《天然藥物化學(xué)》課件-第七章 皂苷類化合物的提取分離技術(shù)

皂苷類化合物的提取分離技術(shù)—第七章—第一節(jié)皂苷類化合物的結(jié)構(gòu)類型一、概述四、三萜皂苷三、甾體皂苷二、皂苷的分類皂苷類化合物的結(jié)構(gòu)類型掌握皂苷類化合物的結(jié)構(gòu)類型熟悉皂苷類化合物的結(jié)構(gòu)特點了解皂苷類化合物的生物活性及分布特征學(xué)習(xí)要求一、概述基本含義

皂苷是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的苷類化合物，可溶于水，其水溶液經(jīng)強(qiáng)烈振搖能產(chǎn)生大量持久性的肥皂樣的泡沫，故名皂苷分布

單子葉植物和雙子葉均有分布。常見于百合科、薯蕷科、龍舌蘭科、石竹科、遠(yuǎn)志科、玄參科、五加科和葫蘆科等一、概述代表藥物生物活性

人參、三七、柴胡、甘草、麥冬、知母、桔梗、黃芪、遠(yuǎn)志、合歡皮、商陸、穿山龍等

抗炎、抗腫瘤、抗菌、抗病毒、降血脂、祛痰、鎮(zhèn)咳等二、皂苷的分類①按照皂苷元化學(xué)結(jié)構(gòu)不同甾體皂苷三萜皂苷皂苷由皂苷元和糖（單糖或低聚糖）組成②按照皂苷分子中連接糖的數(shù)目不同單糖鏈皂苷雙糖鏈皂苷三糖鏈皂苷三、甾體皂苷螺旋甾烷類（一）結(jié)構(gòu)特征1、苷元為含27個碳原子的甾體衍生物的皂苷，稱為甾體皂苷。2、母核結(jié)構(gòu)含A,B.C.D.E、F留個換，其中A、B、C、D四個環(huán)為甾體母核，E環(huán)為呋喃環(huán)，F(xiàn)環(huán)是吡喃環(huán)，兩環(huán)以螺縮酮的形式相連接，C22位為螺原子，為螺甾烷類化合物三、甾體皂苷螺旋甾烷類（一）結(jié)構(gòu)特征3、B/C環(huán)、C/D環(huán)均為反式稠合A/B環(huán)有順式（5β-H）或反式（5α-H）4、C3多連β-羥基，并與糖結(jié)合成苷5、甾體皂苷元和糖中一般不含羧基，呈中性，所以也稱中性皂苷三、甾體皂苷（二）結(jié)構(gòu)類型甾體皂苷的皂苷元基本骨架屬于螺甾烷的衍生物，依照螺甾烷結(jié)構(gòu)中C25的構(gòu)型和F環(huán)的環(huán)合狀態(tài)，可將其分為四種類型。三、甾體皂苷（二）結(jié)構(gòu)類型1、螺甾烷醇類

C25位甲基位于F環(huán)平面上的豎鍵，為β-取向，絕對構(gòu)型為S型（或L型）。螺甾烷醇類

如劍麻皂苷元，是合成甾體激素類藥物的基本原料，素有“醫(yī)藥黃金”和“激素之母”之稱劍麻皂苷元三、甾體皂苷（二）結(jié)構(gòu)類型2、異螺甾烷醇類

C25位甲基位于F環(huán)平面下的橫鍵時，為α-取向，絕對構(gòu)型為R型（或D型）。和螺旋甾烷互為異構(gòu)體，比25S型化合物穩(wěn)定，如薯蕷皂苷異螺甾烷醇類薯蕷皂苷

薯蕷皂苷元是合成甾體激素類藥物的重要原料三、甾體皂苷（二）結(jié)構(gòu)類型3、呋甾烷醇類

F環(huán)裂環(huán)衍生的皂苷，C26-OH也多與葡萄糖成苷，易酶解閉環(huán)β-葡萄糖苷酶原菝葜皂苷菝葜皂苷三、甾體皂苷（二）結(jié)構(gòu)類型4、變形螺旋甾烷醇類變形螺旋甾烷醇類

F環(huán)為五元四氫呋喃環(huán)，天然界中尚不多見四、三萜皂苷含義含30個碳原子的三萜皂苷元與糖組成的苷類稱為三萜皂苷。多為酸性皂苷，少數(shù)呈中性代表藥物

人參、甘草、柴胡、黃芪、桔梗、川楝皮、澤瀉、靈芝等。分類

根據(jù)環(huán)的數(shù)目不同分為四環(huán)三萜和五環(huán)三萜四、三萜皂苷（一）四環(huán)三萜皂苷1、結(jié)構(gòu)特征（1）基本骨架為環(huán)戊烷并多氫菲的結(jié)構(gòu)，A/B、B/C、C/D環(huán)均為反式稠合；（2）C17連接一個8個C原子的支鏈；（3）C4位連接偕二甲基（C28、C29甲基）；（4）C10

、C14位各連1個甲基（C19

、C30）（5）C18甲基連接在C13或C8位四、三萜皂苷（一）四環(huán)三萜2、分類四環(huán)三萜羊毛脂烷型達(dá)瑪烷型葫蘆素烷型大戟烷型（一）四環(huán)三萜皂苷（1）羊毛脂烷型C18甲基連在C13位上。羊毛脂醇靈芝酸C（一）四環(huán)三萜皂苷（2）達(dá)瑪烷型C18甲基連在C8位上。20（S）-原人參三醇（一）四環(huán)三萜皂苷（3）葫蘆素烷型基本骨架與羊毛脂烷相似，但它有5

-H,10

-H,9

-CH3。

雪膽甲素R=Ac雪膽乙素R=H（一）四環(huán)三萜皂苷（4）大戟烷型羊毛脂烷型的立體異構(gòu)體，C13、C14、C17為構(gòu)型不同大戟醇（甘遂、狼毒、千金子）四、三萜皂苷（二）五環(huán)三萜皂苷五環(huán)三萜齊墩果烷型（β-香樹脂烷型

）熊果烷型（α-香樹脂烷型

）羽扇豆烷型木栓烷型（一）五環(huán)三萜皂苷皂苷元的基本母核為五個環(huán)；C4位連偕二甲基（C23、C24）；C25、C26、C27、C28分別連接在C10、C8、C14、C17位；C3羥基多為β-型，并與糖結(jié)合成苷。1、齊墩果烷型（β-香樹脂烷型

）四、三萜皂苷（二）五環(huán)三萜皂苷1、齊墩果烷型（β-香樹脂烷型

）齊墩果酸

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、抗腫瘤等作用，是治療急性黃膽性肝炎和慢性遷延性肝炎的有效藥物。（二）五環(huán)三萜皂苷1、齊墩果烷型（β-香樹脂烷型

）甘草酸甘草次酸（二）五環(huán)三萜皂苷2、熊果烷型（α-香樹脂烷型

）C29

、C30分別連接在C19、C20位（二）五環(huán)三萜皂苷2、熊果烷型（α-香樹脂烷型

）熊果酸近年來發(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)試驗證明，熊果酸可以明顯增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。說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（二）五環(huán)三萜皂苷2、熊果烷型（α-香樹脂烷型

）地榆皂苷BR=H地榆皂苷ER=glc地榆皂苷ⅠR=glc地榆皂苷ⅡR=glc中藥地榆（涼血、止血）根和根據(jù)（二）五環(huán)三萜皂苷3、羽扇豆烷型E環(huán)五元環(huán)，C19位有α-構(gòu)型的異丙烯基或異丙烷取代（二）五環(huán)三萜皂苷3、羽扇豆烷型黃羽扇豆種子中羽扇豆醇，中藥酸棗仁中的白樺醇、白樺酸羽扇豆醇R=CH3白樺醇R=CH2OH

白樺酸R=COOH（二）五環(huán)三萜皂苷4、木栓烷型由齊墩果酸甲基移位衍生而來木栓烷雷公藤酮第二節(jié)皂苷類化合物的理化性質(zhì)三、溶解性六、水解性五、溶血作業(yè)四、表面活性七、顯色反應(yīng)二、熔點與旋光一、性狀皂苷類化合物的結(jié)構(gòu)類型掌握皂苷類化合物溶解性、表明活性、溶血作用的性質(zhì)熟悉皂苷類化合物性狀和顯色反應(yīng)的性質(zhì)了解皂苷類化合物熔點、旋光、水解性的性質(zhì)學(xué)習(xí)要求一、性狀形態(tài)顏色

大多為無色或乳白色無定形粉末。而皂苷元大多有完好的晶體味道對粘膜有刺激性。（桔梗、遠(yuǎn)志、枇杷、紫苑）味苦而辛辣，少數(shù)有顯著的甜味，如甘草吸濕性大多具有吸濕性刺激性二、熔點和旋光皂苷：大多無明顯的熔點，熔融前已經(jīng)分解皂苷元：有明顯的熔點旋光：所以的皂苷類都有旋光三、溶解性皂苷次級苷皂苷元溶于水，易溶于熱水、含水稀醇、熱甲醇和熱乙醇、含水丁醇或戊醇；難溶于丙酮、乙醚、苯等水溶性下降，易溶于中等極性有機(jī)溶劑如醇、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張力的作用，可作為清潔劑和乳化劑；多數(shù)皂苷水溶液經(jīng)強(qiáng)烈振搖后能產(chǎn)生大量持久性（15分鐘）泡沫，且不因加熱而消失。利用發(fā)泡試驗區(qū)別甾體皂苷與三萜皂苷，方法如下兩支試管分別加入5ml0.1mol/L的HCl及0.1mol/LNaOH，再各加中藥水提取液3滴，振搖1分鐘堿管泡沫較酸管泡沫高數(shù)倍，且持續(xù)時間較長甾體皂苷（中性皂苷）兩管形成泡沫持久性、高度相同三萜皂苷（酸性皂苷）五、溶血作用溶血性大多數(shù)皂苷能破壞紅細(xì)胞而具有溶血作用。含有皂苷的藥材制成靜脈注射液時必須做溶血試驗。溶血原因皂苷與紅細(xì)胞膜上膽甾醇結(jié)合生成不溶于水的復(fù)合物，破壞了紅細(xì)胞的正常滲透，造成細(xì)胞內(nèi)滲透壓增高而使細(xì)胞破裂溶血指數(shù)皂苷對同一動物來源的紅細(xì)胞稀懸浮液，在同一等滲、緩沖及恒溫條件下造成完全溶血的最低濃度。（判斷溶血作用的強(qiáng)弱、粗略測定皂苷含量）如:薯蕷皂苷1:400000甘草皂苷1:4000六、水解性酶水解植物中有共存的酶，酶水解配合化學(xué)方法水解可提高收率酸水解皂苷所含的糖都是α-羥基糖，水解條件激烈，2-4mol/L的礦酸，苷元結(jié)構(gòu)容易被破壞，發(fā)生脫水、環(huán)合、雙鍵移位等溫和水解為保護(hù)苷元不被異構(gòu)化，可選擇溫和的水解方法，如：酶解法、土壤微生物培養(yǎng)法、Smith氧化降解法、光解法等七、顯色反應(yīng)強(qiáng)酸（硫酸、磷酸、高氯酸）、中等強(qiáng)酸（三氯乙酸）、Lewis酸（氯化鋅、三氯化鋁、三氯化銻）試劑反應(yīng)條件無水反應(yīng)原理分子中羥基脫水、雙鍵移位、縮合等反應(yīng)生成共軛雙烯并在酸的作用下形成正碳離子而顯色。反應(yīng)結(jié)果有共軛雙鍵的化合物顯色較快，孤立雙鍵顯色較慢，全飽和的3位無羥基的化合物顯陰性反應(yīng)七、顯色反應(yīng)試劑操作結(jié)果醋酐-濃硫酸反應(yīng)（Liebermann-Burchard）樣品+醋酐+醋酐-濃硫酸（20:1）甾體皂苷（變化快）：紅-紫-藍(lán)-綠-污綠-褪色三萜皂苷（變化慢）：黃-紅-紫-藍(lán)-褪色三氯甲烷-濃硫酸反應(yīng)（Salkowski）樣品+三氯甲烷+濃硫酸三氯甲烷層：紅或藍(lán)色硫酸層：綠色熒光三氯醋酸反應(yīng)（Rosen-Heimer）樣品滴于濾紙-噴25%三氯醋酸乙醇液-加熱甾體皂苷：加熱至60℃，紅色漸變?yōu)樽仙圃碥眨杭訜嶂?00℃，紅色漸變?yōu)樽仙?、顯色反應(yīng)試劑操作結(jié)果五氯化銻反應(yīng)（Kahlenberg）樣品三氯甲烷或醇溶液滴于濾紙，噴20%五氯化銻的三氯甲烷溶液干燥后60-70℃加熱，呈黃、藍(lán)、灰藍(lán)或灰紫色斑點冰醋酸-乙酰氯反應(yīng)（Tschugaeff）樣品+冰醋酸+乙酰氯數(shù)滴和氯化鋅結(jié)晶數(shù)粒淡紅色或紫色第四節(jié)皂苷類化合物的檢識一、理化檢識二、色譜檢識皂苷類化合物的檢識掌握皂苷類化合物的理化檢識和色譜檢識方法熟悉皂苷類化合物的檢識原理了解皂苷類化合物薄層色譜檢識和紙色譜檢識常用的固定相和流動相學(xué)習(xí)要求一、理化檢識（一）物理檢識形態(tài)、顏色、熔點、溶解度、比旋度等鑒別，還可以用泡沫試驗和溶血試驗（二）化學(xué)檢識顯色反應(yīng)：強(qiáng)酸、中強(qiáng)酸和Lewis試驗二、色譜檢識（一）薄層色譜1、吸附薄層色譜固定相：硅膠展開劑：苯-乙酸乙酯（1:1），環(huán)己烷-乙酸乙酯（1:1），苯-丙酮（8:1），三氯甲烷-丙酮（95:5）等適用：親脂性較強(qiáng)的皂苷元和皂苷二、色譜檢識（一）薄層色譜2、分配薄層色譜固定相：水（硅膠為支持劑）展開劑：水飽和正丁醇，正丁醇-醋酸-水（4:1:5），