第11章三萜及其苷類課件

第11章三萜及其苷類

(TriterpenoidsandSaponins)9/10/20231第11章三萜及其苷類

(TriterpenoidsandSectionOneIntroduction三萜的定義:定義:由30個(gè)碳原子組成的萜類化合物，分子中有6個(gè)異戊二烯單位，通式(C5H8)6。三萜類(triterpenes)在自然界分布廣泛，有的游離存在于植物體，稱為三萜皂苷元(Triterpenoidsapogenins)；有的以與糖結(jié)合成苷的形式存在，稱為三萜皂苷(Triterpenoidsaponins)。9/10/20232SectionOneIntroduction三萜的定因三萜皂苷多溶于水，振搖后可生成膠體溶液，并有持久性似肥皂溶液的泡沫，故有此名。三萜皂苷多具有羧基，故又稱其為酸性皂苷。與甾體皂苷相同，三萜皂苷也具有溶血、毒魚(yú)及毒貝類的作用。

9/10/20233因三萜皂苷多溶于水，振搖后可生成膠體溶液，并有持久性似肥皂溶三萜的分布:

三萜類(triterpenes)在自然界分布廣泛，菌類、蕨類、單子葉、雙子葉植物、動(dòng)物及海洋生物中均有分布，尤以雙子葉植物中分布最多。主要分布于石竹科、五加科、豆科、七葉樹(shù)科、遠(yuǎn)志科、桔?？萍靶⒖啤：腥祁惓煞值闹饕兴幦缛藚?、甘草、柴胡、黃芪、桔梗、川楝皮、澤瀉、靈芝等。9/10/20234三萜的分布:8/3/20234少數(shù)三萜類成分也存在于動(dòng)物體，如從羊毛脂中分離出羊毛脂醇，從鯊魚(yú)肝臟中分離出鯊烯；從海洋生物如海參、軟珊瑚中也分離出各種類型的三萜類化合物。

9/10/20235少數(shù)三萜類成分也存在于動(dòng)物體，如從羊毛脂中分離出羊毛脂醇，從存在形式：多以游離或成苷成酯的形式存在苷元：四環(huán)三萜、五環(huán)三萜常見(jiàn)的糖：葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖，糖醛酸，特殊糖（如芹糖、乙酰氨基糖等）糖鏈：?jiǎn)翁擎湣㈦p糖鏈、三糖鏈成苷位置：3、28（酯皂苷）或其它位-OH次皂苷：原生苷被部分降解的產(chǎn)物9/10/20236存在形式：多以游離或成苷成酯的形式存在8/3/20236研究進(jìn)展：近30年來(lái)，三萜類成分的研究進(jìn)展很快，特別是近10年從海洋生物中得到不少新型三萜化合物，是萜類成分研究中較為活躍的領(lǐng)域之一。人參皂苷能促進(jìn)RNA蛋白質(zhì)的生物合成，調(diào)節(jié)機(jī)體代謝，增強(qiáng)免疫功能。

9/10/20237研究進(jìn)展：近30年來(lái)，三萜類成分的研究進(jìn)展很快，特別是近10柴胡皂苷能抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，有明顯的抗炎作用，并能減低血漿中膽固醇和甘油三酯的水平。七葉皂苷是從七葉樹(shù)科植物天師粟的干燥成熟種子中提取的一種含酯鍵的三萜皂苷。具有明顯的抗?jié)B出、抗炎、抗淤血作用，能恢復(fù)毛細(xì)血管的正常的滲透性，提高毛細(xì)血管張力，控制炎癥，改善循環(huán)，對(duì)腦外傷及心血管病有較好的治療作用。

七葉皂苷柴胡皂苷9/10/20238柴胡皂苷能抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，有明顯的抗炎作用，并能減低血漿中SectionTwoBiosynthesisofTriterpenoids三萜是由鯊烯(squalene)經(jīng)過(guò)不同的途徑環(huán)合而成，而鯊烯是由倍半萜金合歡醇(farnesol)的焦磷酸酯尾尾縮合而成。這樣就溝通了三萜和其它萜類之間的生源關(guān)系。9/10/20239SectionTwo三萜是由鯊烯(squalene)9/10/2023108/3/202310SectionThree三萜的結(jié)構(gòu)分類三萜類化合物的結(jié)構(gòu)類型很多，多數(shù)三萜為四環(huán)三萜和五環(huán)三萜，少數(shù)為鏈狀、單環(huán)、雙環(huán)和三環(huán)三萜。近幾十年還發(fā)現(xiàn)了許多由于氧化、環(huán)裂解、甲基轉(zhuǎn)位、重排及降解等而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高度氧化的新骨架類型的三萜類化合物。9/10/202311SectionThree三萜的結(jié)構(gòu)分類三萜類化合物的結(jié)四環(huán)三萜(tetracyclictriterpenoids)在生源上可視為由鯊烯變?yōu)殓摅w的中間體，大多數(shù)結(jié)構(gòu)和甾醇很相似，亦具有環(huán)戊烷駢多氫菲的四環(huán)甾核。在4、4、14位上比甾醇多三個(gè)甲基，也有認(rèn)為是植物甾醇的三甲基衍生物。存在于自然界較多的四環(huán)三萜或其皂苷苷元主要有達(dá)瑪烷、羊毛脂烷、甘遂烷、環(huán)阿屯烷（環(huán)阿爾廷烷）、葫蘆烷、楝烷型三萜類。一、TetracyclicTriterpenoids9/10/202312四環(huán)三萜(tetracyclictriterpenoid1、達(dá)瑪烷型從環(huán)氧鯊烯由全椅式構(gòu)象形成，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是A/B、B/C、C/D環(huán)均為反式,C8位有

-CH3,C13有

-H,C10有

-CH3,

C17有

側(cè)鏈,C20構(gòu)型為R或S。9/10/2023131、達(dá)瑪烷型從環(huán)氧鯊烯由全椅式構(gòu)象形成，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是A/B、舉例：人參中含有人參皂苷(ginsenosides)9/10/202314舉例：人參中含有人參皂苷(ginsenosides)8/3/人參中的人參皂苷(ginsenosides):9/10/202315人參中的人參皂苷(ginsenosides):8/3/202由20(S)-原人參二醇衍生的皂苷:9/10/202316由20(S)-原人參二醇衍生的皂苷:8/3/202316由人參三醇衍生的皂苷:9/10/202317由人參三醇衍生的皂苷:8/3/202317在HCl溶液中,20(S)原人參二醇或20(S)原人參三醇20位羥基發(fā)生異構(gòu),轉(zhuǎn)變成20(R)原人參二醇或20(R)原人參三醇,再環(huán)合生成人參二醇或人參三醇。9/10/202318在HCl溶液中,20(S)原人參二醇或20(S)原人參三醇2由達(dá)瑪烷衍生的人參皂苷，在生物活性上有顯著的差異。例如由20(S)-原人參三醇衍生的皂苷有溶血性質(zhì)，而由20(S)-原人參二醇衍生的皂苷則具對(duì)抗溶血的作用，因此人參總皂苷不能表現(xiàn)出溶血的現(xiàn)象。人參皂苷Rg1有輕度中樞神經(jīng)興奮作用及抗疲勞作用。人參皂苷Rh則有中樞神經(jīng)抑制作用和鎮(zhèn)靜作用。人參皂苷Rb1還有增強(qiáng)核糖核酸聚合酶的活性，而人參皂苷Rc則有抑制核糖核酸聚合酶的活性。

9/10/202319由達(dá)瑪烷衍生的人參皂苷，在生物活性上有顯著的差異。例如由202、羊毛脂烷型從環(huán)氧鯊烯由全椅-船-椅式構(gòu)象形成，其A/B,B/C,C/D環(huán)均為反式。10、13、14位分別連有

,

,

-CH3，C20為R構(gòu)型，C17側(cè)鏈為β構(gòu)型,C3位常有-OH存在。與達(dá)瑪烷型的區(qū)別是8位為

β-H，而13位為β-CH39/10/2023202、羊毛脂烷型從環(huán)氧鯊烯由全椅-船-椅式構(gòu)象形成，其A/B,從靈芝中分離出一個(gè)三萜化合物，具有扶正固本之功。它的結(jié)構(gòu)與羊毛脂烷相比，多了3=O，11=O，15=O，23=O，27-CH3→27-COOH，是羊毛脂烷的高度氧化化合物。9/10/202321從靈芝中分離出一個(gè)三萜化合物，具有扶正固本之功。它的結(jié)構(gòu)與羊3、甘遂烷型從環(huán)氧鯊烯由全椅-船-椅式構(gòu)象形成，其A/B,B/C,C/D環(huán)均為反式，10、13、14位分別連有

,

,

-CH3，C20為S構(gòu)型。僅13、14位甲基與羊毛脂烷相反，其余均相同9/10/2023223、甘遂烷型從環(huán)氧鯊烯由全椅-船-椅式構(gòu)象形成，其A/B,4、環(huán)阿屯型基本骨架與羊毛脂烷相似，差別僅在于環(huán)阿屯型19位甲基與9位脫氫形成三元環(huán)。

9/10/2023234、環(huán)阿屯型基本骨架與羊毛脂烷相似，差別僅在于環(huán)阿屯型19位膜莢黃芪Astragalusmembranaceus，具有補(bǔ)氣，強(qiáng)壯之功效。從其中分離鑒定的皂苷有近20個(gè)，多數(shù)皂苷的苷元為環(huán)黃芪醇cycloastragenol。9/10/202324膜莢黃芪Astragalusmembranaceus，具有補(bǔ)5、葫蘆烷型基本骨架與羊毛脂烷相似，但它有5

-H,10

-H,9

-CH3。

9/10/2023255、葫蘆烷型基本骨架與羊毛脂烷相似，但它有5-H,10從麗江雪膽中分離出雪膽甲素(cucurbitacinIIa)，雪膽乙素(cucurbitacinIib)。雪膽甲素R=Ac雪膽乙素R=HOAc9/10/202326從麗江雪膽中分離出雪膽甲素(cucurbitacinIIa6、楝烷型楝科楝屬植物苦楝果實(shí)及樹(shù)皮中含多種三萜成分，具苦味，總稱為楝苦素類成分，其由26個(gè)碳構(gòu)成，屬于楝烷型。其A/B,B/C,C/D均為反式；具有C8-βCH3，C10-βCH3，C13-αCH3。

HHH9/10/2023276、楝烷型楝科楝屬植物苦楝果實(shí)及樹(shù)皮中含多種三萜成分，具苦味二、PentacyclicTriterpenoids多數(shù)三萜皂苷苷元以五環(huán)三萜形式存在。其C3-OH與糖結(jié)合成苷，苷元中常含有羧基，故又稱酸性皂苷，在植物體中常與鈣、鎂等離子結(jié)合成鹽。五環(huán)三萜主要有下面幾種類型：9/10/202328二、PentacyclicTriterpenoids1、齊墩果烷型(oleanane)又稱β-香樹(shù)脂烷型(β-amyrane)，在植物界分布極為廣泛。其基本碳架是多氫蒎的五環(huán)母核，環(huán)的構(gòu)型為A/B反，B/C反，C/D反，D/E順，C28常有-COOH，有時(shí)也在C4位，C3常有羥基，C12、C13位往往有不飽和雙鍵的存在。HHH9/10/2023291、齊墩果烷型(oleanane)又稱β-香樹(shù)脂烷型(β-a首先由油橄欖的葉子中分得，廣泛分布于植物界，如在青葉膽全草、女貞果實(shí)等植物中游離存在，但大多數(shù)與糖結(jié)合成苷存在。齊墩果酸具有抗炎、鎮(zhèn)靜、防腫瘤等作用，是治療急性黃膽性肝炎和慢性遷延性肝炎的有效藥物。

含齊墩果酸的植物很多，但含量超過(guò)10%的很少，從刺五加(Acanthopanaxsenticosus)、龍牙蔥木(Araliamandshurica)中提取齊墩果酸，得率都超過(guò)10%，純度在95%以上，是很好的植物資源。

9/10/202330首先由油橄欖的葉子中分得，廣泛分布于植物界，如在青葉膽全草、甘草(Glycyrrhizaurlensis)中含有甘草次酸(glycyrrhetinicacid)和甘草酸(glycyrrhizicacid)[又稱甘草皂苷(glycyrrhizin)或甘草甜素]。甘草次酸有促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)樣作用，臨床上用于抗炎和治療胃潰瘍。但只有18-βH的甘草次酸才有此活性，18αH者無(wú)此活性9/10/202331甘草(Glycyrrhizaurlensis)中含有甘草次甘草酸（Glycyrrhizicacid）

具有腎上腺皮質(zhì)激素樣作用，能抑制毛細(xì)血管通透性，減輕過(guò)敏性休克的癥狀。可以降低高血壓病人的血清膽甾醇。

甘草次酸（Glycyrrhetinicacid）具有抗菌、抗腫瘤及腎上腺皮質(zhì)激素樣作用，可制成抗炎抗過(guò)敏制劑，用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、氣喘、過(guò)敏性及職業(yè)性皮炎、眼耳鼻喉科炎癥及潰瘍等。9/10/202332甘草酸（Glycyrrhizicacid）甘草次酸（GD柴胡皂苷元B9/10/202333D柴胡皂苷元B8/3/2023332、烏蘇烷型又稱

-香樹(shù)脂烷型(α-amyrane)或熊果烷型，其分子結(jié)構(gòu)與齊墩果烷型不同之處是E環(huán)上兩個(gè)甲基位置不同，即C20位的甲基移到C19位上。此類三萜大多是烏蘇酸的衍生物。9/10/2023342、烏蘇烷型又稱-香樹(shù)脂烷型(α-amyrane)或熊果烷熊果酸（Ursolicacid）

熊果酸又名烏索酸，烏蘇酸，屬三萜類化合物。具有鎮(zhèn)靜、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗?jié)儭⒔档脱堑榷喾N生物學(xué)效應(yīng)。

9/10/202335熊果酸（Ursolicacid）8/3/202335研發(fā)進(jìn)展：近年來(lái)發(fā)現(xiàn)它具有抗致癌、抗促癌、誘導(dǎo)F9畸胎瘤細(xì)胞分化和抗血管生成作用。研究發(fā)現(xiàn)：熊果酸能明顯抑制HL－60細(xì)胞增殖，可誘導(dǎo)其凋亡；能使小鼠的巨噬細(xì)胞吞噬功能顯著提高。體內(nèi)試驗(yàn)證明，熊果酸可以明顯增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。說(shuō)明它的抗腫瘤作用廣泛，極有可能成為低毒有效的新型抗癌藥物。9/10/202336研發(fā)進(jìn)展：近年來(lái)發(fā)現(xiàn)它具有抗致癌、抗促癌、誘導(dǎo)F9畸胎瘤細(xì)胞中藥地榆(Sanguisorbaofficinalis)具有涼血止血的功效，其中含有地榆皂苷B,E(sanguisorbinBandE)，是烏蘇酸的苷。9/10/202337中藥地榆(Sanguisorbaofficinalis)3、羽扇豆烷型羽扇豆烷三萜類E環(huán)為五元碳環(huán)，且在E環(huán)19位有異丙基以α構(gòu)型取代，A/B、B/C、C/D及D/E均為反式。9/10/2023383、羽扇豆烷型羽扇豆烷三萜類E環(huán)為五元碳環(huán)，且在E環(huán)19位有白樺脂醇(betulin)存在于中草藥酸棗仁、樺樹(shù)皮、棍欄樹(shù)皮、槐花等中。白樺脂酸(betulinicacid)存在于酸棗仁、樺樹(shù)皮、柿蒂、天門冬、石榴樹(shù)皮及葉、睡菜葉等中。羽扇豆醇(lupeol)存在于羽扇豆種皮中。9/10/202339白樺脂醇(betulin)存在于中草藥酸棗仁、樺樹(shù)皮、棍欄樹(shù)4、木栓烷型由齊墩果烯經(jīng)甲基移位轉(zhuǎn)變而來(lái)。9/10/2023404、木栓烷型由齊墩果烯經(jīng)甲基移位轉(zhuǎn)變而來(lái)。8/3/20234雷公藤酮是失去25甲基的木栓烷型衍生物?；瘜W(xué)名3-hydroxy-25-nor-friedel-3,1(10)-dien-2-one-30-oicacid.9/10/202341雷公藤酮是失去25甲基的木栓烷型衍生物?；瘜W(xué)名3-hydro性狀：苷元有較好晶型，皂苷多為無(wú)定形粉末。

氣味：皂苷多數(shù)具有苦而辛辣味，其粉末對(duì)人體黏膜具有強(qiáng)烈刺激性，但甘草皂苷有顯著而強(qiáng)的甜味，對(duì)黏膜刺激性弱。皂苷還具吸濕性。性狀與溶解性第4節(jié)理化性質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)9/10/202342性狀：苷元有較好晶型，皂苷多為無(wú)定形粉末。性狀與溶解性第4溶解性皂苷：可溶于水，易溶于熱水，溶于含水醇（甲醇、乙醇、丁醇、戊醇等），溶于熱甲醇、乙醇；幾不溶于乙醚、苯、丙酮等有機(jī)溶劑。皂苷在提取的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生次級(jí)苷，水溶性下降，溶于中等極性有機(jī)溶劑（醇，乙酸乙酯）。皂苷元：不溶于水，易溶于石油醚、苯、CHCl3、Et2O。

9/10/202343溶解性皂苷：可溶于水，易溶于熱水，溶于含水醇（甲醇、乙醇、表面活性親水性基團(tuán)為糖，親脂性基團(tuán)為苷元，當(dāng)二種基團(tuán)比例適當(dāng)時(shí)具有表面活性。皂苷水溶液經(jīng)強(qiáng)烈振搖能產(chǎn)生持久性的泡沫，且不因加熱而消失。9/10/202344表面活性8/3/202344溶血作用皂苷水溶液能與紅細(xì)胞壁上的膽甾醇結(jié)合，生成不溶于水的分子復(fù)合物，破壞了紅細(xì)胞的正常滲透，使細(xì)胞內(nèi)滲透壓增加而發(fā)生崩解，從而導(dǎo)致溶血現(xiàn)象，故皂苷又稱為皂毒素(saptoxins)。因此，皂苷水溶液不能用于靜脈注射或肌肉注射。

但并不是所有的皂苷都具有溶血作用，如以原人參二醇為苷元的皂苷則無(wú)溶血作用。溶血指數(shù)：指在一定條件下能使血液中紅細(xì)胞完全溶解的最低皂苷濃度。如甘草皂苷，溶血指數(shù)1：4000，溶血性能較強(qiáng)。9/10/202345溶血作用皂苷水溶液能與紅細(xì)胞壁上的膽甾醇結(jié)合，生成不溶于水的沉淀反應(yīng)皂苷的水溶液可以和一些金屬鹽類如鉛鹽、鋇鹽、銅鹽等產(chǎn)生沉淀。此性質(zhì)可用于皂苷的分離：先用金屬鹽使皂苷沉淀下來(lái)，分離出來(lái)之后在對(duì)其分解脫鹽。如：三萜皂苷+PbAc2→沉淀→分解脫鉛→皂苷缺點(diǎn)：鉛鹽吸附力強(qiáng)，容易帶入雜質(zhì)，并且在脫鉛時(shí)鉛鹽也會(huì)帶走一些皂苷，脫鉛也不一定能脫干凈。三萜皂苷為酸性皂苷，可用中性PbAc2沉淀，而甾體皂苷則為中性皂苷，須用堿性PbAc2沉淀。9/10/202346沉淀反應(yīng)皂苷的水溶液可以和一些金屬鹽類如鉛鹽、鋇鹽、銅鹽等產(chǎn)顯色反應(yīng)1）濃H2SO4-醋酐（Liebermann-burchard）反應(yīng)樣品溶于冰醋酸，加濃硫酸-醋酐(1:20)，產(chǎn)生黃→紅→紫→藍(lán)等顏色變化，最后褪色。

甾體皂苷也有此反應(yīng)，但顏色變化快，在顏色變化的最后呈現(xiàn)污綠色；而三萜皂苷顏色變化稍慢，且不出現(xiàn)污綠色。9/10/202347顯色反應(yīng)1）濃H2SO4-醋酐（Liebermann-bur2）三氯化銻或五氯化銻（kahlenberg）反應(yīng)將樣品醇溶液點(diǎn)于濾紙上，噴以20%三氯化銻（或五氯化銻）氯仿溶液（不應(yīng)含乙醇和水）干燥后，60-70℃加熱，顯黃色、灰藍(lán)色、灰紫色斑點(diǎn)，在紫外燈下顯藍(lán)紫色熒光（甾體皂苷則顯黃色熒光）。注意：五氯化銻腐蝕性很強(qiáng)，宜少量配置，用后倒掉。9/10/2023482）三氯化銻或五氯化銻（kahlenberg）反應(yīng)8/3/3）三氯醋酸（Rosen-Heimer）反應(yīng)

樣品溶液點(diǎn)于濾紙上，噴25%三氯醋酸乙醇溶液，加熱至100℃，顯紅色→紫色斑點(diǎn)。4）氯仿-濃硫酸（salkawski）反應(yīng)將樣品溶于氯仿，加入濃硫酸后，在氯仿層呈現(xiàn)紅色或蘭色，硫酸層有綠色熒光出現(xiàn)。5）冰醋酸-乙酰氯（Tschugaeff）反應(yīng)

樣品溶于冰醋酸，加乙酰氯數(shù)滴及氯化鋅結(jié)晶數(shù)粒，稍加熱，則呈現(xiàn)淡紅色或紫紅色。9/10/2023493）三氯醋酸（Rosen-Heimer）反應(yīng)8/3/202一、苷元的提取與分離（一）提取1.醇提，提取物直接進(jìn)行分離；2.醇提，有機(jī)溶劑萃??；三萜成分主要在氯仿部位3.制備成衍生物（甲酯衍生物、乙酰衍生物）再進(jìn)行分離；4.將皂苷進(jìn)行水解，有機(jī)溶劑（氯仿）提；（二）分離硅膠柱層析第5節(jié)三萜皂苷的提取分離9/10/202350一、苷元的提取與分離（一）提取第5節(jié)三萜皂苷的提取分離9/10/2023518/3/202351二、三萜皂苷的提取與分離特性：難以結(jié)晶，多為無(wú)定形粉末。由于糖分子的引入，極性基團(tuán)明顯增多，致使極性增強(qiáng)，故具有較大的極性而易溶于醇類溶劑、含水醇及水。難溶于弱極性的有機(jī)溶劑。9/10/202352二、三萜皂苷的提取與分離特性：8/3/202352常用的提取方法甲醇或乙醇提取脫脂正丁醇萃取30－80％甲醇或乙醇梯度洗脫總皂苷大孔吸附樹(shù)脂柱總皂苷9/10/202353常用的提取方法甲醇或乙醇脫脂30－80％甲醇總皂苷大孔

9/10/2023548/3/202354（二）分離1.分配柱層析法以硅膠為支持劑，CHCl3-MeOH-H2O，CH2Cl2-MeOH-H2O，EtOAc-EtOH-H2O或水飽和的正丁醇等溶劑系統(tǒng)洗脫。2.反相層析法