第七章-三萜及其苷类

L/O/G/O第七章三萜及其苷类第一节概述三萜的结构一、定义三萜（triterpenoids）是由6个异戊二烯单位、30个碳原子组成，通式(C5H8)6。三萜皂苷(triterpenoidsaponins)是由三萜皂苷元(triterpenesapogenins)和糖、糖醛酸等组成。酸性皂苷?•皂苷中常见的糖：葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸•多为吡喃型糖，少数呋喃型糖•单糖链皂苷:1条糖链与苷元结合•双糖链皂苷:2条糖链与苷元结合•苷键--糖大多与苷元C-3位羟基结合•酯苷键--糖与苷元羧基结合---酯皂苷二、皂苷的糖及其连接方式三、分布•三萜广布于植物界•单子叶植物:泽泻•双子叶植物（三萜：菊科、豆科、大蓟科、楝科、卫矛科、茜草科、唇形科;三萜皂苷：豆科、五加科、葫芦科、毛茛科、石竹科、伞形科、鼠李科）•真菌类：灵芝、茯苓•海洋生物：海参、软珊瑚。四、生物合成途径三萜类化合物，是由倍半萜金合欢醇（farnesol）焦磷酸酯尾-尾缩合生成角鲨烯。角鲨烯（squalene）通过不同方式环合形成三萜类化合物。这样就沟通了三萜与其他萜类(倍半萜，单萜，二萜等)之间的生源关系。MVAOPPOPP+FPP(C15)FPP(C15)尾尾缩合反式角鲨烯O2,3-环氧角鲨烯HOC27甾体—3CH3羊毛甾烷椅-船-椅式构象HO20+达玛烷正离子五环三萜椅-椅-椅式构象第二节三萜化合物的结构与分类•链状三萜（鲨烯）•单环三萜（蓍醇A）•双环三萜（naurolA和B）•三环三萜（蓍醇B）•四环三萜•五环三萜一、四环三萜四环三萜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，具有环戊烷骈多氢菲的四环甾核。R173414甾体四环三萜一、四环三萜1.四环三萜的基本母核结构特征HO羊毛甾醇ABCD（1）具有环戊烷骈多氢菲的基本母核；（2）17位碳上有一个由8个碳原子组成的侧链；（3）一般母核有5个甲基；4，10，14，13or8（4）20位碳R或S构型四环三萜达玛烷型(dammarane)羊毛脂烷型(Lanostane)环阿屯烷(cycloartane)甘遂烷(tirucallane)葫芦烷(cucurbitane)楝烷型(meliacane)四环三萜的类型（一）达玛烷型H达玛烷HH134891012131417202122255从环氧角鲨烯的全椅式构象形成，其结构特点是A/B、B/C、C/D环均为反式,C8,10-CH3,C13-H,C17侧链，C20构型为R或S。人参来源：五加科植物人参的干燥根，名贵中药。功效：补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，除邪气，明目，开心益智，久服轻身延年。－－《神农本草经》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人参中的人参皂苷人参皂苷，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）人参皂苷的水解：OHO糖O+HHOHOH+O20(s)-protopanaxadiol20(s)-protopanaxatriolH+20(R)-protopanaxadiol20(R)-protopanaxatriolpanaxadiolpanaxatriol20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。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2NH2SO4水解；人参皂苷室温HCl水解叔丁醇钠消除获得次生人参皂苷元（二）羊毛脂烷型从环氧角鲨烯由椅-船-椅式构象形成，其结构特点是A/B、B/C、C/D环均为反式,C10,13-CH3,C14α-CH3,C17侧链，C20构型为R。HHH134891012131417202122255ABCD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。ganodericacidClucidenicacidA野生紫芝（三）环阿屯烷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。环阿屯烷HHH134891012131417202122255从中药黄芪当中分离得到的四环三萜多为环阿屯烷型R1R2R3cycloastragenolHHHastragalosideIxyl(2,3-diAc)glcHastragalosideVglc-xylHglc黄芪（Astragalusmembranaceus）补气诸药之最（四）甘遂烷型•A/B，B/C，C/D反式•C-13有αCH3；C-14有βCH3；C-17α链；C-20S构型甘遂烷HHH134891012131417202122255羊毛脂烷HHH134891012131417202122255（五）葫芦烷型基本骨架与羊毛脂烷相似，区别在A/B环上的取代：葫芦烷为5,8-H,10-H,9-CH3；羊毛脂烷为5,8-H,10-CH3,9-H）HH134891012131417202122255葫芦烷H羊毛脂烷HHH134891012131417202122255各结构类型间的异同H达玛烷HH羊毛脂烷134891012131417202122255HHH1348910121314172021222558-CH313-CH3环阿屯烷HHH13489101213141720212225510-CH3与9-C成环甘遂烷HHH13489101213141720212225513,14,17-C异构化HH134891012131417202122255葫芦烷H10-CH39-CH35β-HDAB二、五环三萜五环三萜齐墩果烷型(oleanane)乌苏烷(ursane)木栓烷(friedelane)羽扇豆烷(lupane)（一）齐墩果烷型（β-香树脂烷型）基本骨架是多氢蒎的五环母核A/B,B/C,C/D为反式，D/E为顺式母核上有8个甲基双键多在11或12位C-3常有-OH取代；C-28-CH3易被氧化成酸或CH2OH齐墩果烷COOHHHO齐墩果酸(olennolicacid)齐墩果酸首先由木樨科油橄榄（齐墩果）的叶子中分得，广泛分布于植物界。齐墩果酸具有降转氨酶作用，是治疗急性黄胆性肝炎和慢性肝炎的有效药物。甘草为豆科甘草属植物，具有缓急、润肺、解毒和调和诸药的作用，是常用中药。COOHHOROH甘草次酸甘草酸乌拉尔甘草皂苷A乌拉尔甘草皂苷B黄甘草皂苷RH-D-gluA2-D-gluA4-D-gluA3-D-gluA2-D-gluA--D-gluA--D-gluA--D-gluA-（二）乌苏烷型（-香树脂烷型）乌苏烷齐墩果烷乌苏酸（Ursolicacid，熊果酸）来源于木犀科植物女贞叶中，熊果酸又名乌苏酸。具有镇静、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗溃疡、降低血糖，抗肿瘤等多种生物学效应。COOHHHOHH中药地榆(Sanguisorbaofficinalis)具有凉血止血的功效COOHHOCOOHHOOH地榆皂苷元19-羟基乌苏酸（三）羽扇豆烷型E环为五元碳环，D/E为反式，19位有异丙基以α-构型取代，双键（C20/30）羽扇豆烷E白桦酸(betulinicacid)白桦醇(betulin)酸枣仁（SemenZiziphiSpinosae）（四）木栓烷型由齐墩果烯经甲基移位转变而来。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。HHHH2324252627HH28木栓烷齐墩果烯雷公藤酮（triptergone）3-hydroxy-25-nor-friedel-3,1(10)-dien-2-one-30-oicacid（25位去甲基的木栓烷型衍生物）对类风湿疾病有独特疗效。5、羊齿烷型和异羊齿烷型6、何帕烷型和异何帕烷型7、其他类型齐墩果烷乌苏烷羽扇豆烷木栓烷各结构类型的异同20第三节理化性质一、物理性质1.性状和溶解性：(1)苷元多有较好结晶，易溶于石油醚、(Et)2O、CHCl3等有机溶剂。(2)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。(3)皂苷多具有苦、辛辣味，对人体粘膜有强烈刺激性。一、物理性质2.熔点和旋光性：游离三萜类化合物有固定的熔点,皂苷的熔点都较高，但有的常在熔融前即被分解，因此无明显的熔点，一般测得的大多是分解点；三萜类化合物均有旋光性。一、物理性质3.表面活性或发泡性：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。早在古代时期，人们就知道利用皂荚树的果实皂角在水中反复揉搓产生泡沫而达到去污的目的泡沫实验：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、粘液质二、化学性质1.颜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。醋酐-浓硫酸反应（Liebermann-Burchard）甾体皂苷也有此反应，但颜色变化快，在颜色变化的最后呈污绿色。样品溶于醋酐H2SO4-醋酐（1:20）黄→红→紫→蓝→褪色•三氯醋酸反应（Rosen-Heimer）样品滤纸25%三氯醋酸乙醇液喷100℃红色渐变紫色三萜皂甙甾体皂甙三氯醋酸100C060C0显色显色•五氯化锑（或三氯化锑）反应（Kahlenberg）样品/氯仿或醇滤纸20%五氯化锑/氯仿三氯化锑饱和氯仿液或喷（均不应含乙醇和水）60-70℃蓝色、灰蓝色、灰紫色斑点在紫外灯下显蓝紫色荧光黄•氯仿-浓硫酸反应（Salkowski）样品/氯仿浓H2SO4氯仿层红色绿色荧光或蓝色硫酸层此反应适用于含有共轭双键或含有在一定条件下能生成共轭系统的不饱和双键的三萜皂苷类化合物•冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff）样品/冰醋酸乙酰氯数滴氯化锌结晶数粒稍加热淡红色或紫红色2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。3.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。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。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β-OH，16位有α-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。练习题1.下列方法中常用于检识三萜类化合物的显色反应是（）A．盐酸-镁粉反应B．Molish反应C．醋酐-浓硫酸反应D．AlCl3反应2.皂苷在以下溶剂中难溶解的是：A：苯B：水C：乙醇D：正丁醇3.该化合物属哪一类？•A.齐墩果烷型•B.乌苏烷型•C.羽扇豆烷型•D.达玛烷型1920CH3CH3CH3CH3CH3HHHCOOHCH