重要的萜类化合物及其研究进展

萜类化合物分子结构可以是开链的，也可以是单环或多环的；可以是烯烃，也可以是其氢化物或含氧衍生物。下面简单介绍几种常见萜类化合物的结构。

1.单萜

单萜是由两个异戊二烯单位首尾相连而成的。由于碳架的不同，单萜分为开链单萜、单环单萜和双环单萜。

（1）开链单萜　开链单萜又称为无环单萜，有很多是非常珍贵的香料，如：

月桂烯主要存在于月桂油中，在啤酒花、松节油中也有发现。柠檬醛存在于柠檬草油、柠檬油和山苍子油中，具有柑橘类水果的清香，在食用香精中极为重要。牻牛儿醇（香叶醇）和牻牛儿醛是开链单萜中的另一类重要的化合物。牻牛儿醇是玫瑰油的主要成分（占40%～60%），具有玫瑰花的香味，是一种名贵的香料；对黄曲霉菌和癌细胞有强大的抑制活性。

（2）单环单萜　单环单萜也是由两个异戊二烯单位相连而成的化合物，其区别在于它的分子中含有一个碳环，主要的单环单萜有宁和萜醇等。宁就是1，8-萜二烯，它较广泛地存在于自然界中，主要存在于柠檬油中。萜醇的羟基连在C3上，称为3-萜醇。3-萜醇有3个手性碳原子（C1、C3、C4），有8个旋光异构体；自然界存在的主要是薄荷醇，它的C1、C3、C4都是以e键连接取代基。薄荷醇是薄荷油的主要成分。薄荷油具有芳香、清凉气味，有杀菌、消炎和防腐作用，熔点为42～44℃。它广泛用于医疗、食品工业，是驰名的清凉剂，是配制清凉油、十滴水、人参、痱子水的主要成分之一。薄荷醇氧化后得到薄荷酮，是一种单环单萜酮。

（3）双环单萜　双环单萜可以看作桥环化合物，最重要的莰族和蒎族化合物，母体分别为莰和蒎。α-蒎烯与β-蒎烯互为异构体，它们都存在于松节油中，α-蒎烯是松节油的主要成分，含量达80%，而β-蒎烯的含量较少。蒎烯是无色的液体，不溶于水，有特殊气味。将松树皮割开后，从开口处分泌出一种胶态物质，叫作松脂。松脂经水蒸气蒸馏，可以得到固态的松香和液态的松节油。松节油在工业上是重要的油漆溶剂，也可用作合成樟脑的原料。医药上用作祛痰剂，亦可用作舒筋活血的外用药。

莰酮（樟脑）有两个手性碳原子，应有两对对应异构体，但由于碳桥只能在环的一侧，桥的存在限制了桥头两个碳原子的构型，因此，樟脑只有一对对映体。自然界存在的樟脑是右旋体，人体合成的是外消旋体。樟脑是白色闪光结晶性粉末或无色半透明结晶块，不溶于水而易溶于有机溶剂。它有独特的穿透性怡人香气，易升华。主要存在于樟树中，将樟树枝叶切细进行水蒸气蒸馏，得到的樟脑油经减压分馏得到樟脑粗品，再经连续升华法可得到精制的樟脑。

莰酮和莰醇都具有很好的药用价值。莰醇俗称龙脑，又称冰片，味似薄荷，可以发汗、镇痉、止痛、灭菌，是人丹和冰硼散的主要成分。莰酮又称樟脑，具有强烈的樟木气味和辛辣的味道，在医药上用于制强心药、清凉油、十滴水等，也可在国防工业中制无烟火药。此外，还可以用作防腐剂。

2.倍半萜

倍半萜是指分子中含15个碳原子的天然萜类化合物。倍半萜类化合物分布较广，在木兰目、芸香目、山茱萸目及菊目植物中最丰富。在植物体内常以醇、酮、内酯等形式存在于挥发油中，是挥发油中高沸点部分的主要组成部分。多具有较强的香气和生物活性，是医药、食品、化妆品工业的重要原料。(www.xing528.com)

姜烯存在于生姜、莪术、姜黄、百里香等挥发油中。其药效是祛风散寒、温味解表。既可以增进食欲，又有镇呕止吐的作用。山道年是山道年草或蛔蒿未开放的头状花序或全草中的主成分。山道年是强力驱蛔剂，但有一定毒性。β-山道年为α-山道年的异构体。

3.二萜

二萜是由四个异戊二烯单位聚合成的衍生物，具有多种类型的结构。多数已知的二萜类都是二环和三环的衍生物。二萜类由于分子比较大，多数不能随水蒸气挥发，是构成树脂类的主要成分。

维生素可以分为A1、A2两种，都是二萜醇类化合物。一般所说的维生素A是指A1。维生素A又称为视黄醇，是一种油溶性维生素。缺乏维生素A会妨碍人的正常生长，可导致人的皮肤粗糙、眼角膜硬化和夜盲症。

紫杉醇是红豆杉植物的次生代谢产物，也是近年来世界范围内抗肿瘤药物研究领域的重大发现。早年主要用于治疗晚期卵巢癌和乳腺癌。后来发现紫杉醇及由紫杉烷半合成的泰索帝对非小细胞肺癌、食道癌及其他癌症亦有较好的疗效。由于紫杉醇结构复杂，化学全合成步骤多，产量低，而且成本很高，难以实现批量生产。目前，临床上使用的紫杉醇，主要从红豆杉属植物的树皮、枝叶等组织中分离提取获得，也有部分是以红豆杉组织粗提液中的紫杉烷类物质为前体，通过化学半合成得到。红豆杉植物生长十分缓慢，紫杉醇的含量非常少，大量的砍伐、毁坏，必然导致红豆杉资源趋于灭绝。我国已将红豆杉列为国家一级保护植物。事实上，目前通过砍伐天然资源得到紫杉醇已不可能。为寻找紫杉醇及其半合成前体的稳定供应的渠道，人们纷纷把眼光转向生物技术方法，如组织器官培养、细胞大规模培养、微生物发酵等。

4.多萜

萜类化合物的分类主要是根据分子中含有的异戊二烯单位数或构成碳架的碳原子数目而定。对多萜的定义目前尚未完全统一，一般认为分子结构中具有6个及6个以上单位异戊二烯的就可称多萜或复萜。具体来说，又可分为三萜、四萜及其他多萜，其中主要以三萜和四萜居多。

这类化合物种类繁多，在自然界分布很广，尤其在植物中存在较多。它们在植物体内具有重要的生理功能。有些是对植物生长发育和生理功能起重要作用的成分，有些在调节植物与环境之间的关系上发挥重要的生态功能。许多多萜类化合物还具有很好的药理活性，是中药和天然植物药的主要有效成分，其中某些化合物已经被开发成临床广泛应用的有效药物，如人参主要活性成分属三萜化合物及其衍生物，而人体所需的维生素A则是由四萜成分胡萝卜素在人体内转化而来；泽泻萜醇A和B被开发用于治疗高血脂降低胆固醇；齐墩果酸被用于治疗肝炎等。这些使人们对植物中多萜类化合物产生了浓厚的兴趣并引起了广泛的重视，尤其是近年来随着分子生物学的发展，以及代谢工程和基因工程等技术的应用，研究开发具有药理活性的萜类化合物已成为当前热点之一。

胡萝卜素是四萜的代表化合物，有α、β、γ三种异构体，其中以β-异构体含量最高。胡萝卜素广泛存在于植物的叶、花、果实和动物的乳汁、脂肪中，在动物体内可以转变为维生素A。所以胡萝卜素也称为维生素A原。