海洋生物活性物质萜类.ppt

《海洋生物活性物质萜类.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海洋生物活性物质萜类.ppt（94页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、v萜类物质是指由异戊二烯聚合而成的一类烃类化合物及其衍生物。v典型的萜类化学结构特点是分子中含C10以上，且含碳原子数都是5的整数倍。萜烯类化合物 l生源异戊二烯法则 葡萄糖乙酸 甲戊二羟酸（MVA），ATP 甲戊二羟酸焦磷酸酯 脱羧、脱水焦磷酸异戊烯酯（IPP）互变异构化 焦磷酸，-二甲基丙烯酯（DMAPP）这两个化合物是生物体内“活性异戊二烯”，由它们继续衍生为各类天然萜类物质。v萜类化合物主要是沿用经验异戊二烯法则分类，即按异戊二烯的数目进行分类。萜类形成的基本单元图2-1 活性异戊二烯的形成甲戊二羟酸焦磷酸酯图2-2 萜类化合物的形成1 1、萜类物质的理化性质、萜类物质的理化性质l 萜

2、类化合物总体特点萜类化合物总体特点p成分范围广，彼此结构性质差异大；成分范围广，彼此结构性质差异大；p同一生源途径衍生而来；同一生源途径衍生而来；p结构共同点：结构共同点：绝大多数都有双键、共轭双键与活泼绝大多数都有双键、共轭双键与活泼氢、较多萜类具有内酯结构。氢、较多萜类具有内酯结构。（1）性状 低分子量的萜类化合物如单萜、倍半萜通常为液态，具有挥发性，是挥发油的组分；分子量较高的萜类为固态，多数可形成结晶体，不具有挥发性。萜类化合物分子结构一般有多个手性碳，具有旋光性。低分子萜类化合物具有较高的折光率。萜类化合物多具有苦味，有的味极苦；个别萜类化合物具有强的甜味：如具有对映-贝壳杉烷骨架（

3、ent-kaurane）的二萜多糖苷甜菊苷的甜味是蔗糖的300倍。萜类以倍半萜、二萜、二倍半萜居多，三萜化合物极少，目前只发现两种，四萜广泛存在。（2）溶解性 萜类化合物一般为亲脂性成分，易溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇，难溶于水。萜类化合物若与糖成苷，则具有亲水性，易溶于热水，难溶于亲脂性有机溶剂。具有内酯结构的萜类化合物能溶于碱水，酸化后又可从水中析出。（3）稳定性 萜类化合物对强热、光及酸碱较为敏感或被氧化、或发生重排，导致结构变化2 2、萜的分类、萜的分类 根据组成分子的异戊二烯单位的数目分类：根据组成分子的异戊二烯单位的数目分类：p单萜：含有两个异戊二烯单位单萜：含有两个异戊二烯单位

4、标准单萜烯的分子式为标准单萜烯的分子式为C C1010H H1616，有，有3 3个不饱和键。它包含个不饱和键。它包含开链单萜，单环萜，二环单萜三种。开链单萜，单环萜，二环单萜三种。p倍半萜：含有三个异戊二烯单位的萜。倍半萜：含有三个异戊二烯单位的萜。p双萜：双萜：含有四个异戊二烯单位的萜。含有四个异戊二烯单位的萜。p三萜：三萜：含有六个异戊二烯单位的萜。含有六个异戊二烯单位的萜。p四萜：四萜：含有八个异戊二烯单位的萜。含有八个异戊二烯单位的萜。3 3、萜的命名、萜的命名 IUPACIUPAC规定的系统命名法比较生辟，我国一律按英文俗名规定的系统命名法比较生辟，我国一律按英文俗名意译，再接上意

5、译，再接上“烷烷”、“烯烯”、“醇醇”等命名而成。习惯常等命名而成。习惯常用俗名如樟脑烷，薄荷醇等。用俗名如樟脑烷，薄荷醇等。4、一些有代表性的萜类w单萜开链单萜CH2OHCH2OH 牛 儿 苗 醇（香 叶 醇）橙 花 油 醇b.p 230 b.p 226.7 互 为 几 何 异 构 体，存 在 于玫 瑰 油、橙 花 油、香 茅 油 中，为 无 色、有 玫 瑰 香 气 的 液 体，是 作 香 料 的 重 要 原 料。CHOCHO 牛 儿 苗 醛 或 香 叶 醛橙 花 醛存 在 于 柠 檬 草 油、橘 子 油 中，配 制 柠 檬 香 精 的 重 要 原 料，柠 檬 醛柠 檬 醛ab有 很 强 的

6、 柠 檬 香 气，是 用 于也 是 合 成 维 生 素 的 重 要 原 料。单环单萜单环单萜双环单萜双环单萜 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。CH3蒎 烯蒎 烯是 松 节 油 的 主 要 成 分（）80%用 作 油 漆、蜡 等 的 溶 剂，是 合 成 冰 片、樟 脑 等 的 重 要 化 工 原 料。b.p 156OH*薄 荷 醇薄荷醇分子中有三个手性碳原子，故有四个外消旋体。天然的薄荷醇是左旋的薄荷醇。双环单萜双环单萜CH3O莰酮（樟脑）m.p179

7、b.p 209 重要存在于樟脑树中，为无色闪光结晶，易升华，有愉快香味。樟脑气味有驱虫作用，可用于毛料衣物的纺蛀剂。在医药上用作强化剂以及配制十滴水、清凉油等。u 倍半萜倍半萜 在陆地植物体内常以醇、酮、内酯等形式存在于挥发油中，多具有较强的香气和生物活性，根据结构可分为链状倍半萜、单环倍半萜、双环倍半萜、三环倍半萜等。无色粘稠液体，b.p 125/66.5Pa，有铃兰气味，存在于玫瑰油、茉莉油、合金欢油及橙花油中。是一种珍贵的香料，用于配制高级香精；有，用于抑制昆虫的变态和性成熟。OH金 合 欢 醇w是由山道年花蕾中提取出是由山道年花蕾中提取出的无色结晶，的无色结晶，m.p170,m.p17

8、0,不溶于水，易溶于有机溶不溶于水，易溶于有机溶剂。过去是医药上常用的剂。过去是医药上常用的驱蛔虫药，其作用是使蛔驱蛔虫药，其作用是使蛔虫麻痹而被排除体外，但虫麻痹而被排除体外，但对人也有相当的毒性。对人也有相当的毒性。OOO山道年u 双萜双萜 维生素维生素A A，淡黄色晶体，淡黄色晶体m.p 64m.p 64，存在于动物的，存在于动物的肝、奶油、蛋黄和鱼肝油中。不溶于水，易溶于有肝、奶油、蛋黄和鱼肝油中。不溶于水，易溶于有机溶剂。受紫外光照射后则失去活性。机溶剂。受紫外光照射后则失去活性。OH维 生 素（）A1Aw叶绿醇是叶绿素的一个叶绿醇是叶绿素的一个组成部分，用组成部分，用 碱水解叶绿素

9、可得到叶碱水解叶绿素可得到叶绿醇，叶绿醇是合成维绿醇，叶绿醇是合成维生素生素K K及维生素及维生素E E的原料。的原料。OH叶绿醇COOHCH3CHCH3CH3CH3松香酸w 存在于松脂中，是松存在于松脂中，是松香的主要成分。广泛用香的主要成分。广泛用于造纸、制皂、制涂料于造纸、制皂、制涂料等工业上的原料。等工业上的原料。w 三萜三萜角鲨烯squalene（）H3CCH3HOCH3CH3CH3H3C角鲨烯羊毛甾醇w四萜四萜胡 萝 卜 素m.p188184178胡 萝 卜 素m.p胡 萝 卜 素m.p15%85%0.1%广 泛 存 在 于植 物 的 叶、茎、和 果 实及 动 物 的 乳汁 和 脂

10、 肪 中，体 最 重 要（生 理 活 性最 强）。多烯色素较长的碳碳双键的共轭体系，所以四萜都是有颜色的物质番茄红素蕃茄红素是胡萝卜素的异构体，是开链萜，存在于蕃茄、西瓜及其他一些果实中，为洋红色结晶。OHHO叶黄素叶黄素是存在植物体内一种黄色的色素，与叶绿素共存，只有在秋天叶绿素破坏后，方显其黄色。p在海洋天然产物中，在海洋天然产物中，萜类化合物最多，约占萜类化合物最多，约占4040，但三萜、四萜种类和数量都较少，但三萜、四萜种类和数量都较少。p海洋生物产生的海洋生物产生的萜类，主要来自海藻、海绵、类，主要来自海藻、海绵、腔肠动物和软体动物。腔肠动物和软体动物。目前已发现的海洋萜类目前已发现

11、的海洋萜类中仅倍半萜就约有中仅倍半萜就约有400400种种，其中很多具有抗癌、，其中很多具有抗癌、抗菌和其他活性。抗菌和其他活性。海洋萜类与陆地萜类明显不同海洋萜类与陆地萜类明显不同 p在陆地生物体中，主要合成单萜，产生很多常在陆地生物体中，主要合成单萜，产生很多常见的有香味的植物挥发油；在海洋生物体内主见的有香味的植物挥发油；在海洋生物体内主要生成分子量较高的萜类，特别是二萜、二倍要生成分子量较高的萜类，特别是二萜、二倍半萜。半萜。p海洋萜类分子中含有特殊的官能团海洋萜类分子中含有特殊的官能团,例如卤素、例如卤素、异氰基异氰基(-NC)(-NC)和呋喃环。和呋喃环。p海洋萜类，特别是环状萜类

12、的分子结构特殊。海洋萜类，特别是环状萜类的分子结构特殊。l生活在海洋中的生物将卤素生活在海洋中的生物将卤素植入了其化学成分，海水不植入了其化学成分，海水不仅含有高浓度的氯离子仅含有高浓度的氯离子(0.5(0.5 molmolL)L)，还有足量的溴，还有足量的溴(1(1 mmolmmolL)L)和相对较少量的碘和相对较少量的碘(1mol(1molL)L)。l海洋卤代萜类化合物主要海洋卤代萜类化合物主要来源于海藻、软体动来源于海藻、软体动物物(海兔等海兔等)、多孔动物海绵、腔肠动物、多孔动物海绵、腔肠动物(软珊软珊瑚、柳叶珊瑚等瑚、柳叶珊瑚等)、海洋微生物等生物体内、海洋微生物等生物体内。近十几年

13、来，仅从近十几年来，仅从中就分离出中就分离出400400多多种萜类化合物，代表种萜类化合物，代表2626种类型结构骨架，是海种类型结构骨架，是海洋萜类化合物的重要来源。从洋萜类化合物的重要来源。从ParalemnaliaParalemnalia属属中就分离到中就分离到1111种倍半萜和降倍半萜，从种倍半萜和降倍半萜，从消化腺中分离得到的主要化学成分是萜类消化腺中分离得到的主要化学成分是萜类物质，而且一大部分是卤代萜。物质，而且一大部分是卤代萜。海洋卤代萜的特点l海洋萜类中，卤素主要存在于海洋萜类中，卤素主要存在于单萜和倍半萜及单萜和倍半萜及二萜中二萜中。数量最多的是。数量最多的是，其次是二萜、

14、，其次是二萜、单萜，三萜很少，在更高的萜类中几乎没发现。单萜，三萜很少，在更高的萜类中几乎没发现。大多数海洋萜类所含的卤素为大多数海洋萜类所含的卤素为氯或溴氯或溴元素，目元素，目前还没发现含氟或碘元素的萜类。前还没发现含氟或碘元素的萜类。l卤素在卤素在单萜单萜中主要是中主要是以多卤化合物以多卤化合物的形式存在的形式存在，且且同时含氯和溴同时含氯和溴元素的几率较高元素的几率较高。大多数卤代大多数卤代单萜含有单萜含有末端双键，且末端双键上会有一个卤末端双键，且末端双键上会有一个卤原子原子(目前发现的目前发现的1717种卤代单萜中就有种卤代单萜中就有1616种具种具有末端双键，且末端双键上会有一个氯

15、原子或有末端双键，且末端双键上会有一个氯原子或溴原子溴原子)。l在倍半萜、二萜及三萜化合物在倍半萜、二萜及三萜化合物中主要以中主要以单卤代单卤代为主，且含溴的几率大于氯为主，且含溴的几率大于氯。卤素主要分布在。卤素主要分布在苯环或饱和的六员环上，且往往卤原子的苯环或饱和的六员环上，且往往卤原子的邻位邻位或或对位对位有活化苯环的有活化苯环的羟基羟基存在。这可能与酚类存在。这可能与酚类物质易发生卤代反应有关。饱和的六员环可能物质易发生卤代反应有关。饱和的六员环可能是在生物代谢过程中由苯环还原所得。是在生物代谢过程中由苯环还原所得。l大多数海洋含卤萜类具有大多数海洋含卤萜类具有细胞毒性、抗菌、抗细胞

16、毒性、抗菌、抗肿瘤肿瘤等生理活性。等生理活性。1 1、单萜、单萜-主要有链状和单环两种类型，绝大多数分布在海藻中，在珊瑚和海绵中都极少。图2-3 海洋单萜碳架 海藻中的单萜主要存在于红藻凹顶藻中，分子中含有碳卤键是其特征，且化合物多数具有抗菌活性。褐藻中基本不含单萜（1）直链多卤单萜 原料：红藻P.cartiagineum 提取剂：乙烷 l例如从红藻海头红属例如从红藻海头红属PtocaminumPtocaminum cartilagineumcartilagineum中分离得到中分离得到1414个有抗菌活性的个有抗菌活性的含卤单萜，其中多卤化单萜含卤单萜，其中多卤化单萜(10)(10)和和(14)(14)，对人，对人体体Hela-229Hela-229癌细胞有抑制作用，癌细胞有抑制作用，ED50=1ED50=1g/mlg/ml。1410图2-4 海头红属海藻中分离得到的有抗菌活性的含卤单萜l国外学者Boyd等从红藻 根叶藻科的松香藻(Portieria homerhanuii)中分离到的Halomon属多卤化单萜化合物(3)，不仅具有独特的作用机制，而且对通常不敏感的癌细胞系具有选择性