藥物所研究生 皂苷課件

1、皂苷類化合物1皂苷類化合物一、概 述1.定義：皂苷（Saponins）是一類結(jié)構(gòu)復雜，分子量較大的苷類，其組成為：糖部分與三萜或甾體苷元，經(jīng)典的定義是基于皂苷具有表面活性，許多皂苷能在水中振搖產(chǎn)生持久性的泡沫，與肥皂溶液相似，因此，被稱作皂苷。 許多中草藥中含有皂苷，如人參、黃芪、商陸、蔥木、重樓、三七等，有的其有效成分就是皂苷。2皂苷類化合物一、概 述2.研究概況：1927年出了第一部專著：Saponine by Kofler 書中詳細地論述了皂苷的性質(zhì)和藥理作用，但在當時沒有一種皂苷的結(jié)構(gòu)被確定。50年代至70年代末共發(fā)現(xiàn)皂苷（已確定結(jié)構(gòu)）僅數(shù)十種。其原因：分離、結(jié)構(gòu)測定均有相當難度。70

2、年代以后，隨著分離技術(shù)的更新（反相層析、液液層析DCCC），尤其13CNMR及其隨后的各種波譜新技術(shù)出現(xiàn)，使皂苷的分離純化、結(jié)構(gòu)測定（主要是指多糖皂苷）成為可能。至今共發(fā)現(xiàn)新皂苷1600余種。3皂苷類化合物冰醋酸、濃H2SO4、醋酐試劑（Liebermann-Burchard反應(yīng)）Molish反應(yīng)（濃H2SO4，-萘酚）溶血試驗泡沫試驗磷鉬酸或硅鎢酸試劑碘蒸汽二、皂苷的檢識4皂苷類化合物根據(jù)苷元的不同可分為以下三類三萜皂苷甾體皂苷甾體生物堿皂苷三、分 類5皂苷類化合物 由于皂苷分子量較大，且極性也大。 總苷為結(jié)構(gòu)極相似的類似物，如糖的種類、苷元均相同，只是糖連接的位置或次序不同。 皂苷的純度不

3、易檢查： 不結(jié)晶，難以用熔點、旋光和其他物理常數(shù)來判斷是否純。 通常只能用TLC、HPTLC、HPLC四、皂苷的提取與分離7皂苷類化合物四、皂苷的提取與分離1、提取： 注意：水浸提取易酶解醇提時會引起酯化（酸性皂苷）不穩(wěn)定酯基的水解?；霓D(zhuǎn)位8皂苷類化合物2、分離普通柱層硅膠吸附層析，粗分 CHCl3:CH3OH:H2O不同比例 85:11:170:30:550:50:0葡聚糖凝膠：Sephadex LH 20 G（不用）大孔吸附樹脂Amberlite XAD-2（Pharmacia）D101，RA（北京化工七廠）四、皂苷的提取與分離10皂苷類化合物四、皂苷的提取與分離離心薄層層析（CTLC，

4、Centrifugal thin-layer Chromatography）閃柱（flash chromatography） Sumple：3.3g 6.04cm column silica gel（63200m） （Rp material）at a flow rate of 15ml/min 2 bars at the top of the column11皂苷類化合物低壓柱層析（low-pressure liquid chromatography，LPLC） 4060m silica gel 1040m 硅膠 H（青島海洋化工廠） Rp 8，Rp 18Methanol：H2O （9:1;

5、8:2; 7:3; 6:4; 5:5; 4:6 ) Labar 柱（E. Merk） 4063m up to 10 bar四、皂苷的提取與分離CHCl3:MeOH:H2O12皂苷類化合物高效液相層析（High-performance liquid chromatography，HPLC） semi-preparative HPLC sorberto： 530m 常用： 1020m 舉例：Rp-8 column（25016mm） acetonitrile water（38：62） flow rate：10ml/min四、皂苷的提取與分離14皂苷類化合物液滴逆流層析（Droplet counter

6、current chromatography，DCCC） 原理：利用皂苷化合物在兩相分配系數(shù)的不同而得以分開。 樣品：極性較大，其他雜質(zhì)較少。 許多用液固層析難以分離的皂苷化合物，可以用DCCC將他們分開。 常用的溶劑系統(tǒng)氯仿：甲醇：水（7:13:8）四、皂苷的提取與分離15皂苷類化合物1、簡述 糖與三萜或甾體苷鍵（醚鍵、酯鍵） 糖鏈糖與糖苷鍵2、酸水解（Acidic hydrolysis） 酸的濃度24M HCl 時間：4h 水溶液或醇水溶液 H2SO4封管水解（ampoule） 5%H2SO4 for 2h 薄層板上酸蒸汽水解（參看：“藥學學報”1987，22，70） 特點：用量少，速度快

7、，不同的糖（五碳、六碳糖）具不同的顏色，可檢識。 缺點：葡萄糖與半乳糖就難以區(qū)別，必須用紙層析皂苷苷鍵的裂解反應(yīng)（cleavage reactions）17皂苷類化合物1）酸水解苷元的結(jié)構(gòu)分析TLCGC-MSHPLC若苷元是新化合物進行結(jié)構(gòu)測定（MS、IR、NMR、CD或X-ray） 注意：苷元結(jié)構(gòu)的變化2）酸水解糖的檢識：用堿中和，水液用紙層析檢識（溶劑系統(tǒng)有：正丁醇：醋酸：水 4:1:5） HPLC、GC皂苷苷鍵的裂解反應(yīng)（cleavage reactions）已知苷元18皂苷類化合物皂苷苷鍵的裂解反應(yīng)（cleavage reactions）3、堿水解： 主要是水解糖鏈接在羧基上的苷鍵 通

8、常用0.5M KOH 1020% Ethanolic or Methanolic Solutions 回流24h注意：堿性醇液易使苷元上游離羧基甲基化或乙基化。19皂苷類化合物皂苷苷鍵的裂解反應(yīng)（cleavage reactions）0.5M KOH3h，酸中和+糖PCHPTLC檢識R1=XylR2=Glc61Glc41Rha20皂苷類化合物4、酶水解： 專屬性高，可確定苷鍵構(gòu)型5、微生物水解 土壤微生物水解6、溫和選擇性裂解方法兩相中的酸水解Smith降解碘化鋰水解皂苷苷鍵的裂解反應(yīng)（cleavage reactions）21皂苷類化合物皂苷苷鍵的裂解反應(yīng)（cleavage reaction

9、s）326432+MeOGlc6Glc4RhaLiI2,6-lutidine22皂苷類化合物化學反應(yīng)鉻酐-冰醋酸氧化CrO3HAcUVmax 250 nm24皂苷類化合物3、還原 醋、酮Wolff-kishner-黃鳴龍反應(yīng)，還原成甲基、次甲基。 羧基 羥甲基 羥基 甲基或次甲基化學反應(yīng)LiAlH4LiAlH4對甲基苯磺?；?5皂苷類化合物4、內(nèi)酯化反應(yīng) 五環(huán)三萜化合物在17位有羧基取代，如在羧基的、位有雙鍵，很容易在酸催化下生成內(nèi)酯。若以溴甲醇溶液作用，則生成溴代內(nèi)酯?；瘜W反應(yīng)27皂苷類化合物化學反應(yīng)濃HCl - 冰醋酸Ac2O/PyBr2 / CH3OH28皂苷類化合物結(jié)構(gòu)測定中的波譜和其

10、他技術(shù)IR、NMR、MS、CD、X-ray1）MS（FABMS、FDMS、CIMS）參考文獻：Phytochem.Anal.1992，3，193214） FABMS：分子量，HRFABMS：分子式 糖鏈中糖連接的次序。 正、負離子。 通常是先裂解酯鍵的糖，如下列皂苷42229皂苷類化合物FDMS（Field desorption MS）CIMSEI-MS：全乙?；螅僮鯡IMS，可知糖的次序。對苷元的信息能提供得多些。2） NMR：是皂苷結(jié)構(gòu)測定最主要的技術(shù)，通常無需借助其他的技術(shù)和方法，僅用NMR就可確定皂苷的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)測定中的波譜和其他技術(shù)30皂苷類化合物結(jié)構(gòu)測定中的波譜和其他技術(shù)13C

11、NMR：13CNMR能夠提供如下信息：糖鏈與苷元連接的位置單糖的數(shù)量（90100ppm），次序（13C-T1 relaxation）和糖的種類糖鏈中糖之間苷鍵的構(gòu)型和糖的構(gòu)象糖鏈中酰化的位置和數(shù)目苷元結(jié)構(gòu)的信息糖鏈中糖與糖之間連接的位置31皂苷類化合物 歸屬化學位移需要與已報道的（或已知）糖的化學位移進行比較。結(jié)構(gòu)測定中的波譜和其他技術(shù)Relaxation data（馳豫時間）1HNMR：1D and 2D1D：端基質(zhì)子、NOE、DIFNOE、1D-relay2D：1H-1HCOSY、HOHAHA、RCT 遠程：COLOC、HMBC確定碳的類型（一、二、三和季碳）DEPTAPT1NEPT32皂苷類化合物結(jié)構(gòu)測定中的波譜和其他技術(shù)3）IR： 主要用于判斷OH、 、 和某些苷元的結(jié)構(gòu)，至于甾體苷元上的請參考講義。4）X-ray：主要是苷元結(jié)構(gòu)的測定 由于多數(shù)皂苷很難得到單晶，故至今只有兩個例子（請參考：J. Chem. Soc., Perkin Trans 1, 1987, 629634和J. Chem. Soc., Perkin Tran 1, 1985, 17