中藥化學(xué)第十一章鞣質(zhì)

第十一章鞣質(zhì)（Tannins）第一節(jié)概述一.定義

鞣質(zhì)（Tannins）系植物界存在的一類能與蛋白質(zhì)結(jié)合生成水不溶性沉淀的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多元酚類化合物。此類成分由于可與生獸皮中的蛋白質(zhì)結(jié)合并形成柔軟難透水的皮革，故稱鞣質(zhì)，又稱單寧、鞣酸或單寧酸。鞣質(zhì)在植物中分布相當(dāng)廣，70％以上的中藥含有鞣質(zhì)，早期的研究僅發(fā)現(xiàn)鞣質(zhì)有止血、收斂、和治療燒傷作用，同時鞣質(zhì)極難結(jié)晶，分離提純難度很大，故對此類成分的化學(xué)研究并不深入，一般提取分離中藥有效成分時，往往作為雜質(zhì)去除。自上世紀(jì)80年代后，隨著中藥化學(xué)及天然藥物化學(xué)提取分離、結(jié)構(gòu)測定和生物活性測定技術(shù)的發(fā)展，逐漸發(fā)現(xiàn)鞣質(zhì)具有抗腫瘤作用（茶葉，epigallocatechingallate，EGCG）（月見草素B，oenotheinB）、抗脂質(zhì)過氧化、清除自由基作用、抗病毒作用、抗過敏、皰疹作用，分離鑒定的鞣質(zhì)化合物達(dá)400多種。此外，鞣質(zhì)是皮革、釀造及染料工業(yè)的重要原料，我國出產(chǎn)的五倍子鞣質(zhì)在國際市場上享有盛譽，稱為“中國鞣質(zhì)（Chinesegallotannin）”。二.生物合成簡介可水解鞣質(zhì)是通過莽草酸途徑合成的沒食子酸及其關(guān)連代謝物?？s合鞣質(zhì)是通過乙酸－檸檬酸及莽草酸復(fù)合途徑合成的黃烷-3-醇及黃烷-3，4-二醇的聚合體。莽草酸（shikimicacid）檸檬酸（citricacid）D-glcG＝galloyl五沒食子烯葡萄糖（pentagalloylglucose）黃烷3，4－二醇（flavan－3，4－diol）黃烷－3－醇（flavan－3－ol）縮合鞣質(zhì)（condensedtannins）G＝galloyl木麻黃亭（casuarictin）第二節(jié)鞣質(zhì)的結(jié)構(gòu)與類鞣質(zhì)

可水解鞣質(zhì)（hydrolysabletannins）縮合鞣質(zhì)（condensedtannins）復(fù)合鞣質(zhì)（complextannins）一.可水解鞣質(zhì)類（hydrolysabletannins）

可水解鞣質(zhì)（結(jié)構(gòu)中有酯鍵或苷鍵）

酸、堿或酶小分子酚酸+糖（或多元醇）

根據(jù)其水解主要產(chǎn)物（酚酸及其多元醇）的不同，分為：可水解鞣質(zhì)

沒食子鞣質(zhì)逆沒食子鞣質(zhì)（鞣花鞣質(zhì)）可水解鞣質(zhì)低聚體C-苷鞣質(zhì)咖啡鞣質(zhì)1.沒食子酸鞣質(zhì)類（gallotannins）此類鞣質(zhì)水解主要產(chǎn)物是沒食子酸、糖或多元醇沒食子酸鞣質(zhì)

水解

糖（多元醇）

＋

沒食子酸

其水解的糖及多元醇，最常見的為葡萄糖，此外還有：

D-金縷梅糖

原櫟醇

奎寧酸例

五倍子鞣質(zhì)（chinesegallotannin

，中國棓鞣質(zhì)）

五倍子是五倍子蚜蟲寄生在漆樹科植物鹽膚木葉翅上或其它蚜蟲寄生在同屬植物的小葉背上所形成的蟲癭。其所含主要成分為五倍子鞣質(zhì)（60％～70％）。

五倍子鞣質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，是以1，2，3，4，6-五-沒食子酰葡萄糖為“基本結(jié)構(gòu)”，在2，3，4位上有更多的沒食子?；钥s酚酸的形式相連而成的聚合體，如下式：1,2,3,4,6－五—O－沒食子酸－β－D－葡萄糖

沒食子?；街蠿、Y、Z不同則組成不同的聚合體，不同聚合體按一定百分比組成的混合物即為五倍子鞣質(zhì)，其平均分子量為1434，由五至十二－O－沒食子酰葡萄糖組成，每個葡萄糖平均有8.3個沒食子酰基?，F(xiàn)已研究清楚其中8個組分：組分相對含量(%)組分的組成化合物五-O-沒食子酰葡萄糖(G5)六-O-沒食子酰葡萄糖(G6)七-O-沒食子酰葡萄糖(G7)八-O-沒食子酰葡萄糖(G8)九-O-沒食子酰葡萄糖(G9)十-O-沒食子酰葡萄糖(G10)十一-O-沒食子酰葡萄糖(G11)十二-O-沒食子酰葡萄糖(G12)4121925201362

含異構(gòu)體8個以上含異構(gòu)體9個以上含異構(gòu)體7個以上

*表中相對含量之和超過100％為測定誤差所引起。五倍子鞣質(zhì)具有收斂止血作用；與蛋白質(zhì)做成鞣酸蛋白(tannalbin)，內(nèi)服治療腹瀉、慢性胃腸炎及潰瘍等。五倍子鞣質(zhì)經(jīng)酸或酶水解可以得到大量的沒食子酸，制藥工業(yè)上用于合成磺胺增效劑TMP的重要原料。2．逆沒食子鞣質(zhì)(ellagitannins)

此類鞣質(zhì)水解主要產(chǎn)物是逆沒食子酸、糖或多元醇逆沒食子酸鞣質(zhì)

水

解

＋沒食子酸＋糖（多元醇）

逆沒食子酸

但逆沒食子酸并不是逆沒食子酸鞣質(zhì)原始結(jié)構(gòu)中的酚酸結(jié)構(gòu)，是水解產(chǎn)生的次級產(chǎn)物。六羥基聯(lián)苯二甲酰（hexahydroxydipheno，HHDP）脫氫二沒食子?；?dehydrodigalloyl，DHDG)橡腕?；?valoneoyl，Val)地榆?；?sanguisorboyl，Sang)脫氫六羥基聯(lián)苯二?；?dehydrohexahydroxydiphenoyl，DHHDP)訶子?；╟hebuloyl，Che）2～4個沒食子?；g發(fā)生脫氫、偶合、重排、裂環(huán)逆沒食子酸鞣質(zhì)逆沒食子酸＋糖（多元醇）水解糖（多元醇）故逆沒食子酸鞣質(zhì)原始結(jié)構(gòu)是由沒食子酰衍生而成的六羥基聯(lián)苯二甲酰（HHDP）、脫氫二沒食子酰基(DHDG)，橡腕?；?Val)，地榆?；?Sang)，脫氫六羥基聯(lián)苯二?；?DHHDP)，訶子?；–he）等這樣一些來源于沒食子?；孽；鶓B(tài)的酚羧酸組成。6－羥基聯(lián)苯二甲?；摎洌?－沒食子?；摎洌?－羥基聯(lián)苯二甲?；X子?；鹜篚；赜荃；鍥]食子?；咸烟?/p>

特里馬素Ⅰ：R=H（α，β）特里馬素Ⅱ：R=G

英國櫟鞣花素：R=H（α，β）

木麻黃亭：R=G仙鶴草因

月見草素B6－羥基聯(lián)苯二甲酰基脫氫－2－沒食子?；赜荃；?．可水解鞣質(zhì)低聚體(hydrolysabletanninoligomers)

此類鞣質(zhì)結(jié)構(gòu)特點為二分子以上逆沒食子酸聚合而成，并根據(jù)葡萄糖核的數(shù)目可分為二聚體、三聚體及四聚體。例

R1

R2

R3

山茱萸素A

H

GH山茱萸素DHG

G(β)山茱萸素EG(β)G

G(β)山茱萸素CR=G山茱萸素FR=H

4．C-苷鞣質(zhì)(C-glycosidictannins)此類鞣質(zhì)結(jié)構(gòu)特點為糖開環(huán)后，糖上端基碳以C－C鍵與酚酸碳相連。

木麻黃寧：R=OH，R′=H旌節(jié)花素：R=H，R′=OH5．咖啡鞣質(zhì)(caffeetannins)此類鞣質(zhì)結(jié)構(gòu)特點為具有二咖啡?？鼘幩峤Y(jié)構(gòu)奎寧酸部分

咖啡?；?/p>

R1

R2

R3chlorogenicacidcaffeoyl

H

H3，4-di-O-caffeoylquinicacidcaffeoylcaffeoylH3，5-di-O-caffeoylquinicacidcaffeoyl

Hcaffeoyl4，5-di-O-caffeoylquinicacid

Hcaffeoylcaffeoyl例二、縮合鞣質(zhì)類（Condensedtannins）縮合鞣質(zhì)

酸、堿、酶、光、熱縮合

（不水解）

高分子鞣酐

（紅色）（鞣紅）

此類鞣質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單元為黃烷-3-醇(flavan-3-ol)或黃烷-3，4-二醇類(flavan-3，4-diol)

經(jīng)4，8-或4，6位以C-C縮合而成。因此又稱為黃烷類鞣質(zhì)(flavonoidtannin)。再分為：黃烷-3-醇類黃烷-3，4-二醇類原花色素類1．黃烷-3-醇類

此類常見的結(jié)構(gòu)單元有(+)兒茶素

（+）表兒茶素

(-)兒茶素

（-）表兒茶素

2．黃烷-3，4-二醇類

此類為兒茶素類C-4羥基衍生物，又稱為無色花色素或白花素類(leucoanthocyanidins)。

常見的結(jié)構(gòu)單元有

R=OH，R′=H，無色矢車菊苷元R=H，

(+)柔金合歡素R=R′=OH，

無色飛燕草苷元

R=OH，(+)白刺槐定R=H，(+)柔金合歡素

（-）白漆苷元(2S，3R，4S)（-）黑金合歡素上述黃烷－3－醇或黃烷－3，4－二醇，大多以C－C鍵（多為4，8位或4，6位），少數(shù)尚有醚鍵及酯鍵，相互連接聚合成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的二聚、三聚、四聚、五聚、六聚體的縮合鞣質(zhì)，其二聚體與蛋白質(zhì)結(jié)合力較低（即鞣性較低），三聚體以上鞣性逐漸加強(qiáng)。例原花青定B-1

原花青定B-5原花青定A-2原花青定C-1表兒茶素沒食子酯的四聚體三.復(fù)合鞣質(zhì)(Complextannins)此類特點為分子結(jié)構(gòu)由可水解鞣質(zhì)部分與黃烷醇部分縮合而成。

例

可水解鞣質(zhì)部分黃烷－3－醇

山茶素B第三節(jié)鞣質(zhì)的理化性質(zhì)一、物理性質(zhì)

1.性狀多為無定形粉末，有吸濕性（很難結(jié)晶）。2.溶解性溶于水，甲醇，乙醇，丙酮，可溶于乙酸乙酯，乙醚同乙醇的混合液;難溶或不溶于無水乙醚，無水氯仿，苯，石油醚，CS2，CCl4等。二、化學(xué)性質(zhì)1.還原性：

強(qiáng)還原劑，還原婓林試劑（fehling試劑氧化亞銅）。（多元酚）

2．與蛋白質(zhì)作用：鞣質(zhì)＋蛋白質(zhì)不溶于水（水溶）鞣質(zhì)＋明膠供鑒別用或提純用（水溶）鞣質(zhì)即為制造墨水原料之一。3．FeCl3作用：鞣質(zhì)

＋

FeCl3

蘭黑、

綠黑

（水溶）

4.與重金屬鹽及無機(jī)堿作用：

Pb(Ac)2Cu(Ac)2鞣質(zhì)＋SnCl2

堿Cu(OH)2,NaOH等5.與生物堿作用：可作生物堿沉淀劑。鞣質(zhì)＋生物堿（水溶）6.與鐵氰化鉀氨溶液作用：鞣質(zhì)＋鐵氰化鉀氨溶液深紅色棕色K4[Fe(CN)6]第四節(jié)鞣質(zhì)的提取與分離一.鞣質(zhì)的提取中藥原料盡量鮮提（避免水分、光、氧和酶使鞣質(zhì)變質(zhì)）組織破碎提取法是目前提取鞣質(zhì)類化合物最常用的提取方法。

原料50%～70%含水丙酮，室溫下高速離心機(jī)內(nèi)，破碎成勻漿狀，甩濾，藥渣反復(fù)3次丙酮/水提取液

減壓濃縮（濃縮過程中有色素沉淀時可濾除）丙酮提取物（粗總鞣質(zhì)）二.鞣質(zhì)的分離1.溶劑法

粗總鞣質(zhì)水液乙醚等極性小的溶劑萃取

乙醚液水液

（親脂性雜質(zhì)）乙酸乙酯提取乙酸乙酯提取液

低溫濃縮或加入乙醚

較純鞣質(zhì)2.沉淀法粗總鞣質(zhì)水液

分次加入明膠溶液進(jìn)行沉淀，濾過

沉淀丙酮回流（蛋白質(zhì)不溶于丙酮）

丙酮提取液

低溫濃縮或加入乙醚

較純鞣質(zhì)固定相

DiaionHP-20,ToyopearlHW-40,SephadexLH-20及MCIGelCHP-20(MitsubishiChemicalsIndustries，Ltd.)流動相水-甲醇、水-乙醇、水-丙酮3．柱色譜法

例:中藥原料

丙酮-水（6:4～8:2）提取提取物

減壓濃縮，過濾沉淀水溶液

（葉綠素，蠟等）SephadexLH-20柱色譜

水洗脫甲醇-水甲醇-水甲醇-水丙酮-水（1:9～3:7）（4:6～8:2）（8:2～10:0）（5:5）糖、氨基酸沒食子鞣質(zhì)、非酚苷類等黃酮苷類鞣質(zhì)鞣質(zhì)聚合逆沒食子鞣質(zhì)

（分子量300～700）（分子量700～1000）多聚原花青定等正相柱SuperspherSi60及ZorbaxSIL環(huán)己烷-甲醇-四氫呋喃-甲酸（60:45:15:1V/V）＋草酸500mg/1.2L4.高效液相色譜(HPLC)法反相柱LichrospherRP-18①

0.01mol/L磷酸-0.01mol/L磷酸二氫鉀-醋酸乙酯（85:10:5）②

0.01mol/L磷酸-0.01mol/L磷酸二氫鉀-乙腈（87:13）檢測波長280nm第五節(jié)鞣質(zhì)的檢識1.明膠反應(yīng)2.TLC檢識吸附劑硅膠G展開劑氯仿-丙酮-水-甲酸（不同比例）顯色劑三氯化鐵，茴香醛-硫酸，三氯化鐵-鐵氰化鉀(1:1)鞣質(zhì)水液＋明膠水液沉淀提取物的薄層色譜

FeCl3

藍(lán)色暗綠色無色

茴香醛-H2SO4