沈陽藥科大學天然藥物化學——第七章-三萜及其苷類PPT課件

.,1,天然藥物化學,ChemistryofNaturalProducts,衛(wèi)生部規(guī)劃教材,第四版,.,2,ChemistryofNaturalProducts,第七章,三萜及其苷類（Triterpenoids）,.,3,基本內(nèi)容四環(huán)三萜及五環(huán)三萜類化合物，如羊毛甾烷型、達瑪烷型、齊墩果烷型、烏蘇烷型的基本骨架特征。三萜類皂苷的提取分離方法，分配色譜，如各種中低壓反相柱色譜、高壓液相色譜（HPLC）等。三萜皂苷類結構研究中的苷鍵裂解，三萜類化合物的MS及NMR譜的特征。,.,4,基本要求掌握四環(huán)三萜和五環(huán)三萜的結構特征，分類；三萜類化合物MS及NMR譜的特征熟悉三萜類化合物的提取分離方法。,.,5,內(nèi)容,第一節(jié),概念,.,6,第一節(jié)概述,定義：由6個異戊二烯單位組成的30個碳原子的萜類化合物?？梢砸杂坞x狀態(tài)或苷的形式存在，其苷類化合物多數(shù)可溶于水，水溶液振搖后產(chǎn)生似肥皂水溶液樣泡沫，故被稱為三萜皂苷（triterpenoidsaponins）。,2.生物活性：三萜及其皂苷廣泛分布于自然界，具有廣泛的生物活性，如溶血、抗癌、抗炎、抗菌、殺軟體動物、抗生育等活性。,.,7,齊墩果酸治療肝炎。甘草次酸琥珀酸半酯的鈉鹽抗?jié)兯?。具有羧基的三萜和三萜皂苷化合物多具有抗腫瘤活性,第一節(jié)概述,如：,齊墩果酸,甘草次酸,皂苷具有表面活性劑的作用穩(wěn)定劑、洗滌劑和起泡劑。,.,8,3、三萜類化合物的生物合成三萜是由鯊烯（squalene）經(jīng)過不同的途徑環(huán)合而成，鯊烯是由倍半萜金合歡醇（farnesol）的焦磷酸酯尾尾縮合而成。,第一節(jié)概述,.,9,.,10,第一節(jié)概述,多數(shù)三萜為四環(huán)三萜和五環(huán)三萜，也有少數(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、甲基轉位、重排及降解等而產(chǎn)生的新骨架類型的三萜類化合物。,.,11,內(nèi)容,第一節(jié),概述,.,12,第二節(jié)分類,四環(huán)和五環(huán)三萜,三萜,無環(huán)三萜,單環(huán)三萜,雙環(huán)和三環(huán)三萜,.,13,四環(huán)三萜,.,14,a、達瑪烷型（dammarane）,結構特點:環(huán)互為反式稠合，8、10位為-CH3，13位-H，17位-側鏈，C-20構型R或S，3位多有羥基，或糖苷化。,dammarane,第二節(jié)分類,1)四環(huán)三萜,.,15,如：五加科植物人參中的皂苷,第二節(jié)分類,1)四環(huán)三萜,a、達瑪烷型（dammarane）,原人參二醇型,.,16,五加科植物人參中的皂苷,第二節(jié)分類,原人參三醇型,.,17,神農(nóng)本草經(jīng)列為上品，主補五臟，安精神，定魂魄，止驚悸，明目，開心益智，久服有輕身延年之功效。,.,18,人參皂苷，用緩和條件水解,如50%HOAc于70加熱4小時，20位苷鍵能斷裂，進一步再水解，可使3位苷鍵裂解。采用HCl溶液水解，水解產(chǎn)物中得不到原生的皂苷元。結構發(fā)生改變，即20（S）-原人參二醇或20（S）-原人參三醇的20位上甲基和羥基發(fā)生差向異構化，轉變?yōu)?0（R）-原人參二醇或20（R）-原人參三醇，然后環(huán)合生成人參二醇（panaxadiol）或人參三醇（panaxatriol）,第二節(jié)分類,人參皂苷的水解：,.,19,.,20,獲得原人參皂苷元，須采用緩和酸水解法。人參皂苷過碘酸鈉氧化水解四氫硼鈉還原室溫下用2NH2SO4水解；人參皂苷室溫HCl水解叔丁醇鈉消除,第二節(jié)分類,獲得次生人參皂苷元,氧化堿解法：在通氧高溫條件下，以醇鈉進行堿解反應，可以高收率得到原人參皂苷元。,.,21,IO4-BH4-H+,HClt-BuO-H+,20(S)原人參二醇,20(R)次皂苷,20(S)20(R)人參二醇,第二節(jié)分類,.,22,b.羊毛脂烷（Lanostane）,A/B、B/C、C/D環(huán)均為反式，10、13位-CH3,14位-CH3,C-20為R構型,第二節(jié)分類,lanostane,.,23,存在于海洋生物如海參、海星等分離得到的毒魚成分，從名貴藥材靈芝當中分離得到100余個。,ganodericacidClucidenicacidA,第二節(jié)分類,.,24,野生無柄赤芝,野生平蓋靈芝,野生云芝,野生紫芝,靈,芝,.,25,c.甘遂烷（tirucallane）,A/B、B/C、C/D環(huán)均為反式，13-CH3、14位-CH3，C-20為-側鏈（20S）。,tirucallane,第二節(jié)分類,.,26,從藤桔屬植物Paramignyamonophylla分得的成分如下：,第二節(jié)分類,.,27,d環(huán)阿屯烷（環(huán)阿爾廷，cycloartane）,基本骨架與羊毛脂烷相似，差別：環(huán)阿屯烷19位甲基與9位脫氫形成三元環(huán)。,cycloartane,第二節(jié)分類,.,28,從中藥黃芪當中分離得到的四環(huán)三萜多為環(huán)阿屯烷型,R1R2R3cycloastragenolHHHastragalosideIxyl(2,3-diAc)glcHastragalosideVglc-xylHglc,第二節(jié)分類,黃芪（Astragalusmembranaceus）,補氣諸藥之最,.,29,e、葫蘆烷（cucurbitane）,特點：5-H、8-H、10-H,9位連有-CH3,其余與羊毛甾烷一樣。,第二節(jié)分類,cucurbitane,.,30,從雪膽屬植物的根中分離得到的一些成分,雪膽甲素R=Ac雪膽乙素R=H,第二節(jié)分類,雪膽曲蓮,中華雪膽,大籽雪膽,.,31,f、楝烷型（meliacane）,如：蕓香目植物中的楝苦素類成分,14-H，13CH3，17-側鏈，其余同達瑪烷型,第二節(jié)分類,meliacane,.,32,dammarane,tirucallane,lanostane,cycloartane,cucurbitane,.,33,五環(huán)三萜,齊墩果烷型（oleanane）,烏蘇烷（ursane）,木栓烷（friedelane）,羽扇豆烷（lupane）,.,34,a、齊墩果烷（oleanane）型，又稱-香樹脂烷（-amyrane）型,oleanane,甘草次酸,10,23,24,25,26,27,29,30,23,24,第二節(jié)分類,2)、五環(huán)三萜(pentacyclictriterpenoids),.,35,A/B、B/C、C/D環(huán)為反式，D/E環(huán)為順式。C-3常有-OH取代；C-28-CH3易被氧化成酸或CH2OH,第二節(jié)分類,.,36,齊墩果酸（oleanoicacid)臨床用于治療肝炎,第二節(jié)分類,R,甘草次酸,H,甘草酸,-D-gluA2-D-gluA-,烏拉爾甘草皂苷A,-D-gluA2-D-gluA-,烏拉爾甘草皂苷B,-D-gluA3-D-gluA-,黃甘草皂苷,-D-gluA4-D-gluA-,.,37,b烏蘇烷（ursane）型，又稱-香樹脂烷（-amyrane）型,烏蘇烷烏蘇酸（ursanoicacid)具有抗菌活性,第二節(jié)分類,.,38,與齊墩果烷的區(qū)別：29-CH3由變成且連在19位。,第二節(jié)分類,積雪草酸R1=H，R2=H羥基積雪草酸R1=OH，R2=H積雪草苷R1=H，R2=glc-glc-rha羥基積雪草苷R1=OH，R2=glc-glc-rha,積雪草（Centellaasiatica）,.,39,c.羽扇豆烷（lupane）,lupane,E環(huán)為5元環(huán)；C-19位為-構型異丙基。所有環(huán)/環(huán)之間均為反式。,第二節(jié)分類,.,40,如：,第二節(jié)分類,白樺酸(betulinicacid),白樺醇(betulin),酸棗仁（SemenZiziphiSpinosae）,.,41,d、木栓烷（friedelane）,木栓烷（friedelane）,第二節(jié)分類,.,42,雷公藤酮（triptergone）3-hydroxy-25-nor-friedel-3,1(10)-dien-2-one-30-oicacid（25位去甲基的木栓烷型衍生物）,第二節(jié)分類,.,43,e、hopane與isohopane,HopaneR=b-Ha-CH(CH3)2,isohopaneR=aHb-CH(CH3)2,第二節(jié)分類,.,44,內(nèi)容,第一節(jié),概念,.,45,第三節(jié)理化性質,一一般性質1、苷元多有較好結晶，易溶于石油醚、（Et）2O、CHCl3等有機溶劑。2、皂苷多為無定形粉末，易溶于稀醇、熱MeOH和熱EtOH，可溶于水，含水丁醇或戊醇對皂苷的溶解度較好，因此是提取和純化皂苷時常采用的溶劑。3、皂苷多具有苦、辛辣味，對人體粘膜有強烈刺激性。,.,46,二顯色反應三萜化合物在無水條件下，與強酸（硫酸、磷酸、高氯酸）、中等強酸（三氯乙酸）或Lewis酸（氯化鋅、三氯化鋁、三氯化銻）作用，會產(chǎn)生顏色變化或熒光。原因：主要是使羥基脫水，增加雙鍵結構，再經(jīng)雙鍵移位、雙分子縮合等反應生成共軛雙烯系統(tǒng)，又在酸作用下形成陽碳離子而呈色。,第三節(jié)理化性質,.,47,二顯色反應1、醋酐-濃硫酸反應（Liebermann-Burchard),樣品/醋酐,濃H2SO4,黃紅紫藍褪色,2、五氯化銻反應,樣品/CHCl3or醇,20%五氯化銻,Or三氯化銻/CHCl3,60-70,藍色灰藍灰紫,第三節(jié)理化性質,.,48,二顯色反應3、三氯醋酸反應（Rosen-Heimer）,TLCPC,25%三氯醋酸/EtOH,紅紫,4、氯仿-濃硫酸反應（Salkowski）,樣品/CHCl3,濃H2SO4,CHCl3層（紅、藍色或綠色熒光）,第三節(jié)理化性質,.,49,5、冰醋酸乙酰氯反應（Tschugaeff）：樣品/冰醋酸淡紅色或紫紅色。,乙酰氯及氯化鋅,具有三萜母核的化合物均可反應。,第三節(jié)理化性質,二顯色反應,三表面活性,皂苷水溶液經(jīng)強烈振搖能產(chǎn)生持久性的泡沫，因其具有降低水溶液表面張力的緣故。故皂苷可作為清潔劑、乳化劑。,.,50,泡沫實驗：區(qū)別蛋白和皂苷泡沫持久（15分以上）：皂苷泡沫不持久，很快消失：蛋白質、粘液質,第三節(jié)理化性質,.,51,四溶血作用皂苷能溶血，是因為多數(shù)皂苷能與膽甾醇（cholesterol，或谷甾醇,豆甾醇,麥角甾醇等)結合生成不溶性的分子復合物。其溶血作用的有無、強弱與結構有關。,第三節(jié)理化性質,如：達瑪烷衍生的人參皂苷，20（S）-原人參三醇衍生的皂苷有溶血性質，而20（S）-原人參二醇衍生的皂苷則能對抗溶血作用，因此人參總皂苷不表現(xiàn)出溶血現(xiàn)象。,.,52,溶血與結構的關系：1）.A環(huán)上有極性基團，而在D環(huán)或E環(huán)上有一中等極性基團的三萜皂苷，一般有溶血作用。2）.苷元3位有-OH，16位有-OH或=O時，溶血指數(shù)最高，3）若D環(huán)或E環(huán)有極性基團，而28位連有糖鏈，或具有一定數(shù)量的羥基取代，則可導致溶血作用消失。,第三節(jié)理化性質,.,53,五沉淀反應酸性皂苷（通常指三萜皂苷）/水溶液+中性鹽類（硫酸銨或醋酸鉛）生成沉淀。中性皂苷（通常指甾體皂苷）/水溶液+堿性鹽類（堿式醋酸鉛或氫氧化鋇等）沉淀。利用這一性質可進行皂苷的提取和初步分離。,皂苷/水溶液+鉛鹽、鋇鹽、銅鹽-沉淀。,第三節(jié)理化性質,.,54,內(nèi)容,第一節(jié),概念,.,55,第四節(jié)提取與分離,一提?。?.三萜苷元類化合物的提取：多采用極性較小的溶劑進行回流提取2.三萜皂苷類化合物的提取：多采用極性較大的溶媒提取，如甲醇、乙醇、含水醇等。,.,56,二分離1.系統(tǒng)溶劑萃取法,總提取物,H2O分散后，依次用石油醚、CHCl3、EtOAc、nBuOH萃取,石油醚,脫脂層,CHCl3,三萜類,EtOAc,nBuOH,總皂苷層,苷元,第四節(jié)提取分離方法,水層,大極性苷,.,57,二分離2.沉淀法a.分段沉淀法利用皂苷難溶于乙醚、丙酮等溶劑而分離皂苷/醇乙醚or丙酮沉淀,b.皂苷/水溶液+鉛鹽、鋇鹽、銅鹽-沉淀。,第四節(jié)提取分離方法,.,58,第四節(jié)提取分離方法,3.大孔樹脂分離法,醇提取液減壓回收醇后，通過大孔吸附樹脂，先用少量水洗去糖和其它水溶性成分，后改用30%80%甲醇或乙醇梯度洗脫，獲得極性不同的皂苷。,.,59,4.色譜法,吸附色譜：固定相為中性氧化鋁、硅膠，洗脫劑為有機溶媒（極性較小、或中等極性皂苷）分配色譜：如反相HPLC、MPLC、ODS、紙色譜（極性較大皂苷）、DCCC、HSCCC。,第四節(jié)提取分離方法,硅膠柱色譜：CHCl3-MeOH-H2O反相色譜(Rp-18,8,2)：MeOH-H2O,CH3CN-H2O,.,60,內(nèi)容,第一節(jié),概念,.,61,第五節(jié)結構研究法,三萜及其皂苷的結構測定主要依照生源關系并采用化學和波譜等方法。1.UV法：孤立雙鍵：205250nm同環(huán)共軛雙鍵：285nm異環(huán)共軛雙鍵：240、250、260nm，-不飽和羰基：235nm,.,62,UV法：能判斷11-oxo、12-齊墩果烷型化合物C18-H的構型：C18-H：構型：242243nm，構型：248249nm。,第五節(jié)結構研究方法,.,63,2.紅外光譜(IR)：根據(jù)12451330cm-1、13551392cm-1兩個區(qū)域中碳氫吸收峰的數(shù)目，可以區(qū)分三萜骨架結構類型。A(13551392cm-1)B(12451330cm-1)齊墩果烷型2個峰3個峰烏蘇烷型3個峰3個峰四環(huán)三萜類1個峰1個峰,第五節(jié)結構研究方法,.,64,3.質譜（MS）五環(huán)三萜裂解化合物質譜裂解的共同規(guī)律有環(huán)內(nèi)雙鍵，較特征的RDA裂解無環(huán)內(nèi)雙鍵，常從C環(huán)裂解為兩個碎片；有時可同時產(chǎn)生RDA和C環(huán)裂解；,第五節(jié)結構研究方法,.,65,第五節(jié)結構研究方法,有環(huán)內(nèi)雙鍵，較特征的RDA裂解,.,66,3.質譜（MS）,第五節(jié)結構研究方法,無環(huán)內(nèi)雙鍵，常從C環(huán)裂解為兩個碎片；,.,67,4.核磁共振（NMR),1H-NMR：提供的信息甲基質子連氧的碳上質子烯氫質子糖的端基質子信號,第五節(jié)結構研究方法,4.核磁共振（NMR),.,68,4.核磁共振（NMR),H-NMR：最大特征：高場出現(xiàn)多個甲基單峰一般甲基質子信號在0.6251.50間。,最高場甲基（26-CH3）0.775（28-CH2OH、CH3或內(nèi)酯）最低場甲基1.131.15（27-CH3）其它小于1.01.0（27-含氧基團）,第五節(jié)結構研究方法,1.51-0.78,.,69,齊墩果烷型29、30位甲基以單峰出現(xiàn)，：0.81.0,烏蘇烷型29、30位甲基以雙峰出現(xiàn)：0.81.0J6Hz,30,29,30,29,第五節(jié)結構研究方法,.,70,羽扇豆烷型三萜的30-CH3,因與雙鍵相連，在1.631.80間，具有烯丙偶合。,30,第五節(jié)結構研究方法,.,71,連OH的碳上質子信號一般出現(xiàn)在3.24，連OAc的碳上的質子信號一般為45.5烯氫信號的化學位移值一般為4.36環(huán)內(nèi)雙鍵質子的一般大于5，環(huán)外雙鍵質子的一般小于5。,第五節(jié)結構研究方法,.,72,13C-NMR-CH38.933.7-C-O-6090烯碳:109160羰基碳:170220,第五節(jié)結構研究方法,4.核磁共振（NMR),.,73,90CH,135CHCH3CH2,200,150,100,50,.,74,4.核磁共振（NMR)13C-NMR1).根據(jù)烯碳的化學位移可推知五環(huán)三萜的類型,第五節(jié)結構研究方法,.,75,144.2,123.0,第五節(jié)結構研究方法,齊墩果烷型,.,76,150.3,109.5,19.4,第五節(jié)結構研究方法,羽扇豆烷型,.,77,4.核磁共振（NMR)13C-NMR,2).苷化位置的確定,C3苷化810C2,4（）稍向高場,C28羧基成酯苷，羰基碳向高場2。,C19596,第五節(jié)結構研究方法,.,78,苷化位移：苷元:C3-O-sugar,C3+810糖:端基碳+7其上OH與其它糖連接成苷的碳+38酯苷:-COO-sugar-2；糖端基碳95叔醇:苷元-C+10;糖端基碳100,第五節(jié)結構研究方法,.,79,例1：,化合物A，白色粉末(甲醇)，mp.250252；Molish反應和Liebermann-Burchard反應均為陽性。完全酸水解，薄層檢測，苷元為齊墩果酸，PC檢測出葡萄糖醛酸和葡萄糖，用10的KOHMeOH堿水解后，PC檢測出葡