天然藥物化學(xué) 課件 項(xiàng)目7 皂苷類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

天然藥物化學(xué)緒論項(xiàng)目一天然藥物中化學(xué)成分的常規(guī)提取分離技術(shù)項(xiàng)目二天然藥物中化學(xué)成分的色譜分離技術(shù)項(xiàng)目三天然藥物中糖與苷類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目四天然藥物中黃酮類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目五天然藥物中醌類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目六天然藥物中生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目七天然藥物中皂苷類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目八天然藥物中苯丙素類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目九天然藥物中萜與揮發(fā)油類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目十天然藥物中強(qiáng)心苷類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目十一天然藥物中其他類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

項(xiàng)目七天然藥物中皂苷類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)知識(shí)目標(biāo)掌握皂苷類化合物的結(jié)構(gòu)與分類、理化性質(zhì)、提取方法及沉淀分離法。熟悉皂苷類化合物的色譜分離法及檢識(shí)方法；皂苷類化合物的實(shí)例分析。了解皂苷的分布及生物活性。技能目標(biāo)熟練掌握皂苷類化學(xué)成分的提取分離操作。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)學(xué)情景

情景描述：在沒(méi)有化學(xué)洗滌劑的古代，我國(guó)勞動(dòng)人民在長(zhǎng)期實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了許多天然物質(zhì)可以作為洗滌用品，皂莢就是其中之一。剝開皂莢，取出里面的種子揉碎后放入水中，或直接將皂莢搗爛，用其浸出的汁液洗衣服，衣服就可以洗干凈了。皂莢作為清潔劑應(yīng)用的歷史悠久，直到現(xiàn)代，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)村中還有人用皂莢來(lái)洗滌衣物。

情景分析：皂莢又名皂角，是常用的中藥之一，它之所以能夠作為清潔劑，是因?yàn)槠浜胸S富的皂苷類化學(xué)成分，皂苷類化學(xué)成分具有表面活性，能在水中形成持久的泡沫，從而發(fā)揮了去污作用，皂莢中的皂苷類成分還具有祛痰、抗菌等多種功效。

討論：含皂苷類化學(xué)成分的天然藥物，能否利用其表面活性進(jìn)行鑒定？如何鑒定？

本項(xiàng)目重點(diǎn)學(xué)習(xí)皂苷類成分的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和提取分離方法，只有充分掌握皂苷類化學(xué)成分的性質(zhì)，才能合理的開發(fā)、利用含皂苷類成分的天然藥物。

一類結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的苷類化合物，其水溶液經(jīng)振搖后可產(chǎn)生大量持久的、似肥皂樣的泡沫。

廣泛存在于高等植物中，如薯蕷科、百合科、五加科、豆科、葫蘆科、玄參科、遠(yuǎn)志科和桔梗科等植物中。在海洋生物如海參、海星和動(dòng)物中亦有發(fā)現(xiàn)。

抗菌消炎、抗病毒、抗腫瘤、降血糖、降血脂及增強(qiáng)免疫功能等多種生物活性。一些甾體皂苷元可作為合成激素類藥物及甾體避孕藥的原料。皂苷概述分布生物活性一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型皂苷的組成+=皂苷皂苷元糖皂苷的分類按皂苷元結(jié)構(gòu)分：三萜皂苷甾體皂苷按存在狀態(tài)分：原皂苷次皂苷按連糖鏈數(shù)目分：

單糖鏈皂苷

雙糖鏈皂苷

三糖鏈皂苷按皂苷元是否含羧基分：酸性皂苷中性皂苷（一）甾體皂苷1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）由27個(gè)碳原子組成六個(gè)環(huán)，其中A、B、C、D環(huán)為環(huán)戊烷駢多氫菲的甾體母核，E、F環(huán)以螺縮酮的形式相連接，C22為螺原子。

（2）甾體母核四個(gè)環(huán)的稠合方式分別為：A/B環(huán)既有順式稠合，也有反式稠合，B/C和C/D均為反式稠合。一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型（一）甾體皂苷1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（3）E、F環(huán)含有3個(gè)手性碳原子，其中C25有兩種構(gòu)型，當(dāng)C25位的甲基為直立鍵時(shí)，其絕對(duì)構(gòu)型為S構(gòu)型，稱螺旋甾烷；C25位甲基為平伏鍵時(shí)，其絕對(duì)構(gòu)型為R構(gòu)型，稱異螺旋甾烷。

（4）多數(shù)在C3位上連有β構(gòu)型的羥基，并與糖結(jié)合成苷。

（5）分子中大多不含羧基，呈中性，故又稱中性皂苷。螺旋甾烷異螺旋甾烷一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型2.結(jié)構(gòu)類型

C25構(gòu)型的不同，可分為兩種類型：菝契皂苷元

劍麻皂苷元（一）甾體皂苷（1）螺甾烷醇類C27甲基位于直立鍵，C25為S構(gòu)型。一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型（一）甾體皂苷2.結(jié)構(gòu)類型薯蕷皂苷元

?？略碥赵?）異螺甾烷醇類

C27甲基位于平伏鍵，C25為R構(gòu)型。一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型（二）三萜皂苷三萜類衍生物與糖結(jié)合而成的苷，皂苷元由30個(gè)碳原子組成。分子中常含有羧基，故又稱酸性皂苷。分為四環(huán)三萜和五環(huán)三萜兩大類。四環(huán)三萜皂苷五環(huán)三萜皂苷羊毛脂烷型達(dá)瑪烷型β-香樹脂烷型（齊墩果烷型）α-香樹脂烷型（烏蘇烷型）羽扇豆烷三萜皂苷一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型（二）三萜皂苷1.四環(huán)三萜皂苷——羊毛脂烷型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：基本骨架為環(huán)戊烷駢多氫菲。A/B、B/C、C/D環(huán)均為反式稠合。D環(huán)連有β取代的8碳原子側(cè)鏈。母核上的5個(gè)甲基，C4位連偕二甲基，C10位、C14位、C13位各連一個(gè)甲基，C20為R構(gòu)型。羊毛脂烷型一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型豬苓酸A

羊毛脂烷型（二）三萜皂苷1.四環(huán)三萜皂苷——羊毛脂烷型一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型1.四環(huán)三萜皂苷——達(dá)瑪烷型與羊毛脂烷型不同的是C18甲基連在C8位上，C20構(gòu)型有R和S兩種可能。達(dá)瑪烷型

20（S）—原人參二醇（二）三萜皂苷一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型2.五環(huán)三萜皂苷——β-香樹脂烷（齊墩果烷型）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：基本骨架為多氫蒎的五環(huán)母核；A/B、B/C、C/D環(huán)為反式稠合，D/E環(huán)多順式稠合；母核上共有8個(gè)甲基，其中C4和C20位為偕二甲基取代，C10、C8、C17

、C14位各有一個(gè)甲基取代；C3位大多有β-羥基取代，并與糖縮合成苷。羧基常在C28、C30或C24位。（二）三萜皂苷一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型2.五環(huán)三萜皂苷——β-香樹脂烷型（齊墩果烷型）β—香樹脂烷型β—香樹脂烷型β—香樹脂烷型齊墩果酸（二）三萜皂苷一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型2.五環(huán)三萜皂苷——α-香樹脂烷型（烏蘇烷型）

與β-香樹脂烷型的不同點(diǎn)：E環(huán)上甲基取代發(fā)生了變化，即C29甲基轉(zhuǎn)移到了C19位上，構(gòu)型為α型，C30甲基連在C20位上，構(gòu)型為β型。α—香樹脂烷型烏蘇酸（二）三萜皂苷一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型（二）三萜皂苷2.五環(huán)三萜皂苷——羽扇豆烷型

與β-香樹脂烷型的不同點(diǎn)：E環(huán)為五元環(huán)，C19位連一個(gè)α構(gòu)型的異丙基，A/B、B/C、C/D及D/E環(huán)均為反式稠合。羽扇豆烷型白樺脂酸一、皂苷類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型（一）性狀

形態(tài)：皂苷不宜結(jié)晶，多為無(wú)定形粉末，僅有少數(shù)為結(jié)晶；而皂苷元大多有較好的結(jié)晶。

顏色：多為白色。

味：多味苦而辛辣，對(duì)黏膜有強(qiáng)烈的刺激性。

吸濕性：具強(qiáng)吸濕性，需干燥保存。二、皂苷類化學(xué)成分的理化性質(zhì)（二）溶解性

皂苷：極性較大，易溶于水、熱甲醇、熱乙醇，難溶于三氯甲烷、乙醚等親脂性有機(jī)溶劑。皂苷在含水正丁醇和戊醇中溶解度較大。

次皂苷：皂苷部分水解成次皂苷后，水溶性降低，易溶于醇、丙酮和乙酸乙酯。

皂苷元：親脂性強(qiáng)，易溶于乙醚、苯、三氯甲烷等有機(jī)溶劑，而不溶于水。皂苷具有助溶性，可促進(jìn)其他成分在水中的溶解。二、皂苷類化學(xué)成分的理化性質(zhì)（三）表面活性多數(shù)皂苷具有表面活性，能夠降低水溶液的表面張力。因此含皂苷的水溶液經(jīng)強(qiáng)烈振搖后，能產(chǎn)生大量持久性、肥皂樣泡沫，不因加熱而消失。可初步判斷皂苷的有無(wú)：泡沫不消失中藥水提液強(qiáng)烈振搖大量、持久泡沫加熱泡沫消失或不持久含皂苷類成分含蛋白質(zhì)等二、皂苷類化學(xué)成分的理化性質(zhì)（三）表面活性利用發(fā)泡試驗(yàn)可以區(qū)別甾體皂苷與三萜皂苷：堿管：0.1M/L氫氧化鈉5ml+含皂苷水提液3滴兩管同時(shí)振搖1分鐘兩管泡沫高度相同堿管泡沫高于酸管含甾體皂苷含三萜皂苷酸管：0.1M/L鹽酸5ml+含皂苷水提液3滴二、皂苷類化學(xué)成分的理化性質(zhì)（四）溶血性大多數(shù)皂苷的水溶液能破壞血液中的紅細(xì)胞而產(chǎn)生溶血作用。含皂苷類成分不宜制成注射劑。

溶血機(jī)理：皂苷能與血紅細(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，細(xì)胞內(nèi)滲透壓增高而使細(xì)胞破裂導(dǎo)致溶血。

溶血指數(shù)——表示溶血作用的強(qiáng)弱。指皂苷對(duì)同一動(dòng)物來(lái)源的紅細(xì)胞稀懸浮液，在同一等滲、緩沖條件及恒溫下造成完全溶解的最低濃度。溶血指數(shù)越小，溶血作用越強(qiáng)。二、皂苷類化學(xué)成分的理化性質(zhì)（五）水解性

酸水解：條件劇烈，可使生成的皂苷元發(fā)生脫水、環(huán)合、雙鍵轉(zhuǎn)位等改變，很難得到真正的皂苷元。

酶水解：條件溫和、專屬性高，水解產(chǎn)物可以是次生苷、苷元和糖。

堿水解：水解酯皂苷，條件溫和，苷元不易被破壞。

Smith裂解法：條件溫和，易得到真正的皂苷元。二、皂苷類化學(xué)成分的理化性質(zhì)（一）提取1.皂苷的提取回收溶劑，蒸干正丁醇層藥材粗粉甲醇或乙醇提取醇提取液減壓回收溶劑濃縮物加水稀釋，石油醚萃取石油醚層（含脂溶性雜質(zhì)）水層正丁醇萃取水層（含水溶性雜質(zhì)）粗總皂苷溶劑提取法三、皂苷類化學(xué)成分的提取分離（一）提取2.皂苷元的提取方法一方法二藥材粗粉加酸水解藥渣三氯甲烷提取提取液回收溶劑皂苷元皂苷元藥材粗粉皂苷提取通法皂苷加酸水解三、皂苷類化學(xué)成分的提取分離（二）分離與精制

1.溶劑沉淀法（分段沉淀法）原理：利用皂苷可溶于醇，難溶于丙酮、乙醚等溶劑的性質(zhì)，將不同極性的皂苷初步分離。濾液沉淀（極性較大皂苷）粗總皂苷少量乙醇溶解乙醇液逐滴加入丙酮、乙醚或丙酮－乙醚（1:1）混合溶液至混濁，靜置，過(guò)濾濾液濾液沉淀（極性較小皂苷）繼續(xù)滴加入丙酮、乙醚溶液至混濁，靜置，過(guò)濾沉淀（中等極性皂苷）重復(fù)滴加入丙酮、乙醚溶液至混濁，靜置，過(guò)濾三、皂苷類化學(xué)成分的提取分離（二）分離與精制

2.膽甾醇沉淀法原理：甾體皂苷可與膽甾醇結(jié)合形成難溶性的分子復(fù)合物。濾液濾液粗總皂苷少量乙醇溶解乙醇液加入膽甾醇飽和乙醇液至沉淀不再析出，靜置，過(guò)濾沉淀沉淀沉淀（甾體皂苷）依次用水、乙醇、乙醚洗滌乙醚回流提取，過(guò)濾三、皂苷類化學(xué)成分的提取分離（二）分離與精制

3.鉛鹽沉淀法原理：酸性皂苷能與中性醋酸鉛形成沉淀，中性皂苷能與堿式醋酸鉛形成沉淀，從而使中性皂苷和酸性皂苷分離。沉淀濾液粗總皂苷少量乙醇溶解乙醇液加過(guò)量的飽和中性醋酸鉛溶液，靜置沉淀，過(guò)濾濾液沉淀加過(guò)量的飽和堿式醋酸鉛溶液，靜置沉淀，過(guò)濾懸浮于水或稀醇，通入硫化氫脫鉛，過(guò)濾減壓濃縮濃縮物溶于乙醇，滴加乙醚至產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾沉淀（酸性皂苷）脫鉛沉淀（中性皂苷）三、皂苷類化學(xué)成分的提取分離（二）分離與精制

4.色譜法適用于極性較大皂苷的分離。吸附劑常用硅膠，適用于親脂性皂苷元和極性較弱皂苷的分離。分配色譜法高效液相色譜法大孔吸附樹脂法吸附色譜法多采用反相色譜柱，對(duì)皂苷的分離和純化效果較好。適用于皂苷的初步分離。三、皂苷類化學(xué)成分的提取分離（一）化學(xué)檢識(shí)反應(yīng)

皂苷在無(wú)水條件下，能與強(qiáng)酸、中強(qiáng)酸或某些Lewis酸作用，出現(xiàn)顏色變化或呈現(xiàn)熒光。

1.醋酐－濃硫酸反應(yīng)（Liebermann-Burchard反應(yīng)）

樣品溶于醋酐中，加入醋酐－濃硫酸（20:1）試液數(shù)滴。三萜皂苷：黃→紅→紫→褪色。甾體皂苷：黃→紅→紫→藍(lán)→綠色→褪色。此方法可用于區(qū)別三萜皂苷和甾體皂苷。四、皂苷類化學(xué)成分的檢識(shí)（一）化學(xué)檢識(shí)反應(yīng)

2.三氯醋酸反應(yīng)（Rosen-Heimer反應(yīng)）樣品三氯甲烷溶液滴于濾紙上，噴25％三氯醋酸乙醇溶液并加熱。三萜皂苷：加熱至100℃，才顯紅色漸變?yōu)樽仙?。甾體皂苷：加熱至60℃，顯紅色漸變?yōu)樽仙?。此方法可用于區(qū)別三萜皂苷和甾體皂苷。

3.三氯甲烷－濃硫酸反應(yīng)（Salkowski反應(yīng)）將樣品溶于三氯甲烷中，加入濃硫酸后形成分層。三氯甲烷層呈現(xiàn)紅或藍(lán)色，濃硫酸層呈現(xiàn)綠色熒光。四、皂苷類化學(xué)成分的檢識(shí)（一）化學(xué)檢識(shí)反應(yīng)4.五氯化銻反應(yīng)（Kahlenberg）反應(yīng)

5.冰醋酸－乙酰氯反應(yīng)（Tschugaeff反應(yīng)）將樣品溶于冰醋酸中，加乙酰氯數(shù)滴及氯化鋅結(jié)晶數(shù)粒，稍加熱，即呈現(xiàn)淡紅色或紫紅色。樣品的三氯甲烷溶液滴于濾紙上，噴以20%五氯化銻的三氯甲烷溶液，揮干溶劑后，60~70℃加熱，顯藍(lán)色、灰藍(lán)色、灰紫色等顏色斑點(diǎn)。四、皂苷類化學(xué)成分的檢識(shí)（二）色譜檢識(shí)

1.薄層色譜

親水性強(qiáng)的皂苷：選分配薄層色譜，展開劑的極性要求大一些。

親脂性強(qiáng)皂苷和皂苷元：選吸附薄層色譜，采用硅膠為吸附劑，展開劑的親脂性要相對(duì)強(qiáng)一些。

注：在分離酸性皂苷時(shí)，可在展開劑中加入少量加酸，防止產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象。四、皂苷類化學(xué)成分的檢識(shí)（二）色譜檢識(shí)

2.紙色譜

親水性皂苷：通常以水為固定相，展開劑的極性也應(yīng)較大。

親脂性皂苷和皂苷元：選用甲酰胺為固定相，展開劑常采用甲酰胺飽和的三氯甲烷、苯或三氯甲烷和苯的混合溶液。四、皂苷類化學(xué)成分的檢識(shí)實(shí)例一人參中皂苷類化學(xué)成分的提取分離人參是五加科植物人參(PanaxginsengC.A.Mey.)的干燥根和根莖。具有大補(bǔ)元?dú)猓瑥?fù)脈固脫，補(bǔ)脾益肺，生津養(yǎng)血，安神益智的功效。研究表明人參中含人參皂苷、人參多糖、揮發(fā)油和氨基酸等多種化學(xué)成分，其中人參皂苷為人參的主要有效成分。

一、人參中皂苷類化學(xué)成分的提取分離

一、人參中皂苷類化學(xué)成分的提取分離

人參總皂苷的提?。阂约状紴樘崛∪軇謩e用親脂性有機(jī)溶劑、正丁醇萃取除去雜質(zhì)，得人參總皂苷粗品，采用溶劑沉淀法對(duì)其進(jìn)行精制即得人參總皂苷。實(shí)例一人參中皂苷類化學(xué)成分的提取分離

人參皂苷的分離：利用各單體皂苷極性不同，采用硅膠柱色譜進(jìn)行分離，以三氯甲烷-甲醇-水、正丁醇-醋酸乙酯-水等溶劑系統(tǒng)為洗脫劑，先后得到各人參皂苷的單體。

一、人參中皂苷類化學(xué)成分的提取分離實(shí)例一人參中皂苷類化學(xué)成分的提取分離二、必備知識(shí)（一）人參中皂苷類成分的結(jié)構(gòu)類型

人參皂苷根據(jù)其皂苷元的結(jié)構(gòu)不同，將人參皂苷分為A、B和C三種類型。其中A型、B型屬達(dá)瑪烷型衍生物，C型為齊墩果烷型衍生物。A型——20（S）原人參二醇類B型——20（S）原人參三醇類C型——齊墩果酸類實(shí)例一人參中皂苷類化學(xué)成分的提取分離（二）人參中皂苷類成分的理化性質(zhì)

性狀：白色無(wú)定形粉末，味微甘、苦，具有吸濕性。

溶解性：易溶于水、熱甲醇和乙醇，可溶于正丁醇、醋酸乙酯，不溶或難溶于乙醚、苯等親脂性有機(jī)溶劑。

表面活性：具有表面活性。

溶血性：人參總皂苷無(wú)溶血作用，但B型和C型人參皂苷具有顯著的溶血作用，A型人參皂苷具有抗溶血作用。

水解性：A型和B型人參皂苷弱酸下即可水解。若采用強(qiáng)酸水解，易發(fā)生異構(gòu)化。二、必備知識(shí)實(shí)例一人參中皂苷類化學(xué)成分的提取分離一、甘草中皂苷類化學(xué)成分的提取分離

甘草為豆科植物甘草（GlycyrrhizauralensisFisch.）、脹果甘草（GlycyrrhizainflateBat.）或光果甘草（GlycyrrhizaglabraL.）的干燥根及根莖。具有補(bǔ)脾益氣、清熱解毒、去痰止咳、緩急止痛、調(diào)和諸藥的功效。甘草中含有多種化學(xué)成分，如皂苷類、黃酮類、香豆素類、氨基酸、生