皂苷类化合物

第九章皂苷类化合物学习目标•1、掌握皂苷的结构特点与分类。•2、掌握皂苷的理化性质。•3、掌握皂苷化合物的提取方法和沉淀分离法。•4、掌握皂苷的显色反应。•5、掌握人参、甘草中主要化学成分的结构类型、理化性质、提取分离方法和生物活性及储存保管注意事项。•6、熟悉甾体皂苷元的红外特征。•7、熟悉分离和纯化皂苷化合物的吸附和分配色谱法。•8、熟悉柴胡中主要化学成分结构类型及保管注意事项。•重点：皂苷类化合物的结构、皂苷的性质与提取。•难点：皂苷化合物的结构。•一、基本含义：皂苷是一类结构复杂的螺甾烷及其相似生源的甾体化合物及三萜类化合物的低聚糖苷,可溶于水,其水溶液经强烈振摇能产生大量持久性的肥皂样的泡沫。•二、生理活性：祛痰,镇咳,抗炎,抗疲劳,抗溃疡,抗菌,抗肿瘤,抑制中枢,促进核酸及蛋白质的合成。存在薯蓣科,百合科,五加科,伞形科,豆科,桔梗科,远志科,葫芦科等广泛分布。第一节结构与分类皂苷是由皂苷元和糖两部分组成，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)。糖：有单糖和寡糖。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。次皂苷:酯皂苷可被酶、酸、碱水解后的皂苷。一、甾体皂苷结构特点:皂苷元由27个碳组成,共有A.B.C.D.E和F六个环.其中E和F以螺缩酮的形式连接,共同组成螺旋甾烷。螺旋甾烷根据碳25的构型将螺甾烷类分为螺甾烷醇类(C25S)25L（绝对构型）,25βF（直立键）,neo。和异螺甾烷醇(C25R)类，25D（绝对构型）,25αF（平伏键）,iso.25R稳定性大于25S。异螺甾烷醇螺甾烷醇•组成甾体皂苷的糖种类以D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-属李糖和阿拉伯糖为主一般在3位成苷，多为寡糖苷。也有分支糖链。1、螺甾烷醇型皂苷：自然界中占绝大多数。分为螺甾烷醇型和异螺甾烷醇型。薯蓣皂苷元是异螺甾烷醇的代表，是合成甾体激素和甾体避孕药的重要原料。约莫皂苷元是螺甾烷醇的代表。•2、呋甾烷醇型：螺甾烷醇型皂苷的生源前体，称为原皂苷，最大的特征是F环开环，碳22位上多有羟基或甲基取代；碳26上羟基均与葡萄糖成苷。原菝契皂苷•3、变形螺甾烷：F环为呋喃环，碳26羟基与葡萄糖成苷。•二、三萜皂苷含有30个碳原子。苷元分为四环三萜和五环三萜。组成苷的糖常见的有葡萄糖、属李糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、夫糖、芹糖以及葡萄糖酸、半乳糖酸等。（一）四环三萜皂苷：由A.B.C.D四环30个碳原子组成,与甾醇相似,也具有环戊烷并多氢菲的四环,但在碳4.14上多三个甲基取代,结构中有侧链。1．羊毛脂甾烷(lanostane)型羊毛脂甾烷也叫羊毛脂烷，其结构特点是A/B环、B/C环和C/D环都是反式，C20为R构型，侧链的构型分别为10、13、14、17。302928272625242322212019181716151413121110987654321HHHHOHH羊毛脂甾烷羊毛脂醇•2．达玛烷(dammarane)型达玛烷型的结构特点是在8位和10位有-构型的角甲基，13位连有-H，17位的侧链为-构型，C20构型为R或S。HHH达玛烷•（二）五环三萜皂苷1、齐墩果烷型：又称-香树脂烷(-amyrane)型。此类化合物在植物界分布极为广泛，主要分布在豆科、五加科。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，C28常有-COOH，有时也在C4位，C3常有羟基，C12、C13位往往有不饱和双键的存在。HOCOOH齐墩果烷齐墩果酸123456789101112131415161718192021232425262728293022齐墩果烷(oleanane)A/B,B/C,C/Dtrans,D/Ecis•甘草(Glycyrrhizaurlensis)中含有甘草次酸和甘草酸acid)[又称甘草皂苷或甘草甜素]。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。COOHHOROH•2、乌苏烷型：又称-香树脂烷(-amyrane)型或熊果烷型。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，即在C19位和C20位上分别各有一个甲基。乌苏酸(ursolicacid)又称熊果酸，是乌苏烷型的代表性化合物。A/B,B/C,C/Dtrans,D/EcisHHH232526272930乌苏烷（ursane)19203．羽扇豆烷(lupane)型羽扇豆烷型与齐墩果烷型不同点是C21与C19连成五元环,即E环，且D/E环的构型为反式。同时，在E环的19位有-构型的异丙基取代，并有△20（29）双键。DEHHHH192021222930羽扇豆烷(lupane)第二节理化性质一、性状：多为无定型粉末,具有苦和辛辣味,对人体粘膜有刺激性,还具有吸湿性。二、溶解性：极性较大,可溶于水,易溶热水,热甲醇,热乙醇和稀醇,难溶于低极性有机溶剂。正丁醇常作为皂苷的提取溶剂。三、表面活性：皂苷的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。可借此判断皂苷。四、溶血性：皂苷的水溶液大多能破坏红细胞，产生溶血现象。因此在制备中药注射液时必须考察溶血性。其原因是皂苷与胆甾醇结合生成不溶于水的分子复合物。常用溶血指数来表示（溶血指数:在一定条件下能使血液中红细胞完全溶解的最低溶血浓度）。一般单皂苷的溶血作用明显,双皂苷较弱。五.旋光性：甾体皂苷的旋光度为左旋。六、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。七、颜色反应：多利用甾体的反应。1、醋酐-浓硫酸：三萜皂苷显红紫色；甾体皂苷显蓝绿色；三萜皂苷加热到100℃显色。2、三氯醋酸：甾体皂苷加热到60℃显色。3、氯仿-浓硫酸：氯仿层显红色或蓝色，硫酸曾有绿色荧光。4、香草醛-硫酸/高氯酸：可做定量。第三节提取分离一、提取总皂苷的提取可以先用甲醇、乙醇或稀乙醇提取,然后用正丁醇萃取或用丙酮、乙醚沉淀。1.正丁醇提取法；2.溶剂沉淀法：用丙酮或乙醚；3.碱水提取：对酸性皂苷可用；4.皂苷元的提取：(1)先提总皂苷,再水解；(2)植物原料直接酸水解,再用有机溶剂提取。二、分离1.沉淀法：(1)溶剂沉淀法：分段沉淀；(2)铅盐沉淀法：中性醋酸铅：酸性皂苷沉淀；碱性醋酸铅：中性皂苷沉淀。(3)胆甾醇沉淀法。2、吉拉尔试剂法：含羰基的化合物(247)；3、层析法：(1)硅胶、氧化铝：分离苷元(2)反相高压液相：用甲醇-水,乙腈-水洗脱。第四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ß-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型在和，糖多为葡萄糖、阿拉伯糖、木糖；B型在和，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。作业10一、单选题A型题1、原人参二醇是A、β-香树脂烷型三萜B、α-香树脂烷型三萜C、达玛甾烷型D、羊毛脂甾烷型E、甾醇类B型题[2-6]A、三萜皂苷B、新木脂素C、香豆素D、甾体皂苷E、生物碱2、柴胡中的主要成分:3、人参中的A、B型皂苷元:4、知母中的主要成分:5、厚朴中的主要成分:6、黄连中的主要成分:[7-10]A、三氯乙酸反应B、molish反应C、中性醋酸铅D、吉拉尔试剂7、区别甾体皂苷和三萜皂苷:8、区别三萜皂苷元和三萜皂苷:9、区别酸性皂苷和中性皂苷:10、区别含羰基的和不含羰基的三萜: