第六章皂苷类化合物

24
O
20
OR3
19
13 17
OH
H
14
10
R1O
H
OR2
R1
R2 R3
cycloastragenol H
HH
astragaloside I xyl(2,3-diAc) glc H
astragaloside V glc_xyl-
H glc
astragaloside VII xyl
glc glc
黄芪是名贵中药材，根据 药典记载有补气固表、利尿 之功效，民间还有冬令取黄 芪配成滋补强身之食品的习 惯。因此黄芪年消耗量十分 庞大。而药用部分是根，一 旦根部被刨取，整个植株不 再存活。黄芪的野生资源在 大量采挖的情况下日渐稀少。 为此确定该植物为国家三级 保护植物。
苷元分子中两个不同位置的羟基或羧基结合 成酯苷。
三糖链皂苷等。
• 三萜又可分为四环三萜和五环三萜，其中 以五环三萜为常见。四环三萜型皂苷中以 达玛烷型皂苷研究较多，且较深入；五环 三萜型皂苷中作药用的以齐墩果烷型皂苷 研究最多。
• 甾体皂苷中又分为螺旋甾烷类皂苷和呋喃 甾烷类皂苷，以螺旋甾烷类皂苷生理活性 为显著。
浆果状核果扁球形，熟时鲜红色（习称亮红顶）
主根
伞形花 序
人参为东北特产之一，由于根部肥大，形若纺 锤，常有分叉，全貌颇似人的头、手、足和四肢， 故而称为人参。［人生］
古代人参的雅称为黄精、地精、神草。人参被 人们称为“百草之王”，是闻名遐迩的“东北三宝” （人参、貂皮、鹿茸）之一，是驰名中外、老幼皆 知的名贵药材。
三、葫芦烷型
• 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。
• 柴胡皂苷能抑制中枢神经系统，有明显的 抗炎作用，并能减低血浆中胆固醇和甘油 三酯的水平。
• 七叶皂苷具有明显的抗渗出、抗炎、抗淤 血作用，能恢复毛细血管的正常的渗透性， 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。
灵芝【Ganoderma lucidum(Leyss ex Fr.)Karst】 在现代分类学上属于担子菌门、多孔菌目、灵芝 菌科、灵芝属。灵芝属的品种全世界已知的有100 余种，我国有记录的有57种。灵芝在真菌分类学 上一般以赤芝为代表种,此外还有紫芝、薄树芝、 平盖灵芝、松衫灵芝等。
膜荚黄芪Astragalusmembranaceus，具有补气，强壮 之功效。从其中分离鉴定的皂苷有近20个，多数皂苷 的苷元为环黄芪醇 cycloastragenol 。
• 抗微生物作用 (抗病毒、抗真菌作用)
• 抗炎、抗渗出、抗水肿作用
第二节 三萜及其苷类
(Triterpenoids and Saponins)
Section One Introduction
一、三萜的定义
• 定义:由30个碳原子组成的萜类化合物，分 子中有6个异戊二烯单位，通式(C5H8)6 。
在中国医药史上，使用人参的历史十分久远。 早在战国时代，良医扁鹊对人参药性和疗效已有了 解；秦汉时代的《神农本草经》将其列为药中上品。
生长于东北阔叶林与针叶林混生的人际 罕至的原始森林中，是中国一类保护植物。
• 三七参与高丽参、西洋参统称世界三大 参，其中以三七在民间知名度最低。最新 研究发现人参皂甙高丽参含量最高，故高 丽参又被称为“人参之王”，特别是对血 液类疾病具有很好疗效，有血液卫士之称。
• 甾体皂苷主要存在于单子叶植物百合科的 丝兰属和知母属，以及菝葜科、薯蓣科、 龙食兰科等；双子叶植物中也有发现，如 豆科、玄参科、茄科等。
• 三萜皂苷在豆科、五加科、伞形花科、报 春花科、葫芦科等植物中比较普遍。很多 重要的中药如人参、三七、绞股蓝、柴胡、 黄芪、远志、商陆、桔梗和知母等所含的 皂苷成分均已得到系统的研究。
一、羊毛甾烷型
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18 20
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H 13
17
27
从环氧鲨烯由椅-船-椅
9
1 10 8
3 4
H 7 30
15
式 构 象 形 成 ， 其 A/B, B/C, C/D环均为反式。 10 、 13 、 14 位 分 别 连
29 28 H
羊毛脂甾烷型 有 R型构,C,型3位，, 常C-1C有7侧H-O3链，H为C存2β0在为构。
• 皂苷为一种表面活性剂，应用于乳化剂、 洗洁剂、发泡剂的制造。
• 皂苷类化合物具有多种生理功能，是许多 植物药的主要活性成分。
• 皂苷的主要生物活性：抗肿瘤和细胞毒作 用；免疫调节作用；抗微生物作用；心血 管系统活性；抗炎、抗渗出、抗水肿作用； 其它。
抗肿瘤和细胞毒作用
• 最令人激动的是近年来报道的取自百合科 的虎眼万年青（ornithogalum saundersiae ）甾体类皂苷及其同系物， 它们在体外对人体细胞无毒性，而对恶性 肿瘤细胞却具有极强的毒性，可达临床常 用抗癌药物如丝裂霉素、表柔比星、顺铂、 喜树碱和紫杉醇的100 倍。
环化酶 HO
鲨烯
H
20
H
13 17
14 10
H 羊毛甾醇
Section Three Tetracyclic Triterpenoids
三萜类化合物的结构类型很多，多数 三萜为四环三萜和五环三萜，少数为链状、 单环、双环和三环三萜。近几十年还发现 了许多由于氧化、环裂解、甲基转位、重 排及降解等而产生的结构复杂的高度氧化 的新骨架类型的三萜类化合物。
皂苷由皂苷元和糖、糖醛酸或其他有机 酸所组成。组成皂苷的糖常见的有：葡萄糖、 半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖和其他戊 糖类。
依据苷元分为两类：甾体皂苷元(中性皂 苷)和三萜皂苷元(酸性皂苷)。
根据苷元连接糖链数目不同,可分为 单糖链皂苷(单皂苷):由一条糖链形成； 双糖链皂苷(双皂苷):由两条糖链分别和皂
(lanostane)
从灵芝中分离出一个三萜化合物，具有扶正固本之
功。它的结构与羊毛甾烷相比，多了3=O，11=O，
15=O，23=O，27-CH3→27-COOH，是羊毛甾烷的高度 氧化化合物。
H COOH
20
O
HO
13 17
H 14
10
O
H
O
OH
H
ganoderic acid C
灵芝是一种药用真菌，我国汉代《神农本草经》 和明代《本草纲目》已有记载，认为有益心气、益 肺气、补肝气、坚筋骨、利关节、治耳聋等功效。 《泰山药物志》（1919年）记载：“饮之目明脑清， 以静肾坚，真宝物也”，“宁神益精，服之延年， 返老还童”。七十年代有关部门深入研究发现，灵 芝有止咳、平喘、安神、降血脂、平血压、解毒、 增强冠动脉血流量、延缓神经性疲劳、提高机体抗 缺氧能力等作用。临床试验证明，疗效显著。因此， 各种灵芝产品畅销于国内外市场。
• 人参皂苷Rg1有轻度中枢神经兴奋作用及抗 疲劳作用。人参皂苷Rh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。
人参 Panax ginseng
五加科植物 栽培品称“园参”，野生者称
“山参”。其中经洗净晒干者为生晒 参；除去侧根和细根，蒸熟晒干或烘 干者为红参。生晒参适用于气阴不足 者；红参偏温，适用于气弱阳虚者。 人参产于朝鲜的为高丽参。
来自百度文库 二、达玛烷型
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1 34
H 20
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H 7 30
29 28 H
达玛烷型
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从环2氧7 鲨烯由全椅式构象形
成 ， 其 结 构 特 点 是 A/B 、 B/C、C/D环均为反式, C13 位-CH3移到C8位,C13有H, C17有侧链,C20构型为R 或S。
➢糖链：单糖链、双糖链、三糖链 ➢成苷位置：3、28（酯皂苷）或其它位-OH ➢次皂苷：原生苷被部分降解的产物
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H 13
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H 7 30
29 28 H
羊毛脂烷型 (lanostane)
四、研究进展
• 近30年来，三萜类成分的研究进展很快， 特别是近10年从海洋生物中得到不少新型 三萜化合物，是萜类成分研究中较为活跃 的领域之一。
• 与甾体皂苷相同，三萜皂苷具有溶血、 毒鱼及毒贝类的作用。
二、三萜的分布
• 三萜类(triterpenes)在自然界分布广泛，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。
• 主要分布于石竹科、五加科、豆科、七叶树 科、远志科、桔梗科及玄参科。含有三萜类 成分的主要中药如人参、甘草、柴胡、黄芪、 桔梗、川楝皮、泽泻、灵芝等。
第六章 皂苷类化合物
学习目标 • 1、了解皂苷化合物的分类及生物活性。 • 2、掌握三萜皂苷和甾体皂苷的结构类型、
理化性质及提取方法。 • 3、熟悉三萜皂苷和甾体皂苷的结构鉴定方
法。
• 重点：三萜皂苷和甾体皂苷的结构类型、理 化性质及提取。
• 难点：三萜皂苷和甾体皂苷的结构鉴定方法。
第一节 概述 （Introduction）
• 三萜类(triterpenes)在自然界分布广泛, 有的游离存在于植物体，称为三萜皂苷元 (Triterpenoid sapogenins) ； 有 的 以 与 糖结合成苷的形式存在，称为三萜皂苷 (Triterpenoid saponins)。
• 因三萜皂苷多溶于水，振摇后可生成胶 体溶液，并有持久性似肥皂溶液的泡沫， 故有此名。三萜皂苷多具有羧基，故又 称其为酸性皂苷。
由20(S)-原人参二醇衍生的皂苷:
RO
HO
20
H
H
13 17 ginsenoside
14
10 H 8
Ra1
2
glc glc O
Ra2
H
Rb1
Rb2
20(s)-protopanaxadiol
Rc Rd
Rg1
R
-glc-6-ara(p)-4-xyl -glc-6-ara(f)-2-xyl -glc-6-glc -glc-6-ara(p) -glc-6-ara(f) -glc -H(20R)
• 少数三萜类成分也存在于动物体，如从羊 毛脂中分离出羊毛脂醇，从鲨鱼肝脏中分 离出鲨烯；从海洋生物如海参、软珊瑚中 也分离出各种类型的三萜类化合物。
三、存在形式
多以游离或成苷成酯的形式存在
➢苷元：四环三萜、五环三萜 ➢常见的糖：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）
由人参三醇衍生的皂苷:
R2O
HO
20
H
H
13 17
14
10
8
H
HO
ginsenoside
H
OR1
Re Rf
20(s)-protopanaxatriol
R1 R2
glc-2-rha glc glc-2-glc H(20s)
• 由达玛烷衍生的人参皂苷，在生物活性上有 显著的差异。例如由20(S)-原人参三醇衍生 的皂苷有溶血性质，而由20(S)-原人参二醇 衍生的皂苷则具抗溶血的作用，因此人参总 皂苷不能表现出溶血的现象。
（dammarane）
举例：人参中含有人参皂苷(ginsenosides)
人参中的人参皂苷(ginsenosides):
HO
HO
20
H
H
17 13
14
10 H 8
HO HR
20S 原人参二醇 R=H 20S 原人参三醇 R=-OH
H
HO HO
20
H
H
13 17
14
10
8
H
HO
HR
20R 原人参二醇 R=H 20R 原人参三醇 R=-OH
四环三萜(tetracyclic triterpenoids) 在生 源上可视为由鲨烯变为甾体的中间体，大 多数结构和甾醇很相似，亦具有环戊烷骈 多氢菲的四环甾核。在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。存在于自然界较多的四环 三萜或其皂苷苷元主要有羊毛脂烷、达玛 烷、甘遂烷、环阿屯烷（环阿尔廷烷）、 葫芦烷、楝苦素型和原萜烷型三萜类。
Section Two Biosynthesis of Triterpenoids
三萜是由鲨烯(squalene)经过不同的途径 环合而成，而鲨烯是由倍半萜金合欢醇 (farnesol)的焦磷酸酯尾尾缩合而成。这样 就沟通了三萜和其它萜类之间的生源关系。
O 2，3-环氧角鲨烯
OP OP
焦磷酸金合欢酯
• 三萜皂苷土贝母苷甲和人参皂苷Rg3等。
防治心脑血管疾病：
地奥心血康胶囊——含8种由黄山药中提取 的甾体皂苷，总量在90%以上，治疗冠心 病。
心脑舒通——由蒺藜果实中提取的总甾体皂 苷，用于心脑血管疾病的防治。
盾叶冠心宁——从盾叶薯蓣中提取的水溶性 皂苷。
三七皂苷、黄芪皂苷等。
• 免疫调节作用