三萜及其苷类

第8章 三萜及其苷类
Triterpenoids and triterpenoid saponins
第一节 概述
1. 定义：三萜是由30个碳原子组成的萜类 化合物，其分子可看作由6个异戊二烯单 位缩合而成。
2. 生源：由鲨烯(squalene, 角鲨烯)经不同途 径环合而成。
甲戊二羟酸(MVA) O P
5. 生物活性
(1) 抗炎活性
商陆、柴胡、桔梗中的皂苷。 齐墩果酸：肝炎
甘珀酸钠：抗溃疡 雷公藤皂苷：类风湿性关节炎、系统性红斑 狼疮、肾炎
(2) 抗肿瘤活性
商陆：商陆皂苷 人参：人参皂苷Rg1 东北雷公藤：黑蔓酮甲、黑蔓酮乙 鸦胆子：鸦胆亭
夏枯草：乌苏酸
多叶唐松草：多叶唐松草皂苷C(foetoside C)
COO
G lc
2
G lc
G luA
O
人参皂苷Ro
s uga r O OH
20
HO H H
+ +
O
sugar
20(S)- 原人参二醇 20(S)- 原人参三醇
OH
20(S)- 人参二醇 20(S)- 人参三醇
O H
+
HCl△水解： 差向异构化 侧链环合
20(R)- 原人参二醇 20(R)- 原人参三醇 20(R)- 人参二醇 20(R)- 人参三醇
太白楤木皂苷VI
太白楤木皂苷VII
-H
-Glc
太白楤木皂苷VIII
-Glc
例2：甘草皂苷
COOH
O COOH H O OH OH COOH O OH OH OH O O
OH OH HO O HO O HO O O HO HO HO O HO
HO HO O O
O O
O
HO M eO
calcigeroside B
三、甘遂烷型(tirucallane type)
21 18 12 11 9 10 20 22 24 25 23 26
H
17 13 14 8 16
27
19 1 2
常见糖醛酸：葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸
多为吡喃型，少数为呋喃型
(2) 连接位置：
C3-OH
C1-OH, C16-OH, C21-OH, C23-OH, C26-OH, C29-OH 酯皂苷(ester saponins)：与羧基成苷
与有机酸成酯
O C O OH C O O (C H 2 ) 3 C H 3 O OH OH OH OH OH O OH O
(7) 多酚类：鹤草酚
(8) 大环内酯：草苔虫内酯 (9) 核苷：阿糖胞苷
(10)其他：薏苡 酯(康莱特注射液)
(3) 抗菌、抗病毒活性 齐墩果酸、常春藤皂苷元：抗真菌 31碳羊毛脂烷型三萜：抑制HIV复制 甘草次酸：抑制疱疹性口腔炎病毒
OH
HO
(4) 降胆固醇作用 甘草酸、柴胡皂苷a、柴胡皂苷d
三糖链皂苷(tridesmosidic saponins)
(4) 糖的构型：
β-苷键
α-苷键
(5) 次级苷：
酶、酸、碱水解
次级苷
次皂苷(prosapogenins)
(6) 皂苷元的结构类型：
30余种
四环三萜和五环三萜 1963—1970年 游离三萜：232个 1990—1994年 330个 1966—1972年 三萜皂苷： 30个 1987—1989年 >1000个
H
17 13 14
H
16
27
19 1 2
18
C
D
15
A
3 4
5
H
30 7
B
H
6
达玛烷
29
28
H
17 20
C
10 8
D
14
H
A
4
B
H
H
结构特点： 1. A/B、B/C、C/D环均为反式稠合 2. C8、 C10有β-CH3， C14有α-CH3 3. C17有β-侧链， C20有R、S两种构型
人参皂苷
3. 取代基： C3、C23位常有羟基， C28、C30位常为羧基或羟 甲基，其他位置可有羟基、酮羰基或羧基取代。双键常在 12(13)位，也有11(12)位及其它位置者
H
COOH
H
COOH
HO
齐墩果酸
HO C H 2O H
常春藤苷元
例1：楤木皂苷
C
O
O R1
R2O
R1 太白楤木皂苷I 太白楤木皂苷II 太白楤木皂苷III 太白楤木皂苷IV 太白楤木皂苷V -Glc -Glc -Glc -Glc -Glc
2. C10、 C13有β-CH3， C14有α-CH3
3. C17有β-侧链， C20为R构型
海参皂苷
HO
O
O OH
海参烷型
N a O 3 SO HO HO HO HO O O O O
棘辐肛参
OH OH O HO O HO O HO HO O O HO O HO
echinoside B
O
O
16位取代海参烷型
HO
O
flindissone
O
四、环阿屯烷型(cycloartane type)
21 18 12 11 9 10 20 22 24 25 23 26
结构特点：
27
H
17 13 14 8 16
19 1 2
C
H
19位甲基与9 位脱氢形成 三元环， 其余与羊毛 脂烷相同
D
15
A
3 4
5
H
30 7
B
H
6
29
suga r O OH OH
OH
50% HOAc 70℃△4h
suga r O suga r O
20(R)- 次皂苷
OH OH
HOAc△水解：
差向异构化
20(R)- 原人参二醇
HO
Smith裂解反应(氧化开裂法)： 获得原生皂苷元
suga r O OH 4 4
HO
OH
①IO ③H
suga r O
R2
4 -GluA—Ara(f) 6 OCH2(CH2)2CH3 4 -GluA—Ara(f) 6 OCH2CH3 6 -GluA—OCH2(CH2)2CH3 6 -GluA—OCH2(CH2)8CH3 6 OCH2CH3 3 -GluA—Glc 4 Ara(f) 2 -GluA—Xyl 3 Glc OCH2CH3 6 2 -GluA—Xyl 3 Glc 6 OCH 2(CH2)2CH3 2 -GluA—Xyl 3 Glc
-Glc -H(20R)
6
G lc
2. B型：由20(S)-原人参三醇衍生的达玛烷型四环三萜皂苷
R2O OH H
12
20
人参皂苷 Re
6
R1 -Rha -Glc
R2 -Glc -H -Rha -H
Rf Rg2
HO OH O OH OH O R1 O
Rh1
-H
-H
3. C型：为齐墩果烷型五环三萜皂苷
(5) 杀软体动物活性
钉螺杀灭剂：Swartzia皂苷
(6) 抗生育作用
Lemmatoxin：杀灭精子
柳叶牛膝总皂苷：中期引产、抗生育作用
(7) 溶血作用
(8) 强壮作用
O
人参皂苷、楤木皂苷
H
(9) 止咳祛痰作用 甘草、桔梗中的皂苷 (10) 抗血栓、降压、减肥等 作用
OH OH OH O O COOH H
4. 分布： 广泛存在于自然界。以双子叶植物中 分布最多。 游离三萜：菊科、豆科、大戟科、楝科、卫茅科、 茜草科、橄榄科、唇形科。 三萜皂苷：豆科、五加科、葫芦科、毛茛科、伞 形科、石竹科、鼠李科、报春花科、七叶树科、 远志科、桔梗科、玄参科。 (常用中药：人参、甘草、柴胡、黄芪、桔梗、 泽泻、川楝皮等。) 真菌(如灵芝)、动物(如鲨鱼肝、羊毛脂)、海洋 生物(如海参、软珊瑚、海绵)
OH O Ac OH OH
O
O
OH
OH
黄芪苷I
黄芪苷VII
OH O OH
黄芪皂苷
H+ 水解
环黄芪醇
黄芪醇
HO OH
OH O OH
酶水解 两相酸水解
HO OH
五、葫芦烷型(cucurbitane type)
21 18 12 11 1 2 10 20 22 24 25 23 26
结构特点：
1. A/B反式、B/C顺式、
O
罗汉果甜素Ⅴ
六、其他四环三萜类型
楝烷型、原萜烷型、5 α-大戟烷型等
第三节 五环三萜 pentacyclic triterpenoids
齐墩果烷型、乌苏烷型、羽扇豆烷型、 木栓烷型、何伯烷型、异何伯烷型、蒲
公英甾烷型、锯齿石松烷型等15种以上
★一、齐墩果烷型(oleanane type)
β-香树脂烷型 (β-amyrane)
OP
焦磷酸异戊烯酯(IPP)
焦磷酸二甲基烯丙酯(DAPP)
焦磷酸香叶酯(GPP) 焦磷酸金合欢酯(FPP)
×2(尾尾缩合)
鲨烯
环合
三萜
3. 皂苷：三萜多与糖结合成苷的形式而存在于
植物体内，其所形成的苷称作三萜皂苷。大多 可溶于水，振摇后生成胶体溶液，并有持久性 似肥皂水溶液样泡沫。 三萜皂苷中多具有羧基，又称作酸性皂苷。
27
H
17 13 14 8 30 16
C
9
C/D环反式稠合 2. C9、 C13有β-CH3， C14有α-CH3；5 β-H,
H
H
D
15
A
3 4
19
5
B
H
6
7
葫芦烷
10 α-H
3. C17有α -侧链， C20为 R构型
29
28
6
G lc G lc
O
G lc
2
OH HO H H
G lc
6
G lc
HO M eO OH HO HO HO
O O HO O O HO O O
OH O
holothurin A
O
26种海参
非海参烷型
N a O 3 SO HO O O O O O
O
五角瓜参
OH
OH HO HO M eO HO O O HO O O HO
HO HO O HO
DS-penaustroside A
②BH
+
3O
HO
20(S)- 原人参二醇
★二、羊毛脂烷型(lanostane type)
21 18 12 11 9 10 20 22 24 25 23 26
H
17 13 14 8 16
27
19 1 2
C
H
D
15
A
3 4
5
H
30 7
B
H
6
羊毛脂烷
29
28
13 17
20
C
10
H
14
D
H
A
4
B
H
H
结构特点： 1. A/B、B/C、C/D环均为反式稠合
30 29 20 19 21
12
H
13
18
E
17
22
11 25 1 2 10
C
9
26 14
H
28 16
D
15
A
3 4
H
8 27 7
5
B
6
H
24 23
齐墩果烷
H
18 20
10 8 4
14
17
结构特点： 1. 环稠合方式：A/B、B/C、C/D反式，D/E顺式
2. C8-CH3、 C10 -CH3、 C17 -CH3均为β型， C14 -CH3为α型
O O C H 2O H OH OH HO C
C H3 C C HC H3
银木荷酯性皂苷元
太白楤木皂苷Ⅲ
(3) 糖链：
单糖链苷(monodesmosides)：由一条糖链和皂苷元分子 中的羟基或羧基缩合而成的皂苷。
双糖链苷(bisdesmosides)：由两条糖链分别与皂苷元分
子中两个不同位置羟基(或1个羟基和1个羧基)缩合而成 的皂苷。
C
H
D
15
A
3 4
5
H
30 7
B
H
6
甘遂烷
29
28
20
H
10 9 3 5 8 14 13
H
17
H H
结构特点： 1. A/B、B/C、C/D环均为反式稠合
2. C10、 C14有β-CH3， C13有α-CH3
3. C17有α -侧链， C20为S构型
藤桔属植物Paramignya monophylla
28
环阿屯烷 环阿尔廷 环菠萝蜜烷
代表性化合物：黄芪皂苷类、环常绿黄杨碱D
C H3 N H OH H
C H3 N H H
环常绿黄杨碱 三萜生物碱
D
OH O OH
O O OH C H 2O H O OH
O O Ac
O
O
O C H 2O H
O O C H 2O H
OH OH
OH OH OH OH OH
H OH
(11) 工业和食品行业 洗涤剂、起泡剂、灭火剂、 乳化剂、抗氧化剂、天然甜
OH
COOMe O OH
OHale Waihona Puke Baidu
abrusoside E 6''-methylester 甜味剂
OH
味剂等
6. 结构特征(皂苷)
(1) 连接糖的类型： 三萜皂苷＝三萜皂苷元+糖、糖醛酸 常见糖：葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖
第二节 四环三萜 tetracyclic triterpenoids
四环三萜具有环戊烷骈多氢菲的甾核。 植物甾醇的三甲基衍生物
主要类型： 达玛烷型、羊毛脂烷型、 甘遂烷型、环阿屯烷型、 葫芦烷型、楝烷型、 大戟烷型、原萜烷型等
★一、达玛烷型(dammarane type)
21 20 12 11 9 10 8 22 24 25 23 26
1. A型：由20(S)-原人参二醇衍生的达玛烷型四环三萜皂苷
R2O OH H
12
20
人参皂苷 Ra1 Ra2 Rb1 Rb2
6 6 6 6
R -Glc——Ara(p)——Xyl -Glc——Ara(f)——Xyl -Glc——Glc -Glc——Ara(p)
2 4
3
O G lc
2
Rc
Rd Rg1
-Glc——Ara(f)
海参：海参皂苷
目前发现的具抗肿瘤活性的天然产物类别： (1) 生物碱：长春碱、秋水仙碱、喜树碱、美登木素 (2) 木脂素：鬼臼毒素(威猛VP-16、VM-26) (3) 二萜：紫杉醇、欧瑞香素、冬凌草素
(4) 皂苷：三萜皂苷、甾体皂苷
(5) 黄酮：蜜桔素、川陈皮素 (6) 香豆素及内酯：原白头翁素、当归内酯