天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座

學(xué)習(xí)目標經(jīng)過學(xué)習(xí)皂苷基本概念、結(jié)構(gòu)分類、理化性質(zhì)、提取與分離相關(guān)知識，為后續(xù)章節(jié)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第1頁本章內(nèi)容：概述結(jié)構(gòu)類型理化性質(zhì)提取與分離天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第2頁

★一、定義該類化合物溶于水后，形成水溶液經(jīng)振搖后能產(chǎn)生大量持久性、似肥皂樣泡沫，這類化合物稱為皂苷。概述天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第3頁二、分布1、甾體皂苷：

主要分布薯蕷科、百合科、玄參科、菝葜(báqià)科、龍舌蘭科等單子葉植物中。2、三萜皂苷：三萜類在自然界分布廣泛，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。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第4頁2、三萜皂苷分布主要分布于石竹科、五加科、豆科、七葉樹科、遠志科、桔?？萍靶⒖啤：腥祁惓煞葜饕兴幦缛藚?、甘草、柴胡、黃芪、桔梗、川楝皮、澤瀉、靈芝等。少數(shù)三萜類成份也存在于動物體，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三萜類化合物。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第5頁三、存在形式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）糖鏈：單糖鏈、雙糖鏈、三糖鏈次皂苷：原生苷被部分降解(酶解)產(chǎn)物天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第6頁四、生物活性1、甾體皂苷類抗生育：殺滅精子、抗早孕(薯蕷皂苷元)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（甘草酸）抗真菌、殺蟲等天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第7頁防治心腦血管疾?。?/p>

地奧心血康膠囊—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8頁黃山藥蒺藜天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第9頁盾葉薯蕷天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第10頁抗腫瘤：從百合科植物虎眼萬年青中分離出一個皂苷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11頁虎眼萬年青天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第12頁2、三萜皂苷類近30年來，三萜類成份研究進展很快，尤其是近10年從海洋生物中得到不少新型三萜化合物，是萜類成份研究中較為活躍領(lǐng)域之一。如：烏蘇酸為夏枯草等植物抗癌活性成份，雪膽甲素是山苦瓜抗癌活性成份天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第13頁夏枯草山苦瓜天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第14頁人參皂苷能促進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、抗淤血作用，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。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第15頁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。柴胡天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第16頁★第一節(jié)結(jié)構(gòu)與分類按苷元結(jié)構(gòu)分為1、甾體皂苷：含有27個C螺旋甾烷或異螺旋甾烷結(jié)構(gòu)；2、三萜皂苷：含有30個C組成，由6個異戊二烯單位。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第17頁一、甾體皂苷由甾體皂苷元與糖組成，苷元含有27個碳，其基本碳架稱為螺旋甾烷及其異構(gòu)體異螺旋甾烷。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第18頁5OO異螺旋甾烷1234678101118191213141516172021222324252627ABCDEFOO螺旋甾烷1234678

101118191213141516172021222324252627ABCDEF通式：HHH9H5HH9HH天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第19頁（一）甾體皂苷元結(jié)構(gòu)特點

1、四環(huán)三側(cè)鏈，呋喃加吡喃；分子中含有A、B、C、D、E、F六個環(huán)，A、B、C、D環(huán)為甾體母核；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)上又以螺縮酮形式連接六元含氧環(huán)（吡喃環(huán)F），共同組成螺旋甾烷結(jié)構(gòu)。2、前二反與順，后三皆為反；甾核四個環(huán)稠合方式為A/B順式或反式，B/C和C/D均為反式。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第20頁3、全部甾體皂苷元在C10、C13、C20和C25位都有一個甲基，C10、C13位甲基為角甲基，均為β-型；C20位甲基為α-型。因為F環(huán)為椅式，C25位甲基應(yīng)有立方體異構(gòu)，C25位為豎鍵時，為β-型，其絕對構(gòu)型為S型（L型），C25位甲基為平伏鍵時，為α-型，其絕對構(gòu)型為R型（D型）。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第21頁4、分子中有多個羥基，大多數(shù)在C3位上有羥基，多為β-型并常與糖結(jié)合成苷。5、分子中有三個手性碳：C20、C22、C256、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。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第22頁（二）甾體皂苷結(jié)構(gòu)分類1、單糖鏈皂苷：

①糖鏈結(jié)合在C3-OH上（如知母皂苷A-Ⅲ和薯蕷皂苷）

②糖鏈結(jié)合在C1-OH上（沿階草皂苷D）2、雙糖鏈皂苷：①兩個糖鏈分別與甾體皂苷元上C3-OH和F環(huán)變形后形成-OCH3相結(jié)合，如顛茄皂苷A。②兩個糖鏈分別與甾體皂苷元上C3和C1位置羥基結(jié)合。

③兩個糖鏈分別與甾體皂苷元上C3-OH和F環(huán)開環(huán)后形成-OH相結(jié)合。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第23頁OOOOHOHOOOOHOOOHOHglcglcgalaOCH2OH薯蕷皂苷元H劍麻皂苷元薤xiè白苷丁紐替皂苷元2（三）結(jié)構(gòu)舉例天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第24頁二、三萜皂苷是由30個碳組成萜類化合物，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。三萜皂苷分類多按其苷元中30個碳組成環(huán)數(shù)目多少，分為四環(huán)三萜皂苷和五環(huán)三萜皂苷。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第25頁（一）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，C30甲基連接在C14位上，依據(jù)C18甲基位置不一樣,四環(huán)三萜皂苷元分成三類：1、羊毛脂甾型2、達瑪烷型3、葫蘆烷型天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第26頁1、羊毛脂甾烷型1347891112

13151719202122232426

27282910HH3018H羊毛脂烷型14羊毛脂甾烷也叫羊毛脂烷，C18

-甲基連接在C13位上。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第27頁羊毛脂醇是羊毛脂主要成份，它也存在于大戟屬植物Euphorbiabalsamifera乳液中。HOHH羊毛脂醇

天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第28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，26-COOH，是羊毛甾烷高度氧化化合物。2017141310HHHHHCOOHOOHOOO靈芝酸C311152326天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第29頁13478911121315171819202122232426

27282910HHH30dammarane達瑪烷型2、達瑪烷型達瑪烷型結(jié)構(gòu)特點是C18

-甲基由C13位轉(zhuǎn)為到C8位連接。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第30頁棒錘三萜AHHHOHOHOOHOH20棒錘三萜A(neoalsamitinA)是從葫蘆科植物棒錘瓜(Neoalsomitraintegrifoliola)莖皮中分到達瑪烷型三萜類成份。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第31頁舉例：人參中含有人參皂苷(ginsenosides)天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第32頁20R原人參二醇

R=H20R

R=α-OH20S

R=α-OH20S

原人參二醇原人參三醇

R=HHOHOHO2017141310HHHHHOHOR8H2017141310HHHHOR8H原人參三醇人參中人參皂苷(ginsenosides):天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第33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。四環(huán)羊毛與達瑪；差異僅在18甲；十三羊毛八達瑪天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第34頁3、葫蘆烷型基本骨架同羊毛甾烷型，唯其A/B環(huán)上取代基不一樣，即有5

-H、8

-H、10

-H、9位連有

-CH3。葫蘆烷型（cucurbitane）135791113141517202122242526272829301918HOHHH810天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第35頁許多起源于葫蘆科植物中藥，如甜瓜蒂、絲瓜子、苦瓜、噴瓜等均含有這類成份，總稱為葫蘆素類。葫蘆素類除有抑制腫瘤作用外，還有抗菌、消炎、催吐、致瀉等廣泛生物活性。比如由雪膽屬植物小蛇蓮根中分出雪膽甲素和乙素，臨床上用于急性痢疾、肺結(jié)核、慢性氣管炎治療，均取得很好療效。HOHORHOOOHOHO雪膽甲素R=Ac雪膽乙素R=H天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第36頁（二）五環(huán)三萜皂苷基本母核為五個六元環(huán)（多氫蒎），依據(jù)E環(huán)改變可分為三種類型：1、β-香樹脂烷型2、α-香樹脂烷型3、羽扇豆烷型天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第37頁

1、β-香樹脂烷型（齊墩果烷）基本碳架是多氫蒎五環(huán)母核，環(huán)構(gòu)型為A/B反，B/C反，C/D反，D/E順，母環(huán)上有8個甲基，其中C4和C20位為偕二甲基，C28常有-COOH，有時也在C4位，C3常有羥基，C12、C13位往往有不飽和雙鍵存在。123456789101112131415161718192021232425262728293022齊墩果烷ABCDEHHHH天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第38頁COOHHHO齊墩果酸齊墩果酸含有抗炎、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。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第39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。含齊墩果酸植物很多，但含量超出10%極少，從刺五加、龍牙蔥木中提取齊墩果酸，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40頁油橄欖女貞子天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第41頁刺五加刺五加是我國自古以來一個名貴中草藥，經(jīng)常飲用，使人增加體力，增加智力“寧得一把五加，不要金玉滿車”，這是人們對刺五加作用最正確評價。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第42頁甘草中含有甘草次酸和甘草酸[又稱甘草皂苷或甘草甜素]。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甘草次酸才有此活性，18αH者無此活性。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第43頁甘草次酸甘草酸烏拉爾甘草皂苷A烏拉爾甘草皂苷B黃甘草皂苷RHβ-D-gluA2-D-gluA4-D-gluA3-D-gluA2α-D-glu

A-α-D-glu

A--D-glu

A--D-glu

A-βββββCOOHHOROH18甘草酸含有腎上腺皮質(zhì)激素樣作用，能抑制毛細血管通透性，減輕過敏性休克癥狀。能夠降低高血壓病人血清膽甾醇。甘草次酸含有抗菌、抗腫瘤及腎上腺皮質(zhì)激素樣作用，可制成抗炎抗過敏制劑，用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、氣喘、過敏性及職業(yè)性皮炎、眼耳鼻喉科炎癥及潰瘍等。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第44頁甘草天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第45頁HOCH2R1CH2OHR2R1R2OHOHHOHOHOHαββ---柴胡皂苷元A柴胡皂苷元B柴胡皂苷元C柴胡皂苷有顯著抗炎作用，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46頁2、α-香樹脂烷型（烏蘇烷型）

-香樹脂烷型,又稱為熊果烷型，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C20位甲基移到C19位上。這類三萜大多是烏蘇酸衍生物。HHH232526272930烏蘇烷1920天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第47頁OHCOOH熊果酸熊果酸又名烏索酸，烏蘇酸，屬三萜類化合物，在熊果葉、女貞葉、車前草、石榴葉和果實中都有存在。含有鎮(zhèn)靜、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗?jié)?、降低血糖等各種生物學(xué)效應(yīng)。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第48頁車前草：清熱利尿，祛痰，涼血，解毒。

天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第49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。研發(fā)進展天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第50頁中藥地榆含有涼血止血功效，其中含有地榆皂苷B,E，是烏蘇酸苷。HAra(p)HHCOOR地榆皂苷B

R=H

R=3-Ac-glc地榆皂苷E天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第51頁地榆天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第52頁羽扇豆烷HHHH1920212229303、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53頁白樺脂醇存在于中草藥酸棗仁、樺樹皮、棍欄樹皮、槐花等中。白樺脂酸存在于酸棗仁、樺樹皮、柿蒂、天門冬、石榴樹皮及葉、睡菜葉等中。羽扇豆醇存在于羽扇豆種皮中。RHO2726252423222119181716151413121110987654321HHHH202930H

R=CH3

R=CH2OH

R=COOH羽扇豆醇白樺脂醇白樺脂酸含有消炎、抗病毒、抗腫瘤、抑制頭發(fā)纖維中蛋白質(zhì)溶解、改進受損頭發(fā)光澤、促進頭發(fā)生長等活性天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第54頁羽扇豆天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第55頁天門冬天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第56頁不符合甾體皂苷元結(jié)構(gòu)特點是A．含A、B、C、D、E和F六個環(huán)B．E環(huán)和F環(huán)以螺縮酮形式連接C．E環(huán)是呋喃環(huán)，F(xiàn)環(huán)是吡喃環(huán)D．C10、C13、C17位側(cè)鏈均為β-構(gòu)型E．分子中常含羧基，又稱酸性皂苷不符合異螺旋甾烷結(jié)構(gòu)特點是A．C10β-CH3B．C13β-CH3C．C14α-CH3D．C20α-CH3E．C25β-CH3天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第57頁以下成份水溶液振搖后能產(chǎn)生大量持久性泡沫，并不因加熱而消失是A．蛋白質(zhì)B．黃酮苷C．蒽醌苷D．皂苷E．生物堿不符合β-香樹脂烷結(jié)構(gòu)特點是A．屬于三萜B．C23、C24連接在C4位上C．C29、C30連接在C20上D．A、B、C、D、E環(huán)都是六元環(huán)E．C29、C30分別連接在C19、C20上天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第58頁以下皂苷中含有甜味是A．人參皂苷B．甘草皂苷C．柴胡皂苷D．知母皂苷E．桔梗皂苷按皂苷元化學(xué)結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒃碥辗殖蒧___和____兩大類，它們苷元含碳原子數(shù)分別是____個和____個。

天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第59頁第二節(jié)皂苷理化性質(zhì)一、物理性狀分子量大，多為白色，乳白色無定形粉末；無顯著熔點；含有苦而辛辣味；強吸濕性；

★二、溶解性1、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）。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第60頁2、在含水正丁醇或戊醇中溶解度較大,所以丁醇與戊醇常作為從水溶液中分離皂苷萃取溶劑。3、次級皂苷在水中溶解度較原生苷低，易溶于醇，丙酮、乙酸乙酯中。4、皂苷元親脂性強。5、含有助溶性。天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第61頁★三、起泡性1、含有表面活性劑作用，能降低水溶液表面張力。（清潔劑，乳化劑）2、皂苷水溶液經(jīng)振搖能產(chǎn)生大量而持久性泡沫，不因加熱而消失（與蛋白質(zhì)水溶液產(chǎn)生泡沫相區(qū)分）；3、皂苷起泡作用決定于皂苷分子中親脂性皂苷元部分及親水性多糖部分百分比；天然藥物化學(xué)-皂苷專家講座第62頁4、皂苷水溶液振搖后產(chǎn)生持久性泡沫與溶液PH相關(guān)；中性皂苷在堿性條件下產(chǎn)生較穩(wěn)定泡沫，在酸性條件下泡沫不穩(wěn)定；酸性皂苷在堿性或酸性條件下，產(chǎn)生泡沫持