第八章 三萜类化合物
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三萜类出现多个甲基单峰，一般甲基质子
信号在δ0.60-1.50；甲基与双键相连， δ1.63-1.80，呈宽单峰。高场区甲基信号 数目及峰形有助于推断三萜类化合物的基 本骨架。 烯氢信号δ4.3-6.0，环内双键δ大于5，环 外双键δ小于5；连接羟基的碳上质子信 号在δ3.2-4.0；连接乙酰氧基的碳上的质 子信号在δ4.0-5.5。
【分离方法】
（3）高效液相色谱法 目前最常用， 一般选用反相柱，流动相为甲醇-水， 乙腈-水。 （4）凝胶色谱法 应用较多的是能 在有机相使用的Sephadex LH-20。
第五节 三萜类化合物检识
【理化检识】 1.泡沫试验 中药水提取液振摇后，产生 持久泡沫（15分钟以上），注意假阳性反 应。 2.显色反应（见颜色反应） 3.溶血试验 取供试液1ml，水浴蒸干，生 理盐水溶解，加入几滴2%红细胞悬浮液， 若发生溶血，溶液由混浊变澄明。
【13C-NMR谱特征】
三萜母核上的角甲基一般出现在δ8.9-
33.7，其中23、29位甲基在e键，出现在 较低场，δ依次为28.0、33.0。 苷元中除与氧连接的碳和烯碳外，其他δ 一般在60.0以下，苷元和糖上与氧相连碳 为δ60.0-90.0，烯碳在δ109.0-160.0，羰 基碳为δ170.0-220.0。
其他NMR技术
（用于确定碳的类型CH3、CH2、CH） 1H-1HCOSY 13C-1HCOSY HMQC（通过氢检测的异核多量子相关谱） HMBC（通过氢检测的异核多键相关谱）
DEPT
思考题 何谓皂苷，其主要分类依据有哪些？ 何谓溶血及溶血指数，其意义何在？ 皂苷溶血的机理为何，如何用化学方法解除其 溶血作用。 解释大孔树脂法用于皂苷纯化的特点及工艺流 程。 解释分段沉淀法用于皂苷分离纯化的原理及工 艺流程。 解释正丁醇提取法用于皂苷提取的原理及流程。
（5）四环三萜（较多）
羊毛脂甾烷型 茯苓酸 大戟烷型 大戟醇 达玛烷型 酸枣仁皂苷 人参皂苷 葫芦素烷型 雪胆甲素及乙素 原萜烷型 泽泻萜醇A、B 楝烷型 川楝素 环菠萝蜜烷型 环黄芪醇
（6）五环三萜（较多）
齐墩果烷型 齐墩果酸 乌苏烷型 乌苏酸 羽扇豆醇型 白桦脂醇 木栓烷型 雷公藤酮 羊齿烷型和异羊齿烷型 何帕烷型和异何帕烷型 其它类型
【化学性质】
1.颜色反应：
Liebermann-Burchard反应 ：浓硫酸-醋酐（1：20） Kahlenberg反应 20%五氯化锑（或三氯化锑的氯仿饱和 液）可用于滤纸显色，干燥后60-70℃加热，显蓝色、灰 蓝色、灰紫色等 Rosen-Heimer反应 25%三氯乙酸乙醇液，可用于滤纸 显色，加热至100℃，猩红色，逐渐变为紫色 Salkowski反应 氯仿-浓硫酸，硫酸层显红色或蓝色，氯 仿层有绿色荧光出现
【化学性质】
2.沉淀反应 皂苷水液可和一些金属盐类如铅盐、钡盐、
铜盐等产生沉淀。酸性皂苷（三萜皂苷） 可用中性盐如硫酸铵、乙酸铅等沉淀，中 性皂苷（甾体皂苷）用碱性盐如碱式乙酸 铅沉淀。因采用此法重金属离子会超标， 故现在多不用。
【化学性质】
3.皂苷的水解 皂苷酸水解多采用缓和酸水解，两相酸水解、 酶解或Smith降解法。其原因为：一般酸水解时， 易引起皂苷元的结构变化，而得不到真正的苷元。 糖醛酸苷键的裂解一般采用光解法、四乙酸铅乙酸酐法，以及微生物转化法。 酯苷键的水解多采用LiI在2,6-二甲基吡啶/甲醇 溶液中与皂苷一起回流，本方法既不损伤苷元， 也不会使糖的结构发生变化。
【分离方法】
⑵胆甾醇沉淀法
利用胆甾醇能和皂苷生成复合物的性质，
但三萜皂苷与胆甾醇形成的复合物没有甾 体皂苷与胆甾醇形成的复合物稳定。先将 皂苷和胆甾醇充分反应，然后用水、醇、 乙醚顺次洗涤沉淀，以除去糖类、色素、 油脂和游离的胆甾醇，再将沉淀干燥，乙 醚回流，提去胆甾醇，剩下为较纯皂苷。
游离三萜
1990～1994年—— 发现330个（多为新骨架） 三萜皂苷 1966～1972年——鉴定了30个皂苷 1987～1989年—— 鉴定了1000多个皂苷 （尤以海洋生物中得到不少新型三萜）
5、结合糖种类 单糖—— glc、gal、xyl、arab、rha、fuc、
glcA、 galA、qui等双糖、三糖、四糖
【溶血作用】
皂苷具有破坏红细胞而产生溶血的现象。
溶血指数：指在一定条件下（等渗、缓冲
及恒温）下能使同一动物来源的血液中红 细胞完全溶血的最低浓度。 皂苷的溶血作用是皂苷和红细胞壁上的胆 甾醇结合，破坏血红细胞的正常渗透性， 使细胞内压增加，而产生溶血。但不是所 有皂苷都具溶血作用。另外有些树脂、脂 肪酸、挥发油也能产生溶血现象。
【色谱检识】
1.薄层色谱 硅胶为吸附剂，皂苷元展开剂为亲脂性展开剂； 皂苷的展开剂为含水有机溶剂。酸性皂苷薄层拖 尾，可加入少量甲酸或乙酸消除。 显色剂：10%硫酸乙醇溶液、三氯乙酸试剂、香 草醛-浓硫酸试剂。 2.纸色谱 水为固定相，展开剂含水量较多，但斑点不太集 中。
ห้องสมุดไป่ตู้ 第六节 三萜类化合物的结构研究
白桦脂酸
21 18 13 19 14 10 3 30 5 28 29
22 20 23 17
24 25
26
21
20 23
25
26
27 1
27 19 18
30 5 28 29
羊毛脂甾烷型
达玛烷型
H H H
大戟烷型
HO
H
HOOC OH
大戟醇
H3COCO H
茯苓酸
30 20 13 1 2 10 3 4 5 6 23 24 27 7 25 26 14 17
第四节 三萜类化合物的提取分离
【提取方法】 1.醇提取法——最常用的提取皂苷的方法 2.酸水解有机溶剂萃取法——提取皂苷元的 方法 3.碱水提取——仅适用于含羧基的皂苷提取。
【分离方法】
1.沉淀法
⑴分段沉淀法 利用皂苷难溶于乙醚、丙酮的性质，将皂 苷溶于甲醇或乙醇，滴加乙醚或丙酮或乙 醚：丙 酮（1：1）的混合物液，边加边摇， 皂苷即可析出。但本法不易得到纯品。
三萜类化合物的存在形式
三萜类化合物在自然界的存在形式有游离或者与
糖结合成苷或酯的形式存在。游离三萜化合物不 溶于水，易溶于有机溶剂。三萜苷类易于水，其 水溶液剧烈振摇时能产生大量、持久的肥皂样泡 沫，故称为三萜皂苷。另外，三萜皂苷多具有羧 基，所以又常称为酸性皂苷。
三萜皂苷分类： 1．按存在形式、结构、性质分为： （1）三萜皂苷及苷元 （2）其它三萜类（树脂、苦味素、三萜醇、 三萜生物碱） 2．按碳环的数目分类： （1）链状三萜（较少） （2）单环三萜（较少） （3）双环三萜（较少） （4）三环三萜（较少）
【UV光谱】
随共轭程度而变化。 11-oxo，△12-齐墩果烷型 化合物可用UV判断18-H的 构型，当18-H为β构型，最 大吸收在248-249nm，18H为α构型，最大吸收在 242-243nm。
COOH
HO
【MS特征】
EI-MS：皂苷得不到分子离子。 游离三萜（皂苷元）可得到 分子离子及碎片离子（MCH3、M-OH、M-COOH）。 齐墩果烷型：结构中含环己烯 时，可发生RDA裂解。 羽扇豆烷型：出现一个失去异 丙基的M-43的特征离子峰。
三萜类化合物的结构与分类
三萜---以六分子异戊二烯为单位的聚合体。由于三萜 类化合物生物活性的多样性及重要性，近年来成为中药 化学研究的一个热点领域，而且加之现代分离、分析技 术的运用，大大加快了三萜类化合物的研究进展。
1966~1972年间仅有30个皂苷结构被搞清楚，而
1987~1989年2年多时间分离鉴定的新皂苷就有1000 多 种。
29 21 22 28
1 25 26 30
29
30
29 20 19 21
H
28
1 25 10 26
H
17 14 28
3
H H
23 24
27
3
H
27
HO
HO
23
H
24
β -香树脂醇型
a-香树脂醇型
羽扇豆醇型
COOH
HO
齐墩果酸
HO
COOH
熊果酸
COOH
HO
白桦脂酸
第三节 理化性质和溶血作用
【物理性质】
【分离方法】
2、大孔树脂法
适合皂苷的精制和初 步分离。先用水洗除去糖和水溶性杂质， 再用不同浓度醇浓度由低至高洗脱皂苷 按极性由大到小的顺序被洗下来。
【分离方法】
3、色谱分离法 ⑴吸附柱色谱法：吸附剂为硅胶，流动相为氯 仿-甲醇不同比例 ⑵分配柱色谱法 支持剂：硅胶 固定相：3%草酸水溶液 流动相：含水混合有机溶剂 反相柱色谱：吸附剂为Rp-18、Rp-8或Rp-2， 流动相为甲醇-水，乙腈-水
6、结合位置—— C3、C28、C16、C23、C29
7、生源途径
三萜类化合物的生物合成途径从生源来看，(squalene)
通过不同的环化方式转变而来的，而鲨烯是由焦磷酸金合欢酯 (farnesyl pyrophosphate，FPP)尾尾缩合生成。
OPP OPP
焦磷酸金合欢酯
焦磷酸金合欢酯
第二节
1.性状 多为无定形粉末（极性较大），具吸湿性； 苦、辛辣，有粘膜刺激性。 2.熔点与旋光性 游离态有固定熔点；皂苷无明显熔点，一 般测得的大多为分解点。三萜化合物均有旋光 性。
【物理性质】
3.溶解度 游离态溶于有机溶剂，不溶于水；成苷后，极 性增强，可溶于水，易溶于热水、稀醇、热甲醇、 热乙醇，几不溶或难溶于丙酮、乙醚等极性小的 有机溶剂。皂苷常用正丁醇作为分离提取的溶剂。 皂苷有助溶性，可促进其他成分在水中的溶解度。 4.发泡性 皂苷水液经剧烈震荡能产生持久性泡沫，且不 因加热而消失（原因：降低水液表面张力）
第八章
三萜类化合物
第一节 概 述
1、定义——由30个碳原子组成的萜类化合物，符合“异戊
二烯定则”
2、存在 1）游离三萜（C5H10）6 2）苷—— 又名三萜皂苷 （水液振摇起泡 3）广泛存在于自然界，双子叶植物中分布最多
3、因为许多三萜皂苷具有羧基，因此又称为“酸性皂苷”。
4、研究概况 1963～1970年——发现232个
COOH
HO
COOH
HO
【MS特征】
皂苷EI-MS得不到分子离子。
场解析质谱（FD-M
S）和快原子轰击 质谱（FAB-MS），可得到皂苷的准 分子离子峰[M+H]+、[M+Na]+和[M+K]+ 等，还可以给出皂苷分子失去寡聚糖 基或单糖碎片峰，并同时出现相应的 糖单元的碎片峰。
【1H-NMR特征】
信号在δ0.60-1.50；甲基与双键相连， δ1.63-1.80，呈宽单峰。高场区甲基信号 数目及峰形有助于推断三萜类化合物的基 本骨架。 烯氢信号δ4.3-6.0，环内双键δ大于5，环 外双键δ小于5；连接羟基的碳上质子信 号在δ3.2-4.0；连接乙酰氧基的碳上的质 子信号在δ4.0-5.5。
【分离方法】
（3）高效液相色谱法 目前最常用， 一般选用反相柱，流动相为甲醇-水， 乙腈-水。 （4）凝胶色谱法 应用较多的是能 在有机相使用的Sephadex LH-20。
第五节 三萜类化合物检识
【理化检识】 1.泡沫试验 中药水提取液振摇后，产生 持久泡沫（15分钟以上），注意假阳性反 应。 2.显色反应（见颜色反应） 3.溶血试验 取供试液1ml，水浴蒸干，生 理盐水溶解，加入几滴2%红细胞悬浮液， 若发生溶血，溶液由混浊变澄明。
【13C-NMR谱特征】
三萜母核上的角甲基一般出现在δ8.9-
33.7，其中23、29位甲基在e键，出现在 较低场，δ依次为28.0、33.0。 苷元中除与氧连接的碳和烯碳外，其他δ 一般在60.0以下，苷元和糖上与氧相连碳 为δ60.0-90.0，烯碳在δ109.0-160.0，羰 基碳为δ170.0-220.0。
其他NMR技术
（用于确定碳的类型CH3、CH2、CH） 1H-1HCOSY 13C-1HCOSY HMQC（通过氢检测的异核多量子相关谱） HMBC（通过氢检测的异核多键相关谱）
DEPT
思考题 何谓皂苷，其主要分类依据有哪些？ 何谓溶血及溶血指数，其意义何在？ 皂苷溶血的机理为何，如何用化学方法解除其 溶血作用。 解释大孔树脂法用于皂苷纯化的特点及工艺流 程。 解释分段沉淀法用于皂苷分离纯化的原理及工 艺流程。 解释正丁醇提取法用于皂苷提取的原理及流程。
（5）四环三萜（较多）
羊毛脂甾烷型 茯苓酸 大戟烷型 大戟醇 达玛烷型 酸枣仁皂苷 人参皂苷 葫芦素烷型 雪胆甲素及乙素 原萜烷型 泽泻萜醇A、B 楝烷型 川楝素 环菠萝蜜烷型 环黄芪醇
（6）五环三萜（较多）
齐墩果烷型 齐墩果酸 乌苏烷型 乌苏酸 羽扇豆醇型 白桦脂醇 木栓烷型 雷公藤酮 羊齿烷型和异羊齿烷型 何帕烷型和异何帕烷型 其它类型
【化学性质】
1.颜色反应：
Liebermann-Burchard反应 ：浓硫酸-醋酐（1：20） Kahlenberg反应 20%五氯化锑（或三氯化锑的氯仿饱和 液）可用于滤纸显色，干燥后60-70℃加热，显蓝色、灰 蓝色、灰紫色等 Rosen-Heimer反应 25%三氯乙酸乙醇液，可用于滤纸 显色，加热至100℃，猩红色，逐渐变为紫色 Salkowski反应 氯仿-浓硫酸，硫酸层显红色或蓝色，氯 仿层有绿色荧光出现
【化学性质】
2.沉淀反应 皂苷水液可和一些金属盐类如铅盐、钡盐、
铜盐等产生沉淀。酸性皂苷（三萜皂苷） 可用中性盐如硫酸铵、乙酸铅等沉淀，中 性皂苷（甾体皂苷）用碱性盐如碱式乙酸 铅沉淀。因采用此法重金属离子会超标， 故现在多不用。
【化学性质】
3.皂苷的水解 皂苷酸水解多采用缓和酸水解，两相酸水解、 酶解或Smith降解法。其原因为：一般酸水解时， 易引起皂苷元的结构变化，而得不到真正的苷元。 糖醛酸苷键的裂解一般采用光解法、四乙酸铅乙酸酐法，以及微生物转化法。 酯苷键的水解多采用LiI在2,6-二甲基吡啶/甲醇 溶液中与皂苷一起回流，本方法既不损伤苷元， 也不会使糖的结构发生变化。
【分离方法】
⑵胆甾醇沉淀法
利用胆甾醇能和皂苷生成复合物的性质，
但三萜皂苷与胆甾醇形成的复合物没有甾 体皂苷与胆甾醇形成的复合物稳定。先将 皂苷和胆甾醇充分反应，然后用水、醇、 乙醚顺次洗涤沉淀，以除去糖类、色素、 油脂和游离的胆甾醇，再将沉淀干燥，乙 醚回流，提去胆甾醇，剩下为较纯皂苷。
游离三萜
1990～1994年—— 发现330个（多为新骨架） 三萜皂苷 1966～1972年——鉴定了30个皂苷 1987～1989年—— 鉴定了1000多个皂苷 （尤以海洋生物中得到不少新型三萜）
5、结合糖种类 单糖—— glc、gal、xyl、arab、rha、fuc、
glcA、 galA、qui等双糖、三糖、四糖
【溶血作用】
皂苷具有破坏红细胞而产生溶血的现象。
溶血指数：指在一定条件下（等渗、缓冲
及恒温）下能使同一动物来源的血液中红 细胞完全溶血的最低浓度。 皂苷的溶血作用是皂苷和红细胞壁上的胆 甾醇结合，破坏血红细胞的正常渗透性， 使细胞内压增加，而产生溶血。但不是所 有皂苷都具溶血作用。另外有些树脂、脂 肪酸、挥发油也能产生溶血现象。
【色谱检识】
1.薄层色谱 硅胶为吸附剂，皂苷元展开剂为亲脂性展开剂； 皂苷的展开剂为含水有机溶剂。酸性皂苷薄层拖 尾，可加入少量甲酸或乙酸消除。 显色剂：10%硫酸乙醇溶液、三氯乙酸试剂、香 草醛-浓硫酸试剂。 2.纸色谱 水为固定相，展开剂含水量较多，但斑点不太集 中。
ห้องสมุดไป่ตู้ 第六节 三萜类化合物的结构研究
白桦脂酸
21 18 13 19 14 10 3 30 5 28 29
22 20 23 17
24 25
26
21
20 23
25
26
27 1
27 19 18
30 5 28 29
羊毛脂甾烷型
达玛烷型
H H H
大戟烷型
HO
H
HOOC OH
大戟醇
H3COCO H
茯苓酸
30 20 13 1 2 10 3 4 5 6 23 24 27 7 25 26 14 17
第四节 三萜类化合物的提取分离
【提取方法】 1.醇提取法——最常用的提取皂苷的方法 2.酸水解有机溶剂萃取法——提取皂苷元的 方法 3.碱水提取——仅适用于含羧基的皂苷提取。
【分离方法】
1.沉淀法
⑴分段沉淀法 利用皂苷难溶于乙醚、丙酮的性质，将皂 苷溶于甲醇或乙醇，滴加乙醚或丙酮或乙 醚：丙 酮（1：1）的混合物液，边加边摇， 皂苷即可析出。但本法不易得到纯品。
三萜类化合物的存在形式
三萜类化合物在自然界的存在形式有游离或者与
糖结合成苷或酯的形式存在。游离三萜化合物不 溶于水，易溶于有机溶剂。三萜苷类易于水，其 水溶液剧烈振摇时能产生大量、持久的肥皂样泡 沫，故称为三萜皂苷。另外，三萜皂苷多具有羧 基，所以又常称为酸性皂苷。
三萜皂苷分类： 1．按存在形式、结构、性质分为： （1）三萜皂苷及苷元 （2）其它三萜类（树脂、苦味素、三萜醇、 三萜生物碱） 2．按碳环的数目分类： （1）链状三萜（较少） （2）单环三萜（较少） （3）双环三萜（较少） （4）三环三萜（较少）
【UV光谱】
随共轭程度而变化。 11-oxo，△12-齐墩果烷型 化合物可用UV判断18-H的 构型，当18-H为β构型，最 大吸收在248-249nm，18H为α构型，最大吸收在 242-243nm。
COOH
HO
【MS特征】
EI-MS：皂苷得不到分子离子。 游离三萜（皂苷元）可得到 分子离子及碎片离子（MCH3、M-OH、M-COOH）。 齐墩果烷型：结构中含环己烯 时，可发生RDA裂解。 羽扇豆烷型：出现一个失去异 丙基的M-43的特征离子峰。
三萜类化合物的结构与分类
三萜---以六分子异戊二烯为单位的聚合体。由于三萜 类化合物生物活性的多样性及重要性，近年来成为中药 化学研究的一个热点领域，而且加之现代分离、分析技 术的运用，大大加快了三萜类化合物的研究进展。
1966~1972年间仅有30个皂苷结构被搞清楚，而
1987~1989年2年多时间分离鉴定的新皂苷就有1000 多 种。
29 21 22 28
1 25 26 30
29
30
29 20 19 21
H
28
1 25 10 26
H
17 14 28
3
H H
23 24
27
3
H
27
HO
HO
23
H
24
β -香树脂醇型
a-香树脂醇型
羽扇豆醇型
COOH
HO
齐墩果酸
HO
COOH
熊果酸
COOH
HO
白桦脂酸
第三节 理化性质和溶血作用
【物理性质】
【分离方法】
2、大孔树脂法
适合皂苷的精制和初 步分离。先用水洗除去糖和水溶性杂质， 再用不同浓度醇浓度由低至高洗脱皂苷 按极性由大到小的顺序被洗下来。
【分离方法】
3、色谱分离法 ⑴吸附柱色谱法：吸附剂为硅胶，流动相为氯 仿-甲醇不同比例 ⑵分配柱色谱法 支持剂：硅胶 固定相：3%草酸水溶液 流动相：含水混合有机溶剂 反相柱色谱：吸附剂为Rp-18、Rp-8或Rp-2， 流动相为甲醇-水，乙腈-水
6、结合位置—— C3、C28、C16、C23、C29
7、生源途径
三萜类化合物的生物合成途径从生源来看，(squalene)
通过不同的环化方式转变而来的，而鲨烯是由焦磷酸金合欢酯 (farnesyl pyrophosphate，FPP)尾尾缩合生成。
OPP OPP
焦磷酸金合欢酯
焦磷酸金合欢酯
第二节
1.性状 多为无定形粉末（极性较大），具吸湿性； 苦、辛辣，有粘膜刺激性。 2.熔点与旋光性 游离态有固定熔点；皂苷无明显熔点，一 般测得的大多为分解点。三萜化合物均有旋光 性。
【物理性质】
3.溶解度 游离态溶于有机溶剂，不溶于水；成苷后，极 性增强，可溶于水，易溶于热水、稀醇、热甲醇、 热乙醇，几不溶或难溶于丙酮、乙醚等极性小的 有机溶剂。皂苷常用正丁醇作为分离提取的溶剂。 皂苷有助溶性，可促进其他成分在水中的溶解度。 4.发泡性 皂苷水液经剧烈震荡能产生持久性泡沫，且不 因加热而消失（原因：降低水液表面张力）
第八章
三萜类化合物
第一节 概 述
1、定义——由30个碳原子组成的萜类化合物，符合“异戊
二烯定则”
2、存在 1）游离三萜（C5H10）6 2）苷—— 又名三萜皂苷 （水液振摇起泡 3）广泛存在于自然界，双子叶植物中分布最多
3、因为许多三萜皂苷具有羧基，因此又称为“酸性皂苷”。
4、研究概况 1963～1970年——发现232个
COOH
HO
COOH
HO
【MS特征】
皂苷EI-MS得不到分子离子。
场解析质谱（FD-M
S）和快原子轰击 质谱（FAB-MS），可得到皂苷的准 分子离子峰[M+H]+、[M+Na]+和[M+K]+ 等，还可以给出皂苷分子失去寡聚糖 基或单糖碎片峰，并同时出现相应的 糖单元的碎片峰。
【1H-NMR特征】