中藥化學(xué)陳勇三萜類(lèi)化合物

1、中藥化學(xué),藥學(xué)院中藥化學(xué)教研室陳 勇,三 萜,1、定義： 三萜類(lèi)(triterpenes)化合物是一類(lèi)基本母核由30個(gè)碳原子組成的萜類(lèi)化合物，其結(jié)構(gòu)根據(jù)異戊二烯定則可視為六個(gè)異戊二烯單位聚合而成。 游離三萜與糖結(jié)合成甙后，振搖可產(chǎn)生持久性似肥皂樣的泡沫，故有皂苷之稱(chēng)。 游離三萜 + 糖 三萜皂苷,,概 述,2、三萜的分布,三萜廣泛存在于自然界，單子葉植

2、物和雙子葉植物中均有分布。主要分布于石竹科、五加科、豆科、七葉樹(shù)科、遠(yuǎn)志科、桔?？萍靶⒖啤：腥祁?lèi)成分的主要中藥如人參、甘草、柴胡、黃芪、桔梗、川楝皮、澤瀉、靈芝等。動(dòng)物中也有分布，如從羊毛脂中分離出羊毛脂醇，從鯊魚(yú)肝臟中分離出鯊烯；,概 述,3、存在形式：游離、與糖結(jié)合成苷 三萜皂苷由三萜皂苷元(triterpene sapogenins)和糖組成。苷元：四環(huán)三萜、五環(huán)三萜常見(jiàn)的糖：葡萄糖、半乳糖、木

3、糖、阿拉伯糖、鼠李糖，糖醛酸，特殊糖（如芹糖、乙酰氨基糖等）糖鏈：?jiǎn)翁擎?、雙糖鏈、三糖鏈成苷位置：3、28（酯皂苷）或其它位羥基次皂苷：原生苷被部分降解的產(chǎn)物,概 述,4、作用 皂甙是很好的表面活性劑 鎮(zhèn)咳祛痰作用--對(duì)粘膜有一定的刺激性 抑菌消炎作用 個(gè)別皂甙還有一些特殊的生理作用，如甘草皂甙具有促腎上腺皮質(zhì)激素樣作用，人參皂甙有強(qiáng)壯作用。,概 述,三 萜,,三萜,分 類(lèi),,a、由30個(gè)

4、C原子組成四個(gè)環(huán)，C17連接一8個(gè)C的側(cè)鏈。b、-CH3多。c、若為苷，糖可連接在C3-OH上，也可連接在C6-OH上。d、稠合：反-反-反。,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?,分類(lèi)—四環(huán)三萜,1) A/B、B/C、C/D環(huán)均為反式2) C10、C13位有兩個(gè)β-CH3, C14位有 一個(gè)α-CH3。3) C20為R 構(gòu)型，即C20為β-H4) C17側(cè)鏈為β構(gòu)型。5) C3位常有-OH存在。,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?,一、

5、羊毛甾烷 (lanostane) 型,分類(lèi)—四環(huán)三萜,二、達(dá)瑪甾烷 (Dammarane) 型,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?,C13位甲基移到C8位， 且為β型。2) C20位構(gòu)型可為R型或S型。,分類(lèi)—四環(huán)三萜,從靈芝中分離出一個(gè)三萜化合物，具有扶正固本之功。它的結(jié)構(gòu)與羊毛甾烷相比，多了3-C=O，11-C=O，15-C=O，23-C=O，27-CH3→27-COOH，是( )的高度氧化化合物。,羊毛甾烷,分類(lèi)—四環(huán)三萜,人

6、參皂苷(ginsenosides) :以下為由20(S)-原人參二醇衍生的皂苷.人參皂苷Rb1有增強(qiáng)核糖核酸聚合酶的活性，而人參皂苷Rc則有抑制核糖核酸聚合酶的活性。,分類(lèi)—四環(huán)三萜,20S型結(jié)構(gòu)在HCl中可轉(zhuǎn)化為20R型.,HCl,由20(S)—原人參三醇衍生的皂苷有溶血性質(zhì)，而由20(S)—原人參二醇衍生的皂苷則具對(duì)抗溶血的作用，因此人參總皂苷不能表現(xiàn)出溶血的現(xiàn)象。,分類(lèi)—四環(huán)三萜,三、甘遂烷型,與羊毛甾烷型類(lèi)似，A/B，B/C，

7、C/D環(huán)均為反式； 但13，14位甲基與羊毛甾烷型相反，分別為?、?-CH3，且20位為S構(gòu)型。,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?,分類(lèi)—四環(huán)三萜,四、環(huán)阿爾廷型(cycloartane),與羊毛甾烷不 同之處： 19位甲基與9位 脫氫形成三元環(huán)。,分類(lèi)—四環(huán)三萜,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?,膜莢黃芪Astragalusmembranaceus，具有補(bǔ)氣，強(qiáng)壯之功效。從其中分離鑒定的皂苷有近20個(gè)，多數(shù)皂苷的苷元為環(huán)黃芪醇 cycloastragenol 。,

8、分類(lèi)—四環(huán)三萜,五、葫蘆烷 (cucurbitane) 型,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?,A、B環(huán)上取代與羊毛甾烷不同，其余相同。具有C9-βCH3，C8-βH，C10-αH。,分類(lèi)—四環(huán)三萜,六、楝烷型,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：分子中有26個(gè)碳原子；A/B, B/C, C/D均為反式；具有C8-βCH3，C10-βCH3，C13-αCH3。,分類(lèi)—四環(huán)三萜,七、原萜烷 (protostane) 型,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與達(dá)瑪烷型比較，實(shí)際上是達(dá)瑪烷型的立體異構(gòu)體。1）

9、C8-CH3為α型，C9-H為β型；C13-H為α型，C14-CH3為β型。2）C17側(cè)鏈為α型。,分類(lèi)—四環(huán)三萜,,,,a、30個(gè)C原子組成五個(gè)環(huán)，形成多氫苉的母核。也有E環(huán)五元環(huán)的。b、-CH3多，C4-2個(gè)甲基，10、8、14、17各一個(gè)甲基，C20二個(gè)甲基，也有C19、C20各一個(gè)甲基的，雙鍵常在△12（13）。c、若為苷，糖大多連在C3-OH上。d、常含-COOH，故三萜皂甙又稱(chēng)為酸性皂甙。,五環(huán)三萜,分類(lèi)—五環(huán)三萜,

10、一、齊墩果烷型 (oleanane)，又稱(chēng)β-香樹(shù)脂烷型 (β-amyrane),結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？,1) A/B環(huán)反式，（即，C5 α-H），B/C，C/D環(huán)均為反式，D/E環(huán)為順式。2) C28位有羧基，有時(shí)C24位也有，故也稱(chēng)為酸式皂苷；C12、C13位往往有不飽和雙鍵的存在。,分類(lèi)—五環(huán)三萜,齊墩果酸(oleanolic acid) 首先從油橄欖(習(xí)稱(chēng)齊墩果樹(shù))的葉中獲得。 齊墩果酸具有抗炎、鎮(zhèn)靜、防腫瘤等作用，是治

11、療急性黃膽性肝炎和慢性遷延性肝炎的有效藥物。 刺五加、龍牙蔥木中齊墩果酸的含量在10%以上。,分類(lèi)—五環(huán)三萜,傘形科植物柴胡,分類(lèi)—五環(huán)三萜,甘草中含有甘草次酸和甘草酸(glycyrrhizic acid)[又稱(chēng)甘草皂苷(glycyrrhizin或甘草甜素]。,有促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)樣作用，臨床上用于抗炎和治療胃潰瘍。但只有18-βH的甘草次酸才有此活性，18αH者無(wú)此活性。,分類(lèi)—五環(huán)三萜,二、烏蘇烷(ursa

12、ne)型 又稱(chēng)α-香樹(shù)脂烷(α-amyrane)型,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？,與齊墩果烷型唯一不同的是C30由20位移到19位上。,分類(lèi)—五環(huán)三萜,烏蘇酸(ursolic acid)，又稱(chēng)熊果酸，分布于熊果葉等植物中。具有鎮(zhèn)靜、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗?jié)?、降低血糖等作用。且具有廣泛的抗腫瘤作用，極有可能成為低毒有效的新型抗癌藥物。,分類(lèi)—五環(huán)三萜,三、羽扇豆烷 (lupane) 型,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？,與α、β-香樹(shù)脂烷型不同點(diǎn)在于E環(huán)變?yōu)槲逶h(huán)

13、，多出一個(gè)異丙烯基，且A/B、B/C、C/D、D/E環(huán)均為反式稠合。,分類(lèi)—五環(huán)三萜,白樺脂酸(betulinic acid) 存在于酸棗仁、樺樹(shù)皮、柿蒂、天門(mén)冬、石榴樹(shù)皮及葉、睡菜葉等中。羽扇豆醇(lupeol)存在于羽扇豆種皮中。,分類(lèi)—五環(huán)三萜,白樺脂醇(betulin)存在于中草藥酸棗仁、樺樹(shù)皮、棍欄樹(shù)皮、槐花等中。,四、木栓烷(friedelane)型,由齊墩果烯經(jīng)甲基移位轉(zhuǎn)變而來(lái)。,分類(lèi)—五環(huán)三萜,雷公藤酮是失去25甲基

14、的木栓烷型衍生物,分類(lèi)—五環(huán)三萜,五、何伯烷型和異何伯烷型,何伯烷型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與羽扇豆烷型的主要區(qū)別在于異丙基的位置。C19位異丙基移到C22位；C17位甲基移到C18位，即C28由C17位移到C18位；C21位異丙基為α型。,分類(lèi)—五環(huán)三萜,異何伯烷型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與何伯烷型相比，C21位異丙基為β型。,分類(lèi)—五環(huán)三萜,三 萜,一、性狀1、形態(tài) 苷不易結(jié)晶，苷元較好結(jié)晶。2、味 苦、辛辣，也有甜味；有

15、刺激性。3、吸濕性。4、多數(shù)酸性 羧基在糖上或在苷元上，但人參 皂苷和柴胡皂苷是中性皂苷。,理化性質(zhì),（刺激性、吸濕性、酸性）,二、溶解度 游離親脂；成苷親水 可溶于水、甲醇、乙醇；難溶于丙酮、乙醚；在含水的正丁醇中有較大的溶解度，常利用來(lái)提取皂苷。 具助溶性促進(jìn)其他成分在水中的溶解。,理化性質(zhì),三、發(fā)泡性（表面活性） 水溶

16、液能產(chǎn)生持久性泡沫，且不因加熱而消失，蛋白質(zhì)也產(chǎn)生泡沫，卻因加熱而消失。利用泡沫性初步判斷是否有皂苷存在。,皂苷水液 振搖 泡沫(15min以上) △ 泡沫高度不降低蛋白質(zhì)水液 振搖 泡沫 △ 泡沫消失(凝固),理化性質(zhì),四、溶血性皂苷的水溶液大多能破壞紅血球而有溶血作用機(jī)理：與膽甾醇結(jié)合生成水不溶性的分子復(fù)合物。,注意：人參總皂甙沒(méi)有溶血現(xiàn)象。B型、C型人參皂苷——顯著的溶血作用；A型人參皂苷-------抗溶

17、血作用。,理化性質(zhì),,,,,,五、水解性三萜皂苷可被酸或酶水解,但水解條件較其它苷強(qiáng)烈， (糖大多是α-羥基糖) 用有機(jī)酸如20%HAc中幾乎無(wú)水解作用， 常用2-4M的HCl或H2SO4水解皂苷，還可加熱、加壓,為了避免苷元結(jié)構(gòu)的破壞，采用的方法： 光分解法、Smith氧化降解法、酶解法

18、、土壤微生物淘汰培養(yǎng)法。,理化性質(zhì),理化性質(zhì),六、顯色反應(yīng),Liebermann-Burchard反應(yīng),樣品(溶于CHCl3)+醋酐-濃H2SO4(20:1)——紅~紫,2、Kahlenberg反應(yīng)(五氯化銻或三氯化銻反應(yīng)),3、Salkowski反應(yīng)(氯仿-濃硫酸反應(yīng)),,樣品溶于氯仿+五氯化銻——灰藍(lán)、藍(lán)、灰紫色 （60℃～70℃）,樣品溶于氯仿+H2SO4 H2SO4層 血紅或藍(lán)色,CHCl3層 綠色熒光,4

19、、Rosen-Heimer反應(yīng)(三氯乙酸反應(yīng)) 樣品點(diǎn)樣PC 或TLC+三氯乙酸試劑——紅色→紫色(100℃)5、Tschugaev反應(yīng)(冰乙酸-氯化鋅-乙酰氯反應(yīng))——淡紅→紫紅6、沉淀反應(yīng) (金屬鹽反應(yīng)) 酸性皂甙(三萜皂甙)+中性鹽(醋酸鉛,硫酸銨)——沉淀 中性皂甙(甾體皂甙)+堿性鹽(堿式醋酸鉛)——沉淀,理化性質(zhì),三 萜,（1）醇提（2）親脂

20、性有機(jī)溶劑提（3）酸水解——有機(jī)溶劑提取法（4）含羧基皂苷元——堿提,可用堿溶酸沉法提取的成分類(lèi)型有哪些？,提取分離,1、皂苷元提取方法,,,① 正丁醇法,2、三萜皂苷的提取,（1）提取通法 醇提，正丁醇萃取,提取分離,（2）大孔樹(shù)脂法,2、三萜皂苷的提取,提取分離,3、分離（1）分段沉淀法,提取分離,粗皂苷(溶于EtOH) +Et2O或Et2O,Me2CO 濾液

21、 沉淀(皂苷)濾液+Et2O或Et2O,Me2CO 濾液+Et2O或Et2O,Me2CO 濾液 沉淀(皂苷) 沉淀(皂苷),,,,,,,(2) 色譜分離法吸附柱色譜法——三萜類(lèi)化合物 吸附劑——硅膠 流動(dòng)相——氯仿-甲醇不同比例or氯仿－丙酮等洗脫。分配柱色譜法 ——三萜皂苷 支持劑：硅膠

22、 洗脫劑：氯仿－甲醇－水；二氯甲烷－甲醇－水； 乙酸乙酯－正丁醇－水 反相柱色譜：吸附劑為Rp-18、Rp-8或Rp-2， 流動(dòng)相為甲醇-水，乙腈-水,提取分離,練 習(xí),泡沫試驗(yàn)可用于（ ）成分的鑒別。 A、黃酮 B、揮發(fā)油 C、生物堿 D、皂苷,皂苷是否有溶血現(xiàn)象一般與（

23、 ）有關(guān)。A、糖類(lèi) B、苷元 C、糖數(shù)量 D、苷,人參皂苷具有溶血的是________型和_________型，具有抗溶血的_______型，因此，總皂苷_________溶血作用，溶血強(qiáng)度用_________表示。,皂苷類(lèi)化合物的分離過(guò)程中，將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）混合劑 D、正丁醇,目

24、前皂苷類(lèi)成分提取的通法有哪些？利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)提取人參總皂苷的工藝路線？,練 習(xí),( )多具有羧基，所以又常被稱(chēng)為酸性皂苷。A、甾體皂苷 B、黃酮苷 C、三萜皂苷 D、強(qiáng)心苷,一般皂苷提取分離過(guò)程中最常選用的試劑是（ ）。A、正丁醇 B、乙酸乙酯 C、乙醚 D、氯仿,1、A、主要含有香豆素成分 B、主要含木脂素成分 C、主要含三萜皂苷類(lèi)成分 D、主要

25、含甾體皂苷類(lèi)成分 E、主要含揮發(fā)油（1）五味子（B） （2）人參（C）（3）薄荷（E） （4）秦皮（A）2、從水溶液中萃取皂苷常選用的溶劑是（D） A、乙醚 B、乙醇 C、乙酸乙酯 D、正丁醇 E、丙酮3、A、乙醚沉淀法 B、膽甾醇沉淀法

26、 C、鉛鹽沉淀法 D、吉拉德試劑提取法 E、酸水提取法（1）自總皂苷中分離甾體皂苷可選用的方法是（B）（2）自總皂肝中分離酸性皂苷可選用的方法是（C）（3）自中藥乙醇提取濃縮液中分離總皂苷可選用的方法是（A）（4）自總皂苷元中分離含羰基的皂苷元可選用的方法是（D）,練 習(xí),三 萜,結(jié)構(gòu)鑒定,,三萜及其皂苷結(jié)構(gòu)確定,,核磁共振譜特征,質(zhì)譜特征,紫外光譜特征,結(jié)構(gòu)鑒定,齊墩果烷型三萜的UV特征,結(jié)構(gòu)中有一

27、個(gè)孤立雙鍵：205-250 nm 處有微弱吸收;α,β-不飽和羰基λmax：242-250nm；異環(huán)共軛雙烯λmax：240、250、260 nm；同環(huán)共軛雙烯λmax：285 nm。11-oxo,Δ12-齊墩果烷型化合物中，18β-H時(shí)， λmax：248-249 nm；18α-H時(shí)， λmax：242-243 nm；,結(jié)構(gòu)鑒定,齊墩果烷型三萜的質(zhì)譜,1. Δ12-齊墩果烯型三萜1) EI-MS顯示分子離子峰，以及失去CH3

28、、OH或COOH的碎片峰；2) 一般都有較特征的反Diels-Alder (RDA)裂解產(chǎn)生含有A、B環(huán)和C、D環(huán)的離子；,結(jié)構(gòu)鑒定,齊墩果酸的EI-MS,結(jié)構(gòu)鑒定,2. 11-oxo,Δ12-齊墩果烷型三萜 該類(lèi)化合物除發(fā)生RDA裂解之外，還有麥?zhǔn)现嘏虐l(fā)生。,結(jié)構(gòu)鑒定,3. 三萜皂苷多采用FD或FAB電離，正模式下得到[M+H]+，[M+Na]+，[M+K]+，負(fù)模式下得到[M-H]-。分析準(zhǔn)分子離子峰和碎片峰可以給出分子

29、中糖單元的連接順序信息。另外還可采用電噴霧質(zhì)譜ESI-MS，多級(jí)質(zhì)譜MSn等進(jìn)行皂苷結(jié)構(gòu)的研究。,結(jié)構(gòu)鑒定,核磁共振氫譜 1H-NMR,三萜類(lèi)化合物的氫譜在高場(chǎng)區(qū)重疊嚴(yán)重，峰形復(fù)雜，僅可辯認(rèn)甲基質(zhì)子信號(hào)，故呈現(xiàn)“小山上長(zhǎng)小樹(shù)”的形狀。中場(chǎng)和低場(chǎng)區(qū)信號(hào)可給出重要信息。,結(jié)構(gòu)鑒定,Grandifoliolenone的氫譜,結(jié)構(gòu)鑒定,核磁共振碳譜 13C-NMR,角甲基一般出現(xiàn)在δ8.9～33.7，其中23-CH3和29-CH3為e鍵甲基，

30、出現(xiàn)在低場(chǎng)，δ值依次為28和33左右。糖上碳和苷元中與氧相連的碳的δ值為60～90;糖的端基碳在δ95－105;烯碳在δ109－160;羰基碳為δ170－220。,結(jié)構(gòu)鑒定,1. 雙鍵位置及結(jié)構(gòu)母核的確定,根據(jù)碳譜中苷元的烯碳的個(gè)數(shù)和化學(xué)位移值不同，可推測(cè)一些三萜的雙鍵位置。多數(shù)齊墩果烷、烏蘇烷、羽扇豆烷類(lèi)三萜主要烯碳化學(xué)位移如下表：,結(jié)構(gòu)鑒定,結(jié)構(gòu)鑒定,2. 苷化位置的確定,三萜3-OH苷化，一般C-3向低場(chǎng)位移8~10，而