常见有效成分选述.ppt

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1、1,第三篇 天然产物中常见有效成分选述,2,天然产物中的有效成分种类很多：,常 见 的 主 要 有 效 成 分,我们选择部分进行介绍。,3,3-1 生物碱(alkaloids),是一类重要的生物活性成分，目前已分离到10000余种，其中80余种已用于临床，如黄连中的小檗碱用于抗菌消炎，麻黄中的麻黄碱用于平喘，萝芙木中的利血平用于降血压，喜树中的喜树碱与长春花中的长春碱、长春新碱用于抗肿瘤等。存在于生物界（主要是植物）中，大多是具显著生物活性的含氮碱性化合物。氮通常在环状结构中。分子中含有碳、氢、氧和氮四种元素，极少不含氧原子。种类最多，结构类型最多，应用最多，无统一母核。,4,在天然物中的含量

2、大多低于1%，如欧洲短叶红豆杉中紫杉醇含量为0.069，少数含量特别低，如长春花中长春新碱含量为百万分之一，美登木中美登木素含量仅为千万分之一；也有些含量特别高，如黄连中小檗碱含量可达 9%、金鸡纳皮中奎宁含量高达 15%。在植物体内，一般与有机酸(苹果酸、枸橼酸、酒石酸和鞣酸等)结合成盐类，呈溶解状态存在于细胞液泡中，有些与糖结合成苷而存在，也有少数呈游离状存在，如咖啡碱 与秋水仙碱 等。,5,一、结构类型,种类繁多，分类方法也有多种，其中按母核基本结构可分为 60 类左右，主要有以下 12 类:(1)有机胺类：氮原子位于直链上，如麻黄碱、益母草碱、秋水仙碱等；(2)吡咯烷类：如古豆碱、千里

3、光碱、野百合碱、娃儿藤碱等；(3)吡啶类：如菸（读音:yan）碱、槟榔碱、半边莲碱、苦参碱等；(4)喹啉类：如奎宁、喜树碱等；(5)异喹啉类：如小檗碱、吗啡、粉防已碱、石蒜碱、可待因、青藤碱等；,6,(6)喹唑酮类：如常山碱等；(7)吲哚类：如利血平、长春碱、麦角新碱、士的宁等；(8)莨菪(读音:langdang)烷类：如莨菪碱、东莨菪碱、古柯碱等；(9)亚胺唑类：如毛果芸香碱等；(10)嘌呤类：如咖啡碱、茶碱、香菇嘌呤、石房蛤(ha)毒素等；(11)甾体类：如茄碱、贝母碱、藜芦碱、澳洲茄碱等；(12)萜类：如猕猴桃碱、石斛碱、乌头碱、飞燕草碱、黄杨碱等。,7,几类常见生物碱的母核结构如下：,

4、8,二、理化性质,1.性状多数为结晶状固体，少数为液体，如菸碱、毒藜碱、槟榔碱等。液体生物碱通常不含氧原子，或分子中的氧原子多形成酯键。一般无色，少数有色，如小檗碱（黄色）、血根碱（红色），味苦。少数具挥发性，如麻黄碱与液体生物碱等，可随水蒸气蒸出。2.旋光性多数含不对称碳原子，具有旋光性，且大多为左旋，其活性多大于右旋异构体。,9,3.酸碱性多数具有碱性反应，能使红色石蕊试纸变蓝。碱性的强弱与分子中氮原子存在的状态有关，一般是：季胺碱叔胺碱仲胺碱。若氮原子呈酰胺状态，则碱性极弱甚至消失，如胡椒碱、秋水仙碱等。有的生物碱分子具有酚羟基或羧基，因而具酸碱两性，如槟榔次碱和吗啡等。分子中的氮原子有

5、一对未共用电子对，对质子有一定的吸引力，一般能与无机酸或有机酸结合成盐。,10,4.溶解性游离生物碱极性较小，不溶或难溶于水，能溶于三氯甲烷、乙醚、苯、丙酮、乙醇等有机溶剂，也能溶于稀酸水溶液而生成盐类。生物碱盐类易溶于水和乙醇，不溶或难溶于有机溶剂。此性质可用于生物碱的提取、分离和纯化。但也有不少例外。如麻黄碱、秋水仙碱均可溶于水，也可溶于有机溶剂；小檗碱可溶于水，其盐在冷水中反而不溶；酚性生物碱可溶于氢氧化钠溶液。所有季铵盐生物碱由于能离子化，亲水性强，均可溶于水。,11,5.沉淀反应多数在酸性水溶液中能与一些特殊的试剂（生物碱沉淀剂）作用，生成沉淀。利用这些沉淀反应，不但可以检验其存在与

6、否，也可用于精制，或在提取过程中，用于指示提取是否完全。但直接用酸水浸出液作生物碱沉淀反应，常不能得到准确的结果。通常应选用 3 种以上不同的沉淀剂进行试验，若均为阴性反应，则肯定无生物碱存在；若呈阳性反应，则必须精制后再试验，第二次再呈阳性反应，才可确证生物碱的存在。,12,常用的沉淀剂种类很多，通常是一些重金属盐类或分子量较大的复盐，及特殊的无机酸或有机酸的溶液。常用的沉淀剂如下：(1)碘化铋钾试剂(BiI3KI)：在酸性溶液中与生物碱反应生成桔红色沉淀 AlkKI(BiI3)n为一种络盐，Alk 表示生物碱，下同。此反应很灵敏。(2)碘-碘化钾试剂(Wagner 试剂，I2KI)：在酸性

7、溶液中与生物碱反应生成棕红色沉淀(AlkHIIn)。(3)碘化汞钾试剂(Mayer 试剂，HgI2KI)：在酸性溶液中与生物碱反应生成白色或黄白色沉淀 AlkHI(HgI2)n。,13,(4)硅钨酸试剂(Bertrand 试剂，SiO2 I2 WO3)：在酸性溶液中与生物碱反应生成灰白色沉淀。(5)苦味酸试剂(Hager试剂)：在中性溶液中与生物碱生成淡黄色沉淀。6.显色反应 生物碱能与某些试剂（显色剂）生成特殊的颜色，可供生物碱的识别。常用的显色剂有：矾酸铵-浓硫酸溶液(Mandelin试剂)、钼酸铵(钠)-浓硫酸溶液(Frabde试剂)、甲醛-浓硫酸试剂(Marquis 试剂)等。,14,

8、三、含量测定方法,生物碱可与多种试剂（如酸性染料溴甲酚绿、溴麝香草酚蓝等）产生颜色反应，利用这一性质可采用紫外-可见分光光度法测定样品中总生物碱的含量。测定总生物碱时，样品通常用弱碱（如氨水）碱化后用乙醚或三氯甲烷提取，或经 过反复酸、碱处理，最后再 用三氯甲烷提取。,UV-2450型紫外可见分光光度计,15,四、常用提取分离方法,生物碱的提取与分离方法有多种，选用何种方法要根据植物中生物碱的性质和存在状态，以及目的而定。1.提取方法,常用提取方法,16,2.分离方法1）净化提取得到的总生物碱中常含有大量杂质，在分离之前一般需净化除去杂质。净化的方法常依据提取方法及含有的杂质而定。水或酸水提取

9、液的净化：离子交换树脂法 有机溶剂萃取法醇类溶剂提取液的净化：,17,(1)离子交换树脂法提取液 通过强酸型（氢型）阳离子交换树脂流出液树脂柱（非碱性物质）方法一方法二 氨液碱化树脂碱液洗脱 晾干后，亲脂性有机溶剂提取 脂性总生物碱 亲水性总生物碱,18,(2)有机溶剂萃取法 提取液 碱化，亲脂性有机溶剂萃取 有机溶剂层碱水层 浓缩 总生物碱,19,醇类溶剂提取液的净化醇提取液浓缩 浸膏酸水溶解 不溶物酸水液（非碱性脂溶性杂质）碱化，亲脂性有机溶剂萃取有机溶剂层 水层浓缩 总生物碱,20,2）总生物碱的初步分离,将生物碱粗分为弱碱性生物碱、中强碱性和强碱性生物碱、水溶性生物碱三部分，再根据结构

10、中是否有酸性基团（主要指酚羟基），分为酚性和非酚性两类。基本流程如下：,21,总生物碱的分离,22,3)生物碱单体的分离,主要分离方法有：(1)利用生物碱碱性的差异进行分离即在不同pH条件下进行分离pH梯度法，有两种操作：酸水溶解法 氯仿溶解法操作流程如下：,23,酸水溶解法总生物碱/酸水溶解 用碱调节pH由低到高每调一次用氯仿萃取一次氯仿液 氯仿液氯仿液氯仿液 pH：低 高生物碱碱度：弱 强,24,氯仿溶解法总生物碱/氯仿溶解 用不同pH缓冲溶液依次萃取缓冲液缓冲液缓冲液缓冲液 pH：高 低生物碱碱度：强 弱,25,(2)利用生物碱或生物碱盐溶解度的差异进行分离生物碱以及生物碱盐在不同溶液的

11、溶解度可能存在明显的差异，可用于分离。如：氧化苦参碱是苦参碱的氮氧化物，极性稍大，不溶于乙醚。而苦参碱溶于乙醚，于两者的氯仿液中加入乙醚，氧化苦参碱即可析出。如：麻黄碱草酸盐在水中的溶解度比伪麻黄碱草酸盐的溶解度小，可以自水溶液中先行析出。,26,(3)利用生物碱特殊功能基不同进行分离 有无酚羟基利用酚羟基可溶于NaOH溶 液，用NaOH溶液处理与无酚羟基者分离。例如 有无内酯或内酰胺结构利用内酯、内酰 胺在苛性碱溶液中加热可开环生成溶于水的 羧酸盐，与无内酯、内酰胺结构的生物碱分离。制备功能基衍生物利用仲胺可与亚硝酸生成亚硝 基衍生物，或与氯乙酰或氯甲酸乙酯生成相应的酯 等，与叔胺分离。,2

12、7,(4)利用色谱法进行分离利用色谱法可以得到生物碱单体纯品。吸附色谱法较多采用 反相色谱法 分配色谱法 氧化铝吸附剂 硅胶 纤维素 吸附色谱法可用苯、氯仿、乙醚等有机溶剂 洗脱剂 分配色谱法可用缓冲液饱和的有机液。,28,4)提取分离方法对生物碱结构的影响,在提取分离过程中，某些生物碱遇溶剂、酸碱、光线、空气及色谱条件等因素的影响，会发生结构变化，因此，提取分离时要注意，以免分出的单体不是原料中原来存在的。(1)溶剂的影响如异喹啉类生物碱中的苯骈菲啶类生物碱，在碱性醇溶液中易发生氮杂缩醛化，即C8位引入烷氧基，存在互变异构。,29,(2)酸碱的影响苯骈菲啶类生物碱在碱性醇中结构的变化即为碱对

13、结构的影响之一，其它尚有如下：奎宁类生物碱与酸作用，易使奎宁环开环，生成奎宁毒。多数具有光学活性的生物碱，一般在较高的pH的碱性溶液中易于消旋化，如l-莨菪碱在碱性溶液中及在水溶液或氯仿溶液中加热，发生稀醇互变反应，转为其消旋化物阿托品。,30,(3)色谱分离的影响 某些生物碱在用氧化铝色谱法分离时结构可发生变化，如飞燕草碱可转化为飞燕啶碱。(4)其它影响 氧化、光照等都有可能使生物碱结构变化。,31,3-2 黄酮类(flavonoids),一、结构类型是一类具有“2-苯基色原酮”结构的化合物。分子中有一个酮式羰基，第一位上的氧原子具碱性，能与强酸形成钅羊盐，其羟基衍生物多具黄色，故又称黄碱素

14、或黄酮。由黄酮类化合物与糖结合的苷叫做黄酮苷。目前其含义扩展为：凡具有 C6-C3-C6基本骨架的一类化合物。分子结构中常有-OH 与-OCH3 等取代基。,32,黄酮类物质的母核结构,色原酮,2-苯基色原酮,C6-C3-C6,根据基本结构，黄酮类化合物主要分为黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮、二氢异黄酮、查耳酮、橙酮、花色素、黄烷及双黄酮类。除少数游离外，大多与糖结合成苷。多数为 O-苷，还发现 C-苷，如葛根素。,33,二、理化性质,1.通性形态：多数为结晶固体，少数为无定形粉末。颜色：其颜色与分子中存在的交叉共轭体系及助色团(-OH，-CH3等)类型、数目及取代位置有关。一般，

15、黄酮、黄酮醇及其苷类多呈灰黄-黄色，查耳酮为黄-橙黄色，而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类等因不存在共轭体系或共轭很少，故不显色。花色苷及其苷元的颜色，因pH的不同而变，一般呈红(pH8.5)等颜色。,34,溶解性：黄酮苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱液。黄酮类化合物的羟基糖苷化后，水溶性相应加大，而在有机溶剂中的溶解度相应减少。黄酮苷易溶于水、甲醇、乙醇、醋酸乙酯、吡啶等溶剂，难溶于乙醚、三氯甲烷、苯等有机溶剂。因分子中多有酚羟基而呈酸性，故可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。荧光：有些黄酮类化合物在紫外光(254nm或365nm)下呈不同颜色的

16、荧光，以氨蒸气或碳酸钠溶液处理后荧光更为明显。显色：多数可与铝盐、镁盐、铅盐或锆盐生成有色配合物,35,2.鉴别反应 还原反应盐酸-镁粉反应 取乙醇或甲醇提取液加镁粉少许振摇，滴加几滴浓盐酸，12min内即出现颜色。多数黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类显红-红色，黄酮类呈橙色，异黄酮及查耳酮类无变化。盐酸-锌粉反应 黄酮、黄酮醇常不显色，只有二氢黄酮醇类可被锌粉还原呈深红色；钠汞齐反应 黄酮类成分可产生黄、橙、红等色；四氢硼钠(钾)反应 仅双氢黄酮醇可以被四氢硼钠还原呈红色，其它黄酮类不反应。,36,金属盐类试剂的络合反应 黄酮类成分和铝盐、镁盐、铅盐、锆盐等试剂反应，生成有色的配合物，可用来鉴

17、别某些类型的黄酮。黄酮类成分必须具备5-羟基、3-羟基或邻二羟基之一时，方可产生络合作用。与铝盐：提取液加1%三氯化铝甲醇液，黄酮醇、5-羟基黄酮与Al3+显鲜黄色；与铅盐：水提取液加中性醋酸铅或碱式醋酸铅试剂，可产生黄色、红色或橙红色沉淀；与镁盐：提取液滴于滤纸上，吹干后喷雾醋酸镁甲醇试剂，置紫外光下观察，二氢黄酮及二氢黄酮醇类等显天蓝色荧光，黄酮类、黄酮醇类和异黄酮类等显黄色、橙色或棕色；,37,与锆盐：乙醇或甲醇提取液，加2%二氯氧化锆(ZrOCl2)甲醇液，5-羟基黄酮和黄酮醇类显鲜黄色。显色后，再加2%枸椽酸甲醇液，则5-羟基黄酮类可褪色。据有色络合物的最大吸收波长，可进行定量测定。

18、,三、主要定量测定方法,利用黄酮类化合物形成稳定的有色配合物的性质，可采用可见-紫外分光光度法定量分析天然物中总黄酮的含量。常用甲醇提取总黄酮，有时也要对样品进行适当的预处理（如用三氯甲烷脱脂），再用甲醇提取；单体黄酮可采用薄层扫描法和高效液相色谱法测定，以高效液相色谱法较为多用。,38,四、常用提取分离方法,1.提取方法主要是根据被提取物的性质及伴存的杂质来选择适合的提取溶剂，苷类和极性较大的苷元，一般可用乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、水或某些极性较大的混合溶剂例如甲醇-水（1:1）进行提取。大多的苷元宜用极性较小的溶剂，如乙醚、氯仿、乙酸乙酯等来提取，多甲氧基黄酮类苷元，甚至可用苯来提取。,

19、39,系统溶剂提取法用极性由小到大的溶剂依次提取。例如先用石油醚或己烷脱脂，然后用苯提取多甲氧基黄酮或含异戊烯基、甲基的黄酮。氯仿、乙醚、乙酸乙酯可以提取出大多数游离的黄酮类化合物。丙酮、乙醇、甲醇、甲醇水（1：1）可以提取出多羟基黄酮、双黄酮、查耳酮、噢哢类化合物。稀醇、沸水可以提取出苷类，1HCl可以提取出花色素类等。,常用提取方法,乙醇或甲醇提取,热水提取法,碱性水或碱性稀醇提取,系统溶剂提取法,40,2.分离方法,主要分离方法,聚酰胺吸附法,铅盐沉淀法,硼酸络合法,pH梯度萃取法,大孔树脂法,柱色谱法及液滴逆流色谱法,高速逆流色谱法,41,五、生物活性,1.对心血管系统的作用芦丁（芸香

20、苷）、橙皮苷等有维生素P样作用，能降低血管脆性，可作为治疗高血压等的辅助治疗药。葛根总黄酮能扩张冠状动脉，增加冠脉流量，降低心肌耗氧量，对脑血管有一定的扩张作用。葛根素有刺激血液循环的作用等。2.抗菌及抗病毒作用黄芩苷、黄芩素（黄芩苷元）有一定程度的抗菌作用。槲皮素、槲皮苷、山柰酚（3、5、7、4四OH黄酮）等有抗病毒作用。,42,3.雌性激素样作用染料木素(5,7,4-三羟基异黄酮)、大豆素、大豆苷元(7,4-二羟基异黄酮)等异黄酮有一定程度的雌性激素样作用。4.镇疼作用大豆素、甘草素、异甘草素(4,2,4-三羟基查耳酮)有一定程度的镇疼作用。5.镇咳祛痰作用异芒果素是石韦镇咳祛痰药的主要有

21、效成分；杜鹃素是满山红镇咳祛痰的有效成分之一；槲皮素有祛痰、止咳作用。此外，汉黄芩素(5,7-二羟基，8-OCH3黄酮)具有抑制肿瘤细胞作用，水飞蓟素有保肝作用，甘草素有抗溃疡作用，金丝桃苷(槲皮素-3-O-半乳糖苷)有抗炎作用。,43,3-3 蒽醌类,醌类化合物按其结构可分为苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌等4种类型，其中较为重要的为蒽醌类。一、蒽醌的结构类型含义：凡具有如下基本结构的 成分称蒽醌类。由蒽的衍生物与糖结合的苷 叫做蒽苷。存在形式：天然产物中存在的 蒽醌衍生物都是羟基蒽醌和它们 的苷。大多数的蒽醌苷是蒽醌的羟基与糖缩合而成。也 有少数是糖与蒽醌的碳原子直接连结而成。,蒽醌母核结构,44,

22、在蒽醌母核上可有不同数目的羟基取代，其中以二元羟基取代的蒽醌化合物为多。在其位上多有CH3、CH2OH、CHO、COOH等基团取代，个别蒽醌化合物还有两个C原子以上的侧链取代。,其中：1、4、5、8为位2、3、6、7为位9、10位为meso位，又叫中位,45,五种大黄素型羟基蒽醌的结构式,名称 结构,大黄酚,大黄素,名称 结构,大黄素甲醚,芦荟大黄素,大黄酸,46,茜草素,茜草素型蒽醌结构,羟基茜草素,伪羟基茜草素,47,类型：蒽醌的羟基在同1个苯环上时，称为茜草素型蒽醌，主要分布于茜草科茜草属（Rubia）植物中。如果羟基在蒽醌的2个苯环上，称大黄素型蒽醌，主要有芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、

23、大黄酚、大黄素甲醚等。存在于植物体中的还有其它类型的蒽衍生物，如氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、二蒽酮、二蒽醌等，其中二蒽酮类存在于蓼科大黄属(Rheum)、荞麦属(Fagopyrum)、豆科决明属(Cassia)、藤黄科金丝桃属(Hypericum)；二蒽醌类仅存于豆科决明属(Cassia)。,48,成苷：糖可与蒽醌或蒽酮不同位置的羟基缩合，大都是1个糖分子与1个羟基缩合形成单糖苷，少数是2个糖分子与一个羟基缩合，形成双糖苷也有糖分子与蒽酮10位上的碳原子直接连接成苷(如芦荟苷),称C苷(C-glycoside)，以区别前一种苷。糖与羟基的氧原子连结形成的苷叫O苷(O-glycoside)二蒽酮形式：

24、在形成二蒽酮时，可以是相同的2个蒽酮分子形成，也可以是由不同的2个蒽酮分子形成，后一种情况形成的叫杂二蒽酮。水解：蒽苷的化学成分较复杂。但是不论是蒽醌苷、蒽酮苷或二蒽酮苷，水解并氧化后，都变成蒽醌苷元。,49,二、理化性质,1.通性 升华：常压下加热即可升华。溶解性：游离蒽醌及其还原型蒽醌可溶于丙酮、甲醇、乙醇，微溶于苯、乙醚、三氯甲烷，难溶于水。结合蒽醌（含还原型）易溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯，也溶于冷水，几乎不溶于苯、乙醚、三氯甲烷等。酸性：游离蒽醌与结合蒽醌因含酚羟基，而具一定酸性，能与不同的碱形成类盐物，故在碱性溶液中比在中性有机溶媒中溶解度大得多，但酸性大小随酚羟基数目及位置不同

25、而不同，酸性由强到弱的顺序是：,50,-COOH（溶于NaHCO3 溶液)2 个以上-酚羟基（溶于 Na2CO3）1 个-酚羟基(溶于 NaOH溶液)2 个以上-酚羟基（溶于 NaOH溶液)。2.常用的鉴别反应 与碱的显色反应：羟基蒽醌类能溶解于碱溶液中，而显红色或紫红色，加酸后颜色消失，若再加碱又显红色。蒽酚、蒽酮、二蒽酮类必须被氧化成蒽醌后，才会呈阳性反应。Borntragers 反应：取少许原料粉末于试管中，加碱液振摇后过滤，得红色滤液，加盐酸酸化后，溶液转为黄色，加乙醚2ml，振摇后静置分层，乙醚层显黄色，分取醚层于另一试管中，加碱液振摇，水层显红色，显示羟基蒽醌类成分存在。,51,三

26、、主要定量分析方法,醋酸镁反应：取乙醇浸出液于试管中，加入醋酸镁甲醇液，加热片刻，即可显色。此反应也可在滤纸上进行，即将乙醇浸出液滴于滤纸上，干后喷雾醋酸镁甲醇液，加热片刻即显色。,蒽醌类化合物能与醋酸镁甲醇液生成稳定的有色络合物，基于这一性质，常用紫外-可见分光光度法定量分析总蒽醌。单体蒽醌类成分可用薄层扫描法和高效液相色谱法测定。,52,四、提取分离方法,1.常见的醌类化合物提取分离方法水蒸气蒸馏法适用于小分子游离醌类化合物的提取，由于其具有挥发性，可随水蒸气馏出，故可用此法提取。碱提酸沉法适用于具有酚羟基的醌类化合物，由于其可溶于碱液，加酸后又沉淀析出，故可用此法提取，例如大黄中几种游离

27、蒽醌的提取分离。,53,有机溶剂提取法游离的醌类可溶于苯、乙醚等溶剂，故中药用这类溶剂提取后，当浓缩提取液至少量时，醌类化合物即可析出结晶。由以上方法得到的结晶往往是一种混和物，故常用色谱法再经进一步分离才能得到纯品。2.常用分离方法升华法：利用小分子蒽醌可升华的性质提取某些蒽醌结晶与重结晶：萃取：色谱法：,54,五、分布与生理活性,种类：目前已发现的蒽醌类化合物约有170余种，主要包括蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物，如氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮及蒽酮的二聚物等。分布：在高等植物中主要分布在蓼科、鼠李科、茜草科、豆科等植物中，且许多中药如大黄、何首乌、虎杖、决明子、芦荟、茜草等中的有效成分，也是一

28、类重要的天然色素。生理活性：蒽醌类化合物具有多方面的生理活性，如具泻下作用、抗菌作用、抗癌活性等等。,55,3-4 苷类、皂苷类和强心苷类,一、苷类 1.含义：苷类又称配糖体，生物化学中多称苷，是由糖与非糖物质结合而成的一类化学成分。2.存在：在植物体内，各种类型的天然成分都有可能与糖结合成苷，因此苷类在植物界的分布非常广泛，尤以高等植物更为普遍。3.生理活性：多种多样，如在心血管系统、呼吸系统、消化系统、神经系统以及抗菌消炎、增强机体免疫功能、抗肿瘤等方面都有不同的活性，是当今研究中药中不可忽视的一类成分。,56,2.组成与结构苷是由糖或糖的衍生物（如糖醛酸、氨基糖等）与非糖物质通过糖的端基

29、碳原子连接而成的化合物，其中非糖部分称为苷元或配基，糖端基碳与苷原子之间连接的键称为苷键。在苷的生成过程中，糖的端基碳原子上的羟基通常与苷元分子中的羟基、羧基、氨基、巯基或活泼氢原子等不同基团缩合脱水，因而在苷的分子中，苷键部分常含有氧、氮、硫、碳等不同的原子，称为苷（键）原子。,57,1）苷元：组成苷的苷元结构包罗万象，其基本母核结构类型差别很大，这也是苷种类繁多的主要原因。例如常见的苯环、芳稠环、苯骈吡喃酮、内酯、萜类、甾体、生物碱、木脂素等均可作为苷元。苷的很多理化性质是由苷元引起的。2）糖：组成苷的糖既有单糖也有二糖、三糖等低聚糖，最常见的单糖是D-葡萄糖。由于单糖有及两种端基异构体，

30、因此形成的苷也有-苷和-苷之分，但要注意的是，-D-型糖和-L-型糖，两者端基碳原子的绝对构型是一样的。,58,3.分类 按苷(键)原子分类：根据苷键原子不同，可分为如下类型：1)氧苷氧苷是糖的端基碳原子与非糖部分的-OH、-COOH缩合，苷键原子是氧原子的苷类化合物。根据苷元的结构又可有如下类别：(1)醇苷苷元分子中的醇羟基与糖的端基碳原子缩合而成的苷。如毛茛苷、红景天苷、龙胆苦苷等。(2)酚苷苷元分子中的酚羟基与糖的端基碳原子缩合而成的苷。苯酚苷、萘酚苷、蒽醌苷、香豆素苷、黄酮苷、木脂素苷等属于酚苷。如熊果苷、天麻苷等。,59,(3)酯苷苷元分子中的羧羟基与糖端基碳原子以酯键缩合而成的苷。

31、其苷键既有缩醛性质又有酯的性质，易被稀酸和稀碱水解。如山慈姑苷A和B。(4)氰苷主要指具有-羟基腈的苷。这种苷在不同条件下易被稀酸和酶催化水解，生成的苷元-羟基腈很不稳定，立即分解为醛（酮）和氢氰酸；而在浓酸作用下苷元中的-CN基易氧化成-COOH基，并产生NH4+；若在碱性条件下，苷元容易发生异构化而生成-羟基羧酸盐。氰苷的代表化合物是苦杏仁中的苦杏仁苷。属于氰苷的实例还有亚麻氰苷、百脉根苷、垂盆草苷。,60,(5)吲哚苷是苷元结构中的吲哚醇羟基与糖的端基碳原子缩合而成的苷。此类在自然界中数目较少，靛苷是蓼蓝植物叶中的一种吲哚苷，被酸水解后生成的苷元吲哚醇在空气中易被氧化成暗蓝色的靛蓝，具有

32、清热解毒作用的中药青黛即粗制靛蓝。靛蓝的异构体靛玉红是板蓝根中的抗癌有效成分。,61,2)硫苷苷元通过硫原子与糖的端基碳原子连接，称为硫苷。硫苷主要存在于十字花科植物中，如黑芥子苷、萝卜苷等都是硫苷。3)氮苷苷元通过氮原子与糖的端基碳原子连接，称为氮苷。如中药巴豆中的巴豆苷。4)碳苷苷元的碳原子直接与糖的端基碳原子以碳-碳键连接，称为碳苷。碳苷的苷元常有黄酮、查耳酮、色酮、蒽酮、蒽醌、没食子酸等，其中以黄酮碳苷最多见。碳苷是由酚羟基邻位或对位的活泼氢与糖的端基羟基脱水缩合而成。碳苷类具有溶解度小，难溶于水的共同特点。,62,按苷元的化学结构类型分类:有氰苷、吲哚苷、香豆素苷、蒽醌苷、黄酮苷、木

33、脂素苷等。按苷类在植物体内的存在状况分类：原生苷原生苷是原存在于植物体内的苷。次生苷次生苷是含有两个以上糖的原生苷，经水解失去一部分糖而得到的苷称为次生苷或次级苷。如苦杏仁苷被酶水解后失去一分子葡萄糖而生成的野樱苷，即是次生苷。,其他分类方法还有：按糖的名称、数目分类等。,63,3.苷的理化性质 1）特点：由于苷是由糖、苷元及苷键(包括苷原子）三部分组成，因此苷类的理化性质也是由这三部分引起。其中苷元部分有不同的结构类型，从而使不同类型的苷表现其特有的性质；而糖部分和苷键部分则使苷类具有某些相似的性质，也就是说，苷的性质有共性的一方面，也有个性的一方面。2）一般形态：多数为固体（糖基少的可为晶

34、体，糖基多的可呈无定型粉末），有吸湿性。3）颜色：多数为无色（有些因苷元影响而呈色，如黄酮苷、花色苷、蒽醌苷等呈一定颜色）4）味：一般无味（个别有甜味或苦味）。,64,5）溶解性及影响因素1）溶解性：苷与其苷元比，苷具有一定的亲水性，一般可溶于热水、甲醇、乙醇等极性有机溶剂；而苷元为亲脂性，多易溶于亲脂性有机溶剂，难溶于水。2）影响苷的溶解性的因素 与组成的糖的数目、性质有关：糖数增多、苷元比例相应减小，则苷的亲水性增大。与苷元的结构有关：脂肪族大分子苷元（如甾醇苷、萜醇苷等）的单糖苷，由于糖所占的比例相应变小，则亲脂性增加。碳苷在水或其他溶剂中溶解度均较小。,65,6）显色反应苷是糖的衍生物

35、，因此具有糖的一些呈色反应，并且是苷共有的反应，最常用的是Molish反应。反应原理：单糖在浓酸（4-10N）下加热失去三分子水，生成具有呋喃环结构的糖醛衍生物，再与芳香胺类或酚类缩合生成有色物。苷需在酸存在下先水解成单糖，再脱水生成相应的产物：甲基五碳糖生成5-甲基糠醛；六碳糖生成5-羟甲基糠醛；糖醛酸往往脱羧形成糠醛。Molish反应的试剂是浓硫酸和-萘酚，结果为二液层界面呈紫色环。,66,7）裂解反应苷键是苷分子特有的化学键，易裂解生成糖和苷元苷键的裂解反应是研究苷及多糖类的重要反应。,Smith降解 苷元+多元醇等,缓和酸水解 次生苷+单糖,强烈酸水解苷元(或脱水、异 构化苷元等)+单

36、糖,裂解模式,酶水解 苷元(或次生苷)+单糖(双糖等),碱水解 苷元+糖,具体反应形式有：酸催化水解、碱催化水解、酶催化水解、乙酰解反应和氧化开裂反应等。,67,4.苷的提取和分离,1）苷的提取由于苷结构特点及性质,提取苷类化合物一般需要注意三方面：酸 提取过程中避免接触 碱 才能提得原存于植 物体中的原生苷。酶设法抑制或破坏酶的活性 由于苷元不同、连接糖的种类和数目也不同，因而各种苷类分子极性差异很大，难用统一的方法提取，常根据多数苷类在甲醇、乙醇或乙酸乙酯中溶解度较大，而用这些溶剂提取。,68,2）苷的分离纯化溶剂处理法用合适的溶剂（酸性水或碱性水等）溶出苷类成分，少溶或不溶出杂质。再于提

37、取液中加入碱或酸，苷类即可析出沉淀。如蒽醌苷、黄酮苷等。铅盐处理法利用铅盐在水或稀醇中能够沉淀出多种类型植物成分的性质，达到除去杂质，提纯苷类的目的。,69,大孔树脂纯化法大孔树脂的特点及性能：不含交换基团、具有大孔结构的高分子亲脂性物质吸附剂；以范德华力吸附有机物质，其吸附性能主要取决于吸附剂表面的亲水性或亲脂性；特别适合从很低浓度的水溶液中分离低极性或非极性的化合物。柱色谱分离法：可获得苷的单体 组成复杂的苷类，需反复上柱或多种方法互相配合 高速逆流色谱法：,70,二、皂苷,1.皂苷的含义及分布 1)含义经典含义：存在于植物界的一类结构复杂的苷类化合物。其水溶液易引起肥皂样泡沫，多数具有溶

38、血等特性。现代含义：螺甾烷及其生源相似的甾族化合物的低聚糖苷或三萜类化合物的低聚糖苷。2)分布,71,2.皂苷的分类皂苷根据水解后苷元的结构类型分为两大类1）甾体皂苷2）三萜皂苷 1)甾体皂苷,甾体皂苷的组成,甾体皂苷元,中性糖,基本骨架,螺旋甾烷,异螺旋甾烷,甾体皂苷,72,甾体皂苷元的结构特点 由27个碳原子组成。含有A、B、C、D、E、F六个环，其中A、B、C、D环为甾体母核即环戊烷骈多氢菲，E、F环以缩酮形式相连接，共同组成螺旋甾烷结构。环的稠合方式：A/B环既有顺式,也有反式稠合；B/C环和C/D环为反式稠合。多羟基取代，大多数C3有羟基。E、F环中有3个手性碳，分别为C20、C22

39、、C25.甾体皂苷的结构中不含羧基，呈中性，故甾体皂苷又称中性皂苷。,73,2）三萜皂苷三萜皂苷的皂苷元是三萜化合物，由6个异戊二烯单位、30个碳原子构成，组成的糖既有中性糖也有酸性糖。按环的数目分为二类。五环三萜皂苷：有五个环（A、B、C、D、E），因侧链取代基不同又分为多种类型。四环三萜皂苷：由A、B、C、D 4个环构成，其中D环为五元环并有取代的多碳原子的侧链。根据母核上甲基取代的位置不同也分多类。,74,3.皂苷的性质 1）性状 皂苷分子量大，大多为无色或乳白色无定型粉末，而皂苷元大多有完好的结晶。大多有苦和辛辣味，粉末对人体粘膜有强烈的刺激性。大多具有吸湿性。2）溶解性有助溶性。,特

40、点,苷元,不溶于水，溶于低极性有机溶剂，可溶于甲醇、乙醇,苷,原生苷,次生苷,易溶于水、热甲醇、乙醇，难溶于丙酮、乙醚。在含水正丁醇中溶解度较大,水溶性降低，易溶于醇、丙酮、乙酸乙酯,75,3）发泡性：降低水溶液表面张力的作用，多数皂苷的水溶液振荡后产生持久性泡沫，并且不因加热而消失。这点可与其它物质产生的泡沫进行区别。4）溶血性：使红细胞破裂的作用，称溶血性。在高等动物的消化道中不被吸收，口服无溶血毒性。皂苷的溶血性与分子结构的关系：溶血作用与皂苷元有关，作用强弱与糖有关。单皂苷溶血作用大于双皂苷；酸性皂苷溶血作用大于中性皂苷。,76,5）熔点与旋光度 熔点：常在熔融前就分解，因此无明显的熔

41、点。旋光度：甾体皂苷及其苷元的旋光度多为左旋，且旋光度与双键有密切的关系，如未饱和的苷元较相应的饱和化合物为小，可用于推定结构。6）水解,77,4.主要定量分析方法 1）重量法：样品用甲醇提取，用乙醚反复脱脂，残渣干燥称重。少数使用，测定总皂苷含量。2）高效液相色谱法：样品可用甲醇提取后直接进样分析，或先用三氯甲烷脱脂再用水饱和的正丁醇提取，提取液蒸干，残渣甲醇溶解后进样分析，或甲醇提取，残渣用水饱和的正丁醇萃取，上 D101 大孔吸附树脂柱，水洗后再用不同浓度的乙醇溶液洗脱，收集含皂苷部分，残渣用甲醇溶解进样分析。目前多数采用。3）单体皂苷：可采用薄层扫描法和高效液相色谱法。,78,5.皂苷

42、的提取分离1）皂苷及皂苷元的提取 主要方法有：正丁醇提取法：是目前提取皂苷的通用方法。中药人参中总皂苷的提取即用此法。溶剂沉淀法：利用皂苷在甲醇、乙醇中溶解度大，在丙酮、乙醚中溶解度小的性质，用乙醇提取后，在醇液中加入丙酮，使皂苷析出沉淀。碱提酸沉淀法：利用某些皂苷元含有羧基。可用碱水提取再加酸进行沉淀得到皂苷元。甾体皂苷元的提取：利用皂苷水解得到皂苷元。可先水解，再用有机溶剂从水解液中提取；或先提出总皂苷，进行水解后，再用有机溶剂提取。,79,2）皂苷的分离、精制 沉淀法：分段沉淀法：利用皂苷难溶于乙醚、丙酮等溶剂的性质，将粗皂苷先溶于少量甲醇或乙醇，然后逐滴加入乙醚、丙酮或乙醚-丙酮（1：

43、1）的混合溶液，摇匀，皂苷即析出，过滤得到；滤液再加入乙醚等溶液，放置，又可析出不同的皂苷。,80,铅盐沉淀法：酸性皂苷可被中性醋酸铅沉淀，中性皂苷可被碱性醋酸铅沉淀而将两者分离。胆甾醇沉淀法：皂苷能与胆甾醇生成难溶性的分子复合物，与其它水溶性成分分离。吉拉尔试剂（氨基脲）法：羰基可与吉拉尔试剂生成溶于水的腙，而将含羰基的甾体皂苷元与不含羰基的皂苷元分离，而后在适宜条件下分解腙，使恢复到原皂苷元形式。,81,色谱分离法,82,三、强心苷类,1.含义是指自然界存在的一类对心脏有显著生理活性的甾体苷类。可用于治疗充血性心力衰竭及节律障碍等心脏疾患，由强心苷元及糖缩合而成，其苷元是甾体衍生物，所连接

44、的糖有多种类型。,83,2.结构和分类苷元部分根据在C17位上连接的不饱和内酯环不同分为两类：1）强心甾烯类：也称甲 型强心苷，苷元C17位连 接的是五元不饱和内酯 环，即-内酯，大多数是-构型，其母 核称强心甾。在已知的强心苷元中，绝 大多数属于强心甾烯类。,17,84,2）蟾蜍甾二烯类：又称乙型强心苷元或海葱甾二烯，C17位连接的是六元不饱和内酯环，其母核称蟾蜍甾或海葱甾。自然界中仅少数几种 强心苷元属于这一类型。,85,3.糖和苷元的连接方式强心苷中，糖和苷元的连接方式有三种类型：型：苷元-（2，6-去氧糖）x-（D-葡萄糖）y型：苷元-（6-去氧糖）x-（D-葡萄糖）y型：苷元-（D-

45、葡萄糖）y植物界存在的强心苷种类很多，以、型较多，型较少。,86,4.结构与强心作用的关系强心苷为心脏兴奋剂，主要作用是延长传导时间，兴奋心肌。主治慢性心脏病、心代偿失效及重症心房纤维颤动等，其强心作用主要取决于苷元部分，但糖部分对强心苷的生理活性也有影响。5.性状多为无色晶体或无定形粉末；中性物质；有旋光性；C17位上的侧链为-构型者味苦，而-构型者味不苦，但无疗效。对粘膜有刺激性。,87,6.溶解性强心苷一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂，难溶于乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。弱亲脂性苷略溶于氯仿-乙醇（21），亲脂性苷略溶于乙酸乙脂、含水氯仿、氯仿-乙醇（31）等。影响溶解性的因素强

46、心苷的溶解性随着分子中所含糖基的数目、糖的种类以及苷元中所含的羟基多少和位置不同而异。7.脱水反应：强心苷混合强酸（35HCl）加热水解反应的同时，苷元往往发生脱水反应，生成缩水苷元。比较容易脱水的羟基有：C14-OH、C16-OH、5-OH等。,88,8.水解反应：水解法是研究强心苷组成的常用方法，分化学方法和生物方法两大类。化学方法主要有酸水解，碱水解和乙酰解；生物方法主要有酶水解。1）温和酸水解：用稀酸如0.020.05mol/L的盐酸或硫酸在含水醇中经短时间（自半小时至数小时）加热回流，可使型强心苷水解成苷元和糖。2）强烈酸水解：在较高酸的浓度（35）及加热条件下水解。,89,3）酶水

47、解法：在含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，无水解去氧糖的酶，所以能水解除去分子中的葡萄糖而保留去氧糖。除了植物中与强心苷共存的酶外，其他生物中的水解酶也能使某些强心苷水解，尤其是蜗牛酶（是一种混合酶）几乎能水解所有的苷键，能将强心苷分子中的糖逐步水解，直至获得苷元，常用来研究强心苷的结构。糖及苷元的类型不同，被水解难易也有区别。4）碱水解法：碱试剂可使强心苷分子中的酰基水解，内酯环裂开及苷元异构化等。5）乙酰解法：在研究强心苷的结构时，乙酰解常用来研究糖与糖之间的连接位置，如葡萄糖之间的1，6糖苷键很容易乙酰解，而1，4糖苷键较难乙酰解。,90,9.提取、分离 1）提取常用的提取溶剂为708

48、0的甲醇或乙醇，油脂及叶绿素多者要先进行脱脂。再用铅盐沉淀或聚酰胺吸附法除去杂质，最后用CHCl3和CHCl3：MeOH不同比例依次萃取，将强心苷按极性大小分为几个部分，以备进一步分离用。因强心苷含量较低，且同一植物中常含有许多结构相近，性质相似的强心苷，每一苷又有原生苷、次生苷之分；其次强心苷常与糖类、皂苷、鞣质等杂质共存，从而影响了其溶解度；第三在提取分离中易受酸、碱或共存酶的作用，发生水解，脱水，异构化等反应，使生理活性降低，因此提取分离较困难，且在提取时要控制酸碱性和抑制酶的活性。,91,2）分离分离混合强心苷，通常采用溶剂萃取法、逆流分溶法和色谱分离法等，对于少数含量高的成分，可采用

49、反复重结晶的方法得到单体。但在多数情况下往往需要多种方法配合使用，反复分离才能得到单一成分。,92,3-5 香豆素类和木脂素类,一、香豆素类香豆素 又称香豆精，为顺式邻羟基桂皮酸的内酯，具特异香气，基本结构如下：,香豆素 类与糖结合而成的苷叫香豆素苷。香豆素以游离状态及其苷类存在于生物体内。,顺式邻羟基桂皮酸,香豆素,93,（一）结构类型,按香豆素母核不同的取代基而分为以下几类：1.羟基香豆素类 绝大部分在苯核上有取代基，大都在C7位带有含氧基团，因此可认为它们是简单香豆素的母体。各种香豆素主要区别是指不同位置的取代基的差别。如,七叶苷,东莨菪苷,东莨菪内酯,94,2.呋喃香豆素类：香豆素核上

50、异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃环。3.吡喃香豆素类：香豆素苯环上异戊烯基和邻羟基形成 2,2-二甲基-吡喃环后，形成吡喃香豆素。4.双香豆素类：如双七叶内酯。5.双氢异香豆素类：如岩白菜内酯 等。,双七叶内酯,岩白菜内酯,95,（二）理化性质,1.通性：游离态多为无色结晶，味苦，具特异香气，小分子的能升华，而多数香豆素苷无香气，也不能升华。2.溶解性：香豆素苷可溶于水、甲醇、乙醇与碱液，难溶于苯、乙醚等有机溶剂。苷元难溶于冷水，能溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、三氯甲烷、乙醚及碱液。3.荧光：某些香豆素及其衍生物具荧光，在碱性溶液中荧光更显著。荧光的有无与强弱，与分子中取代基的种类和取代位置有关。