天然药物化学肖崇厚版第九章皂苷

1、第八章第八章 皂皂 苷苷目录 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 结构与分类结构与分类 第三节第三节 理化性质理化性质 第四节第四节 提取和分离提取和分离 第五节第五节 实例应用实例应用第一节第一节 概概 述述定义定义皂苷（皂苷（ Saponins）是一类）是一类结构复杂的苷类化合物, 多数可溶多数可溶于水，水溶液振摇后产生大量持久性、似肥皂样泡沫。于水，水溶液振摇后产生大量持久性、似肥皂样泡沫。分布分布 广泛存在于自然界。在单子叶植物和双子叶植物中均有广泛存在于自然界。在单子叶植物和双子叶植物中均有分布。常见于百合科、薯蓣科、石竹科、远志科、玄参科、豆分布。常见于百合科、薯蓣科、石竹科、远

2、志科、玄参科、豆科、五加科等植物中。许多重要的天然药物如甘草、人参、三科、五加科等植物中。许多重要的天然药物如甘草、人参、三七、桔梗、远志、柴胡、薯蓣等的主要成分都是皂苷类。具有七、桔梗、远志、柴胡、薯蓣等的主要成分都是皂苷类。具有多种生物活性，如抗肿瘤、抗炎、免疫调节、抗病毒、抗真菌多种生物活性，如抗肿瘤、抗炎、免疫调节、抗病毒、抗真菌、保肝等活性。、保肝等活性。抗肿瘤：皂苷是由皂苷是由皂苷元和糖皂苷元和糖两部分组成，依据苷元分为两类两部分组成，依据苷元分为两类 甾体皂苷元甾体皂苷元( (中性皂苷中性皂苷) ) 三萜皂苷元三萜皂苷元( (酸性皂苷酸性皂苷) ) 糖：糖：有单糖和寡糖。有单糖和

3、寡糖。单糖链皂苷单糖链皂苷( (单皂苷单皂苷):):由一条糖链形成；由一条糖链形成； 双糖链皂苷双糖链皂苷( (双皂苷双皂苷):):由两条糖链形成；由两条糖链形成； 酯皂苷：酯皂苷：糖链与皂苷元的羧基结合成酯苷键。糖链与皂苷元的羧基结合成酯苷键。 次皂苷次皂苷: :皂苷可被酶、酸、碱水解后的苷。皂苷可被酶、酸、碱水解后的苷。第二节、结构与分类第二节、结构与分类一一. .性状性状 n甾体甾体皂苷元有较好晶形皂苷元有较好晶形。皂苷多为无定形粉末皂苷多为无定形粉末，味，味苦而辛辣，对人体黏膜有强烈的刺激性；苦而辛辣，对人体黏膜有强烈的刺激性；但甘草皂但甘草皂苷有显著而强的甜味，对黏膜刺激性弱。皂苷还

4、具苷有显著而强的甜味，对黏膜刺激性弱。皂苷还具吸湿性吸湿性。皂苷多具旋光性，且多为左旋皂苷多具旋光性，且多为左旋。n皂苷在含水皂苷在含水正丁醇或戊醇正丁醇或戊醇中有较大溶解度，可中有较大溶解度，可利用此性质从含皂苷水溶液中用该溶剂进行萃利用此性质从含皂苷水溶液中用该溶剂进行萃取。取。n皂苷在提取的过程中会产生皂苷在提取的过程中会产生次级苷次级苷，水溶性下，水溶性下降，溶于中等极性有机溶剂（醇，乙酸乙酯）。降，溶于中等极性有机溶剂（醇，乙酸乙酯）。n皂苷元：皂苷元：不溶于水，易溶于石油醚、苯、不溶于水，易溶于石油醚、苯、CHClCHCl3 3、EtEt2 2O O。三、表面活性三、表面活性区别皂

5、苷与蛋白质区别皂苷与蛋白质蛋白质水溶液蛋白质水溶液皂苷水溶液皂苷水溶液加热加热蛋白质凝固，泡沫消失蛋白质凝固，泡沫消失泡沫不消失泡沫不消失区别甾体皂苷与三萜皂苷区别甾体皂苷与三萜皂苷0.1mol/L HCl 5mL0.1mol/L HCl 5mL0.1mol/L NaOH 5mL0.1mol/L NaOH 5mL中药提取液中药提取液泡沫高度一样：三萜泡沫高度一样：三萜皂苷皂苷碱管中泡沫高，保持碱管中泡沫高，保持时间长：甾体皂苷时间长：甾体皂苷n皂苷水溶液能与红细胞壁上的皂苷水溶液能与红细胞壁上的胆甾醇胆甾醇结合，生成不结合，生成不溶于水的分子复合物，破坏了红细胞的正常渗透，溶于水的分子复合物，

6、破坏了红细胞的正常渗透，使使细胞内渗透压增加而发生崩解细胞内渗透压增加而发生崩解，从而导致溶血现，从而导致溶血现象，故皂苷又称为象，故皂苷又称为皂毒素皂毒素(saptoxins)(saptoxins)。因此，。因此，皂皂苷水溶液不能用于静脉注射或肌肉注射苷水溶液不能用于静脉注射或肌肉注射。n但并不是所有的皂苷都具有溶血作用，如以人参二但并不是所有的皂苷都具有溶血作用，如以人参二醇为苷元的皂苷则无溶血作用。醇为苷元的皂苷则无溶血作用。n溶血指数：指在一定条件下能使血液中红细胞完全溶血指数：指在一定条件下能使血液中红细胞完全溶解的最低皂苷浓度。如甘草皂苷，溶血指数溶解的最低皂苷浓度。如甘草皂苷，溶

7、血指数1 1：40004000，溶血性能较强。，溶血性能较强。五五. .显色反应显色反应2 2）三氯甲烷）三氯甲烷- -浓硫酸反应（浓硫酸反应（SalkowskiSalkowski反应）反应）n试样溶于三氯甲烷、加入浓硫酸，三氯甲烷层显红试样溶于三氯甲烷、加入浓硫酸，三氯甲烷层显红色或蓝色，浓硫酸层显绿色荧光色或蓝色，浓硫酸层显绿色荧光3 3）三氯乙酸（）三氯乙酸（Rosen-HeimerRosen-Heimer）反应）反应n样品溶液点于滤纸上，喷样品溶液点于滤纸上，喷25%25%三氯醋酸乙醇溶液，三氯醋酸乙醇溶液，加热至加热至6060（甾体皂苷）（甾体皂苷）或或100100（三萜皂苷），（三

8、萜皂苷），显显红色红色紫色紫色斑点。斑点。v4 4）三氯化锑或五氯化锑（）三氯化锑或五氯化锑（kahlenbergkahlenberg）反应反应 将样品醇溶液点于滤纸上，喷以将样品醇溶液点于滤纸上，喷以20%20%三氯三氯化锑（或五氯化锑）氯仿溶液（不应含化锑（或五氯化锑）氯仿溶液（不应含乙醇和水）干燥后，乙醇和水）干燥后，60-70 60-70 加热，显加热，显黄色、灰蓝色、灰紫色斑点，在紫外灯黄色、灰蓝色、灰紫色斑点，在紫外灯下显蓝紫色荧光。下显蓝紫色荧光。 注意：注意：五氯化锑腐蚀性很强，宜少量配五氯化锑腐蚀性很强，宜少量配置，用后倒掉。置，用后倒掉。6 6）氯仿）氯仿- -浓硫酸（浓硫

9、酸（salkawskisalkawski）反应）反应将样品溶于氯仿，加入浓硫酸后，在氯仿将样品溶于氯仿，加入浓硫酸后，在氯仿层呈现层呈现红色或兰色红色或兰色，硫酸层有绿色荧光硫酸层有绿色荧光出出现。现。六六. .沉淀反应沉淀反应n皂苷的水溶液可以和一些金属盐类如铅盐、钡盐、皂苷的水溶液可以和一些金属盐类如铅盐、钡盐、铜盐等产生沉淀。铜盐等产生沉淀。此性质可用于皂苷的分离此性质可用于皂苷的分离：先用：先用金属盐使皂苷沉淀下来，分离出来之后在对其分解金属盐使皂苷沉淀下来，分离出来之后在对其分解脱盐。脱盐。 如：三萜皂苷如：三萜皂苷+PbAc+PbAc2 2沉淀沉淀分解脱铅分解脱铅皂苷皂苷n缺点：铅

10、盐吸附力强，容易带入杂质，并且在脱铅缺点：铅盐吸附力强，容易带入杂质，并且在脱铅时铅盐也会带走一些皂苷，脱铅也不一定能脱干净。时铅盐也会带走一些皂苷，脱铅也不一定能脱干净。n三萜皂苷为酸性皂苷，可用中性三萜皂苷为酸性皂苷，可用中性PbAcPbAc2 2沉淀，而甾体沉淀，而甾体皂苷则为中性皂苷，须用碱性皂苷则为中性皂苷，须用碱性PbAcPbAc2 2沉淀。沉淀。另：甾体皂苷可与甾醇形成分子复合物另：甾体皂苷可与甾醇形成分子复合物，甾体皂苷的乙醇溶液可被甾醇（常用胆甾甾体皂苷的乙醇溶液可被甾醇（常用胆甾醇）沉淀。除胆甾醇外，凡是含有醇）沉淀。除胆甾醇外，凡是含有C C3 3位位OHOH的甾醇都可与

11、皂苷结合生成难溶性分的甾醇都可与皂苷结合生成难溶性分子复合物。子复合物。若若C C3 3-OH-OH为为构型，或者是当构型，或者是当C C3 3-OH-OH被酰化或生成苷键，就不能与皂苷生被酰化或生成苷键，就不能与皂苷生成难溶性的分子复合物。生成的分子复合成难溶性的分子复合物。生成的分子复合物用乙醚回流提取时，胆甾醇可溶于醚，物用乙醚回流提取时，胆甾醇可溶于醚，但皂苷不溶，从而达到纯化皂苷和检查是但皂苷不溶，从而达到纯化皂苷和检查是否有皂苷成分的存在。否有皂苷成分的存在。皂苷提取通法：皂苷提取通法： 甲醇或乙醇提取。甲醇或乙醇提取。 回收溶剂（约回收溶剂（约1/31/3），转溶于水。），转溶于

12、水。 水溶液用石油醚，氯仿等萃取。除水溶液用石油醚，氯仿等萃取。除 去油脂和脂溶性成份。去油脂和脂溶性成份。 正丁醇萃取，将皂苷转溶出来。与正丁醇萃取，将皂苷转溶出来。与 亲水性杂质分离。亲水性杂质分离。 回收正丁醇，得粗制总皂苷。回收正丁醇，得粗制总皂苷。第四节第四节 提取与分离提取与分离1.1.皂苷的提取皂苷的提取其他方法：其他方法： 先用石油醚脱脂，再用醇类溶剂提取，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。冷却后，皂苷难溶于冷乙醇而析出。 碱提取、酸沉淀的方法碱提取、酸沉淀的方法: :酸性皂苷的提酸性皂苷的提取，某些酸性皂苷难溶于冷水，易溶于取，某些酸性皂苷难溶

13、于冷水，易溶于碱性水溶液，采用碱提取、酸沉淀的方碱性水溶液，采用碱提取、酸沉淀的方法。法。1 1）. .在植物组织中将皂苷水解，然后用低在植物组织中将皂苷水解，然后用低极性溶剂提取皂苷元。极性溶剂提取皂苷元。 2 2）. .先用极性溶剂如甲醇、乙醇、丁醇将先用极性溶剂如甲醇、乙醇、丁醇将皂苷提出，再加酸加热水解，滤出水解物，皂苷提出，再加酸加热水解，滤出水解物，然后用低极性溶剂提取皂苷元。然后用低极性溶剂提取皂苷元。常用的提取方法常用的提取方法甲醇或乙醇甲醇或乙醇提取提取石油醚等脱脂石油醚等脱脂正丁醇萃取正丁醇萃取总皂苷总皂苷大孔大孔吸附树脂柱吸附树脂柱醇醇提提药药材材醇醇提提液液减减压压浓浓

14、缩缩后后, ,加加适适量量水水，亲亲脂脂性性溶溶剂剂萃萃取取亲亲脂脂性性杂杂质质水水层层正正丁丁醇醇萃萃取取正正丁丁醇醇层层通通过过大大孔孔吸吸附附树树脂脂柱柱，水水: :醇醇( (极极性性递递减减) )洗洗脱脱洗洗脱脱液液蒸蒸干干总总皂皂苷苷（二）胆固醇沉淀法（二）胆固醇沉淀法 粗皂苷溶于少量乙醇中，再加入胆粗皂苷溶于少量乙醇中，再加入胆固醇的饱和溶液，直至不再析出沉淀固醇的饱和溶液，直至不再析出沉淀（混合后需稍加热），浓集沉淀。用水、（混合后需稍加热），浓集沉淀。用水、乙醇、乙醚依次洗涤，除去糖类、色素、乙醇、乙醚依次洗涤，除去糖类、色素、油脂及游离的胆固醇。油脂及游离的胆固醇。 沉淀干燥

15、，用乙醚连续回流提取。沉淀干燥，用乙醚连续回流提取。n3.3.高效液相色谱法高效液相色谱法 以反相键合相以反相键合相RP-18RP-18、RP-8RP-8或或RP-2RP-2为为填充剂，常用填充剂，常用CH3OH-H2OCH3OH-H2O或乙腈或乙腈- -水为水为洗脱剂。洗脱剂。n4.4.大孔树脂吸附法大孔树脂吸附法 大孔吸附树脂法大孔吸附树脂法 甲醇或乙醇提取，回收溶剂，残渣溶甲醇或乙醇提取，回收溶剂，残渣溶 于水。于水。 通过大孔树脂。通过大孔树脂。 洗脱；洗脱； （a a）先用少量水洗，洗去糖类及水溶性）先用少量水洗，洗去糖类及水溶性 杂质。杂质。 （b b）3050%3050%乙醇洗脱

16、皂苷，与黄酮等分离。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。将醇洗脱部分减压浓缩，得粗制总皂苷。石石见见穿穿粗粗粉粉氯氯仿仿提提取取氯氯仿仿提提取取液液浓浓缩缩至至小小体体积积, ,放放置置, ,过过滤滤固固体体析析出出物物方方法法( (1 1) )溶溶于于适适量量甲甲醇醇甲甲醇醇溶溶液液加加少少量量硅硅胶胶拌拌匀匀, ,加加热热除除去去溶溶剂剂，上上硅硅胶胶柱柱硅硅胶胶柱柱( (1 1) )环环己己烷烷- -乙乙酸酸乙乙酯酯( (9 9: :1 1) )洗洗脱脱除除去去亲亲脂脂性性较较强强成成分分( (2 2) )环环己己烷烷- -乙乙酸酸乙乙酯酯( (8 8: :

17、2 2) )洗洗脱脱T TL LC C检检查查齐齐墩墩果果酸酸部部分分方方法法( (2 2) )少少量量苯苯洗洗涤涤( (除除去去亲亲脂脂性性较较强强成成分分) )淡淡黄黄色色固固体体9 95 5% %乙乙醇醇溶溶解解( (1 1: :1 10 00 0) )过过滤滤、浓浓缩缩、放放置置齐齐墩墩果果酸酸粗粗品品反反复复重重结结晶晶齐齐墩墩果果酸酸纯纯品品回回收收溶溶剂剂齐齐墩墩果果酸酸粗粗品品9 95 5% %乙乙醇醇重重结结晶晶齐齐墩墩果果酸酸纯纯品品第五节第五节 中药实例中药实例一般提取分离方法一般提取分离方法中药粉末中药粉末95%乙醇提取乙醇提取 浸膏浸膏 药渣药渣石油醚石油醚/水水石油

18、醚层石油醚层 水层水层氯仿萃取氯仿萃取 氯仿层氯仿层 水层水层正丁醇萃取正丁醇萃取 正丁醇层正丁醇层水层水层稀醇提取稀醇提取 药渣药渣浸膏浸膏水提物水提物水提取水提取同左方法同左方法实 例 1一、穿山龙 穿山龙为薯蓣科薯蓣属植物穿龙薯蓣的根茎。穿山龙为薯蓣科薯蓣属植物穿龙薯蓣的根茎。穿山龙有祛风湿、止痛的功效，常用于风湿腰腿痛穿山龙有祛风湿、止痛的功效，常用于风湿腰腿痛。其苷元俗称。其苷元俗称薯蓣皂素薯蓣皂素，是合成，是合成甾体激素甾体激素和和甾体避甾体避孕药孕药的重要原料。的重要原料。 薯蓣皂苷属薯蓣皂苷属甾体皂苷甾体皂苷，单糖链苷单糖链苷，中性皂苷中性皂苷（分子中无羧基）。白色针晶或无定型

19、粉末，分子中无羧基）。白色针晶或无定型粉末，mp.275-277mp.275-277（分解），微溶于水，可溶于甲醇、（分解），微溶于水，可溶于甲醇、乙醇、醋酸，微溶于丙酮、戊醇，难溶于乙醚、苯乙醇、醋酸，微溶于丙酮、戊醇，难溶于乙醚、苯、石油醚。、石油醚。 薯蓣皂苷元薯蓣皂苷元mp.204-207mp.204-207，可溶于石油醚，汽，可溶于石油醚，汽油、乙醚及醋酸，不溶于水。油、乙醚及醋酸，不溶于水。 薯蓣皂苷元经酸、铬酐等试剂处理可被降解，薯蓣皂苷元经酸、铬酐等试剂处理可被降解，生成醋酸孕甾双烯醇酮是合成各种甾体激素的重要生成醋酸孕甾双烯醇酮是合成各种甾体激素的重要中间体。中间体。OHOH

20、O2127CCH3COOOCH3薯蓣皂苷元薯蓣皂苷元醋酸孕甾双烯醇酮醋酸孕甾双烯醇酮穿穿山山龙龙（干干燥燥根根茎茎）加加水水浸浸透透后后，再再加加入入3 3. .5 5倍倍量量水水，加加入入浓浓H H2 2S SO O4 4使使达达3 3% %浓浓度度，通通蒸蒸气气加加压压进进行行水水解解8 8小小时时水水解解物物用用水水洗洗去去酸酸液液，干干燥燥后后粉粉碎碎，使使含含水水量量不不超超过过6 6% %干干燥燥粉粉加加6 6倍倍量量汽汽油油（或或甲甲苯苯），连连续续回回流流，提提取取2 20 0小小时时汽汽油油提提取取液液回回收收汽汽油油，浓浓缩缩至至约约1 1: :4 40 0, , 室室温温

21、放放置置，使使结结晶晶完完全全析析出出后后，离离心心甩甩干干粗粗制制薯薯蓣蓣皂皂苷苷元元自自乙乙醇醇或或丙丙酮酮中中重重结结晶晶，活活性性炭炭脱脱色色薯薯蓣蓣皂皂苷苷元元( (m mp p2 20 04 4- -2 20 07 7) )二、人 参 人参为人参为五加科五加科人参属的根，是传统名贵中药。人参属的根，是传统名贵中药。具有大补元气、补脾益肺、生津安神的功能。临床具有大补元气、补脾益肺、生津安神的功能。临床常用于常用于体虚欲脱、肢冷脉微、脾虚食少、肺虚咳喘体虚欲脱、肢冷脉微、脾虚食少、肺虚咳喘、津伤口渴、久病虚赢、阳痿、心力衰竭、津伤口渴、久病虚赢、阳痿、心力衰竭等病症。等病症。 人参总

22、皂苷人参总皂苷大都为白色粉末或无色结晶，味微大都为白色粉末或无色结晶，味微甘苦，有吸湿性，易溶于水、甲醇、乙醇，可溶于甘苦，有吸湿性，易溶于水、甲醇、乙醇，可溶于正丁醇、乙酸乙酯、乙酸等，不溶于乙醚、苯，水正丁醇、乙酸乙酯、乙酸等，不溶于乙醚、苯，水溶液振摇后能产生大量泡沫。溶液振摇后能产生大量泡沫。实 例 2R1OOHR2OHOOHOR1R2OR1OCOOR2A A型型(20-S)(20-S)原人参二醇原人参二醇 B B型型(20-S)(20-S)原人参三醇原人参三醇C C型齐墩果酸型型齐墩果酸型人参中皂苷的化学结构人参中皂苷的化学结构 人参皂苷人参皂苷A A型和型和B B型对酸不稳定，弱酸

23、条件下即型对酸不稳定，弱酸条件下即可水解，可水解，20-S20-S构型易转变为构型易转变为20-R20-R构型，同时侧链发构型，同时侧链发生环合作用，产物分别是人参二醇和人参三醇。生环合作用，产物分别是人参二醇和人参三醇。HOOHHOOHHOOHHO人参二醇人参二醇人参三醇人参三醇三、甘三、甘 草草 甘草是豆科甘草属植物甘草等的干燥根及根甘草是豆科甘草属植物甘草等的干燥根及根茎，具有茎，具有补脾益气、润肺止咳、缓急止痛、调和补脾益气、润肺止咳、缓急止痛、调和诸药诸药等功效。等功效。 甘草皂苷属甘草皂苷属-香树脂烷型香树脂烷型三萜皂苷，苷元部分三萜皂苷，苷元部分由羧基取代，是由羧基取代，是酸性皂

24、苷酸性皂苷，因此又称甘草酸。，因此又称甘草酸。 甘草皂苷为无色柱状结晶（冰醋酸），甘草皂苷为无色柱状结晶（冰醋酸），mp.220mp.220（分解），易溶于热稀乙醇，几乎不溶于（分解），易溶于热稀乙醇，几乎不溶于无水乙醇或乙醚。水溶液有微弱的发泡性及溶血性无水乙醇或乙醚。水溶液有微弱的发泡性及溶血性。 实 例 3 甘草皂苷在甘草皂苷在5%5%硫酸溶液中，加压，硫酸溶液中，加压，110-120110-120进进行水解，产生行水解，产生1 1分子甘草皂苷元（又称甘草次酸）分子甘草皂苷元（又称甘草次酸）及及2 2分子葡萄糖醛酸。分子葡萄糖醛酸。OCOOHHOHOCOOHOHOHCOOHOHOHOHO

25、27292324HOCOOHHOH27292324H2OH+2 2葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸四、柴四、柴 胡胡 柴胡为伞形科柴胡属植物柴胡、狭叶柴胡及同柴胡为伞形科柴胡属植物柴胡、狭叶柴胡及同属植物的干燥根。具有发表和里、疏肝解郁、止痛属植物的干燥根。具有发表和里、疏肝解郁、止痛升阳的功效。临床常用于升阳的功效。临床常用于感冒发热、胸胁胀痛、月感冒发热、胸胁胀痛、月经不调、脱肛经不调、脱肛等症。等症。 柴胡总皂苷为无定型粉末，无明显熔点，加热至柴胡总皂苷为无定型粉末，无明显熔点，加热至160160变红棕色，变红棕色，170170分解。具有皂苷的一般性质分解。具有皂苷的一般性质，能溶于热水，易溶于甲醇、乙醇、正丁醇、吡啶，能溶于热水，易溶于甲醇、乙醇、正丁醇、吡啶，难溶于苯、氯仿、乙醚等有机溶剂。，难溶于苯、氯仿、乙醚等有机溶剂。实 例 4柴胡粗粉柴胡粗粉甲醇提取，回收溶剂，水混悬，甲醇提取，回收溶剂，水混悬，乙酸乙酯萃取乙酸乙酯萃取乙酸乙酯层乙酸乙酯层 水层水层正丁醇萃取正丁醇萃取正丁醇层正丁醇层 水层水层D101大孔吸附树脂大孔吸附树脂 水部分水部分 95%乙醇部分乙醇部分回收溶剂回收溶剂柴胡粗皂苷柴胡粗皂苷柴胡皂苷柴胡皂苷A，DOCH2OHfucglc3