中药化学-第八章 皂苷

第八章皂苷考点精要：1.皂苷的结构特点及分类；2.皂苷的理化性质（发泡性、溶血性、显色反应）；3.皂苷的提取与分离；4.皂苷的结构测定（MS、13C-NMR、IR）；5.中药实例。

定义：皂苷是一类结构复杂的苷类化合物，其苷元为具有螺甾烷及其有相似生源的甾族化合物或三萜类化合物。

大多数皂苷水溶液用力振荡可产生持久性的泡沫，故称为皂苷。

c第一节结构与分类皂苷的结构可分为苷元和糖两个部分。

三萜皂苷——苷元为三萜类化合物。

甾体皂苷——苷元为甾体类化合物。

单链皂苷——由苷元的一个羟基或羧基与糖形成的苷。

双链皂苷——由苷元的两个羟基或羧基与糖形成的苷。

构成皂苷的糖主要有D-葡萄糖、D-木糖、D-半乳糖、D-核糖、D-葡萄糖醛酸、L-鼠李糖和L-阿拉伯糖等。

一、三萜皂苷三萜皂苷是由三萜皂苷元和糖组成，苷元为三萜类化合物，其基本骨架由6个异戊二烯单位组成。

皂苷的三萜类型主要有：（一）四环三萜结构类型结构式结构特点代表化合物羊毛脂甾烷型A/B、B/C、C/D环稠合均为反式，C-10、C-13位均有β-CH3，C-14位有α-CH3，C-17位为β侧链，C-20为R构型（即C-20为β-H）猪苓酸A达玛烷型A/B、B/C、C/D均为反式，C-8、C-10上各有一个β-CH3，C-14上有一个α- CH3，C-13上为β-H，C-17位有β侧链，C-20的构型不定（R型或S型）20（S）-原人参二醇（二）五环三萜结构类型结构式结构特点代表化合物齐墩果烷型是A/B、B/C、C/D环为反式稠合，而D/E环则为顺式。

C-4和C-20位均有偕二甲基，C-10、C-8和C-l7上的甲基为β型，而C-14上的甲基为α型，一般在C-3位上有β-OH。

齐墩果酸乌苏烷型与齐墩果烷型不同其中E环上两个甲基的位置有异，即C-19和C-20上各有1个甲基，其中C-19位上的为β构型，C-20位的为α构型，C-14上的甲基既有α型，又有β型。

乌苏酸羽扇豆烷型E环为五元碳环，且在E环C-19位有异丙基以α构型取代，A/B、B/C、C/D、D/E均为反式稠合羽扇豆种子中存在的羽扇豆醇酸枣仁中分得的白桦醇和白桦酸二、甾体皂苷（一）螺旋甾烷醇和异螺旋甾烷醇类（1）甾体皂苷元由27个碳，六个环，其中A、B、C、D环为环戊烷骈多氢菲结构的甾体基本母核，E 和F环以螺缩酮形式相连接。

（2）一般B/C和C/D环的稠合为反式，A/B环有反式也有顺式。

（3）分子中可能有多个羟基，大多数在C-3上有羟基。

（4）在甾体皂苷元的E、F环中有三个不对称碳原子C-20、C-22和C-2。

C-20位上的甲基都是α构型， C-22位对F环也是α构型。

（5）甾体皂苷分子中不含羧基，呈中性，故又称中性皂苷。

C-25有两种构型：当甲基位于环平面上的直立键时为β型，其绝对构型为L型，称为螺旋甾烷，如菝葜皂苷元和剑麻皂苷元等；当甲基位于环平面下的平伏键时为α型，其绝对构型为D型，称为异螺旋甾烷，如薯蓣皂苷元和沿阶草皂苷D苷元等。

（二）呋甾烷醇类呋甾烷醇类是螺旋甾烷醇或异螺旋甾烷醇类F环开环后糖与26-OH苷化形成的呋喃甾烷皂苷，此类化合物C-22位引入α-OH或α-OCH3，C-26位有β-0H且与糖相连形成苷键，因此，这类皂苷均为双糖链皂苷。

研究表明，在新鲜植物中，一些螺旋甾烷类皂苷实际上并不存在，只不过是在植物的干燥、储存过程中此类原皂苷会在体内酶作用下向相应的次皂苷转化，同时F环环合得到相应的螺旋甾烷类皂苷。

如原蜘蛛抱蛋皂苷在苦杏仁酶的作用下生成蜘蛛抱蛋皂苷。

（三）变形螺旋甾烷醇类变形螺旋甾烷醇类基本结构亦与螺旋甾烷醇类相同，唯F环为四氢呋喃环，C-25连有β-CH 3和α-CH2OH。

如燕麦皂苷B。

结构类型结构特点及代表化合物螺甾烷醇型菝葜皂苷元、剑麻皂苷元、知母皂苷A-Ⅲ结构类型结构特点及代表化合物异螺甾烷醇型薯蓣皂苷皂苷元、沿阶草皂苷D苷元续表结构类型结构特点及代表化合物呋甾烷醇型原蜘蛛抱蛋皂苷元续表结构类型结构特点及代表化合物变形螺甾烷醇型如燕麦皂苷B（天然产物中这类皂苷较少）配伍选择题A.螺旋甾烷型B.达玛烷型C.齐墩果烷型D.乌索烷型E.羽扇豆烷型1.人参皂苷Re的结构类型是[答疑编号5630080101]【正确答案】B2.剑麻皂苷元的结构类型是[答疑编号5630080102]【正确答案】A3.柴胡皂苷元的结构类型是[答疑编号5630080103]【正确答案】C4.白桦醇的结构类型是[答疑编号5630080104]【正确答案】E【答案解析】第二节理化性质一、性状（1）大多为无色或乳白色无定形粉末，仅少数为结晶体，如常春藤皂苷。

（2）多数具有苦而辛辣味，对人体黏膜有强烈的刺激性，鼻内黏膜尤其敏感，但也有例外，如甘草皂苷有显著的甜味，且对黏膜刺激性较弱。

（3）皂苷大多具有吸湿性，应干燥保存。

（4）多数三萜皂苷多呈酸性，但也有例外，如人参皂苷、柴胡皂苷等则呈中性，酸性皂苷分子中所带有的羧基有的在皂苷元部分，有的在糖醛酸部分，在植物体内常与金属离子如钾、镁、钙等结合成盐的形式存在，而大多数甾体皂苷呈中性。

二、溶解度① 大多数皂苷极性较大，易溶于水、热甲醇和乙醇等极性较大的溶剂，难溶于丙酮、乙醚等有机溶剂。

② 皂苷在含水正丁醇中有较大的溶解度，因此正丁醇常作为提取皂苷的溶剂。

③ 次级苷由于糖数目的减少极性降低，在水中溶解度减少，易溶于醇、丙酮、乙酸乙酯等。

④ 皂苷元则难溶于水而易溶于石油醚＼苯、乙醚、三氯甲烷等低极性溶剂。

⑤皂苷有助溶性能，可促进其他成分在水中的溶解。

三、发泡性皂苷水溶液经强烈振荡能产生持久性的泡沫，且不因加热而消失，这是由于皂苷具有降低水溶液表面张力的缘故。

皂苷的表面活性与其分子内部的亲水性和疏水性结构的比例有关，利用表面活性的性质，可用发泡实验初步判断皂苷类成分的有无。

具体的步骤是：取1g中药粉末加水1Om1，煮沸10分钟后过滤，取滤液强力振荡，产生持久性的泡沫（15分钟以上）即呈阳性，含蛋白质和黏液质的水溶液虽也能产生泡沫，但不能持久，很快就消失，据此可判断该中药中是否含有皂苷类化合物。

）四、溶血性皂苷的水溶液大多能破坏红细胞而溶血作用，这是因为多数皂苷能与胆甾醇结合生成不溶性的分子复合物。

但并不是所有皂苷都能破坏红细胞而产生溶血现象，相反，有的皂苷甚至有抗溶血作用。

例如人参总皂苷没有溶血现象，但经分离后，人参三醇及齐墩果酸为苷元（B型和C型）的人参皂苷具有显著的溶血作用，而以人参二醇为苷元（A型）人参皂苷则有抗溶血作用。

皂苷水溶液肌肉注射易引起组织坏死，口服则无溶血作用。

各类皂苷的溶血作用强弱可用溶血指数表示，溶血指数是指在一定条件（等渗、缓冲溶液及恒温）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，例如甘草皂苷的溶血指数为1:4000，薯蓣皂苷的溶血指数为1:400000。

注意：中药提取液中的一些其他成分，如某些植物的树脂、脂肪酸、挥发油等亦能产生溶血作用，应注意识别。

五、熔点与旋光度皂苷：无明显的熔点，一般只有分解点。

皂苷元：熔点随分子中的羟基数目的增加而升高。

甾体皂苷及其皂苷元的旋光度几乎都是左旋，旋光度还与双键有密切的关系，不饱和的皂苷元或乙酰化物均较相应的饱和化合物更趋向于左旋。

六、皂苷的水解通常采用酸催化水解、氧化水解和酶解等。

由于苷键所含的糖一般为α-羟基糖，水解所需的条件较为剧烈，一些皂苷元往往会发生脱水、环合、双键移位、取代基移位和构型转化等变化，生成人工产物，给研究工作带来诸多麻烦。

因此常需要选用比较温和的水解方法，如光分解法、Smith氧化降解法、酶解法或土壤微生物淘汰培养法等。

七、显色反应1.Liebermann反应：样品溶于乙酐中，加入一滴浓硫酸，呈黄→红→蓝→紫→绿等颜色变化，最后褪色。

2.醋酐-浓硫酸（Liebermann-Burchard）反应：将样品溶于醋酐中，加入浓硫酸-醋酐（1:20）数滴，呈色同上。

此反应可以区分三萜皂苷呈红或紫色，甾体皂苷最终呈蓝绿色。

3.三氯乙酸（Rosen-Heimer）反应：将含皂苷样品的三氯甲烷溶液滴在滤纸上，加三氯乙酸试液一滴，加热生成红色渐变为紫色。

在同样条件下，甾体皂苷加热至60℃显色，三萜皂苷必须加热至100℃才能显色，也生成红色渐变为紫色，可用于纸层析。

4.三氯甲烷-浓硫酸反应：样品溶于三氯甲烷后加入浓硫酸，在三氯甲烷层呈现红色或蓝色，硫酸层有绿色的荧光。

5.五氯化锑反应：将皂苷样品溶于三氯甲烷或醇后，点于滤纸上，喷以20%五氯化锑的三氯甲烷溶液（不应含乙醇和水），干燥后60～70℃加热，显蓝色、灰蓝色或灰紫色斑点。

6.芳香醛-硫酸或高氯酸反应：在使用芳香醛为显色剂的反应中，以香草醛最为普遍，其显色灵敏，常作为甾体皂苷的显色剂。

除香草醛外，尚可应用的还有对-二甲氨基苯甲醛。

反应类型三萜皂苷甾体皂苷醋酐-浓硫酸（Liebermann-Burchard）反应呈红或紫色最终呈蓝绿色三氯乙酸（Rosen-Heimer）反应加热至100℃呈红色，逐渐变为紫色加热至60℃呈红色至紫色练习题最佳选择题对人体黏膜有刺激性的化合物是A.黄酮苷B.香豆素苷C.皂苷D.环烯醚萜苷E.蒽醌苷[答疑编号5630080105]【正确答案】C第三节提取与分离一、皂苷的提取1.提取通法皂苷类常用醇提取，如果皂苷分子中羟基、羧基等极性基团较多，亲水性较强，用稀醇提取效果较好。

先用亲脂性溶剂除去亲脂性杂质，然后用水饱和正丁醇萃取，减压蒸干，得粗制总皂苷，如人参总皂苷的提取。

2.甲醇或乙醇提取-丙酮或乙醚沉淀法由于皂苷在甲醇或乙醇中溶解度大，在丙酮或乙醚中的溶解度小，因此将醇提取液适当浓缩后，加入丙酮或乙醚，皂苷可能被沉淀析出。

3.碱水提取法对于一些酸性皂苷，可用碱提酸沉。

如槲寄生中土当归酸的提取。

二、皂苷元的提取皂苷元多数难溶或不溶于水，先将皂苷水解得到皂苷元，再用两相萃取法。

注意：在加酸加热水解提取皂苷元时，应注意在剧烈条件下皂苷元结构发生脱水、环合、双键位移等的变化。

分离含羰基的皂苷元，常用季铵盐型氨基乙酰肼类试剂，如吉拉尔T（Girard T）、吉拉尔P（Girard P）试剂，一定条件下，这类试剂可以与含羰基的皂苷元生成腙，借此与不含羰基的皂苷元分离，而形成腙的皂苷元在HCl的作用下恢复到原皂苷的形式。

三、皂苷的分离与纯化1.吸附柱色谱法吸附剂：硅胶、氧化铝和反相硅胶。

洗脱剂：一般采用混合溶剂。

2.分配柱色谱法一般用低活性的氧化铝或硅胶作吸附剂，用不同比例的三氯甲烷-甲醇-水或其他极性较大的有机溶剂进行梯度洗脱。

3.高效液相色谱法高效液相色谱法是目前分离皂苷类化合物最常用的方法，其分离效能较高。

用于皂苷的分离制备一般采用反相色谱柱，以甲醇-水、乙腈-水等系统为洗脱剂。