第 七 章三萜及其苷类

1、第 七 章 三萜及其苷类第一节 概述 三萜类化合物是指基本碳架由30个碳原子组成的一类天然产物，大多数可以看成是由6个异戊二烯单位联结而成，在植物界分布很广，它们以苷或苷元的形式存在于植物体，游离三萜（苷元）通常不溶于水，而与糖结合成苷后多可溶于水。其水溶液振摇时能产生大量的、持久的泡沫,与肥皂相似，故称皂苷（Saponins），皂苷又有甾体皂苷和三萜皂苷之分，过去对皂苷的化学结构末完全清楚，按其水溶液的性质，将其分为酸性皂苷和中性皂苷，现在知道，酸性皂苷主要指三萜皂苷，中性皂苷包括甾体皂苷和某些三萜皂苷。 三萜及其苷类由于结构复杂，分离难度也较大，在过去研究进展不快，近年来，由于分离技术和结

2、构鉴定方法的发展，使皂苷类研究进展很快，同时，尤其是三萜皂苷类的生理活性的多样性，如人参皂苷具有促进RNA蛋白质的生物合成，增强机体免疫等作用，柴胡皂苷等，具有抑制中枢社、神经系统和抗炎作用等。由于这些作用，三萜皂苷被认为是许多中药的有效成份，得到国内外学者的普遍重视，使其研究发展极为迅速。植物中存在三萜及其苷类的几个特点： 1、结构： 皂苷是由皂苷元（三萜皂苷元和甾体皂苷元）和糖部分两部分组成，有的还与其它一些成有机酸结合。 糖部分：葡萄糖，半乳糖，鼠李糖，阿拉伯糖，葡萄糖醛酸，半乳糖醛酸等。 这些糖常以低聚糖形式与苷结合，少数是单糖与苷元结合。 由一串寡糖组成的苷叫单糖链皂苷。 由二串寡糖

3、组成的苷叫双糖链苷。 少数皂苷分子中的羟基与有机酸结合成酯，如：乙酰基，桂皮酰基，阿魏酰基等，也有与其它基团取代，如：磺酰基，氨基等。 圆叶柴胡皂苷A 齐墩果酸-2-乙酰氨基-去氧-D-葡萄糖苷COOHO3SOglc glc glc glcCOOHONHAc 2、皂苷分子中大多数在C-3位有-OH取代，而该-OH大多数与糖结合成苷，只有少数情况游离，其它位置的羟基和COOH均能与糖结合成苷，而由-COOH与糖结合的苷叫酯皂苷。 3、与酶共存；含有皂苷的植物几乎都含有酶，能使皂苷水解成为次级苷，特别是一些酯皂苷，酸、碱都可使其水解，转变成次级苷，因此提取时要注意，首先要破坏酶，酸、碱要慎用。第二

4、节 三萜类化合物和生物合成 三萜类化合物的结构类型很多，但主要是四环三萜和五环三萜，其它如链状，双环，三环极为少见，从生源关系上看，四环三萜和五环三萜都可以看成是由直链三萜鲨烯通过不同形式环合而成，而鲨烯则是由两个倍半萜焦磷酸金合欢酯头尾缩合而成。从而沟通了三萜与其它萜类之间的生源关系。 焦磷酸金合欢酯 鲨烯 榔色酸 龙涎香醇ORORCOOHCOOHOHHH第三节 四环三萜 四环三萜（Tetracyllic diterpenoids）,生源上可视为由鲨烯转变为甾体的中间体，大多数结构和甾体相似，亦有环戊烷骈多氢菲结构，但在甾核的4、4、14位上比甾醇多了三个甲基。根据四环三萜的特点，可将其分为

5、以下几个类型：（一）羊毛甾（脂）烷型（lanosane） 结构特点：1、A/B环，B/C环，C/D环均为反式。2、C-10，C-13位均有-CH3，C-14位有 -CH3，C-17位有-侧链。3、20位均为 R构型。 即其侧链构象为：10，13，14，17。 羊毛甾醇 此外，羊毛甾烷型四环三萜，除含30个碳外，近年还发现含27碳，24碳的基本骨架，其结构类型的确定是依据10，13，14，17位构型。在这几个位置的构型与羊毛甾醇相同 。HO21222023242526271819302829135101112131415 (二）达玛烷型 达玛烷（Dammarane）型四环三萜的结构特点： 8-位

6、上有-CH3，10-位上有-CH3，14CH3，13-H，17-侧链。 与羊毛甾烷型区别是13-位上的CH3转到8-位上，而13-位为-H。 常见的羟基衍生物，如：达玛烯二醇I，II。 达玛甾烷H 原人参二醇和原人参三醇都属达玛烯二醇的衍生物。 达玛烯二醇I（20R-） 达玛烯二醇II（20S-） 原人参二醇（20S-） 原人参三醇（20S-）OHHOHOHOHOOHHHOHOOHHHOOH A型：20（S）-原人参二醇系 RRa1 : glc6-Ara(p)4-zylRa2: -glc6-Ara(f)2-xylRb1: -glc6-glcRb2: -glc6-Ara(p)Rc: -glc6-

7、Ara(f)Rd: -glcRg3: -H(20R)glcROOHOglc B型：20（S）原人参三醇系Re : R1 glc2-1Rha R2 glcRf : R1 glc2-1glc R2 HRg1 : R1 glc R2 glcRg2: R1 glc2-1Rha R2 HHOOHROOglcRha2 C型：齐墩果酸型 人参皂苷Ro：R=葡萄糖醛酸2-1葡萄糖COOROglc 这些皂苷的性质都不稳定，用酸水解时，C-20位的构型容易发生变化，转变为R构型，侧链受热能环合，所以当这两种类型的皂苷类，混酸加热水解时，生成的皂苷元己经异构化为人参二醇或人参三醇。 原人参二（三）醇 原人参二（三）

8、醇 人参二醇或三醇 20（S） 20（R）HOOHOH+ 这类皂苷多数为无色昌体，少数为粉末状，能溶于水，属双糖链皂苷。 由于上述原因，水解时应采用缓和水解，例如：用5%的稀醋酸，于70下水解4小时，只能使C-20位苷键断裂，生成难溶于水的次级苷。再进一步水解则C-3位苷键裂。 若要得到真正的苷元，需要采用温和方法进行水解，如：用过碘酸氧化开裂法等。 人参皂苷彼此在生物活性上有显著差异，如A型和B型皂苷；B型;20（s）原人参三醇系有溶血作用，A型；20（s）原人参二醇系则有抗溶血作用，C型人参皂苷也有溶血作用，但含量很小，因此，人参总皂苷不表现溶血作用。 三、甘遂烷型 甘遂烷型与羊毛脂烷型环

9、一样，A/B环，B/C环，C/D环均为反式。但其13，14位构型与羊毛脂烷型相反，且20位侧链为构型，如从腾桔属植物Paramignya monophylla 的果实中分离得到5个甘遂烷型化合物： tincallane 2、R1=O R2=CH3 flindissone 3、R1=-OH R2= CH3 4、R1=O R2=CH2OH 5、R1=-OH R2= CH2OHR2R1OHOHOO四、环阿屯烷（环阿尔庭） 环阿屯烷基本骨架与羊毛脂烷相似，差别仅在于环阿屯烷19位甲基与9位脱氢形成三元环。如：在中药黄芪根中分离出十余种皂苷成份，其苷元除少数为齐墩果烷型外，大多数为环阿尔廷型四环三萜。如

10、： 环阿尔廷 黄芪醇 R1 R2 R3 环黄芪醇 H H H 黄芪苷I xyl(2,3-diAc) glc H 黄芪苷VII xyl glc glcOOHOHHOOOR3OR2R1O 从上述结构看，环阿尔廷在结构上与羊毛甾型很相似。只是10位上的甲基与9位成环。 黄芪醇则在侧链上形成一个五元环，其甾核部分与羊毛甾烷结构相同，属羊毛甾烷范畴。 黄芪醇苷元部分与环阿尔廷的区别，仅在侧链上有五元环。 五、原萜烷型（教材无） 原萜烷型与达玛烷型是立体异构体，其结构特点是： 8-CH3，9-H，13-H，14-CH3，17-侧链。其平面结构与达玛烷型相同，只是立体构型不同。 原萜烷 其中B环为船式构象。

11、HH 如从利尿渗湿中药泽泻中分得的泽泻醇A和B等，属于该类四环三萜，用于治疗高血脂症，降胆固醇等，己用于临床。 泽泻醇A 泽泻醇BHOHOOHOHOHHHOHOOHOHHO 六、 葫芦烷型 葫芦烷型的结构特点是： 有8-H，9-CH3，10-H，只是在A/B环上的取代基与羊毛甾烷型不同，相当于羊毛甾烷型的10-CH3转成9-CH3。其余部分相同。 胡芦烷 雪胆甲素R=Ac 雪胆乙素R=HHHOOHHOHOOOHOR 具有这一结构类型的化合物，主要是葫芦素类，主要存在于葫芦科植物的爪蒂中，如黄爪属，葫芦属，西爪属等，均找到许多结构类似的化合物，统称为葫芦素，己阐明结构的有20余种，均属四环三萜类

12、衍生物，其基本母核为葫芦烷。 葫芦素类有广范生理活性，除抑制肿瘤外，还有伉菌、消炎，催吐，致泻等作用。如：雪胆甲素和雪胆乙素就是从云南雪胆中分离得到的两个葫芦烷型化合物，具有抗菌消炎，清热解毒作用，在临床上治疗痢疾，肺结核，慢性支气管炎有较好疗效。 七、 其它四环三萜 四环三萜均应的四个环，但有少数化合物虽然仅有三个环，但从生源观点，保留了D环空间，把这类成份视为四环三萜的达玛烷型衍生物，另有一些碳原子数少于30个，根据生源观点，也将其列入四环三萜的范畴，视为三萜降解衍生物。1、 楝苦素类楝烷型 楝苦素类是指楝科植物苦楝的果皮和树皮中含有的多种三萜类成份的总称，碳架结构由26个碳原子组成，属于

13、楝烷型。 大戟醇 阿朴大戟醇 楝烷 此类成份的结构推测是由大戟醇类成份14-CH3转移到8-位上，生成阿朴大戟醇，然后裂去侧链四个碳原子，称降四环三萜类。HOHO 大戟醇（ euphol）是羊毛甾烷的异构体，平面结构相同，立体构型差别只是13，14，17-位上的取代基构象不同，即是13，14，17-型，与羊毛甾烷型相反。 具有这类结构的有效成份，如：从川楝皮中分得的川楝素和异川楝素，均具有驱蛔作用，有效率达90%，异川楝素毒性较川楝素大。 川楝素 异川楝素HOHHOAcOAcOOOHOHOOHOHHOAcOAcOOOHO2、苦木苦素（教材无） 这类成份具有苦木烷的基本结构，分子中有20个碳，过

14、去将其视为二萜类，现在，根据生源。又将其列为三萜类的氧化分解产物， 苦木烷 鸦胆亭 R=CH（CH3）2 鸦胆子素R=O 鸦胆子苦醇R=CH3 鸦胆子素 R=-OHCOOCH3OOHOOHHHHOOOOCOROHOHHHOOOOHOHRHO这类成份就目前发现的有代表性的有效成份，如：鸦胆子中分得许多该类成份，许多具有明显的抗癌活性，只是毒性较大，如：鸦胆亭，鸦胆子苦醇等。 第 四 节 五环三萜的结构类型 五 环 三 萜 （ p e n t a c y l i c triterpenoids）类成份在植物界分布较多，在中草药中也较常见，主要有以下几个类型。 一、齐墩果烷型（Oleanane ）（

15、-香树脂烷型Amyrane） 属于此类结构的植物成份数量较多，分布也极为广范，其结构特点是：1、基本碳架为多氢蒎的五环母核。2、A/B环，B/C环，C/D环为反式，而D/E环为顺 式。3、母核上有八个甲基，C-8，C-10，C-17上的甲基均为-型，14-CH3为型。4、一般在C-3位有-OH，多数为构型。5、有以苷的形式存在，也有以游离状态存在。 齐墩果烷 常见的有效成份如下： 齐墩果酸 甘草酸 302928172625242322212019181716151413121110987654321EDCBACOOHHHOCOOHHO(R)HO 柴胡皂苷a,c,d是由柴胡及同属植物的根中分离得

16、到的三种皂苷，具有抗炎和降血脂作用，其结构中苷元部分亦属于齐墩果烷型。有以下几类： R1 R2 R3 柴胡皂苷a OH OH （柴胡皂苷元F） 柴胡皂苷d OH OH (柴胡皂苷元G) 柴胡皂苷c H OH (柴胡皂苷元E) 柴胡皂苷e H OH (柴胡皂苷元E)CH2HOR3R2R13glc-Fuc-O-3glc-Fuc-O-45glc-glc-O-Rha3glc-Fuc-O- 柴胡皂苷元B R1 R2 柴胡皂苷元A OH OH 柴胡皂苷元D OH OH 柴胡皂苷元C H OHCH2OR1CH2OHHR2HOCH2OHHOHHO 柴胡皂苷d在提取过程中易受酸影响，转变成 柴 胡 皂 苷 B

17、， 为 一 混 合 物 ， 柴 胡 皂 苷b1,b2,b3,b4都是在提取过程中形成的，为五元氧环开裂形成，及16羟基变构或在11-位上取代甲氧基。形成柴胡皂苷b1,b2,b3,b4。 H+/CH3OHH+R3CH2OHCH3OR3CH2OHOR3 糖糖 此外，商陆根，文冠果，远志根，丝石竹根中的皂苷类成份中的皂苷元，均属齐墩果烷型。如： R1 R2 商陆酸 H H 商陆酸-30-甲酯 H CH3 2-羟基商陆酸 OH H 2-羟基商陆酸-30-甲酯 OH CH3 由3-OH、R1、R2连不同糖基及取代基组成多种皂苷 。 文冠果皂苷A、B、C、D为七叶皂苷元的双糖苷。如：COOR2CH2OHC

18、OOHHR2HOR1 此外诸如远志皂苷、丝石竹皂苷等为双糖链苷 其苷元均属五环三萜类。CH2OHCH2OHHOHHOOHOHOOOCOCH3OOHHCH2OHCH2OHOOCOOHOOCC CHCH3CH3 二、乌苏烷型 乌苏烷（Ursane），双称-香树脂烷型，其结构与齐墩果烷型不同点是E环上两个甲基位置不同，即C-20位上的一个甲基转移到19-位上。 乌苏烷 乌苏酸（熊果酸） 此类成份在中草药中数量要比齐墩果烷型少，其中以乌苏酸及其苷类为主，植物界分布较广，如：熊果叶，车前草，四季青，柿蒂等中。COOHHO 中药地榆的根和根茎，能凉血，止血。除含大量鞣质外，还含有一定量的皂苷（2.5-4%

19、），称地榆皂苷，水解后产生地榆皂苷元，也有些皂苷之苷元为乌苏酸，地栓皂苷B和E即是乌苏酸的苷 。后又分离出地榆皂苷I和II，是19-羟基乌苏酸的苷。 地榆皂苷元 19-羟式乌苏酸COOHHOOHCOOHHO 伞形科植物积雪草的全草是对清热解毒、利湿、治疗结核病的有效成份，其粗皂苷是一种创伤愈合促进剂，含多种皂苷，主要成份为亚细亚皂苷（积雪草苷），是由亚细亚酸和两分子葡萄糖，一分子鼠李糖组成的单糖链苷。 R1 R2 积雪草酸 H H 羟基积雪草酸 OH H 积雪草苷 H 羟基积雪草苷 OH 在冬青属植物的叶中也曾分得两个皂苷，其苷元均为19-羟基乌苏酸。COOR2HOCH2HOHOR1 三、羽扇

20、豆烷型 羽扇豆烷型（Lurane）三萜，其结构中E环为五元环，且在E环的19-位有异丙基取代，其中A/B环，B/C环，C/D环为反式排列，D/E环亦为反式。 属于此类成份的中草药成份较少，多呈游离状态存在于植物中，最常见的有：羽扇豆醇，白桦脂醇，白桦脂酸。 羽扇豆烷1817222119302920 羽扇豆醇存在于羽扇豆种子中。 白桦脂醇存在于白桦树皮和中药酸枣仁中。 白桦酸存在于酸枣仁和柿蒂中。 此外，在白头翁（毛茛科）、爵床科植物老鼠筋及紫草科植物破布木中也含有多种羽扇豆烷型三萜皂苷。RHO羽扇豆R=CH3 白桦醇R=CH2OH 白桦酸R=COOH 四、其它五环三萜类型 除上述的五环三萜类型

21、外，其它类型五环三萜也较多，诸如它们的立体异构体，甲基移位异构体，扩环衍生物，降解衍生物，裂环衍生物等。如： 款冬二醇 蒲公英烷HOOH 蒲公英烷型：为乌苏烷型的立体异构体，其E环上两个甲基取向不同，款冬二醇为此地类型，由款冬花雷中分得。 木栓烷 雷公藤酮 木栓烷，在生源上可看成是由齐墩果烯经甲基移位转变而来的，如雷公藤酮就是属此类成份。HHHHHHHCOOHOHO 锯齿石松烷 锯齿石松烯二醇-22-乙酸酯 其C环为七元环，属于扩环衍生物。 此外，还有去甲基五环三萜，如：野木瓜苷等 HOOAc第五节 理化性质 一、性状及溶解度 1、三萜类化合物：苷元多有较好的结晶，能溶于石油醚、苯、乙醚等有机

22、溶剂，而其苷（皂苷）则相反，不易结晶，大多数为白色无定形粉末，可溶于水，稀醇，热甲醇、乙醇中，几不溶于石油醚、苯、乙醚等低极性溶剂，是由于糖的引入，分子量增大，-OH数目增多，极性加大，使之不易结晶。含水丁醇、戊醇对皂苷溶解度较好，是提取时常用的溶剂。2、皂苷多数具有苦而辛辣味，其粉末对人体粘膜有刺激，尤其对鼻粘膜最敏感，（但有例外，如甘草很甜，且无刺激性）。大多数有吸温性。3、皂苷的溶点都很高，常在融熔前就分解，所以多数只测到分解点。 二、颜色反应 三萜类化合物在无水条件下，与强酸，中强酸、Leuis酸反应显现颜色变化。常见反应如下：1、醋酐-硫酸反应（Liebemann Burchard）

23、。2、三氯醋酸反应（Rosen-Heimer）。3、五氯化锑反应（Kahlenberg）。4、氯仿-浓硫酸反应（Salkowski）。5、冰醋酸-乙酰氯反应（Tschagaeff）： 样品溶于冰醋酸中，滴加乙酰氯和ZnCl2结晶数粒，则呈现淡红色或紫红色。 上述反应机理尚不清楚，主要是苷元经脱水形成双键，及双键移位，双分子间缩合，形成共轭体系，与H2SO4成盐而显色，放置后，分子间缩合而退色。 显色反应的快慢，主要取决于分子中双键的多少和-OH多少而定，原有共轭双键的，反应较快，无双键、无-OH的则很难进行。 三、表面活性 表面活性；皂苷水溶液振摇后能产生持久的泡沫，不因加热而消失，是由于皂苷

24、能降低水溶液的表面张力，有乳化剂的性质，当与油和水共同研磨时，能产生乳剂，所以可代替肥皂用为清洁剂。 皂苷的表面活性取决于其分子中的亲水部分与亲脂部分的比例有关，这两部分若达到平衡 ，就能表现出表面活性，否则分子内部失去平衡，就不能表现出表面活性，所以，有不少皂苷没有或微有产生泡沫的性质。 四、溶血作用 大多数皂苷有溶血作用，若将皂苷水溶液注入静脉中，毒性极大，通常称为皂毒素，就是指皂苷的溶血作用而言，因此，皂苷类药物不能用于静脉注射，肌肉注射也容易引起组织坏死，故一般也不用作注射剂。 口服则无溶血作用，可能是因为胃肠道不吸收。 各类皂苷的溶血作用可用溶血指数表示： 溶血指数是指在一定条件下，

25、能使血液中红细胞完全溶解的最低浓度。 例如：薯蓣皂苷的溶血指数为1：400000，甘草皂苷为1：4000，根据药材的提取液及其纯皂苷溶液的溶血指数，可以推算样品中所含皂苷的粗略含量。 例：某药材提取液浓度为1：1，稀释成1：100，1：200，1：300，1：400.，然后进行溶血试验，测定溶血指数，如测得的溶血指数为1：400，而标准皂苷的溶血指数为1：40000，则可推算出药材中含皂苷量约为1% 。 皂苷的溶血作用是由于多数皂苷能与红细胞壁上的胆甾醇结合，生成不溶性复合物，破坏了血液中红细胞的正常渗透，使红细胞内渗透压增加而崩解，产生溶血现象。 那么不是所有皂苷都有溶血作用，如人参总皂苷就

26、没有溶血作用，但分离纯化后，B型和C型具有显著溶血作用，而A型则没有。 五、沉淀反应 与金属反应：皂苷水溶液可以和一些金属盐类如Pb+ ,Cu+,Ba+等作用产生沉淀，常用铅盐，中性和碱性醋酸铅。这一性质，可用于皂苷的初步分离。 第六节 提取分离 一、三萜类化合物的提取与分离 （一）提取 三萜类化合物的提取方法大致可分为四类： （1）甲醇、乙醇提取，提取物直接分离。这种方法由于醇提取物，提取泛围广，杂质较多，直接分离效果不好，很少采用。最好是先进行粗分离，分段。 （2）将上醇提取物，再依次用石油醚，氯仿，乙酸乙酯提取。 方法：可用水稀释后，或拌硅燥土，依次提取。 （3）制备衍生物，即将提取物先

27、用乙提取，再甲基化或乙酰化，制成相应的衍生物，（降低极性）再进行分离。 （4）先水解，再提取，三萜类成份在植物体内多以皂苷的形式存在，可在提取前将皂苷进行水解，水解产物用氯仿等溶剂提取（可将原料直接水解或醇提取物水解）。 对于结构易发生变化的三萜类，可采用温和酸水解条件，如酶解，Smith降解法等，依实际情况而定。水解时应注意两方面问题：（1）剧烈条件酸水解，皂苷元往往发生变化。（2）缓和条件水解，往往得到次级苷。（二）三萜类化合物的分离 三萜类化合物分子量较大，彼此间一些性质较接近，一般情况下都较难分离，所以，通常需要采用反复硅胶柱层析，有些还需要进行中压柱或高效液相层等方法。总之要根据具体

28、情况，结合几种方法，才能获得纯品。二、三萜皂苷的提取与分离 皂苷的提取大致有三种方法；一是提取皂苷的通法。二是先用石油醚脱脂，再用醇类溶剂提取，冷却后，皂苷难溶于冷乙醇而析出。三是酸性皂苷的提取，某些酸性皂苷难溶于冷水，易溶于碱性水溶液，采用碱提取、酸沉淀的方法。如甘草酸就是用该方法提取的。1、提取（1）通法；有以下几个步骤； 甲醇或乙醇提取。 回收溶剂（1/3），转溶于水。 水溶液用石油醚，氯仿等萃取。除 去油脂和脂溶性成份。 正丁醇萃取，将皂苷转溶出来。与 亲水性杂质分离。 回收正丁醇，得粗制总皂苷。（2）大孔吸附树脂法 甲醇或乙醇提取，回收溶剂，残渣溶 于水。 通过大孔树脂。 洗脱；（a

29、）先用少量水洗，洗去糖类及水溶性 杂质。（b）30=50%乙醇洗脱皂苷，与黄酮等分离。将醇洗脱部分减压浓缩，得粗制总皂苷。 粗制总皂苷中仍有许多其它杂质，进行分离前，可以先进行纯化，分离效果更好。可将皂苷溶于甲醇，滴加乙醚或丙酮，使皂苷析出，滤出后，可再反复进行。这样可以提高纯度。即溶剂沉淀法。 此外，尚有其它一些方法，如金属盐沉淀法、氧化镁吸附法等，都可以进行皂苷的纯化。2、分离与精制 以上方法，除一些比较简单的，高含量的皂苷可得到单体外，一般只能得到较纯的总皂苷，若要得到单体，还需进一步分离，比较有效，方便的方法是层析法。（1）层析法 皂苷极性较大，采用分配层析法来分离要比吸附层法好。 分

30、配层析常以硅胶为支持剂（低活性的硅胶）。溶剂系统：不同比例的氯仿-甲醇-水。不同比例的二氯甲烷-甲醇-水。水饱和的不同比例的乙酸乙酯-甲醇等。及一些极性较大的有机溶剂系统。 这些分离系统常常收到较好的效果，使硅胶层析法得到广泛应用。 反相层析 反相层析在分离皂苷中也很受重视，反相层析通常用的固定相有以下几种： RP-18，RP-8，RP-2。 （RP-18；硅胶表面的-OH用含18个碳的链状化合物键合而成。RP：Reversed Phase的缩写。RP-8和RP-2键合在硅-OH上下班的碳链长度分别为8和2）。 洗脱剂：常用不同比例的甲醇-水（9：1，7：3等）。 根据固定相的吸附能力强弱，适

31、当增大或减小水的比例。如： RP-18吸附力较强，洗脱剂中水的比例可稍小（9：1，8：2等）。 RP-2吸附力较弱，洗脱剂中水的比例可稍大（7：3，6：4等）。 柱层析之前，需要通过相应的薄层层析来确定层析条件，以确定溶剂系统。液滴逆流色谱法（DCCC） 液滴逆流色谱法是分离皂苷较为有效的方法，分离效能高，有时可将结构很近似的成份分开。例如：柴胡皂苷a, c,d的分离； 苷c为三糖苷，与苷a、苷d（为双糖苷）结构构差别较大容易分离，但苷a和苷d在结构上仅在C-16上的-OH构型有差别，结构极为相似，一般层析方法难以分开，采用DCCC法则得到了满意的分离。其方法是：1、柴胡根粗粉，以2%吡啶的甲

32、醇溶液提取。2、回收溶剂得浸膏，悬浮于水中，丁醇提取。3、浓缩丁醇提取物，溶于甲醇中，加乙醚沉淀得粗皂苷。4、用DCCC法分离，溶剂系统为氯仿-苯-乙酸乙酯-甲醇-水（45：2：3：60：40）。以上层为流动相，下层为固定相，进行上行法洗脱分离，分段收集。则 苷a和苷d分离。 许多皂苷的组分复杂，各皂苷之间结构差异很小，性质也较接近，一种方法往往难以达到分离的目的，需反复层析或几种方法配合使用。 如文冠果皂苷A、B、C、D的分离：1、甲醇提取得甲醇提取物。2、提取物于正丁醇和水之间进行分配。3、丁醇萃取物，浓缩后得粗制总皂苷。4、进行DCCC层析及硅胶柱层析，分离得总皂苷。5、总皂苷用重氮甲烷

33、进行甲基化。6、依次用硅胶，RP-2、RP-8进行反相层析，而达到分离。 （三）提取分离实例 1、云南甘草三萜皂苷元的提取 云南甘草中总皂苷，经酸水解后，可分离到9个齐墩果烷型化合物，分别为云南甘草皂苷A、B、C、D、E、F、G、H和马其顿酸。 云南甘草皂苷元A 云南甘草皂苷元B 云南甘草皂苷元C；R=H 云南甘草皂苷元E 云南甘草皂苷元F；R=OHCH2OHHOHOOCOHCH2OHHOHOOCOHOHCH2RHOCOOHOCH2OHHOCOOHOOH 云南甘草皂苷元G；CH2OH 马其顿酸；R=H云南甘草皂苷元H；R=COOH 云南甘草次皂苷D； R=glcuAHOROOHROCOOHOO

34、R 方法是： （1）总皂苷的提取 生药粗粉 95%乙醇提取，10%乙醇提取 提取液 浓缩，HCl调PH2 滤液 沉淀 水洗至中性，60干燥 总皂苷（2）苷元的提取 首先将皂苷水解，采用两个条件（根据所含的皂苷的性质） 1%HCl水解 总皂苷溶于1%HCl-MEOH溶液中 水浴加热30分钟后，除去部分溶剂 母液含次皂苷 白色结晶 经硅胶柱， 甲醇重结晶 乙酰化， 马其顿酸 低压柱分离 甘草次皂苷D六乙酰二甲酯衍生物 由此可知，上条件不能将所有皂苷水解完全，需加剧条件，即增加酸的浓度，延长水解时间。 7.5%HCl水解 总皂苷溶于7.5%的HCl Me2CO-dioxane (1:8) 回流2小时

35、，加适量水，乙醚萃取 乙醚溶液 回收乙醚 总皂苷元 总皂苷元 石油醚-丙酮重结晶 结晶 母液 IV 母液 马其顿酸 CH2N2-Et2O甲基化 硅胶柱层析 MeOH-环己烷洗脱 Fr 7-11 13-15 21-22马其顿酸甲酯 云南甘草皂苷元甲酯 云南甘草皂苷元E甲酯 母液 硅胶柱层析，石油醚-乙醚梯度洗脱 Fr5-6 8-10云南甘草皂苷元C 硅胶柱层析 氯仿-甲醇洗脱 Fr5-6 8-10 Ac2O/PY 云南甘草皂苷B 硅胶柱，丙酮-石油醚洗脱 Fr13-15 31-33 Fr41-43马其顿酸 云南甘草皂乙酰化 云南甘草皂苷元E乙酰化物 元H乙酰化物 Fr45-51 CH2N2-Et

36、2O 硅胶柱层析 Fr10-14 15-18 乙酰化云南甘草皂苷无A甲酯 云南甘草皂苷元F甲酯乙酰化物 第七节 结构测定 三萜类化合物分子中多含有各种官能团，如：-OH，COOH，双键，C=O等，由于这些官能团在分子中的数目，位置不同，使三萜类具有不同的化学性质，常用下列反应：（新教材上无）1、3-OH的脱水反应 具有3-OH的三萜类化合物，在与脱水剂反应时，根据条件，-OH构型及化学环境不同，产生不同的反应。（1）3-OH； 与POCl3及吡啶反应，发生脱水形成2-烯产物。 与PCl5脱水，则发生重排，生成A环缩小的产物。 是一个典型的反频呐重排，其过程与频呐重排反应； 频呐重排反应，包括两

37、个步骤，1、质子化后形成正碳离子，2、正碳离子通过1、2迁移而重排成重排产物。PCl5POCl3HO+H2OH+R C C RRO R+R C C RR ROHR C C RR ROHOH（2） 3-OH；与PCl5作用时，发生脱水反应A环不缩小，生成2-烯产物。 （3）C-4位只有一个CH3的三萜类，与PCl5反应发生取代反应。 HHOPCl5HOHClPCl5HO2、双键异构化 大多数三萜类化合物遇酸引起双键异构化，有的甚至引起甲基重排。如羊毛甾醇在温和酸性条件下，双健异构化。 而大戟醇在弱酸性条件下，也能转变为异大戟甾烯类。 然而，羊毛甾醇在强酸条件下，则没发生重排反应，显然，是由于重排

38、后产物构象不利的关系。AcOAcOH+HH+AcOHRHHRHHR+ 3、环丙烷的反应 在有机化学中学过，环丙烷在许多化学性质与烯相似，由于环张力，不很稳定，易发生如烯似的加成反应。 如：在环阿尔廷类三萜中，在9、10位骈有一个三元环，当用酸处理时，首先由H+进攻三元环，使C-9形成一个正碳离子，使C-9与C-19键断裂，然后，消去一个H，形成不同双键位置的不饱和化合物。HOHHOHH+ 4、氧化反应 氧化反应主要是指三萜中羟基氧化成醛或酮，与相关化合物联系起来，以确定结构，或通过氧化成酮，改变三萜 的UV吸收，CD谱等，为结构测定提供证据。 常的羟基氧化成醛、酮的方法有铬酐-吡啶法，Oppe

39、nauer法等，以铬酐-吡啶法应用最多，可将伯、仲醇氧化，同时可将双键及与双键相连的-CH2-氧化成C=O。Oppensuer法氧化条件温和，可选择地氧化仲醇-OH，而不影响伯醇-OH和双键，可根据实际情况选择这些方法。 若要证明3-OH的存在，可用Ximmermann 试剂（间硝基苯加NaOH），产生黄色，原理是首先由试剂3-OH氧化3-OH成为C=O，后，C=O与试剂反应产生黄色。 COOCH3CH2OHHOCOOHCH2OHHHOC3OHZimmermannNaOH 黄色沉淀间硝基苯OHOppenauerC O(CrO3HAc双键不饱和酮SeO2HAc脱氢R=COOHRHAcOR=CH3

40、 or COOHCrO3RCOOHHAcOORCOOHHAcOCCOOHHAcOOOOSeO2HAcCrO3HAcHAc不饱和酮，内酯化（共轭双键)11,13 用铬酐-HAc氧化，可将齐墩果酸-12-烯型三萜的C-11次甲基氧化成酮，产生、-不饱和酮UV吸收（250nm）。 用SeO2-HAc氧化，主要为脱氢反应，产物具有11、13（18）结构的异环共轭双烯结构。并有特征UV吸收（242、251、258nm）。 具有11、13（18）结构的三萜，若用CrO3-HAc氧化，产物将有、-不饱和酮，若有COOH取代，还将产生-内酯结构。 5、还原反应 还原反应是指将三萜中的含氧基团还原成烃基或将醛、

41、酮或羧基还原成醇的反应。可以说是氧化反应的逆过程，两者互补。 对于三萜中的醛酮，可由Wolff-Kishner-黄呜龙反应，直接还原成甲基，羧基则需要用四氢铝锂，还原成羟甲基。 若要将羟甲基还原成甲基，则要先进行对甲苯黄酰化，再用四氢铝锂还原成相应的甲基或次甲基。见下反应式： PYTsClHAcOHAcOTHFLiAlH4HAcO6、甲基位移和骨架重排 有些三萜类化合物在酸的作用下，可以重排成齐墩果烷型，如： 反应发生一系列H和CH3迁移。COOHHHORHHOCOOH+H+-H2O1,LAHHHHHO2-H+1，甲基转移 7、内酯化反应 一般说，凡是具有、-不饱和酸（或酯）的五环三萜均可产生

42、内酯化反应，许多五环三萜类化合物在17-位有羧基取代，若有、位双键，很容易在酸催化下生成内酯，（若以溴的甲醇溶液作用，则生成溴代内酯），该特征反应常用于证明齐墩果烷型三萜类的C-17位羧基的存在。 若在羧基的适当位置上有-OH，如-位或-位，也同样容易内酯化。 、-位双键较难内酯化，需要改变反应条件。延长反应时间也可以反应。 2,Br2CH3OH1,Ac2O/PYAcOOOBrAcOOOCOOHHO （1）脱羧 凡具有、-不饱和结构的三萜类在加热情况下可脱去羧基，常利用此反应确定羧基位置。 同样具有、-不饱和结构的羟甲基，在碱的作用下能以CH2O的形式脱去，此反应可以用于确定羟甲基的位置。8、

43、脱羧和水解270-290HOCOOHHOCOOHHOCOOHHO（2）水解 三萜类结构中有许多酯基，根据酯键的空间位置不同，其水解难易程度也不同，17-位甲酯由空间位阻，不利于试剂进攻，所以不易水解，需要加剧条件，若在通常的水解条件下，17-位酯基是不会水解的。四、 皂苷苷键的裂解反应（无） 皂苷苷键的水解，通常可采用一般苷类化合物苷键的裂解方法，如酸水解，氧化开裂法，酶解等方法，但某些皂苷在剧烈条件下进行水解，往往发生苷元脱水，环合，重排等变化，得不到真正的苷元，如人参皂苷，柴胡皂苷等，酸水解均得不到真正的苷元。为获得真正的皂苷元，可用下面方法。（一）光分解法 光分解法是利用紫外线（一般用5

44、00W高压汞灯为光源）对皂苷进行照射，将皂苷元从皂苷中裂出来。此法具有选择性。 皂苷元（三萜类）直接和葡萄糖醛酸，阿拉伯糖或半乳糖的单糖和多糖连接的苷，才能用光分解法，而分离出皂苷元。且以葡萄糖醛酸的皂苷对光反应活性最高。机理如下：对葡萄糖醛酸的皂苷来说： 皂苷元 h CH3OH （Sapogennnol） R1=H或CH3 ，R2=H或糖基 阿拉伯糖或半乳糖的皂苷，需要把C2-OH转化为酮基才有光学活性。因此，首先对其它-OH进行保护，糖可以进行异丙叉化，或苯甲叉化，然后进行氧化，得到2-C=O衍生物，再进行光解反应，得到的皂苷为酮基衍生物。OOR2OR2R2OHOCOOHsapOOR2OR

45、2R2OHOCsapOOR2OR2R2OHCOOHCH2sapOHO（二）四醋酸铅-醋酐法 应用于葡萄糖醛酸皂苷的裂解方法，具体为先将皂苷进行全甲基化，再进行部分水解，（K2CO3-丙酮溶液），要求葡萄糖上的-COOH必须游离，然后在苯中与四醋酸铅-醋酐反应，再用甲醇钠碱解，可得皂苷元的乙酰化物。 R=甲基或糖基 乙酰化苷元OOR2OR2R2OHOsapO-CHOCHOOR2OR2R2OOOAcAcOH+2,Ac2O/py1,NaOMePb(OAc)4OOR2OR2R2OHOOAcsapOOR2OR2R2OHOCOOHsap 四醋酸铅氧化过程： 反应要求立体位置严格，必须二个-OH处于同一平面

46、上，才能起较好的作用。+ Pb(Ac)2Pb(Ac)4+C OC OC OC OPbOAcOAcC OHC OH（三）醋酐-吡啶分解法 此法只能分解多聚糖的葡萄糖醛酸皂苷。要求葡萄糖醛酸的C-2，C-4位一定要与其它糖相连，C-6COOH要游离，机理如下： R=糖基 乙酰化苷元 试剂首先进攻羧基，随后消去C-5上的取代基（酐）和C-4上糖基，接着消去C-1上氢和C-2上糖基，同时分别引入二个双键，最后使苷键裂解成为乙酰化苷元。R4(Ac)Ac2O/PYOOAcOR2HOsapOOAcOR2R4OHOCsapOOCH3COOOHOR2R4OHOCOOHsapAc+OAc-R2(Ac)OOsapO

47、AcOOAcOsap 从上述反应可以看出，主要用于葡萄糖醛酸皂苷，选择性较高，应用范围较窄，但一般由葡萄糖醛酸形成的苷类，水解条件都要求比较剧烈，易使苷元破坏或变构。因此，这些方法还是有其意义的。 此外，还有土壤生物淘汰法和化学合修饰水解法等。 第七节 结构测定 一、 紫外光谱 紫外光谱在三萜类化合物结构测定中主要用于判断齐墩果烷型三萜类化合物中的双键类型。有以下几种情况：（1）结构中只有一个孤立双键；在205-250nm处有吸收。（2）有、-不饱和羰基：max：242-250nm。（3）异环共轭双烯；max：240、250、260nm。 同环共轭双烯；max：280nm。（4）11-OXO、

48、12-；18-H，max：248-249nm。 18-H，max：242-243nm.二、红外光谱（教材无） 通过红外光谱的测定，可以区别齐墩果烷型、乌苏烷型和四环三萜类成份，根据红外光谱中的两个区域: A区（1355-1392cm-1） B区（1245-1330cm-1） 齐墩果烷型： A区有二个峰（1392-1379，1370-1355 cm-1）。 B区有三个峰（1330-1315，1306-1299，1269-1250 cm-1）。 乌苏烷型： A区有三个峰（1392-1386，1383-1370，1364-1359 cm-1）。 B区有三个峰（1312-1308，1276-1270，

49、1250-1245 cm-1）。 四环三萜：A区和B区均只有一个峰。 以齐墩果酸，熊果酸，土莫酸的IR为例：（见图）：三、质谱 五环三萜类的质谱共同规律： 有环内双键的，一般特征为RDA裂解。 无环内双键的，常从C环断裂为两个碎片。 在有些情况下，可以同时产生RDA或麦氏重排。 不饱和三萜类化合物的质谱，最普遍的裂解是RDA裂解除，尤其是12的化合物，其RDA最为典型。如： (I) （b） (a) (d) (g) (e) (q) 碎片（a）是12三萜烯0的特征碎片，还可以进出一步失去C-17位上的基团形成碎片(c),其相对强度取决于C-17上取代基团的大小,若基团比较大，空间位阻关系，则容易进

50、一步失去，形成稳定的碎片（c），反之，则不明显，如C-17上为CH2OAc取代，（c）将大于(a)，若C-17上取代基为CH3，则(c)只有(a)的30%。1、不饱和三萜类化合物（有环内双键）R5R2R4R3R1R4R5R4R5R2R1+R2R1CH2+R4R5CH2+ 如果具有11-OXO，12-结构，除RDA裂外，同时有麦氏重排发生。(a) (b)HOO+HOOMclaffertyRDA+2、无环内双键；裂解常发生在C环。如： m/z:207 以上类型三萜的质谱研究较多，其它如9（5），12和11，13（18）双烯的研究较少。-H2Om/z:189CH2+HOHO四、核磁共振光谱 三萜类化

51、合物由于多由饱和脂环组成，氢谱信号集中在高场区，不易分辨，所能获得重要信息的是双键质子、与氧同碳质子和甲氧基质子。分述如下：1、双键质子，可用来判断双键取代情况，（1）环内双键质子，值一般位于5ppm，如齐墩果酸和乌苏酸的C-12上的烯H在4.93-5.50。（2）环外双键质子，值一般小于5ppm，如羽扇豆烯类的C-29位上的两个H信号在4.3-5.00ppm。（3）若11-位引入C=O，因去屏蔽效应，值在5.50-5.60ppm。 2、与氧同碳质子；其化学位移随位置、环境、构型的不同有明显的变化，比较有规律的是乙酰基质子，羧甲酯质和3-H。（1）C3-OH取向不同，其上的C-H有、两种构型之

52、分，其乙酰化物中： 3-H为 a键 (-H):4.0-4.75ppm e键 (-H):5.00-5.48ppm e键-H总是处于a键-H低场，因此可判断C3-OH的构型。（2）C4-CH2-OAc构型的判断； a键时（-构型）；4.08-4.30ppm e键时 (-构型); 3.77-3.80ppm（3）甲酯基（-COOCH3）；在28位时，小于3.595ppm，其它位如C-29或C-30，大于3.595ppm。3、甲基质子（1）一般甲基质子信号在0.6-1.5ppm之间，最高场的值与C-28位取代基有关，当C-28上取代基为-COOCH3时，值小于0.775ppm，反之则大于0.775ppm

53、，最低场的信号小于1.0ppm,示C-27有氧取代。（2）连在双键上的甲基（如羽扇豆醇的C-30），1.63-1.80ppm之间，因有烯丙偶合，呈宽单峰。（3）乙酰基质子CH3CO-；1.82-2.07ppm。五、核磁共振碳谱 1、结构类型的判断 齐墩果烷型有：8个角甲基，8.9-33.7ppm，6个季碳信号；30-42ppm。 乌苏烷型：在30-42ppm之间只有5个季碳信号。 羽扇豆型：在30-42ppm之间有5个季碳信 号 。 但 有 一 异 丙 基 信 号（19.3,109.2,150.6ppm）。可与乌苏烷型区别。 由以上确定结构类型后，通过与己知同类型三萜类化合物的碳谱比较及含氧取

54、代基的取代效应分析，往往可使萜类化合物结构得以确定及各信号的归属。2、取代基构型的确定 齐墩果烷型三萜类化合物在C-4和C-30上分别有两个甲基取代，该两个甲基的C-13信号如：在C-20位上 ： e键（C-29)，27.9-29.7ppm， a键 (C-30), 约20ppm. 在C-4位上：e键(C-23)有含氧取代基时,则C-24信号出现在较高场，8.9-13.7ppm。 3、双键信号：碳谱中最易分辨的信号是烯碳信号，双键位于不同位置时，其值也有显著差异，基本不受取代基影响。六、 结构测定实例 三萜化合物的结构研究与其它化合物一样，主要是测定理化常数和波谱分析，首先要测定其结构类型，平面

55、结构，然后根据光谱数据，取代基的取代效应，推测定其结构类型，由于三萜类化合物结构比较复杂，在结构测定中经常要用化学相关等方法，如甲基化、乙酰化、氧化、还原等，必要时，可由X-射线单晶衍射方法，确定其立体结构。（ 一 ） 化 合 物 P 1 （ 柴 胡 皂 苷 r rsaikosaponin r）1、苷元的鉴定白色粉末，mp241243，Libermann-Burchard反应和Molish反应均为阳性。TOF-MS实验给出分子离子加钠峰 mz981M+Na。M=9581H-NMR谱中5个角甲基信号 089，099，102，123和167显示P1为五环三萜类皂苷。UV nm：243，251，26

56、0，提示苷元具有11，13（18）异环双烯结构。maxMeOH 1H-NMR谱中的烯氢信号677(1H，d，J=106Hz)，569(1H，d，J=106Hz)，13C-NMR谱中的异环双烯碳信号：1365，1330，1264，1262 也进一步确证这一结论。 13C-NMR谱信号682，646，653，736和824显示P1的苷元具有5个羟基；824为苷元3位-羟基苷化后的化学位移值。通过对比P1和柴胡皂苷l（saikosaponin l）苷元部分的13C-NMR谱数据，发现两者完全一致；两者的薄层酸水解实验证实它们苷元的Rf值相同，从而可以确定P1的苷元为3，16，23，28，30-35羟

57、基-齐墩果烷-11，13(18)-二烯。 2、糖部分鉴定（1）糖的的种类 与标准品对照，P1的薄层酸水解给出呋糖和葡萄糖。 结合1H-NMR谱信号496(1H，d，J=78Hz)，508(1H，d，J=79Hz)和511(1H，d，J=78Hz)以及13C-NMR谱信号1046，1053，1072，621(glc 6-C)，624(g1c 6-C)，174(fuc 6-C)，可以推断P1分子中具有一分子呋糖和两分子葡萄糖，并且都为构型。 温和的酸水解只给出葡萄糖，说明分子中呋糖为内侧糖。（2）糖的连接顺序 将P1与柴胡皂苷l糖部分的13C-NMR谱数据进行对比， P1中的一葡萄糖2位发生了苷化

58、位移(759861)。可以推断P1与柴胡皂苷l的差异仅在于在一葡萄糖2位上连接了另一葡萄糖。 并且P1与2“-0-D-吡喃葡萄糖-柴胡皂苷b2糖部分13C-NMR谱数据完全一致，在HMBC谱中显示fucl-H与苷元3-C，1个glcl-H与fuc 3-C，另一个g1c1-H与前1个glc 2-C有相关关系。 根据以上分析，将P1的结构确定为：3，16，23，28，30-五羟基-齐墩果烷-11，13(18)-二烯-3-O-B-D-Il比喃葡萄糖基-(12)- -D-吡喃葡萄糖基-(13)- -D-吡喃呋糖苷，其为新皂苷，命名为柴胡皂苷r(saikosaponin r)。 （二）化合物C 1、苷元

59、的鉴定 五色针状结晶（甲醇），mp262-264C；Molish反应和Liebermann-Burchard反应均为阳性。 FAB-MS mz 743M+Na+。1H-NMR谱中有6个角甲基单峰质子信号6079，098，105，116，150，186，提示可能为三萜类化合物； 13C-NMR谱中有1222，1451烯碳特征信号、1799羧基碳信号和1组六碳糖的信号，1H-NMR谱中有56(s，br)信号，因此推测化合物C为具有olean-12-en基本骨架的三萜皂苷，且具有一羧基。1H-NMR谱中只有6个角甲基单峰信号，说明一个角甲基被CH2OH取代，另一个角甲基被COOH取代； 与已知化合物

60、碳谱数据I和对照，发现化合物C苷元的A、B环13C-NMR数据，除由于3OH成苷，C-2、C-3、C4产生苷化位移外，其它数据与化合物的A、B环均一致，C、D环与化合物I数据一致，所以确定苷元为3，16，24-三羟基齐墩果-12-烯-28-酸。2、糖部分鉴定 将化合物C进行薄层水解，与标准品对照确定糖为葡萄糖，再将糖部分13C-NMR化学位移值与文献葡萄糖值比较，除6位略高外，其它基本一致，所以确定为葡萄糖，端基H的偶合常数J=78Hz，所以苷键为构型。 另外还有4个碳信号，其13C-NMR谱化学位移分别为137，193，309，1702，通过C-H COSY谱确定了碳信号连接的3组氢信号，此