩有机抽提物和原油中重要的也是研究最多的一类生物标志化合物。
它们既继承了生物化学组分的许多信息，又记录了从生命有机质到沉积有机质演化的很多证据。
对甾、萜化合物组成和分布特征详细研究，有助于对烃源岩的深入认识，可以更好地揭示烃源岩现今状态和演化历史过程。
（一）甾烷化合物组成特征
甾烷类化合物一般归为低分子量甾烷、重排甾烷、规则甾烷和4-甲基甾烷等4类，有些地区还可以检测出甲藻甾烷。
一般情况，甾烷总量占总生标量不到30%，其内组成绝大多数是以规则甾烷为主要成分（超过半数），其次是重排甾烷，低分子量甾烷和4-甲基甾烷含量相当，一般小于10%。
甾烷是原油中最为常见和重要的一类生物标志化合物，它们的母质主要来源于藻类和高等植物。
原油中甾烷包括低碳数甾烷、C27~C29规则甾烷和重排甾烷、C28~C30 4-甲基甾烷以及C30甲藻甾烷。
根据规则甾烷相对比例可用于有机质的生源分析，C27甾烷来源于藻类有机体，C28甾烷主要与硅藻有关，C29甾烷的生源既可以是藻类又可以是高等植物。
陆相盆地绝大多数原油中C27~C29甾烷呈“V”字型分布，即C27＞C28＜C29，表明藻类和高等植物双重生源特征。
甾烷基本结构为全氢化菲稠化环戊烷（图1），其中，在C10和C13位上连有甲基，C17位连接较长的支链烷基，在C24位连接C1~C2，分别为C27~C29甾烷。
C5、C14和C17位碳环上氢（H）构型有α和β之分，前人规定：氢原子位于环平面之下的（即C-H键伸向纸内）为α-H，氢原子位于环平面之上的（即C-H键伸向纸外）为β-H。
C20为手性碳原子，其立体构型有左旋和右旋两种构型，即R 构型和S构型。
图1 甾烷基本结构图
规则甾烷的生物构型为5α(H),14α(H),17α(H)C27~C2920R，随着热演化作用进
行，生物构型（R 构型）甾烷会不断向地质构型（S 构型）转化，即转化为5α(H),14α(H),17α(H)C 27~C 2920S ，并与5α(H),14α(H),17α(H)C 27~C 2920R 共存并最终达到平衡。
因此，人们常用甾烷的20S/(20R+20S)比值来衡量有机质热演化程度。
在R 构型向S 构型转化的同时，C 14和C 17位上的α-H 会向β-H 转化，即转化为5α(H),14β(H),17β(H)C 27~C 2920R 和5α(H),14β(H),17β(H)C 27~C 2920S ，同样形成αα与ββ共存并最终达到平衡。
所以，也常用ββ/(αα+ββ) 比值来衡量有机质热演化程度，并且与20S/(20R+20S)比值有良好的线性关系。
近年来研究表明，ββ型甾烷在运移过程中会相对富集，所以，对于运移距离较长的原油，ββ/(αα+ββ) 与20S/(20R+20S)关系会偏离线性关系。
在C 4位上连有甲基的甾烷称为4-甲基甾烷，它比规则甾烷多一个碳原子，有C 28~C 30，原油中一般检测到的为C 30的4-甲基甾烷较为丰富。
C 10位和C 13位上甲基因热作用会发生重排，甲基分别连接在C 5和C 14位上。
同样，在C 13位和C 17位上氢（H ）的构型有α和β之分，在C 20位有R 和S 两
种立体构型，从而产生一系列重排甾烷，具体图谱鉴定如图2和表1。
图2 m/e217质量色谱图（甾族化合物）
E:\data\C04243a
2004-06-22 13:53:05
CL-041149 3400Time (min)
表1 m/e217质量色谱图甾族化合物鉴定表
（二）萜烷化合物组成特征
萜烷类化合物和甾烷化合物一样，是重要生物标志物，它也具有丰富的有机质生源信息和热演化记录。
萜烷也是原油中重要的生物标志化合物之一，可以提供许多关于生油母质信息，解决原油演化程度问题。
原油中检测到的萜烷一般有二环倍半萜烷、三环二萜烷、四环二萜烷、长链三环萜烷、长链四环萜烷、五环三萜烷和四萜烷等，其中以五环三萜烷最丰富和最重要。
五环三萜烷可以分为藿烷类和非藿烷类，陆相原油中最广泛而又最丰富的是藿烷类，均以17α(H)21β(H)藿烷系列（C27~C35）为主，其次是17β(H)21α(H)莫烷系列、18α(H)新藿烷系列和重排藿烷，它们的主要先体物质是细菌藿四醇，其含量高低反映低等原核生物有机质贡献大小。
藿烷的基本结构为四个六元环（苯并菲）和一个五元环稠合而成（图3），
3
图3 萜烷基本结构图
正常的藿烷碳数为30，除了在C4、C8、C10、C14、C18位上均有甲基取代外，C21位上是异丙基。
藿烷的立体异构主要发生在C17和C21上的α和β构型，以及C22位上的R和S构型（仅当碳数大于30时才有）。
同样，17β(H)21β(H)为生物构型，随着热演化作用，生物构型向17β(H)21α(H)和17α(H)21β(H)地质构型转化。
我们又把17β(H)21α(H)称为莫烷系列，17α(H)21β(H)称为藿烷系列，随着热演化作用的加强，莫烷系列可以进一步转化为藿烷系列，即ββ→βα→αβ。
碳数小于30的藿烷称为降藿烷，碳数大于30的称为升藿烷。
藿烷系列碳数为C27~C35，C28较为少见。
长链三环萜烷一般碳数分布在C19~C31（有资料表明该类化合物碳数可以高达45），其中C22和C27较少，以C21和C23最为丰富，C26以后有R和S两个立体异构体。
在C26之前常出现一个峰，就是C24-四环萜烷。
萜烷具体鉴定见表2和图4，图5。
表2 m/e191质量色谱图萜类化合物鉴定表
图4 m/e191质量色谱图（长链三环萜烷）
图5 m/e191质量色谱图（五环三萜烷）
E:\data\C04241
2004-06-22 07:53:26
CL-041147 3469E:\data\C04241
2004-06-22 07:53:26CL-041147 3469
Time (min)。