中藥化學皂苷類化合物的提取分離技術(shù)課件

1、 一、 結(jié)構(gòu)與分類 二、 理化性質(zhì) 三、 檢識方法 四、 提取與分離方法一、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。（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。 （三）存在形式 多以游離或成

2、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：單糖鏈、雙糖鏈、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（四）研究進展與生物活性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A和原知母皂苷A 降低膽固醇和免疫調(diào)節(jié) 抗真菌、殺蟲等防治心腦血管疾?。?地奧心血康膠囊含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[

3、瘤： 從百合科植物Ornithogalum saundersiae中分離出一種皂苷OSW-1,此化合物對人的正常細胞幾乎沒有毒性，而對惡性腫瘤細胞具有強烈毒性。體外生理活性實驗表明，它的抗癌活性比目前臨床應用的順鉑、紫杉醇等高100倍，有望成為一類新的抗癌藥物。（四）研究進展與生物活性（四）研究進展與生物活性2、三萜皂苷類人參皂苷能促進RNA蛋白質(zhì)的生物合成，調(diào)節(jié)機體代謝，增強免疫功能。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，能恢復毛細血管的正常的滲透性，提高毛細血管張力，控制炎癥，改善循環(huán)，對腦外傷及心

4、血管病有較好的治療作用。近30年來，三萜類成分的研究進展很快，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。 （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C組成，由6個異戊二烯單位。1、甾體皂苷 由甾體皂苷元與糖組成，苷元具有27個碳，其基本碳架稱為螺甾烷及其異構(gòu)體異螺甾烷。 以異螺甾烷為例，說明甾體皂苷元的結(jié)構(gòu)特點甾體皂苷元的結(jié)構(gòu)特點 （1）分子中含有A、B、C、D、E、F六個環(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

5、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。螺縮酮形式甾體皂苷元的結(jié)構(gòu)特點（3）所有的甾體皂苷元在C10、C13、C20和C25位都有一個甲基， 1) C10、C13位的甲基為角甲基，均為-型； 2) C20位甲基為-型; 3) 由于F環(huán)為椅式，C25位的甲基應有立方體異構(gòu)，C25位為豎鍵時，為-型，其絕對構(gòu)型為S型（L型），C25位甲基為平伏鍵時，為-型，其絕對構(gòu)型為R型（D型）。甾體皂苷元的結(jié)構(gòu)特點（4）分子中有多個羥基，大多數(shù)在C3位上有羥基，多為-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

6、C12位上，少數(shù)在C6和C11位上。雙鍵常在5（6）、9（11）。（6）分子中有三個手性碳：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。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-和薯蕷皂苷）；2、糖鏈結(jié)合在C1-OH上：沿階草皂苷D；3、兩個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。甾體皂苷元結(jié)構(gòu)舉例2、三萜皂苷 是由30個碳組成的萜類化合物，由六個異戊二烯單位組成。 三萜皂苷分子多含有-COOH，又稱為酸性皂苷。 三萜皂苷的分類多按其苷元中30個

7、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。（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）羊毛脂甾烷型 2）達瑪烷型1）羊毛脂甾烷型 C10、C14位上各連有一個甲基，C4位上有二個甲基，另外一個甲基在羊毛甾烷型中位于C13位。 從靈芝中分離出一個三萜化合物，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-CH327-COOH，是羊毛脂甾烷的高度氧化化合物。2）達瑪烷型與

8、羊毛脂烷型區(qū)別：C18甲基連在C8位上。舉例：人參中含有人參皂苷(ginsenosides)人參中的人參皂苷(ginsenosides)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。 由達瑪烷衍生的人參皂苷，在生物活性上有顯著的差異。（2）五環(huán)三萜皂苷 基本母核為五個六元環(huán)（多氫蒎），根據(jù)E環(huán)變化可分為三種類型： 1）-香樹脂烷型（齊墩果烷型） 2）-香樹脂烷型 （烏蘇烷型） 3）羽扇豆烷型 1）-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

9、中C4、C20位上的均為偕二甲基，C8、C10、C17均為-型甲基，C14位上甲基為-型甲基。一般C3位上的羥基為-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。 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10%的很少，從刺五加、龍牙蔥木中提取齊墩果酸，得率都超過10%，純度在95%以上，是很好的植物資源。 舉例：（2）甘草(Glycyrrhiza

10、 urlensis)中含有甘草次酸(glycyrrhetinic acid)和甘草酸(glycyrrhizic acid)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，能抑制毛細血管通透性，減輕過敏性休克的癥狀。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-H的甘草次酸才有此活性，18H者無此活性。 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。2） -香樹脂烷型（烏蘇烷型

11、） -香樹脂烷型(-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。 熊果酸（Ursolic acid） 植物來源：木犀科植物女貞(Ligustrum lucidum Ait.)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效應。 女 貞熊果酸研發(fā)進展 近年來發(fā)現(xiàn)熊果酸具有抗致癌、抗促癌、誘導F9畸胎瘤細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HL60細胞增殖，可誘導其凋亡；能使小鼠的巨噬細胞吞噬功能顯著提高。體

12、內(nèi)試驗證明，熊果酸可以明顯增強機體免疫功能。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。 中藥地榆 (Sanguisorba officinalis)具有涼血止血的功效，其中含有地榆皂苷B, E (sanguisorbin B and E)，是烏蘇酸的苷。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位有異丙基以構(gòu)型取代，A/B、B/C、C/D及D/E均為反式。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(betulinic acid) 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

13、在于羽扇豆種皮中。二、理化性質(zhì)（一）性狀 分子量大，多為白色，乳白色無定形粉末；無明顯的熔點；具有苦而辛辣味；強吸濕性；（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。 5、具有助溶性。（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

14、、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。（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合物，生成沉淀，破壞了血紅細胞的正常滲透，使血球內(nèi)滲透壓增加而發(fā)生崩解，產(chǎn)生溶血作用。 （五）熔點與旋光性 皂苷的熔點較高，一般在熔解前就分解，所以一般測得的熔點是分解點，苷元的熔點隨羥基數(shù)目的增加而升高。（六）水解性 劇烈條件進行水解，一般用2-4mol

15、/L的鹽酸或硫酸，有時還需要加熱或加壓。由于水解條件劇烈，得到的往往不是真正的皂苷元，而是人工次生物。 為得到原生皂苷元可采用酶水解或Smith降解。（七）沉淀反應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，分離出來之后在對其分解脫鹽。 如：三萜皂苷+PbAc2沉淀分解脫鉛皂苷 缺點：鉛鹽吸附力強，容易帶入雜質(zhì)，并且在脫鉛時鉛鹽也會帶走一些皂苷，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。（八）甾體皂苷可與甾醇形成分子復合物 甾體皂苷的乙醇溶液可被甾醇（常

16、用膽甾醇）沉淀。 除膽甾醇外，凡是含有C3位OH的甾醇都可與皂苷結(jié)合生成難溶性分子復合物。若C3-OH為構(gòu)型，或者是當C3-OH被?；蛏绍真I，就不能與皂苷生成難溶性的分子復合物。 生成的分子復合物用乙醚回流提取時，膽甾醇可溶于醚，但皂苷不溶，從而達到純化皂苷和檢查是否有皂苷成分的存在。三、檢識方法（一）顯色反應（1）濃H2SO4-醋酐（Liebermann-burchard） 反應 樣品溶于冰醋酸，加濃硫酸-醋酐(1:20)，產(chǎn)生紅 紫 藍 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（salk

17、awski）反應 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)。 （3）三氯醋酸（Rosen-Heimer）反應 樣品溶液點于濾紙上，噴25%三氯醋酸乙醇溶液，加熱至100，顯紅色紫色斑點。 （4）三氯化銻或五氯化銻反應 將樣品醇溶液點于濾紙上，噴以20%三氯化銻（或五氯化銻）氯仿溶液（不應含乙醇和水）干燥后，60-70 加熱，顯黃色、灰藍色、灰紫色斑點，在紫外燈下顯藍紫色熒光（甾體皂苷則顯黃色熒光）。 注意：五氯化銻腐蝕性很強，宜少量配置，用后倒掉。（5）冰醋酸-乙酰氯（Tschugaeff）反應 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

18、色或紫紅色。（二）色譜檢識親水性強的皂苷：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。1、吸附薄層吸附劑：硅膠展開劑：（親脂性相對強一些）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。2、紙色譜親脂性皂苷/皂苷元：固定相為甲酰胺；流動相為氯仿/苯；親水性較大的苷：固定相為水；流動相為乙酸乙酯-吡啶-水（3：1：3） 顯色劑：三氯化銻、五氯化銻、三氯醋酸-氯胺T等。 （三）其他檢識方法1、泡沫試驗 2、溶血試驗第二

19、節(jié) 提取分離方法一、提取皂苷：用不同濃度的醇溶劑提取；再用石油醚、苯等親脂性溶劑萃取，除去油脂、色素等脂溶性雜質(zhì)；水溶液再用正丁醇萃取出皂苷成分。皂苷元：先將藥材或提取出來的皂苷溶液加酸加熱水解后，再用親脂性有機溶劑提取； 注意 1、在劇烈的酸水解條件下，皂苷元可能發(fā)生異構(gòu)化； 2、酸水解前先用酶水解，不但能縮短酸水解時間，還能提高皂苷元得率。二、分離1、混合溶劑沉淀法（分段沉淀法）2、膽甾醇沉淀法3、鉛鹽沉淀法4、色譜法 第三節(jié) 應用甘草是豆科植物甘草屬甘草等的干燥根及根莖。具有補脾益氣、潤肺止咳、緩急止痛、調(diào)和諸藥功效。甘草中主要有效成分為甘草皂苷，甘草皂苷屬-香樹脂烷型三萜皂苷，稱為甘草

20、酸（甘草甜素）。（一）甘草酸粗品的提?。ǘ└什菟釂吴淃}的制備三）甘草次酸的制備1、皂苷類化合物A.分子較小，易結(jié)晶B.分子較大，不易結(jié)晶C.易溶于石油醚、苯、乙醚D.有升華性E.多數(shù)無溶血現(xiàn)象2、柴胡皂苷a是A.-香樹脂烷型三萜類B.-香樹脂烷型三萜類C.達瑪烷型三萜類D.羊毛脂甾烷型三萜類E.甾醇類3、烏索酸結(jié)構(gòu)類型是A.螺旋甾烷醇型B.-香樹脂烷型C.-香樹脂烷型D.羽扇豆烷型E.達瑪烷型4、人參皂苷元的主要結(jié)構(gòu)類型是A.羊毛甾烷型B.呋甾烷型C.達瑪烷型D.異螺旋甾烷型E.變形螺旋甾烷型5、甾體皂苷與三氯乙酸在濾紙上A.加熱至60生成紅色漸變?yōu)樽仙獴.加熱至60生成黑色后逐漸退色C.加熱至100生成紅色漸變?yōu)樽仙?D.不加熱即有陽性反應E.加熱至100以上也不顯色6、甾體皂苷元A.由20個碳原子組成B.由25個碳原子組成C.由27個碳原子組成D.由28個碳原子組成E.由30個碳原子組成7、甘草皂苷是A.-香樹脂烷型三萜類B.-香樹脂烷型三萜類C.達瑪烷型三萜類D.羊毛脂甾烷型三萜類E.甾醇類8、分離酸性皂苷和中性皂苷可選用的方法是A.丙酮沉淀法 B.冰醋酸-乙酰氯C.乙醚沉淀法D.有機溶劑萃取法 E.堿水萃取法9、原人參