Терпено́иды, изопреноиды, производные терпенов, содержащие атомы кислорода или другие гетероатомы, а также соединения, содержащие укороченные терпеновые фрагменты. Основным природным источником терпеноидов являются растения – смола хвойных, эфирные масла. Углеродный скелет терпеноидов образован из изопреновых звеньев, число которых в молекуле положено в основу классификации терпеноидов.

Классификация

В пределах каждой группы различают ациклические и циклические терпеноиды. Количество циклов в молекулах терпеноидов может варьировать от трёх в монотерпеноидах до пяти в тритерпеноидах. В цикле присутствует от трёх до семи атомов углерода. Также при классификации терпеноидов часто руководствуются логикой биосинтеза (биогенетическое древо), а не формальным признаком числа колец (подробно о классификации см. Семенов. 2009).

Примером ациклических монотерпеноидов служат альдегиды цитраль и цитронеллаль, спирты гераниол, линалоол и цитронеллол. К моноциклическим монотерпеноидам относятся кетоны иононы, спирты ментол, тимол и терпинеолы, к бициклическим – кетон камфора и спирты борнеолы.

Структурные формулы изомеров гераниола.Структурные формулы изомеров гераниола.

К ациклическим сесквитерпеноидам относятся спирты фарнезол и неролидол. Абсцизовая кислота – представитель моноциклических сесквитерпеноидов. Ювенильные гормоны насекомых являются эпоксидами метиловых эфиров кислот с фарнезановым углеродным скелетом.

Структурная формула фарнезола.Структурная формула фарнезола.

Представителем ациклических дитерпеноидов служит спирт фитол. Абиетиновая кислота относится к трициклическим дитерпеноидам, а гиббереллины – к тетрациклическим.

Структурная формула абиетиновой кислоты.Структурная формула абиетиновой кислоты.

Стерины являются тетрациклическими тритерпеноидами.

Структурные формулы стеринов.Структурные формулы стеринов.

Ксантофиллы относятся к тетратерпеноидам.

Структурные формулы ксантофиллов.Структурные формулы ксантофиллов.

Биосинтез и роль в природе

Биосинтез линейных молекул терпеноидов.Биосинтез линейных молекул терпеноидов.Предшественник монотерпеноидов – пирофосфат гераниола, образуется при взаимодействии изопентенил пирофосфата (ИППФ) и диметилаллил пирофосфата (ДМАПФ). Эти два соединения могут образовываться из мевалоновой кислоты в результате серии ферментативных реакций. Существует также альтернативный способ биосинтеза ДМАПФ и ИППФ – метилэритролфосфатный путь (немевалонатный путь) биосинтеза.

Пирофосфат гераниола способен присоединять следующую молекулу ИППФ с образованием пирофосфата фарнезола – предшественника сесквитерпеноидов. Присоединение ещё одной молекулы ИППФ даёт пирофосфат геранилгераниола, простейшего дитерпеноида, и так далее.

Из ациклических молекул терпеноидов под действием многочисленных и разнообразных реакций циклизации, а также вторичных биосинтетических процессов (перегруппировки, окисление и др.) образуется множество природных молекул терпеноидов различного строения.

Роль терпеноидов в природе велика. Они являются активными участниками обменных процессов, например витамины A, E, D₂, каротиноиды. С терпеноидами связаны такие группы веществ, как стерины и стероиды, которые образуются из тритерпеноидных предшественников путём потери части атомов углеродного скелета. Терпеноид фитол входит в состав хлорофилла. Растения используют терпеноиды как аттрактанты или репелленты, гормоны роста. Морские водоросли и беспозвоночные синтезируют галогенсодержащие монотерпеноиды, выполняющие функции репеллентов и антифидантов. У насекомых монотерпениоды выступают в роли половых аттрактантов и агрегационных феромонов.

Способы получения

В промышленности терпеноиды выделяют из природного сырья. Легкодоступные терпены и терпеноиды используются для трансформации в другие продукты, например из α-пинена получают линолоол, гераниол, нерол и α-терпинеол. Разработаны также синтетические пути получения терпеноидов. C₁₀-терпеноиды (например цитраль, гераниол, β-ионон и др.) были синтезированы из изопрена (C₅), ацетона (C₃) и ацетилена (C₂) (C₅+C₃+C₂ путь). Из двух молекул изопрена (C₅+C₅ путь) был получен лавандулол. В реакции теломеризации с диэтиламином образуется N,N-диэтилнериламин, из которого синтезируют ментол, гераниол, цитронеллаль и др.

Применение

Терпеноиды используются в медицине, парфюмерно-косметической и пищевой промышленности.