萜类化合物全解课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,萜类化合物,萜类化合物是指具有,(C5H8)n,通式以及其含氧和不同饱和程度的衍生物，可以看成是由,异戊二烯,或,异戊烷,以各种方式连结而成的一类天然化合物。萜类化合物在自然界中广泛存在，高等植物、真菌、微生物、昆虫、以及海洋生物，都有萜类成分的存在。,萜类化合物简介,萜类化合物的分布,萜类化合物在植物界分布很广泛，据不完全统计，,萜类化合物超过了,22000,多种。,存在最多的是种子植物，尤其是被子植物。,萜类化合物经常与树脂、树胶并生，与生物碱相排斥。,某些菌类和苔藓类植物可合成一些萜类，如,斜卧青霉菌(青霉属decumbens)合成橙花叔醇,近年来从海洋生物中发现了大量的萜类化合物,各种含萜类植物,香菜种子含,芳樟醇,从樟树的枝叶可获得,樟脑,在柑橘类果皮：如橙，柠檬中发现,柠檬烯,百里香中可获得,百里酚,萜类化合物的分类,按,异戊二烯单位,的多少，可将常见萜类化合物,分为单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜、三萜、四,萜和多萜。每类再根据基本碳链,是否成环,及,成环,数的多少,进一步分类，,可分为直链、单环、,双环、三环、四环和,多环。,分类表,分类,碳原子数,通式,(C,5,H,8,),n,存在,单萜,10,n=2,挥发油,倍半萜,15,n=3,挥发油、内酯,二萜,20,n=4,树脂、苦味质、植物醇、叶绿素,二倍半萜,25,n=5,海绵、细菌,三萜,30,n=6,皂苷、树脂,四萜,40,n=8,色素、植物胡萝卜素,多聚萜,10,3,-10,5,(C,5,H,8,),n,橡胶,倍半萜类化合物之青蒿素,倍半萜类是指由,3分子,异戊二烯聚合而成，分子中含有,15个C原子,的天然萜类化合物。其分布较广，在木兰目（magnoliales）、芸香目（rutales）、山茱萸目（cornales）及菊目（asterales）植物中最丰富。在植物体内常以醇、酮、内酯等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。,较重要的代表物是,青蒿素,：是青蒿中,抗疟,的有效成分，其有效基团为中间的,过氧桥-O-O-,，如果断裂，则失去活性。,青蒿素,是什么？,青篙素（arteannuin）是从中药青篙中提取的有过氧基团的,倍半萜内酯,药物。其对鼠疟原虫红内期超微结构的影响，主要是,疟原虫膜系结构,的改变，该药首先作用于食物泡膜、表膜、线粒体，内质网，此外对核内染色质也有一定的影响。,青蒿素的基本性质,分子式：,C,15,H,22,O,5,分子量：,282.33,物理性状：,无色针状晶体，味苦。,溶解性：,在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶，在乙醇和甲醇、乙醚及石油醚中可溶解，在水中几乎不溶。,熔点：,156-157(水煎后分解）,青蒿素结构式,青蒿素空间结构示意图,青蒿素的发现“523项目”,最早见于,公元前,168,年,五十二病方,中国抗疟新药的研究源于,1967,年成立的五二三项目，其全称为中国疟疾研究协作项目，成立于,1967,年的,5,月,23,日,因绝密军事项目,遂设代号,523,。,历经,380,多次鼠疟筛选，,1971,年,10,月,取得中药青蒿素,筛选的成功,。,1972,年,从中药青蒿中,分离得到抗疟有效单体,，命名为青蒿素，对鼠疟、猴疟的原虫抑制率达到,100%,。,1973,年,经临床研究取得与实验室一致的结果、抗疟新药,青蒿素由此诞生,。,1981,年,10,月在北京召开的由世界卫生组织主办的,“,青蒿素,”,国际会议上，中国,青蒿素的化学研究,的发言，引起与会代表极大的兴趣，并认为,“,这一新的发现更重要的意义是在于将为进一步设计合成新药指出方向,”,。,1986,年，青蒿素获得新一类新药证书，双氢青蒿素也获一类新药证书。这些成果分别这些成果分别获得国家发明奖和全国十大科技成就奖。,2011,年,9,月,，中国女药学家屠呦呦因创制新型抗疟药,青蒿素和双氢青蒿素,的贡献，获得被誉为诺贝尔奖,“,风向标,”,的,拉斯克奖,。这是中国生物医学界迄今为止获得的世界级最高级大奖。,青蒿素的提取工艺,从青蒿中提取青蒿素的方法是以,萃取原理,为基础，主要有,乙醚浸提法,和溶剂,汽油浸提法,。,挥发油主要采用水蒸汽蒸馏提取，减压蒸馏分离，其工艺为：投料,加水,蒸馏,冷却,油水分离,精油；,非挥发性成分主要采用有机溶剂提取，柱层析及重结晶分离，基本工艺为：干燥,破碎,浸泡、萃取（反复进行）,浓缩提取液,粗品,精制,青蒿素化学合成,半合成路线：从,青蒿酸,为原料出发，经过五步反应得到青蒿素，总得率约为,35,50%,。,第一步：青蒿酸在,重氮甲烷,/,碘甲烷,/,酸,催化下与,甲醇,反应，再在,氯化镍,存在的条件下，被硼氢化钠选择性还原得到,二氢青蒿酸甲酯,；,第二步：二氢青蒿酸甲酯在,四氢呋喃,或,乙醚,溶液中用,氢化铝锂,还原成,青蒿醇,；,第三步：青蒿醇在甲醇,/,二氯甲烷,/,氯仿,/,四氯化碳溶液中被,臭氧,氧化后得到过氧化物，抽干后再在二甲苯中用对甲苯磺酸处理得到,环状烯醚,；,第四步：环状烯醚溶解于溶剂中，在光敏剂玫瑰红,/,亚甲基蓝,/,竹红菌素等存在下进行光氧化合生成,二氧四环中间体,，再用酸处理得到,脱羧青蒿素,；,第五步：脱羧青蒿素在四氧化钌氧化体系或铬酸类,氧化剂,的作用下氧化得到青蒿素。,青蒿素生物合成,青蒿素等倍半萜类的生物合成在细胞质中进行，途径属于植物类异戊二烯代谢途径，可分为三大步：,由乙酸形成FPP,，,合成倍半萜,，再,内酯化形成青蒿素,。（FPP：是存在于-羟基-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶途径中的一个中间产物，用于在生物体内生物合成萜、类萜与甾醇）,FPP4,11-二烯倍半萜青蒿酸二氢青蒿酸二氧青蒿酸过氧化物青蒿素。,在青蒿芽、青蒿毛状根和青蒿发根农杆菌等培养体系中进行的青蒿素合成技术极有可能被应用于工业生产。,青蒿素的主要用途,A,抗疟,：本品乙醚提取物中性部分及其稀醇浸膏对鼠疟、猴疟、人疟均有显著抗疟作用。,B,抗病原微生物,：本品煎剂对表皮葡萄球菌、卡他球菌、炭疽杆菌、白喉杆菌有较强抑制作用，,C,解热,：注射液对实验性家兔发热有退热作用,D,抗白血病,：青蒿酸衍生物对白血病P388细胞有明显抑 制活性，青蒿衍生物亦有此作用。,青蒿素的药理研究,A.抗疟研究：,早在数千年前，中国人民已经知道了用,艾草,治疗疟疾。现代药理研究证实，青蒿素之所以能治疗疟疾，其作用机制是通过它与,疟原虫,中的,高铁成分,结合后，发生化学反应，产生可以破坏细胞膜的,“,自由基,”,，从而使单细胞疟原虫死亡。,疟原虫,B.抗癌研究：,青蒿素的作用远远不仅于此，正如上面提到的青蒿素是通过与疟原虫中的高铁成分结合后，发生化学反应，产生可以破坏细胞膜的,“,自由基,”,，从而使单细胞疟原虫死亡。,那么上述过程能不能用于治疗癌症呢？因为癌症细胞分裂时需要大量铁质才能复制DNA，因此癌细胞的,铁质,含量比正常细胞,高,出多。这个概念的突破点在于通过泵的作用极大限度提高癌细胞的铁浓度，然后引入青蒿素素,有选择性地杀死癌细胞,。我国科研工作者，曾经以白血病细胞为对象的研究中发现：白血病细胞在8个小时内就被消灭。实验结果显示：青蒿素能使白血病细胞内的钙离子水平升高，导致白血病细胞的变性和坏死。这项研究为青蒿素,抗白血病,的新用途，提供了十分重要的实验证据。,前景展望,在今后的几年里,青蒿素的研究应在以下几个方向进行深入研究,:,(1),野生青蒿资源的勘察,高产系,的筛选,;,(2),具有高效抗疟活性的,青蒿素衍生物,开发,;,(3),青蒿素生物合成途径及关键酶的深入了解的基础上进行,青蒿素合成,的代谢调控,;,(4),青蒿素合成关键酶基因的克隆,以及在合适的青,蒿组织培养体系,和,微生物,中高效表达,;,(5),开发合适的青蒿组织培养生物反应器系统,进行过程的优化控制和放大,实现青蒿素大规模,商业化生产,。,THE END!,谢谢您的聆听！,