三萜及其苷类3课件

中药化学 本章内容 一 概述二 分类三 理化性质四 提取分离五 结构测定 一 概述 定义三萜 triterpenoids 是由6个异戊二烯单位 30个碳原子组成 三萜皂苷 triterpenoidsaponins 是由三萜皂苷元 triterpenesapogenins 和糖 糖醛酸等组成 由于该类化合物多数可溶于水 水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫 故此称为皂苷 结构中多具羧基 所以又称之为酸性皂苷 一 概述 分布 三萜及其苷类广泛存在于自然界 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 三萜主要来源于菊科 豆科 大戟科 楝科 卫茅科 茜草科 橄榄科 唇形科等植物 三萜皂苷在豆科 五加科 葫芦科 毛茛科 石竹科 伞形科 鼠李科等植物分布较多 一 概述 生理活性 具溶血 抗癌 抗炎 抗菌 抗生育等活性 齐墩果酸 临床用于治疗肝炎人参皂苷B2 柴胡皂苷A 降低高血脂大豆中的大豆皂苷 抑制血清中脂类氧化及过氧化脂质生成并有减肥作用由于皂苷能降低表面张力的活性 可被用来作乳化稳定剂 洗涤剂和起泡剂等 本章内容 一 概述二 分类三 理化性质四 提取分离五 结构测定 二 分类 多数三萜为四环三萜和五环三萜 也有少数为链状 单环 双环和三环三萜 如 二 分类 双环三萜 三环三萜 二 分类 四环三萜 五环三萜 四环三萜 tetracyclictriterpenoids 1 达玛烷型 dammarane 2 羊毛脂烷型 lanostane 3 甘遂烷型 tirucallane 4 环阿屯烷型 cycloartane 5 葫芦烷型 cucurbitane 6 楝烷型 meliacane 二 分类 四环三萜 tetracyclictriterpenoids 1 达玛烷型 dammarane 二 分类 四环三萜 tetracyclictriterpenoids 1 达玛烷型 dammarane 结构特点 二 分类 四环三萜 tetracyclictriterpenoids 1 达玛烷型 dammarane 属达玛烷型人参皂苷可分为二类 由20 S 原人参二醇 20 S protopanaxadiol 衍生的皂苷 Ra b c d等 由20 S 原人参三醇 20 S protopanaxatriol 衍生的皂苷 Re Rf结构如下 二 分类 四环三萜 tetracyclictriterpenoids 1 达玛烷型 dammarane 属达玛烷型人参皂苷可分为二类 二 分类 四环三萜 tetracyclictriterpenoids 2 羊毛脂烷型 lanostane 结构特点 二 分类 四环三萜 tetracyclictriterpenoids 3 甘遂烷型 tirucallane 结构特点 13 14 Me构型与羊毛脂烷型相反C 17 侧链C 20 S构型 二 分类 四环三萜 tetracyclictriterpenoids 4 环阿屯烷型 cycloartane 结构特点 与羊毛脂烷型很相似 仅在于19位甲基与9位脱氢形成三元环 二 分类 四环三萜 tetracyclictriterpenoids 5 葫芦烷型 cucurbitane 结构特点 C 9位 Me 有5 H 8 H 10 H 其余与羊毛脂烷型相同 二 分类 四环三萜 tetracyclictriterpenoids 6 楝烷型 meliacane 结构特点 26个碳 C 8 C 10 角甲基 C 13 角甲基 C 17 侧链 二 分类 五环三萜 pentacyclictriterpenoids 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 二 分类 五环三萜 pentacyclictriterpenoids 1 齐墩果烷型 oleanane 又称 香树脂烷型 amyrane 二 分类 五环三萜 pentacyclictriterpenoids 2 乌苏烷型 ursane 香树脂烷 amyrane 型 多为乌苏酸衍生物 二 分类 五环三萜 pentacyclictriterpenoids 3 羽扇豆烷型 lupane 结构特点 E环为五元碳环 19位有异丙基以 构型 二 分类 五环三萜 pentacyclictriterpenoids 4 木栓烷型 friedelane 本章内容 一 概述二 分类三 理化性质四 提取分离五 结构测定 三 理化性质 一般性质 性状 苷元 多有较好结晶苷 不易结晶 多为无色无定形粉末 溶解度 苷元 溶石油醚 苯 乙醚 氯仿等有机溶剂不溶于水苷 易溶于热水 稀醇 热MeOH EtOH含水丁醇 戊醇对皂苷的溶解度较好不溶或难溶乙醚 苯等极性小的有机溶剂 三 理化性质 一般性质 味 苦而辛辣 粉末对人体粘膜有强烈刺激性 尤其鼻内粘膜的敏感性最大 吸入鼻内能引起喷嚏 因此 有的皂苷内服 能刺激消化道粘膜 产生反射性粘液腺分泌 而用于祛痰止咳 三 理化性质 颜色反应 由于三萜化合物结构中常有 OH 等 因此 在无水条件下 与强酸 硫酸 磷酸 高氯酸 中等强酸 三氯乙酸 Lewis酸 氯化锌 三氯化铝 三氯化锑 作用 会产生颜色变化或荧光 主要是使羟基脱水 增加双键结构 再经双键移位 双分子缩合等反应生成共轭双烯系统 又在酸作用下形成阳碳离子盐而呈色 三 理化性质 颜色反应 全饱和的 C 3无羟基或羰基的化合物呈阴性反应 作用于母核 三 理化性质 颜色反应 1 醋酐 浓硫酸反应 Liebermann Burchard反应 2 五氯化锑反应 Kahlenberg反应 三 理化性质 颜色反应 3 三氯醋酸反应 Rosen Heimer反应 4 氯仿 浓硫酸反应 Salkowski反应 三 理化性质 颜色反应 5 冰醋酸 乙酰氯反应 Tschugaeff反应 凡具有三萜母核结构的化合物 均能产生上述反应 如 三萜苷元 三萜皂苷 三 理化性质 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 这是由于皂苷类成分具有降低水溶液表面张力的缘故 因此 可作为清洁剂 乳化剂应用 表面活性与分子内部亲水性和亲脂性结构的比例相关 只有当二者比例相当 才能较好地发挥出这种表面活性 若亲水性强于亲脂性或相反 就不呈现这种活性 三 理化性质 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 三 理化性质 溶血作用 溶血机理 并非所有的皂苷都产生溶血现象 如 人参皂苷 三 理化性质 溶血作用 溶血与结构的关系 和糖部分有关 一些有溶血作用的三萜酯皂苷 E环上脂键被水解 生成物仍是皂苷 无溶血作用 三 理化性质 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 三萜皂苷 水 中性盐类 沉淀 酸性皂苷 硫酸铵 醋酸铅等 甾体皂苷 水 碱性盐类 沉淀 中性皂苷 碱式醋酸铅 氢氧化钡等 本章内容 一 概述二 分类三 理化性质四 提取分离五 结构测定 四 提取分离 三萜类成分的提取 1 用乙醇或甲醇提取 2 醇提后用石油醚 氯仿 乙酸乙酯等萃取 3 制成衍生物 如甲基化制成甲酯衍生物或制成乙酰衍生物然后进行分离 4 若以皂苷形式存在 可先水解 后用氯仿等溶剂进行萃取 再分离 四 提取分离 三萜类成分的分离 1 沉淀法 分段沉淀法 溶剂沉淀法 利用皂苷难溶于乙醚 丙酮等溶剂来分离 皂苷 醇液 滴加乙醚等 沉淀优点 简便缺点 分离不完全 不易获得纯品 四 提取分离 三萜类成分的分离 1 沉淀法 重金属盐沉淀法三萜皂苷 水 中性盐类 沉淀甾体皂苷 水 碱性盐类 沉淀2 氧化镁吸附法可吸附糖 鞣质 色素等杂质 四 提取分离 三萜类成分的分离 3 透析法 可除去无机盐等杂质 4 乙酰化精制法皂苷的亲水性多数较强且极性大 夹带水溶性杂质亦多 若将水溶性大的粗皂苷制成酰化物后增大其亲脂性 可以溶于低极性溶剂中 无论是脱色 层析 重结晶都比较容易 待纯化后再水解去乙酰基恢复原来皂苷形式 四 提取分离 三萜类成分的分离 5 色谱法 色谱法可得到纯的单体皂苷 吸附剂 中性氧化铝 硅胶 低活度 分配 洗脱剂 多用混合溶剂如 CHCl3 MeOHCHCl3 MeOH H2O 65 35 10下层显色剂 10 H2SO4或特有的显色反应 本章内容 一 概述二 分类三 理化性质四 提取分离五 结构测定 五 结构测定 现以齐墩果烷型三萜及其皂苷为例简单介绍 一 紫外光谱可判断齐墩果烷型化合物结构中的双键类型 一个孤立双键 仅在205 250nm处有微弱吸收 不饱和羰基 最大吸收在242 250nm异环共轭双烯 最大吸收在240 250 260nm同环共轭双烯 最大吸收在285nm 五 结构测定 一 紫外光谱 在11 oxo 12 齐墩果烷型化合物中可判断18 H的构型 当18 H为 构型 最大吸收为248 249nm当18 H为 构型 最大吸收为242 243nm 五 结构测定 二 质谱 五环三萜类化合物质谱裂解的共同规律是 当有环内双键时 一般都有较特征的RDA裂解无环内双键时 常从C环断裂为两个碎片有时 可以同时产生RDA断裂和C环断裂当有11 oxo 12时 将产生RDA裂解并发生麦氏重排 五 结构测定 二 质谱 RDA 逆Diels Alder 裂解 五 结构测定 二 质谱 麦氏重排 Mclaffcrty重排 重排必须具备的条件 适当位置的杂原子 如 O 体系 通常一个双键 可除去的氢 对C O体系的 位 五 结构测定 二 质谱 例 五 结构测定 二 质谱 皂苷的难挥发性 使电子轰击质谱 EI MS 和化学电离质谱 CI MS 技术在三萜皂苷的应用受到限制 可制备成衍生物进行应用 目前常应用不依赖样品挥发性的质谱技术 场解析质谱 FD MS 正或负离子快原子轰击质谱 FAB MS 可获得皂苷的准分子离子峰 M H M Na M K 等 五 结构测定 三 核磁共振 1 1H NMR 三萜及其苷中的主要信息 甲基质子连氧碳质子烯氢质子糖端基质子 五 结构测定 三 核磁共振 1 1H NMR 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 50 0 18 1 5出现堆积成山形的亚甲基信号烯氢质子一般为 4 3 6左右C3 OH中C3上质子 3 2 4左右 五 结构测定 三 核磁共振 1 1H NMR 环内双键质子 5ppm环外烯氢 5ppm 五 结构测定 三 核磁共振 1 1H NMR 甲基位移值不同 与糖上甲基比较 五 结构测定 三 核磁共振 1 1H NMR 烯氢的位移值比较 五 结构测定 三 核磁共振 1 1H NMR 同环双烯与异环双烯的比较 五 结构测定 三 核磁共振 2 13C NMR 一般C的位移值C CC O 角甲基 8 9 33 7 五 结构