天然藥物化學(xué)皂苷專家講座

知識要求：掌握皂苷結(jié)構(gòu)與分類掌握皂苷溶解性、表面活性、溶血作用掌握皂苷提取，分段沉淀法、膽固醇沉淀法分離熟悉皂苷性狀、顯色反應(yīng)熟悉皂苷色譜法分離熟悉皂苷實例分析能力要求熟練應(yīng)用皂苷性質(zhì)區(qū)分甾體皂苷與三帖皂苷熟練應(yīng)用皂苷提取與分離技能學(xué)會皂苷判別方法天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第1頁

定義：

皂苷是一類結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜苷類化合物。它水溶液振搖后能產(chǎn)生大量持久性、類似肥皂樣泡沫，故名皂苷天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第2頁

分布在自然界分布廣泛，菌類、蕨類、單子葉、雙子葉植物、動物及海洋生物中都有分布，尤以雙子葉植物中分布最多。主要分布于菊科、石竹科、五加科、豆科、遠志科、桔?？?、玄參科、薯蕷科、百合科、玄參科、菝葜科、龍舌蘭科等單子葉植物中。含有三萜類成份主要中藥如人參、甘草、柴胡、黃芪、桔梗、川楝皮、澤瀉、靈芝等天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第3頁生物活性人參皂苷能促進RNA蛋白質(zhì)生物合成，調(diào)整機體代謝，增強免疫功效。七葉皂苷含有顯著抗?jié)B出、抗炎、抗瘀血作用，能恢復(fù)毛細血管正常滲透性，提升毛細血管張力，控制炎癥，改進循環(huán)，對腦外傷及心血管病有很好治療作用柴胡皂苷能抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，有顯著抗炎作用，并能減低血漿中膽固醇和甘油三酯水平。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第4頁抗生育：殺滅精子、抗早孕主要用作合成甾體避孕藥和激素類藥品原料。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)整抗真菌、殺蟲等天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第5頁防治心腦血管疾?。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——由蒺藜果實中提取總甾體皂苷，用于心腦血管疾病防治。盾葉冠心寧——從盾葉薯蕷中提取水溶性皂苷。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第6頁抗腫瘤：從百合科一植物中分離出一個皂苷OSW-1,此化合物對人正常細胞幾乎沒有毒性，而對惡性腫瘤細胞含有強烈毒性。體外生理活性試驗表明，它抗癌活性比當(dāng)前臨床應(yīng)用順鉑、紫杉醇等高100倍，有望成為一類新抗癌藥品。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第7頁第一節(jié)結(jié)構(gòu)類型

天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第8頁

存在形式及糖1多以游離或成苷、成酯形式存在常見糖：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）天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第9頁分類1、糖鏈數(shù)目不一樣：單糖鏈皂苷、雙糖鏈皂苷、三糖鏈皂苷2、是否含有羧基：酸性皂苷、中性皂苷、酯皂苷3、苷元化學(xué)結(jié)構(gòu)：甾體皂苷、三萜皂苷

次皂苷：原生苷被部分降解產(chǎn)物天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第10頁（一）結(jié)構(gòu)特點

一、甾體皂苷螺旋甾烷

甾體皂苷元共有27個碳原子組成:基本骨架為螺旋甾烷和異螺旋甾烷。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第11頁（1）分子中含有A,B,C,D,E,F六個環(huán)，A,B,C,D為甾體母核---環(huán)戊烷多氫菲，C22是E環(huán)和F環(huán)共有碳原子，以螺縮酮形式相聯(lián)。（2）分子中有含有多個羥基，大多在C3位有羥基取代。多數(shù)為β-型，少數(shù)為α-型。羰基和雙鍵也是常見取代基。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第12頁（3）普通B/C和C/D環(huán)稠合為反式(8β,9α,13β,14α)，而A/B環(huán)有順式或反式（5β或5α）。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第13頁（4）C25甲基有兩種構(gòu)型：當(dāng)C25甲基位于環(huán)平面上直立鍵時為β型，其絕對構(gòu)型為S型（25S,25L,25βF,Neo）;S型即為螺旋甾烷，由其衍生皂苷為螺甾烷醇皂苷類（spirostanolsaponins）。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第14頁當(dāng)C25甲基位于環(huán)平面下平伏鍵時為α型，其絕對構(gòu)型為R型（25R，25D,25αF,Iso）.R型即為異螺旋甾烷。由其衍生皂苷為異螺甾烷醇皂苷類(isospirotanolsaponins)。

二者互為異構(gòu)體，常共存于植物體內(nèi)，25R型較穩(wěn)定天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第15頁（5）甾體皂苷分子中不含羧基，呈中性，故又稱中性皂苷。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第16頁（三）結(jié)構(gòu)舉例天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第17頁結(jié)構(gòu)分類甾體皂苷皂苷元基本骨架屬于螺甾烷衍生物，依照螺甾烷結(jié)構(gòu)中C25構(gòu)型和環(huán)環(huán)合狀態(tài)，可將其分為四種類型。

天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第18頁1．螺甾烷醇類C25為S構(gòu)型。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第19頁

2．異螺甾烷醇類（isospirostanols)

C25為R構(gòu)型天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第20頁

3．呋甾烷醇類（furostanols）

F環(huán)為開鏈衍生物

天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第21頁4．變形螺甾烷醇類（pseudo-pirostanols）

F環(huán)為五元四氫呋喃環(huán)天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第22頁二、三萜皂苷三萜及其苷類因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分離難度也較大，在過去研究進展不快，近年來，因為分離技術(shù)和結(jié)構(gòu)判定方法發(fā)展，使皂苷類研究進展很快，同時，尤其是三萜皂苷類生理活性多樣性，如人參皂苷含有促進RNA蛋白質(zhì)生物合成，增強機體免疫等作用，柴胡皂苷等，含有抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)和抗炎作用等。因為這些作用，三萜皂苷被認為是許多中藥有效成份，得到國內(nèi)外學(xué)者普遍重視，使其研究發(fā)展極為快速。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第23頁由30個碳原子組成萜類化合物，符合“異戊二烯定則”(C5H8)6

大多與糖結(jié)合成苷，大多溶于水，水溶液振搖會產(chǎn)生持久泡沫，所以稱為三萜皂苷。因為許多三萜皂苷含有羧基，所以又稱為“酸性皂苷”。廣泛存在于自然界，雙子葉植物中分布最多三萜苷元分類：四環(huán)三萜、五環(huán)三萜天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第24頁四環(huán)三萜(tetracyclictriterpenoids)

在生源上可視為由鯊烯變?yōu)殓摅w中間體，大多數(shù)結(jié)構(gòu)和甾醇很相同，亦含有環(huán)戊烷駢多氫菲四環(huán)甾核。在4、4、14位上比甾醇多三個甲基，也有認為是植物甾醇三甲基衍生物。存在于自然界較多四環(huán)三萜或其皂苷苷元主要有達瑪烷、羊毛脂烷、甘遂烷、環(huán)阿屯烷（環(huán)阿爾廷烷）、葫蘆烷、楝烷型三萜類。（一）四環(huán)三萜皂苷天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第25頁甾醇四環(huán)三萜天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第26頁一、達瑪烷型

從環(huán)氧鯊烯由全椅式構(gòu)象形成，其結(jié)構(gòu)特點是A/B、B/C、C/D環(huán)均為反式,C18

-CH3由C13位轉(zhuǎn)位到C8位連接（C環(huán)內(nèi)）ABDC天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第27頁人參中人參皂苷天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第28頁由達瑪烷衍生人參皂苷，在生物活性上有顯著差異。比如由20(S)-原人參三醇衍生皂苷有溶血性質(zhì)，而由20(S)-原人參二醇衍生皂苷則具反抗溶血作用，所以人參總皂苷不能表現(xiàn)出溶血現(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還有增強核糖核酸聚合酶活性，而人參皂苷Rc則有抑制核糖核酸聚合酶活性。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第29頁二、羊毛脂甾烷型

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，即C18β-CH3連接在C13位上。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第30頁從靈芝中分離出一個三萜化合物，含有扶正固本之功。它結(jié)構(gòu)與羊毛甾烷相比，多了3=O，11=O，15=O，23=O，27-CH3→27-COOH，是羊毛甾烷高度氧化化合物。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第31頁三、葫蘆烷型

基本骨架與羊毛脂烷相同，但它有5-H,10-H,9-CH3（羊毛脂烷為5-H,10-CH3,9-H）

天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第32頁從雪膽屬植物小蛇蓮Hemsleyaamabilis根中分離得到雪膽甲素和雪膽乙素，臨床上用于治療急性痢疾、肺結(jié)核、慢性氣管炎等。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第33頁（二）五環(huán)三萜多數(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)三萜主要有下面幾個類型：天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第34頁（1）齊墩果烷型(oleanane)又稱β-香樹脂烷型(β-amyrane)，在植物界分布極為廣泛。其基本碳架是多氫蒎五環(huán)母核，環(huán)構(gòu)型為A/B，B/C，C/D均為反，D/E順，母核上有8個甲基，其中C4、C20上均為偕二甲基，C8、C10

、C17甲基均為-型，C17位上甲基為-型，普通C3位上羥基為-型，并與糖結(jié)合成苷AEDCB天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第35頁天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第36頁齊墩果酸首先由油橄欖葉子中分得，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。齊墩果酸含有抗炎、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有效藥品。含齊墩果酸植物很多，但含量超出10%極少，從刺五加(Acanthopanaxsenticosus)、龍牙蔥木(Araliamandshurica)中提取齊墩果酸，得率都超出10%，純度在95%以上，是很好植物資源。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第37頁（2）烏蘇烷型又稱-香樹脂烷型(α-amyrane)或熊果烷型，其分子結(jié)構(gòu)與齊墩果烷型不一樣之處是E環(huán)上兩個甲基位置不一樣，即C29、C30甲基分別連接在C19、C20位上，構(gòu)型分別是和型。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第38頁

熊果酸（Ursolicacid）起源于木犀科植物女貞(LigustrumlucidumAit.)葉中，熊果酸又名烏索酸，烏蘇酸，屬三萜類化合物。含有鎮(zhèn)靜、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗?jié)儭⒔档脱堑雀鞣N生物學(xué)效應(yīng)。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第39頁近年來發(fā)覺熊果酸含有抗致癌、抗促癌、誘導(dǎo)F9畸胎瘤細胞分化和抗血管生成作用。研究發(fā)覺：熊果酸能顯著抑制HL－60細胞增殖，可誘導(dǎo)其凋亡；能使小鼠巨噬細胞吞噬功效顯著提升。體內(nèi)試驗證實，熊果酸能夠顯著增強機體免疫功效。說明它抗腫瘤作用廣泛，極有可能成為低毒有效新型抗癌藥品。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第40頁

中藥地榆(Sanguisorbaofficinalis)含有涼血止血功效，其中含有地榆皂苷B,E(sanguisorbinBandE)，是烏蘇酸苷。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第41頁從積雪草（Centellaasiatica）中分離到積雪草酸：天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第42頁（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。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第43頁白樺脂醇(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。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第44頁從白頭翁（Pulsatillachinensis）中分離得到23－羥基白樺酸：天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第45頁第二節(jié)、理化性質(zhì)一.性狀

甾體皂苷元有很好晶形。皂苷多為無定形粉末，味苦而辛辣，對人體黏膜有強烈刺激性；但甘草皂苷有顯著而強甜味，對黏膜刺激性弱。皂苷還具吸濕性。皂苷多具旋光性，且多為左旋。二.溶解性皂苷普通可溶于水,易溶于熱水、稀醇，難溶于石油醚、苯、乙醚等親脂性溶劑。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第46頁皂苷在含水正丁醇或戊醇中有較大溶解度，可利用此性質(zhì)從含皂苷水溶液中用該溶劑進行萃取。皂苷在提取過程中會產(chǎn)生次級苷，水溶性下降，溶于中等極性有機溶劑（醇，乙酸乙酯）。皂苷元：不溶于水，易溶于石油醚、苯、CHCl3、Et2O。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第47頁三、表面活性親水性基團為糖，親脂性基團為苷元，當(dāng)二種基團百分比適當(dāng)初含有表面活性。皂苷水溶液經(jīng)強烈振搖能產(chǎn)生持久性泡沫，且不因加熱而消失。所以皂苷可作為清潔劑、乳化劑應(yīng)用。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第48頁區(qū)分皂苷與蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)水溶液皂苷水溶液加熱蛋白質(zhì)凝固，泡沫消失泡沫不消失區(qū)分甾體皂苷與三萜皂苷0.1mol/LHCl5mL0.1mol/LNaOH5mL中藥提取液泡沫高度一樣：三萜皂苷堿管中泡沫高，保持時間長：甾體皂苷天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第49頁四.溶血作用皂苷水溶液能與紅細胞壁上膽甾醇結(jié)合，生成不溶于水分子復(fù)合物，破壞了紅細胞正常滲透，使細胞內(nèi)滲透壓增加而發(fā)生崩解，從而造成溶血現(xiàn)象，故皂苷又稱為皂毒素(saptoxins)。所以，皂苷水溶液不能用于靜脈注射或肌肉注射。但并不是全部皂苷都含有溶血作用，如以人參二醇為苷元皂苷則無溶血作用。溶血指數(shù)：指在一定條件下能使血液中紅細胞完全溶解最低皂苷濃度。如甘草皂苷，溶血指數(shù)1：4000，溶血性能較強。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第50頁五.顯色反應(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)生黃→紅→紫→藍等顏色改變，最終褪色。

甾體皂苷也有此反應(yīng)，但顏色改變快，在顏色改變最終展現(xiàn)污綠色；而三萜皂苷顏色改變稍慢，且不出現(xiàn)污綠色。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第51頁2）三氯甲烷-濃硫酸反應(yīng)（Salkowski反應(yīng)）試樣溶于三氯甲烷、加入濃硫酸，三氯甲烷層顯紅色或藍色，濃硫酸層顯綠色熒光3）三氯乙酸（Rosen-Heimer）反應(yīng)樣品溶液點于濾紙上，噴25%三氯醋酸乙醇溶液，加熱至60℃（甾體皂苷）或100℃（三萜皂苷），顯紅色→紫色斑點。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第52頁4）三氯化銻或五氯化銻（kahlenberg）反應(yīng)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(yīng)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。注意：五氯化銻腐蝕性很強，宜少許配置，用后倒掉。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第53頁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，則展現(xiàn)淡紅色或紫紅色。

6）氯仿-濃硫酸（salkawski）反應(yīng)將樣品溶于氯仿，加入濃硫酸后，在氯仿層展現(xiàn)紅色或蘭色，硫酸層有綠色熒光出現(xiàn)。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第54頁天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第55頁六.沉淀反應(yīng)皂苷水溶液能夠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，輕易帶入雜質(zhì)，而且在脫鉛時鉛鹽也會帶走一些皂苷，脫鉛也不一定能脫潔凈。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。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第56頁另：甾體皂苷可與甾醇形成份子復(fù)合物，甾體皂苷乙醇溶液可被甾醇（慣用膽甾醇）沉淀。除膽甾醇外，凡是含有C3位β－OH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?；蛏绍真I，就不能與皂苷生成難溶性分子復(fù)合物。生成分子復(fù)合物用乙醚回流提取時，膽甾醇可溶于醚，但皂苷不溶，從而到達純化皂苷和檢驗是否有皂苷成份存在。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第57頁皂苷提取通法：

①甲醇或乙醇提取。

②回收溶劑（約1/3），轉(zhuǎn)溶于水。

③水溶液用石油醚，氯仿等萃取。除去油脂和脂溶性成份。

④

正丁醇萃取，將皂苷轉(zhuǎn)溶出來。與親水性雜質(zhì)分離。

⑤

回收正丁醇，得粗制總皂苷。第三節(jié)提取與分離1.皂苷提取天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第58頁其它方法：先用石油醚脫脂，再用醇類溶劑提取，冷卻后，皂苷難溶于冷乙醇而析出。堿提取、酸沉淀方法:酸性皂苷提取，一些酸性皂苷難溶于冷水，易溶于堿性水溶液，采取堿提取、酸沉淀方法。天然藥物化學(xué)皂苷專家講座第59頁2.皂苷元提取：

1）.在植物組織中將皂苷水解，然后用低極性溶劑提取皂苷元。