天然藥物化學(xué)三萜及其苷類

天然藥物化學(xué)三萜及其苷類第1頁(yè)/共86頁(yè)第七章三萜及其苷類

(TriterpenoidsandSaponins)衛(wèi)生部規(guī)劃教材——天然藥物化學(xué)（第五版）第2頁(yè)/共86頁(yè)第一節(jié)概述定義: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)。一、三萜的定義

第3頁(yè)/共86頁(yè)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。

三萜皂苷甾體皂苷第4頁(yè)/共86頁(yè)二、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?。含有三萜類成分的主要中藥如人參、甘草、柴胡、黃芪、桔梗、川楝皮、澤瀉、靈芝等。第5頁(yè)/共86頁(yè)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。

第6頁(yè)/共86頁(yè)三、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?、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)物第7頁(yè)/共86頁(yè)四、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。

第8頁(yè)/共86頁(yè)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。第9頁(yè)/共86頁(yè)

第二節(jié)三萜類化合物的生物合成

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。第10頁(yè)/共86頁(yè)第11頁(yè)/共86頁(yè)

第三節(jié)四環(huán)三萜

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。第12頁(yè)/共86頁(yè)

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：羊毛脂烷、達(dá)瑪烷、甘遂烷、環(huán)阿屯烷（環(huán)阿爾廷烷）、葫蘆烷、楝苦素型和原萜烷型三萜類。第13頁(yè)/共86頁(yè)一、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。

第14頁(yè)/共86頁(yè)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15頁(yè)/共86頁(yè)二、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,C13位-CH3移到C8位,C13有-H,C17有側(cè)鏈,C20構(gòu)型為R或S。第16頁(yè)/共86頁(yè)舉例：人參中含有人參皂苷(ginsenosides)第17頁(yè)/共86頁(yè)人參中的人參皂苷(ginsenosides):第18頁(yè)/共86頁(yè)由20(S)-原人參二醇衍生的皂苷:第19頁(yè)/共86頁(yè)由人參三醇衍生的皂苷:第20頁(yè)/共86頁(yè)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。第21頁(yè)/共86頁(yè)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。

第22頁(yè)/共86頁(yè)三、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。

第23頁(yè)/共86頁(yè)四、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)。

第24頁(yè)/共86頁(yè)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。第25頁(yè)/共86頁(yè)五、葫蘆烷型

基本骨架與羊毛脂烷相似，但它有5-H,10-H,9-CH3。

第26頁(yè)/共86頁(yè)云南果血膽為清熱解毒藥，從其中分離出抗菌消炎成分血膽甲素(cucurbitacinIIa)，血膽乙素(cucurbitacinIib)。第27頁(yè)/共86頁(yè)六、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。

第28頁(yè)/共86頁(yè)七、原萜烷(protostane)型

與達(dá)瑪烷型比較，實(shí)際上是達(dá)瑪烷型的立體異構(gòu)體。C8-CH3為α型，C9-H為β型；C13-H為α型，C14-CH3為β型；C17側(cè)鏈為α型。

第29頁(yè)/共86頁(yè)中藥澤瀉具有利尿滲濕的功效，近年來(lái)用于治療高血脂癥，對(duì)降低血清總膽固醇有療效。已分離出澤瀉萜醇A、B、C等原萜烷型三萜化合物。

第30頁(yè)/共86頁(yè)

第四節(jié)五環(huán)三萜的結(jié)構(gòu)類型

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：

第31頁(yè)/共86頁(yè)一、齊墩果烷型(oleanane)

又稱b-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。

第32頁(yè)/共86頁(yè)第33頁(yè)/共86頁(yè)第34頁(yè)/共86頁(yè)

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。

第35頁(yè)/共86頁(yè)第36頁(yè)/共86頁(yè)甘草酸（Glycyrrhizicacid）植物來(lái)源：豆科植物甘草(GlycyrrhizauralensisFisch)的干燥根及根莖

英文名稱：Liquorice

分子式及分子量：C42H62O16;822.92

藥理作用：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?。

第37頁(yè)/共86頁(yè)甘草酸二銨（注射劑）DiammoniumGlycyrrhizinate【主要成分】同甘草酸二銨膠囊。【藥理作用】同甘草酸二銨膠囊?！具m應(yīng)證】同甘草酸二銨膠囊?！静涣挤磻?yīng)】同甘草酸二銨膠囊?！居梅ㄓ昧俊快o脈注射1日1次，150mg/次，用10％葡萄糖注射液250ml稀釋后緩慢滴注。【注意事項(xiàng)】本品未經(jīng)稀釋不得進(jìn)行注射；治療中應(yīng)檢測(cè)血清鈉、鉀和血壓；治療中出現(xiàn)高血壓、血鈉滯留、低血鉀等應(yīng)停藥或適當(dāng)減量。第38頁(yè)/共86頁(yè)甘草次酸（Glycyrrhetinicacid）

植物來(lái)源：豆科植物甘草(GlycyrrhizauralensisFisch)的根、根莖

英文名稱：Liquorice

分子式及分子量：C30H46O4;470.64

藥理作用：甘草次酸具有抗菌、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。

第39頁(yè)/共86頁(yè)第40頁(yè)/共86頁(yè)二、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。第41頁(yè)/共86頁(yè)

熊果酸（Ursolicacid）植物來(lái)源：木犀科植物女貞(LigustrumlucidumAit.)葉

英文名稱：GlossyPrivet

分子式及分子量：C30H48O3：456.68

3β-Hydroxyurs-12-en-28-oicacid(I)

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)。

第42頁(yè)/共86頁(yè)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。第43頁(yè)/共86頁(yè)

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44頁(yè)/共86頁(yè)三、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45頁(yè)/共86頁(yè)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(mén)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。第46頁(yè)/共86頁(yè)四、木栓烷型由齊墩果烯經(jīng)甲基移位轉(zhuǎn)變而來(lái)。第47頁(yè)/共86頁(yè)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.

第48頁(yè)/共86頁(yè)第49頁(yè)/共86頁(yè)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。溶解性：第五節(jié)理化性質(zhì)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。

一、性狀及溶解性第50頁(yè)/共86頁(yè)二、顏色反應(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)生紅→紫→藍(lán)→綠→污綠等顏色變化，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。

第51頁(yè)/共86頁(yè)2）五氯化銻（kahlenberg）反應(yīng)

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。第52頁(yè)/共86頁(yè)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)。第53頁(yè)/共86頁(yè)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54頁(yè)/共86頁(yè)

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。三、表面活性第55頁(yè)/共86頁(yè)四、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)。第56頁(yè)/共86頁(yè)菊科植物蟛蜞菊蟛蜞菊內(nèi)酯[藥理作用]酊劑和煎劑用試管稀釋法對(duì)白喉?xiàng)U菌，金黃色葡萄球菌和乙型鏈球菌、枯草桿菌均有不同程度的抑制作用。

第57頁(yè)/共86頁(yè)五.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58頁(yè)/共86頁(yè)一、三萜化合物的提取與分離（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??；

3.制備成衍生物再進(jìn)行分離；

4.將皂苷進(jìn)行水解，有機(jī)溶劑提；（二）分離硅膠柱層析第六節(jié)

提取與分離第59頁(yè)/共86頁(yè)第60頁(yè)/共86頁(yè)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。第61頁(yè)/共86頁(yè)

◆常用的提取方法甲醇或乙醇提取脫脂正丁醇萃取沉降總皂苷大孔吸附樹(shù)脂柱第62頁(yè)/共86頁(yè)

第63頁(yè)/共86頁(yè)（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.反相層析法以反相鍵合相RP-18、RP-8或RP-2為填充劑，常用CH3OH-H2O或乙腈-水為洗脫劑。第64頁(yè)/共86頁(yè)第65頁(yè)/共86頁(yè)第66頁(yè)/共86頁(yè)1、紫外光譜(UV)結(jié)構(gòu)中有一個(gè)孤立雙鍵:205-250nm

處有微弱吸收;α、β不飽和羰基λmax:242-250nm；異環(huán)共軛雙烯λmax:240、250、260nm；同環(huán)共軛雙烯λmax:285nm。多數(shù)三萜類化合物不產(chǎn)生紫外吸收，但以濃硫酸為試劑測(cè)定五環(huán)三萜類化合物時(shí)，可在310nm處觀察到最大吸收，且不受母核上的取代基影響。第七節(jié)結(jié)構(gòu)鑒定第67頁(yè)/共86頁(yè)2、紅外光譜(IR)根據(jù)紅外光譜A區(qū)（1355-1392cm-1）和B區(qū)(1245-1330cm-1

）的碳?xì)湮諄?lái)區(qū)別齊墩果烷、烏蘇