天然药物化学-三萜及其苷课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,Chemistry of Natural Products,第七章,三萜及其苷,（,Triterpenoids）,1Chemistry of Natural Product,2,基本内容,四环三萜及五环三萜类化合物，如羊毛甾烷型、达,玛烷型、齐墩果烷型、乌苏烷型的,基本骨架特征,。,三萜类皂苷的,提取分离方法,，分配色谱，如各种,中低压反相柱色谱、高压液相色谱（,HPLC）等。,三萜皂苷类结构研究中的,苷键裂解,，三萜类化合物,的,MS及NMR谱的特征,。,2基本内容,3,基本要求,掌握,四环三萜和五环三萜的结构特征，分类；三萜,类化合物,MS及NMR谱的特征,熟悉,三萜类化合物的提取分离方法。,3基本要求,4,内 容,第一节,概念,分类,第二节,理化性质,第三节,提取分离方法,第四节,结构研究方法,第五节,第六节,生物活性,4内 容第一节 概念 分类第二节 理化性质第三节,5,第一节 概述,一、三萜的定义,定义:由30个碳原子组成的萜类化合物，分子中有6个异戊二烯单位，通式,(,C,5,H,8,),6,。,三萜类(,triterpenes),在自然界分布广泛，,有的游离存在于植物体，称为三萜皂苷元 (,Triterpenoid sapogenins),；,有的以与糖结合成苷的形式存在，称为三萜皂苷 (,Triterpenoid saponins),。,5第一节 概述一、三萜的定义,6,因三萜,皂苷,多溶于水，振摇后可生成胶体溶液，并有持久性,似肥皂溶液的泡沫,，故有此名。,三萜皂苷多具有,羧基,，故又称其为,酸性皂苷,。,三萜皂苷具有溶血、毒鱼及毒贝类的作用。,6因三萜皂苷多溶于水，振摇后可生成胶体溶液，并有持久性似肥皂,7,二、三萜的分布,三萜类(,triterpenes),在自然界分布广泛，菌类、蕨类、单子叶、双子叶植物、动物及海洋生物中均有分布，尤以,双子叶植物,中分布最多。,主要分布于菊科、石竹科、五加科、豆科、远志科、桔梗科及玄参科。含有三萜类成分的主要中药如人参、甘草、柴胡、黄芪、桔梗、川楝皮、泽泻、灵芝等。,7二、三萜的分布,8,8,9,少数三萜类成分也存在于动物体，如从羊毛脂中分离出羊毛脂醇，从鲨鱼肝脏中分离出鲨烯；从海洋生物如海参、软珊瑚中也分离出各种类型的三萜类化合物。,9少数三萜类成分也存在于动物体，如从羊毛脂中分离出羊毛脂醇，,10,羊毛脂是附着在羊毛上的一种分泌油脂，为淡黄色或棕黄色的软膏状物；有黏性而滑腻；臭微弱而特异。,10 羊毛脂是附着在羊毛上的一种分泌油脂，为淡黄色,11,三、存在形式,多以游离或成苷、成酯的形式存在,苷元：四环三萜、五环三萜,常见的糖：葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖，糖醛酸，特殊糖（如芹糖、乙酰氨基糖等）,糖链：单糖链、双糖链、三糖链,成苷位置：3、28（酯皂苷）或其它位-,OH,次皂苷：原生苷被部分降解的产物,11三、存在形式多以游离或成苷、成酯的形式存在,12,四、研究进展,近30年来，三萜类成分的研究进展很快，特别是近10年从海洋生物中得到不少新型三萜化合物，是萜类成分研究中较为活跃的领域之一。,人参皂苷,能促进,RNA,蛋白质的生物合成，调节机体代谢，增强免疫功能。,12四、研究进展近30年来，三萜类成分的研究进展很快，特别是,13,柴胡皂苷,能抑制中枢神经系统，有明显的抗炎作用，并能减低血浆中胆固醇和甘油三酯的水平。,七叶皂苷,具有明显的抗渗出、抗炎、抗瘀血作用，能恢复毛细血管的正常的渗透性，提高毛细血管张力，控制炎症，改善循环，对脑外伤及心血管病有较好的治疗作用。,13柴胡皂苷能抑制中枢神经系统，有明显的抗炎作用，并能减低血,14,柴胡,14柴胡,15,齐墩果酸,治疗肝炎。,甘草次酸,琥珀酸半酯的钠盐抗溃疡药。,具有羧基的三萜和三萜皂苷化合物多具有抗肿瘤活性,第一节 概述,如：,齐墩果酸,甘草次酸,皂苷具有表面活性剂的作用稳定剂、洗涤剂和起,泡剂。,15齐墩果酸治疗肝炎。第一节 概述如：齐墩果酸甘草次酸,16,三萜类化合物的生物合成,三萜是由,鲨烯（,squalene）,经过不同的途径环合而成，鲨烯是由倍半萜金合欢醇（,farnesol）的焦磷酸酯尾尾缩合而成。,第一节 概述,三萜是由鲨烯(,squalene),经过不同的途径环合而成，而鲨烯是由倍半萜金合欢醇(,farnesol),的焦磷酸酯尾尾缩合而成。,这样就沟通了三萜和其它萜类之间的生源关系。,16三萜类化合物的生物合成第一节 概述三萜是由鲨烯(squa,17,17,18,第一节 概述,多数三萜为,四环三萜,和,五环三萜,，也有少数为链状、单环、双环和三环三萜。近几十年还发现了许多由于氧化、环裂解、甲基转位、重排及降解等而产生的,新骨架类型的三萜类化合物,。,18 第一节 概述 多数三萜为四环三萜和五环三萜，也有少,19,第二节 分类,四环和五环三萜,三萜,无环三萜,单环三萜,双环和三环三萜,19第二节 分类四环和五环三萜三萜无环三萜单环三萜双环和三环,三萜皂苷元,+,糖,三萜皂苷,多为,四环三萜,以及,五环三萜,葡萄糖,半乳糖,鼠李糖,阿拉伯糖,木糖,三萜皂苷的结构类型,三萜皂苷是由三萜皂苷元和糖、糖醛酸和其他有机酸组成，已发现达,30,余种类型，除了个别是无环三萜、二环三萜及三环三萜外，主要是四环三萜和五环三萜两大类。,三萜皂苷元 + 糖 三萜皂苷多为四环三萜葡萄糖三萜,21,三萜类化合物的结构类型很多，多数三萜为,四环三萜和五环三萜,，少数为链状、单环、双环和三环三萜。近几十年还发现了许多由于氧化、环裂解、甲基转位、重排及降解等而产生的结构复杂的高度氧化的新骨架类型的三萜类化合物。,21三萜类化合物的结构类型很多，多数三萜为四环三萜和五环三萜,22,四环三萜,达玛烷型（,dammarane ）,羊毛脂烷型（,Lanostane）,环阿屯烷（,cycloartane）,甘遂烷（,tirucallane）,葫芦烷（,cucurbitane）,楝烷型（,meliacane）,22四环三萜达玛烷型（dammarane ） 羊毛脂烷型（L,23,四环三萜(,tetracyclic triterpenoids),在生源上可视为由鲨烯变为甾体的中间体。存在于自然界较多的四环三萜或其皂苷苷元主要有,达玛烷、羊毛脂烷、甘遂烷、环阿屯烷（环阿尔廷烷）、葫芦烷、楝烷型,三萜类。,23四环三萜(tetracyclic triterpeno,24,a、达玛烷型（dammarane ）,结构特点,: 环互为反式稠合， 8、10位为-CH,3,，,13位-H，17位-侧链，C-20构型,R或S,，,3位多有羟基，或糖苷化。,dammarane,第二节 分类,1),四环三萜,24a、达玛烷型（dammarane ） 结构特点:,代表药材及代表化合物：,传统中药,人参,（,Panax ginseng,C. A. Mey.,的干燥根）及其,红参,中的,人参皂苷,（,ginsenosides,）。,根据苷元的不同可分为,A,、,B,、,C,三种类型，,C,型属于五环三萜类，,A,、,B,型属于达玛烷型。,人参皂苷-,Rh,2,具有诱导细胞凋亡的作用,人参皂苷-,Rb,1,代表药材及代表化合物：传统中药人参（Panax gins,26,如：五加科植物人参中的皂苷,第二节 分类,1),四环三萜,a、达玛烷型（dammarane ）,原人参二醇型,26 如：五加科植物人参中的皂苷第二节 分类1) 四环,27,五加科植物人参中的皂苷,第二节 分类,原人参三醇型,27 五加科植物人参中的皂苷第二节 分类原人参三醇型,28,神农本草经列为上品，主补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，明目，开心益智，久服有轻身延年之功效。,28神农本草经列为上品，主补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸,29,人参中的人参皂苷(,ginsenosides):,29人参中的人参皂苷(ginsenosides):,30,R,或,S,是分子的绝对构型，是按照,CIP,惯例来命名的，此种命名方式避免了,Fischer,惯例的局限性，手性碳上相连的四个碳原子，把排列次序最小的放在最远的位置，再看其它三个基的排列，如果由大到小是按顺时针方向，则是,R,型，如果是反时针方向，则是,S,型。,30R或S是分子的绝对构型，是按照CIP惯例来命名的，此种命,31,由20(,S)-,原人参二醇衍生的皂苷:,31由20(S)-原人参二醇衍生的皂苷:,32,由人参三醇衍生的皂苷:,32由人参三醇衍生的皂苷:,33,人参皂苷，用缓和条件水解, 如,50%HOAc于70,加热,4小时，,20位,苷键能断裂，进一步再水解，可使,3,位苷键裂解。,采用HCl溶液水解，,水解产物中得不到原生的皂苷元。,结构发生改变，即,20（S）-原人参二醇或20（S）-原人参三醇的20位上甲基和羟基发生差向异构化，转变为20（R）-原人参二醇或20（R）-原人参三醇，然后环合生成人参二醇（panaxadiol）或人参三醇（panaxatriol）,第二节 分类,人参皂苷的水解：,33 人参皂苷，用缓和条件水解, 如50%HOAc于,34,在,HCl,溶液中,20(,S),原人参二醇或20(,S),原人参三醇20位羟基发生异构,转变成20(,R),原人参二醇或20(,R),原人参三醇,再环合生成,人参二醇或人参三醇。,34在HCl溶液中,20(S)原人参二醇或20(S)原人参三,35,35,36,获得原人参皂苷元，须采用缓和酸水解法。,人参皂苷 过碘酸钠氧化 水解,四氢硼钠还原 室温下用,2N H,2,SO,4,水解；,人参皂苷 室温 HCl水解 叔丁醇钠,消除,第二节 分类,获得次生人参皂苷元,氧化碱解法,：在通氧高温条件下，以醇钠进,行碱解反应，可以高收率得到原人参皂苷元。,36 获得原人参皂苷元，须采用缓和酸水解法。第二节,37,由达玛烷衍生的人参皂苷，在生物活性上有显著的差异。,例如由20(,S)-,原人参三醇衍生的皂苷有溶血性质，而由20(,S)-,原人参二醇衍生的皂苷则具对抗溶血的作用，,因此人参总皂苷,不能表现出溶血,的现象。,人参皂苷,Rg,1,有轻度中枢神经兴奋作用及抗疲劳作用。人参皂苷,Rh,则有中枢神经抑制作用和安定作用。,人参皂苷,Rb,1,还有增强核糖核酸聚合酶的活性，而人参皂苷,Rc,则有抑制核糖核酸聚合酶的活性。,37由达玛烷衍生的人参皂苷，在生物活性上有显著的差异。例如由,结构特点：,14位有一个,-,CH,3,17位有一个,侧链,C,20,构型为,R,型,10,、1,3,位有两个,-,CH,3,母核：,b.羊毛脂烷型（Lanostane ）,第二节 分类,结构特点： 14位有一个-CH317位有一个侧链C,39,存在于海洋生物如海参、海星等分离得到的毒鱼成分，从名贵药材灵芝当中分离得到100余个。,ganoderic acid C lucidenic acid A,第二节 分类,39 存在于海洋生物如海参、海星等分离得到的毒鱼成分，,代表药材及代表化合物：,从补中益气、滋补强壮、扶正固本、延年益寿的中药,灵芝,(,Ganoderma lucidum,),中分离得到的,ganoderic acid C,。,ganoderic acid C,代表药材及代表化合物：从补中益气、滋补强壮、扶正固本、延年益,41,野生无柄赤芝,野生平盖灵芝,野生云芝,野生紫芝,灵,芝,41野生无柄赤芝野生平盖灵芝野生云芝野生紫芝灵芝,42,c.甘遂烷型（tirucallane）,A/B、B/C、C/D环均为反式，13 -CH,3,、14位-CH,3，,C-20为-侧链（20S）。,tirucallane,第二节 分类,42c.甘遂烷型（tirucallane） A/B、,43,从藤桔属植物,Paramignya monophylla,分得的,成分如下：,第二节 分类,43从藤桔属植物 Paramignya monophylla,44,d 环阿屯烷型（环阿尔廷，cycloartane）,基本骨架与羊毛脂烷相似，差别：环阿屯烷19位甲基与9位脱氢形成三元环。,cycloartane,第二节 分类,结构特点：骨架与羊毛脂烷型相似，区别在于,19位甲基与9位脱氢形成三元环,。,44d 环阿屯烷型（环阿尔廷，cycloartane）,45,从中药黄芪当中分离得到的四环三萜多为,环阿屯烷型,R1 R2 R3,cycloastragenol H H H,astragaloside I xyl(2,3-diAc) glc H,astragaloside V glc-xyl H glc,第二节 分类,黄芪（,Astragalus membranaceus,）,补气诸药之最,45从中药黄芪当中分离得到的四环三萜多为环阿屯烷型,46,膜荚黄芪,Astragalusmembranaceus,，,具有补气，强壮之功效。从其中分离鉴定的皂苷有近20个，多数皂苷的苷元为环黄芪醇,cycloastragenol,。,46膜荚黄芪Astragalusmembranaceus，具,47,e、葫芦烷（cucurbitane ）,特点,：,骨架与羊毛脂烷型相似，区别在于,19位甲基转移至9位。,第二节 分类,cucurbitane,47e、葫芦烷（cucurbitane ） 特点：骨架与羊毛,48,雪胆甲素,R=Ac,雪胆乙素 R=H,第二节 分类,雪胆曲莲,中华雪胆,大籽雪胆,雪胆甲素及雪胆乙素。临床用于急性痢疾、肺结核、慢性气管炎的治疗,。,云南果血胆为清热解毒药，从其中分离出抗菌消炎成分血胆甲素，血胆乙素。,临床上用于治疗急性痢疾、肺结核、慢性气管炎等。,48雪胆甲素 R=Ac第二节 分类雪胆曲莲中华雪胆大籽雪,49,49,50,f、楝烷型（meliacane）,如：芸香目植物中的楝苦素类成分,14 -H ， 13 CH,3,，,17- 侧链，其余同达玛烷型,第二节 分类,meliacane,17,13,14,50f、楝烷型（meliacane） 如：芸香目植物中的楝苦,51,楝科楝属植物苦楝果实及树皮中含多种三萜成分，具,苦味,，总称为楝苦素类成分，其由,26,个碳构成，属于楝烷型。其,A/B, B/C, C/D,均为反式；具有,C,8,-CH,3,，,C,10,-CH,3,，,C,13,-CH,3,。,51楝科楝属植物苦楝果实及树皮中含多种三萜成分，具苦味，总称,52,D,ammarane,（达玛烷）,T,irucallane,（苷遂烷）,L,anostane,（羊毛烷）,C,ycloartane,（环菠萝烷）,C,ucurbitane,（葫芦烷）,52DammaraneTirucallaneLanostan,53,五环三萜,齐墩果烷型（,oleanane）,乌苏烷（,ursane）,木栓烷（,friedelane）,羽扇豆烷（,lupane）,53五环三萜齐墩果烷型（oleanane） 乌苏烷（ursa,54,五环三萜,很多三萜皂苷苷元以五环三萜形式存在。其,C,3,-OH,可与糖结合成苷，苷元中常含有羧基，故又称,酸性皂苷,，在植物体中常与钙、镁等离子结合成盐。五环三萜主要有下面几种类型：,54五环三萜很多三萜皂苷苷元以五环三萜形式存在。其C3-OH,又称,-,香树脂烷型，,自然界分布很广，有的呈游离状态，有的成酯或苷。,母核：,结构特点:,大多含有,3-,-OH,。,A/B,，,B/C,、,C/D,环皆为反式,，,D/E,环为顺式。,常在,11或12位有双键,，11位有时氧化成羰基，,24、28或30位经常是羧基。,4,、,20,位各有一对偕,-CH,3,a、齐墩果烷（oleanane ）型,第二节 分类,又称-香树脂烷型，自然界分布很广，有的呈游离状态，有的成酯,56,A/B、B/C、C/D环为反式，D/E环为顺式。,C-3常有-OH取代；C-28-CH,3,易被氧化成酸或,CH,2,OH,第二节 分类,56A/B、B/C、C/D环为反式，D/E环为顺式。第二节,代表药材及代表化合物：,从油橄榄（,Olea europaea,）、,葡萄籽,(,Vitis vinifera L.,),中提取,得到的,齐墩果酸,。,具有保肝降脂作用。,齐墩果酸,(,Oleanic acid,),代表药材及代表化合物：从油橄榄（Olea europaea）,58,齐墩果酸（,oleanoic acid)临床用于治疗肝炎,第二节 分类,R,甘草次酸,H,甘草酸,-D-gluA,2,- D-gluA-,乌拉尔甘草皂苷,A,-D-gluA,2,- D-gluA-,乌拉尔甘草皂苷,B,-D-gluA,3,- D-gluA-,黄甘草皂苷,-D-gluA,4,- D-gluA-,58 齐墩果酸（ oleanoic acid)临床用于治,59,齐墩果酸,首先由油橄榄的叶子中分得，广泛分布于植物界，如在青叶胆全草、女贞果实等植物中游离存在，但大多数与糖结合成苷存在。齐墩果酸具有抗炎、镇静、防肿瘤等作用，是治疗急性黄胆性肝炎和慢性迁延性肝炎的有效药物。,含齐墩果酸的植物很多，但含量超过10%的很少，从刺五加(,Acanthopanax senticosus,),、,龙牙葱木(,Aralia mandshurica,),中提取齐墩果酸，得率都超过10%，纯度在95%以上，是很好的植物资源。,59齐墩果酸首先由油橄榄的叶子中分得，广泛分布于植物界，如在,60,橄榄,60橄榄,61,甘草(,Glycyrrhiza urlensis),中含有甘草次酸(,glycyrrhetinic acid),和甘草酸(,glycyrrhizic acid),又称甘草皂苷(,glycyrrhizin ),或甘草甜素。甘草次酸有促肾上腺皮质激素(,ACTH),样作用，临床上用于,抗炎和治疗胃溃疡,。但只有18-,H,的甘草次酸才有此活性，18,H,者无此活性。,61甘草(Glycyrrhiza urlensis)中含有甘,62,62,63,b 乌苏烷（ursane ）型,乌苏烷,第二节 分类,又称,-,香树脂烷型，与齐墩果烷型结构的差别在于：,齐墩果烷型20位连接2个甲基，乌苏烷型在19和20位分别连接1个甲基。,齐墩果烷型,63b 乌苏烷（ursane ）型 乌苏烷,64,b 乌苏烷（ursane ）型,乌苏烷 乌苏酸（ursanoic acid),具有抗菌活性,第二节 分类,又称,-,香树脂烷型，与齐墩果烷型结构的差别在于：,齐墩果烷型20位连接2个甲基，乌苏烷型在19和20位分别连接1个甲基。,64b 乌苏烷（ursane ）型 乌苏烷,65,与齐墩果烷的区别：,29-CH,3,由,变成,且连在19位。,第二节 分类,积雪草酸,R1=H，R2=H,羟基积雪草酸 R1=OH，R2=H,积雪草苷 R1=H，R2=glc-glc-rha,羟基积雪草苷 R1=OH，R2=glc-glc-rha,积雪草,（,Centella asiatica,）,65与齐墩果烷的区别：29-CH3 由变成且连在19位。,车前草,(,Plantago asiatica,L.,),、石榴叶,(,Punica granatum,L.,),和果实中含有的,熊果酸（乌苏酸）,，,可抑制革兰氏阳性和阴性菌，明显降低大鼠的正常体温，并有安定作用。,熊果酸（乌苏酸）,Ursolic Acid,代表药材及代表化合物：,车前草(Plantago asiatica L. )、石榴叶,67,熊果酸（,Ursolic acid,）,来源于木犀科植物女贞(,Ligustrum lucidum Ait.),叶中，熊果酸又名乌索酸，乌苏酸，属三萜类化合物。具有镇静、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗溃疡、降低血糖等多种生物学效应。,67 熊果酸（Ursolic acid）,68,近年来发现熊果酸具有抗致癌、抗促癌、诱导,F9,畸胎瘤细胞分化和抗血管生成作用。研究发现：熊果酸能明显抑制,HL,60,细胞增殖，可诱导其凋亡；能使小鼠的巨噬细胞吞噬功能显著提高。体内试验证明，,熊果酸可以明显增强机体免疫功能。说明它的抗肿瘤作用广泛，极有可能成为低毒有效的新型抗癌药物,。,68近年来发现熊果酸具有抗致癌、抗促癌、诱导F9畸胎瘤细胞分,69,中药地榆 (,Sanguisorba officinalis,),具有凉血止血的功效，其中含有地榆皂苷,B, E (sanguisorbin B and E),，,是乌苏酸的苷。,69 中药地榆 (Sanguisorba offici,70,70,71,c.羽扇豆烷（lupane ）,E环为5元环；C-19位为-构型异丙基。,所有环/环之间均为反式。,第二节 分类,结构特点：,E,环为五元环，,C,19,位,-,-,异丙基。末端常有,一个双键。,71c.羽扇豆烷（lupane ） E环为5元环；C-19位,代表药材及代表化合物：,从白头翁（,Pulsatilla chinensis,）,中分离得到的 23羟基白桦酸,代表药材及代表化合物：从白头翁（Pulsatilla chi,73,73,74,如：,第二节 分类,白桦酸,(betulinic acid,),白桦醇,(betulin),酸枣仁,（,Semen Ziziphi Spinosae,）,74如：第二节 分类白桦酸白桦醇酸枣仁,75,白桦脂醇(,betulin),存在于中草药酸枣仁、桦树皮、棍栏树皮、槐花等中。,白桦脂酸(,betulinic acid),存在于酸枣仁、桦树皮、柿蒂、天门冬、石榴树皮及叶、睡菜叶等中。,羽扇豆醇(,lupeol),存在于羽扇豆种皮中。,75白桦脂醇(betulin)存在于中草药酸枣仁、桦树皮、棍,76,d、木栓烷型（friedelane）,木栓烷,（,friedelane）,第二节 分类,76 d、木栓烷型（friedelane）,母核：,生源上由齐墩果烯甲基移位演变而来，,与其他类型五环三萜皂苷相比，最明显的区别在于4位只有一个甲基。,齐墩果烯,d、木栓烷型（friedelane）,第二节 分类,母核：生源上由齐墩果烯甲基移位演变而来，与其他类型五环三萜皂,从雷公藤（,Tripterygium wilfordii,）（,卫茅科植物，对,类风湿病,有独特疗效）去皮根中分离得到的,雷公藤酮（,Triptergone,）。,代表药材及代表化合物：,从雷公藤（Tripterygium wilfordii）（卫,79,雷公藤酮（,triptergone）,3-hydroxy-25-nor-friedel-3,1(10)-dien-2-one-30-oic acid,（25,位去甲基的木栓烷型衍生物,）,第二节 分类,79 雷公,80,第三节 理化性质,一 一般性质,苷元多有较好结晶,，易溶于石油醚、（Et）,2,O、CHCl,3,等有机溶剂。,皂苷多为无定形粉末，易溶于稀醇、热MeOH和热EtOH，可溶于水，,含水丁醇或戊醇对皂苷的溶解度较好，因此是提取和纯化皂苷时常采用的溶剂。,80第三节 理化性质一 一般性质,81,溶解度,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）。,81溶解度皂苷在提取的过程中会产生次级苷，水溶性下降，溶于中,82,气味：,皂苷多数具有苦而辛辣味，其粉末对人体黏膜具有强烈刺激性，但甘草皂苷有显著而强的甜味，对黏膜刺激性弱。皂苷还具吸湿性。,82 气味：皂苷多数具有苦而辛辣味，其粉末对人体黏,83,二 显色反应,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）或,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。,原因：,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而呈色。,第三节 理化性质,83二 显色反应第三节 理化性质,84,醋酐,84醋酐,85,二 显色反应,1、,醋酐,-浓硫酸反应,（,Liebermann-Burchard),样品,/醋酐,浓,H,2,SO,4,黄,红,紫,蓝,褪色,2、,五氯化锑反应,样品,/CHCl,3,or,醇,20%,五氯化锑,Or,三氯化锑,/ CHCl,3,60-70,蓝色,灰蓝,灰紫,第三节 理化性质,85二 显色反应样品/醋酐浓H2SO4黄 红 紫,86,3,、,三氯醋酸反应,（,Rosen-Heimer）,TLC,PC,25%,三氯醋酸,/EtOH,红,紫,4、,氯仿,-浓硫酸反应,（,Salkowski ）,样品,/CHCl,3,浓,H,2,SO,4,CHCl,3,层（,红,、,蓝,色或,绿,色荧光）,第三节 理化性质,863、三氯醋酸反应（Rosen-Heimer）TLC25%,87,5、冰醋酸乙酰氯反应（Tschugaeff ）：,样品/冰醋酸,淡红,色,或,紫红,色,。,乙酰氯及氯化锌,具有三萜母核的化合物均可反应。,第三节 理化性质,875、冰醋酸乙酰氯反应（Tschugaeff ）：乙酰氯,88,第三节 理化性质,三 表面活性,皂苷水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫，因其具有降低水溶液表面张力的缘故。,故皂苷可作为清洁剂、乳化剂。,88第三节 理化性质三 表面活性 皂苷水溶液经强烈振摇能,89,泡沫实验：,区别蛋白和皂苷,泡沫持久（,15分以上）：,皂苷,泡沫不持久，很快消失：,蛋白质、粘液质,第三节 理化性质,89泡沫实验：第三节 理化性质,90,四 溶血作用,皂苷能溶血，是因为多数皂苷能与胆甾醇（,cholesterol，或谷甾醇, 豆甾醇, 麦角甾醇等)结合生成不溶性的分子复合物。其溶血作用的有无、强弱与结构有关,。,摄入方式。,第三节 理化性质,如：达玛烷衍生的人参皂苷，20（S）-原人参三醇衍生的皂苷有溶血性质，而20（S）-原人参二醇衍生的皂苷则能对抗溶血作用，因此人参总皂苷不表现出溶血现象。,90四 溶血作用第三节 理化性质 如：达玛烷衍生的人,91,溶血作用,皂苷水溶液能与红细胞壁上的胆甾醇结合，生成不溶于水的分子复合物，破坏了红细胞的正常渗透，使细胞内渗透压增加而发生崩解，从而导致溶血现象，故皂苷又称为皂毒素(,saptoxins),。,因此，皂苷水溶液不能用于静脉注射或肌肉注射。,但并不是所有的皂苷都具有溶血作用，如以人参二醇为苷元的皂苷则无溶血作用。,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。,91溶血作用皂苷水溶液能与红细胞壁上的胆甾醇结合，生成不溶于,92,溶血与结构的关系：,1）. A环上有极性基团，而在D环或E环上有一中等极性基团的三萜皂苷，一般有溶血作用。,2）.苷元3位有-OH，16位有-OH或=O时，溶血指数最高，,3）若D环或E环有极性基团，而28位连有糖链，或具有一定数量的羟基取代，则可导致溶血作用消失。,第三节 理化性质,92溶血与结构的关系：第三节 理化性质,93,五 沉淀反应,酸性皂苷,（通常指三萜皂苷）,/水溶液+,中性盐类,（硫酸铵或醋酸铅） 生成沉淀。,中性皂苷,（通常指甾体皂苷）,/水溶液+,碱性盐类,（碱式醋酸铅或氢氧化钡等） 沉淀。,利用这一性质可进行皂苷的提取和初步分离。,皂苷,/水溶液 + 铅盐、钡盐、铜盐-沉淀。,第三节 理化性质,93五 沉淀反应皂苷/水溶液 + 铅盐、钡盐、铜盐-沉淀,94,皂苷按皂苷配基的结构分为两类：,甾族皂苷。其皂苷配基是螺甾烷的衍生物，多由,27,个碳原子所组成（如薯蓣皂苷）。这类皂苷多存在于百合科和薯蓣科,植物,中。,三萜皂苷。其皂苷配基是三萜（见萜）的衍生物，大多由,30,个碳原子组成。三萜皂苷分为四环三萜和五环三萜。这类皂苷多存在于五加科和伞形科等植物中,94皂苷按皂苷配基的结构分为两类：,95,第四节 提取与分离,一 提取：,1. 三萜苷元类化合物的提取：,多采用极性较小的溶剂进行回流提取,2. 三萜皂苷类化合物的提取：,多采用极性较大,的,溶剂,提取，如甲醇、乙醇、含水醇等。,95第四节 提取与分离一 提取：,三萜皂苷的提取,1.先醇浸提后除杂质,先用,乙醇或甲醇,为溶剂浸提植物，浓缩后将提取物溶于水，滤去不溶物后于水溶液中加,石油醚、苯或乙醚,等亲脂性强的溶剂进行萃取，亲脂性杂质转溶于这些亲脂性溶剂中，而皂苷类物质因几乎不溶于亲脂性溶剂仍留在水相。,萃取除去脂溶性杂质后的水相，再用,正丁醇,进一步萃取，皂苷类物质转溶于正丁醇中，而亲水性强的杂质仍留在水相。真空浓缩正丁醇溶液，即得总皂苷粗品。,2.,先脱脂后醇浸提,先用,石油醚、乙醚,等亲脂性强的溶剂处理物料，提取除去亲脂性杂质，然后再用,乙醇,加热提取，冷置提取液，由于大多数的皂苷类物质难溶于冷乙醇而沉淀析出。,三萜皂苷的提取,药材粗粉,EtOH,or,MeOH,回流提取，合并提取液，浓缩,浓缩液,加热水溶解趁热过滤,水不溶成分,水溶液,石油醚,萃取,醚层,水层,正丁醇或戊醇,萃取,水层,正丁醇层,（粗皂苷）,三萜皂苷提取,药材粗粉EtOH or MeOH回流提取，合并提取液，浓缩浓,98,二 分离,1.系统溶剂萃取法,总提取物,H,2,O分散后，依次用石油醚、CHCl,3,、,EtOAc、nBuOH 萃取,石油醚,脱脂层,CHCl,3,三萜类,EtOAc,nBuOH,总皂苷层,苷元,第四节 提取分离方法,水层,大极性苷,98二 分离总提取物H2O分散后，依次用石油醚、CHCl3、,99,2. 沉淀法,a. 分段沉淀法,利用皂苷难溶于乙醚、丙酮等溶剂而分离,皂苷/醇乙醚 or 丙酮 沉淀,b.,皂苷,/水溶液 + 铅盐、钡盐、铜盐-沉淀。,第四节 提取分离方法,99b.皂苷/水溶液 + 铅盐、钡盐、铜盐-沉淀。第四节,100,100,4.,1,柱色谱,4.,1.1,硅胶柱层析,一般以,CHCl,3,/CH,3,OH/H,2,O,混合溶剂系统为洗脱剂，,对一些分离度差别较大的化合物起到较好的分离效果,。但其对分离度差别小的化合物分离差，而且操作时间长，溶剂消耗量大。,4.,1.2,反相硅胶柱层析,常用的有,Lichroprep Rp-8,和,Lobar Rp-8,，以梯度甲醇和水洗脱，极性大的成分先被洗脱,。,4.1 柱色谱,4.1.3,干柱快速色谱,干柱快速色谱是一种干柱色谱与快速色谱的结合，其填充物采用干法装填，样品由柱顶加入，然后利用空气或氮气的压力使洗脱剂流经填料。,4.1.4,真空液相色谱,将适宜溶剂中的样品倒入柱顶，抽真空，柱用适宜的溶剂洗脱，先用低极性溶剂，然后逐步增加极性，最常用的流动相是,石油醚和乙酸乙酯的混合液。真空液相色谱具有操作简便，处理量大的特点。,天然药物化学-三萜及其苷课件,4.1.5大孔树脂柱色谱,大孔吸附树脂是一类新型的非离子型高分子化合物，理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂中，对有机物选择性好，不受无机盐等离子和低分子化合物的影响。,由于大孔吸附树脂有很好的吸附和分离性能，也适合于工业化的生产。,因此，大孔吸附树脂分离法是一种较好的分离方法。,在皂苷类成分的分离纯化中，利用,弱极性的大孔树脂,吸附后。很容易用水将糖等亲水性成分洗脱下来，然后再用不同浓度的乙醇洗下被大孔树脂吸附的电苷类，达到纯化的目的。大孔吸附树脂法在提取皂苷类中有广泛应用，如从罗汉果中提取罗汉果皂苷、从甜叶菊干中提取甜味菊苷、从绞股蓝中提取绞股蓝皂苷等。,4.1.5大孔树脂柱色谱,大孔吸附树脂主要以,苯乙烯,、,二乙烯苯,等为原料，在,0.5%,的,明胶,溶液中，加入一定比例的致孔剂聚合而成。其中，苯乙烯为聚合单体，二乙烯苯为交联剂，甲苯、二甲苯等作为致孔剂，它们互相交联聚合形成了大孔吸附树脂的多孔骨架结构。树脂一般为白色的球状颗粒，粒度为,2060,目，是一类含离子交换集团的交联聚合物。,104,大孔吸附树脂主要以苯乙烯、二乙烯苯等为原料，在0.5%的明胶,大孔吸附树脂为吸附性和筛选性原理相结合的分离材料。,大孔吸附树脂的吸附实质为一种物体高度分散或表面分子受作用力不均等而产生的表面吸附现象，这种吸附性能是由于范德华引力或生成,氢键,的结果。同时由于大孔吸附树脂的多孔结构使其对分子大小不同的物质具有筛选作用。通过上述这种吸附和筛选原理，有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附树脂上经一定溶剂洗脱而达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。,吸附树脂的表面发生吸附作用后，会使树脂表面上溶质的浓度高于溶剂内溶质的浓度，其结果引起体系内放热和自由能的下降。一般说来，吸附分为,物理吸附和化学吸附,两大类。,105,大孔吸附树脂为吸附性和筛选性原理相结合的分离材料。105,4.1.6,聚酰胺柱层析,聚酰胺分子中含有多数,酰胺基,，在水溶液中能与,羟基,通过氢键结合而被吸附，从而与不含羟基的化合物分离，化合物分子中羟基数目越多或其活性越大则吸附越强将粗皂苷类化合物进行聚酰胺柱层析，分别用水、不同浓度的乙醇水溶液进行洗脱，在某一合适浓度即可得到电苷类组分。,4.1.7,凝胶柱色谱,利用凝胶吸水后能形成,凝胶粒子,，在其交链键的骨架中有许多大小的,网眼,。使进入凝胶内部的分子和不能进入凝胶内部的分子进行分离。常用的凝胶有,SephadexLH-20,、,G-10,。,4.1.6 聚酰胺柱层析,4.1.8,高压液相色谱,高压液相色谱与其它液相色谱相比，其最大的优点是分离效率高，可达,2,万理论塔板数。,对于皂苷，绝大多数的分离过程是以,HPLC,作为最后的分离步骤。,这是由于皂苷具有复杂的结构，而且各种皂苷的结构极其相似，因而用其它的方法难以分离。,4.1.8 高压液相色谱,药材甲醇提取物,大孔树脂柱色谱,水洗脱,乙醇或甲醇洗脱,皂苷混合物,硅胶柱色谱法,单体皂苷类成分,洗去糖,或高效液相色谱法,一种常用的分离方法,药材甲醇提取物大孔树脂柱色谱水洗脱乙醇或甲醇洗脱皂苷混合物硅,4.2,薄层色谱（,TLC,）,常规的制备薄层色谱是一种设备和操作简单、费用低廉却有着很广泛应用范围的分离方法。近年来薄层色谱得到了不断的发展，出现了一些新型薄层色谱法，如双向高效薄层色谱等。这些新方法与常规的制备薄层色谱相比，具有更大的优点，因而被广泛地应用于天然药物的分离纯化中。,4.2.1,加压薄层色谱,加压薄层色谱是指在水平的薄层色谱板上施加一弹性气垫。该压力的存在使得展开剂被强制流动，因此可以采用更细颗粒的吸附剂和更长的色谱，这样使得分离所需时间短，扩散效应减小，因而分离效果更好。,4.2 薄层色谱（TLC）,4.2.2,离心制备薄层色谱,离心制备薄层色谱是在薄层色谱和柱色谱基础上发展起来的一种新的旋转离心、连续洗脱的圆形薄层色谱技术，分离效果优于常规的制备薄层色谱法和柱色谱法。,4.2,.,3,双向高效薄层色谱,(2DHPTLC),首先对样品进行部分水解，,横向,展开，取出片吹干展开剂后，再在浓酸中完全水解，,纵向,展开、此法简单、快速、准确及微量，在单直链糖苷糖基序列分析中具有独特效果，利用此法已对人参皂苷,Rg,2,及川续断根中皂苷的糖链序列进行分析，并取得满意效果。,4.2.2 离心制备薄层色谱,4.3,逆流色谱,逆流色谱是以液相物质为固定相的液,液色谱，是一种特殊的多级萃取装置。,4.3.1,液滴逆流色谱,(DCCC),固定相充满一组彼此相连的细管，流动相以,微滴,的形式穿过固定相，利用物质在互不混溶的两相液滴中的分配系数不同而达到分离目的。其主要的优点是没有固体吸附剂，不存在着被分离物质的不可逆吸附问题。液滴逆流色谱同其他分离技术相配合，是获得纯皂苷的有效手段。,4.3.2,旋转式逆流色谱,(RLCC),具有与,DCCC,相同的优点，但独到之处在于溶剂,不必形成液滴，,因此可使用各种溶剂系统。应用,RLCC,和反相硅胶柱层析相结合的方法，从十蕊商陆（,Phytolacca americana.,L,）果实的甲醇提取物中分离出了三种新皂苷。,4.3 逆流色谱,112,第五节 结构研究法,三萜及其皂苷的结构测定主要依照生源关系并采用化学和波谱等方法。,1. UV 法：,孤立双键：205250nm,同环共轭双键：285nm,异环共轭双键：240、250、260nm,，-不饱和羰基：235nm,112第五节 结构研究法 三萜及其皂苷的结构测定主要依照,113,UV 法,：,能判断,11-oxo、,12,-齐墩果烷型化合物C,18,-H的构型：,C,18,-H：构型：242243nm，,构型：248249nm。,第五节 结构研究方法,113UV 法：第五节 结构研究方法,114,2. 红外光谱(IR)：,根据,12451330cm,-1,、,13551392cm,-1,两个区域中碳氢吸收峰的数目，可以区分三萜骨架结构类型。,A (13551392cm,-1,) B(12451330cm,-1,),齐墩果烷型 2个峰 3个峰,乌苏烷型,3个峰 3个峰,四环三萜类,1个峰 1个峰,第五节 结构研究方法,1142. 红外光谱(IR)：第五节 结构研究方法,115,3. 质谱 （ MS ）,五环三萜裂解化合物质谱裂解的共同规律,有环内双键，较特征的,RDA裂解,无环内双键，常从C环裂解为两个碎片；,有时可同时产生RDA和C环裂解；,第五节 结构研究方法,1153. 质谱 （ MS ）第五节 结构研究方法,116,第五节 结构研究方法,有环内双键，较特征的,RDA裂解,116第五节 结构研究方法有环内双键，较特征的RDA裂解,117,3. 质谱 （ MS ）,第五节 结构研究方法,无环内双键，常从,C环裂解为两个碎片；,1173. 质谱 （ MS ）第五节 结构研究方法无环内双键,118,4. 核磁共振（NMR),1,H-NMR：提供的信息,甲基质子,连氧的碳上质子,烯氢质子,糖的端基质子信号,第五节 结构研究方法,4. 核磁共振（NMR),1184. 核磁共振（NMR) 1H-NMR：提供的信息第五,119,4. 核磁共振（NMR),H-NMR：最大特征：高场出现多个甲基单峰,一般甲基质子信号在,0.6251.50间。,最高场甲基,（,26-CH,3,）,0.775（28-CH,2,OH、CH,3,或内酯）,最低场甲基,1.131.15（27-CH,3,）其它小于,1.0,1.0（27-含氧基团）,第五节 结构研究方法,1.51 - 0.78,1194. 核磁共振（NMR) H-NMR：最大特征：高场出,120,齐墩果烷型,29、30位甲基以单峰出现，,：,0.81.0,乌苏烷型,29、30位甲基以双峰出现,：,0.81.0,J6Hz,30,29,30,29,第五节 结构研究方法,120齐墩果烷型29、30位甲基以单峰出现， ：0.8,121,羽扇豆烷型三萜的30-CH,3,因与双键相连，,在,1.631.80间，具有烯丙偶合。,30,第五节 结构研究方法,121 羽扇豆烷型三萜的30-CH3 ,因与双键相连， 在,122,连,OH的碳上质子信号一般出现在,3.24 ，连OAc的碳上的质子信号一般为,45.5,烯氢信号的化学位移值一般为,4.36,环内双键质子的,一般大于,5，环外双键质子的,一般小于,5。,第五节 结构研究方法,122连OH的碳上质子信号一般出现在 3.24 ，连OA,123,13,C-NMR,-CH,3, 8.933.7,-C-O- 6090,烯碳,: 109160,羰基碳,: 170220,第五节 结构研究方法,4. 核磁共振（NMR),123第五节 结构研究方法4. 核磁共振（NMR),124,类 型,化 合 物,烯碳的化学位移,齐墩果烷型,齐墩果酸甲酯,C,12,122.1,C,13,143.4,乌索烷型,乌索酸甲酯,C,12,122.5,C,13,138.0,羽扇豆烷型,白桦脂酸甲酯,C,20,150.1,C,29,109.3,C,30,19.0,4. 核磁共振（NMR),13,C-NMR,1).,根据烯碳的化学位移可推知五环三萜的类型,第五节 结构研究方法,124 类 型 化 合 物烯碳的化学位移齐,125,4,. 核磁共振（NMR),13,C-NMR,2).苷化位置的确定,C3苷化810,C2, 4（ ）稍向高场,C28羧基成酯苷，羰基碳向 高场 2。,C1,95,96,第五节 结构研究方法,1254. 核磁共振（NMR) 13C-NMR 2).苷化位,126,苷化位移：,苷元: C,3,-O-sugar, C,3,+810,糖: 端基碳 +7,其上OH与其它糖连接成苷的碳 +38,酯苷: -COO-sugar -2 ；糖端基碳 95,叔醇: 苷元,-C +10; 糖端基碳 100,第五节 结构研究方法,126苷化位移：第五节 结构研究方法,第六节 三萜皂苷的生物活性,1,抗癌活性,由于肿瘤的多重耐药性日益严重，寻找高效低毒的天然抗癌药物显得尤为重要，迄今为止，已发现并报道了大量的三萜皂苷具有防癌和抗癌活性。,1.1,体外活性,许多研究表明三萜皂苷具有抗肿瘤活性。,作为中国传统中药的人参，其主要成分人参皂苷具有多种药理作用，人参皂苷,Rh,1,，及其前体,Rg,1,对小鼠宫颈癌,(U14),和,EAC,有明显的抑制作用，具有很强的抗肿瘤作用；此外人参皂苷通过阻止细胞增殖周期的,G,0,/G,，期或促使细胞死亡两种方式抑制肿瘤细胞,u,2,os,的增殖,。,第六节 三萜皂苷的生物活性1 抗癌活性,1.2,体内活性,移殖了黑素瘤和结肠癌的同系小鼠经口服及静脉注射多重方式给予人参皂苷,Rh,2,、,Rg,3,后，可明显抑制癌向肺部的转移。,其机理是抑制肿瘤细胞的侵润、粘附及肿瘤细胞诱导的血管生成作用；,Rg,1,灌胃和,Rh,1,腹腔注射对,U14,均具有明显的抑制作用，可能与其促进细胞因子,TNF2A,的分泌及其基因表达有关；高勇等的研究结果表明,Rg,3,抑制血管生成作用可能是由于,Rg,3,抑制了肿瘤组织内活细胞生长因子,(bEGF),的表达。,1.2 体内活性,云南七叶树,129,云南七叶树129,2,降血糖、血脂作用,日本学者,Takashi,等从云南七叶树,(,Aesculus assamica,),中分离得到两个新三萜皂苷长柄七叶树素,(assamicin) I,和,，首次报道了它们具有胰岛素样活性。西洋参叶总皂苷不仅能降低血糖，还能够降低总胆固醇、甘油酯、低密度脂蛋白，升高高密度脂蛋白，对冠心病和血脂异常有治疗作用，而西洋参叶总皂苷和人参总皂苷都对胰脂肪酶活性有抑制作用。,3,保肝作用,七叶皂苷钠能显著降低,CCl,4,肝损伤所致的小鼠血清谷丙转氨酶升高，对小鼠实验性肝损伤具有明显的保护作用。三七皂苷和绞股蓝皂苷对酒精引起的肝损伤具有干预、保护作用，能减轻肝脏组织脂肪变性程度。,2 降血糖、血脂作用,131,131,4,抗病毒作用,在抗艾滋病,HIV,的研究中，豆科植物,甘草,中的甘草甜素,(glycyrrhizin),具有体外抗,HIV-1,的活性，其硫酸盐衍生物能够很好地抑制,HIV-1,逆转录酶活性。,从,桔梗,(,platycodon grandiflorltrn,),的根中分离到的三个新三萜皂苷具有抗病毒的活性，能有效抑制,HSV-1,、呼吸道合胞病毒,(RSV),和流感病毒,(FluA),。,一定浓度的人参皂苷,Rg,3,、,Rb,3,对,HSV-1,有明显的抑制作用，阻止病毒吸附于易感细胞，或进入细胞内部，达到抑制或杀伤病毒之效果。,4 抗病毒作用,5,对心脑血管系统的作用,5.1,抗心肌缺血作用,人参皂苷,Re,，,Rb,1,，,Rg,1,，三七皂苷，西洋参总皂甘在局部及体外均能防止动物心肌细胞局部缺血和再灌注引起的心肌损伤，其主要机制是降低,血清磷酸肌酸激酶,(CPK),的释放，减少心肌,Ca,2+,的累积，防止超氧化歧化酶,(SOD),的活性降低，缩小心肌梗死面积，降低乳酸脱氢酶,(LDH),活性，降低血清游离脂肪酸,(FFA),及过氧化脂质,(LPO),的含量，纠正心肌缺血时,FFA,代谢紊乱和防止脂质过氧化。,5 对心脑血管系统的作用,5.2,对脑损伤的保护作用,-,七叶皂苷钠对大鼠局灶性脑缺血,-,再灌注损伤具有明显保护作用，能显著改善脑缺血,-,再灌注后脑梗死面积，减轻脑水肿，改善神经功能症状，其保护作用可能与抑制局部炎性渗出有关。,6,抗炎、抗过敏作用,三七是五加科人参属植物，传统用于止血化瘀、消肿镇痛。近年来研究表明，三七总皂苷对多种实验性炎症模型具有良好的抗炎活性。,5.2 对脑损伤的保护作用,三七,135,三七135,136,其他活性：,杀软体动物活性（杀螺剂）,抗生育作用,降压作用,136 其他活性：,137,The End,137The End,