1、中药化学,药学院中药化学教研室陈 勇,三 萜,1、定义： 三萜类(triterpenes)化合物是一类基本母核由30个碳原子组成的萜类化合物，其结构根据异戊二烯定则可视为六个异戊二烯单位聚合而成。 游离三萜与糖结合成甙后，振摇可产生持久性似肥皂样的泡沫，故有皂苷之称。 游离三萜 + 糖 三萜皂苷,概 述,2、三萜的分布,三萜广泛存在于自然界，单子叶植物和双子叶植物中均有分布。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。动物中也有分布，如从羊毛脂中分离出羊毛脂醇，从鲨鱼肝脏中分离出鲨烯；,概 述,
2、3、存在形式：游离、与糖结合成苷 三萜皂苷由三萜皂苷元(triterpene sapogenins)和糖组成。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）或其它位羟基次皂苷：原生苷被部分降解的产物,概 述,4、作用 皂甙是很好的表面活性剂 镇咳祛痰作用-对粘膜有一定的刺激性 抑菌消炎作用 个别皂甙还有一些特殊的生理作用，如甘草皂甙具有促肾上腺皮质激素样作用，人参皂甙有强壮作用。,概 述,三 萜,三萜,分 类,a、由30个C原子组成四个环，C17连接一8个C的侧链。b、-C
3、H3多。c、若为苷，糖可连接在C3-OH上，也可连接在C6-OH上。d、稠合：反-反-反。,结构特点?,分类四环三萜,1) A/B、B/C、C/D环均为反式2) C10、C13位有两个-CH3, C14位有 一个-CH3。3) C20为R 构型，即C20为-H4) C17侧链为构型。5) C3位常有-OH存在。,结构特点?,一、羊毛甾烷 (lanostane) 型,分类四环三萜,二、达玛甾烷 (Dammarane) 型,结构特点?,C13位甲基移到C8位， 且为型。2) C20位构型可为R型或S型。,分类四环三萜,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-
4、C=O，11-C=O，15-C=O，23-C=O，27-CH327-COOH，是( )的高度氧化化合物。,羊毛甾烷,分类四环三萜,人参皂苷(ginsenosides) :以下为由20(S)-原人参二醇衍生的皂苷.人参皂苷Rb1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。,分类四环三萜,20S型结构在HCl中可转化为20R型.,HCl,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。,分类四环三萜,三、甘遂烷型,与羊毛甾烷型类似，A/B，B/C，C/D环均为反式； 但13，14位甲基
5、与羊毛甾烷型相反，分别为、-CH3，且20位为S构型。,结构特点?,分类四环三萜,四、环阿尔廷型(cycloartane),与羊毛甾烷不 同之处： 19位甲基与9位 脱氢形成三元环。,分类四环三萜,结构特点?,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 。,分类四环三萜,五、葫芦烷 (cucurbitane) 型,结构特点?,A、B环上取代与羊毛甾烷不同，其余相同。具有C9-CH3，C8-H，C10-H。,分类四环三萜,六、楝烷型,结构特点：分子中有26个碳原子；A/B,
6、B/C, C/D均为反式；具有C8-CH3，C10-CH3，C13-CH3。,分类四环三萜,七、原萜烷 (protostane) 型,结构特点：与达玛烷型比较，实际上是达玛烷型的立体异构体。1）C8-CH3为型，C9-H为型；C13-H为型，C14-CH3为型。2）C17侧链为型。,分类四环三萜,a、30个C原子组成五个环，形成多氢苉的母核。也有E环五元环的。b、-CH3多，C4-2个甲基，10、8、14、17各一个甲基，C20二个甲基，也有C19、C20各一个甲基的，双键常在12（13）。c、若为苷，糖大多连在C3-OH上。d、常含-COOH，故三萜皂甙又称为酸性皂甙。,五环三萜,分类五环三
7、萜,一、齐墩果烷型 (oleanane)，又称-香树脂烷型 (-amyrane),结构特点？,1) A/B环反式，（即，C5 -H），B/C，C/D环均为反式，D/E环为顺式。2) C28位有羧基，有时C24位也有，故也称为酸式皂苷；C12、C13位往往有不饱和双键的存在。,分类五环三萜,齐墩果酸(oleanolic acid) 首先从油橄榄(习称齐墩果树)的叶中获得。 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。 刺五加、龙牙葱木中齐墩果酸的含量在10%以上。,分类五环三萜,伞形科植物柴胡,分类五环三萜,甘草中含有甘草次酸和甘草酸(glycyrrhi
8、zic acid)又称甘草皂苷(glycyrrhizin或甘草甜素。,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。但只有18-H的甘草次酸才有此活性，18H者无此活性。,分类五环三萜,二、乌苏烷(ursane)型 又称-香树脂烷(-amyrane)型,结构特点？,与齐墩果烷型唯一不同的是C30由20位移到19位上。,分类五环三萜,乌苏酸(ursolic acid)，又称熊果酸，分布于熊果叶等植物中。具有镇静、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗溃疡、降低血糖等作用。且具有广泛的抗肿瘤作用，极有可能成为低毒有效的新型抗癌药物。,分类五环三萜,三、羽扇豆烷 (lupane) 型,结构特点
9、？,与、-香树脂烷型不同点在于E环变为五元环，多出一个异丙烯基，且A/B、B/C、C/D、D/E环均为反式稠合。,分类五环三萜,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。,分类五环三萜,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。,四、木栓烷(friedelane)型,由齐墩果烯经甲基移位转变而来。,分类五环三萜,雷公藤酮是失去25甲基的木栓烷型衍生物,分类五环三萜,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
10、异丙基移到C22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。,分类五环三萜,异何伯烷型的结构特点：与何伯烷型相比，C21位异丙基为型。,分类五环三萜,三 萜,一、性状1、形态 苷不易结晶，苷元较好结晶。2、味 苦、辛辣，也有甜味；有刺激性。3、吸湿性。4、多数酸性 羧基在糖上或在苷元上，但人参 皂苷和柴胡皂苷是中性皂苷。,理化性质,（刺激性、吸湿性、酸性）,二、溶解度 游离亲脂；成苷亲水 可溶于水、甲醇、乙醇；难溶于丙酮、乙醚；在含水的正丁醇中有较大的溶解度，常利用来提取皂苷。 具助溶性促进其他成分在水中的溶解。,理化性质,三、发泡性（表面活性） 水溶液能
11、产生持久性泡沫，且不因加热而消失，蛋白质也产生泡沫，却因加热而消失。利用泡沫性初步判断是否有皂苷存在。,皂苷水液 振摇 泡沫(15min以上) 泡沫高度不降低蛋白质水液 振摇 泡沫 泡沫消失(凝固),理化性质,四、溶血性皂苷的水溶液大多能破坏红血球而有溶血作用机理：与胆甾醇结合生成水不溶性的分子复合物。,注意：人参总皂甙没有溶血现象。B型、C型人参皂苷显著的溶血作用；A型人参皂苷-抗溶血作用。,理化性质,五、水解性三萜皂苷可被酸或酶水解,但水解条件较其它苷强烈， (糖大多是-羟基糖) 用有机酸如20%HAc中几乎无水解作用， 常用2-4M的HCl或H2SO4水解皂苷，还可加热、加压,为了避免苷
12、元结构的破坏，采用的方法： 光分解法、Smith氧化降解法、酶解法、土壤微生物淘汰培养法。,理化性质,理化性质,六、显色反应,Liebermann-Burchard反应,样品(溶于CHCl3)+醋酐-浓H2SO4(20:1)红紫,2、Kahlenberg反应(五氯化锑或三氯化锑反应),3、Salkowski反应(氯仿-浓硫酸反应),样品溶于氯仿+五氯化锑灰蓝、蓝、灰紫色 （6070）,样品溶于氯仿+H2SO4 H2SO4层 血红或蓝色,CHCl3层 绿色荧光,4、Rosen-Heimer反应(三氯乙酸反应) 样品点样PC 或TLC+三氯乙酸试剂红色紫色(100)5、Tschugaev反应(冰乙
13、酸-氯化锌-乙酰氯反应)淡红紫红6、沉淀反应 (金属盐反应) 酸性皂甙(三萜皂甙)+中性盐(醋酸铅,硫酸铵)沉淀 中性皂甙(甾体皂甙)+碱性盐(碱式醋酸铅)沉淀,理化性质,三 萜,（1）醇提（2）亲脂性有机溶剂提（3）酸水解有机溶剂提取法（4）含羧基皂苷元碱提,可用碱溶酸沉法提取的成分类型有哪些？,提取分离,1、皂苷元提取方法, 正丁醇法,2、三萜皂苷的提取,（1）提取通法 醇提，正丁醇萃取,提取分离,（2）大孔树脂法,2、三萜皂苷的提取,提取分离,3、分离（1）分段沉淀法,提取分离,粗皂苷(溶于EtOH) +Et2O或Et2O,Me2CO 滤液 沉淀(皂苷)滤液+Et2O或Et2O,Me2C
14、O 滤液+Et2O或Et2O,Me2CO 滤液 沉淀(皂苷) 沉淀(皂苷),(2) 色谱分离法吸附柱色谱法三萜类化合物 吸附剂硅胶 流动相氯仿-甲醇不同比例or氯仿丙酮等洗脱。分配柱色谱法 三萜皂苷 支持剂：硅胶 洗脱剂：氯仿甲醇水；二氯甲烷甲醇水； 乙酸乙酯正丁醇水 反相柱色谱：吸附剂为Rp-18、Rp-8或Rp-2， 流动相为甲醇-水，乙腈-水,提取分离,练 习,泡沫试验可用于（ ）成分的鉴别。 A、黄酮 B、挥发油 C、生物碱 D、皂苷,皂苷是否有溶血现象一般与（ ）有关。A、糖类 B、苷元 C、糖数量 D、苷,人参皂苷具有溶血的是_型和_型，具有抗溶血的_型，因此，总皂苷_溶血作用，溶
15、血强度用_表示。,皂苷类化合物的分离过程中，将皂苷先溶于少量甲醇中，然后逐滴加入（ ），使皂苷析出。 A 、乙醚 B、丙酮 C、乙醚丙酮（1：1）混合剂 D、正丁醇,目前皂苷类成分提取的通法有哪些？利用所学知识设计提取人参总皂苷的工艺路线？,练 习,( )多具有羧基，所以又常被称为酸性皂苷。A、甾体皂苷 B、黄酮苷 C、三萜皂苷 D、强心苷,一般皂苷提取分离过程中最常选用的试剂是（ ）。A、正丁醇 B、乙酸乙酯 C、乙醚 D、氯仿,1、A、主要含有香豆素成分 B、主要含木脂素成分 C、主要含三萜皂苷类成分 D、主要含甾体皂苷类成分 E、主要含挥发油（1）五味子（B） （2）人参（C）（3）薄荷
16、（E） （4）秦皮（A）2、从水溶液中萃取皂苷常选用的溶剂是（D） A、乙醚 B、乙醇 C、乙酸乙酯 D、正丁醇 E、丙酮3、A、乙醚沉淀法 B、胆甾醇沉淀法 C、铅盐沉淀法 D、吉拉德试剂提取法 E、酸水提取法（1）自总皂苷中分离甾体皂苷可选用的方法是（B）（2）自总皂肝中分离酸性皂苷可选用的方法是（C）（3）自中药乙醇提取浓缩液中分离总皂苷可选用的方法是（A）（4）自总皂苷元中分离含羰基的皂苷元可选用的方法是（D）,练 习,三 萜,结构鉴定,三萜及其皂苷结构确定,核磁共振谱特征,质谱特征,紫外光谱特征,结构鉴定,齐墩果烷型三萜的UV特征,结构中有一个孤立双键：205-250 nm 处有微弱
17、吸收;,-不饱和羰基max：242-250nm；异环共轭双烯max：240、250、260 nm；同环共轭双烯max：285 nm。11-oxo,12-齐墩果烷型化合物中，18-H时， max：248-249 nm；18-H时， max：242-243 nm；,结构鉴定,齐墩果烷型三萜的质谱,1. 12-齐墩果烯型三萜1) EI-MS显示分子离子峰，以及失去CH3、OH或COOH的碎片峰；2) 一般都有较特征的反Diels-Alder (RDA)裂解产生含有A、B环和C、D环的离子；,结构鉴定,齐墩果酸的EI-MS,结构鉴定,2. 11-oxo,12-齐墩果烷型三萜 该类化合物除发生RDA裂解
18、之外，还有麦氏重排发生。,结构鉴定,3. 三萜皂苷多采用FD或FAB电离，正模式下得到M+H+，M+Na+，M+K+，负模式下得到M-H-。分析准分子离子峰和碎片峰可以给出分子中糖单元的连接顺序信息。另外还可采用电喷雾质谱ESI-MS，多级质谱MSn等进行皂苷结构的研究。,结构鉴定,核磁共振氢谱 1H-NMR,三萜类化合物的氢谱在高场区重叠严重，峰形复杂，仅可辩认甲基质子信号，故呈现“小山上长小树”的形状。中场和低场区信号可给出重要信息。,结构鉴定,Grandifoliolenone的氢谱,结构鉴定,核磁共振碳谱 13C-NMR,角甲基一般出现在8.933.7，其中23-CH3和29-CH3为
19、e键甲基，出现在低场，值依次为28和33左右。糖上碳和苷元中与氧相连的碳的值为6090;糖的端基碳在95105;烯碳在109160;羰基碳为170220。,结构鉴定,1. 双键位置及结构母核的确定,根据碳谱中苷元的烯碳的个数和化学位移值不同，可推测一些三萜的双键位置。多数齐墩果烷、乌苏烷、羽扇豆烷类三萜主要烯碳化学位移如下表：,结构鉴定,结构鉴定,2. 苷化位置的确定,三萜3-OH苷化，一般C-3向低场位移810，而且会影响C-4的值。糖之间连接位置的苷化位移约为+38。但糖与28-COOH成酯苷，苷化位移是向高场位移，羰基碳苷化位移约为-2，糖的端基碳一般位移至9596。,结构鉴定,3. 羟基取代位置及取向的确定,羟基取代可引起-碳向低场移3450，-碳向低场移210，而-碳则高场移09。,结构鉴定,Thank You !,,药学院中药化学教研室陈 勇,
