第十章-三萜及其苷类课件.ppt

1、第七章第七章 本 章 内 容一、概述二、分类三、理化性质四、提取分离五、结构测定一、概述定义 三萜（triterpenoids）是由6个异戊二烯单位、30个碳原子组成。三萜皂苷(triterpenoid saponins)是由三萜皂苷元(triterpene sapogenins)和糖、糖醛酸等组成。由于该类化合物多数可溶于水，水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫，故此称为皂苷皂苷。结构中多具羧基，所以又称之为酸性皂苷酸性皂苷。一、概述分布三萜及其苷类广泛存在于自然界，菌类、蕨类、单子叶、双子叶植物、动物及海洋生物中均有分布，尤以双子叶植物中分布最多。三萜主要来源于菊科、豆科、大戟科、楝科、卫茅

2、科、茜草科、橄榄科、唇形科等植物。三萜皂苷在豆科、五加科、葫芦科、毛茛科、石竹科、伞形科、鼠李科等植物分布较多。一、概述生理活性具溶血、抗癌、抗炎、抗菌、抗生育等活性。齐墩果酸临床用于治疗肝炎人参皂苷B2、柴胡皂苷A降低高血脂大豆中的大豆皂苷抑制血清中脂类氧化及过氧化脂质生成并有减肥作用由于皂苷能降低表面张力的活性，可被用来作乳化稳定剂、洗涤剂和起泡剂等。一、概述生物合成三 萜 类 化 合 物，是 由 倍 半 萜 金 合 欢 醇（farnesol）焦磷酸酯尾-尾缩合生成鲨烯。鲨烯（squalene）通过不同方式环合形成三萜类化合物。这样就沟通了三萜与其他萜类之间的生源关系。一、概述生物合成OP

3、OP焦磷酸金合欢酯鲨烯不同方式环合三萜化合物尾-尾缩合(倍半萜)(30个碳)本 章 内 容一、概述二、分类三、理化性质四、提取分离五、结构测定二、分类（四环三萜、五环三萜）四环三萜（tetracyclic triterpenoids）1达玛烷型（达玛烷型（dammarane）2羊毛脂烷型（羊毛脂烷型（lanostane）3甘遂烷型（甘遂烷型（tirucallane）4环阿屯烷型（环阿屯烷型（cycloartane）5葫芦烷型（葫芦烷型（cucurbitane）6楝烷型（楝烷型（meliacane）二、分类 四环三萜（tetracyclic triterpenoids）1达玛烷型（dammara

4、ne）HHHdammarane123456789101112131415161718192021222324252627282930二、分类 四环三萜（tetracyclic triterpenoids）1达玛烷型（dammarane）结构特点：HHHdammarane810131720HH20R or S二、分类 四环三萜（tetracyclic triterpenoids）1达玛烷型（dammarane）属达玛烷型人参皂苷可分为二类：由20(S)原人参二醇(20(S)-protopanaxadiol)衍生的皂苷。Ra,b,c,d等由20(S)原人参三醇(20(S)-protopanaxat

5、riol)衍生的皂苷。Re、Rf结构如下：二、分类 四环三萜（tetracyclic triterpenoids）1达玛烷型（dammarane）属达玛烷型人参皂苷可分为二类：OHOHOHOHOHOHOH20(S)-Protopanaxadiol20（S）-原人参二醇20(S)-Protopanaxatriol20（S）-原人参三醇绞股蓝中达玛烷型三萜及其苷二、分类 四环三萜（tetracyclic triterpenoids）2羊毛脂烷型（lanostane）结构特点：HHH81318lanostane羊毛脂烷型R二、分类 四环三萜（tetracyclic triterpenoids）达玛烷

6、型（dammarane）HHHdammarane810131720HH20R or S来源于桦褐孔菌中的羊毛脂烷型三萜（2010）R2=OH二、分类 四环三萜（tetracyclic triterpenoids）3甘遂烷型（tirucallane）结构特点：13，14-Me构型与羊毛脂烷型相反C-17侧链C-20S构型201314甘遂烷型tirucallane来源于大戟属的甘遂烷型三萜二、分类 四环三萜（tetracyclic triterpenoids）4环阿屯烷型（cycloartane）结构特点：与羊毛脂烷型很相似，仅在于19位甲基与9位脱氢形成三元环三元环20199环阿屯烷型来源于绿升

7、麻中的环阿屯烷型三萜对宫颈癌细胞和小鼠成纤维细胞具有一定的细胞毒作用IC50分别为72.24和55.97 mg/L(2008)二、分类 四环三萜（tetracyclic triterpenoids）5葫芦烷型（cucurbitane）结构特点：C-9位-Me有5-H、8-H、10-H其余与羊毛脂烷型相同HHHH葫芦烷95810来源于罗汉果中的葫芦烷型三萜皂苷其中1为新化合物二、分类 四环三萜（tetracyclic triterpenoids）6楝烷型（meliacane）结构特点：26个碳C-8、C-10角甲基C-13角甲基C-17侧链HHH楝烷1317OOOOOAcOOAcR2MeO2CR

8、12 R1=OH,R2=H1 R1=H,R2=OAc12891011173456712131415161819202122232829301的的X-射线单晶衍射射线单晶衍射3 R=OAc4 R=HAcOOAcMeO2COOOOOH9118R3的的X-射线单晶衍射射线单晶衍射AcOAcOCO2MeOOO5OHOH1198AcOOAcMeO2COOOHOO69118二、分类五环三萜（pentacyclic triterpenoids）1齐墩果烷型（齐墩果烷型（oleanane）2乌苏烷型（乌苏烷型（ursane）3羽扇豆烷型（羽扇豆烷型（lupane）4木栓烷型（木栓烷型（friedelane）二

9、、分类 五环三萜（pentacyclic triterpenoids）1齐墩果烷型（oleanane）又称-香树脂烷型（-amyrane）OHHCOOH齐墩果酸HHHH111齐墩果烷171819202324252627282930齐墩果烷型降三萜的类型齐墩果烷型降三萜的类型-1齐墩果烷型降三萜的类型齐墩果烷型降三萜的类型-2齐墩果烷型降三萜的类型齐墩果烷型降三萜的类型-3二、分类 五环三萜（pentacyclic triterpenoids）2乌苏烷型（ursane）-香树脂烷（-amyrane）型，多为乌苏酸衍生物HHHHHCOOHOH29302930乌苏烷乌苏酸（熊果酸）232425262

10、728来源于积雪草中的一个新的熊果烷型三萜（2011）二、分类 五环三萜（pentacyclic triterpenoids）3羽扇豆烷型（lupane）结构特点：E环为五元碳环，19位有异丙基以-构型HHH192021222930羽扇豆烷RHHOH192021222930羽扇豆醇白桦醇白桦酸CH3CH2OHCOOHR二、分类 五环三萜（pentacyclic triterpenoids）4木栓烷型（friedelane）HHH齐墩果烯HHH232425262728木栓烷本 章 内 容一、概述二、分类三、理化性质四、提取分离五、结构测定三、理化性质 一 般 性 质性 状：苷元多有较好结晶 苷不

11、易结晶，多为无色无定形粉末溶解度：苷元溶石油醚、苯、乙醚、氯仿等有机溶剂 不溶于水 苷易溶于热水、稀醇、热MeOH、EtOH 含水丁醇、戊醇对皂苷的溶解度较好 不溶或难溶乙醚、苯等极性小的有机溶剂三、理化性质 一 般 性 质 味:苦而辛辣，粉末对人体粘膜有强烈刺激性，尤其鼻内粘膜的敏感性最大，吸入鼻内能引起喷嚏。因此，有的皂苷内服，能刺激消化道粘膜，产生反射性粘液腺分泌，而用于祛痰止咳。三、理化性质 颜 色 反 应 由于三萜化合物结构中常有：-OH、=等，因此，在无水条件下，与强酸（硫酸、磷酸、高氯酸）、中等强酸（三氯乙酸）、Lewis酸（氯化锌、三氯化铝、三氯化锑）作用，会产生颜色变化或荧光

12、。主要是使羟基脱水、增加双键结构，再经双主要是使羟基脱水、增加双键结构，再经双键移位、双分子缩合等反应生成共轭双烯系统，键移位、双分子缩合等反应生成共轭双烯系统，又在酸作用下形成阳碳离子盐而呈色。又在酸作用下形成阳碳离子盐而呈色。三、理化性质 颜 色 反 应全饱和的、全饱和的、C-3无羟基或羰基的化合物呈无羟基或羰基的化合物呈阴性反应阴性反应。（作用于母核）三萜H+羟基脱水双键移位双分子缩合等生成共轭阳碳离子盐(呈色)H+双烯系统三、理化性质 颜 色 反 应1醋酐-浓硫酸反应（Liebermann-Burchard反应）2五氯化锑反应（Kahlenberg反应）样品/醋酐浓H2SO4-醋酐黄黄

13、褪褪色色（1:20）红红蓝蓝紫紫样品/氯仿或醇滤纸20%五氯化锑/氯仿三氯化锑饱和氯仿液或喷（均不应含乙醇和水）60-70蓝色、灰蓝色、灰紫色斑点三、理化性质 颜 色 反 应3三氯醋酸反应（Rosen-Heimer反应）4氯仿-浓硫酸反应（Salkowski反应）样品/氯仿浓H2SO4氯仿层红红色色绿绿色色荧荧光光或或蓝蓝色色样品滤纸25%三氯醋酸乙醇液喷100红色渐变紫色红色渐变紫色三、理化性质 颜 色 反 应5冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff反应）凡具有三萜母核结构的化合物，均能产生上述反应。如：三萜苷元、三萜皂苷。样品/冰醋酸乙酰氯数滴氯化锌结晶数粒稍加热淡淡红红色色或或紫紫红红

14、色色三、理化性质 表 面 活 性皂苷水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫持久性的泡沫，且不因加热而消失。这是由于皂苷类成分具有降低水溶液表面张力的缘故。因此，可作为清洁剂、乳化剂应用。表面活性与分子内部亲水性和亲脂性亲水性和亲脂性结构的比例相关，只有当二者比例相当，才能较好地发挥出这种表面活性。若亲水性强于亲脂性或相反，就不呈现这种活性。本 章 内 容一、概述二、分类三、理化性质四、提取分离五、结构测定四、提取分离三萜类成分的提取1用乙醇或甲醇提取。2醇提后用石油醚、氯仿、乙酸乙酯等萃取。3制成衍生物。如甲基化制成甲酯衍生物或制成乙酰衍生物 然后进行分离。4若以皂苷形式存在，可先水解，后用氯仿等

15、溶剂进行萃取，再分离。四、提取分离三萜类成分的分离1沉淀法分段沉淀法（溶剂沉淀法）利用皂苷难溶于乙醚、丙酮等溶剂来分离。皂苷/醇液 +滴加乙醚等 沉淀 优点简便 缺点分离不完全，不易获得纯品。四、提取分离 三萜类成分的分离1沉淀法 重金属盐沉淀法 三萜皂苷/水 +中性盐类 沉淀 甾体皂苷/水 +碱性盐类 沉淀2氧化镁吸附法 可吸附糖、鞣质、色素等杂质。四、提取分离 三萜类成分的分离3透析法 可除去无机盐等杂质。4乙酰化精制法 皂苷的亲水性多数较强且极性大，夹带水溶性杂质亦多。若将水溶性大的粗皂苷制成酰化物后增大其亲脂性，可以溶于低极性溶剂中，无论是脱色、层析、重结晶都比较容易，待纯化后再水解去

16、乙酰基恢复原来皂苷形式。四、提取分离 三萜类成分的分离5色谱法色谱法可得到纯的单体皂苷。吸附剂：中性氧化铝、硅胶（低活度）（分配）洗脱剂：多用混合溶剂 如：CHCl3:MeOH CHCl3:MeOH:H2O=65:35:10下层显色剂：10%H2SO4或特有的显色反应本 章 内 容一、概述二、分类三、理化性质四、提取分离五、结构测定五、结构测定现以齐墩果烷型三萜及其皂苷为例简单介绍：（一）紫外光谱可判断齐墩果烷型化合物结构中的双键类型：一个孤立孤立双键仅在205250nm处有微弱吸收-不饱和不饱和羰基最大吸收在242250nm异环共轭异环共轭双烯最大吸收在240、250、260nm同环共轭同环

17、共轭双烯最大吸收在285nm五、结构测定（三）核磁共振1.1H-NMR 三萜及其苷中的主要信息：甲基质子 连氧碳质子 烯氢质子 糖端基质子OHHOHOH齐墩果酸五、结构测定（三）核磁共振1.1H-NMR在1H-NMR谱的高场出现多个甲基单峰甲基单峰是三萜类化合物的最大特征一般-CH3质子信号 0.625 1.500.18 1.5 出现堆积成山形的亚甲基信号烯氢质子一般为 4.3 6 左右C3-OH中C3上质子 3.2 4 左右五、结构测定（三）核磁共振1.1H-NMR甲基位移值不同与糖上甲基比较：CH329CH330HHOCH3H乌苏烷型0.81.0J=6 Hz均为二重峰1.41.7J=5.5

18、7.0 Hz二重峰6-去氧-5甲基糖五、结构测定（三）核磁共振2.13C-NMR一般C的位移值 C=CC=O）角甲基 8.9 33.7五、结构测定（三）核磁共振2.13C-NMR双键位置及结构母核的确定根据碳谱中苷元的烯碳的个数和化学位移值不同，可推测一些三萜的双键位置。如：齐墩果烯类化合物的烯碳位移情况Phytochemistry,1994,37(6):1517-1575五、结构测定（三）核磁共振2.13C-NMROHOHO齐墩果烯122124143144C13:C12:1211-oxo,齐墩果烯12128129155167C13:C12:C11:199200向低场位移五、结构测定（三）核磁

19、共振2.13C-NMROHRHHOH齐墩果烯122124143144C13:C12:122930乌苏烯19202122293012124125139140C13:C12:150109C29:C20:20(29)羽扇豆烯五、结构测定（三）核磁共振2.13C-NMR苷化位置的确定OO234OCOO+810C3苷化糖之间连接+38C28-COOH 成酯苷苷化位移向高场羰基碳位移约-2ppm9596C2,C4稍向高场稍向高场稍向低场位置的苷化五、结构测定（三）核磁共振2.13C-NMR羟基取代位置及取向的确定羟基取代可引起-碳向低场移、-碳向低场位移、-碳则向高场位移345CH2OH68处低场低场移约

20、高场移约-4高场移约-2.4五、结构测定结构测定实例例1.从Panax ginserg C.A.Meyer的根中分得一化合物A。白色结晶，mp=198200；元素分析含C、H、O；Liebermann-Burchard反应（+）；Molish反应（+）；FD-MS：1101（基峰）(M+Na)+五、结构测定 结构测定实例5%HCl全水解，TLC检查苷元为Panaxadiol，糖Glu、Ara，双波长扫描法检出Glu:Ara=3:1，用50%HAc部分水解，用n-BuOH萃取，剩余液继用 HCl水解，检出Glu:Ara(1:1)。结晶A全乙酰化物的1H-N M R 在 p p m 2.0 2.1

21、 4（4 2 H，S，14OCOCH3），其EI-MS出现下列Glu和Ara糖的碎片及苷元连糖的碎片离子：五、结构测定 结构测定实例OAcOAcOOOHOAcOAcOOAcOAcOAcOOHOAcOAcOAc+.+IIIIII结晶A13C-NMR(在氘代吡啶中全去偶谱)C1-C30各碳的化学位移以及苷元各碳的化学位移值如下表。C苷 元结 晶AC苷 元结 晶A139.539.01626.826.6228.226.61754.751.6377.989.01816.216.2439.539.61915.815.9556.356.32072.983.1618.718.32126.922.2735.23

22、5.12235.836.0840.039.92322.923.1950.450.124126.2125.91037.336.825130.6130.91132.030.72625.825.71270.970.22717.617.81348.549.52828.628.01451.651.42916.416.51531.830.83017.017.3五、结构测定 结构测定实例试推断其结构。解：LiebermannBurchard反应（+）表明有甾体或三萜母核Molish反应（+）表明分子中含糖FD-MS得分子量M=1078 （基峰-Na=1101-23=1078）五、结构测定 结构测定实例5%H

23、Cl全水解：人参二醇和Glu、Ara （说明原苷元为原人参二醇）双波长扫描Glu:Ara(3:1)50%HAc部分水解（水解C20位）正丁醇萃取后，余液中含C20位糖链，稀HCl水解得：Glu:Ara(1:1)说明C20位的糖种类和数量全乙酰化A的1H-NMR表明有14个乙酰基五、结构测定 结构测定实例从结构III中可知C2连有糖，经可知C3连糖为Glu-Glu (且从13C-NMR也可知C3位、C20苷化位置)根据及13C-NMR光谱可知：C3位糖链连接方式Glu12Glu苷元 C20位糖链连接方式Ara16Glu苷元该化合物结构如下：五、结构测定 结构测定实例OOOOOHOOOO人参皂苷R

24、cOOHOglcglcglcglcOHOHOHOHOHOglcglcOOHOHHOAc人参皂苷Rb120(S)原人参二醇20(R)次皂苷20(S)20(R)人参二醇Smith裂解法裂解法HCl五、结构测定 结构测定实例例2.某化合物A为白色粉末，Liebermann-Burchard反应阳性，Molish反应阳性。其 分 子 式 为C48H76O19。完全酸水解，TLC检出苷元为齐墩果酸，糖部分为葡萄糖醛酸及葡萄糖。用10%KOH-MeOH碱水解后，TLC检出葡萄糖。化合物A的13C-NMR数据如下：ppm。五、结构测定 结构测定实例苷元部分的13C-NMR化学位移(ppm)碳位 齐墩果酸 化

25、合物A 碳位 齐墩果酸 化合物A 1 38.3 39.3 11 23.6 24.0 2 28.0 26.5 12 123.0 124.0 3 78.1 91.1 13 144.3 145.0 4 39.7 40.5 14 42.3 43.0 5 55.9 56.5 15 28.4 28.8 6 18.7 19.1 16 23.9 24.4 7 33.3 33.7 17 47.2 48.2 8 40.1 40.7 18 41.9 42.3 9 48.2 48.5 19 46.4 47.010 37.1 37.8 20 30.9 31.6五、结构测定 结构测定实例糖部分的13C-NMR化学位移碳位

26、 齐墩果酸 化合物A 糖部分 甲基苷-D-glcuA 21 34.2 34.5 C1 105.3 104.3 22 32.7 33.0 80.5 73.8 23 28.3 28.3 78.0 76.0 24 17.2 17.1 73.7 72.3 25 15.7 16.1 77.4 75.6 26 17.7 18.0 172.4 175.0 27 26.3 26.8 -D-glc 28 180.1 178.8 C1 104.5 103.7 29 33.3 33.9 76.5 73.7 30 23.8 24.3 78.4 75.5五、结构测定 结构测定实例糖部分的13C-NMR化学位移 糖部分 -D-glc 72.3 70.3 72.3 70.3 62.9 61.7C1 96.1 74.2 79.2 (1)写出甙元的结构式 71.3 (2)写出该化合物的完整结构式。78.6 62.9五、结构测定 结构测定实例OOOOOOOCOOH