中藥化學(xué)-第八章 三萜類化合物

第八章三萜類化合物

(Triterpenoids)第一節(jié)概述三萜類化合物(triterpenoids)是一類根本母核由30個碳原子組成的萜類化合物，分子中有6個異戊二烯單位，通式(C5H8)6。以游離形式/苷/酯形式存在。三萜苷類化合物多數(shù)可溶于水，水溶液振搖后產(chǎn)生大量持久性肥皂樣泡沫，故亦稱作三萜皂苷(triterpenoidsaponins)，該類皂苷多具有羧基，有時也稱之為酸性皂苷。齊墩果酸第一節(jié)概述第一節(jié)概述生物合成：

少數(shù)三萜類化合物分子中碳原子多于或少于30個。不同類型三萜不同方式環(huán)合

甲戊二羥酸×2焦磷酸金合歡酯(C15)

鯊烯

三萜類化合物結(jié)構(gòu)與分類理化性質(zhì)和溶血作用提取別離檢識結(jié)構(gòu)研究第二節(jié)結(jié)構(gòu)與分類皂苷皂苷元碳環(huán)是否成苷鏈狀單環(huán)雙環(huán)三環(huán)四環(huán)五環(huán)第二節(jié)結(jié)構(gòu)與分類一、鏈狀三萜二、單環(huán)三萜2,3-環(huán)氧角鯊烯第二節(jié)結(jié)構(gòu)與分類三、雙環(huán)三萜四、三環(huán)三萜細(xì)胞毒作用lansiosideAR=N-acetyl-β-D-glucosaminelansiosideBR=β-D-glucoselansiosideCR=β-D-xylose五、四環(huán)三萜多具有環(huán)戊烷駢多氫菲的根本母核C17上有C8側(cè)鏈母核一般有5個甲基，分別位于C4、C10、C14、C8或C13羊毛脂甾烷型

大戟烷型達(dá)瑪烷型

葫蘆素烷型原萜烷型楝烷型環(huán)菠蘿蜜烷型

成環(huán)方式取代基構(gòu)型五、四環(huán)三萜1.羊毛脂甾烷型(lanostane)A/B,B/C,C/D環(huán)均為反式；取代基及側(cè)鏈構(gòu)型分別為10(

)、13(

)、14(

)、17(

)；C20(R)；C3常有

-OH取代。茯苓酸R=Ac塊苓酸R=HC31五、四環(huán)三萜2.大戟烷型(euphane)羊毛脂甾烷的立體異構(gòu)體，C13、C14和C17上的取代基構(gòu)型與羊毛脂甾烷相反，分別是13(

)、14(

)、17(

)。大戟醇五、四環(huán)三萜3.達(dá)瑪烷型(dammarane)A/B,B/C,C/D環(huán)均為反式；取代基及側(cè)鏈構(gòu)型分別為8(

)、10(

)、14(

)、17(

)；C20(R)或(S)。20(S)-原人參二醇R1=R2=H人參皂苷R1=糖基R2=H/糖基

五、四環(huán)三萜4.葫蘆素烷型(cucurbitane)根本骨架同羊毛脂甾烷型，A/B,C/D環(huán)均為反式，B/C環(huán)順式；取代基及側(cè)鏈構(gòu)型分別為9()、13()、14()、17()；C20(R)；5()-H、10()-H。雪膽甲素R=Ac雪膽乙素R=H急性痢疾、肺結(jié)核、慢性氣管炎五、四環(huán)三萜5.原萜烷型(protostane)A/B,B/C,C/D環(huán)均為反式；取代基及側(cè)鏈構(gòu)型分別為8(

)、10(

)、14(

)、17(

)；C20(S)

；9(

)-H。澤瀉萜醇A澤瀉萜醇B降低血清總膽固醇，治療高血脂癥五、四環(huán)三萜6.楝烷型(meliacane)26個碳，C17上有C4側(cè)鏈；A/B,B/C,C/D環(huán)均為反式；取代基及側(cè)鏈構(gòu)型分別為8(

)、10(

)、13(

)、17(

)；C20(S)

；14(

)-H。1-methoxy-1,2-dihydroepoxyazadione五、四環(huán)三萜7.環(huán)菠蘿蜜烷型(cycloartane)5個碳環(huán)；母核與羊毛脂甾烷相似，C10上甲基和C9脫氫形成三元環(huán)。H+/H2O兩相酸水解或酶水解六、五環(huán)三萜根本母核具有5個環(huán)；C3-OH多與糖結(jié)合成苷，苷元中常含有羧基，故又稱酸性皂苷，在植物體中常與鈣、鎂等離子結(jié)合成鹽。齊墩果烷型烏蘇烷型羽扇豆烷型

木栓烷型羊齒烷型和異羊齒烷型何帕烷型和異何帕烷型其他類型

環(huán)的變化取代基位置、構(gòu)型六、五環(huán)三萜1.齊墩果烷型(oleanane)又稱β-香樹脂烷型(β-amyrane)，在植物界分布極為廣泛〔豆科、五加科、桔?？?、遠(yuǎn)志科、桑寄生科、木通科等〕。具有多氫蒎的根本母核；A/B,B/C,C/D環(huán)均為反式，D/E環(huán)為順式；母核上有8個甲基：C4、C20各有2個甲基；C8、C10、C17上的甲基均為型；C14上的甲基為型；C3多有羥基〔多為型，也有型〕；雙鍵多在C11(Δ11,12)/C12(Δ12,13)；羰基多在C11；羧基多在C28、C30或C24。齊墩果酸(oleanolicacid)首先由油橄欖(Oleaeuropaea)的葉子中分得，廣泛分布于植物界，游離存在〔青葉膽、女貞子等〕，但大多與糖結(jié)合成苷存在〔人參、三七、柴胡等〕。從刺五加(Acanthopanaxsenticosus)、龍牙蔥木(Araliamandshurica)中提取齊墩果酸，得率都超過10%，純度在95%以上。齊墩果酸具有降低轉(zhuǎn)氨酶、保肝等作用，是治療急性黃疸型肝炎和遷延型慢性肝炎的有效藥物。甘草(Glycyrrhizaurlensis)中含有甘草次酸(glycyrrhetinicacid)和甘草酸(glycyrrhizicacid)[又稱甘草皂苷(glycyrrhizin)或甘草甜素]。甘草次酸有促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)樣作用，臨床上用于抗炎和治療胃潰瘍。但只有18(

)-H的甘草次酸才有此活性，18()-H者無此活性。R甘草次酸H甘草酸

-D-glcA(1→2)-

-D-glcA-土貝母苷甲(tubeimosideA)是從土貝母(Bolbostemmapaniculatum)中得到的、自然界中首例糖鏈以環(huán)狀結(jié)構(gòu)連接的皂苷。glcararhaara3-甲基-3-羥基-戊二酸六、五環(huán)三萜2.烏蘇烷型(ursane)又稱

-香樹脂烷型(

-amyrane)或熊果烷型。齊墩果烷型的異構(gòu)體，E環(huán)上兩個甲基位置不同，即C20位的一個甲基移到C19位上。此類三萜大多是烏蘇酸的衍生物。烏蘇酸〔熊果酸〕蒲公英醇抗菌、抗病毒、抗腫瘤異構(gòu)體六、五環(huán)三萜3.羽扇豆烷型(lupane)E環(huán)為五元碳環(huán)〔C19與C21相連〕，且C19位有-異丙基取代，Δ20,29雙鍵；A/B、B/C、C/D及D/E環(huán)均為反式。六、五環(huán)三萜4.木栓烷型(friedelane)

由齊墩果烯經(jīng)甲基移位轉(zhuǎn)變而來。與其他類型五環(huán)三萜相比，最明顯的區(qū)別在于C4位只有一個甲基。A/B、B/C、C/D環(huán)均為反式；D/E環(huán)為順式

。8個甲基：C20有2個甲基；C4、C5、C9、C14、C17上的甲基均為

型；C13上的甲基為

型；C2、C3常有羰基取代。C9去甲基六、五環(huán)三萜5.羊齒烷型(fernane)和異羊齒烷型(isofernane)羽扇豆烷型的異構(gòu)體，E環(huán)上的異丙基在C22上，而C8上的角甲基轉(zhuǎn)到C13上。羊齒烷型：13(

)-CH3、14(

)-CH3；異羊齒烷型：13(

)-CH3、14(

)-CH3。白茅素蘆竹素羊齒烷型異羊齒烷型六、五環(huán)三萜6.何帕烷型(hopane)和異何帕烷型(isohopane)羊齒烷型的異構(gòu)體，C14和C18上均有角甲基。何帕烷型：22(

)-異丙基；異何帕烷型：22(

)-異丙基。的里白烯何帕烷型異何帕烷型六、五環(huán)三萜7.其他類型別離自拱狀靈芝別離自苦馬豆第二節(jié)結(jié)構(gòu)與分類三萜皂苷常見的糖：葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、呋糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸，另外還有雞納糖、芹糖、乙?；鸵阴０被堑?，多數(shù)苷為吡喃型糖，但也有呋喃型糖。成苷位置：多與C3羥基或C28羧基成苷，另外也有與C16、C21、C23、C29等羥基成苷。根據(jù)糖鏈的多少，可分單糖鏈苷〔monodemosides〕、雙糖鏈苷〔bisdemosides〕、三糖鏈皂苷〔tridemosidicsaponins〕。當(dāng)原生苷由于水解或酶解，局部糖被降解時，所生成的苷叫次皂苷或原皂苷元〔prosapogenins〕。命名俗名系統(tǒng)命名：取代基編號，取代基名稱，母核3

-O-[

-L-arabinopyranosyl(1→3)-

-D-glucuronopyranosyl]-olean-12-ene-16

,28-diol三萜類化合物結(jié)構(gòu)與分類理化性質(zhì)和溶血作用提取別離檢識結(jié)構(gòu)研究第三節(jié)

理化性質(zhì)和溶血作用一、物理性質(zhì)1.性狀游離三萜：大多有完好的結(jié)晶。三萜皂苷：多為無色/白色無定形粉末〔引入糖基不易結(jié)晶〕，吸濕性強(qiáng)。皂苷多具有苦味和辛辣味，對人體黏膜有強(qiáng)烈刺激性，但有些皂苷無此性質(zhì)〔如甘草皂苷有顯著的甜味，對黏膜刺激性弱〕。2.熔點(diǎn)與旋光性游離三萜：有固定的熔點(diǎn)，含羧基者熔點(diǎn)較高。三萜皂苷：熔點(diǎn)都較高，往往熔融前分解，因此無明顯的熔點(diǎn)，測得的大多是分解點(diǎn)〔200℃～350℃〕。三萜類化合物均有旋光性。一、物理性質(zhì)3.溶解度游離三萜：能溶于石油醚、氯仿、乙醚、乙醇、甲醇等有機(jī)溶劑，而不溶于水。三萜皂苷：〔引入糖基極性加大〕可溶于水，易溶于熱水、稀醇、熱甲醇和熱乙醇中；幾不溶或難溶于丙酮、乙醚、石油醚等極性小的有機(jī)溶劑；含水丁醇或戊醇對皂苷的溶解度較好。皂苷水解成次級苷，水溶性下降，溶于中等極性有機(jī)溶劑〔低級醇、丙酮、乙酸乙酯〕。一、物理性質(zhì)4.發(fā)泡性皂苷水溶液經(jīng)強(qiáng)烈振搖能產(chǎn)生持久性的泡沫，且不因加熱而消失。親水性基團(tuán)為糖，親脂性基團(tuán)為苷元，當(dāng)二者比例適當(dāng)時具有外表活性。鑒別——泡沫試驗(yàn)堿性條件下形成的泡沫穩(wěn)定助溶性二、化學(xué)性質(zhì)1.顏色反響三萜化合物〔苷元、苷〕在無水條件下，與強(qiáng)酸(H2SO4/H3PO4/HClO4)、中等強(qiáng)酸(CCl3COOH)或Lewis酸(ZnCl2/AlCl3/SbCl3〕作用，會產(chǎn)生顏色變化或熒光。Liebermann-Burchard反響Kahlenberg反響

樣品（氯仿或醇）SbCl3/SbCl5(氯仿)黃、灰藍(lán)、灰紫色UV藍(lán)紫色熒光（甾體皂苷顯黃色熒光）60-70℃加熱二、化學(xué)性質(zhì)1.顏色反響Rosen-Heimer反響Salkowski反響Tschugaev反響

樣品（氯仿）濃H2SO4硫酸層藍(lán)、紅色二、化學(xué)性質(zhì)2.沉淀反響皂苷水溶液可以和Pb2+、Ba2+、Cu2+等產(chǎn)生沉淀。酸性皂苷〔三萜皂苷〕：參加硫酸銨、醋酸鉛或其他中性鹽類沉淀；中性皂苷〔甾體皂苷〕：參加堿式醋酸鉛或氧化鋇等堿性鹽類沉淀。利用這一性質(zhì)進(jìn)行皂苷的提取和初步別離。膽甾醇沉淀〔3-OH的甾醇都可產(chǎn)生沉淀〕：具3-OH，A/B環(huán)反式或Δ5結(jié)構(gòu)的甾醇與三萜皂苷形成穩(wěn)定的分子復(fù)合物；具3-OH，或3-OH被酯化或成苷的甾醇不能與三萜皂苷沉淀；三萜皂苷沒有甾體皂苷與膽甾醇產(chǎn)生的沉淀穩(wěn)定。二、化學(xué)性質(zhì)3.皂苷的水解〔1〕酸水解水解速度與苷元和糖的結(jié)構(gòu)有關(guān)；可改變水解條件得到不同的次級皂苷可使皂苷中的糖全部水解成單糖，有助于了解組成苷的單糖種類。條件劇烈，常使苷元發(fā)生脫水、環(huán)合、雙鍵/取代基移位、構(gòu)型轉(zhuǎn)化等反響生成人工產(chǎn)物。〔2〕乙酰解

完全水解局部水解兩相酸水解/酶水解/Smith降解等二、化學(xué)性質(zhì)——水解〔3〕Smith降解——條件溫和〔不加熱/低溫加熱〕，可得到完整的苷元。二、化學(xué)性質(zhì)——水解〔4〕酶水解——比Smith降解更溫和〔5〕糖醛酸苷鍵的裂解二、化學(xué)性質(zhì)——水解〔5〕糖醛酸苷鍵的裂解甲基化脫羧乙酰解二、化學(xué)性質(zhì)——水解〔6〕酯苷鍵水解——堿水解條件劇烈，水解的糖易分解穩(wěn)定的酯苷鍵難水解可定量裂解通過酯苷鍵與苷元連接的寡糖鏈〔得到寡糖、苷元或次級苷〕，且不影響其他酰基三、溶血作用皂苷水溶液大多能破壞紅細(xì)胞而有溶血作用，故皂苷又稱為皂毒類(sapotoxins)。尤其靜脈注射時毒性極大，肌肉注射易引起組織壞死。皂苷溶血作用強(qiáng)弱可用溶血指數(shù)表示。溶血指數(shù)：指在一定條件〔等滲、緩沖及恒溫〕下能使同一動物來源的血液中紅細(xì)胞完全溶血的最低濃度。如甘草皂苷，溶血指數(shù)1:4000，溶血性能較強(qiáng)。并不是所有的皂苷都具有溶血作用，如以人參二醇為苷元的皂苷那么無溶血作用?？谷苎苎?、溶血作用酯皂苷苷元局部的酯鍵水解后失去溶血作用；某些雙糖鏈皂苷無溶血作用，水解為次級皂苷〔單糖鏈皂苷〕后那么具有溶血作用。此外，中藥中的一些其他成分如某些萜類〔如三萜酸〕、脂肪酸、樹脂和揮發(fā)油等也可引起溶血。因此在進(jìn)行溶血試驗(yàn)時要注意將三萜皂苷純化后再做；或結(jié)合膽甾醇沉淀，測試沉淀后的濾液以及所得沉淀分解后的溶血活性。三萜類化合物結(jié)構(gòu)與分類理化性質(zhì)和溶血作用提取別離檢識結(jié)構(gòu)研究第四節(jié)提取別離一、三萜類化合物的提取醇類溶劑提取法皂苷多用稀醇，如50-70%乙醇提取稀醇提取液濃縮后直接過大孔樹脂柱進(jìn)行粗分注意：富含油脂的原料先脫脂〔壓榨或石油醚等有機(jī)溶劑浸提〕再用醇提；趁熱過濾第四節(jié)提取別離一、三萜類化合物的提取酸水解有機(jī)溶劑萃取法——提取苷元或者先提出皂苷，酸水解后再提取苷元注意：以TLC監(jiān)控水解條件，防止異構(gòu)化以及是否水解徹底。堿水提取法——堿溶酸沉法提取含羧基的皂苷第四節(jié)提取別離二、三萜類化合物的別離分段沉淀法——皂苷難溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑方法簡便，但難以別離完全。第四節(jié)提取別離二、三萜類化合物的別離膽甾醇沉淀法——皂苷能與膽甾醇生成不溶性分子復(fù)合物回流第四節(jié)提取別離二、三萜類化合物的別離色譜別離法(1)吸附色譜正相吸附色譜：常用硅膠為吸附劑，常用洗脫劑氯仿-丙酮、氯仿-甲醇、氯仿-甲醇-水等。反相吸附色譜：常用Rp-18、Rp-8為填充劑，常用洗脫劑甲醇-水、乙腈-水。LPLC/MPLC/HPLC(2)分配色譜：DCCC、HSCCC(3)大孔吸附樹脂色譜：皂苷的別離、精制(4)凝膠色譜：SephadexLH-20三萜類化合物結(jié)構(gòu)與分類理化性質(zhì)和溶血作用提取別離檢識結(jié)構(gòu)研究第五節(jié)檢識一、理化檢識泡沫試驗(yàn)顯色反響：Liebermann-Burchard等、Molish溶血試驗(yàn)二、色譜檢識TLC正相：硅膠吸附劑反相：Rp-18、Rp-8高效薄層板顯色：10%硫酸乙醇、香草醛-硫酸、五氯化銻等PC三萜類化合物結(jié)構(gòu)與分類理化性質(zhì)和溶血作用提取別離檢識結(jié)構(gòu)研究第六節(jié)結(jié)構(gòu)研究需要解決的問題：苷元：母核、取代基、構(gòu)型〔相對/絕對構(gòu)型〕糖種類

數(shù)目：NMR(C1/H1)、MS

連接位置

連接順序：水解、MS、NMR

苷鍵構(gòu)型：酶解、NMR(1H-NMR中H1偶合常數(shù))色譜：TLC、GC、LC波譜：NMR苷元與糖：NMR〔13C苷化位移、HMBC〕糖與糖：NMRUV齊墩果烷型三萜孤立雙鍵205～

250nmα,β-不飽和羰基242～

250nm異環(huán)共軛雙烯240,250,260nm同環(huán)共軛雙烯285nm18β-H

248～249nm18α-H

242～243nmMS游離三萜EI-MS(1)齊墩果-12-烯〔烏蘇-12-烯〕類三萜化合物C環(huán)△12RDA裂解產(chǎn)生的分別含A、B環(huán)和C、D環(huán)的碎片峰[M-CH3]+，[M-OH]+，[M-COOH]+等碎片峰MS游離三萜EI-MS(2)羽扇豆醇型三萜失異丙基碎片離子峰[M-43]+三萜皂苷ESI-MS/FAB-MS五碳糖[-132]/甲基五碳糖[-148]/六碳糖[-162]NMR1H-NMR高場區(qū)多個甲基〔8個〕δ0.50～1.50(3H,s)與雙鍵相連的甲基δ1.63～1.80(3H,brs)乙酰基(-COCH3)中的甲基δ1.82～2.07(3H,s)甲酯(-COOCH3)中的甲基δ3.6(3H,s)單峰d,J=6Hz與雙鍵相連NMR1H-NMR烯氫：環(huán)內(nèi)雙鍵質(zhì)子δ4.93～5.50；環(huán)外雙鍵質(zhì)子δ4.30～5.00連氧碳上質(zhì)子：連羥基δ3.20～4.00；連乙酰氧基δ4.00～5.5013C-NMR羰基碳δ170～220烯碳δ109～160糖端基碳δ95～105連氧碳δ60～90不連氧的其它飽和碳δ0～60甲基δ8.9～33.7C12δ122～124C13δ144～145總結(jié)掌握三萜皂苷的定義〔英文名稱〕掌握三萜類化合物的結(jié)構(gòu)與分類〔四環(huán)、五環(huán)三萜〕熟悉三萜類化合物的理化性質(zhì)：性狀、溶解性、發(fā)泡性、溶血指數(shù)、顏色反響、沉淀、水解反響及其應(yīng)用熟悉三萜類化合物的常用提取別離方法及流程，并能夠結(jié)合具體方法靈活運(yùn)用〔色譜洗脫順序〕；熟悉三萜類化合物的常用檢識方法明確三萜類化合物〔皂苷〕結(jié)構(gòu)研究中需要解決的問題；掌握三萜類化合物相關(guān)波譜規(guī)律，能夠運(yùn)用區(qū)分相關(guān)化合物：UV、NMR(1H-NMR)第七節(jié)含皂苷的中藥實(shí)例人參人參為五加科植物人參〔Panaxginseng〕的枯燥根，是傳統(tǒng)名貴中藥，始載于我國第一部本草專著?神農(nóng)本草經(jīng)?。其栽培者稱為“園參〞，野生者稱為“山參〞。人參具有大補(bǔ)元?dú)?、?fù)脈固脫、補(bǔ)脾益肺、生津、安神之功能。人參的化學(xué)成分研究始于上世紀(jì)初，但直到60年代才逐步深入。到目前為止，已說明的人參化學(xué)成分有皂苷、揮發(fā)油、多糖、聚炔醇、蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、微量元素等。經(jīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和藥理研究證明，人參皂苷為人參的主要有效成分性。人參人參的根、莖、葉、花及果實(shí)中均含有多種人參皂苷〔ginsenosides〕，人參根中總皂苷的含量約5％。目前已經(jīng)確定化學(xué)結(jié)構(gòu)的人參皂苷有30多種。根據(jù)皂苷元的結(jié)構(gòu)〔達(dá)瑪烷型〕可分為A、B、C三種類型：〔1〕人參二醇型－A型〔2〕人參三醇型－B型(1)20(S)-原人參二醇20(S)-protopanaxadiol人參皂苷Ra、Rb、Rc、Rd、Rg3、Rh2(2)

20(S)-原人參三醇20(S)-protopanaxatriol人參皂苷Re、Rf、Rg1、Rg2、Rh1人參