搜索
第八章皂苷类化合物学习目标•1、了解皂苷化合物的分类及生物活性。•2、掌握三萜皂苷和甾体皂苷的结构类型、理化性质及提取方法。•3、熟悉三萜皂苷和甾体皂苷的结构鉴定方法。•4、掌握强心苷的理化性质。•重点：三萜皂苷和甾体皂苷的结构类型、理化性质及提取。•难点：三萜皂苷和甾体皂苷的结构鉴定方法。第一节概述（Introduction）皂苷是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类糖苷。主要分布于陆地高等植物中，也少量存在于海洋（海参）中。皂苷由皂苷元和糖、糖醛酸或其他有机酸所组成。组成皂苷的糖常见的有：葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖和其他戊糖类。依据苷元分为两类：甾体皂苷元(中性皂苷)和三萜皂苷元(酸性皂苷)。根据苷元连接糖链数目不同,可分为单糖链皂苷(单皂苷):由一条糖链形成；双糖链皂苷(双皂苷):由两条糖链分别和皂苷元分子中两个不同位置的羟基或羧基结合成酯苷。三糖链皂苷等。•三萜又可分为四环三萜和五环三萜，其中以五环三萜为常见。四环三萜型皂苷中以达玛烷型皂苷研究较多，且较深入；五环三萜型皂苷中作药用的以齐墩果烷型皂苷研究最多。•甾体皂苷中又分为螺旋甾烷类皂苷和呋喃甾烷类皂苷，以螺旋甾烷类皂苷生理活性为显著。•甾体皂苷主要存在于单子叶植物百合科的丝兰属和知母属，以及菝葜科、薯蓣科、龙食兰科等；双子叶植物中也有发现，如豆科、玄参科、茄科等。•三萜皂苷在豆科、五加科、伞形花科、报春花科、葫芦科等植物中比较普遍。很多重要的中药如人参、三七、绞股蓝、柴胡、黄芪、远志、商陆、桔梗和知母等所含的皂苷成分均已得到系统的研究。•皂苷为一种表面活性剂，应用于乳化剂、洗洁剂、发泡剂的制造。•皂苷类化合物具有多种生理功能，是许多植物药的主要活性成分。•皂苷的主要生物活性：抗肿瘤和细胞毒作用；免疫调节作用；抗微生物作用；心血管系统活性；抗炎、抗渗出、抗水肿作用；其它。抗肿瘤和细胞毒作用•最令人激动的是近年来报道的取自百合科的虎眼万年青（ornithogalumsaundersiae）甾体类皂苷及其同系物，它们在体外对人体细胞无毒性，而对恶性肿瘤细胞却具有极强的毒性，可达临床常用抗癌药物如丝裂霉素、表柔比星、顺铂、喜树碱和紫杉醇的100倍。•三萜皂苷土贝母苷甲和人参皂苷Rg3等。防治心脑血管疾病：地奥心血康胶囊——含8种由黄山药中提取的甾体皂苷，总量在90%以上，治疗冠心病。心脑舒通——由蒺藜果实中提取的总甾体皂苷，用于心脑血管疾病的防治。盾叶冠心宁——从盾叶薯蓣中提取的水溶性皂苷。三七皂苷、黄芪皂苷等。•免疫调节作用：人参皂苷，绞股蓝皂苷•抗微生物作用(抗病毒、抗真菌作用)：柴胡皂苷、苷草甜素•抗炎、抗渗出、抗水肿作用：七叶皂苷等第二节三萜及其苷类(TriterpenoidsandSaponins)SectionOneIntroduction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(C5H8)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(Triterpenoidsapogenins)；有的以与糖结合成苷的形式存在，称为三萜皂苷(Triterpenoidsaponins)。•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。•三萜皂苷与甾体皂苷都具有溶血、毒鱼及毒贝类的作用。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：3、28（酯皂苷）或其它位-OH次皂苷：原生苷被部分降解的产物13478911121315171920212223242627282910HH30(lanostane18H羊毛脂烷型)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。SectionTwoBiosynthesisofTriterpenoids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。OPOP2017141310HHHHOO环化酶焦磷酸金合欢酯鲨烯2，3-环氧角鲨烯羊毛甾醇SectionThreeTetracyclicTriterpenoids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(tetracyclictriterpenoids)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。13478911121315171920212223242627282910HH30(lanostane18H羊毛脂烷型)甾一、羊毛甾烷型从环氧鲨烯由椅-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,,-CH3，C20为R构型，C17侧链为β构型,C3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，27-CH3→27-COOH，是羊毛甾烷的高度氧化化合物。2017141310HHHHHCOOHOOHOOOganodericacidC灵芝是一种药用真菌，我国汉代《神农本草经》和明代《本草纲目》已有记载，认为有益心气、益肺气、补肝气、坚筋骨、利关节、治耳聋等功效。《泰山药物志》（1919年）记载：“饮之目明脑清，以静肾坚，真宝物也”，“宁神益精，服之延年，返老还童”。七十年代有关部门深入研究发现，灵芝有止咳、平喘、安神、降血脂、平血压、解毒、增强冠动脉血流量、延缓神经性疲劳、提高机体抗缺氧能力等作用。临床试验证明，疗效显著。因此，各种灵芝产品畅销于国内外市场。灵芝【Ganodermalucidum(LeyssexFr.)Karst】在现代分类学上属于担子菌门、多孔菌目、灵芝菌科、灵芝属。灵芝属的品种全世界已知的有100余种，我国有记录的有57种。灵芝在真菌分类学上一般以赤芝为代表种,此外还有紫芝、薄树芝、平盖灵芝、松衫灵芝等。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。19HH10131417OHR1OOR2OOR32024cycloastragenolHHHastragalosideIxyl(2,3-diAc)glcHastragalosideVglc_xyl-HglcastragalosideVIIxylglcglcR1R2R3黄芪是名贵中药材，根据药典记载有补气固表、利尿之功效，民间还有冬令取黄芪配成滋补强身之食品的习惯。因此黄芪年消耗量十分庞大。而药用部分是根，一旦根部被刨取，整个植株不再存活。黄芪的野生资源在大量采挖的情况下日渐稀少。为此确定该植物为国家三级保护植物。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,C13位-CH3移到C8位,C13有-H,C17有侧链,C20构型为R或S。1347891112131517181920212223242627282910HHH30dammarane达玛烷型（）举例：人参中含有人参皂苷(ginsenosides)人参中的人参皂苷(ginsenosides):20R原人参二醇R=H20R原人参三醇R=-OH20S原人参三醇R=-OH20S原人参二醇R=HHOHOHO2017141310HHHHHOHOR8H2017141310HHHHOR8H由20(S)-原人参二醇衍生的皂苷:H8OglcglcHHH1013141720HORO2ginsenosideRRa1-glc-6-ara(p)-4-xylRa2-glc-6-ara(f)-2-xylRb1-glc-6-glcRb2-glc-6-ara(p)Rc-glc-6-ara(f)Rd-glcRg1-H(20R)20(s)-protopanaxadiol由人参三醇衍生的皂苷:H8HOOR1HHH1013141720HOR2O20(s)-protopanaxatriolginsenosideR1R2Reglc-2-rhaglcRfglc-2-glcH(20s)•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。人参Panaxginseng五加科植物栽培品称“园参”，野生者称“山参”。其中经洗净晒干者为生晒参；除去侧根和细根，蒸熟晒干或烘干者为红参。生晒参适用于气阴不足者；红参偏温，适用于气弱阳虚者。人参产于朝鲜的为高丽参。浆果状核果扁球形，熟时鲜红色（习称亮红顶）伞形花序主根人参为东北特产之一，由于根部肥大，形若纺锤，常有分叉，全貌颇似人的头、手、足和四肢，故而称为人参。［人生］古代人参的雅称为黄精、地精、神草。人参被人们称为“百草之王”，是闻名遐迩的“东北三宝”（人参、貂皮、鹿茸）之一，是驰名中外、老幼皆知的名贵药材。在中国医药史上，使用人参的历史十分久远。早在战国时代，良医扁鹊对人参药性和疗效已有了解；秦汉时代的《神农本草经》将其列为药中上品。生长于东北阔叶林与针叶林混生的人际罕至的原始森林中，是中国一类保护植物。•三七参与高丽参、西洋参统称世界三大参，其中以三七在民间知名度最低。最新研究发现人参皂甙高丽参含量最高，故高丽参又被称为“人参之王”，特别是对血液类疾病具有很好疗效，有血液卫士之称。三、葫芦烷型基本骨架与羊毛脂烷相似，但它有5-H,10-H,9-CH3。A/B、C/D环为反式，B/C环为顺式。HHHH918(cucurbitane)葫芦烷型1085从葫芦科雪胆属植物的根中分离出抗菌消炎成分血胆甲素(cucurbitacinIIa)，血胆乙素(cucurbitacinIib)。188H1013141720HOOORHOHOOHHO血胆乙素R=H血胆甲素R=CH3四、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，总称为苦楝素类成分，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