1、沈陽藥科大學天然藥物化學課件第七章三萜及其苷類Chemistry of Natural Products第七章 三萜及其苷類 （Triterpenoids）2基本內容 四環三萜及五環三萜類化合物，如羊毛甾烷型、達 瑪烷型、齊墩果烷型、烏蘇烷型的基本骨架特征。 三萜類皂苷的提取分離方法，分配色譜，如各種 中低壓反相柱色譜、高壓液相色譜（HPLC）等。 三萜皂苷類結構研究中的苷鍵裂解，三萜類化合物 的MS及NMR譜的特征。3基本要求掌握 四環三萜和五環三萜的結構特征，分類；三萜 類化合物MS及NMR譜的特征熟悉 三萜類化合物的提取分離方法。 4內 容第一節 概念 分類第二節 理化性質第三節 提取分

2、離方法第四節 結構研究方法第五節5第一節 概述定義：由6個異戊二烯單位組成的 30個碳原子的萜類化合物。可以以游離狀態或苷的形式存在，其苷類化合物多數可溶于水，水溶液振搖后產生似肥皂水溶液樣泡沫，故被稱為三萜皂苷（triterpenoid saponins）。2.生物活性：三萜及其皂苷廣泛分布于自然界，具有廣泛的生物活性，如溶血、抗癌、抗炎、抗菌、殺軟體動物、抗生育等活性。6齊墩果酸治療肝炎。甘草次酸琥珀酸半酯的鈉鹽抗潰瘍藥。具有羧基的三萜和三萜皂苷化合物多具有抗腫瘤活性 第一節 概述如：齊墩果酸甘草次酸 皂苷具有表面活性劑的作用穩定劑、洗滌劑和起 泡劑。7 3、三萜類化合物的生物合成 三萜是

3、由鯊烯（squalene）經過不同的途徑環合而成，鯊烯是由倍半萜金合歡醇（farnesol）的焦磷酸酯尾尾縮合而成。 第一節 概述89 第一節 概述 多數三萜為四環三萜和五環三萜，也有少數為鏈狀、單環、雙環和三環三萜。近幾十年還發現了許多由于氧化、環裂解、甲基轉位、重排及降解等而產生的新骨架類型的三萜類化合物。 10內 容第一節 概述 分類第二節 理化性質第三節 提取分離方法第四節 結構研究方法第五節11第二節 分類四環和五環三萜三萜無環三萜單環三萜雙環和三環三萜12四環三萜達瑪烷型（dammarane ） 羊毛脂烷型（Lanostane）環阿屯烷（cycloartane）甘遂烷（tiruca

4、llane）葫蘆烷（cucurbitane）楝烷型（meliacane）13a、達瑪烷型（dammarane ） 結構特點: 環互為反式稠合， 8、10位為-CH3，13位-H，17位-側鏈，C-20構型R或S，3位多有羥基，或糖苷化。dammarane第二節 分類1) 四環三萜14 如：五加科植物人參中的皂苷第二節 分類1) 四環三萜a、達瑪烷型（dammarane ）原人參二醇型15 五加科植物人參中的皂苷第二節 分類原人參三醇型16神農本草經列為上品，主補五臟，安精神，定魂魄，止驚悸，明目，開心益智，久服有輕身延年之功效。17 人參皂苷，用緩和條件水解, 如50%HOAc于70加熱4小時

5、，20位苷鍵能斷裂，進一步再水解，可使3位苷鍵裂解。 采用HCl溶液水解，水解產物中得不到原生的皂苷元。結構發生改變，即20（S）-原人參二醇或20（S）-原人參三醇的20位上甲基和羥基發生差向異構化，轉變為20（R）-原人參二醇或20（R）-原人參三醇，然后環合生成人參二醇（panaxadiol）或人參三醇（panaxatriol） 第二節 分類人參皂苷的水解：1819 獲得原人參皂苷元，須采用緩和酸水解法。人參皂苷 過碘酸鈉氧化 水解四氫硼鈉還原 室溫下用2N H2SO4水解；人參皂苷 室溫 HCl水解 叔丁醇鈉 消除第二節 分類獲得次生人參皂苷元氧化堿解法：在通氧高溫條件下，以醇鈉進行堿

6、解反應，可以高收率得到原人參皂苷元。20 IO4- BH4- H+ HCl t -BuO- H+20(S)原人參二醇20(R)次皂苷20(S)20(R)人參二醇第二節 分類21b.羊毛脂烷（Lanostane ） A/B、B/C、C/D環均為反式， 10、13 位 -CH3,14位-CH3, C-20為R構型第二節 分類lanostane22 存在于海洋生物如海參、海星等分離得到的毒魚成分，從名貴藥材靈芝當中分離得到100余個。ganoderic acid C lucidenic acid A第二節 分類23野生無柄赤芝野生平蓋靈芝野生云芝野生紫芝靈芝24c.甘遂烷（tirucallane）

7、A/B、B/C、C/D環均為反式，13 -CH3 、14位-CH3，C-20為-側鏈（20S）。 tirucallane第二節 分類25從藤桔屬植物 Paramignya monophylla 分得的成分如下：第二節 分類26d 環阿屯烷（環阿爾廷，cycloartane） 基本骨架與羊毛脂烷相似，差別：環阿屯烷19位甲基與9位脫氫形成三元環。cycloartane第二節 分類27從中藥黃芪當中分離得到的四環三萜多為環阿屯烷型 R1 R2 R3cycloastragenol H H Hastragaloside I xyl(2,3-diAc) glc Hastragaloside V glc-

8、xyl H glc第二節 分類黃芪（Astragalus membranaceus）補氣諸藥之最 28e、葫蘆烷（cucurbitane ） 特點：5-H、8-H、10-H,9位連有-CH3,其余與羊毛甾烷一樣。 第二節 分類cucurbitane 29從雪膽屬植物的根中分離得到的一些成分雪膽甲素 R=Ac雪膽乙素 R=H第二節 分類雪膽曲蓮中華雪膽大籽雪膽30f、楝烷型（meliacane） 如：蕓香目植物中的楝苦素類成分14 -H ， 13 CH3，17- 側鏈，其余同達瑪烷型第二節 分類meliacane 31dammaranetirucallanelanostanecycloartan

9、ecucurbitane32五環三萜齊墩果烷型（oleanane） 烏蘇烷（ursane）木栓烷（friedelane）羽扇豆烷（lupane）33 a、齊墩果烷（oleanane ）型，又稱-香樹脂烷（-amyrane）型 oleanane甘草次酸10232425262729302324第二節 分類2)、五環三萜(pentacyclic triterpenoids)34A/B、B/C、C/D環為反式，D/E環為順式。C-3常有-OH取代；C-28-CH3易被氧化成酸或CH2OH第二節 分類35 齊墩果酸（ oleanoic acid)臨床用于治療肝炎第二節 分類R甘草次酸H甘草酸-D-glu

10、A 2 - D-gluA-烏拉爾甘草皂苷A-D-gluA 2 - D-gluA-烏拉爾甘草皂苷B-D-gluA 3 - D-gluA-黃甘草皂苷-D-gluA 4 - D-gluA-36b 烏蘇烷（ursane ）型，又稱-香樹脂烷（- amyrane）型 烏蘇烷 烏蘇酸（ursanoic acid) 具有抗菌活性第二節 分類37與齊墩果烷的區別：29-CH3 由變成且連在19位。第二節 分類積雪草酸 R1=H，R2=H羥基積雪草酸 R1=OH，R2=H 積雪草苷 R1=H，R2=glc-glc-rha羥基積雪草苷 R1=OH，R2=glc-glc-rha積雪草（Centella asiati

11、ca）38c.羽扇豆烷（lupane ） lupaneE環為5元環；C-19位為-構型異丙基。所有環/環之間均為反式。第二節 分類39如：第二節 分類白樺酸(betulinic acid )白樺醇(betulin)酸棗仁（Semen Ziziphi Spinosae）40 d、木栓烷（friedelane） 木栓烷（ friedelane）第二節 分類41 雷公藤酮（triptergone） 3-hydroxy-25-nor-friedel-3,1(10)-dien-2-one-30-oic acid （25位去甲基的木栓烷型衍生物）第二節 分類42e、hopane與isohopaneHopa

12、ne R= b-H a-CH(CH3)2isohopane R= aHb-CH(CH3)2第二節 分類43內 容第一節 概念 分類第二節 理化性質第三節 提取分離方法第四節 結構研究方法第五節44第三節 理化性質一 一般性質 1、苷元多有較好結晶，易溶于石油醚、（Et）2O、CHCl3等有機溶劑。 2、皂苷多為無定形粉末，易溶于稀醇、熱MeOH和熱EtOH，可溶于水，含水丁醇或戊醇對皂苷的溶解度較好，因此是提取和純化皂苷時常采用的溶劑。 3、皂苷多具有苦、辛辣味，對人體粘膜有強烈刺激性。 45二 顯色反應 三萜化合物在無水條件下，與強酸（硫酸、磷酸、高氯酸）、中等強酸（三氯乙酸）或Lewis

13、酸（氯化鋅、三氯化鋁、三氯化銻）作用，會產生顏色變化或熒光。 原因：主要是使羥基脫水，增加雙鍵結構，再經雙鍵移位、雙分子縮合等反應生成共軛雙烯系統，又在酸作用下形成陽碳離子而呈色。第三節 理化性質46二 顯色反應1、醋酐-濃硫酸反應（Liebermann-Burchard) 樣品/醋酐濃H2SO4黃 紅 紫 藍 褪色 2、五氯化銻反應樣品/CHCl3 or 醇20%五氯化銻Or三氯化銻/ CHCl3 60-70藍色灰藍灰紫第三節 理化性質47二 顯色反應 3、三氯醋酸反應（Rosen-Heimer）TLCPC25%三氯醋酸/EtOH紅 紫4、氯仿-濃硫酸反應（Salkowski ）樣品/CHC

14、l3 濃H2SO4CHCl3層（紅、藍色或綠色熒光）第三節 理化性質485、冰醋酸乙酰氯反應（Tschugaeff ）：樣品/冰醋酸 淡紅色或紫紅色。 乙酰氯及氯化鋅具有三萜母核的化合物均可反應。第三節 理化性質二 顯色反應三 表面活性 皂苷水溶液經強烈振搖能產生持久性的泡沫，因其具有降低水溶液表面張力的緣故。故皂苷可作為清潔劑、乳化劑。 49泡沫實驗：區別蛋白和皂苷泡沫持久（15分以上）：皂苷 泡沫不持久，很快消失：蛋白質、粘液質第三節 理化性質50四 溶血作用 皂苷能溶血，是因為多數皂苷能與膽甾醇（cholesterol，或谷甾醇, 豆甾醇, 麥角甾醇等)結合生成不溶性的分子復合物。其溶血

15、作用的有無、強弱與結構有關。第三節 理化性質 如：達瑪烷衍生的人參皂苷，20（S）-原人參三醇衍生的皂苷有溶血性質，而20（S）-原人參二醇衍生的皂苷則能對抗溶血作用，因此人參總皂苷不表現出溶血現象。 51溶血與結構的關系：1）. A環上有極性基團，而在D環或E環上有一中等極性基團的三萜皂苷，一般有溶血作用。2）.苷元3位有-OH，16位有-OH或=O時，溶血指數最高，3）若D環或E環有極性基團，而28位連有糖鏈，或具有一定數量的羥基取代，則可導致溶血作用消失。 第三節 理化性質52五 沉淀反應 酸性皂苷（通常指三萜皂苷）/水溶液+ 中性鹽類（硫酸銨或醋酸鉛） 生成沉淀。 中性皂苷（通常指甾體

16、皂苷） /水溶液+堿性鹽類（堿式醋酸鉛或氫氧化鋇等） 沉淀。 利用這一性質可進行皂苷的提取和初步分離。 皂苷/水溶液 + 鉛鹽、鋇鹽、銅鹽-沉淀。第三節 理化性質53內 容第一節 概念 分類第二節 理化性質第三節 提取分離方法第四節 結構研究方法第五節54第四節 提取與分離一 提取：1. 三萜苷元類化合物的提取： 多采用極性較小的溶劑進行回流提取 2. 三萜皂苷類化合物的提取： 多采用極性較大的溶媒提取，如甲醇、乙醇、含水醇等。55二 分離 總提取物H2O分散后，依次用石油醚、CHCl3、EtOAc、nBuOH 萃取石油醚脫脂層CHCl3三萜類EtOAcnBuOH總皂苷層苷元第四節 提取分離方

17、法水層大極性苷56二 分離2. 沉淀法 a. 分段沉淀法 利用皂苷難溶于乙醚、丙酮等溶劑而分離 皂苷/醇乙醚 or 丙酮 沉淀 b.皂苷/水溶液 + 鉛鹽、鋇鹽、銅鹽-沉淀。第四節 提取分離方法57第四節 提取分離方法3. 大孔樹脂分離法 醇提取液減壓回收醇后，通過大孔吸附樹脂，先用少量水洗去糖和其它水溶性成分，后改用30%80%甲醇或乙醇梯度洗脫，獲得極性不同的皂苷。584. 色譜法吸附色譜：固定相為中性氧化鋁、硅膠，洗脫劑為有機溶媒（極性較小、或中等極性皂苷）分配色譜：如反相HPLC、MPLC、ODS、紙色譜（極性較大皂苷）、DCCC、HSCCC。第四節 提取分離方法硅膠柱色譜：CHCl3

18、-MeOH-H2O反相色譜 (Rp-18, 8, 2)： MeOH-H2O, CH3CN- H2O 59內 容第一節 概念 分類第二節 理化性質第三節 提取分離方法第四節 結構研究方法第五節60第五節 結構研究法 三萜及其皂苷的結構測定主要依照生源關系并采用化學和波譜等方法。 1. UV 法： 孤立雙鍵：205250nm 同環共軛雙鍵：285nm 異環共軛雙鍵：240、250、260nm ，-不飽和羰基：235nm 61UV 法：能判斷11-oxo、12-齊墩果烷型化合物C18-H的構型： C18-H：構型：242243nm， 構型：248249nm。第五節 結構研究方法622. 紅外光譜(I

19、R)： 根據12451330cm-1、13551392cm-1兩個區域中碳氫吸收峰的數目，可以區分三萜骨架結構類型。 A (13551392cm-1) B(12451330cm-1) 齊墩果烷型 2個峰 3個峰 烏蘇烷型 3個峰 3個峰 四環三萜類 1個峰 1個峰第五節 結構研究方法633. 質譜 （ MS ）五環三萜裂解化合物質譜裂解的共同規律有環內雙鍵，較特征的RDA裂解無環內雙鍵，常從C環裂解為兩個碎片；有時可同時產生RDA和C環裂解；第五節 結構研究方法64第五節 結構研究方法有環內雙鍵，較特征的RDA裂解653. 質譜 （ MS ）第五節 結構研究方法無環內雙鍵，常從C環裂解為兩個碎

20、片；664. 核磁共振（NMR) 1H-NMR：提供的信息 甲基質子 連氧的碳上質子 烯氫質子 糖的端基質子信號 第五節 結構研究方法4. 核磁共振（NMR) 674. 核磁共振（NMR) H-NMR：最大特征：高場出現多個甲基單峰一般甲基質子信號在 0.6251.50間。 最高場甲基（26-CH3） 0.775（28-CH2OH、CH3或內酯） 最低場甲基 1.131.15（27-CH3）其它小于1.0 1.0（27-含氧基團）第五節 結構研究方法68齊墩果烷型29、30位甲基以單峰出現， ：0.81.0 烏蘇烷型29、30位甲基以雙峰出現 ：0.81.0 J6Hz30293029第五節 結

21、構研究方法69 羽扇豆烷型三萜的30-CH3 ,因與雙鍵相連， 在 1.631.80間，具有烯丙偶合。 30第五節 結構研究方法70連OH的碳上質子信號一般出現在 3.24 ，連OAc的碳上的質子信號一般為 45.5 烯氫信號的化學位移值一般為 4.36 環內雙鍵質子的一般大于5，環外雙鍵質子的一般小于5。第五節 結構研究方法71 13C-NMR -CH3 -C-O- 6090 烯碳: 109160 羰基碳: 170220第五節 結構研究方法4. 核磁共振（NMR) 7290CH135CHCH3 CH22001501005073 類 型 化 合 物烯碳的化學位移齊墩果烷型齊墩果酸甲酯 C12

22、122.1 C13 143.4 烏索烷型 烏索酸甲酯 C12 122.5 C13 138.0羽扇豆烷型白樺脂酸甲酯 C20 150.1 C29 109.3C30 19.04. 核磁共振（NMR) 13C-NMR 1). 根據烯碳的化學位移可推知五環三萜的類型第五節 結構研究方法74第五節 結構研究方法齊墩果烷型75第五節 結構研究方法羽扇豆烷型764. 核磁共振（NMR) 13C-NMR 2).苷化位置的確定C3苷化810C2, 4（ ）稍向高場C28羧基成酯苷，羰基碳向 高場 2。C1 95 96第五節 結構研究方法77苷化位移： 苷元: C3-O-sugar, C3 +810 糖: 端基碳

23、 +7 其上OH與其它糖連接成苷的碳 +38 酯苷: -COO-sugar -2 ；糖端基碳 95 叔醇: 苷元 -C +10; 糖端基碳 100第五節 結構研究方法78例1： 化合物A，白色粉末(甲醇)，mp.250252；Molish反應和Liebermann-Burchard反應均為陽性。完全酸水解，薄層檢測，苷元為齊墩果酸，PC檢測出葡萄糖醛酸和葡萄糖，用10的KOHMeOH堿水解后， PC檢測出葡萄糖。該化合物的碳譜數據如下：第五節 結構研究方法79苷元部分的碳譜數據No.齊墩果酸 ANo. 齊墩果酸A138.339.31123.624.0228.026.512123.0124.0378.191.113144.3145.0439.740.51442.343.0555.956.51528.428.8618.719.11623.924.4733.333.71747.248.2840.140.71841.942.3948.248.51946.447.01037.137.82030.931.6第五節 結構研究方法80苷元部分的碳譜數據 糖部分的碳譜數據No.齊墩果酸A2134.2