《天然药物化学》课件-第七章 皂苷类化合物的提取分离技术

皂苷类化合物的提取分离技术—第七章—第一节皂苷类化合物的结构类型一、概述四、三萜皂苷三、甾体皂苷二、皂苷的分类皂苷类化合物的结构类型掌握皂苷类化合物的结构类型熟悉皂苷类化合物的结构特点了解皂苷类化合物的生物活性及分布特征学习要求一、概述基本含义

皂苷是一类结构复杂的苷类化合物，可溶于水，其水溶液经强烈振摇能产生大量持久性的肥皂样的泡沫，故名皂苷分布

单子叶植物和双子叶均有分布。常见于百合科、薯蓣科、龙舌兰科、石竹科、远志科、玄参科、五加科和葫芦科等一、概述代表药物生物活性

人参、三七、柴胡、甘草、麦冬、知母、桔梗、黄芪、远志、合欢皮、商陆、穿山龙等

抗炎、抗肿瘤、抗菌、抗病毒、降血脂、祛痰、镇咳等二、皂苷的分类①按照皂苷元化学结构不同甾体皂苷三萜皂苷皂苷由皂苷元和糖（单糖或低聚糖）组成②按照皂苷分子中连接糖的数目不同单糖链皂苷双糖链皂苷三糖链皂苷三、甾体皂苷螺旋甾烷类（一）结构特征1、苷元为含27个碳原子的甾体衍生物的皂苷，称为甾体皂苷。2、母核结构含A,B.C.D.E、F留个换，其中A、B、C、D四个环为甾体母核，E环为呋喃环，F环是吡喃环，两环以螺缩酮的形式相连接，C22位为螺原子，为螺甾烷类化合物三、甾体皂苷螺旋甾烷类（一）结构特征3、B/C环、C/D环均为反式稠合A/B环有顺式（5β-H）或反式（5α-H）4、C3多连β-羟基，并与糖结合成苷5、甾体皂苷元和糖中一般不含羧基，呈中性，所以也称中性皂苷三、甾体皂苷（二）结构类型甾体皂苷的皂苷元基本骨架属于螺甾烷的衍生物，依照螺甾烷结构中C25的构型和F环的环合状态，可将其分为四种类型。三、甾体皂苷（二）结构类型1、螺甾烷醇类

C25位甲基位于F环平面上的竖键，为β-取向，绝对构型为S型（或L型）。螺甾烷醇类

如剑麻皂苷元，是合成甾体激素类药物的基本原料，素有“医药黄金”和“激素之母”之称剑麻皂苷元三、甾体皂苷（二）结构类型2、异螺甾烷醇类

C25位甲基位于F环平面下的横键时，为α-取向，绝对构型为R型（或D型）。和螺旋甾烷互为异构体，比25S型化合物稳定，如薯蓣皂苷异螺甾烷醇类薯蓣皂苷

薯蓣皂苷元是合成甾体激素类药物的重要原料三、甾体皂苷（二）结构类型3、呋甾烷醇类

F环裂环衍生的皂苷，C26-OH也多与葡萄糖成苷，易酶解闭环β-葡萄糖苷酶原菝葜皂苷菝葜皂苷三、甾体皂苷（二）结构类型4、变形螺旋甾烷醇类变形螺旋甾烷醇类

F环为五元四氢呋喃环，天然界中尚不多见四、三萜皂苷含义含30个碳原子的三萜皂苷元与糖组成的苷类称为三萜皂苷。多为酸性皂苷，少数呈中性代表药物

人参、甘草、柴胡、黄芪、桔梗、川楝皮、泽泻、灵芝等。分类

根据环的数目不同分为四环三萜和五环三萜四、三萜皂苷（一）四环三萜皂苷1、结构特征（1）基本骨架为环戊烷并多氢菲的结构，A/B、B/C、C/D环均为反式稠合；（2）C17连接一个8个C原子的支链；（3）C4位连接偕二甲基（C28、C29甲基）；（4）C10

、C14位各连1个甲基（C19

、C30）（5）C18甲基连接在C13或C8位四、三萜皂苷（一）四环三萜2、分类四环三萜羊毛脂烷型达玛烷型葫芦素烷型大戟烷型（一）四环三萜皂苷（1）羊毛脂烷型C18甲基连在C13位上。羊毛脂醇灵芝酸C（一）四环三萜皂苷（2）达玛烷型C18甲基连在C8位上。20（S）-原人参三醇（一）四环三萜皂苷（3）葫芦素烷型基本骨架与羊毛脂烷相似，但它有5

-H,10

-H,9

-CH3。

雪胆甲素R=Ac雪胆乙素R=H（一）四环三萜皂苷（4）大戟烷型羊毛脂烷型的立体异构体，C13、C14、C17为构型不同大戟醇（甘遂、狼毒、千金子）四、三萜皂苷（二）五环三萜皂苷五环三萜齐墩果烷型（β-香树脂烷型

）熊果烷型（α-香树脂烷型

）羽扇豆烷型木栓烷型（一）五环三萜皂苷皂苷元的基本母核为五个环；C4位连偕二甲基（C23、C24）；C25、C26、C27、C28分别连接在C10、C8、C14、C17位；C3羟基多为β-型，并与糖结合成苷。1、齐墩果烷型（β-香树脂烷型

）四、三萜皂苷（二）五环三萜皂苷1、齐墩果烷型（β-香树脂烷型

）齐墩果酸

齐墩果酸首先由油橄榄的叶子中分得，广泛分布于植物界，如在青叶胆全草、女贞果实等植物中游离存在，但大多数与糖结合成苷存在。齐墩果酸具有抗炎、镇静、抗肿瘤等作用，是治疗急性黄胆性肝炎和慢性迁延性肝炎的有效药物。（二）五环三萜皂苷1、齐墩果烷型（β-香树脂烷型

）甘草酸甘草次酸（二）五环三萜皂苷2、熊果烷型（α-香树脂烷型

）C29

、C30分别连接在C19、C20位（二）五环三萜皂苷2、熊果烷型（α-香树脂烷型

）熊果酸近年来发现它具有抗致癌、抗促癌、诱导F9畸胎瘤细胞分化和抗血管生成作用。研究发现：熊果酸能明显抑制HL－60细胞增殖，可诱导其凋亡；能使小鼠的巨噬细胞吞噬功能显著提高。体内试验证明，熊果酸可以明显增强机体免疫功能。说明它的抗肿瘤作用广泛，极有可能成为低毒有效的新型抗癌药物（二）五环三萜皂苷2、熊果烷型（α-香树脂烷型

）地榆皂苷BR=H地榆皂苷ER=glc地榆皂苷ⅠR=glc地榆皂苷ⅡR=glc中药地榆（凉血、止血）根和根据（二）五环三萜皂苷3、羽扇豆烷型E环五元环，C19位有α-构型的异丙烯基或异丙烷取代（二）五环三萜皂苷3、羽扇豆烷型黄羽扇豆种子中羽扇豆醇，中药酸枣仁中的白桦醇、白桦酸羽扇豆醇R=CH3白桦醇R=CH2OH

白桦酸R=COOH（二）五环三萜皂苷4、木栓烷型由齐墩果酸甲基移位衍生而来木栓烷雷公藤酮第二节皂苷类化合物的理化性质三、溶解性六、水解性五、溶血作业四、表面活性七、显色反应二、熔点与旋光一、性状皂苷类化合物的结构类型掌握皂苷类化合物溶解性、表明活性、溶血作用的性质熟悉皂苷类化合物性状和显色反应的性质了解皂苷类化合物熔点、旋光、水解性的性质学习要求一、性状形态颜色

大多为无色或乳白色无定形粉末。而皂苷元大多有完好的晶体味道对粘膜有刺激性。（桔梗、远志、枇杷、紫苑）味苦而辛辣，少数有显著的甜味，如甘草吸湿性大多具有吸湿性刺激性二、熔点和旋光皂苷：大多无明显的熔点，熔融前已经分解皂苷元：有明显的熔点旋光：所以的皂苷类都有旋光三、溶解性皂苷次级苷皂苷元溶于水，易溶于热水、含水稀醇、热甲醇和热乙醇、含水丁醇或戊醇；难溶于丙酮、乙醚、苯等水溶性下降，易溶于中等极性有机溶剂如醇、乙酸乙酯、丙酮等不溶于水；易溶于石油醚、苯、氯仿、乙醚等四、表面活性皂苷具有降低水溶液表面张力的作用，可作为清洁剂和乳化剂；多数皂苷水溶液经强烈振摇后能产生大量持久性（15分钟）泡沫，且不因加热而消失。利用发泡试验区别甾体皂苷与三萜皂苷，方法如下两支试管分别加入5ml0.1mol/L的HCl及0.1mol/LNaOH，再各加中药水提取液3滴，振摇1分钟碱管泡沫较酸管泡沫高数倍，且持续时间较长甾体皂苷（中性皂苷）两管形成泡沫持久性、高度相同三萜皂苷（酸性皂苷）五、溶血作用溶血性大多数皂苷能破坏红细胞而具有溶血作用。含有皂苷的药材制成静脉注射液时必须做溶血试验。溶血原因皂苷与红细胞膜上胆甾醇结合生成不溶于水的复合物，破坏了红细胞的正常渗透，造成细胞内渗透压增高而使细胞破裂溶血指数皂苷对同一动物来源的红细胞稀悬浮液，在同一等渗、缓冲及恒温条件下造成完全溶血的最低浓度。（判断溶血作用的强弱、粗略测定皂苷含量）如:薯蓣皂苷1:400000甘草皂苷1:4000六、水解性酶水解植物中有共存的酶，酶水解配合化学方法水解可提高收率酸水解皂苷所含的糖都是α-羟基糖，水解条件激烈，2-4mol/L的矿酸，苷元结构容易被破坏，发生脱水、环合、双键移位等温和水解为保护苷元不被异构化，可选择温和的水解方法，如：酶解法、土壤微生物培养法、Smith氧化降解法、光解法等七、显色反应强酸（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）试剂反应条件无水反应原理分子中羟基脱水、双键移位、缩合等反应生成共轭双烯并在酸的作用下形成正碳离子而显色。反应结果有共轭双键的化合物显色较快，孤立双键显色较慢，全饱和的3位无羟基的化合物显阴性反应七、显色反应试剂操作结果醋酐-浓硫酸反应（Liebermann-Burchard）样品+醋酐+醋酐-浓硫酸（20:1）甾体皂苷（变化快）：红-紫-蓝-绿-污绿-褪色三萜皂苷（变化慢）：黄-红-紫-蓝-褪色三氯甲烷-浓硫酸反应（Salkowski）样品+三氯甲烷+浓硫酸三氯甲烷层：红或蓝色硫酸层：绿色荧光三氯醋酸反应（Rosen-Heimer）样品滴于滤纸-喷25%三氯醋酸乙醇液-加热甾体皂苷：加热至60℃，红色渐变为紫色三萜皂苷：加热至100℃，红色渐变为紫色七、显色反应试剂操作结果五氯化锑反应（Kahlenberg）样品三氯甲烷或醇溶液滴于滤纸，喷20%五氯化锑的三氯甲烷溶液干燥后60-70℃加热，呈黄、蓝、灰蓝或灰紫色斑点冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff）样品+冰醋酸+乙酰氯数滴和氯化锌结晶数粒淡红色或紫色第四节皂苷类化合物的检识一、理化检识二、色谱检识皂苷类化合物的检识掌握皂苷类化合物的理化检识和色谱检识方法熟悉皂苷类化合物的检识原理了解皂苷类化合物薄层色谱检识和纸色谱检识常用的固定相和流动相学习要求一、理化检识（一）物理检识形态、颜色、熔点、溶解度、比旋度等鉴别，还可以用泡沫试验和溶血试验（二）化学检识显色反应：强酸、中强酸和Lewis试验二、色谱检识（一）薄层色谱1、吸附薄层色谱固定相：硅胶展开剂：苯-乙酸乙酯（1:1），环己烷-乙酸乙酯（1:1），苯-丙酮（8:1），三氯甲烷-丙酮（95:5）等适用：亲脂性较强的皂苷元和皂苷二、色谱检识（一）薄层色谱2、分配薄层色谱固定相：水（硅胶为支持剂）展开剂：水饱和正丁醇，正丁醇-醋酸-水（4:1:5），