第八章三萜类化合物

第八章 三萜类化合物 第一节概述1 定义 由30个碳原子组成的萜类化合物 符合 异戊二烯定则 2 存在1 游离三萜 C5H10 62 苷 又名三萜皂苷 水液振摇起泡3 广泛存在于自然界 双子叶植物中分布最多3 因为许多三萜皂苷具有羧基 因此又称为 酸性皂苷 4 研究概况游离三萜1963 1970年 发现232个1990 1994年 发现330个 多为新骨架 三萜皂苷1966 1972年 鉴定了30个皂苷1987 1989年 鉴定了1000多个皂苷 尤以海洋生物中得到不少新型三萜 5 结合糖种类单糖 glc gal xyl arab rha fuc glcA galA qui等双糖 三糖 四糖6 结合位置 C3 C28 C16 C23 C29 7 生源途径三萜类化合物的生物合成途径从生源来看 squalene 通过不同的环化方式转变而来的 而鲨烯是由焦磷酸金合欢酯 farnesylpyrophosphate FPP 尾尾缩合生成 焦磷酸金合欢酯 焦磷酸金合欢酯 第二节三萜类化合物的结构与分类三萜 以六分子异戊二烯为单位的聚合体 由于三萜类化合物生物活性的多样性及重要性 近年来成为中药化学研究的一个热点领域 而且加之现代分离 分析技术的运用 大大加快了三萜类化合物的研究进展 1966 1972年间仅有30个皂苷结构被搞清楚 而1987 1989年2年多时间分离鉴定的新皂苷就有1000多种 三萜类化合物的存在形式 三萜类化合物在自然界的存在形式有游离或者与糖结合成苷或酯的形式存在 游离三萜化合物不溶于水 易溶于有机溶剂 三萜苷类易于水 其水溶液剧烈振摇时能产生大量 持久的肥皂样泡沫 故称为三萜皂苷 另外 三萜皂苷多具有羧基 所以又常称为酸性皂苷 三萜皂苷分类 1 按存在形式 结构 性质分为 1 三萜皂苷及苷元 2 其它三萜类 树脂 苦味素 三萜醇 三萜生物碱 2 按碳环的数目分类 1 链状三萜 较少 2 单环三萜 较少 3 双环三萜 较少 4 三环三萜 较少 5 四环三萜 较多 羊毛脂甾烷型茯苓酸大戟烷型大戟醇达玛烷型酸枣仁皂苷人参皂苷葫芦素烷型雪胆甲素及乙素原萜烷型泽泻萜醇A B楝烷型川楝素环菠萝蜜烷型环黄芪醇 6 五环三萜 较多 齐墩果烷型齐墩果酸乌苏烷型乌苏酸羽扇豆醇型白桦脂醇白桦脂酸木栓烷型雷公藤酮羊齿烷型和异羊齿烷型何帕烷型和异何帕烷型其它类型 羊毛脂甾烷型达玛烷型 大戟烷型 茯苓酸 大戟醇 香树脂醇型a 香树脂醇型羽扇豆醇型 齐墩果酸 熊果酸 白桦脂酸 第三节理化性质和溶血作用 物理性质 1 性状多为无定形粉末 极性较大 具吸湿性 苦 辛辣 有粘膜刺激性 2 熔点与旋光性游离态有固定熔点 皂苷无明显熔点 一般测得的大多为分解点 三萜化合物均有旋光性 物理性质 3 溶解度游离态溶于有机溶剂 不溶于水 成苷后 极性增强 可溶于水 易溶于热水 稀醇 热甲醇 热乙醇 几不溶或难溶于丙酮 乙醚等极性小的有机溶剂 皂苷常用正丁醇作为分离提取的溶剂 皂苷有助溶性 可促进其他成分在水中的溶解度 4 发泡性皂苷水液经剧烈震荡能产生持久性泡沫 且不因加热而消失 原因 降低水液表面张力 化学性质 1 颜色反应 Liebermann Burchard反应 浓硫酸 醋酐 1 20 Kahlenberg反应20 五氯化锑 或三氯化锑的氯仿饱和液 可用于滤纸显色 干燥后60 70 加热 显蓝色 灰蓝色 灰紫色等Rosen Heimer反应25 三氯乙酸乙醇液 可用于滤纸显色 加热至100 猩红色 逐渐变为紫色Salkowski反应氯仿 浓硫酸 硫酸层显红色或蓝色 氯仿层有绿色荧光出现 2 沉淀反应皂苷水液可和一些金属盐类如铅盐 钡盐 铜盐等产生沉淀 酸性皂苷 三萜皂苷 可用中性盐如硫酸铵 乙酸铅等沉淀 中性皂苷 甾体皂苷 用碱性盐如碱式乙酸铅沉淀 因采用此法重金属离子会超标 故现在多不用 化学性质 3 皂苷的水解皂苷酸水解多采用缓和酸水解 两相酸水解 酶解或Smith降解法 其原因为 一般酸水解时 易引起皂苷元的结构变化 而得不到真正的苷元 糖醛酸苷键的裂解一般采用光解法 四乙酸铅 乙酸酐法 以及微生物转化法 酯苷键的水解多采用LiI在2 6 二甲基吡啶 甲醇溶液中与皂苷一起回流 本方法既不损伤苷元 也不会使糖的结构发生变化 化学性质 溶血作用 皂苷具有破坏红细胞而产生溶血的现象 溶血指数 指在一定条件下 等渗 缓冲及恒温 下能使同一动物来源的血液中红细胞完全溶血的最低浓度 皂苷的溶血作用是皂苷和红细胞壁上的胆甾醇结合 破坏血红细胞的正常渗透性 使细胞内压增加 而产生溶血 但不是所有皂苷都具溶血作用 另外有些树脂 脂肪酸 挥发油也能产生溶血现象 第四节三萜类化合物的提取分离 提取方法 1 醇提取法 最常用的提取皂苷的方法2 酸水解有机溶剂萃取法 提取皂苷元的方法3 碱水提取 仅适用于含羧基的皂苷提取 分离方法 1 沉淀法 分段沉淀法利用皂苷难溶于乙醚 丙酮的性质 将皂苷溶于甲醇或乙醇 滴加乙醚或丙酮或乙醚 丙酮 1 1 的混合物液 边加边摇 皂苷即可析出 但本法不易得到纯品 胆甾醇沉淀法利用胆甾醇能和皂苷生成复合物的性质 但三萜皂苷与胆甾醇形成的复合物没有甾体皂苷与胆甾醇形成的复合物稳定 先将皂苷和胆甾醇充分反应 然后用水 醇 乙醚顺次洗涤沉淀 以除去糖类 色素 油脂和游离的胆甾醇 再将沉淀干燥 乙醚回流 提去胆甾醇 剩下为较纯皂苷 分离方法 2 大孔树脂法适合皂苷的精制和初步分离 先用水洗除去糖和水溶性杂质 再用不同浓度醇浓度由低至高洗脱皂苷按极性由大到小的顺序被洗下来 分离方法 3 色谱分离法 吸附柱色谱法 吸附剂为硅胶 流动相为氯仿 甲醇不同比例 分配柱色谱法支持剂 硅胶固定相 3 草酸水溶液流动相 含水混合有机溶剂反相柱色谱 吸附剂为Rp 18 Rp 8或Rp 2 流动相为甲醇 水 乙腈 水 分离方法 3 高效液相色谱法目前最常用 一般选用反相柱 流动相为甲醇 水 乙腈 水 4 凝胶色谱法应用较多的是能在有机相使用的SephadexLH 20 分离方法 第五节三萜类化合物检识 理化检识 1 泡沫试验中药水提取液振摇后 产生持久泡沫 15分钟以上 注意假阳性反应 2 显色反应 见颜色反应 3 溶血试验取供试液1ml 水浴蒸干 生理盐水溶解 加入几滴2 红细胞悬浮液 若发生溶血 溶液由混浊变澄明 色谱检识 1 薄层色谱硅胶为吸附剂 皂苷元展开剂为亲脂性展开剂 皂苷的展开剂为含水有机溶剂 酸性皂苷薄层拖尾 可加入少量甲酸或乙酸消除 显色剂 10 硫酸乙醇溶液 三氯乙酸试剂 香草醛 浓硫酸试剂 2 纸色谱水为固定相 展开剂含水量较多 但斑点不太集中 第六节三萜类化合物的结构研究 UV光谱 随共轭程度而变化 11 oxo 12 齐墩果烷型化合物可用UV判断18 H的构型 当18 H为 构型 最大吸收在248 249nm 18 H为 构型 最大吸收在242 243nm MS特征 EI MS 皂苷得不到分子离子 游离三萜 皂苷元 可得到分子离子及碎片离子 M CH3 M OH M COOH 齐墩果烷型 结构中含环己烯时 可发生RDA裂解 羽扇豆烷型 出现一个失去异丙基的M 43的特征离子峰 皂苷EI MS得不到分子离子 场解析质谱 FD MS 和快原子轰击质谱 FAB MS 可得到皂苷的准分子离子峰 M H M Na 和 M K 等 还可以给出皂苷分子失去寡聚糖基或单糖碎片峰 并同时出现相应的糖单元的碎片峰 MS特征 1H NMR特征 三萜类出现多个甲基单峰 一般甲基质子信号在 0 60 1 50 甲基与双键相连 1 63 1 80 呈宽单峰 高场区甲基信号数目及峰形有助于推断三萜类化合物的基本骨架 烯氢信号 4 3 6 0 环内双键 大于5 环外双键 小于5 连接羟基的碳上质子信号在 3 2 4 0 连接乙酰氧基的碳上的质子信号在 4 0 5 5 13C NMR谱特征 三萜母核上的角甲基一般出现在 8 9 33 7 其中23 29位甲基在e键 出现在较低场 依次为28 0 33 0 苷元中除与氧连接的碳和烯碳外 其他 一般在60 0以下 苷元和糖上与氧相连碳为 60 0 90 0 烯碳在 109 0 160 0 羰基碳为 170 0 220 0 其他NMR技术 DEPT 用于确定碳的类型CH3 CH2 CH 1H