第二章 萜类和挥发油
萜类化合物指具有(C5H8)n通式以及其含氧与不同饱和程度的衍生物,可以看成是由异戊二烯或异戊烷以各种方式连接而成的一类天然化合物。如:挥发油、橡胶、树脂及胡萝卜素等。现萜类化合物已超过了26000多种。许多具有较强生理或生物活性的物质被应用于临床。如:青蒿素、穿心莲内酯、甘草酸、龙脑、齐墩果酸等。
萜类化合物多数具有不饱和键,其烯烃类常称为萜烯。萜类化合物除以萜烯的形式存在外,多数是以各种含氧衍生物,如醇、醛、酮、羧酸、酯类以及苷等的形式存在于自然界,也有少数是以含氧、硫的衍生物存在。
一般根据其构成分子碳架的异戊二烯数目和碳环数目进行分类,将含有一个异戊二烯单位的萜类称为半萜;含有2个异戊二烯单位的称为单萜;含有3个异戊二烯单位的称为倍半萜;含有4个异戊二烯单位的称为二萜。其余以此类推。同时再根据各萜类化合物中碳环的有无和数目多少,进一步分为开链萜(或无环萜)、单环萜、双环萜、三环萜等。
萜类化合物在中药中分布极为广泛,藻类、菌类、地衣类、苔藓类、蕨类、裸子植物及被子植物中均有萜类存在。但最为丰富多样的还是种子植物,尤其是被子植物。单萜在唇形科、伞形科、樟科及松科的腺体、油室及树脂道内大量存在。倍半萜数量最多,在木兰目、芸香目、山茱萸目及菊目中分布较为集中。二萜分布丰富的科属有五加科、马兜铃科、菊科、橄榄科、杜鹃花科、大戟科、豆科、唇形科与茜草科。二倍半萜数量不多,在羊齿植物、菌类、地衣类、海洋生物及昆虫的分泌物中存在。
萜类化合物种类繁多,结构复杂,性质各异,因而生理活性也是各种各样的,现已发现萜类有八十余种生理活性,较为重要的生物活性有:循环系统作用——不少萜类具有较好的抗血小板聚集、扩张心脑血管、增加其血流量以及调整心率、降压、降脂等作用,如芍药苷、银杏内酯及关附甲素等;消化系统作用——许多萜类具有保肝降酶、利胆健胃、抗胃溃疡等作用,如齐墩果酸、甘草次酸以及环烯醚萜类等;呼吸系统作用——穿心莲内酯等有一定抗上呼吸道感染作用,辣薄荷酮等有平踹、祛痰、镇咳活性;抗病原微生物作用——穿心莲内酯对钩端螺旋体病有一定疗效,鸡蛋花苷具有抗结核杆菌活性;神经系统作用——萜类对神经系统有镇静、镇痛、局麻、兴奋中枢、治疗精神分裂等作用,如缬草环氧三酯、高乌头碱及龙脑等;抗肿瘤作用——主要为二萜,如紫杉醇对乳腺癌、卵巢癌具有良好的疗效;抗生育作用——如16-羟基雷公藤内酯醇及棉酚有抗雄性生育作用,芫花萜、芫花酯乙具有引产作用;杀虫驱虫作用——如青蒿素及鹰爪甲素都有很强的抗疟疾活性,川楝素具有杀血吸虫作用。
挥发油也称精油,是存在于植物体中的一类具有挥发性、可随水蒸气蒸馏出来的油状液体的总称。这类成分大多有香气。挥发油是中药中的一类常见重要有效成分,具有多种生理活性,在植物中分布极广,含挥发油的中药有数百种之多。它们经常与树脂、树胶并生,似乎与生物碱相排斥。水生植物似乎失去制造挥发油的能力。种子植物中富含挥发油的有:松科、柏科、胡椒科、马兜铃科、樟科、芸香料、龙脑科、伞形科、唇形科、败酱科和姜科等。
挥发油所含有的化学成分比较多,是一种混合物,其组成主要包括下面几类:(1)萜类化合物——挥发油中的萜类成分,主要是单萜、倍半萜及含氧衍生物,而含氧衍生物多具有较强的生物活性或芳香气味,前面讨论的单萜及倍半萜类化合物,除它们的苷、内酯衍生物等外,几乎在挥发油中均有存在;(2)非萜类化合物——包括以下两类:芳香族化合物,多为苯酚化合物或其酯类,如桂皮醛等;脂肪族化合物,如正癸烷,还有川芎嗪等挥发性生物碱。
挥发油具有以下通性。①大多为无色或微黄色透明油状液体,有些含有薁类或其他色素而呈特别的颜色,具有特殊的气味。②多数相对密度小于1,个别大于1,沸点在70~300℃。③均具有光学活性,且具有强烈的折光性。④难溶于水而易溶于亲脂性有机溶剂。⑤挥发油经常与空气、光线接触会逐渐氧化变质(树脂化),使挥发油比重增加,黏度增大,颜色变深,因此挥发油应装入棕色瓶内低温保存。