中藥皂苷類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

關(guān)于中藥皂苷類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)第1頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

理論基礎(chǔ)任務(wù)第2頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一、結(jié)構(gòu)與分類二、理化性質(zhì)三、檢識(shí)方法四、提取與分離方法第3頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、結(jié)構(gòu)與分類（一）定義該類化合物溶于水后，形成的水溶液經(jīng)振搖后能產(chǎn)生大量持久性、似肥皂樣的泡沫，這類化合物稱為皂苷。第4頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）分布1、甾體皂苷

主要分布薯蕷科、百合科、玄參科、菝契科、龍舌蘭科等單子葉植物中。

2、三萜皂苷

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。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。

第5頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）存在形式

多以游離或成苷成酯的形式存在常見的糖：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)物第6頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）研究進(jìn)展與生物活性1、甾體皂苷類抗生育：殺滅精子、抗早孕主要用作合成甾體避孕藥和激素類藥物的原料。降血糖:偽原知母皂苷AⅢ和原知母皂苷AⅢ降低膽固醇和免疫調(diào)節(jié)抗真菌、殺蟲等第7頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月防治心腦血管疾?。旱貖W心血康膠囊——含8種由黃山藥中提取的甾體皂苷，總量在90%以上，治療冠心病。心腦舒通——由蒺藜果實(shí)中提取的總甾體皂苷，用于心腦血管疾病的防治。盾葉冠心寧——從盾葉薯蕷中提取的水溶性皂苷?？鼓[瘤：

從百合科植物Ornithogalumsaundersiae中分離出一種皂苷OSW-1,此化合物對(duì)人的正常細(xì)胞幾乎沒(méi)有毒性，而對(duì)惡性腫瘤細(xì)胞具有強(qiáng)烈毒性。體外生理活性實(shí)驗(yàn)表明，它的抗癌活性比目前臨床應(yīng)用的順鉑、紫杉醇等高100倍，有望成為一類新的抗癌藥物。（四）研究進(jìn)展與生物活性第8頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）研究進(jìn)展與生物活性2、三萜皂苷類人參皂苷能促進(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。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。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。第9頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（五）結(jié)構(gòu)與分類按苷元結(jié)構(gòu)分為兩大類型:1、甾體皂苷：具有27個(gè)C的螺旋甾烷或異螺旋甾烷結(jié)構(gòu)；2、三萜皂苷：具有30個(gè)C組成，由6個(gè)異戊二烯單位。第10頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、甾體皂苷

由甾體皂苷元與糖組成，苷元具有27個(gè)碳，其基本碳架稱為螺旋甾烷及其異構(gòu)體異螺旋甾烷。

第11頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月以異螺旋甾烷為例，說(shuō)明甾體皂苷元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第12頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月甾體皂苷元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）分子中含有A、B、C、D、E、F六個(gè)環(huán)，A、B、C、D環(huán)為環(huán)戊烷駢多氫菲甾體母核；C17位上側(cè)鏈和C16駢合為五元含氧環(huán)（呋喃環(huán)E），E環(huán)上又以連接六元含氧環(huán)（吡喃環(huán)F），共同組成螺旋甾烷結(jié)構(gòu)。（2）甾核四個(gè)環(huán)的稠合方式為A/B順式或反式，B/C和C/D均為反式。螺縮酮形式第13頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月甾體皂苷元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（3）所有的甾體皂苷元在C10、C13、C20和C25位都有一個(gè)甲基，

1)C10、C13位的甲基為角甲基，均為β-型；

2)C20位甲基為α-型;

3)由于F環(huán)為椅式，C25位的甲基應(yīng)有立方體異構(gòu)，C25位為豎鍵時(shí)，為β-型，其絕對(duì)構(gòu)型為S型（L型），C25位甲基為平伏鍵時(shí)，為α-型，其絕對(duì)構(gòu)型為R型（D型）。第14頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月甾體皂苷元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（4）分子中有多個(gè)羥基，大多數(shù)在C3位上有羥基，多為β-型并常與糖結(jié)合成苷。（5）苷元上常含有羰基和雙鍵，羰基常在C12位上，少數(shù)在C6和C11位上。雙鍵常在Δ5（6）、Δ9（11）。（6）分子中有三個(gè)手性碳：C20、C22、C25。（7）甾體皂苷分子大多不含羧基，呈中性，故甾體皂苷又稱為。中性皂苷第15頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月甾體皂苷的結(jié)構(gòu)分類1、糖鏈結(jié)合在C3-OH上（如知母皂苷A-Ⅲ和薯蕷皂苷）；2、糖鏈結(jié)合在C1-OH上：沿階草皂苷D；3、兩個(gè)糖鏈分別與甾體皂苷元上的C3和C1位置的羥基結(jié)合。4、兩個(gè)糖鏈分別與甾體皂苷元上的C3-OH和F環(huán)開環(huán)后形成的-OH相結(jié)合。第16頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月甾體皂苷元結(jié)構(gòu)舉例第17頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、三萜皂苷

是由30個(gè)碳組成的萜類化合物，由六個(gè)異戊二烯單位組成。三萜皂苷分子多含有-COOH，又稱為。三萜皂苷的分類多按其苷元中30個(gè)碳組成環(huán)的數(shù)目多少，分為四環(huán)三萜皂苷和五環(huán)三萜皂苷。酸性皂苷第18頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）四環(huán)三萜皂苷

其基本骨架也是甾烷結(jié)構(gòu),A/B、B/C、C/D環(huán)均為反式稠合；C17連接8個(gè)碳原子支鏈，C4位上有偕二甲基，C10、C14位上各連有一甲基，根據(jù)C18甲基位置不同，又可將四環(huán)三萜皂苷元分成兩類：

1）羊毛脂甾型

2）達(dá)瑪烷型第19頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）羊毛脂烷型

C10、C14位上各連有一個(gè)甲基，C4位上有二個(gè)甲基，另外一個(gè)甲基在羊毛甾烷型中位于C13位。第20頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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)與羊毛甾烷相比，多了3=O，11=O，15=O，23=O，27-CH3→27-COOH，是羊毛甾烷的高度氧化化合物。第21頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）達(dá)瑪烷型與羊毛脂烷型區(qū)別：C18甲基連在C8位上。第22頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例：人參中含有人參皂苷(ginsenosides)第23頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月人參中的人參皂苷(ginsenosides)第24頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由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)抑制作用和安定作用。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。

由達(dá)瑪烷衍生的人參皂苷，在生物活性上有顯著的差異。第25頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）五環(huán)三萜皂苷

基本母核為五個(gè)六元環(huán)（多氫蒎），根據(jù)E環(huán)變化可分為三種類型：

1）β-香樹脂烷型

2）α-香樹脂烷型

3）羽扇豆烷型第26頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1）β-香樹脂烷型（齊墩果烷型）

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，其中C4、C20位上的均為偕二甲基，C8、C10、C17均為β-型甲基，C14位上甲基為α-型甲基。一般C3位上的羥基為β-型，并與糖結(jié)合成苷。C28常有-COOH，C12、C13位往往有不飽和雙鍵的存在。

第27頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例：（1）

齊墩果酸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。

刺五加第28頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例：（2）

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]。甘草酸具有腎上腺皮質(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?？梢越档透哐獕翰∪说难迥戠薮肌８什荽嗡嵊写倌I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。

第29頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第30頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例：（3）柴胡為傘形科柴胡屬植物柴胡、狹葉柴胡以及同屬植物的干燥根。柴胡中皂苷類成分主要為：柴胡皂苷A、C、D、E等。具有解熱、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)咳、抗炎等作用。第31頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）α-香樹脂烷型（烏蘇烷型）

-香樹脂烷型(α-amyrane),又稱為熊果烷型，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。第32頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

熊果酸（Ursolicacid）

植物來(lái)源：木犀科植物女貞(LigustrumlucidumAit.)葉藥理作用：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)?、降低血糖等多種生物學(xué)效應(yīng)。

女貞第33頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月熊果酸研發(fā)進(jìn)展

近年來(lái)發(fā)現(xiàn)熊果酸具有抗致癌、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。第34頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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。第35頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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。第36頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月白樺脂醇(betulin)存在于中草藥酸棗仁、樺樹皮、棍欄樹皮、槐花等中。白樺脂酸(betulinicacid)存在于酸棗仁、樺樹皮、柿蒂、天門冬、石榴樹皮及葉、睡菜葉等中。羽扇豆醇(lupeol)存在于羽扇豆種皮中。第37頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、理化性質(zhì)（一）性狀

分子量大，多為白色，乳白色無(wú)定形粉末；無(wú)明顯的熔點(diǎn)；具有苦而辛辣味；強(qiáng)吸濕性；（二）溶解性

1、多數(shù)皂苷易溶于水，熱甲醇/乙醇、難溶于丙酮、乙酸乙酯、乙醚（含有多個(gè)糖分子、極性較大）。

2、在含水的丁醇和含水的戊醇中溶解度較大,因此丁醇與戊醇常作為自水溶液中分離皂苷萃取溶劑。

3、次級(jí)皂苷在水中的溶解度較原生苷低，易溶于醇，丙酮、乙酸乙酯中。

4、皂苷元親脂性強(qiáng)。

5、具有助溶性。第38頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）起泡性又稱表面活性1、具有表面活性劑的作用，能降低水溶液的表面張力。2、皂苷的水溶液經(jīng)振搖能產(chǎn)生大量而持久性的泡沫，不因加熱而消失（與蛋白質(zhì)水溶液產(chǎn)生的泡沫相區(qū)別）；3、皂苷的起泡作用決定于皂苷分子中親脂性的皂苷元部分及親水性的多糖部分比例；4、皂苷水溶液振搖后產(chǎn)生的持久性泡沫與溶液的PH有關(guān)（區(qū)別中性皂苷和酸性皂苷）；（1）中性皂苷在堿性條件下產(chǎn)生較穩(wěn)定的泡沫，在酸性的條件下泡沫不穩(wěn)定；（2）酸性皂苷在堿性或酸性條件下，產(chǎn)生的泡沫的持久性相同。第39頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）溶血性

皂苷的溶血作用是由于其可與膽甾醇生成不溶于水的復(fù)合物，生成沉淀，破壞了血紅細(xì)胞的正常滲透，使血球內(nèi)滲透壓增加而發(fā)生崩解，產(chǎn)生溶血作用。一般單糖鏈皂苷溶血作用明顯，雙糖鏈皂苷中，中性皂苷溶血作用較弱，酸性皂苷中等程度的溶血作用，介于兩者之間。第40頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（五）甾體皂苷可與甾醇形成分子復(fù)合物

甾體皂苷的乙醇溶液可被甾醇（常用膽甾醇）沉淀。除膽甾醇外，凡是含有C3位β－OH的甾醇都可與皂苷結(jié)合生成難溶性分子復(fù)合物。若C3-OH為α構(gòu)型，或者是當(dāng)C3-OH被酰化或生成苷鍵，就不能與皂苷生成難溶性的分子復(fù)合物。生成的分子復(fù)合物用乙醚回流提取時(shí)，膽甾醇可溶于醚，但皂苷不溶，從而達(dá)到純化皂苷和檢查是否有皂苷成分的存在。第41頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（六）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。第42頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、檢識(shí)方法（一）化學(xué)檢識(shí)（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)生紅→紫→藍(lán)→綠→污綠等顏色變化，最后褪色。

甾體皂苷顏色變化快，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。

（2）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)。

第43頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（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）三氯化銻或五氯化銻反應(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。（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。第44頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）色譜檢識(shí)親水性強(qiáng)的皂苷：分配色譜展開劑：極性大的溶劑（水飽和的正丁醇）親脂性強(qiáng)的皂苷和皂苷元，用吸附或分配薄層均能得到較好的分離效果。第45頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、吸附薄層吸附劑：硅膠展開劑：（親脂性相對(duì)強(qiáng)一些）環(huán)已烷-乙酸乙酯（1：1），氯仿-丙酮（1：1）酸性皂苷：在展開劑中加入少量醋酸，防止產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象；顯色劑：三氯醋酸、濃硫酸或50%的硫酸，三氯化銻或五氯化銻等。第46頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、紙色譜親脂性皂苷/皂苷元：固定相為甲酰胺；流動(dòng)相為氯仿/苯；親水性較大的苷：固定相為水；流動(dòng)相為乙酸乙酯-吡啶-水（3：1：3）顯色劑：三