三萜及其苷类

关于三萜及其苷类12[基本内容]

四环三萜及五环三萜类化合物，如羊毛甾烷型、达玛烷型、齐墩果烷型、乌苏烷型的基本骨架特征。三萜类皂苷的提取分离方法，分配色谱，如各种中低压反相柱色谱、高压液相色谱（HPLC）等。三萜皂苷类结构研究中的苷键裂解，三萜类化合物的MS及NMR谱的特征。第2页,共98页，2024年2月25日，星期天3[基本要求]掌握四环三萜和五环三萜的结构特征，分类；三萜类化合物MS及NMR谱的特征熟悉三萜类化合物的提取分离方法。

第3页,共98页，2024年2月25日，星期天4内容第一节

概念

分类第二节

理化性质第三节

提取分离方法第四节

结构研究方法第五节

第4页,共98页，2024年2月25日，星期天5第一节概述定义：由6个异戊二烯单位组成的30个碳原子的萜类化合物。可以以游离状态或苷的形式存在，其苷类化合物多数可溶于水，水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫，故被称为三萜皂苷（triterpenoidsaponins）。2.生物活性：三萜及其皂苷广泛分布于自然界，具有广泛的生物活性，如溶血、抗癌、抗炎、抗菌、杀软体动物、抗生育等活性。第5页,共98页，2024年2月25日，星期天6齐墩果酸－－治疗肝炎。甘草次酸琥珀酸半酯的钠盐－－－抗溃疡药。具有羧基的三萜和三萜皂苷化合物多具有抗肿瘤活性第一节概述如：齐墩果酸甘草次酸

皂苷具有表面活性剂的作用－－稳定剂、洗涤剂和起泡剂。第6页,共98页，2024年2月25日，星期天7

3、三萜类化合物的生物合成三萜是由鲨烯（squalene）经过不同的途径环合而成，鲨烯是由倍半萜金合欢醇（farnesol）的焦磷酸酯尾尾缩合而成。第一节概述第7页,共98页，2024年2月25日，星期天8第8页,共98页，2024年2月25日，星期天9

第一节概述

多数三萜为四环三萜和五环三萜，也有少数为链状、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新骨架类型的三萜类化合物。第9页,共98页，2024年2月25日，星期天10内容第一节

概述

分类第二节

理化性质第三节

提取分离方法第四节

结构研究方法第五节

第10页,共98页，2024年2月25日，星期天11第二节分类四环和五环三萜三萜无环三萜单环三萜双环和三环三萜第11页,共98页，2024年2月25日，星期天12四环三萜达玛烷型（dammarane）

羊毛脂烷型（Lanostane）环阿屯烷（cycloartane）甘遂烷（tirucallane）葫芦烷（cucurbitane）楝烷型（meliacane）第12页,共98页，2024年2月25日，星期天13a、达玛烷型（dammarane）

结构特点:环互为反式稠合，8、10位为β-CH3，13位β-H，17位β-侧链，C-20构型R或S，3位多有羟基，或糖苷化。dammarane第二节分类1)四环三萜第13页,共98页，2024年2月25日，星期天14

如：五加科植物人参中的皂苷第二节分类1)四环三萜a、达玛烷型（dammarane）原人参二醇型第14页,共98页，2024年2月25日，星期天15

五加科植物人参中的皂苷第二节分类原人参三醇型第15页,共98页，2024年2月25日，星期天16《神农本草经》列为上品，主补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，明目，开心益智，久服有轻身延年之功效。第16页,共98页，2024年2月25日，星期天17

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）第二节分类人参皂苷的水解：第17页,共98页，2024年2月25日，星期天18第18页,共98页，2024年2月25日，星期天19

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

消除第二节分类获得次生人参皂苷元氧化碱解法：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。第19页,共98页，2024年2月25日，星期天20①IO4-②BH4-③H+①HCl②t-BuO-③H+20(S)原人参二醇20(R)次皂苷20(S)20(R)人参二醇第二节分类第20页,共98页，2024年2月25日，星期天21b.羊毛脂烷（Lanostane）A/B、B/C、C/D环均为反式，10、13位β-CH3,14位α-CH3,C-20为R构型第二节分类lanostane第21页,共98页，2024年2月25日，星期天22

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第二节分类第22页,共98页，2024年2月25日，星期天23野生无柄赤芝野生平盖灵芝野生云芝野生紫芝灵芝第23页,共98页，2024年2月25日，星期天24c.甘遂烷（tirucallane）A/B、B/C、C/D环均为反式，13α-CH3

、14位β-CH3，C-20为α-侧链（20S）。tirucallane第二节分类第24页,共98页，2024年2月25日，星期天25从藤桔属植物Paramignyamonophylla

分得的成分如下：第二节分类第25页,共98页，2024年2月25日，星期天26d环阿屯烷（环阿尔廷，cycloartane）

基本骨架与羊毛脂烷相似，差别：环阿屯烷19位甲基与9位脱氢形成三元环。cycloartane第二节分类第26页,共98页，2024年2月25日，星期天27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第二节分类黄芪（Astragalusmembranaceus）补气诸药之最第27页,共98页，2024年2月25日，星期天28e、葫芦烷（cucurbitane）特点：5β-H、8β-H、10α-H,9位连有β-CH3,其余与羊毛甾烷一样。第二节分类cucurbitane第28页,共98页，2024年2月25日，星期天29从雪胆属植物的根中分离得到的一些成分雪胆甲素R=Ac雪胆乙素R=H第二节分类雪胆曲莲中华雪胆大籽雪胆第29页,共98页，2024年2月25日，星期天30f、楝烷型（meliacane）如：芸香目植物中的楝苦素类成分14－β-H，13－αCH3，17-α侧链，其余同达玛烷型第二节分类meliacane第30页,共98页，2024年2月25日，星期天31dammaranetirucallanelanostanecycloartanecucurbitane第31页,共98页，2024年2月25日，星期天32五环三萜齐墩果烷型（oleanane）

乌苏烷（ursane）木栓烷（friedelane）羽扇豆烷（lupane）第32页,共98页，2024年2月25日，星期天33

a、齐墩果烷（oleanane）型，又称β-香树脂烷（β-amyrane）型oleanane甘草次酸10232425262729302324第二节分类2)、五环三萜(pentacyclictriterpenoids)第33页,共98页，2024年2月25日，星期天34A/B、B/C、C/D环为反式，D/E环为顺式。C-3常有-OH取代；C-28-CH3易被氧化成酸或CH2OH第二节分类第34页,共98页，2024年2月25日，星期天35

齐墩果酸（oleanoicacid)临床用于治疗肝炎第二节分类R甘草次酸H甘草酸

-D-gluA2

-D-gluA-乌拉尔甘草皂苷A

-D-gluA2

-D-gluA-乌拉尔甘草皂苷B

-D-gluA3

-D-gluA-黄甘草皂苷

-D-gluA4

-D-gluA-第35页,共98页，2024年2月25日，星期天36b乌苏烷（ursane）型，又称

-香树脂烷（

-amyrane）型

乌苏烷乌苏酸（ursanoicacid)

具有抗菌活性第二节分类第36页,共98页，2024年2月25日，星期天37与齐墩果烷的区别：29-CH3由α变成β且连在19位。第二节分类积雪草酸R1=H，R2=H羟基积雪草酸R1=OH，R2=H积雪草苷R1=H，R2=glc-glc-rha羟基积雪草苷R1=OH，R2=glc-glc-rha积雪草（Centellaasiatica）第37页,共98页，2024年2月25日，星期天38c.羽扇豆烷（lupane）lupaneE环为5元环；C-19位为α-构型异丙基。所有环/环之间均为反式。第二节分类第38页,共98页，2024年2月25日，星期天39如：第二节分类白桦酸(betulinicacid

)白桦醇(betulin)酸枣仁（SemenZiziphiSpinosae）第39页,共98页，2024年2月25日，星期天40d、木栓烷（friedelane）

木栓烷（friedelane）第二节分类第40页,共98页，2024年2月25日，星期天41

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）第二节分类第41页,共98页，2024年2月25日，星期天42e、hopane与isohopaneHopaneR=b-Ha-CH(CH3)2isohopaneR=a–Hb-CH(CH3)2第二节分类第42页,共98页，2024年2月25日，星期天43内容第一节

概念

分类第二节

理化性质第三节

提取分离方法第四节

结构研究方法第五节

第43页,共98页，2024年2月25日，星期天44第三节理化性质一一般性质

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。

第44页,共98页，2024年2月25日，星期天45二显色反应

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。第三节理化性质第45页,共98页，2024年2月25日，星期天46二显色反应1、醋酐-浓硫酸反应（Liebermann-Burchard)样品/醋酐浓H2SO4黄

红紫蓝褪色2、五氯化锑反应样品/CHCl3or醇20%五氯化锑Or三氯化锑/CHCl360-70蓝色灰蓝灰紫第三节理化性质第46页,共98页，2024年2月25日，星期天47二显色反应

3、三氯醋酸反应（Rosen-Heimer）TLCPC25%三氯醋酸/EtOH红

紫4、氯仿-浓硫酸反应（Salkowski）样品/CHCl3浓H2SO4CHCl3层（红、蓝色或绿色荧光）第三节理化性质第47页,共98页，2024年2月25日，星期天485、冰醋酸—乙酰氯反应（Tschugaeff）：样品/冰醋酸

淡红色或紫红色。

乙酰氯及氯化锌具有三萜母核的化合物均可反应。第三节理化性质二显色反应三表面活性

皂苷水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫，因其具有降低水溶液表面张力的缘故。故皂苷可作为清洁剂、乳化剂。第48页,共98页，2024年2月25日，星期天49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、粘液质第三节理化性质第49页,共98页，2024年2月25日，星期天50四溶血作用

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。第三节理化性质

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。第50页,共98页，2024年2月25日，星期天51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。第三节理化性质第51页,共98页，2024年2月25日，星期天52五沉淀反应

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。第三节理化性质第52页,共98页，2024年2月25日，星期天53内容第一节

概念

分类第二节

理化性质第三节

提取分离方法第四节

结构研究方法第五节

第53页,共98页，2024年2月25日，星期天54第四节提取与分离一提取：1.三萜苷元类化合物的提取：多采用极性较小的溶剂进行回流提取

2.三萜皂苷类化合物的提取：多采用极性较大的溶媒提取，如甲醇、乙醇、含水醇等。第54页,共98页，2024年2月25日，星期天55二分离1.系统溶剂萃取法

总提取物H2O分散后，依次用石油醚、CHCl3、EtOAc、n－BuOH萃取石油醚脱脂层CHCl3三萜类EtOAcn－BuOH总皂苷层苷元第四节提取分离方法水层大极性苷第55页,共98页，2024年2月25日，星期天56二分离2.沉淀法

a.分段沉淀法利用皂苷难溶于乙醚、丙酮等溶剂而分离皂苷/醇＋乙醚or丙酮沉淀

b.皂苷/水溶液+铅盐、钡盐、铜盐---沉淀。第四节提取分离方法第56页,共98页，2024年2月25日，星期天57第四节提取分离方法3.大孔树脂分离法

醇提取液减压回收醇后，通过大孔吸附树脂，先用少量水洗去糖和其它水溶性成分，后改用30%～80%甲醇或乙醇梯度洗脱，获得极性不同的皂苷。第57页,共98页，2024年2月25日，星期天584.色谱法吸附色谱：固定相为中性氧化铝、硅胶，洗脱剂为有机溶媒（极性较小、或中等极性皂苷）分配色谱：如反相HPLC、MPLC、ODS、纸色谱（极性较大皂苷）、DCCC、HSCCC。第四节提取分离方法硅胶柱色谱：CHCl3-MeOH-H2O反相色谱(Rp-18,8,2)：

MeOH-H2O,CH3CN-H2O

第58页,共98页，2024年2月25日，星期天59内容第一节

概念

分类第二节

理化性质第三节

提取分离方法第四节

结构研究方法第五节

第59页,共98页，2024年2月25日，星期天60第五节结构研究法

三萜及其皂苷的结构测定主要依照生源关系并采用化学和波谱等方法。

1.UV法：孤立双键：205－250nm

同环共轭双键：285nm

异环共轭双键：240、250、260nmα，β-不饱和羰基：235nm

第60页,共98页，2024年2月25日，星期天61UV法：能判断11-oxo、Δ12-齐墩果烷型化合物C18-H的构型：

C18-H：α构型：242－243nm，

β构型：248－249nm。第五节结构研究方法第61页,共98页，2024年2月25日，星期天622.红外光谱(IR)：

根据1245~1330cm-1、1355~1392cm-1两个区域中碳氢吸收峰的数目，可以区分三萜骨架结构类型。

A(1355~1392cm-1)B(1245~1330cm-1)

齐墩果烷型2个峰3个峰

乌苏烷型3个峰3个峰

四环三萜类1个峰1个峰第五节结构研究方法第62页,共98页，2024年2月25日，星期天633.质谱（MS）五环三萜裂解化合物质谱裂解的共同规律有环内双键，较特征的RDA裂解无环内双键，常从C环裂解为两个碎片；有时可同时产生RDA和C环裂解；第五节结构研究方法第63页,共98页，2024年2月25日，星期天64第五节结构研究方法有环内双键，较特征的RDA裂解第64页,共98页，2024年2月25日，星期天653.质谱（MS）第五节结构研究方法无环内双键，常从C环裂解为两个碎片；第65页,共98页，2024年2月25日，星期天664.核磁共振（NMR)1H-NMR：提供的信息甲基质子连氧的碳上质子烯氢质子糖的端基质子信号第五节结构研究方法4.核磁共振（NMR)第66页,共98页，2024年2月25日，星期天674.核磁共振（NMR)H-NMR：最大特征：高场出现多个甲基单峰一般甲基质子信号在

0.625～1.50间。最高场甲基（26-CH3）

δ<0.775（28-COOCH3）

δ>0.775（28-CH2OH、CH3或内酯）最低场甲基

δ1.13~1.15（27-CH3）其它小于1.0δ<1.0（27-含氧基团）第五节结构研究方法1.51-------0.78第67页,共98页，2024年2月25日，星期天68齐墩果烷型29、30位甲基以单峰出现，

：0.8～1.0乌苏烷型29、30位甲基以双峰出现

：0.8～1.0J＝6Hz30293029第五节结构研究方法第68页,共98页，2024年2月25日，星期天69

羽扇豆烷型三萜的30-CH3,因与双键相连，在

1.63～1.80间，具有烯丙偶合。30第五节结构研究方法第69页,共98页，2024年2月25日，星期天70连OH的碳上质子信号一般出现在

3.2～4，连OAc的碳上的质子信号一般为

4～5.5烯氢信号的化学位移值一般为

4.3～6环内双键质子的

一般大于5，环外双键质子的

一般小于5。第五节结构研究方法第70页,共98页，2024年2月25日，星期天71

13C-NMR-CH3δ8.9~33.7-C-O-δ60~90

烯碳:δ109~160

羰基碳:δ170~220第五节结构研究方法4.核磁共振（NMR)第71页,共98页，2024年2月25日，星期天7290°CH↑135°CH↑CH3↑

CH2↓20015010050第72页,共98页，2024年2月25日，星期天734.核磁共振（NMR)13C-NMR1).

根据烯碳的化学位移可推知五环三萜的类型第五节结构研究方法第73页,共98页，2024年2月25日，星期天74144.2123.0第五节结构研究方法齐墩果烷型第74页,共98页，2024年2月25日，星期天75150.3109.519.4第五节结构研究方法羽扇豆烷型第75页,共98页，2024年2月25日，星期天764.核磁共振（NMR)13C-NMR

2).苷化位置的确定C3苷化＋8~10C2,4（）稍向高场C28羧基成酯苷，羰基碳向高场－2。

C1’

95~96第五节结构研究方法第76页,共98页，2024年2月25日，星期天77苷化位移：苷元:C3-O-sugar,C3+8~10

糖:端基碳+7

其上OH与其它糖连接成苷的碳+3~8

酯苷:-COO-sugar-2；糖端基碳δ95

叔醇:苷元

-C+10;糖端基碳δ<100第五节结构研究方法第77页,共98页，2024年2月25日，星期天78例1：

化合物A，白色粉末(甲醇)，mp.250～252℃；Molish反应和Liebermann-Burchard反应均为阳性。完全酸水解，薄层检测，苷元为齐墩果酸，PC检测出葡萄糖醛酸和葡萄糖，用10％的KOH－MeOH碱水解后，PC检测出葡萄糖。该化合物的碳谱数据如下：第五节结构研究方法第78页,共98页，2024年2月25日，星期天79苷元部分的碳谱数据第五节结构研究方法第79页,共98页，2024年2月25日，星期天80苷元部分的碳谱数据糖部分的碳谱数据C1’105.3104.3

80.573.878.076.073.772.377.475.6172.4175.0

糖

β

－甲基苷第五节结构研究方法第80页,共98页，2024年2月25日，星期天81

糖部分的碳谱数据

糖

β

－甲基苷C1”104.3103.776.573.778.475.572.370.372.370.362.961.7C1’’’96.174.279.271.378.662.9推测该化合物的结构并写出苷元的结构式第五节结构研究方法第81页,共98页，2