第八章三萜及其苷类

,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,第八章 三萜及其苷类,(,Triterpenoids,and,Saponins,),本章内容,第一节 概 述,第二节 生物合成途径,第三节 四环三萜,第四节 五环三萜,第五节 理化性质,第六节 提取分离,第一节 概述,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,),。,一、三萜的定义,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。,与甾体皂苷相同，三萜皂苷也具有溶血、毒鱼及毒贝类的作用。,分类,:,三萜苷元分类：四环三萜、五环三萜,按酸碱性分类：中性皂苷、酸性皂苷,按糖链分类：单糖链皂苷、双糖链皂苷,按原生与次生分：原生苷、次生苷,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。,主要分布于石竹科、五加科、豆科、七叶树科、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。,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。,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：,C3,、,C28,（酯皂苷）或其它位,-,OH,次皂苷：原生苷被部分降解的产物,羊毛脂甾烷,羊毛脂醇,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。,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、抗淤血作用，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。,第二节 生物合成途径,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。,第三节 四环三萜,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。,四环三萜,(,tetracyclic,triterpenoids,),在生源上可视为由鲨烯变为甾体的中间体，大多数结构和甾醇很相似，亦具有环戊烷骈多氢菲的四环甾核。在,4,、,4,、,14,位上比甾醇多三个甲基，也有认为是植物甾醇的三甲基衍生物。,存在于自然界较多的四环三萜或其皂苷苷元主要有：,羊毛脂烷、达玛烷、甘遂烷、环阿屯烷（环阿尔廷烷）、葫芦烷、楝苦素型和原萜烷型三萜类。,一、羊毛脂烷型,从环氧鲨烯由全椅,-,船,-,椅式构象形成，其,A/B, B/C, C/D,环均为,反式,。,10,、,13,、,14,位分别连有,-CH,3,，,C,20,为,R,构型，,C,17,侧链为,构型,C,3,位常有,-OH,存在。,从灵芝中分离出一个三萜化合物，具有扶正固本之功。它的结构与羊毛甾烷相比，多了,3=O,，,11=O,，,15=O,，,23=O,，,25-CH,3,25-COOH,，,是羊毛甾烷的高度氧化化合物。,二、达玛烷型,从环氧鲨烯由全椅式构象形成，其结构特点是,A/B,、,B/C,、,C/D,环均为,反式, C,13,位,-CH,3,移到,C,8,位,C,13,有,-H, C,17,有,侧链,C,20,构型为,R,或,S,。,举例：人参中含有,人参皂苷,(,ginsenosides,),人参中的人参皂苷,(,ginsenosides,):,由,20(S)-,原人参二醇衍生的皂苷,:,由人参三醇衍生的皂苷,:,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。,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,Rg1,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,Rb1,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。,三、甘遂烷型,从环氧鲨烯由全椅,-,船,-,椅式构象形成，其,A/B, B/C, C/D,环均为反式，,10,、,13,、,14,位,分别连有,-CH,3,，,C,20,为,S,构型。,四、环阿屯型,基本骨架与羊毛脂烷相似，差别仅在于环阿屯型,19,位甲基与,9,位脱氢形成,三元环。,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,。,五、葫芦烷型,基本骨架与羊毛脂烷相似，但它有,5,-H, 10,-H,9,-CH,3,。,葫芦科植物雪胆为清热解毒药，从其中分离出抗菌消炎成分雪胆甲素,(,cucurbitacin,IIa,),，雪胆乙素,(,cucurbitacin,Iib,),。,六、楝烷型,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,。,七、原萜烷,(,protostane,),型,与达玛烷型比较，实际上是达玛烷型的立体异构体。,C,8,-CH,3,为,型，,C,9,-H,为,型；,C,13,-H,为,型，,C,14,-CH,3,为,型；,C,17,侧链为,型。,中药泽泻具有利尿渗湿的功效，近年来用于治疗高血脂症，对降低血清总胆固醇有疗效。已分离出泽泻萜醇,A,、,B,、,C,等原萜烷型三萜化合物。,第五节,五环三萜,多数三萜皂苷苷元以五环三萜形式存在。其,C,3,-OH,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：,一、齐墩果烷型,(,oleanane,),又称,b-,香树脂烷型,(,-amyrane,),，在植物界分布极为广泛。其基本碳架是多氢蒎的五环母核，环的构型为,A/B,反，,B/C,反，,C/D,反，,D/E,顺，,C,28,常有,-COOH,，有时也在,C,4,位，,C,3,常有,羟基,，,C,12,、,C,13,位往往有,不饱和双键,的存在。,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，,18H,者无此活性。,甘草酸（,Glycyrrhizic,acid,）,植物来源：,豆科植物甘草,(,Glycyrrhiza,uralensis,Fisch,),的干燥根及根茎,英文名称：,Liquorice,分子式及分子量：,C42H62O16 ; 822.92,药理作用：,甘草酸具有肾上腺皮质激素样作用，能抑制毛细血管通透性，减轻过敏性休克的症状。可以降低高血压病人的血清胆甾醇。,甘草酸二铵（注射剂）,Diammonium,Glycyrrhizinate,【,主要成分,】,同甘草酸二铵胶囊。,【,药理作用,】,同甘草酸二铵胶囊。,【,适应证,】,同甘草酸二铵胶囊。,【,不良反应,】,同甘草酸二铵胶囊。,【,用法用量,】,静脉注射,1,日,1,次，,150mg/,次，用,10,葡萄糖注射液,250ml,稀释后缓慢滴注。,【,注意事项,】,本品未经稀释不得进行注射；治疗中应检测血清钠、钾和血压；治疗中出现高血压、血钠滞留、低血钾等应停药或适当减量。,甘草次酸,（,Glycyrrhetinic,acid,）,植物来源：,豆科植物甘草,(,Glycyrrhiza,uralensis,Fisch,),的根、根茎,英文名称：,Liquorice,分子式及分子量,：,C,30,H,46,O,4,; 470.64,药理作用：,甘草次酸具有抗菌、抗肿瘤及肾上腺皮质激素样作用，可制成抗炎抗过敏制剂，用于治疗风湿性关节炎、气喘、过敏性及职业性皮炎、眼耳鼻喉科炎症及溃疡等。,二、乌苏烷型,又称,-,香树脂烷型,(,-amyrane,),或熊果烷型，其分子结构与齐墩果烷型不同之处是,E,环上两个甲基位置不同，即,C,20,位的甲基移到,C,19,位,上。此类三萜大多是乌苏酸的衍生物。,熊果酸（,Ursolic,acid,）,植物来源：,木犀科植物女贞,(,Ligustrum,lucidum,Ait,.),叶,英文名称：,Glossy Privet,分子式及分子量：,C30H48O3,：,456.68 3-Hydroxyurs -12-en -28-oic acid (I),药理作用：,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。,研发进展：,近年来发现它具有抗致癌、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。,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。,三、羽扇豆烷型,羽扇豆烷三萜类,E,环为,五元碳环,，且在,E,环,19,位有异丙基,以,构型取代，,A/B,、,B/C,、,C/D,及,D/E,均为,反式,。,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。,四、木栓烷型,由齐墩果烯经甲基移位转变而来。,五、何伯烷型和异何伯烷型,何伯烷型的结构特点：与羽扇豆烷型的主要区别在于,异丙基,的位置。,C,19,位异丙基移到,C,21,位；,C,17,位甲基移到,C,18,位，即,C,28,由,C,17,位移到,C,18,位；,C,21,位异丙基为,型。与何伯烷型相比，异何伯烷型的,C,21,位异丙基为,型,。,雷公藤酮是失去,25,甲基的木栓烷型衍生物。化学名,3-hydroxy-25-nor-friedel-3,1(10)-dien-2-one-30-oic acid.,1.,性状：,苷元有较好晶型，皂苷多为无定形粉末。皂苷还具吸湿性。,2.,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。,第五节 理化性质,3.,表面活性：,亲水性基团为糖，亲脂性基团为苷元，当二种基团比例适当时具有表面活性。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。,4,、旋光性：,甾体皂苷的旋光度为左旋。,4.,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、,CHCl,3,、,Et,2,O,。,5.,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。,菊科植物蟛蜞菊,蟛蜞菊内酯,药理作用,酊剂和煎剂用试管稀释法对白喉杆菌，金黄色葡萄球菌和乙型链球菌、枯草杆菌均有不同程度的抑制作用。,6.,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，分离出来之后在对其分解脱盐。,如：三萜皂苷,+PbAc,2,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,PbAc,2,沉淀，而甾体皂苷则为中性皂苷，须用,碱性,PbAc2,沉淀。,7.,显,色反应,1,）浓,H,2,SO,4,-,醋酐（,Liebermann-,burchard,）,反应,样品溶于冰醋酸，加浓硫酸,-,醋酐,(1:20),，产生,红,紫,蓝,绿,污绿,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,。,2,）五氯化锑（,kahlenberg,）反应,三氯化锑或五氯化锑反应：,将样品醇溶液点于滤纸上，喷以,20%,三氯化锑（或五氯化锑）氯仿溶液（不应含乙醇和水）干燥后，,60-70 ,加热，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。,3,）三氯醋酸（,Rosen-,Heimer,）反应,样品溶液点于滤纸上，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。,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。,8,、皂苷的水解：,1,）酸水解：,强烈水解也会发生脱水、环和、双键转,移；,2,）乙酰解；,3,）,Smith,降解；,4,）酶解；,5,）酯皂苷的水解，可在氢氧化钠水中水解。,一、苷元的提取与分离,（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；,（二）分离,硅胶柱层析,第六节 提取分离,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。,常用的提取方法,甲醇或乙醇,提取,脱脂,正丁醇萃取,沉降,总皂苷,大孔,吸附树脂柱,（二）分离,1.,分配柱层析法,以硅胶为支持剂，,CHCl,3,-MeOH-H,2,O,，,CH,2,Cl,2,-MeOH-H,2,O,，,EtOAc-EtOH-H,2,O,或水饱和的正丁醇等溶剂系统洗脱。,2.,反相层析法,以反相键合相,RP-18,、,RP-8,或,RP-2,为填充剂，常用,CH,3,OH-H,2,O,或乙腈,-,水为洗脱剂。,七,第,八,节 含皂苷的中药实例,一、人参： 五加科人参属植物人参的干燥根。有大补元气、生津止渴、调养营卫。,（一）主成分结构、性质,1,、皂苷：,含量约,4%,，根须中的含量高于主根。人参总皂苷（,Rx),。根据皂苷元的不同分为,A,、,B,、,C,三类。,（,1,）分类及主要化合物：,A,型人参皂苷,-,苷元为,20,（,S),原人参二醇（最多），人参皂苷,Ra1,、,Ra2,、,Ra3,、,Rb1,、,Rb2,、,Rb3,、,Rc,、,Rd,等,. B,型人参皂苷,-,苷元为,20,（,S),原人参三醇（第二），人参皂苷,Re,、,Rf,、,Rg1,、,Rg2,、,Rh1,。,人参中的人参皂苷,结构特点：,A,、,B,型均为达玛甾烷型,，是达玛烯二醇的衍生物，上有角甲基、为,-H,、的构型为,S,。,不同点是：,A,型母核上有三个羟基取代,B,型母核上有四个羟基取代。成苷的位置,A,型甾核，糖多为葡萄糖、阿拉伯糖、木糖；,B,型甾核，糖多为葡萄糖、鼠李糖、木糖。,C,型人参皂苷的苷元为齐墩果烷型，为羧基，并与糖成酯苷键，连接的糖中有葡萄糖醛酸。,（,2,）溶解性：,C,型人参皂苷的结构有羧基，极性较大，易溶于水、碱水。,A,型人参皂苷极性较小。,B,型人参皂苷因糖的数目较小，极性下降。,A,、,B,型人参皂苷水解产生次级苷，则较难溶于水,可溶于乙醚。,（,3,）溶血性：,总皂苷不溶血。,C,、,B,型人参皂苷有较强的溶血性。,A,型人参皂苷则具有抗溶血作用。,（,4,）水解反应：,A,、,B,型人参皂苷水解后的苷元不稳定，酸水解产物为人参二醇和三醇，采用,Smith,降解才能得到真正的皂苷元,-,原人参二醇和三醇。,（二）提取分离,总皂苷采用正丁醇法；单体分离采用硅胶柱层析、大孔树脂、葡聚糖凝胶等。,二、甘草：,豆科植物乌拉尔甘草、胀果甘草和光果甘草的干燥根及根茎。具有补脾益气、清热解毒、润肺止咳、调和诸药的功能。主要有效成分是皂苷和黄酮类。,（一）主成分结构和性质,1,、皂苷类：,含量在,5,11%,。甘草皂苷多有羧基，分子极性大，不易结晶，分离纯化困难。甘草甜素（甘草酸、甘草皂苷）。 甘草酸由甘草次酸与,2,分子的葡萄糖醛酸组成。甘草酸和甘草次酸具有促肾上腺皮质激素样的生物活性，临床治疗胃溃疡、肝炎等。,甘草酸易溶于热的稀乙醇,几乎不溶于无水乙醇或乙醚。在植物体中以钾盐或钙盐存在，甘草酸易溶于水和稀氨水，加酸可沉淀析出。甘草酸有糖醛酸，难水解，一般用,10%,的硫酸加热,24,小时或稀酸加压、加热水解。,习 题,能快速区别皂苷和蛋白质水溶液的方法是,（,E,）,A,观察颜色不同,B,有机溶剂萃取分层性状不同,C,利用两者水溶液振荡后泡沫持久性不同,D,澄明度不同,E,加热后是否产生沉淀,配伍题 ：,A,、三氯乙酸反应,B,、,molish,反应,C,、中性醋酸铅,D,、吉拉尔试剂,1,、区别甾体皂苷和三萜皂苷,:,（,D,）,2,、区别三萜皂苷元和三萜皂苷,:,（,B,）,3,、区别酸性皂苷和中性皂苷,:,（,C,）,4,、区别,五环三萜皂苷和四环三萜皂苷用：,（,A,）,