三萜及其苷类

第第十十章章 三三萜萜及及其其苷苷类类 目的要求 1. 掌握三萜及其苷类的结构类型、性质、检识反应和提取分离方法； 2. 了解三萜类化合物的化学反应和波谱特征提要； 3. 了解结构测定方法，熟悉三萜极其苷类的生物活性； 第第一一节节概概述述 一、概述 三萜同前面讲的单、二萜一样是由 MVA 衍生而来，由 30 个碳原子组成,根 据“异戊二烯规则”，多数三萜类化合物是由 6 个异戊二烯缩合而成的，他们有的 游离存在于植物体，有的则与糖结合成苷的形式存在， 三萜与糖结合成的苷叫三 萜皂苷，皂苷可溶于水，其水溶液振摇后可产生胶体溶液，并且有持久性肥皂水 溶液样的泡沫故名三萜皂苷。 经典的皂苷从化学角度讲是一类由螺甾烷与其生源相似的甾类化合物衍生 的低聚糖苷以及三萜化合物的低聚糖苷。 二 、研究概况 三萜及其苷类，作为一类天然产物，100 多年前就已为人们所认识，但因其 结构复杂，分离、精制及结构鉴定都很困难，发展比较缓慢近年来，由于分离纯 化及结构测定方法的进展，使一些复杂三萜类的分离、 结构鉴定能较为顺利的进 行，发现了不少新的化合物，同时又由于三萜类的生理生化活性的多样性，如人 参皂苷能促进 RNA 蛋白质的生物合成，调节机体代谢，增强免疫功能。柴胡皂 苷有抑制中枢神经系统和明显的抗炎作用， 并能减低血浆中胆固醇和甘油三酯的 水平。七叶皂苷有明显的抗渗出，抗炎，抗淤血作用，能恢复毛细血管正常渗透 性，提高毛细血管张力，控制炎症，改善循环，对脑外伤及心血管病有较好的治 疗作用 三、分布 三萜及其苷类，广泛分布与植物界，单子叶，双子叶植物中均有分布，尤以 薯蓣科，百合科，石竹科，五加科，豆科，七叶树科，远志科，桔梗科，玄参科 等植物中分布最普遍，含量也较高，许多常见的中药如人参，甘草，柴胡，黄芪， 桔梗，川楝皮，泽泻，穿山龙，山药等中均含皂苷。从真菌灵芝中也曾分离出许 多的三萜成分， 有些动物体中也有三萜类化合物， 如从羊毛脂中分离出羊毛脂醇， 从鲨肝脏中分离出鲨烯，另外海洋生物如海参，海星，软珊瑚中也分离出各种类 型的三萜化合物。 四、三萜皂苷的化学构成方式 三萜皂苷由三萜皂苷元和糖或糖的衍生物组成， 常见的三萜皂苷元有五环三 萜和四环三萜。 1. 糖组成皂苷常见的糖有葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖。糖 的衍生物有糖醛酸（如葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸） 、乙酰基和乙酰氨基糖等。糖 链中所含糖的个数从 1-10 个。也可能与其他有机酸结合成苷。如桂皮酸、阿魏 酸。 2. 成苷方式这些糖和糖醛酸先结合成低聚糖，再和皂苷元分子中-OH（或 -COOH）缩合成的皂苷称为单糖链皂苷；由两个糖链分别和皂苷元分子中二个 不同位置的-OH（或一个-OH，一个-COOH）缩合成的皂苷称为双糖链皂苷。近 年来也发现有三糖链皂苷存在。 三萜皂苷的结构中也可能有其他基团， 如磺酰基， 氨基。 三萜皂苷中的糖基大多数是和皂苷元中 C3-OH 相连， 但少数情况 C3-OH 游 离，糖基和其他位置羟基相连，即 C23，C29，或 C21-OH 都可能与糖结合成苷。 有时糖和皂苷元中-COOH 相连形成酯苷键， 这种带有酯苷键的皂苷称为酯皂苷。 酯皂苷易酶解断裂。酸水解，碱水解都可使皂苷转变为次级苷，这些次级苷称为 次皂苷。 由于三萜皂苷具有多种生物活性，显示出广泛的应用前景， 所以皂苷类化合 物已成为天然药物研究中的一个重要领域。如 19631970 年 8 年间报道的游离 三萜为 232 个，19901994 年 5 年间发现的新三萜类化合物约为 330 个，许多 为新的骨架类型，19661972 年 7 年间仅有 30 个皂苷的结构被鉴定，而 1987 年1989 年 2 年半中就有 1000 多个新皂苷类化合物被分离鉴定。 第第二二节节 三三萜萜化化合合物物的的生生物物合合成成 生源 三萜化合物是由鲨烯通过不同方式环合形成的， 而年鲨烯则是由倍半 萜金合欢醇的焦磷酸酯尾尾缩合生成。 O OP P 焦磷酸金合欢酯焦磷酸金合欢酯 O OP P 焦磷酸金合欢酯焦磷酸金合欢酯 三萜类化合物结构类型 鲨烯鲨烯 三萜类化合物结构类型很多， 已发现达 30 多种， 仅少数是无环三萜 （鲨烯） ， 二环三萜（榔色酸） ，三环三萜（龙涎香醇） ，主要是四环三萜和五环三萜。 第第三三节节四四环环三三萜萜的的结结构构类类型型 具有环戊骈多氢菲的四环甾核，C17 位上连有 8 个碳的侧链，结构与甾醇很 相似，在甾核 4，4，14 位上比甾醇多三个甲基，也有认为是植物甾醇的三甲基 衍生物，包括 1、达玛烷型 Dammaranes 2、羊毛脂烷型 Lanostanes 3、甘遂烷型 Tirucallanes 4、环阿屯烷型 Cycloartanes 5、葫芦烷型 （Cucurbitanes） 6、楝烷型（Meliacanes） C17 位上连有 8 个碳的侧链，结构与甾醇很相似，在甾核 4，4，14 位上比 甾醇多三个甲基。 一.达玛甾烷型 结构特点C8 位有角甲基β型，C13β-H，C10-β-CH3，C14α-CH3，C17β 侧链，C2 0 构型为 R 或 S。 2928 2 3 1 4 5 19 11 9 10 18 12 13 21 22 20 17 14 30 7 16 15 23 27 24 25 26 H H H H 6 8 H H DammaranesDammaranes 五加科植物人参（Panax ginseng）为名贵的滋补强壮药，国内外对人参属的 植物研究十分活跃。人参的主根，侧根，茎叶均含多种人参皂苷，主要分为三种 类型，其中两种是四环三萜类的达玛烷型（A，B 型） ，另一种是五环三萜含量 较少（C 型） 。 A 型皂苷元为 20（S）-原人参二醇系 20（S）Ra1，Ra2，Rb1，Rb2，Rc。 Rg1 为 20（R）构型。 B 型皂苷元为 20（S）-原人参三醇系 20（S）Re，Rf 这两类皂苷元，用缓和条件水解，如 50稀醋酸 70℃加热 4 小时， 20 位苷 键能断裂生成次级苷，较难溶于水，进一步再水解，则使 3 位苷键水解。若用盐 酸溶液加热煮沸水解，水解产物中得不到原生的皂苷元。这是由于在盐酸液中 20（S）-原人参二醇或 20（S）原人参三醇， 20 位上甲基和羟基发生差向异构 化，由 S 型变为 R 型，然后再环合生成人参二醇或人参三醇，具有三甲基四氢 派喃环的侧链。 因此要得到原来的皂苷元，须用缓和的方法进行水解，例先用过碘酸钠氧 化， 水解后再用四氢硼钠还原或在室温下用盐酸水解， 再加入消除试剂叔丁醇钠。 由达玛甾烷衍生的人参皂苷，生物活性有显著的差异。如由 20（S）-原人 参三醇系衍生的皂苷有溶血作用，而由 20（S）-原人参二醇衍生的皂苷有对抗 溶血的作用，因此人参皂苷不能出现溶血的现象。人参皂苷 Rg1 有轻度神经兴 奋作用及抗疲劳作用，人参皂苷 Rb1 则有中枢神经抑制作用和安定作用。人参 皂苷 Rb1 还有增强核糖核酸聚合酶的活性，而人参皂苷 Rc 则有抑制核糖核酸聚 合酶的活性。 鼠李科