4.1 木材提取物的定义、分类、结构在线视频

第四章 提取物

同学们，我想问大家一个问题，我们闻到的花香、树叶的清香

这些香味是什么物质？为什么能被我们闻到？

要想解答这个问题，就必须学习提取物

第一节 木材提取物的定义 分类 结构和性质

木材中除纤维素、半纤维素及木质素主要组分外，还含有少量组分

一 定义：提取物指用水、水蒸汽、有机溶剂、碱水和酸水提取物质的总称

提取物除若干树种外，一般约占绝干木材的2-5%

二 分类

木材提取物是一个混合物，里面有上千种物质

根据提取物中物质的结构，把提取物分成4大类

萜烯类化合物主要有单萜、倍半萜、双萜、三萜、四萜、多萜等

芳香族化合物主要有单宁、黄酮类、芪、木质酚、醌类、简单酚类等

脂肪族化合物主要有碳水化合物、含氮化合物、多元醇等

无机物主要是灰分

三 萜烯类化合物

萜烯类化合物的基本结构单元是异戊二烯，其通式(C5H8)n

由n个这样的C5H8组成

n ≥ 2 可分为单萜烯(n=2)、倍半萜烯(n=3)、二萜烯(n=4)

三萜烯(n=6)、四萜烯（n=8）、多萜烯（n >8）

它们是无环或有环状碳氢化合物

如果分子内环含有羧基、羟基、酯基、羰基及其它官能基

则称为萜烯类化合物或类萜

萜烯类化合物又可根据分子结构是开链或环状，分为无环、单环、三环萜烯类

针叶木的抽提物含有从单萜到三萜与四萜烯的所有化合物

单萜类

由两分子异戊二烯构成的一类天然产物

有开链、单环和双环的多种结构

木材和精油中主要单萜有下列几种

α-蒎烯，它是最重要的单萜

为各种松节油的主要成分

松节油分为三种：脂松节油、木松节油和硫酸盐松节油

脂松节油是从松树上得到的松脂经过水蒸汽蒸馏

水蒸汽蒸出的部分我们称为松节油，剩余的高沸点物质我们称为松香

木松节油是松树砍伐以后，存在木材或松根中的松脂被有机溶剂抽提出来

再用水蒸汽蒸馏，水蒸汽蒸出的部分称为木松节油

剩余的高沸点物质称为木松香

硫酸盐松节油是松木制浆时小放气得到的松节油

松木中的树脂酸经碱皂化后悬浮于黑液中

碱液浓缩得到硫酸盐皂，经碱液皂化得到浮油松香，α-蒎烯并存在于许多精油之中

其化学反应主要发生在一个双键和一个易受异构化的环上

α-蒎烯加亚硝酰氯生成固体衍生物，常用作纯化和鉴定

在空气中它进行氧化和聚合反应，加氯化氢生成 2- 氯莰和若干二氢氯化苧烯

无机酸存在下α-蒎烯易与水分子起加成作用

使四节环断裂而转变为水合萜二醇

热异构化生成双戊烯、莰烯和无环萜等

β-蒎烯 它是α-蒎烯的同分异构体，亦具不对称碳原子

而且经常一道存在于各种松节油和许多精油之中

易异构为α-蒎烯，加亚硝酰氯不生成结晶物，但可氧化为结晶的诺蒎酸

Δ3- 蒈烯是印度松、长叶松等松节油的主要成分

具香味，在空气中易氧化并呈树脂状细粒物

异构化为单环萜

加氯化氢转化为枞萜和双戊烯氢氯化物的混合物

苧烯也是单环萜最重要的一种

存在于沼松等松节油和精油中

虽然它较稳定，但在空气中也会被氧化

水合作用生成不饱和萜品醇和水合萜二醇

在甲酸铜催化剂和加热下，它可发生歧化反应，生成对-伞花烃和对孟烯

β-水芹烯它是若干种松节油的主要成分之一

存在于包括加拿大香脂在内的多种精油中

为不稳定化合物，易在常压下蒸馏时发生聚合作用

有机化合物中碳原子数越少，其沸点越低，挥发就越快

反之难挥发，所以含碳数过多或过少都不宜作为香料

通常，香料化合物中含碳原子数在4-20个，其分子量在50-300较为适宜

松节油具有香料分子量、碳数、骨架、松节油分子量在136-210之间

碳原子数为10-15个，具有各种活泼基团可引进其它基团

带有双键、共轭双键、异丙基、三元环、四元环、亚甲基，非常适合合成香料

如樟脑，现在大部分都是松节油合成的

松节油是一种优良有机溶剂，广泛用于油漆、催干剂、胶粘剂、医药等。

可合成樟脑、龙脑、檀香、芳樟醇、松油醇、紫苏类、麝香类香料

倍半萜类

由三分子异戊二烯构成的一类天然产物

由于含十五个碳原子，故称倍半萜

该类化合物有开链、单环和双环的多种结构

倍半萜多与单萜类共存于植物挥发油中

是挥发油中高沸点部分（250280℃）的主要组成成分

倍半萜的含氧衍生物多有较强的生物活性及香气

亦是医药、食品、化妆品工业的重要原料，一般都有俗名

杜松烯为杜松、杉木等精油的组分，沸点 275 ℃

雪松烯为雪松等木材精油的组分，无色液体，沸点 262-263 ℃

长叶烯为长叶松、马尾松等精油的组分，油状液体，沸点 250-256 ℃

罗汉柏烯为我国侧柏木材精油的主要成分

倍半萜在温带阔叶材中为罕见组分，但在很多热带阔叶材中却找到多种化合物

二萜类由四分子异戊二烯构成的一类天然产物

有开链、单环、双环和三环的多种结构，包括中性二萜和树脂酸

广泛存在于针叶材及其含油树脂中，也是针叶材特别是松属的典型组分

中性二萜包括二萜烃、氧化物、醇类和醛类化合物

树脂酸又称二萜酸，为烃化的氢化菲核一元酸

分子式 C19H29COOH，具两个双键和一个羧基

按菲结构位次 A C B 编号，针叶材和松脂树脂酸有下列两种

枞酸型，它的结构特点是

C7 位有一个异丙基侧链，大多具共轭双键

易受热或酸异构化，亦被空气中的氧所氧化，紫外线区域内显示强的吸收光谱

海松酸型的结构特点

C7 位上有一个乙烯基和一个甲基，无共轭双键

对热或酸异构作用相对稳定，紫外线区域内显示弱的吸收光谱

树脂酸是脂松香、浮油松香和木松香的主要成分

松香广泛用于肥皂工业、造纸工业、油漆涂料工业

油墨工业、粘合剂工业、橡胶工业、食品工业、电器工业等

银杏内酯A是银杏治疗心脑血管疾病的主要有效成份之一

紫杉醇是红豆杉树皮中提取的具有八元碳环的二萜成分，具有抗肿瘤效果

三萜类

由六分子异戊二烯构成

有开链、四环和五环等多种结构

针、阔叶材均有链状的角鲨烯和与三萜紧密相关的甾醇

甾醇为甾类在 C3 位具有羟基的不饱和仲醇

一般植物油脂经皂化反应后转化为可溶于水的皂化物

其中不溶于水的、能溶于有机溶剂如乙醚中的所谓不皂化物质，就含大量甾醇

β-谷甾醇结构如图

β-谷甾醇在木材和树皮中分布很广

为松树、云杉、落叶松、杨树等的主要甾醇

另外，若干热带木材还含有一种特殊的三萜苷——皂苷

它是一种天然防腐剂，并且在水中能起泡，故在医学和工业上用作起泡剂和防腐剂

四萜类是由8个单元的异戊二烯构成，结构上大体左右对称或近于对称

一般是两端具有由2个单元异戊二烯组成的六元环

中间由4个单元异戊二烯组成的碳链所连接

在植物体内通常是数种同类物质混合存在

以胡萝卜素最为代表，广泛存在于胡萝卜根、南瓜、柑橘果皮及其他植物中

一般绿叶中也广泛分布，通常α、β、γ三种异构体共存，以β一胡萝卜素最多

多萜

由八个以上异戊二烯构成的一类天然产物，一般都有俗名

最常见的是具有经济价值的一些热带树种胶乳、内含马来树胶、杜仲胶和橡胶

这三种化合物均是以 1→4 连接的异戊二烯聚合物

但在聚合度和分子构型方面不同

前两种化合物是 1.4- 反式聚异戊二烯

而橡胶却为 1.4-顺式聚异戊二烯，故有弹性

杜仲叶中含杜仲胶约2%，无弹性、加热软化、放冷又固化

具可塑性，用于齿科填封剂、橡皮糖等

小结

提取物指用水、水蒸汽、有机溶剂、碱水和酸水提取物质的总称

萜类化合物分为单萜、倍半萜、双萜、四萜、多萜等

芳香族化合物分为单宁、黄酮类、芪、木质酚、醌类、简单酚类等

脂肪族化合物分为碳水化合物、含氮类化合物、多元醇类化合物

无机物-灰分

萜类化合物

基本结构单元是异戊二烯，其通式(C5H8)n n ≥ 2

可分为单萜烯(n=2)、倍半萜烯(n=3)、二萜烯(n=4)

三萜烯(n=6)、四萜烯（n=8）、多萜烯（n >8）

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