天然产物化学-三萜及其苷.ppt

1、天然药物化学,第七章,三萜及其苷类(Triterpenoids and Saponins),Section One Introduction,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；有的以与糖结合成苷的形式存在，称为三萜皂苷 。,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。 与甾体皂苷相同，三萜皂苷也具有溶血、毒鱼及毒贝类的作用。,三萜类(triterpenes)在自然界分布广泛，菌类、蕨类、单

2、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。,二、三萜的分布,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

3、位-OH 次皂苷：原生苷被部分降解的产物,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。,一、羊毛脂烷型,从环氧鲨烯由全椅-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-CH327-COOH，是羊毛甾烷的高

4、度氧化化合物。,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。,人参中的人参皂苷(ginsenosides):,由20(S)-原人参二醇衍生的皂苷:,由人参三醇衍生的皂苷:,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对抗溶血的作用，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

5、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。,三、甘遂烷型,从环氧鲨烯由全椅-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S构型。,四、环阿屯型,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。,膜荚黄芪具有补气，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 。,五、葫芦烷型,基本骨架与羊毛脂烷相似，但它有5-H, 10-H,9-CH3。,云南果血胆为清热解毒药，从其中分离出抗菌消炎成分血胆甲素(cucurbitacin IIa)，血胆乙素(cucu

6、rbitacin Iib)。,六、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，总称为楝苦素类成分，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 C8-CH3， C10-CH3，C13-CH3。,七、原萜烷 (protostane) 型,与达玛烷型比较，实际上是达玛烷型的立体异构体。C8-CH3为型，C9-H为型；C13-H为型，C14-CH3为型；C17侧链为型。,中药泽泻具有利尿渗湿的功效，近年来用于治疗高血脂症，对降低血清总胆固醇有疗效。已分离出泽泻萜醇A、B、C等原萜烷型三萜化合物。,多数三萜皂苷苷元以五环三萜形式存在。其C3-OH与糖结合成苷

7、，苷元中常含有羧基，故又称酸性皂苷，在植物体中常与钙、镁等离子结合成盐。五环三萜主要有下面几种类型：,一、齐墩果烷型,又称b-香树脂烷型 ，在植物界分布极为广泛。,齐墩果酸首先由油橄榄的叶子中分得，广泛分布于植物界，如在青叶胆全草、女贞果实等植物中游离存在，但大多数与糖结合成苷存在。齐墩果酸具有抗炎、镇静、防肿瘤等作用，是治疗急性黄胆性肝炎和慢性迁延性肝炎的有效药物。 含齐墩果酸的植物很多，但含量超过10%的很少，从刺五加(Acanthopanax senticosus)、龙牙葱木(Aralia mandshurica)中提取齐墩果酸，得率都超过10%，纯度在95%以上，是很好的植物资源。,甘

8、草中含有甘草次酸和甘草酸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。,二、乌苏烷型,又称-香树脂烷型(-amyrane)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C20位的甲基移到C19位上。此类三萜大多是乌苏酸的衍生物。,熊果酸（Ursolic acid） 植物来源：木犀科植物女贞(Ligustrum lucidum Ait.)叶英文名称：Glossy Privet分子式及分子量：C30H48O3 ：456.68 3-Hydroxyurs -12-en -28-oic acid (I) 药理作用： 熊果酸又名乌

9、索酸，乌苏酸，属三萜类化合物。具有镇静、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗溃疡、降低血糖等多种生物学效应。,三、羽扇豆烷型,羽扇豆烷三萜类E环为五元碳环，且在E环19位有异丙基以构型取代，A/B、B/C、C/D及D/E均为反式。,白桦脂醇(betulin)存在于中草药酸枣仁、桦树皮、棍栏树皮、槐花等中。 白桦脂酸(betulinic acid) 存在于酸枣仁、桦树皮、柿蒂、天门冬、石榴树皮及叶、睡菜叶等中。 羽扇豆醇(lupeol)存在于羽扇豆种皮中。,四、木栓烷型,由齐墩果烯经甲基移位转变而来。,五、何伯烷型和异何伯烷型,何伯烷型的结构特点：与羽扇豆烷型的主要区别在于异丙基的位置。C19位异丙基移到C

10、21位；C17位甲基移到C18位，即C28由C17位移到C18位；C21位异丙基为型。与何伯烷型相比，异何伯烷型的C21位异丙基为型。,理化性质,1.性状：苷元有较好晶型，皂苷多为无定形粉末。 2.气味：皂苷多数具有苦而辛辣味，其粉末对人体黏膜具有强烈刺激性，但甘草皂苷有显著而强的甜味，对黏膜刺激性弱。皂苷还具吸湿性。 3.表面活性：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。,4. 溶解度,皂苷：可溶于水，易溶于热水，溶于含水醇（甲醇、乙醇、丁醇、戊醇等），溶于热甲醇、乙醇；几不溶于乙醚、苯、丙酮等有机溶剂。

11、皂苷在提取的过程中会产生次级苷，水溶性下降，溶于中等极性有机溶剂（醇，乙酸乙酯）。 皂苷元：不溶于水，易溶于石油醚、苯、CHCl3、Et2O。,5.溶血作用,皂苷水溶液能与红细胞壁上的胆甾醇结合，生成不溶于水的分子复合物，破坏了红细胞的正常渗透，使细胞内渗透压增加而发生崩解，从而导致溶血现象，故皂苷又称为皂毒素(saptoxins)。因此，皂苷水溶液不能用于静脉注射或肌肉注射。 但并不是所有的皂苷都具有溶血作用，如以人参二醇为苷元的皂苷则无溶血作用。,6.沉淀反应,皂苷的水溶液可以和一些金属盐类如铅盐、钡盐、铜盐等产生沉淀。此性质可用于皂苷的分离：先用金属盐使皂苷沉淀下来，分离出来之后在对其分

12、解脱盐。 如：三萜皂苷+PbAc2沉淀分解脱铅皂苷 缺点：铅盐吸附力强，容易带入杂质，并且在脱铅时铅盐也会带走一些皂苷，脱铅也不一定能脱干净。 三萜皂苷为酸性皂苷，可用中性PbAc2沉淀，而甾体皂苷则为中性皂苷，须用碱性PbAc2沉淀。,7.显色反应,1）浓H2SO4-醋酐（Liebermann-burchard） 反应 样品溶于冰醋酸，加浓硫酸-醋酐(1:20)，产生红 紫 蓝 绿 污绿等颜色变化，最后褪色。 甾体皂苷也有此反应，但颜色变化快，在颜色变化的最后呈现污绿色；而三萜皂苷颜色变化稍慢，且不出现污绿色。,苷元的提取与分离,（一） 提取 1.醇提，提取物直接进行分离； 2.醇提，有机溶剂萃取； 3.制备成衍生物再进行分离； 4.将皂苷进行水解，有机溶剂提； （二）分离 硅胶柱层析,三萜皂苷的提取与分离,特性： 难以结晶，多为无定形粉末。 由于糖分子的引入，极性基团明显增多，致使极性增强，故具有较大的极性而易溶于醇类溶剂、含水醇及水。 难溶于弱极