第八章三萜类化合物.ppt

1、中药化学,第八章 三萜类化合物,triterpenoids,1、掌握达玛烷型、齐墩果烷型、乌苏烷型、羽扇豆烷型的结构特征和典型实例。,教学要求,2、掌握三萜类化合物的溶解性、显色反应及皂苷的特性。,3、熟悉三萜类化合物及三萜皂苷的提 取分离方法。,4、了解三萜类化合物的分布、生物活性及分类，甘遂烷型、葫芦烷型、木栓烷型和其他类型的结构特征。,5、了解三萜类化合物的紫外光谱和核磁共振谱的特征。,环与环之间的顺反及、构型,两个环共用的碳上连接的基团方向相同为顺式，反之，为反式。,环上基团向上，伸出纸面向外的为构型，向内的为构型。,R/S构型,按次序规则 OHCOOHCH3H 反时针排列，S型,Br

2、C2H5CH3H 顺时针排列，R型,费歇尔投影式标定R,S构型，横变竖不变 （指最小基团在横键或竖键）,本 章 内 容,一、概述 二、分类 三、理化性质 四、提取分离 五、结构测定,三萜的定义 由30个碳原子组成的萜类化合物，分子中有6个异戊二烯单位，通式(C5H8)6 。,第一节 概述,三萜的存在形式 游离态：称为三萜皂苷元。 苷：水溶液振摇产生持久性肥皂样泡沫，故又称三萜皂苷，又因多具有羧基，又称为酸性皂苷。,分布：菌类、蕨类、单子叶、双子叶植物、动物及海洋生物中均有分布，尤以双子叶植物中分布最多。 主要分布于菊科、石竹科、五加科、豆科、远志科、桔梗科及玄参科。含有三萜类成分的中药有人参、

3、三七、甘草、柴胡、黄芪、桔梗、川楝皮、泽泻、灵芝等。,一、概述,生理活性,具溶血、抗癌、抗炎、抗菌、抗生育等活性。 齐墩果酸临床用于治疗肝炎 人参皂苷B2、柴胡皂苷A降低高血脂 大豆中的大豆皂苷抑制血清中脂类氧化及过氧化脂质生成并有减肥作用 由于皂苷能降低表面张力的活性，可被用来作乳化稳定剂、洗涤剂和起泡剂等。,一、概述,生物合成,三萜类化合物，是由倍半萜金合欢醇（farnesol）焦磷酸酯尾-尾缩合生成鲨烯。鲨烯（squalene）通过不同方式环合形成三萜类化合物。这样就沟通了三萜与其他萜类之间的生源关系。,三萜及其苷类化合物,Triterpenoids and Saponins,+,本 章

4、 内 容,一、概述 二、分类 三、理化性质 四、提取分离 五、结构测定,三萜类化合物的结构类型： （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） （6）五环三萜（较多）,三萜及其苷类化合物,Triterpenoids and Saponins,分类依据：根据碳环的有无和多少 （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） （6）五环三萜（较多）,第二节 结构和分类,五、四环三萜,具有环戊烷骈多氢菲的基本母核；,17位碳上有一个由8个碳原子组成的侧链；

5、一般母核有5个甲基；4，10，14，13or 8,四环三萜的类型： 1、羊毛脂烷型（lanostane） 2、大戟烷型（euphane） 3、达玛烷型（dammarane） 4、葫芦素烷型（cucurbitane） 5、原萜烷型（protostane） 6、楝烷型（meliacane） 7、环菠萝蜜烷型，环阿尔廷型，环阿屯烷 （cycloartane）,A/B，B/C，C/D为反式；10，13 ，14 ，17,C-20为R构型。,1、羊毛脂烷型（lanostane）,灵芝：多孔菌科真菌赤芝或紫芝的干燥子实体，具有补中益气，延年益寿的名贵中药。,13,14, 17,2、大戟烷型（euphane）

6、,羊毛脂烷型,3、达玛烷型（dammarane）,结构特点是A/B、B/C、C/D环均为反式, C8,10-CH3,C13-H, C17，C20构型为R或S。,来源：五加科植物人参的干燥根，名贵中药。 功效：补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，除邪气，明目，开心益智，久服轻身延年。 神农本草经,人参,人参中的人参皂苷(ginsenosides):,R1 R2 20(S)-原人参二醇 H H 人参皂苷Ra1 glc(21)glc glc(61)ara(p)(41)xyl 人参皂苷Ra2 glc(21)glc glc(61)ara(f)(41)xyl 人参皂苷Rb1 glc(21)glc glc(61

7、)glc 人参皂苷Rb2 glc(21)glc glc(61)ara(p) 人参皂苷Rc glc(21)glc glc(61)ara(f) 人参皂苷Rd glc(21)glc glc 人参皂苷Rg3 glc(21)glc H 人参皂苷Rh2 glc H,人参皂苷人参二醇型,R1 R2 20(S)-原人参三醇 H H 人参皂苷Re glc(21)rha glc 人参皂苷Rf glc(21)glc H 人参皂苷Rg1 glc glc 人参皂苷Rg2 glc(21)glc glc 人参皂苷Rh1 glc H,人参皂苷人参三醇型,酸枣仁：鼠李科植物酸枣的成熟种子，有镇静、安定等作用。,酸枣仁皂苷,三七

8、皂苷Re,5, 8-H, 10-H，9-CH3,4、葫芦素烷型（cucurbitane）,罗汉果甜素：来源于清肺利咽、止咳化痰. 一种甜味剂，0.02溶液比蔗糖约甜256倍，可做调味剂。,雪胆属分得，临床用于治疗急性痢疾、肺结核、慢性支气管炎。,雪胆甲素:R=Ac 乙素:R=H,适应症：上呼吸道感染、急性扁桃体炎、腮腺炎、咽炎、急慢性支气管炎、肺炎、急性尿道感染、急慢性子宫附件炎、盆腔炎、急性胃炎、肠炎、细菌性痢疾、鼻窦炎、中耳炎、结膜炎、角膜炎、皮肤和软组织感染、牙根周围炎、骨关节炎。,10,14-CH3 ，8-CH3 ,C20(S),5、原萜烷型（protostane）,泽泻萜醇A 泽泻萜

9、醇B 降低血清胆固醇，治疗高血脂症。,6、楝烷型（meliacane）,特点：总称为楝苦素类，由26个碳组成 8,14-H,13,17,川楝皮为驱蛔药，川楝素和异川楝素均高度氧化态,有驱蛔作用，但异川楝素的毒性远比川楝素大。,川楝素 异川楝素,四氢呋喃环,功效：驱蛔虫，消积健脾。用于小儿疳积，消化不良，脾胃虚弱。,组成：苦楝皮，使君子肉，雷丸，榧子，海螵鞘，小茴香，莲子，徐长卿，炉甘石（煅，水飞），鸡内金,生物杀虫剂,7、环菠萝蜜烷型（cycloartane）,有5个碳环,10位甲基与9位脱氢形成三元环,又叫环阿屯烷型,R1 R2 R3 环黄芪醇 H H H 黄芪苷I xyl(2,3-diAc

10、) glc H 黄芪苷V glc-xyl H glc 黄芪苷VII xyl glc glc (自然界发现的第一个三糖链三萜苷),黄芪醇,1、齐墩果烷型（oleanane） 2、乌苏烷型（ursane） 3、羽扇豆烷型（lupane） 4、木栓烷型（friedelane）,六、 五环三萜,又叫香树脂烷型 基本骨架是多氢蒎的五环母核 A/B,B/C,C/D为反式， D/E为顺式 母核上有8个甲基 双键多在11或12位,1、齐墩果烷型（oleanane）,齐墩果酸首先由木樨科油橄榄（齐墩果）的叶子中分得，广泛分布于植物界。 齐墩果酸具有降转氨酶作用，是治疗急性黄胆性肝炎和慢性肝炎的有效药物。,齐墩果

11、,急、慢性肝炎的辅助治疗,甘草中含有甘草酸和甘草次酸。甘草酸临床用于抗炎和肝炎的治疗。同时，对癌细胞、艾滋病有强的抑制作用，能增加人体免疫功能，而且也是很好的食品添加剂和香料基料。,甘草,2gluA,甘草酸 甘草次酸,主要成分是甘草酸苷、甘氨酸、蛋氨酸。 治疗慢性肝病，改善肝功能异常。可用于治疗湿疹、皮肤炎、斑秃。,柴胡皂苷 从柴胡属植物中已分得近100个三萜皂苷，均为齐墩果烷型。（疏散退热，舒肝升阳）,远志皂苷 从远志属植物中已分得80多个皂苷。（安神益智、祛痰，消肿等） 土贝母苷甲 自然界首例糖链以环状结构连接的皂苷,土贝母苷甲,又叫香树脂烷型或熊果烷型。,2、乌苏烷型（ursane） 乌

12、苏烷型 齐墩果酸,齐墩果烷型,来源于木犀科植物女贞叶中，熊果酸又名乌苏酸。具有镇静、抗炎、抗菌、抗氧化、抗糖尿病、抗溃疡、降低血糖，抗肿瘤等多种生物学效应。,熊果酸（Ursolic acid）,E环为五元碳环 D/E为反式 19位有异丙基以构型取代 双键（C20/30）,3、羽扇豆烷型（lupane）,E,代表化合物,羽扇豆醇：R=CH3 白桦脂醇：R=CH2OH 白桦脂酸：R=COOH 白桦脂醛：R=CHO,4、木栓烷型（friedelane）,由齐墩果烯经甲基移位转变而来。与其他类型五环三萜皂苷相比，最明显的区别在于4位只有一个甲基。,雷公藤酮：对类风湿疾病有独特疗效。,失去25位甲基的木

13、栓烷型衍生物。,乌苏烷型,齐墩果烷型,羽扇豆烷型,5、羊齿烷型和异羊齿烷型 6、何帕烷型和异何帕烷型 7、其他类型,一、物理性质 1.性状： 苷元有较好晶型，皂苷多为无定形粉末。 皂苷多数具有苦而辛辣味， 其粉末对人体黏膜具有强烈刺激性，但甘草皂苷有显著而强的甜味，对黏膜刺激性弱。 皂苷还具吸湿性。,第三节 理化性质,2熔点与旋光性 游离三萜类化合物有固定的熔点 ,皂苷的熔点都较高，但有的常在熔融前即被分解，因此无明显的熔点，一般测得的大多是分解点。 三萜类化合物均有旋光性。,3.溶解度 游离三萜： 易溶于石油醚、乙醚、氯仿、甲醇等。 皂苷：含水丁醇或戊醇溶解性较好， 因此常将正丁醇作为提取分

14、离皂苷的溶剂。,4.表面活性与发泡性 亲水性基团为糖，亲脂性基团为苷元，当二种基团比例适当时具有表面活性。皂苷水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫，且不因加热而消失。,由于三萜化合物结构中常有：-OH、=等，因此，在无水条件下，与强酸（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）作用，会产生颜色变化或荧光。,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盐而呈色。,二、化学性质,常见的呈色反应： 醋酐浓硫酸反应（Liebermann-Burchard reaction） 五氯化锑反应（Kahlen

15、berg reaction） 三氯醋酸反应（Rosen-Heimer reation） 氯仿-浓硫酸反应（Salkowski reaction） 冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff reaction）,1、醋酐浓硫酸反应（Liebermann-Burchard 反应） 浓H2SO4-醋酐 样品/醋酐 黄 红 紫 蓝 褪色 1：20,2、五氯化锑反应（Kahlenberg 反应）,3、三氯醋酸反应（Rosen-Heimer 反应）,4、氯仿-浓硫酸反应（Salkowski 反应）,5、冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff 反应）,皂苷的水溶液可以和一些金属盐类产生沉淀。 金属盐类：有铅

16、盐、钡盐、铜盐等 应用：利用此性质进行提取和分离。,2、沉淀反应,皂苷/水 + 金属盐类 沉淀 （金属盐类铅盐、钡盐、铜盐等） *利用此性质进行提取和分离，此法现已不用,3、皂苷的水解 1、酸水解 2、乙酰解 3、 Smith降解 4、 酶解 5、糖醛酸苷键的裂解 6、酯苷键的水解,4、溶 血 作 用,皂苷又称皂毒类（sapotoxins），是指其有溶血作用。 皂苷的水溶液大多能破坏红细胞而有溶血作用（不能静脉注射给药）,皂苷水溶液肌肉注射易引起组织坏死，口服则无溶血作用。（可能在肠胃不被吸收的原故）,溶血指数：,表示皂苷溶血作用的强弱,是指在一定条件（等渗、缓冲及恒温）下能使同一 动物来源的

17、血液中红细胞完全溶血的最低浓度。,溶血机理,并非所有的皂苷都产生溶血现象，如：人参总皂苷,并非所有的皂苷都产生溶血现象，如：人参皂苷,溶血与结构的关系： 和糖部分有关：,和母核部分有关： - 一些有溶血作用的三萜酯皂苷，E环上酯键被水解，生成物仍是皂苷，则无溶血作用。 在A环上有极性基团，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。,- 苷元C3- OH、C16 - - OH或羰基时，溶血指数最高。 - D或E环有极性基团时，则可导致溶血作用消失。,如何确定是否由皂苷引起的溶血？ （1）可进一步提纯再检查。 （2）运用胆甾醇沉淀法。 沉淀后的滤液无溶血现象，而沉淀分解后有溶血现象，

18、表示确系皂苷引起的溶血现象。,1、醇提法,药材,甲醇或乙醇提取 回收溶剂,浸膏,水分散，依次用石油醚，氯仿或乙醚或乙酸乙酯，正丁醇萃取,石油醚液,氯仿液,正丁醇液,水液,（脂溶性杂质）,（游离三萜）,（总皂苷）,（水溶性杂质）,第四节 提取分离,人参总皂苷的提取分离,人参粗粉,95乙醇室温浸泡或回流提取,提取液,减压回收乙醇,浸膏,适量水分散，乙醚萃取,水层,乙醚层（脂溶性成分）,饱和正丁醇萃取，回收溶剂,正丁醇萃取物,适量乙醇溶解，加入大量丙酮，沉淀，过滤,沉淀,丙酮洗涤，减压抽干,人参总皂苷,2、酸水解，有机溶剂萃取法（得苷元）,含酸的醇溶液回流提取,氯仿液 （总苷元),药材,水解液,加水

19、稀释，回收至无醇味，氯仿萃取,人参皂苷苷元的提取分离,人参总皂苷,含7盐酸的50乙醇回流提取4小时,加水稀释，回收至无醇味，氯仿萃取,氯仿液 （总苷元),硅胶柱色谱,齐墩果酸，人参二醇，人参三醇,水解液,柴胡皂苷的提取分离,柴胡粉末,含5吡啶的甲醇提取，回收溶剂,浸膏,水分散，正丁醇萃取,正丁醇液,加入乙醚,沉淀（皂苷粗品）,柱色谱,柴胡皂苷纯品,3、碱水提取法,常用方法： 1、沉淀法 2、色谱法,1、沉淀法 （2）重金属盐沉淀法,1、沉淀法 （3）胆甾醇沉淀法,2、色谱法 色谱法可得到纯的单体皂苷。 固定相：中性氧化铝 硅胶（低活度）（用于分配色谱） 大孔树脂（3080醇洗脱） Sephad

20、ex LH-20（凝胶色谱） 一般分离三萜类化合物通常采用多种色谱法相组合的方法。,洗脱剂：硅胶柱色谱，多用于混和溶剂 （如：含水系统） 如：CH3Cl：MeOH CH3Cl：MeOH：H2O= 65：35：10下层 显色剂：10H2SO4或特有的显色剂,2、色谱法,第五节 三萜类化合物的检识,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） 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。,二、色谱检识 薄层色谱 纸色谱,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

21、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。,查阅同属植物的化学成分研究报道 颜色反应：初步推测是否为三萜及其皂苷 （醋酐浓硫酸+Monish反应） 苷键裂解成苷元和糖，分别进行研究。 波谱法,第六节 结构研究,一、紫 外 光 谱（UV）,多数三萜类化合物不产生紫外吸收。 可判断齐墩果烷型三萜化合物结构中的双键类型。,只有一个孤立双键：205250nm（w）,有,不饱和羰基：242250nm,异环共轭双烯：240，250，260nm,同环共轭双烯：285n

22、m,二、质谱（MS）,3、羽扇豆醇型三萜,C3H7,-,+ .,M-43,游离三萜：EI-MS,三萜皂苷,场解析质谱（FD-MS） 快原子轰击质谱（FAB-MS） 电子喷雾质谱（ESI） 二级离子质谱（SI-MS） 飞行时间质谱（TOF-MS）,难挥发性,EI-MS ?,1081-162,919-162,757,757-146,Glu,Glu,Rha,Ara,611-132,（三）核磁共振,1.1H-NMR,三萜及其苷中的主要信息： 甲基质子 连氧碳上的质子 烯氢质子 糖端基质子,在1H-NMR谱的高场出现多个甲基单峰是三萜类化合物的最大特征. 一般-CH3质子信号0.625-1.50 0.5

23、-2.0 出现堆积成山形的亚甲基信号,齐墩果酸,齐墩果酸,其他NMR技术 DEPT 1H-1HCOSY（HOCH2-CH3） HMQC（异核多量子相关谱）C-H HMBC（异核多键相关谱）C-H TOCSY（同核全相关谱）H-H(偶合体系) HSQC-TOCSY（异核单量子全相关谱） C-H,人 参,来源：五加科植物人参的干燥根，名贵中药。 功效：大补元气，补脾益肺，生津、安神等。 炮制品：生晒参，糖参，红参，冻干参 成分：人参皂苷（ginsenosides GS,5，40多种），多糖，挥发油，蛋白质，多肽，有机酸等。,人参皂苷在人参不同部位的含量 主根：2-7 侧根：6.5-12 须根：8.

24、5-11.5 人参叶：7.6-12.6 花蕾：15 种子：0.7,1、结构类型,人参二醇型A型,人参三醇型B型,齐墩果酸型C型,人参二醇型A型 人参三醇型B型 齐墩果烷型C型 人参皂苷Ro,人参皂苷Ra1、Ra2、 Rb1、Rb2、Rc、Rd、Rg3、Rh2等,人参皂苷Re、Rf、Rg1、Rg2、Rh1等,2、生物活性,Rh2：具有抑制癌细胞向其它器官转移，增强机体 免疫力，快速恢复体质的作用。 Rg3：具有抑制癌细胞浸润、肿瘤细胞转移、促 进肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞生长等作用。 Rg1：可快速缓解疲劳、改善学习记忆、延缓衰 老，具有兴奋中枢神经作用。 Rb1：具有抑制中枢神经和安定作用。

25、Rh：具有抑制中枢神经、催眠作用，镇痛、安神、,Rg2：具有抗休克作用，快速改善心肌缺血和缺 氧，治疗和预防冠心病。 Rb3：可增强心肌功能，保护人体自身免疫系统。 可用于治疗心肌收缩性衰竭。 Rh1：具有促进肝细胞增殖何促进DNA合成的作用， 可用于治疗和预防肝炎、肝硬化。 Ro：具有消炎、解毒、抗血栓作用。,总皂苷不溶血，A型抗溶血而B型溶血,人参根：本品按干燥品计算，含人参皂苷Rg1和人参皂苷Re的总量不得少于0.30%,人参皂苷Rb1不得少于0.20%。 人参叶：本品含人参皂苷 Rg1和人参皂苷Re 的总量不得少于2.25%。,2010版药典中人参含量测定要求,培元固本，补益气血。与化疗配合用药，有助于提高原发性肺癌、肝癌的疗效，可改善肿瘤患者的气虚症状，提高机体免疫功能。,人参皂苷Rg3，10mg/粒 2000年获得国家药品监督管理局颁发的试字号中药一类新药证书和生产批准文号，上市销售。