《萜及其苷新》PPT课件.ppt

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1、第五节 理化性质,第七章 三萜及其苷类,2,一、性状：,（1）三萜类化合物多有较好的结晶；若与糖结合成为苷类，则不易结晶，多为无色无定形粉末，但也有少数为晶体，如常春藤皂苷为针状晶体。（2）皂苷多数具有苦而辛辣味。（3）皂苷具有吸湿性，保存时应干燥放置。（4）多数三萜皂苷属于酸性。在植物体内常与金属离子如钾、钙、镁等结合成盐的形式存在。,3,二、溶解度,皂苷：可溶于水，易溶于热水，溶于含水醇（甲醇、乙醇、丁醇、戊醇等），溶于热甲醇、乙醇；几不溶于乙醚、苯、丙酮等有机溶剂。皂苷在提取的过程中会产生次级苷，水溶性下降，溶于中等极性有机溶剂（醇，乙酸乙酯）。皂苷元：不溶于水，易溶于石油醚、苯、CHC

2、l3、Et2O。,4,三、表面活性：,皂苷水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫，且不因加热而消失。用发泡实验可以初步判断皂苷的有无及区别三萜皂苷与甾体皂苷。例1：判断有无皂苷,1g中药粉末,水10ml煮沸10min,过滤,振摇滤液,产生泡沫,持久性（15min以上）,不能持久，很快消失,含皂苷,含蛋白质和粘液质,5,例2：区别三萜皂苷与甾体皂苷。,三、表面活性：,2号试管,1号试管,0.1mol/L HCl 5ml,0.1mol/L NaOH 5ml,加3d中药水提取液,振摇1min，产生泡沫,两管形成泡沫持久相同,碱液管的泡沫较酸液管泡沫保持时间长几倍，,该中药含三萜皂苷,则证明含有甾体皂苷,

3、6,四、溶血作用,皂苷有使血液中的红细胞破裂的作用，低浓度的水溶液就能产生溶血作用，故皂苷又称为皂毒素(saptoxins)。因此，皂苷水溶液不能用于动脉注射或肌肉注射。溶血指数：指在一定条件下能使血液中红细胞完全溶解的最低皂苷浓度。如甘草皂苷，溶血指数1：4000，溶血性能较强。,7,四、溶血作用,皂苷的溶血作用与其分子的结构有密切的关系溶血作用的有无与皂苷元有关溶血作用的强弱则与结合的糖有关 溶血作用的强弱比较 单糖链皂苷酸性皂苷双糖链皂苷中性三萜类双糖链皂苷由于皂苷能与胆甾醇形成沉淀，因此胆甾醇能解除皂苷的溶血毒性。,8,五、沉淀反应,皂苷的水溶液可以和一些金属盐类如铅盐、钡盐、铜盐等产

4、生沉淀。此性质可用于皂苷的分离：先用金属盐使皂苷沉淀下来，分离出来之后再对其分解脱盐。如：三萜皂苷+PbAc2沉淀分解脱铅皂苷缺点：铅盐吸附力强，容易带入杂质，并且在脱铅时铅盐也会带走一些皂苷，脱铅也不一定能脱干净。三萜皂苷为酸性皂苷，可用中性PbAc2沉淀，而甾体皂苷则为中性皂苷，须用碱性PbAc2沉淀。,9,三萜化合物在无水条件下，与强酸（硫酸、磷酸、高氯酸）、中等强酸（三氯乙酸）、Lewis酸（氯化锌、三氯化铝、三氯化锑）作用，会产生颜色变化或荧光。原理：主要是使羟基脱水，增加双键结构，再经双键移位、双分子缩合等反应生成共轭双烯系统，又在酸作用下形成阳碳离子盐而呈色。,六、显色反应,10

5、,六、显色反应,1）浓H2SO4-醋酐（Liebermann-burchard）反应 样品溶于冰醋酸，加浓硫酸-醋酐(1:20)，产生黄红 紫 蓝等颜色变化，最后褪色。甾体皂苷也有此反应，但颜色变化快，在颜色变化的最后呈现污绿色；而三萜皂苷颜色变化稍慢，且不出现污绿色。,11,2）三氯化锑或五氯化锑（kahlenberg）反应 显黄色、灰蓝色、灰紫色斑点，在紫外灯下显蓝紫色荧光（甾体皂苷则显黄色荧光）。注意：五氯化锑腐蚀性很强，宜少量配置，用后倒掉。,六、显色反应,样品醇溶液,显色剂,20%三氯化锑（五氯化锑）氯仿溶液,60-70 加热,12,3）三氯醋酸（Rosen-Heimer）反应样品溶

6、液点于滤纸上，喷25%三氯醋酸乙醇溶液，加热至100，显红色紫色斑点。4）氯仿-浓硫酸（salkawski）反应将样品溶于氯仿，加入浓硫酸后，在氯仿层呈现红色或兰色，硫酸层有绿色荧光出现。,六、显色反应,13,5）冰醋酸-乙酰氯（Tschugaeff）反应 样品溶于冰醋酸，加乙酰氯数滴及氯化锌结晶数粒，稍加热，则呈现淡红色或紫红色。,六、显色反应,第六节 提取与分离,第七章 三萜及其苷类,15,（一）提取 1.醇提，提取物直接进行分离；2.醇提，有机溶剂萃取；3.制备成衍生物再进行分离；4.将皂苷进行水解，有机溶剂提取；（二）分离 硅胶吸附柱层析,一、苷元的提取与分离,16,实例：石见穿中齐墩

7、果酸的提取,为唇形科鼠尾草属植物石见穿Salvia chinensia Benth.，以全草入药。开花期采割全草，晒干。功能主治:清热解毒，活血镇痛。用于黄疸型肝炎，癌症，肾炎，白带，痛经，淋巴结结核，象皮病；外用治面神经麻痹，乳腺炎，疖肿。,设计大致流程？,17,18,二、三萜皂苷的提取与分离,特性：难以结晶，多为无定形粉末。由于糖分子的引入，极性基团明显增多，致使极性增强，故具有较大的极性而易溶于醇类溶剂、含水醇及水。难溶于弱极性的有机溶剂。,19,（一）常用的提取方法,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,20,水层,亲脂性溶液,亲脂性杂质,正丁醇萃取,正丁醇层

8、,通过大孔吸附树脂柱，水：醇洗脱,极性递减,洗脱液,蒸干,总皂苷,21,（二）皂苷的分离：1、溶剂分离法利用皂苷难溶于丙酮、乙醚等有机溶剂的性质,二、三萜皂苷的提取与分离,粗皂苷溶于乙醇或甲醇,逐滴加入乙醚、丙酮或乙醚-丙酮（1：1）混合溶剂,析出粉末,注意：乙醚量以皂苷以粉末的形式从溶液中析出为止,不足：分离不完全，皂苷纯品不够,22,二、三萜皂苷的提取与分离,（二）皂苷的分离：2、铅盐沉淀法中性醋酸铅可与酸性物质或某些酚性物质结合成不溶性铅盐，通常用此法纯化酸性皂苷。,皂苷水或醇提取液,过量20-30中性醋酸铅，搅拌过滤,沉淀,滤液,过量20-30碱性醋酸铅，搅拌过滤,沉淀,母液,酸性皂苷

9、,中性皂苷,脱铅,脱铅,用硫化氢或阳离子交换树脂脱铅,23,（二）皂苷的分离：3、胆甾醇沉淀法,二、三萜皂苷的提取与分离,利用皂苷与胆甾醇生成难溶性的分子复合物，从而达到分离和纯化的目的。,粗皂苷乙醇液,胆甾醇饱和溶液,母液,沉淀,水、乙醇、乙醚依次洗涤干燥,干燥物,乙醚连续回流提取,残留物,乙醚液,除去糖类、色素、油脂和游离态胆甾醇,较纯的皂苷,24,（二）皂苷的分离：4、乙酰化法,二、三萜皂苷的提取与分离,皂苷大多亲水性较强，夹带的杂质亦较多制成乙酰化衍生物，增强其亲脂性，可溶于低极性溶剂中脱色、层析或重结晶比较容易进行。用氢氧化钡水解去乙酰基用二氧化碳除去多余的碱，恢复皂苷形式,25,（

10、二）皂苷的分离：5、柱层析法,二、三萜皂苷的提取与分离,根据皂苷在固定相和流动相之间的分配、吸附等性质的差别来分离纯化不同的皂苷。,优点：得到的皂苷纯度高，可以分离总皂苷中的各个单体皂苷。,缺点：分离的量少，而且分离时间长，往往需要24h或更长时间,方法：分配层析法、高速逆流层析法、制备液相层析法,26,（二）皂苷的分离：（1）分配柱层析 支持剂：硅胶 固定相：水 流动相：氯仿：甲醇：水 CH2Cl2:甲醇：水（2）反相层析 固定相：Rp-18、Rp-8、Rp-2 流动相：甲醇：水，乙腈：水,二、三萜皂苷的提取与分离,27,1、指出上述化合物的苷元结构类型并给苷元碳原 子标号2、比较上述5种化

11、合物在硅胶柱层析时，以氯仿-甲醇-水（65：35：5）洗脱，指出洗脱出柱的先 后顺序,第八章 强心苷（cardiac glycoside）,29,一、强心苷的定义与分布,1、强心苷：是生物界中存在一类对心脏具有显著生物活性的甾体苷类。,2、强心苷分布：玄参科、夹竹桃科较为普遍，在百合科、萝摩科、十字花科、毛茛科、豆科等科属,30,二、强心苷的结构与分类,（一）苷元部分特点：从化学结构上看，是由强心苷元与糖缩合而成的一类苷。强心苷元均属甾体衍生物，其结构特征是在甾体母核的C-17位上均连一个不饱和内酯环。,A,B,C,D,17,31,二、强心苷的结构与分类,（一）苷元部分 1、甾体母核部分 B/

12、C环为反式稠合，C/D环为顺式稠合，而A/B环则有顺式、反式两种稠合方式，但大多数是顺式，如洋地黄毒苷元；少数为反式，如乌沙苷元。,A,B,C,D,17,32,二、强心苷的结构与分类,（一）苷元部分 1、甾体母核部分甾体母核部的C-3和C-14位上都有羟基。C3-OH多 为-构型，如洋地黄毒苷元；少数是-构型。C14-羟基均是-构型。在母核的其它位置还可能出现羰基、羟基、环氧基等。,33,二、强心苷的结构与分类,（一）苷元部分 2、不饱和内酯环部分 根据甾体母核的C-17位上连接的不饱和内酯环的不同，可将强心苷元分为两类。,强心甾烯（甲型强心苷元）,C17五元不饱和内酯环（、-内酯）强心甾烯（

13、23个C）,34,二、强心苷的结构与分类,（一）苷元部分 2、不饱和内酯环部分,海葱甾烯或蟾蜍甾烯（乙型强心苷元）（24个C）,C17六元不饱和内酯环（(),()-内酯）,35,二、强心苷的结构与分类,（二）糖部分,强心苷中的糖共有20余种。根据它们的C-2位上有无羟基可以分成a-羟基糖和a-去氧糖两类。三种：2,6-二去氧糖、6-去氧糖、-羟基糖（1）2,6-二去氧糖（多为3-O-甲基-去氧糖）,36,二、强心苷的结构与分类,（二）糖部分,（2）6-去氧糖,D-毛地黄糖 L-黄花夹竹桃糖 3-O-甲基-6-脱 氧-D-阿洛糖,37,二、强心苷的结构与分类,（二）糖元部分,（3）-羟基糖,-D

14、-葡萄糖,38,3苷元和糖的连接方式 强心苷大多是低聚糖苷，少数是单糖苷或双糖苷。通常按糖的种类以及和苷元的连接方式，可分为以下三种类型：I型：苷元-（2，6-去氧糖）x（D-葡萄糖）y，如紫花洋地黄苷A（purpurea glycoside A）。,二、强心苷的结构与分类,紫花洋地黄苷A,39,3苷元和糖的连接方式 型：苷元-（6-去氧糖）x（D-葡萄糖）y，如黄夹苷甲（thevetin A）。型：苷元-（D-葡萄糖）y，如绿海葱苷（scilliglaucoside）植物界存在的强心苷，以I、II型较多，III型较少,二、强心苷的结构与分类,黄夹苷甲,绿海葱苷,40,毒毛旋花子苷元组成的三种

15、苷的毒性比较,从上表可知，一般甲型强心苷及苷元的毒性规律为：三糖苷二糖苷单糖苷苷元。,二、强心苷的结构与分类,41,洋地黄毒苷元与不同单糖结合的苷的毒性比较,由上表可知，单糖苷的毒性次序为：葡萄糖苷甲氧基糖苷6-去氧糖苷2，6-去氧糖苷。,二、强心苷的结构与分类,42,三、强心苷的理化性质,（一）性状 强心苷多为无定形粉末或无色结晶，具有旋光性，C17位侧链为构型者味苦，为构型者味不苦。对粘膜具有刺激性。,（二）溶解性 强心苷一般可溶于水、醇、丙酮等极性溶剂，微溶于乙酸乙酯、含醇氯仿，几乎不溶于乙醚、苯、石油醚等极性小的溶剂。强心苷的溶解性与分子所含糖的数目、种类、苷元所含的羟基数及位置有关。

16、分子中羟基是否形成分子内氢键，也可影响强心苷溶解性。可形成分子内氢键者亲水性弱，反之，亲水性强。,43,（三）脱水反应 强心苷用混合强酸（例如 35 HCl）进行酸水解时，苷元往往发生脱水反应。C14、C5位上的羟基最易发生脱水,(D-洋地黄毒糖)3,+3 D-洋地黄毒糖,羟基洋地黄毒苷 脱水羟基洋地黄毒苷元,鼠李糖-O-葡萄糖,+L-鼠李糖+D-葡萄糖,海葱苷A 脱水海葱苷元,三、强心苷的理化性质,44,（四）水解反应 化学方法主要有酸水解、碱水解；生物方法有酶水解。,三、强心苷的理化性质,1.酸催化水解温和的酸水解法：条件：盐酸或硫酸/含水醇 半小时至数小时加热回流，特点：2-去氧糖间的苷

17、键 苷元+2-去氧糖 Glc与2-去氧糖苷键 二糖或三糖,45,（四）水解反应,三、强心苷的理化性质,1.酸催化水解 强酸水解法：条件：3-5%盐酸或硫酸/含水醇 时间延长、加压特点：2-羟基糖等所有苷键均断键脱水苷元+单糖,46,2.酶水解 酶水解有一定的专属性。不同性质的酶，作用于不同性质的苷键。在含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，但无水解-去氧糖的酶，所以能水解除去分子中的葡萄糖，保留-去氧糖而生成次级苷。,3.碱水解 强心苷的苷键不被碱水解。但强心苷分子中的酰基、内酯环会受碱的影响，发生水解或裂解、双键移位、苷元异构化等反应。,三、强心苷的理化性质,（四）水解反应,47,3.碱水解,

18、三、强心苷的理化性质,（四）水解反应,（1）酰基的水解 强心苷的苷元或糖上常有酰基存在，它们遇碱可水解脱去酰基。一般用碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钙、氢氧化钡等。-去氧糖上的酰基最易脱去，用碳酸氢钠、碳酸氢钾处理即可，而羟基糖或苷元上的酰基须用氢氧化钙、氢氧化钡处理才可。甲酰基较乙酰基易水解，提取分离时，若用氢氧化钙处理，即可水解。上述四种碱只水解酰基，不影响内酯环。氢氧化钠、氢氧化钾由于碱性太强，不仅使所有酰基水解，而且还会使内酯环开裂。,48,3.碱水解,三、强心苷的理化性质,（四）水解反应,（2）内酯环的水解 在水溶液中，氢氧化钠、氢氧化钾溶液可使内酯环开裂，加酸后可再环合；在醇溶液中，氢

19、氧化钠、氢氧化钾溶液使内酯环开环后生成异构化苷，酸化亦不能再环合成原来的内酯环，为不可逆反应。,49,3.碱水解,三、强心苷的理化性质,（四）水解反应,（2）内酯环的水解,甲型强心苷在氢氧化钾的醇溶液中，通过内酯环的质子转移、双键转移，以及C14位羟基质子对C20位的亲电加成作用而生成内酯型异构化苷，再经皂化作用开环形成开链型异构化苷。乙型强心苷在氢氧化钾醇溶液中，不发生双键转移，但内酯环开裂生成甲酯异构化苷。,50,（五）强心苷的颜色反应,1.C17位上不饱和内酯环的颜色反应 Legal反应 又称亚硝酰铁氰化钠试剂反应。,三、强心苷的理化性质,取样品12mg，溶于吡啶23滴中，加3亚硝酰铁氰

20、化钠溶液和2mol/L氢氧化钠溶液各1滴，反应液呈深红色并渐渐退去。,此反应机制可能是由于活性亚甲基与活性亚硝基缩合生成异亚硝酰衍生物的盐而呈色，凡分子中有活性亚甲基者均有此呈色反应。,51,三、强心苷的理化性质,（五）强心苷的颜色反应,1.C17位上不饱和内酯环的颜色反应,52,2.-去氧糖颜色反应（1）Keller-Kiliani（K-K）反应,三、强心苷的理化性质,（五）强心苷的颜色反应,取样品1mg，用冰乙酸5ml溶解，加20%的三氯化铁水溶液1滴，混匀后倾斜试管，沿管壁缓慢加入浓硫酸5ml，观察界面和乙酸层的颜色变化。,如有-去氧糖，乙酸层显蓝色。界面的呈色，由于是浓硫酸对苷元所起的

21、作用逐渐向下层扩散,显色随苷元羟基、双键的位置和数目不同而异，可显红色、绿色、黄色等，但久置后因炭化作用，均转为暗色,53,2.-去氧糖颜色反应（2）呫吨氢醇（Xanthydrol）反应,三、强心苷的理化性质,（五）强心苷的颜色反应,取样品少许，加呫吨氢醇试剂（呫吨氢醇10mg溶于冰乙酸100ml中，加入浓硫酸1ml）1 ml，置水浴上加热3分钟，只要分子中有-去氧糖即显红色。此反应极为灵敏，分子中的-去氧糖可定量地发生反应，故还可用于定量分析。,54,注意的问题：1、共存物质：糖类、皂苷、色素、鞣质 2、原生苷水解问题（一）提取对象与相应措施：1.原生苷：抑制酶的活性 新鲜药材，采后低温速干

22、 直接沸水或60-70水提取 70-80%乙醇或甲醇提取(4)药材加中性盐如硫酸铵等，再提取,四、强心苷的提取分离,55,（一）提取对象与相应措施：,四、强心苷的提取分离,2.次生苷：利用酶的活性 药材+水25-40 发酵12h以上，醇提取,56,1.溶剂法：种子药材：脱脂，再醇提取 醇提浓缩液，石油醚萃取油脂（氯仿:甲醇)萃取苷茎叶药材：去脂溶性色素的方法 醇提浓缩，冷置析胶（叶绿素析出胶状物)醇提浓缩，石油醚萃取色素 醇提浓缩，NaOH，叶绿素被皂化 醇提取液，活性炭脱色,（二）纯化,四、强心苷的提取分离,57,2.铅盐法：醋酸铅沉淀醇提取液中：酸、酚酸、皂苷类 强心苷易被沉淀吸附 3.吸

23、附法：活性炭短柱吸附：醇提液中叶绿素等脂溶性色素氧化铝短柱吸附：醇提液中糖、水溶性色素、皂苷被吸附 强心苷易被沉淀吸附损失,（二）纯化,四、强心苷的提取分离,58,（三）分离1.两相溶剂萃取法：,依据上面溶解度如何进行萃取法分离A、B、C？,四、强心苷的提取分离,59,2.逆流分配法（CCD）：,如：流动相：CHCl3 固定相：水 n=3 时，得到3个流动相CHCl3（亲脂性成分）3个固定相水相（亲水性成分,（三）分离,四、强心苷的提取分离,60,3.层析分离法：吸附色谱：苷元、次级苷、单糖苷 分配色谱：弱亲脂性苷类 液滴逆流色谱（DCCC）：droplet counter current chromatography高速逆流色谱（HSCCC）：High speed counter current chromatography后二者克服固体载体的不可逆吸附、样品峰拖尾等弊端。,（三）分离,四、强心苷的提取分离,