萜类和甾体化合物
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萜类和甾体化合物
胆汁酸还具有降低胆固醇 、抑制细菌和抗炎等作用 。
ABCD
初级游离胆汁酸包括胆酸 和鹅脱氧胆酸，次级游离 胆汁酸包括石胆酸和熊脱 氧胆酸。
人体肝脏是合成胆汁酸的 主要器官，胆汁酸随胆汁 排入肠道后大部分被重吸 收。
植物甾醇类化合物
01
植物甾醇是植物细胞膜的重要成分，具有抗氧化、抗炎和抗癌等作用 。
02
常见的植物甾醇包括谷甾醇、菜油甾醇和豆甾醇等。
03
植物甾醇可以降低血液中的低密度脂蛋白和胆固醇水平，对心血管健 康有益。
04
食物中植物甾醇的含量与植物的种类和加工方式有关，坚果、种子、 豆类和植物油等是植物甾醇的主要来源。
昆虫激素类化合物
昆虫激素是由昆虫分泌的调节其生长发育和生殖的化合 物。
昆虫激素的结构和功能与动物激素类似，但作用机制有 所不同。
萜类和甾体化合物
目录
• 萜类化合物概述 • 常见萜类化合物 • 甾体化合物概述 • 常见甾体化合物 • 萜类和甾体化合物的应用
01
CATALOGUE
萜类化合物概述
定义与分类
定义
萜类化合物是由异戊二烯单元构成的 天然有机化合物，通常具有多个碳-碳 双键。
分类
根据结构特征，萜类化合物可以分为 单萜、倍半萜、二萜、三萜和四萜等 。
提高抗逆性
某些萜类化合物可以提高植物的抗逆性，如抗旱、抗寒、抗盐碱等 ，有助于植物在恶劣环境中的生存和生长。
生物农药
杀虫剂
一些萜类化合物具有杀虫活性，可作为生物农药用于防治农业害 虫。
杀菌剂
甾体化合物中的一些抗菌素可用于防治植物病害，如抗菌素头孢 菌素对多种细菌和真菌具有抑制作用。
除草剂
某些萜类化合物可以抑制杂草的生长，起到除草的作用。
(完整版)第十七章萜类和甾体化合物
第十七章 萜类和甾体化合物萜类化合物（Terpenoids ）和甾体化合物（Steroids ）广泛存在于自然界中，有的能直接用来治疗疾病，有的是合成药物的原料，因此它们与药物的关系非常密切。
第一节 萜类化合物萜类化合物多是从植物提取得到的香精油（挥发油）的主要成分。
如：柠檬油、松节油、薄荷油等。
它们多是不溶于水，易挥发，具有香味的油状物质，有一定的生理及药理活性，如祛痰、止咳、驱风、发汗和镇痛等作用。
广泛用于香料和医药等。
一、结构与分类（一）结构及异戊二烯规律萜类化合物是由异戊二烯（Isoprene ）作为基本骨架单元，可以看成是由两个或两个以上异戊二烯单位以头尾相连或互相聚合而成，这种结构特征称为“异戊二烯规律”。
因此，萜类化合物是异戊二烯的低聚合物以及它们的氢化物和含氧衍生物的总称。
C CH 2CHCH 3CH 21234头尾头尾头尾头尾头尾头尾异戊二烯 月桂烯 柠檬烯月桂烯是两分子异戊二烯头尾相连；而柠檬烯是两分子异戊二烯之间的1,2和1,4加成。
(一分子异戊二烯用3,4位双键与另一分子异戊二烯进行1,4加成)。
所以，异戊二烯规律在萜类成分的结构测定中具有很大应用价值。
（二）分类萜类化合物根据分子中所含异戊二烯骨架的多少可分为单萜、倍半萜、二萜等。
见表19-1。
表19-1 萜类化合物的分类异戊二烯单元数碳原子数类别2 10 单萜类3 15 倍半萜4 20 二萜类6 30 三萜类8 40 四萜类＞8 ＞40 多萜类二、单萜类化合物单萜类化合物是有两个异戊二烯单元构成。
根据两个异戊二烯单元的连接方式不同，单萜有可以分成为链状单萜、单环单萜和双环单萜。
（一）链状单萜化合物链状单萜类化合物具有如下的碳架结构：这是两个异戊二烯头尾相连而成。
很多链状单萜都是香精的主要成分，例如：月桂油中的月桂烯、玫瑰油中的香叶醇、橙花油中的橙花醇、柠檬油中的柠檬醛（α-柠檬醛和β-柠檬醛）、玫瑰油及香茅油中的香茅醇等。
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
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
萜类和甾体化合物(1)
骨架
月桂烯
CHO H
α-柠檬醛
主要存在于香精油中
3
2．单环单萜：
7
1
6
2
5
3
4
9 8 10
萜烷
*
苧？烯
CH3
OH
HO
CH
CH3
H3C
CH3
OCHH(CH3)2
（一）薄荷醇
薄荷脑
主要的用途：清凉剂和驱风剂、清凉油、人丹含此 4
3．双环单萜： 包括三、四、五、六元环组成的双环化合物， 它们是萜烷分子中的C8与环已烷上的C1，C2，C3 或环系上的C4与C6相连而成。
8
6
5
7
13 17
16
H14 15
H
别系
正系：AB顺（ea稠合） BC反（ee稠合） 别系：AB反（ee稠合） BC反（ee稠合）
17
（四）构象分析
甾族化合物中的一些基团受构象的影响，在性质上表现 出较大的差异。
R
HO
H2 / Pt H
HO C6H5CO3H HO
O
由于角甲基及C17侧链均为β-型，因而烯键进行加氢或过酸
5
C8～C1
7
1
6
2
5
3
4
9 8 10
C8～C2 C8～C3
C4～C6
7
6
1
2
5
4
3
莰烷
16
3
7
5
2 4
5
61 7
4 3
2
蒎烷 蒈烷
5 3
6
4 1
2
艹守烷
6
蒎烯
CH3 O
(一) 樟脑
月桂烯
CHO H
α-柠檬醛
主要存在于香精油中
3
2．单环单萜：
7
1
6
2
5
3
4
9 8 10
萜烷
*
苧？烯
CH3
OH
HO
CH
CH3
H3C
CH3
OCHH(CH3)2
（一）薄荷醇
薄荷脑
主要的用途：清凉剂和驱风剂、清凉油、人丹含此 4
3．双环单萜： 包括三、四、五、六元环组成的双环化合物， 它们是萜烷分子中的C8与环已烷上的C1，C2，C3 或环系上的C4与C6相连而成。
8
6
5
7
13 17
16
H14 15
H
别系
正系：AB顺（ea稠合） BC反（ee稠合） 别系：AB反（ee稠合） BC反（ee稠合）
17
（四）构象分析
甾族化合物中的一些基团受构象的影响，在性质上表现 出较大的差异。
R
HO
H2 / Pt H
HO C6H5CO3H HO
O
由于角甲基及C17侧链均为β-型，因而烯键进行加氢或过酸
5
C8～C1
7
1
6
2
5
3
4
9 8 10
C8～C2 C8～C3
C4～C6
7
6
1
2
5
4
3
莰烷
16
3
7
5
2 4
5
61 7
4 3
2
蒎烷 蒈烷
5 3
6
4 1
2
艹守烷
6
蒎烯
CH3 O
(一) 樟脑
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17章 萜类和甾体化合物
甾烷 雌甾烷
R 13 17 10
-CH3 -CH3
-H
雄甾烷
-CH3 -CH3
-CH2CH3 孕甾烷
H
（三）甾族化合物的构型和构象
甾族分正系和别系两类构型：
正系指A/B环以顺式稠和 B/C和C/D均为反式稠和
别系指A/B环以反式稠和
5-H为β-者为正系 5-H为α-者为别系
R
R
正
CH D
系 A BH H
10
1
C8~C1相连
27 38
6
9
5
4
10
C8~C2相连
2
361
89
4
7
5
10
3
C8~C3相连
4 92 5 87 1
6
10
4
C4~C6相连 5
3
6
2
1
879
10
1
67
89
2
莰烷
5
3
4
10
2
1
3
8 96
7
4 5
蒎烷
10
3
4
2 蒈烷
5
1
6 87
9
荢烷
α-蒎烯
β-蒎烯
由樟科植物樟树中得到，并经升华精制成的一种结晶形 α-莰酮。樟脑分子中有两个手性碳原子，理论上应有四 个异构体，但实际只存在两个： （+）及(-)樟脑。因为碳桥只能在环的一侧，即环需要 的船式构象，必然限制了桥头两个手性碳所连基团的构 型，使其C-1所连的甲基与C-4相连的只能位于顺式构型。
维生素A
2）
胡萝卜素
指出组成下列萜类物质的异戊二烯单元数目、 各属哪一种萜类？画出连接的部位。
有机化学第十八章-萜类和甾族化合物
O NaBH4
H
OH
龙脑 (m.p.206～208℃)
OH
+
H
异龙脑 (m.p.214～217℃)
(一)倍半萜类
• 倍半萜类是含有三个异戊二烯单位的萜类化合物，具有链状、单环或双 环结构。例如:
• 法尼醇又称金合欢醇，存在于香茅草、茉莉、橙花、玫瑰等多种芳香 植物的挥发油中，是一种珍贵的香料。
• 杜鹃酮又称大牛儿酮，存在于满山红 (兴安杜鹃)的挥发油中，有平喘、 镇咳与化痰的作用。
实例
蒎烯 姜烯 樟脑烯 鲨烯 胡萝卜素
（一）单萜类化合物
• 单萜是较为重要的萜类，由两个异戊二烯单元组成，根据分子中两 个异戊二烯单位相互连接方式的不同，单萜类化合物又可分为链状 单萜、单环单萜与双环单萜。
• 1. 链状单萜类化合物 • 链状单萜类化合物，其分子基本碳架如下:
C CC CCC CC 或
思 考：
1. 用系统命名方法命名上述化合物？ 2. 莰烷为什么以船式构象存在？
2. 蒎烯 (又称松香精、松油二环烯) 蒎烯根据烯键位置不同，有α-蒎烯与β-蒎烯两种异构体。
C H3C H3
C H2C H2
α-蒎烯
β-蒎烯
❖ 二者均存在于松节油中，但以α-蒎烯为主（占松节油的60%），蒎烯是工业 上用来合成樟脑的原料。它们在O℃以下可与HCl发生亲电加成反应，生成氯化 氢化蒎烯，在较高温度下的产物则是因为在反应过程中形成的碳正离子发生分 子重排，即由蒎碳正离子重排为莰正碳离子，使原来环张力较大的蒎烯四碳环 转变为张力较小的五碳莰环，最后产物与Cl-形成氯化莰。
(三) 双环单萜类化合物
• 双环单萜指分子结构中含有两个碳环的单萜。
1. 基本碳架与命名
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人参、甘草、桔梗、三七、茯苓等中药含有三萜类化合物，
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的生理活性。
β-胡萝卜素
药用基础化学(下册)
第十四章 萜类和甾体化合物
一、甾体化合物的结构
甾体类化合物是广泛存在于自然界中的一类天然化学成分，
包括植物甾醇、胆汁酸、昆虫变态激素、强心苷、甾体皂苷、 甾体生物碱、蟾毒配基等。
二、萜类化合物的分类
根据所含 CH2
C CH CH2 异戊二烯
单位数目分类 类别 单萜 倍半萜 二萜
CH3
异戊二烯单位数目 2 3 4
碳原子数 10 15 20
6
8
30
40
三萜
四萜
>8
>40
多萜
第十四章 萜类和甾体化合物
单萜： O OH * **
苧烯
薄荷醇
α-蒎烯
樟脑
倍半萜：
O O O
山道年
药用基础化学(下册)
1 HO 3
10 5
3β ,17α -二羟基雌甾-1,3,5(10)-三烯 OH CH3 17 C-10、C-13上有角甲基 C-17上无取代基 O
3 4
雄甾烷
17α-甲基-17β-羟基-4-雄甾烯-3-酮
药用基础化学(下册)
21CH2OCOCH3 O 11 C-10、C-13上有角甲基 C-17上是乙基 3 O 4 20C 17 O OH
它们的结构中都具有环戊烷并多氢菲的甾体母核。
多氢化菲 环戊烷 （甾烷）
药用基础化学(下册)
R
12 11 13
17 16
1 2 3
10
9
C
8 7 6
D
14
15
A
4
5
B
OH 12
COOH
3
3 5
HO
HO
7
OH
胆固醇
胆酸
第十四章 萜类和甾体化合物
13
基 本 的 甾 烷
甾烷
13 10
雌甾烷
13 10 17
孕甾烷
17α,21-二羟基孕甾- 4-烯-3,11,20-三酮-21-醋酸酯
C-10、C-13上有角甲基 C-17上是取代烃基 HO
3 5
胆甾烷
Δ5-3β-羟基胆甾烯
第十四章 萜类和甾体化合物
21 23 C-10、C-13上有角甲基 C-17上是取代烃基 HO
3 5
7
麦角甾烷
3β-羟基麦角甾-5,7,21-三烯
6
第十四章 萜类和甾体化合物
2.麦角甾醇
17 21 22 23
3 HO 5 6
8 7
HO
3β-羟基麦角甾-5,7,21-三烯（麦角固醇）
维生素D2
结构特征是：C-3上连有β-构型的羟基，C-5、C-7、C-21处有3 个双键，C-17上连有9个碳原子的烯基，麦角甾醇受到紫外线 照射时，发生一系列变化，B环中的C-8、C-9间断键生成维生 素D2 。
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个异戊二烯单元组成，含15个 碳原子，倍半萜是挥发油的主要成分，其含氧衍生物大多具 有生物活性。
OH
金合欢醇
型、双环型、三环型和四环型。
愈创木薁
倍半萜化合物多按其结构的碳环数分类，例如无环型、单环
OH 12 COOH
3
3 5
HO
HO
7
OH
Δ5-3β-羟基胆甾-5-烯 (来源于胆石，俗称胆固醇)
3α,7α,12α-三羟基胆甾酸 (来源于动物胆汁俗称胆甾酸)
第十四章 萜类和甾体化合物
C-10、C-13上无角甲基 C-17上无取代基 H 5 H
甾烷
5β-甾烷 OH 17
C-10上无角甲基 C-13上有角甲基 C-17上无取代基 雌甾烷
第十四章 萜类和甾体化合物
结构：碳架所含碳原子数大多为十或十的倍数；可以看作是 若干个异戊二烯单位以首尾连接，少数以头-头或尾-尾连接 而成的化合物，这个规律称为异戊二烯规则。
CH3 H2C C CH CH2
头 C
C C C
尾 头
或
尾
头 尾
头 头 尾 尾 头 O 尾
O
月桂烯
α-蒎烯
山道年
O
药用基础化学(下册)
第一节
萜类和甾体化合物
药用基础化学(下册)
一、萜类化合物的结构
由多个异戊二烯单位结合而成的化合物及其含氧衍生物。这
些含氧衍生物可以是醇、醛、酮、羧酸、酯等。
CH2 C CH CH2 异戊二烯 CH3
是某些植物的香精、树脂、色素等的主要成分；中草药中的
一类比较重要的化合物。
生理活性： 祛痰、止咳、驱风、发汗、驱虫、镇痛。
雄甾烷
13 10 17
孕甾烷
胆甾烷
药用基础化学(下册)
二、甾体化合物的命名
系统命名法首先是选择相应的甾烷母环作为母体，其次是取代基的位次、 数目、名称及构型的标识，母环为甾烯时，或用“Δ”表示双键，并在 “Δ”右上角标明双键的位次，实线连接的取代基为β-构型，虚线则为α构型。自然界的甾体化合物也常用其来源或性质的俗称。
药用基础化学(下册)
3.二萜
二萜化合物(C5H8)4是指由4个异戊二烯单元组成，含20个碳
原子，有链状、单环、双环、三环等多种结构。广泛在自然 界分布，是植物的乳汁及树脂的主要成分，绝大多数不 能随水蒸气蒸馏。
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的树脂、皂苷或色素的主要成分，
药用基础化学(下册)
三、甾体化合物的分类 1.甾醇类
甾醇又称为固醇，分布很广，通常以游离态或酯、苷的形式 存在于动植物体内，天然甾醇在C-3上有1个羟基，且多数为
β-构型。正因为含有醇基，故称为固醇类化合物。
17
HO
3 5
结构特征是C-3上连有β构型的羟基，C-5与C-6间为双键，C-17 上连有8个碳原子的烷基。
单环单萜类分子中
都含有一个六元碳
环，薄荷醇是典型 的代表物。
薄荷醇（3-萜醇）
(-)-薄荷醇
药用基础化学(下册)
(3)双环单萜类 双环单萜类的结构类型较多。其中以蒎烷型和坎烷型最稳定。 双环单萜类分子中都
含有两个碳环，其中
一个是六元环，另一 蒎烷型 坎烷型 个可以是三元环、四
元环或五元环。。
O OH
1.单萜
单萜类化合物((C5H8)2根据2个异戊二烯单元的相互连接方式不 同，可分为链状、单环和双环单萜类，大多数是某些挥发油的
主要成分。
(1)链状单萜类
头 尾 尾 头 头香叶醛
橙花醛
第十四章 萜类和甾体化合物
（2）单环单萜类
头 尾 尾 头 头 尾 尾
头
CH3 * ** OH CH H3C CH3 OH
药用基础化学(下册)
2.胆甾酸类
胆酸、7-脱氧胆酸等来源于动物胆汁中，故称为胆甾酸。
OH 12 COOH OH CONHCH2G —G：—CH2SO3H（牛磺胆酸） —COOH