沈阳药科大学天然药物化学——第七章-三萜及其苷类PPT课件

.,1,天然药物化学,ChemistryofNaturalProducts,卫生部规划教材,第四版,.,2,ChemistryofNaturalProducts,第七章,三萜及其苷类（Triterpenoids）,.,3,基本内容四环三萜及五环三萜类化合物，如羊毛甾烷型、达玛烷型、齐墩果烷型、乌苏烷型的基本骨架特征。三萜类皂苷的提取分离方法，分配色谱，如各种中低压反相柱色谱、高压液相色谱（HPLC）等。三萜皂苷类结构研究中的苷键裂解，三萜类化合物的MS及NMR谱的特征。,.,4,基本要求掌握四环三萜和五环三萜的结构特征，分类；三萜类化合物MS及NMR谱的特征熟悉三萜类化合物的提取分离方法。,.,5,内容,第一节,概念,.,6,第一节概述,定义：由6个异戊二烯单位组成的30个碳原子的萜类化合物。可以以游离状态或苷的形式存在，其苷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，故被称为三萜皂苷（triterpenoidsaponins）。,2.生物活性：三萜及其皂苷广泛分布于自然界，具有广泛的生物活性，如溶血、抗癌、抗炎、抗菌、杀软体动物、抗生育等活性。,.,7,齐墩果酸治疗肝炎。甘草次酸琥珀酸半酯的钠盐抗溃疡药。具有羧基的三萜和三萜皂苷化合物多具有抗肿瘤活性,第一节概述,如：,齐墩果酸,甘草次酸,皂苷具有表面活性剂的作用稳定剂、洗涤剂和起泡剂。,.,8,3、三萜类化合物的生物合成三萜是由鲨烯（squalene）经过不同的途径环合而成，鲨烯是由倍半萜金合欢醇（farnesol）的焦磷酸酯尾尾缩合而成。,第一节概述,.,9,.,10,第一节概述,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。近几十年还发现了许多由于氧化、环裂解、甲基转位、重排及降解等而产生的新骨架类型的三萜类化合物。,.,11,内容,第一节,概述,.,12,第二节分类,四环和五环三萜,三萜,无环三萜,单环三萜,双环和三环三萜,.,13,四环三萜,.,14,a、达玛烷型（dammarane）,结构特点:环互为反式稠合，8、10位为-CH3，13位-H，17位-侧链，C-20构型R或S，3位多有羟基，或糖苷化。,dammarane,第二节分类,1)四环三萜,.,15,如：五加科植物人参中的皂苷,第二节分类,1)四环三萜,a、达玛烷型（dammarane）,原人参二醇型,.,16,五加科植物人参中的皂苷,第二节分类,原人参三醇型,.,17,神农本草经列为上品，主补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，明目，开心益智，久服有轻身延年之功效。,.,18,人参皂苷，用缓和条件水解,如50%HOAc于70加热4小时，20位苷键能断裂，进一步再水解，可使3位苷键裂解。采用HCl溶液水解，水解产物中得不到原生的皂苷元。结构发生改变，即20（S）-原人参二醇或20（S）-原人参三醇的20位上甲基和羟基发生差向异构化，转变为20（R）-原人参二醇或20（R）-原人参三醇，然后环合生成人参二醇（panaxadiol）或人参三醇（panaxatriol）,第二节分类,人参皂苷的水解：,.,19,.,20,获得原人参皂苷元，须采用缓和酸水解法。人参皂苷过碘酸钠氧化水解四氢硼钠还原室温下用2NH2SO4水解；人参皂苷室温HCl水解叔丁醇钠消除,第二节分类,获得次生人参皂苷元,氧化碱解法：在通氧高温条件下，以醇钠进行碱解反应，可以高收率得到原人参皂苷元。,.,21,IO4-BH4-H+,HClt-BuO-H+,20(S)原人参二醇,20(R)次皂苷,20(S)20(R)人参二醇,第二节分类,.,22,b.羊毛脂烷（Lanostane）,A/B、B/C、C/D环均为反式，10、13位-CH3,14位-CH3,C-20为R构型,第二节分类,lanostane,.,23,存在于海洋生物如海参、海星等分离得到的毒鱼成分，从名贵药材灵芝当中分离得到100余个。,ganodericacidClucidenicacidA,第二节分类,.,24,野生无柄赤芝,野生平盖灵芝,野生云芝,野生紫芝,灵,芝,.,25,c.甘遂烷（tirucallane）,A/B、B/C、C/D环均为反式，13-CH3、14位-CH3，C-20为-侧链（20S）。,tirucallane,第二节分类,.,26,从藤桔属植物Paramignyamonophylla分得的成分如下：,第二节分类,.,27,d环阿屯烷（环阿尔廷，cycloartane）,基本骨架与羊毛脂烷相似，差别：环阿屯烷19位甲基与9位脱氢形成三元环。,cycloartane,第二节分类,.,28,从中药黄芪当中分离得到的四环三萜多为环阿屯烷型,R1R2R3cycloastragenolHHHastragalosideIxyl(2,3-diAc)glcHastragalosideVglc-xylHglc,第二节分类,黄芪（Astragalusmembranaceus）,补气诸药之最,.,29,e、葫芦烷（cucurbitane）,特点：5-H、8-H、10-H,9位连有-CH3,其余与羊毛甾烷一样。,第二节分类,cucurbitane,.,30,从雪胆属植物的根中分离得到的一些成分,雪胆甲素R=Ac雪胆乙素R=H,第二节分类,雪胆曲莲,中华雪胆,大籽雪胆,.,31,f、楝烷型（meliacane）,如：芸香目植物中的楝苦素类成分,14-H，13CH3，17-侧链，其余同达玛烷型,第二节分类,meliacane,.,32,dammarane,tirucallane,lanostane,cycloartane,cucurbitane,.,33,五环三萜,齐墩果烷型（oleanane）,乌苏烷（ursane）,木栓烷（friedelane）,羽扇豆烷（lupane）,.,34,a、齐墩果烷（oleanane）型，又称-香树脂烷（-amyrane）型,oleanane,甘草次酸,10,23,24,25,26,27,29,30,23,24,第二节分类,2)、五环三萜(pentacyclictriterpenoids),.,35,A/B、B/C、C/D环为反式，D/E环为顺式。C-3常有-OH取代；C-28-CH3易被氧化成酸或CH2OH,第二节分类,.,36,齐墩果酸（oleanoicacid)临床用于治疗肝炎,第二节分类,R,甘草次酸,H,甘草酸,-D-gluA2-D-gluA-,乌拉尔甘草皂苷A,-D-gluA2-D-gluA-,乌拉尔甘草皂苷B,-D-gluA3-D-gluA-,黄甘草皂苷,-D-gluA4-D-gluA-,.,37,b乌苏烷（ursane）型，又称-香树脂烷（-amyrane）型,乌苏烷乌苏酸（ursanoicacid)具有抗菌活性,第二节分类,.,38,与齐墩果烷的区别：29-CH3由变成且连在19位。,第二节分类,积雪草酸R1=H，R2=H羟基积雪草酸R1=OH，R2=H积雪草苷R1=H，R2=glc-glc-rha羟基积雪草苷R1=OH，R2=glc-glc-rha,积雪草（Centellaasiatica）,.,39,c.羽扇豆烷（lupane）,lupane,E环为5元环；C-19位为-构型异丙基。所有环/环之间均为反式。,第二节分类,.,40,如：,第二节分类,白桦酸(betulinicacid),白桦醇(betulin),酸枣仁（SemenZiziphiSpinosae）,.,41,d、木栓烷（friedelane）,木栓烷（friedelane）,第二节分类,.,42,雷公藤酮（triptergone）3-hydroxy-25-nor-friedel-3,1(10)-dien-2-one-30-oicacid（25位去甲基的木栓烷型衍生物）,第二节分类,.,43,e、hopane与isohopane,HopaneR=b-Ha-CH(CH3)2,isohopaneR=aHb-CH(CH3)2,第二节分类,.,44,内容,第一节,概念,.,45,第三节理化性质,一一般性质1、苷元多有较好结晶，易溶于石油醚、（Et）2O、CHCl3等有机溶剂。2、皂苷多为无定形粉末，易溶于稀醇、热MeOH和热EtOH，可溶于水，含水丁醇或戊醇对皂苷的溶解度较好，因此是提取和纯化皂苷时常采用的溶剂。3、皂苷多具有苦、辛辣味，对人体粘膜有强烈刺激性。,.,46,二显色反应三萜化合物在无水条件下，与强酸（硫酸、磷酸、高氯酸）、中等强酸（三氯乙酸）或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。原因：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而呈色。,第三节理化性质,.,47,二显色反应1、醋酐-浓硫酸反应（Liebermann-Burchard),样品/醋酐,浓H2SO4,黄红紫蓝褪色,2、五氯化锑反应,样品/CHCl3or醇,20%五氯化锑,Or三氯化锑/CHCl3,60-70,蓝色灰蓝灰紫,第三节理化性质,.,48,二显色反应3、三氯醋酸反应（Rosen-Heimer）,TLCPC,25%三氯醋酸/EtOH,红紫,4、氯仿-浓硫酸反应（Salkowski）,样品/CHCl3,浓H2SO4,CHCl3层（红、蓝色或绿色荧光）,第三节理化性质,.,49,5、冰醋酸乙酰氯反应（Tschugaeff）：样品/冰醋酸淡红色或紫红色。,乙酰氯及氯化锌,具有三萜母核的化合物均可反应。,第三节理化性质,二显色反应,三表面活性,皂苷水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫，因其具有降低水溶液表面张力的缘故。故皂苷可作为清洁剂、乳化剂。,.,50,泡沫实验：区别蛋白和皂苷泡沫持久（15分以上）：皂苷泡沫不持久，很快消失：蛋白质、粘液质,第三节理化性质,.,51,四溶血作用皂苷能溶血，是因为多数皂苷能与胆甾醇（cholesterol，或谷甾醇,豆甾醇,麦角甾醇等)结合生成不溶性的分子复合物。其溶血作用的有无、强弱与结构有关。,第三节理化性质,如：达玛烷衍生的人参皂苷，20（S）-原人参三醇衍生的皂苷有溶血性质，而20（S）-原人参二醇衍生的皂苷则能对抗溶血作用，因此人参总皂苷不表现出溶血现象。,.,52,溶血与结构的关系：1）.A环上有极性基团，而在D环或E环上有一中等极性基团的三萜皂苷，一般有溶血作用。2）.苷元3位有-OH，16位有-OH或=O时，溶血指数最高，3）若D环或E环有极性基团，而28位连有糖链，或具有一定数量的羟基取代，则可导致溶血作用消失。,第三节理化性质,.,53,五沉淀反应酸性皂苷（通常指三萜皂苷）/水溶液+中性盐类（硫酸铵或醋酸铅）生成沉淀。中性皂苷（通常指甾体皂苷）/水溶液+碱性盐类（碱式醋酸铅或氢氧化钡等）沉淀。利用这一性质可进行皂苷的提取和初步分离。,皂苷/水溶液+铅盐、钡盐、铜盐-沉淀。,第三节理化性质,.,54,内容,第一节,概念,.,55,第四节提取与分离,一提取：1.三萜苷元类化合物的提取：多采用极性较小的溶剂进行回流提取2.三萜皂苷类化合物的提取：多采用极性较大的溶媒提取，如甲醇、乙醇、含水醇等。,.,56,二分离1.系统溶剂萃取法,总提取物,H2O分散后，依次用石油醚、CHCl3、EtOAc、nBuOH萃取,石油醚,脱脂层,CHCl3,三萜类,EtOAc,nBuOH,总皂苷层,苷元,第四节提取分离方法,水层,大极性苷,.,57,二分离2.沉淀法a.分段沉淀法利用皂苷难溶于乙醚、丙酮等溶剂而分离皂苷/醇乙醚or丙酮沉淀,b.皂苷/水溶液+铅盐、钡盐、铜盐-沉淀。,第四节提取分离方法,.,58,第四节提取分离方法,3.大孔树脂分离法,醇提取液减压回收醇后，通过大孔吸附树脂，先用少量水洗去糖和其它水溶性成分，后改用30%80%甲醇或乙醇梯度洗脱，获得极性不同的皂苷。,.,59,4.色谱法,吸附色谱：固定相为中性氧化铝、硅胶，洗脱剂为有机溶媒（极性较小、或中等极性皂苷）分配色谱：如反相HPLC、MPLC、ODS、纸色谱（极性较大皂苷）、DCCC、HSCCC。,第四节提取分离方法,硅胶柱色谱：CHCl3-MeOH-H2O反相色谱(Rp-18,8,2)：MeOH-H2O,CH3CN-H2O,.,60,内容,第一节,概念,.,61,第五节结构研究法,三萜及其皂苷的结构测定主要依照生源关系并采用化学和波谱等方法。1.UV法：孤立双键：205250nm同环共轭双键：285nm异环共轭双键：240、250、260nm，-不饱和羰基：235nm,.,62,UV法：能判断11-oxo、12-齐墩果烷型化合物C18-H的构型：C18-H：构型：242243nm，构型：248249nm。,第五节结构研究方法,.,63,2.红外光谱(IR)：根据12451330cm-1、13551392cm-1两个区域中碳氢吸收峰的数目，可以区分三萜骨架结构类型。A(13551392cm-1)B(12451330cm-1)齐墩果烷型2个峰3个峰乌苏烷型3个峰3个峰四环三萜类1个峰1个峰,第五节结构研究方法,.,64,3.质谱（MS）五环三萜裂解化合物质谱裂解的共同规律有环内双键，较特征的RDA裂解无环内双键，常从C环裂解为两个碎片；有时可同时产生RDA和C环裂解；,第五节结构研究方法,.,65,第五节结构研究方法,有环内双键，较特征的RDA裂解,.,66,3.质谱（MS）,第五节结构研究方法,无环内双键，常从C环裂解为两个碎片；,.,67,4.核磁共振（NMR),1H-NMR：提供的信息甲基质子连氧的碳上质子烯氢质子糖的端基质子信号,第五节结构研究方法,4.核磁共振（NMR),.,68,4.核磁共振（NMR),H-NMR：最大特征：高场出现多个甲基单峰一般甲基质子信号在0.6251.50间。,最高场甲基（26-CH3）0.775（28-CH2OH、CH3或内酯）最低场甲基1.131.15（27-CH3）其它小于1.01.0（27-含氧基团）,第五节结构研究方法,1.51-0.78,.,69,齐墩果烷型29、30位甲基以单峰出现，：0.81.0,乌苏烷型29、30位甲基以双峰出现：0.81.0J6Hz,30,29,30,29,第五节结构研究方法,.,70,羽扇豆烷型三萜的30-CH3,因与双键相连，在1.631.80间，具有烯丙偶合。,30,第五节结构研究方法,.,71,连OH的碳上质子信号一般出现在3.24，连OAc的碳上的质子信号一般为45.5烯氢信号的化学位移值一般为4.36环内双键质子的一般大于5，环外双键质子的一般小于5。,第五节结构研究方法,.,72,13C-NMR-CH38.933.7-C-O-6090烯碳:109160羰基碳:170220,第五节结构研究方法,4.核磁共振（NMR),.,73,90CH,135CHCH3CH2,200,150,100,50,.,74,4.核磁共振（NMR)13C-NMR1).根据烯碳的化学位移可推知五环三萜的类型,第五节结构研究方法,.,75,144.2,123.0,第五节结构研究方法,齐墩果烷型,.,76,150.3,109.5,19.4,第五节结构研究方法,羽扇豆烷型,.,77,4.核磁共振（NMR)13C-NMR,2).苷化位置的确定,C3苷化810C2,4（）稍向高场,C28羧基成酯苷，羰基碳向高场2。,C19596,第五节结构研究方法,.,78,苷化位移：苷元:C3-O-sugar,C3+810糖:端基碳+7其上OH与其它糖连接成苷的碳+38酯苷:-COO-sugar-2；糖端基碳95叔醇:苷元-C+10;糖端基碳100,第五节结构研究方法,.,79,例1：,化合物A，白色粉末(甲醇)，mp.250252；Molish反应和Liebermann-Burchard反应均为阳性。完全酸水解，薄层检测，苷元为齐墩果酸，PC检测出葡萄糖醛酸和葡萄糖，用10的KOHMeOH碱水解后，PC检测出葡