三萜类化合物.ppt

中药化学,授课教师：陶曙红中药化学与分析系,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,第八章三萜类化合物,triterpenoids,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,1、掌握达玛烷型、齐墩果烷型、乌苏烷型、羽扇豆烷型的结构特征和典型实例。,教学要求,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,2、掌握三萜类化合物的溶解性、显色反应及皂苷的特性。,3、熟悉三萜类化合物及三萜皂苷的提取分离方法。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,4、了解三萜类化合物的分布、生物活性及分类，甘遂烷型、葫芦烷型、木栓烷型和其他类型的结构特征。,5、了解三萜类化合物的紫外光谱和核磁共振谱的特征。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,环与环之间的顺反及、构型,两个环共用的碳上连接的基团方向相同为顺式，反之，为反式。,环上基团向上，伸出纸面向外的为构型，向内的为构型。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,R/S构型,按次序规则OHCOOHCH3H反时针排列，S型,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,BrC2H5CH3H顺时针排列，R型,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,费歇尔投影式标定R,S构型，横变竖不变（指最小基团在横键或竖键）,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,11,20(30),4,20,22,双键表示法,双键位于11、12号碳上双键位于20、30号碳上双键位于4、5号碳，20，21号碳，22，23号碳。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,三萜的定义由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。,第一节概述,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,三萜的存在形式游离态：称为三萜皂苷元。苷：水溶液振摇产生持久性肥皂样泡沫，故又称三萜皂苷，又因多具有羧基，又称为酸性皂苷。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,分布：菌类、蕨类、单子叶、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。主要分布于菊科、石竹科、五加科、豆科、远志科、桔梗科及玄参科。含有三萜类成分的中药有人参、三七、甘草、柴胡、黄芪、桔梗、川楝皮、泽泻、灵芝等。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,生物合成途径,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,分类依据：根据碳环的有无和多少一、链状三萜二、单环三萜自学三、双环三萜四、三环三萜五、四环三萜六、五环三萜,第二节结构和分类,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,五、四环三萜,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,具有环戊烷骈多氢菲的基本母核；,17位碳上有一个由8个碳原子组成的侧链；一般母核有5个甲基；4，10，14，13or8,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,四环三萜的类型：1、羊毛脂烷型（lanostane）2、大戟烷型（euphane）3、达玛烷型（dammarane）4、葫芦素烷型（cucurbitane）5、原萜烷型（protostane）6、楝烷型（meliacane）7、环菠萝蜜烷型，环阿尔廷型，环阿屯烷（cycloartane）,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,A/B，B/C，C/D为反式；10，13，14，17,C-20为R构型。,1、羊毛脂烷型（lanostane）,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,灵芝：多孔菌科真菌赤芝或紫芝的干燥子实体，具有补中益气，延年益寿的名贵中药。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,13,14,17,2、大戟烷型（euphane）,羊毛脂烷型,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,3、达玛烷型（dammarane）,结构特点是A/B、B/C、C/D环均为反式,C8,10-CH3,C13-H,C17，C20构型为R或S。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,来源：五加科植物人参的干燥根，名贵中药。功效：补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，除邪气，明目，开心益智，久服轻身延年。神农本草经,人参,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,人参中的人参皂苷(ginsenosides):,R1R220(S)-原人参二醇HH人参皂苷Ra1glc(21)glcglc(61)ara(p)(41)xyl人参皂苷Ra2glc(21)glcglc(61)ara(f)(41)xyl人参皂苷Rb1glc(21)glcglc(61)glc人参皂苷Rb2glc(21)glcglc(61)ara(p)人参皂苷Rcglc(21)glcglc(61)ara(f)人参皂苷Rdglc(21)glcglc人参皂苷Rg3glc(21)glcH人参皂苷Rh2glcH,人参皂苷人参二醇型,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,R1R220(S)-原人参三醇HH人参皂苷Reglc(21)rhaglc人参皂苷Rfglc(21)glcH人参皂苷Rg1glcglc人参皂苷Rg2glc(21)glcglc人参皂苷Rh1glcH,人参皂苷人参三醇型,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,酸枣仁：鼠李科植物酸枣的成熟种子，有镇静、安定等作用。,酸枣仁皂苷,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,5,8-H,10-H，9-CH3,4、葫芦素烷型（cucurbitane）,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,罗汉果甜素：来源于清肺利咽、止咳化痰.一种甜味剂，0.02溶液比蔗糖约甜256倍，可做调味剂。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,雪胆属分得，临床用于治疗急性痢疾、肺结核、慢性支气管炎。,雪胆甲素:R=Ac乙素:R=H,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,适应症：上呼吸道感染、急性扁桃体炎、腮腺炎、咽炎、急慢性支气管炎、肺炎、急性尿道感染、急慢性子宫附件炎、盆腔炎、急性胃炎、肠炎、细菌性痢疾、鼻窦炎、中耳炎、结膜炎、角膜炎、皮肤和软组织感染、牙根周围炎、骨关节炎。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,10,14-CH3，8-CH3,C20(S),5、原萜烷型（protostane）,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,泽泻萜醇A泽泻萜醇B降低血清胆固醇，治疗高血脂症。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,6、楝烷型（meliacane）,特点：总称为楝苦素类，由26个碳组成8,14-H,13,17,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,川楝皮为驱蛔药，川楝素和异川楝素均高度氧化态,有驱蛔作用，但异川楝素的毒性远比川楝素大。,川楝素异川楝素,四氢呋喃环,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,功效：驱蛔虫，消积健脾。用于小儿疳积，消化不良，脾胃虚弱。,组成：苦楝皮，使君子肉，雷丸，榧子，海螵鞘，小茴香，莲子，徐长卿，炉甘石（煅，水飞），鸡内金,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,生物杀虫剂,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,7、环菠萝蜜烷型（cycloartane）,有5个碳环,10位甲基与9位脱氢形成三元环,又叫环阿屯烷型,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,R1R2R3环黄芪醇HHH黄芪苷Ixyl(2,3-diAc)glcH黄芪苷Vglc-xylHglc黄芪苷VIIxylglcglc(自然界发现的第一个三糖链三萜苷),黄芪醇,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,1、齐墩果烷型（oleanane）2、乌苏烷型（ursane）3、羽扇豆烷型（lupane）4、木栓烷型（friedelane）,六、五环三萜,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,又叫香树脂烷型基本骨架是多氢蒎的五环母核A/B,B/C,C/D为反式，D/E为顺式母核上有8个甲基双键多在11或12位,1、齐墩果烷型（oleanane）,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,齐墩果酸首先由木樨科油橄榄（齐墩果）的叶子中分得，广泛分布于植物界。齐墩果酸具有降转氨酶作用，是治疗急性黄胆性肝炎和慢性肝炎的有效药物。,齐墩果,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,急、慢性肝炎的辅助治疗,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,甘草中含有甘草酸和甘草次酸。甘草酸临床用于抗炎和肝炎的治疗。同时，对癌细胞、艾滋病有强的抑制作用，能增加人体免疫功能，而且也是很好的食品添加剂和香料基料。,甘草,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,2gluA,甘草酸甘草次酸,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,主要成分是甘草酸苷、甘氨酸、蛋氨酸。治疗慢性肝病，改善肝功能异常。可用于治疗湿疹、皮肤炎、斑秃。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,柴胡皂苷从柴胡属植物中已分得近100个三萜皂苷，均为齐墩果烷型。（疏散退热，舒肝升阳）,远志皂苷从远志属植物中已分得80多个皂苷。（安神益智、祛痰，消肿等）土贝母苷甲自然界首例糖链以环状结构连接的皂苷,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,土贝母苷甲,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,又叫香树脂烷型或熊果烷型。,2、乌苏烷型（ursane）,齐墩果烷型,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,来源于木犀科植物女贞叶中，熊果酸又名乌苏酸。具有镇静、抗炎、抗菌、抗氧化、抗糖尿病、抗溃疡、降低血糖，抗肿瘤等多种生物学效应。,熊果酸（Ursolicacid）,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,E环为五元碳环D/E为反式19位有异丙基以构型取代双键（C20/30）,3、羽扇豆烷型（lupane）,E,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,代表化合物,羽扇豆醇：R=CH3白桦脂醇：R=CH2OH白桦脂酸：R=COOH白桦脂醛：R=CHO,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,4、木栓烷型（friedelane）,由齐墩果烯经甲基移位转变而来。与其他类型五环三萜皂苷相比，最明显的区别在于4位只有一个甲基。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,雷公藤酮：对类风湿疾病有独特疗效。,失去25位甲基的木栓烷型衍生物。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,乌苏烷型,齐墩果烷型,羽扇豆烷型,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,5、羊齿烷型和异羊齿烷型6、何帕烷型和异何帕烷型7、其他类型,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,一、物理性质1.性状：苷元有较好晶型，皂苷多为无定形粉末。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。,第三节理化性质,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,2熔点与旋光性游离三萜类化合物有固定的熔点,皂苷的熔点都较高，但有的常在熔融前即被分解，因此无明显的熔点，一般测得的大多是分解点。三萜类化合物均有旋光性。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,3.溶解度游离三萜：易溶于石油醚、乙醚、氯仿、甲醇等。皂苷：含水丁醇或戊醇溶解性较好，因此常将正丁醇作为提取分离皂苷的溶剂。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,4.表面活性与发泡性亲水性基团为糖，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。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,二、化学性质,1、颜色反应1）醋酐-浓硫酸反应（Liebermann-Burchard）示意图2）五氯化锑反应（Kahlenberg）20五氯化锑的氯仿溶液，6070显蓝色、灰蓝色、灰紫色,黄红紫蓝褪色,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,3）三氯醋酸反应（Rosen-Heimer）25三氯醋酸乙醇溶液，100显红色，渐变为紫色示意图4）氯仿-浓硫酸反应（Salkowski）示意图5）冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff）淡红或淡紫色,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,2、沉淀反应,皂苷/水+金属盐类沉淀（金属盐类铅盐、钡盐、铜盐等）*利用此性质进行提取和分离，此法现已不用,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,3、皂苷的水解1、酸水解2、乙酰解3、Smith降解4、酶解5、糖醛酸苷键的裂解6、酯苷键的水解,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,4、溶血作用,皂苷又称皂毒类（sapotoxins），是指其有溶血作用。皂苷的水溶液大多能破坏红细胞而有溶血作用（不能静脉注射给药）,皂苷水溶液肌肉注射易引起组织坏死，口服则无溶血作用。（可能在肠胃不被吸收的原故）,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,溶血机理,并非所有的皂苷都产生溶血现象，如：人参总皂苷,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,1、醇提法,药材,甲醇或乙醇提取回收溶剂,浸膏,水分散，依次用石油醚，氯仿或乙醚或乙酸乙酯，正丁醇萃取,石油醚液,氯仿液,正丁醇液,水液,（脂溶性杂质）,（游离三萜）,（总皂苷）,（水溶性杂质）,第四节提取分离,人参总皂苷的提取分离,人参粗粉,95乙醇室温浸泡或回流提取,提取液,减压回收乙醇,浸膏,适量水分散，乙醚萃取,水层,乙醚层（脂溶性成分）,饱和正丁醇萃取，回收溶剂,正丁醇萃取物,适量乙醇溶解，加入大量丙酮，沉淀，过滤,沉淀,丙酮洗涤，减压抽干,人参总皂苷,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,2、酸水解，有机溶剂萃取法（得苷元）,含酸的醇溶液回流提取,氯仿液（总苷元),药材,水解液,加水稀释，回收至无醇味，氯仿萃取,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,人参皂苷苷元的提取分离,人参总皂苷,含7盐酸的50乙醇回流提取4小时,加水稀释，回收至无醇味，氯仿萃取,氯仿液（总苷元),硅胶柱色谱,齐墩果酸，人参二醇，人参三醇,水解液,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,柴胡皂苷的提取分离,柴胡粉末,含5吡啶的甲醇提取，回收溶剂,浸膏,水分散，正丁醇萃取,正丁醇液,加入乙醚,沉淀（皂苷粗品）,柱色谱,柴胡皂苷纯品,3、碱水提取法,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,分离方法1、分级沉淀法醇溶，乙醚或丙酮沉淀此法简单，但难分离完全，得到纯品。,2、胆甾醇沉淀法胆甾醇复合物乙醚回流提取，去除胆甾醇，得皂苷。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,3、色谱分离法吸附色谱：硅胶、氧化铝大孔吸附树脂凝胶色谱：分子筛，sephadexLH20分配色谱高效液相色谱:正相和反相(Rp-18,Rp-8),广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,一、理化检识泡沫试验:药材加水，煮沸，滤液振摇，产生持久性泡沫。,第五节三萜类化合物的检识,显色反应：Liebermann-Burchard,溶血试验,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,二、色谱检识薄层色谱纸色谱,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,查阅同属植物的化学成分研究报道颜色反应：初步推测是否为三萜及其皂苷（醋酐浓硫酸+Monish反应）苷键裂解成苷元和糖，分别进行研究。波谱法,第六节结构研究,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,一、紫外光谱（UV）,多数三萜类化合物不产生紫外吸收。可判断齐墩果烷型三萜化合物结构中的双键类型。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,只有一个孤立双键：205250nm（w）,有,不饱和羰基：242250nm,异环共轭双烯：240，250，260nm,同环共轭双烯：285nm,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,二、质谱（MS）,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,3、羽扇豆醇型三萜,C3H7,-,+.,M-43,游离三萜：EI-MS,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,三萜皂苷,场解析质谱（FD-MS）快原子轰击质谱（FAB-MS）电子喷雾质谱（ESI）二级离子质谱（SI-MS）飞行时间质谱（TOF-MS）,难挥发性,EI-MS?,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,1081-162,919-162,757,757-146,Glu,Glu,Rha,Ara,611-132,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,（三）核磁共振,1.1H-NMR,三萜及其苷中的主要信息：甲基质子连氧碳上的质子烯氢质子糖端基质子,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,在1H-NMR谱的高场出现多个甲基单峰是三萜类化合物的最大特征.一般-CH3质子信号0.625-1.500.5-2.0出现堆积成山形的亚甲基信号,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,齐墩果酸,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,齐墩果酸,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,其他NMR技术DEPT1H-1HCOSY（HOCH2-CH3）HMQC（异核多量子相关谱）C-HHMBC（异核多键相关谱）C-HTOCSY（同核全相关谱）H-H(偶合体系)HSQC-TOCSY（异核单量子全相关谱）C-H,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,人参,来源：五加科植物人参的干燥根，名贵中药。功效：大补元气，补脾益肺，生津、安神等。炮制品：生晒参，糖参，红参，冻干参成分：人参皂苷（ginsenosidesGS,5，40多种），多糖，挥发油，蛋白质，多肽，有机酸等。,人参皂苷在人参不同部位的含量主根：2-7侧根：6.5-12须根：8.5-11.5人参叶：7.6-12.6花蕾：15种子：0.7,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,1、结构类型,人参二醇型A型,人参三醇型B型,齐墩果酸型C型,人参二醇型A型人参三醇型B型齐墩果烷型C型人参皂苷Ro,人参皂苷Ra1、Ra2、Rb1、Rb2、Rc、Rd、Rg3、Rh2等,人参皂苷Re、Rf、Rg1、Rg2、Rh1等,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,2、生物活性,Rh2：具有抑制癌细胞向其它器官转移，增强机体免疫力，快速恢复体质的作用。Rg3：具有抑制癌细胞浸润、肿瘤细胞转移、促进肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞生长等作用。Rg1：可快速缓解疲劳、改善学习记忆、延缓衰老，具有兴奋中枢神经作用。Rb1：具有抑制中枢神经和安定作用。Rh：具有抑制中枢神经、催眠作用，镇痛、安神、,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,Rg2：具有抗休克作用，快速改善心肌缺血和缺氧，治疗和预防冠心病。Rb3：可增强心肌功能，保护人体自身免疫系统。可用于治疗心肌收缩性衰竭。Rh1：具有促进肝细胞增殖何促进DNA合成的作用，可用于治疗和预防肝炎、肝硬化。Ro：具有消炎、解毒、抗血栓作用。,总皂苷不溶血，A型抗溶血而B型溶血,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,人参根：本品按干燥品计算，含人参皂苷Rg1和人参皂苷Re的总量不得少于0.30%,人参皂苷Rb1不得少于0.20%。人参叶：本品含人参皂苷Rg1和人参皂苷Re的总量不得少于2.25%。,2010版药典中人参含量测定要求,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,培元固本，补益气血。与化疗配合用药，有助于提高原发性肺癌、肝癌的疗效，可改善肿瘤患者的气虚症状，提高机体免疫功能。,人参皂苷Rg3，10mg/粒2000年获得国家药品监督管理局颁发的试字号中药一类新药证书和生产批准文号，上市销售。2003年转正。,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,3、水解反应,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCollege,4、人参皂苷的提取分离,皂苷：正丁醇溶剂提取法苷元：酸水解法,广东药学院GuangdongPharmaceuticalCol