河北医科大学：《天然药物化学》课程教学资源（课件讲稿）第六章 萜类和挥发油 Terpenoids & Volatile oils（2020版）第2节 结构类型和重要代表物 Structural Types & Important Compounds（2/2）

河北医科大学药学院 接上个PPT文件 三、倍半萜类化合物 Sesquiterpenoids 河北医料大学码学院李力更救授 倍半萜类(sesquiterpenoids) 指结构中含有3个异戊二烯碳骨 架的萜烃及其衍生物。 多 》绝大多数倍半萜类符合异戊二烯规则。 ·此类化合物骨架繁杂，超过200余种 仅常见母体碳骨架类型就有几十种。 河北区料大学院李力更教经 天然药物化学教研室李力更教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 李力更 教授 1 1 三、倍 半 萜 类 化 合 物 Sesquiterpenoids 接上个PPT文件 河北医科大学药学院 李力更 教授 2 倍半萜类（sesquiterpenoids） 指结构中含有3个异戊二烯碳骨 架的萜烃及其衍生物。 ▶ 绝大多数倍半萜类符合异戊二烯规则。 ▶ 此类化合物骨架繁杂，超过 200 余种， 仅常见母体碳骨架类型就有几十种。 河北医科大学药学院 李力更 教授

河北医科大学药学院 分布及存在： 。广泛存在于植物界，尤以木兰科、 芸香科、菊科中最丰富。 童在昆虫激素及海洋生物中也有发现。 ●在植物中常以含氧衍生物或苷的形式存在。 ·倍半萜类化合物是植物挥发油中高沸点组分 (250-280℃)的主要成分。 生物合成途径： 活性前体物焦磷酸金合欢酯(FPP)通 过不同位置的双键移位或环合衍生而来。 人P 人人人m- (FPP,farnesyl pyrosphate) 。详见教材p196-197文字说明、 p196图6-6a、p197图6-6b。 阿国大学学院李力更 天然药物化学教研室李力更教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 李力更 教授 2 3 ☞ 广泛存在于植物界，尤以木兰科、 芸香科、菊科中最丰富。 ☞ 在昆虫激素及海洋生物中也有发现。 分布及存在： ▶ 在植物中常以含氧衍生物或苷的形式存在。 ▶ 倍半萜类化合物是植物挥发油中高沸点组分 （250~280℃）的主要成分。 河北医科大学药学院 李力更 教授 4 生物合成途径： 活性前体物焦磷酸金合欢酯（FPP）通 过不同位置的双键移位或环合衍生而来。 ☞ 详见教材 p196-197 文字说明、 p196 图 6-6a、p197图 6-6b。 OPP FPP OPP （FPP，farnesyl pyrosphate） 河北医科大学药学院 李力更 教授

河北医科大学药学院 (一)链状倍半萜(acyclic sesquiterpenoids). 例：在金合欢油、橙花油、香茅油中等存在的 倍半萜。 会盒欢桶 合就 合欢醇 释花惠 橙花醇与金合欢醇之间的化学转换 橙花醉 金合欢醇 河北区料大学货学院李力更教经 天然药物化学教研室李力更教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 李力更 教授 3 5 β-金合欢烯 β- farnesene （一）链状倍半萜（acyclic sesquiterpenoids） 例：在金合欢油、橙花油、香茅油中等存在的 倍半萜。 金合欢醇 farnesol 橙花醇 nerolidol CH3 OH CH2OH α-金合欢烯 α-farnesene 河北医科大学药学院 李力更 教授 6 橙花醇与金合欢醇之间的化学转换 CH3 OH CH2OH 乙酸酐 OH2 OH2 _ H2O + H2O H_ + 橙花醇 金合欢醇 河北医科大学药学院 李力更 教授

河北医科大学药学院 (二)环状倍半萜(cyclic sesquiterpenoids). 生物合成途径 PP+DMARR。PpIPP.EPP和环合反应环状倍半萜 Cs C5 C10 C15 PP:焦磷酸异戊烯酯DMAPP:焦磷酸-二甲基烯丙酯 GPP:焦磷酸香叶酯FPP:焦磷酸金合欢酯 。详见教材p196图6-6a、p197图6-6b环状 倍半萜的生物合成途径及基本骨架类型。 L.单环倍半萜(monocyclic sesquiterpenoids) 例：存在于没药、姜的根茎、香柠檬油等 中的单环倍半萜。 郁金 天然药物化学教研室李力更教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 李力更 教授 4 7 ☞ 详见教材 p196 图 6-6a、p197图 6-6b 环状 倍半萜的生物合成途径及基本骨架类型。 （二）环状倍半萜（cyclic sesquiterpenoids） 生物合成途径： IPP+DMAPP GPP FPP 环状倍半萜 分子内重排 和环合反应 C5 C5 C10 C15 IPP IPP：焦磷酸异戊烯酯 DMAPP：焦磷酸-γ,γ-二甲基烯丙酯 GPP：焦磷酸香叶酯 FPP：焦磷酸金合欢酯 河北医科大学药学院 李力更 教授 8 γ-没药烯 姜 烯 α-郁金烯 β-郁金烯 γ-bisabolene zingiberene α-curcumene β-curcumene 1. 单环倍半萜（monocyclic sesquiterpenoids） 例：存在于没药、姜的根茎、香柠檬油等 中的单环倍半萜。 河北医科大学药学院 李力更 教授

河北医科大学药学院 例：从番荔枝科植物鹰爪Artabotrys hexapetalus 根中得到的鹰爪甲素。 OH 结构中含有过氧基团。 ●具有一定的抗疟活性的 阿版科大学新学院李力更拉整 有关文献：☐ 鹰爪甲素的化学结构 梁晓天，于德泉，吴伟良，邓槐春 鹰爪甲素的化学结构 .化学学报，1979,32)：129-132. 学 天院 1932 天然药物化学教研室李力更教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 李力更 教授 5 9 例：从番荔枝科植物鹰爪Artabotrys hexapetalus 根中得到的鹰爪甲素。 ▶ 结构中含有过氧基团。 ▶ 具有一定的抗疟活性的。 O O OH OH 鹰爪甲素 yingzhaosu A 河北医科大学药学院 李力更 教授 10 梁晓天, 于德泉, 吴伟良, 邓槐春. 鹰爪甲素的化学结构 [J]. 化学学报, 1979, 3(2): 129-132. 有 关 文 献 ： 梁晓天 院士 （1923-2009） 于德泉 院士 （1932- ） 河北医科大学药学院 李力更 教授

河北医科大学药学院 例：从植物黄花蒿(Artemisia annua L.)中 得到的含过氧基的倍半萜内酯青蒿素。 青蒿素 ha rtemisini 结构中含有过氧基团。 具有高效、低毒、速效抗疟活性。 区大药院力更 伟大的天然药物发现…青蒿素 ★2015年11月，中国科学 家屠呦呦荣获诺贝尔奖！ “发现了青蒿素一 一种治疗疟疾的药物，在全 球特别是发展中国家挽救了数百万人的生命”。 天然药物化学教研室李力更教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 李力更 教授 6 11 例：从植物黄花蒿（Artemisia annua L.）中 得到的含过氧基的倍半萜内酯青蒿素。 O O O CH3 CH3 CH O O 3 青蒿素 qinhaosu arteannuia artemisinin ▶ 结构中含有过氧基团。 ▶ 具有高效、低毒、速效抗疟活性。 河北医科大学药学院 李力更 教授 12 伟大的天然药物发现………青蒿素 “发现了青蒿素——一种治疗疟疾的药物，在全 球特别是发展中国家挽救了数百万人的生命”。 ★ 2015年11月，中国科学 家屠呦呦荣获诺贝尔奖！ 河北医科大学药学院 李力更 教授

河北医科大学药学院 中药膏薄化学成分的研究】 翠弄生路美 聪1-145 nh Consitnt oAremiai ay Werd index 青蒿素的H-NMR temisin 天然药物化学教研室李力更教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 李力更 教授 7 河北医科大学药学院 李力更 教授 13 14 青蒿素的1H-NMR O O O CH3 CH3 CH O O 3 青蒿素 qinhaosu arteannuia artemisinin 河北医科大学药学院李力更 教授

河北医科大学药学院 青蒿素的生物合成途径示意图 HOOC HO0人 虫留 研我专思 参考文献：门 的密便丰有让家化给有营素和重爪素人的室有收 周维善，许杏样 抗疟倍半萜过氧化物青蒿素和鹰爪素A的全合成 ).化学学报，2000,58(2)：135-143. 周维普院士 许杏样教授 (1923-2012) (1941-） 作者单位：中科院上海有机所 天然药物化学教研室李力更教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 李力更 教授 8 O O O H H H O H Artemisinin HOOC OH HO 1 O OH O 2 OPP 3 H H 4 HOOC H H 5 6 HOOC H H 5 青蒿素的生物合成途径示意图 ▲ 首先由甲戊二羟酸（1）生成异戊烯基焦磷酸（3，IPP），三个异戊烯基 焦磷酸头尾相接形成倍半萜（4），该倍半萜进一步氧化成青蒿酸（5），青蒿 酸经环氧化、过氧化和酯化形成青蒿素（6）。 河北医科大学药学院 李力更 教授 15 16 周维善, 许杏祥. 抗疟倍半萜过氧化物青蒿素和鹰爪素A的全合成 [J]. 化学学报, 2000, 58(2): 135-143. 参 考 文 献 ： 周维善 院士 （1923-2012） 作者单位：中科院上海有机所 许杏祥 教授 （1941- ） 河北医科大学药学院 李力更 教授

河北医科大学药学院 对青蒿素的构效研究发现： 若失去过氧键则无抗疟活性！ H 北科大学药学院李力更 青蒿素尚存两大不足： ●在水或油中几乎不溶解，口服吸收不好。 ●口服复燃率高(28天复燃率为45.8%)。 为克服不足，科学 家对青蒿素进行了结构 修饰研究。 北医科大学药学配李力更 天然药物化学教研室李力更教授 9

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 李力更 教授 9 17 O O O CH3 CH3 CH O O 3 对青蒿素的构效研究发现： 若失去过氧键则无抗疟活性！ 河北医科大学药学院 李力更 教授 18 青蒿素尚存两大不足： ▶在水或油中几乎不溶解，口服吸收不好。 ▶口服复燃率高（28天复燃率为45.8％）。 为克服不足，科学 家对青蒿素进行了结构 修饰研究。 河北医科大学药学院 李力更 教授

河北医科大学药学院 当用硼氢化钠或硼氢化钾还原后得 到二氢青蒿素，同时保留了过氧基团。 0-0 青素 二复青苍 dihydroartemisinin 。抗疟效果比青蒿素强，从体内代谢和系列 试验证明过氧基团是抗疟活性基团。 二氢青蒿素的-0H为合成衍生物提供 了基点，以此半合成了一系列衍生物。 例： 蒿甲酰 artemethe 二氢青蒿素 0-0 dihydroartemisinin odium artesunate 天然药物化学教研室李力更教授 10

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 李力更 教授 10 19 当用硼氢化钠或硼氢化钾还原后得 到二氢青蒿素，同时保留了过氧基团。 青蒿素 artemisinin O CH3 H3C O O O O CH3 H H 二氢青蒿素 dihydroartemisinin O CH3 H3C O O O CH3 H H OH ☞ 抗疟效果比青蒿素强，从体内代谢和系列 试验证明过氧基团是抗疟活性基团。 [H] 河北医科大学药学院 李力更 教授 20 二氢青蒿素的-OH为合成衍生物提供 了基点，以此半合成了一系列衍生物。 例： 二氢青蒿素 dihydroartemisinin O CH3 H3C O O O CH3 H H OH 蒿甲醚 artemether O CH3 H3C O O O CH3 H H OCH3 青蒿素琥珀酸单酯钠 sodium artesunate O CH3 H3C O O O CH3 H H OCCH2CH2COONa 河北医科大学药学院 李力更 教授