《萜类化合物》课件.ppt

第六章 萜类化合物,三萜及其苷,一、三萜类（triterpenes）概念 是由30个碳原子组成的萜类化合物，根据“异戊二烯”法则，多数三萜被认为是由6个异戊二烯（30个碳）缩合而成的，在自然界中，有的以游离型存在，有的则与糖结合成苷的形式存在，由于多数苷类化合物水溶液经振摇后产生持久性类似肥皂水溶液样的泡沫，故称三萜皂苷,另外，三萜皂苷多具有羧基，所以又常称为酸性皂苷。,二、分布1、自然界分布 子叶植物中分布最多，也广泛分布在其他生物中；2、存在方式 游离形式或以与糖结合形成苷或成酯的形式存在；3、主要的分布科 游离形式包括菊科、豆科等；苷类形式包括豆科、五加科、桔梗科等；4、常见中药 人参、黄芪、甘草、三七、桔梗、远志、柴胡、茯苓、泽泻等。,三、三萜皂苷及其皂苷元1、三萜皂苷（triterpenoid saponins）亲水 三萜与糖结合形成的苷，也称三萜皂苷，因结构中多具有羧基，所以又常称为酸性皂苷；2、三萜皂苷元（triterpenoid sapogenins）亲脂 常见三萜皂苷元为四环三萜和五环三萜类化合物。3、糖（sugar）常见构成三萜皂苷的糖有D-glucose,D-galactose,D-xylose,L-arabinose,L-rhamnose,D-glucuronic acid,D-galacturonic acid。常为吡喃型(pyranose type)。,4、连接特点（1）低聚糖连接（2）有醇苷、酯苷，或醇苷和酯苷，如人参皂苷Ro。（3）单糖链皂苷monodesmosidic saponins,双糖链皂苷bisdesmosidic saponins,叁糖链皂苷tridesmosidic saponins等。四、生理作用 具有广泛的生理活性。主要有：溶血、抗癌、抗病毒、提高机体免疫功能、滋补等。,第二节 三萜类化合物的结构与分类三萜皂苷分类：1按存在形式、结构、性质分为：（1）三萜皂苷及苷元（2）其它三萜类（树脂、苦味素、三萜醇、三萜生物碱）2按碳环的数目分类：（1）链状三萜（较少）（2）单环三萜（较少）（3）双环三萜（较少）（4）三环三萜（较少）,（5）四环三萜（较多）羊毛脂甾烷型 茯苓酸达玛烷型 酸枣仁皂苷 人参皂苷 葫芦素烷型 雪胆甲素及乙素大戟烷型 大戟醇原萜烷型 泽泻萜醇A、B楝烷型 川楝素环菠萝蜜烷型 环黄芪醇,（6）五环三萜（较多）齐墩果烷型 齐墩果酸 乌苏烷型 乌苏酸 羽扇豆醇型 白桦脂醇 白桦脂酸 木栓烷型 雷公藤酮 羊齿烷型和异羊齿烷型 何帕烷型和异何帕烷型 其它类型,一、无环三萜（链状）多为鲨烯类化合物2,3-环氧角鲨烯：三环、四环、五环三萜的重要生源中间体,二、单环三萜单环，多为六元环蓍醇A（菊科蓍属植物中）新单环骨架的三萜类化合物对双环和三环三萜的发现逐步增多,三、双环三萜海洋生物Asteropus sp.中的化合物，pouoside A-E 三萜半乳糖苷类，有多个乙酰基蕨类植物（Polypodiaceous和Aspidiaceous）的新鲜叶子中的化合物,四、三环三萜,龙涎香醇：龙涎香的成分贵重香料无香O香味,五、四环三萜 天然存在：主要有达玛烷、羊毛脂烷、葫芦烷等型,结构特点：具有环戊烷骈多氢菲的基本母核；C17位，有一个8个碳的侧链；一般有5个甲基：4，4，10，14；13位或8位,1、羊毛脂烷型 结构特点：广泛分布于植物界及海洋生物如海参、海星等。化合物：羊毛脂醇、茯苓酸、块苓酸,（1）C-4有偕二甲基（2）C-10和C-13均有-Me；（3）C-14有一甲基，a-构型（4）C-20为R构型；（5）A/B、B/C、C/D 反式,反式 顺式A/B 环顺式稠合 C5-H 实线表示反式 C5-H 虚线表示S型和R型,2、达玛烷型 dammarane特点：（1）C-4有偕二甲基（2）C-8和C-10均有-Me；（3）C-14有一甲基，a-构型（4）C-20为R构型或S构型；（5）A/B、B/C、C/D 反式化合物：五加科植物人参（Panax ginseng）中的多种皂苷、棒锤三萜A、酸枣仁皂苷A和B,3、葫芦素烷型 结构特点：基本同羊毛脂甾烷A/B环取代基不同：5-H，8-H，10-H，9-CH3 化合物：葫芦科植物，葫芦苦素类,表 几种四环三萜不同结构类型的结构特征比较,六、五环三萜1、齐墩果烷型-香树脂烷型分布：豆科、五加科、桔梗科基本碳架：多氢蒎的五环母核,结构特点：A/B、B/C、C/D反式；D/E顺式母核上，8个CH3（4，4，8，10，14，17，20，20）C4、C20-偕二甲基C3-OH，多为构型,化合物：齐墩果酸,2、乌苏烷型-香树脂型（或熊果烷型）与-香树脂不同：20位的两个甲基（E环），分别位于，C19、C20位化合物：乌苏酸、中药地榆中皂苷、积雪草,乌苏酸,第三节 理化性质及溶血作用一、性状（刺激性、吸湿性、酸性）1、形态 苷不易结晶，苷元较好结晶。2、味 苦、辛辣，也有甜味；有刺激性。3、吸湿性。4、多数酸性 羧基在糖上或在苷元上，但人参皂苷和柴胡皂苷是中性皂苷。,例子：()多具有羧基，所以又常被称为酸性皂苷。A、甾体皂苷 B、黄酮苷 C、三萜皂苷 D、强心苷,二、溶解度（助溶性）游离亲脂；成苷亲水 可溶于水、甲醇、乙醇；难溶于丙酮、乙醚；在含水的正丁醇中有较大的溶解度，常利用来提取皂苷。助溶性促进其他成分在水中的溶解。三、发泡性（表面活性）水溶液能产生持久性泡沫，且不因加热而消失，蛋白质也产生泡沫，却因加热而消失。利用泡沫性初步判断是否有皂苷存在。注意：甾体皂苷和部分五环三萜（如甘草皂苷）发泡性微弱。,例子 泡沫试验可用于（）成分的鉴别。A、黄酮 B、挥发油 C、生物碱 D、皂苷,一般皂苷提取分离过程中最常选用的试剂是（）。A、正丁醇 B、乙酸乙酯 C、乙醚 D、氯仿,四、溶血性（1）注意皂苷注射剂必须进行溶血实验；（2）溶血指数（3）产生溶血机理（4）是否有溶血与皂苷元结构有关，溶血强弱与连接的糖有关。（5）人参A型皂苷有抗溶血，B型和C型有溶血，总皂苷无溶血。（6）单糖链皂苷酸性皂苷双糖链皂苷（溶血强弱）。注意：溶血指的是皂苷，而不是皂苷元。,皂苷是否有溶血现象一般与（）有关。A、糖类 B、苷元 C、糖数量 D、苷,例：人参皂苷具有溶血的是_型和_型，具有抗溶血的_型，因此，总皂苷_溶血作用。,五、水解（1）皂苷苷键因是-羟基糖形成的苷，水解条件剧烈，苷元结构易破坏。（2）为了避免苷元结构的破坏，采用的方法：光分解法、Smith氧化降解法、酶解法、土壤微生物淘汰培养法。,六、显色反应（1）Liberman-Bruchard反应（醋酐-浓硫酸反应）试管反应：甾体皂苷最终为蓝绿色；三萜皂苷为红或紫色。（2）Rosen-Heimer反应（三氯乙酸反应）纸斑反应：甾体皂苷加热60C显色，三萜皂苷要100C显色。（3）其他鉴别反应名称 氯仿-浓硫酸反应；五氯化锑反应；芳香醛-浓硫酸反应；芳香醛-高氯酸反应；或对-二甲氨基苯甲醛代替芳香醛。,第四节 提取与分离一、提取1、皂苷提取方法（1）提取通法醇提，正丁醇萃取；注意使用水饱和正丁醇。（2）溶剂沉淀法 注意利用皂苷难溶于丙酮或乙醚。（3）碱水提取仅适用于含羧基的皂苷提取。,甲醇或乙醇提取,石油醚等脱脂正丁醇萃取,总皂苷,大孔吸附树脂柱,石油醚等脱脂正丁醇萃取,大孔吸附树脂柱,目前提取皂苷方法,2、皂苷元提取方法（1）原料酸水解有机溶剂提取法 利用药渣对皂苷元的吸附。或总皂苷 皂苷元 有机溶剂萃取/过滤（2）含羰基皂苷元分离 利用吉拉尔T（Girard T）或P与羰基生成腙与不具有羰基的皂苷元分离。,酸水解,二、分离（主要是色谱法）1.沉淀法（1）分段沉淀法 利用皂苷难溶于乙醚、丙酮的性质，将皂苷溶于甲醇或乙醇，滴加乙醚或丙酮或乙醚：丙 酮（1：1）的混合物液，边加边摇，皂苷即可析出。但本法分离不完全，不易得到纯品。（2）其它沉淀法 铅盐沉淀法和胆甾醇沉淀法，此法现已不用。,例：皂苷类化合物的分离过程中，将皂苷先溶于少量甲醇中，然后逐滴加入（），使皂苷析出。A、乙醚 B、丙酮 C、乙醚丙酮（1：1）混合剂 D、正丁醇,2、大孔树脂法 适合皂苷的精制和初步分离。先用水洗除去糖和水溶性杂质，再用不同浓度醇浓度由低至高洗脱皂苷按极性由大到小的顺序被洗下来。,例子2,例子（）是近年来常用于分离极性较大的化合物，尤其适用于皂苷的精制和初步分离。A、吸附柱色谱法 B、分配柱色谱法 C、凝胶色谱法 D、大孔树脂柱色谱,3、色谱分离法 吸附柱色谱法三萜类化合物 吸附剂硅胶 流动相氯仿-甲醇不同比例or氯仿丙酮等洗脱。分配柱色谱法 三萜皂苷 支持剂：硅胶 洗脱剂：氯仿甲醇水；二氯甲烷甲醇水；乙酸乙酯正丁醇水 反相柱色谱：吸附剂为Rp-18、Rp-8或Rp-2，流动相为甲醇-水，乙腈-水（3）其它色谱法 葡聚糖凝胶色谱法；制备型HPLC；高速逆流色谱法。注：分离皂苷常需将多种方法结合使用。,第五节 含皂苷的中药实例一、人参1、主要成分化学结构类型 三萜皂苷，包括四环三萜（A型和B型）、五环三萜（C型）。,A型皂苷元,B型皂苷元,C型皂苷元,人参皂苷二醇型（A型）四环三萜（达玛烷型）（1）苷元上有三个醇羟基取代，其中C-3和C-20位羟基常连接糖，形成苷，是双糖链苷。（2）C-20位S型，是A型皂苷的原生苷元，20（S）-原人参二醇。（3）常见的代表化合物：人参皂苷Rb1、Rb2、Rc、Rd、Rh2,人参皂苷三醇型（B型）四环三萜（达玛烷型）（1）苷元上有四个醇羟基取代，其中C-6和C-20位羟基常连接糖，形成苷，是双糖链苷。（2）C-20位S型，是B型皂苷的原生苷元，20（S）-原人参三醇。（3）常见的代表化合物：人参皂苷Re、Rf、Rg1、Rg2、Rh1。,齐墩果酸型（C型）五环三萜（1）苷元上各有一个醇羟基和羧基取代，其中C-3位羟基和C-28位羧基常连接糖，形成苷，是双糖链苷，C-3为醇苷，C-28为酯苷。（2）C-12位有双键，齐墩果酸是C型皂苷的原生苷元，显酸性。（3）常见的代表化合物：人参皂苷Ro。（4）人参皂苷Ro连接有一分子葡萄糖醛酸，极性是人参皂苷中最强的。,2、理化性质（注意）（1）人参真正的皂苷元 人参皂苷A型和B型都不太稳定，在酸性条件下C-20构型发生转化为R型，继而发生环合，分别生成人参二醇和人参三醇，因此人参二醇和人参三醇是次生产物，真正的人参皂苷元分别是20（S）-原人参二醇和20（S）-原人参三醇。（2）双糖链酸水解难易 人参皂苷的C-20位羟基是叔羟基，形成的苷键较C-3或C-6仲羟基形成的苷键更易被酸水解。,（3）物理性质 无定形粉末、味苦、易溶于水、极性强的有机溶剂，难溶于乙醚和丙酮，在含水的正丁醇中有较好的溶解度。水溶液振摇产生持久性泡沫，总皂苷无溶血，A型有抗溶血，B型和C型有溶血。A型和B型皂苷为中性皂苷；C型为酸性皂苷。,3、提取分离方法（1）提取 采用通法提取。（2）分离 硅胶吸附柱色谱，流动相（氯仿：甲醇：水=5：35：10，上层；正丁醇：乙酸乙酯：水=4：1：5，下层）（3）分离结果分析（i）人参皂苷的极性强弱 人参皂苷C型人参皂苷A型人参皂苷B型（ii）人参皂苷元的极性强弱 齐墩果酸20（S）原人参三醇20（S）原人参二醇（iii）人参总皂苷7%HCl水解产物的极性强弱比较 齐墩果酸人参三醇人参二醇,4、生物活性 人参：具有大补元气、复脉固脱、补脾益肺、生律、安神之功能。用于体虚欲脱、肢冷脉微、脾虚食少、肺虚喘咳、津伤口渴、惊悸失眠、心力衰竭等证。人参皂苷：人参各单体皂苷的生物活性不尽相同，例如人参皂苷Rh2对肿瘤细胞增殖有抑制作用，人参皂苷Rg1有中枢兴奋，人参皂苷Rb1有中枢抑制等作用。5、贮存保管注意事项 阴凉干燥处，密闭保存，防蛀，防霉。,二、甘草1、主要成分化学结构类型（1）主要成分 甘草皂苷，又称甘草酸、甘草甜素。（2）结构类型 属于三萜皂苷，苷元为五环三萜的齐墩果酸型。2、理化性质（1）性状 有无色柱状结晶、味甜。（2）溶解性 易溶于热乙醇、稀氨水、丙酮；几乎不溶于无水乙醇、乙醚。利用易溶于稀氨水用于苷草皂苷的提取。（3）水溶液有微弱的发泡性和溶血性,（4）酸性 苷元部分有一个羧基取代，通过C3羟基与二分子葡萄糖醛酸相连，因此是酸性皂苷，共有三个羧基。（5）酸水解 是葡萄糖醛酸形成的苷，因此5%稀硫酸加压、110C120C条件下才能水解。,3、提取分离方法（1）甘草酸铵盐制备 碱（稀氨水）溶酸（稀硫酸）沉淀。（2）甘草酸单钾盐的制备 甘草酸极性大，不易结晶，制成单钾盐易结晶纯化。注意：甘草酸先生成三钾盐（难溶于丙酮），再通过冰乙酸酸化，使糖醛酸上的两个羧基游离，苷元上羧基仍然为钾盐。,20%KOH乙醇液,冰乙酸，热溶,甘草酸,甘草酸单钾盐,甘草酸三钾盐,5%稀硫酸加压、110C120C,4、生物活性 甘草：具有和中缓急、润肺、解毒、调和诸药等功效。甘草皂苷和甘草次酸：具有促肾上腺皮质激素（ACTH）样的生物活性，临床用于抗炎和治疗胃溃疡。只有18-H的甘草次酸才有ACTH作用，18-H型没有此种作用。5、贮存保管注意事项 冷藏仓库中贮藏，而小量则可置于通风干燥处，蜜炙甘草需置密闭容器内，防霉防蛀。,18-H,18-H,三、黄芪1、主要成分化学结构类型（1）皂苷类（i）四环三萜类 黄芪IIV、异黄芪苷III、乙酰黄芪苷I、黄芪皂苷甲、乙、丙（环黄芪醇为真正皂苷元，属于羊毛甾烷型）。（ii）五环三萜类：大豆皂苷（齐墩果酸型皂苷元）。（2）其他成分 黄酮、多糖和氨基酸。,20（S）24（R）-3，6，16，25-四羟基-20，24-环氧-9，19环阿尔廷烷,环黄芪醇（真正皂苷元）,黄芪甲苷（黄芪苷IV）（黄芪主要生理活性成分）,3、生物活性 黄芪甲苷具有抗炎、降压、镇痛、镇静作用，并能促进再生肝脏DNA合成和调节机体免疫力。,例1、从水溶液中萃取皂苷常选用的溶剂是（D）A、乙醚 B、乙醇 C、乙酸乙酯 D、正丁醇 E、丙酮2、A、乙醚沉淀法 B、胆甾醇沉淀法 C、铅盐沉淀法 D、吉拉得试剂提取法 E、酸水提取法（1）自中药乙醇提取浓缩液中分离总皂苷可选用的方法是（A）（2）自总皂苷元中分离含羰基的皂苷元可选用的方法是（D）3、区别三萜皂苷和甾体皂苷的颜色反应是（B）A、香草醛-浓硫酸 B、三氯乙酸 C、五氯化锑 D、茴香醛-浓硫酸 E、茴香醛高氯酸,4、皂苷溶血作用的有无取决于（B）A、糖的种类 B、皂苷元 C、糖的数目 D、糖链数目 E、酸性有无5、从中药中提取纯化皂苷常用的方法中不包括（E）A、乙醇提取，正丁醇萃取 B、乙醇提取，乙醚沉淀 C、乙醇提取，丙酮沉淀 D、碱水提取，加酸沉淀 E、盐酸水解，氯仿翠取6、属于A型人参皂苷的是（E）A、人参皂苷Re B、人参皂苷Rg1 C、人参皂苷Rf D、人参皂苷Ro E、人参皂苷Rc7、A型人参皂苷用24mol/L HCl水解，得到的成分是（A）A、人参二醇 B、人参三醇 C、20（S）-原人参二醇 D、20（S）-原人参三醇 E、20（R）-原人参二醇,8、A、20（S）-原人参二醇 B、20（S）-原人参三醇 C、人参二醇 D、人参三醇 E、齐墩果酸（1）A型人参皂苷经酸水解，可得（C）（2）B型人参皂苷经酸水解，可得（D）（3）A型人参皂苷的皂苷元是（A）（4）B型人参皂苷的皂苷元是（B）9、A、单皂苷 B、双皂苷 C、酯皂苷 D、酸性皂苷 E、甾体皂苷（1）溶血作用较显著的是（A）（2）溶血作用较弱或无溶血作用的是（B）（3）溶血作用中等的是（D）（4）溶血作用能被胆甾醇消除的是（E）,10、水解人参皂苷欲获得真正皂苷元可选用（BCD）A、矿酸水解 B、Smith氧化降解 C、光解法 D、土壤微生物培养法 E、碱水解11、分离皂苷时，常用的色谱方法包括（ABDE）A、硅胶吸附色谱法 B、硅胶分配色谱法 C、聚酰胺柱色谱法 D、反相高效液相色谱法 E、大孔吸附树脂色谱法12、要使乙醇溶液中的皂苷沉淀出来，可加入（ABC）A、乙醚 B、丙酮 C、乙醚：丙酮（1：1）D、水 E、碱水13、鉴别甾体皂苷和三萜皂苷时，可选用（ABC）A、发泡性试验 B、醋酐-浓硫酸反应 C、三氯醋酸反应,