天然藥物化學(xué)皂苷

1、第 八 章,皂 苷,學(xué)習(xí)目標(biāo),通過學(xué)習(xí)皂苷的基本概念、結(jié)構(gòu)分類、理化性質(zhì)、提取與分離的有關(guān)知識，為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。,本章內(nèi)容：,概述 結(jié)構(gòu)類型 理化性質(zhì) 提取與分離,★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。,概 述,二、分布,1、甾體皂苷： 主要分布薯蕷科、百合科、玄參科、菝葜 (báqià

2、;)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、動物及海洋生物中均有分布，尤以雙子葉植物中分布最多。,2、三萜皂苷的分布主要分布于石竹科、五加科、豆科、七葉樹科、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。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

3、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 次皂苷：原生苷被部分降解(酶解)的產(chǎn)物,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物的原料。 降血糖:偽原知母皂苷AⅢ和原知母皂苷AⅢ 降低膽固醇和免

4、疫調(diào)節(jié) （甘草酸）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(shí)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。,黃山藥,蒺 藜,盾葉薯蕷,抗腫瘤： 從百合科植物虎眼萬年青中分離出一種皂苷OSW-1,此化合物對人的正常細(xì)胞幾乎沒有毒性，而對惡性腫瘤細(xì)胞具有強(qiáng)烈毒性。體外生理活性實(shí)驗(yàn)表明，它

5、的抗癌活性比目前臨床應(yīng)用的順鉑、紫杉醇等高100倍，有望成為一類新的抗癌藥物。,虎眼萬年青,2、三萜皂苷類 近30年來，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。如：烏蘇酸為夏枯草等植物的抗癌活性成分，雪膽甲素是山苦瓜的抗癌活性成分,夏枯草,山苦瓜,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。 七葉皂苷具有明顯的抗?jié)B出、抗炎、抗淤血作用，能

6、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)，對腦外傷及心血管病有較好的治療作用。,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。,柴胡,★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：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。,一、甾體皂苷,由甾體皂苷元與糖組成，苷元具有27個碳，其基本碳架稱為螺旋甾烷及其異構(gòu)體異螺旋甾

7、烷。,（一）甾體皂苷元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),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)的稠合方式為A/B順式或反式，B/C和C/D 均為反式。,3、所有的甾體皂苷元在C10、C13、C20和C25位都有一個甲基，C10

8、、C13位的甲基為角甲基，均為β-型；C20位甲基為α-型。由于F環(huán)為椅式，C25位的甲基應(yīng)有立方體異構(gòu)，C25位為豎鍵時(shí)，為β-型，其絕對構(gòu)型為S型（L型），C25位甲基為平伏鍵時(shí)，為α-型，其絕對構(gòu)型為R型（D型）。,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。,（二）甾體皂苷的結(jié)構(gòu)分類,1

9、、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的C3-OH和F環(huán)變形后形成的-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的C3和C1位置的羥基結(jié)合。 ③兩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。,二、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

10、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。,（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，根據(jù)C18甲基位置不同,四環(huán)三萜皂苷元分成三類 ： 1、羊毛脂甾型 2、達(dá)瑪烷型 3、葫蘆烷型,1、羊毛脂甾烷型,羊毛脂甾烷也叫

11、羊毛脂烷，C18?-甲基連接在C13位上。,,,羊毛脂醇是羊毛脂的主要成分，它也存在于大戟屬植物Euphorbia balsamifera的乳液中。,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，26-COOH，是羊毛甾烷的高度氧化化合物。,達(dá)瑪烷型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是C18?-甲基由C13位轉(zhuǎn)為到C8位連接。,,棒錘三萜A(neoalsamitin A)是從葫蘆科植物棒錘瓜(

12、Neoalsomitra integrifoliola)莖皮中分到的達(dá)瑪烷型三萜類成分。,舉例：人參中含有人參皂苷(ginsenosides),人參中的人參皂苷(ginsenosides):,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。 四環(huán)羊毛與達(dá)瑪；差別僅在18甲；十三羊毛八達(dá)瑪,3

13、、葫蘆烷型,基本骨架同羊毛甾烷型，唯其A/B環(huán)上的取代基不同，即有5?-H、8?-H、10?-H、9位連有?-CH3。,,許多來源于葫蘆科植物的中藥，如甜瓜蒂、絲瓜子、苦瓜、噴瓜等均含有此類成分，總稱為葫蘆素類。葫蘆素類除有抑制腫瘤的作用外，還有抗菌、消炎、催吐、致瀉等廣泛的生物活性。例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、慢性氣管炎的治療，均取得較好療效。,（二）五環(huán)三萜皂苷,基本母核為五個六元環(huán)（多

14、氫蒎），根據(jù)E環(huán)變化可分為三種類型： 1、β-香樹脂烷型 2、α-香樹脂烷型 3、羽扇豆烷型,1、β-香樹脂烷型（齊墩果烷）,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，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(shí)也在C4位，C3常有羥基，C12、C13位往往有不飽和雙鍵的存在。,H,,,齊墩果酸具有抗炎、鎮(zhèn)靜、防腫瘤等作用，是治療急

15、性黃膽性肝炎和慢性遷延性肝炎的有效藥物。,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(shí)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。,油橄欖,女貞子,刺五加,,刺五加是我國自古以來一種名貴的中草藥，經(jīng)常飲用，使人增加體力，增加智力“寧得一把五加，不要

16、金玉滿車”，這是人們對刺五加作用的最佳評價(jià)。,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的甘草次酸才有此活性，18αH者無此活性。,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，減輕過敏性休克的癥狀?？梢越档透哐獕翰∪说难迥戠薮?。,甘草次酸具有抗菌、抗腫瘤及腎上腺皮質(zhì)激素樣作用，可制成抗炎抗過敏制劑，用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、氣喘

17、、過敏性及職業(yè)性皮炎、眼耳鼻喉科炎癥及潰瘍等。,甘草,柴胡皂苷有明顯的抗炎作用，并能減低血漿中膽固醇和甘油三酯的水平。,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(shí)中均有存在。具有鎮(zhèn)靜、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗?jié)儭⒔?/p>

18、低血糖等多種生物學(xué)效應(yīng)。,車前草：清熱利尿，祛痰，涼血，解毒。,近年來發(fā)現(xiàn)熊果酸具有抗致癌、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。,研發(fā)進(jìn)展,中藥地榆具有涼血止血的功效，其中含有地榆皂苷B,E，是烏蘇酸的苷。,地 榆,,3、羽扇

19、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。,,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。,具有消炎、抗病毒、抗腫瘤、抑制頭發(fā)纖維中蛋白質(zhì)溶解、改善受損頭發(fā)光澤、促進(jìn)頭發(fā)生長等活性,羽扇豆,天門冬,不符合甾體皂苷元結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的是A．含A、B、C、D、

20、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(diǎn)的是A．C10β-CH3B．C13β-CH3C．C14α-CH3D．C20α-CH3E．C25β-CH3,,,下列成分的水溶液振搖后能產(chǎn)生大量持久性泡沫，并不因加熱而消失的是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

21、脂烷結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的是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,,,下列皂苷中具有甜味的是A．人參皂苷B．甘草皂苷C．柴胡皂苷D．知母皂苷E．桔梗皂苷按皂苷元的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以將皂苷分成____和____兩大類，它們的苷元含碳原子數(shù)分別是____個和____個。,,第二節(jié) 皂苷的理化性質(zhì),一、物理性狀

22、 分子量大，多為白色，乳白色無定形粉末；無明顯的熔點(diǎn)；具有苦而辛辣味；強(qiáng)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）。,2、在含水的正丁醇或戊醇中溶解度較大,因此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(qiáng)。5、具有助溶性。,★三、起泡性,1、具有表面活性劑的作用，能降低

23、水溶液的表面張力。（清潔劑，乳化劑）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、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)；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；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。用此現(xiàn)象可以區(qū)別甾體皂苷與三萜皂苷。,發(fā)泡試驗(yàn)

24、 兩支試管，一個加酸一個加堿，若兩管泡沫高度相同，則為酸性皂苷即三萜皂苷；若堿管高過酸管則為中性皂苷即為甾體皂苷。,含甾體皂苷水溶液，分別加入酸管（加鹽酸）堿管（加氫氧化鈉）后振搖，結(jié)果是A．兩管泡沫高度相同B．酸管泡沫高于堿管幾倍C．堿管泡沫高于酸管幾倍D．兩管均無泡沫E．酸管有泡沫，堿管無泡沫含三萜皂苷水溶液，分別加入酸管（加鹽酸）堿管（加氫氧化鈉）后振搖，結(jié)果是A．兩管泡沫高度相同B．酸管泡沫高于堿管幾倍

25、C．堿管泡沫高于酸管幾倍D．兩管均無泡沫E．酸管有泡沫，堿管無泡沫,,,★四、溶血性,皂苷有使紅細(xì)胞破裂的作用，稱溶血性。皂苷在高等動物的消化道中不被吸收，故口服無溶血毒性。注射劑？ 皂苷的溶血作用是由于其可與膽甾醇生成不溶于水的復(fù)合物，生成沉淀，破壞了血紅細(xì)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。一般單皂苷溶血作用明顯，雙皂苷包括中性皂苷溶血作用較弱，酸性皂苷中等程度的溶血作用，皂苷元無溶血作

26、用 。,五、皂苷的水解,回顧前面苷類所學(xué)的苷鍵的水解皂苷可以被酶、 或    水解，隨水解條件不同，產(chǎn)物可以是次皂苷、皂苷元和      。原始皂苷元——————溫和的水解方法 酶解法；氧化講解法；土壤微生物培養(yǎng)法等,苷鍵具有縮醛結(jié)構(gòu)，在稀酸或酶的作用下，苷鍵可發(fā)生斷裂，水解成為苷元和糖。通過苷鍵的裂解反應(yīng)將有助于了解苷元的結(jié)構(gòu)