天然药物化学：三萜及其皂苷

卫生部规划教材——天然药物化学（第三版）章内容一、概述二、分类三、理化性质四、提取分离五、结构测定一、概述㈠定义三萜（triterpenoids）是由6个异戊二烯单位、30个碳原子组成。

三萜皂苷(triterpenoid saponins)是由三萜皂苷元(triterpene sapogenins)和糖、糖醛酸等组成。

由于该类化合物多数可溶于水，水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫，故此称为皂苷。

结构中多具羧基，所以又称之为酸性皂苷。

㈡分布三萜及其苷类广泛存在于自然界，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。

三萜主要来源于菊科、豆科、大戟科、楝科、卫茅科、茜草科、橄榄科、唇形科等植物。

三萜皂苷在豆科、五加科、葫芦科、毛茛科、石竹科、伞形科、鼠李科等植物分布较多。

㈢生理活性具溶血、抗癌、抗炎、抗菌、抗生育等活性。

齐墩果酸——临床用于治疗肝炎、柴胡皂苷A——降低高血脂人参皂苷B2大豆中的大豆皂苷——抑制血清中脂类氧化及过氧化脂质生成并有减肥作用由于皂苷能降低表面张力的活性，可被用来作乳化稳定剂、洗涤剂和起泡剂等。

㈣生物合成三萜类化合物，是由倍半萜金合欢醇（farnesol）焦磷酸酯尾-尾缩合生成鲨烯。

鲨烯（squalene）通过不同方式环合形成三萜类化合物。

这样就沟通了三萜与其他萜类之间的生源关系。

㈣生物合成OPOP焦磷酸金合欢酯鲨烯不同方式环合三萜化合物尾-尾缩合(倍半萜) (30个碳)章内容一、概述二、分类三、理化性质四、提取分离五、结构测定多数三萜为四环三萜和五环三萜，也有少数为链状、单环、双环和三环三萜，如：无环三萜（鲨烯类）OH O OH O O OH OH longilene peroxide 单环三萜O H achilleol A蓍醇 A双环三萜:三环三萜：R1 R2OOnaurol A R1=R2=β-OHnaurol B R1=R2=α-OHO H ABCachilleol B蓍醇 B（四环三萜、五环三萜）㈠四环三萜（tetracyclic triterpenoids）1．达玛烷型（dammarane）2．羊毛脂烷型（lanostane）3．甘遂烷型（tirucallane）4．环阿屯烷型（cycloartane）5．葫芦烷型（cucurbitane）6．楝烷型（meliacane）1．达玛烷型（dammarane ）HHHdammarane1234567891011121314151617181920212223242526272829301．达玛烷型（dammarane ）结构特点：H HHdammarane8101317H20R or S1．达玛烷型（dammarane）属达玛烷型人参皂苷可分为二类：⑴由20(S)原人参二醇(20(S)-protopanaxadiol)衍生的皂苷。

天然药物化学名词解释简答答案⼀、解释下列名词（每题2分，共10分）1、天然药物化学：天然药物化学是运⽤现代科学理论与⽅法研究天然药物中化学成分的⼀门学科。

2、植物化学分类：植物⽣物化学，中成药成分化学，天然药物化学及植物药品化学。

植物⽣物化学研究⼀次代谢产物。

中成药成分化学，天然药物化学及植物药品化学研究⼆次代谢产物。

3、⼆次代谢：以⼀次代谢产⽣的代谢产物为原料（前体），经不同途径进⼀步合成的过程叫⼆次代谢4、次级代谢产物：⼆次代谢产⽣的结构千变万化，千奇百怪，绚丽多姿的化学物质，包括⽣物碱、萜类等化学物质。

作⽤是维持植物的特性与特征，是重要的药物资源5、pH梯度萃取法：在不同pH的缓冲溶液与有机溶剂中进⾏分配的⽅法,使酸性、碱性、中性及两性物质得以分离。

6、苷类：⼜称配糖体，是由糖或糖的衍⽣物，如氨基糖、糖醛酸等，与另⼀⾮糖物质（称为苷元或糖苷配基）通过糖的半缩醛或半缩酮羟基与苷元脱⽔形成的⼀类化合物。

7、苷的双相⽔解：对于那些苷元对酸不稳定的苷，为了获得原苷元可采取双相⽔解的⽅法，即在⽔解溶液中加⼊与⽔不互溶的有机溶剂如苯等，使⽔解后的苷元⽴即进⼊有机相，避免苷元长时间与酸接触。

8、原⽣苷与次⽣苷：原⽣苷指未经⽔解的苷；次⽣苷指原⽣苷由于⽔解或酶解，部分糖降解时所⽣成的苷9、苯丙素化合物：苯环与三个直链碳连在⼀起为单元（C6~C3）构成的化合物。

分为苯丙酸类、⾹⾖素类、⽊脂素类10、萜类化合物：凡由甲戊⼆羟酸（MVA）衍⽣、且分⼦式符合（C5H8)n通式的衍⽣物均称为萜类化合物11、⽣源的异戊⼆烯法则：甲戊⼆羟酸是萜类化合物⽣物合成的最关键前体，焦磷酸异戊烯酯（IPP）及DMAPP数⽣物体内的“活性的异戊⼆烯”，在⽣物合成中起延长碳链的作⽤12、经验的异戊⼆烯法则：⾃然界存在的萜类化合物都是由异戊⼆烯衍变⽽来，是异戊⼆烯的聚合体或衍⽣物，并以是否符合异戊⼆烯法则作为判断萜类物质的⼀个重要原则。

三萜及其皂苷的结构研究三萜及其皂苷是天然药物中的一类重要的化学成分,具有很强的药理活性.由于色谱等分离手段、波谱等结构测定技术的迅速发展，越来越多的三萜及其皂苷类化合物分离和鉴定，具有生物活性的该类化合物也不断被发现。

这些有机化合物结构复杂，种类繁多，用途广泛，含量往往较低，并与许多其他化学成分共存。

其提取分析和结构鉴定是一项非常烦琐而艰巨的工作。

过去，一个天然化合物经过提取分离和纯化，到确定结构需要很长的时间。

如吗啡，从1804-1806年开始发现，到1925年确定其结构，1952年人工合成，总共花了约150年时间。

在用量方面，，以往需要用化学方法进行降解，或做适当衍生进行比较才有可能确定，一般需要至少几百毫克甚至几克的纯物质。

现在，由于科学技术的飞速发展，尤其是核磁共振（NMR）、质谱（MS）、X射线单晶衍射在设备、性能及测试技术方面的巨大进步，以及计算机的广泛应用，结构测定所需要的样品数量已大幅度下降，几十毫克甚至十几毫克就能完成测定工作。

有机化学家通常把UV（紫外光谱）、IR（红外光谱）、NMR(核磁共振谱)以及MS(质谱)称为四大谱。

综合四种波谱方法可以对有机化合物的结构进行鉴定和分析。

实际上这四种方法在结构分析中所起的作用并非同等重要。

通常，利用IR确定含有哪些官能团；NMR确定质子的种类、数目及排列顺序；MS可确定分子的局部结构及全部结构；在这些分析的基础上再利用紫外光谱确定分子是否含有不饱和键，特别是处于共轭基团的分子，紫外光谱才呈现出它的特性。

三萜皂苷由三萜皂苷元与糖或糖醛酸组成。

糖的组成主要有葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、以及其它戊糖类。

常见的糖醛酸主要有葡萄糖醛酸及半乳糖醛酸等。

苷元主要包括四环三萜（如人参皂苷）及五环三萜（如甘草皂苷）。

尽管三萜皂苷的结构解析较为繁琐，但还是有其规律可循。

可从下几个方面加以考虑：1）分子量及分子式的确定；2）母核类型、糖基个数、种类及苷化位置；3）糖基连接位置及顺序；4）苷键的构型；最常用的方法就是红外光谱、质谱及核磁共振谱。

三萜皂苷的生物活性研究进展摘要：本文主要综述了三萜皂苷具有中枢神经系统作用、抗肿瘤活性、心脑血管系统作用、抗菌、抗病毒、降低胆固醇等活性，以及其它的活性，如抗炎、抗生育等作用。

即系统地阐述了三萜皂苷的生物活性及其研究进展。

关键字：三萜皂苷、生物活性、中枢神经系统、抗肿瘤活性、心脑血管系统、抗菌、抗病毒活性。

三萜皂苷是由三萜皂苷元和糖组成的，常见的是五环三萜与四环三萜两类，主要分布在葫芦科、五加科、豆科、桔梗科、毛茛科、伞形科、石竹科、鼠李科、报春花科等植物中。

药理学研究表明，三萜皂苷类化合物具有中枢神经系统作用、抗肿瘤作用、抗炎、抗过敏、抗菌、抗病毒、降胆固醇及心血管活性等。

目前，三萜皂苷已成为天然产物研究中最活跃和进展最快的领域。

下面就三萜皂苷的生物活性展开详细的综述。

1、对中枢神经系统的作用三萜皂苷在中枢神经系统方面的作用主要有改善学习记忆功能、抗抑郁、镇静催眠、镇痛等功效。

下面主要介绍它的学习记忆功能。

对学习记忆的影响在Morris水迷宫实验中发现，人参总皂苷有改善去卵巢所致大鼠记忆功能障碍的作用[1]。

另外，人参皂苷能拮抗β淀粉样蛋白诱导的神经细胞凋亡，对β淀粉样蛋白引起的神经细胞毒性有一定的保护作用，提示人参皂苷可能有助于早老性痴呆(AD)和帕金森氏症等神经退行性疾病的治疗[2]。

绞股蓝总皂苷对老龄大鼠学习记忆功能也有改善作用[3]。

研究还发现，远志皂苷[4]，黄精总皂苷[5]和胡芦巴总皂苷[6]可改善东莨菪碱所致记忆获得障碍，提示这些皂苷类化合物具有改善学习记忆障碍的作用。

三萜皂苷改善学习记忆功能的机理可能有清除自由基，稳定膜系统和调节中枢神经系统单胺类递质。

2、抗肿瘤活性文献报道一些三萜皂苷特别是具有羧基的该类化合物具有抗肿瘤活性，下面就三萜皂苷的体内抗肿瘤活性展开综述。

研究发现对荷HT-29结肠癌裸鼠给予黄芪皂苷AST，可明显抑制肿瘤生长，且没有给予常规抗肿瘤化疗药5-氟尿嘧啶(5-FU)和奥沙利铂后引起的体质量下降，死亡率升高等不良反应[7]。

pH梯度萃取法：是指在分离过程中,逐渐改变溶剂的pH酸碱度来萃取有效成分或去除杂质的方法.有效成分是指经药理和临床筛选具有生物活性的单体化合物,能用结构式表示,并具一定物理常数.盐析法：在水提取液中加入无机盐如氯化钠达到一定浓度时,使水溶性较小的成分沉淀析出,而与水溶性较大的成分分离的方法.有效部位：有效成分的群体物质.渗漉法：将药材粗粉用适当溶剂湿润膨胀后多用乙醇,装入渗漉筒中从上边添加溶剂,从下口收集流出液的方法.原生苷：植物体内原存形式的苷.次生苷：是原生苷经过水解去掉部分糖生成的苷.酶解：苷类物质在酶催化下水解生成次生苷的一种水解方法.苷类：又称配糖体,是糖和糖的衍生物与另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物.苷化位移：糖苷化后,端基碳和苷元α-C化学位移值均向低场移动,而邻碳稍向高场移动偶而也有向低场移动的,对其余碳的影响不大,这种苷化前后的化学变化,称苷化位移.香豆素：为顺式邻羟基桂皮酸的内酯,具有苯骈α-吡喃酮基本结构的化合物.木脂素：由二分子的苯丙素氧化缩合而成的一类化合物,广泛存在于植物的木部和树脂中,故名木脂素.醌类：指具有醌式结构的一系列化合物,包括邻醌、对醌.常见有苯醌、萘醌、蒽醌、菲醌.大黄素型蒽醌：大黄素型蒽醌指羟基分布于两侧苯环的蒽醌.黄酮类化合物：指两个苯环A环和B环通过中间三碳链相互联结而成的6C-3C-6C一系列化合物.碱提取酸沉淀法：利用某些具有一定酸性的亲脂性成分,在碱液中能够溶解,加酸后又沉淀析出的性质,进行此类成分的提取和分离.萜类化合物：是一类结构多变,数量很大,生物活性广泛的一大类重要的天然药物化学成份.其骨架一般以五个碳为基本单位,可以看作是异戊二烯的聚合物及其含氧衍生物.但从生源的观点看,甲戊二羟酸mevalonic acid, MVA才是萜类化合物真正的基本单元.挥发油Volatile oils又称精油essential oils,是一类难溶于水、可随水蒸气蒸馏、具有芳香气味的油状液体混合物.精油：是一类难溶于水、可随水蒸气蒸馏、具有芳香气味的油状液体混合物.SF/SFE：超临界流体SF：处于临界度Tc,临界压力Pc以上的流体.超临界流体萃取SFE：利用一种物质在超临界区域形成的流体进行提取的方法称为超临界流体萃取.脑：挥发油在常温下为透明液体,低温时某些挥发油中含量高的主要成分可析出结晶,这种析出物习称为脑.皂苷：是一类结构比较复杂的苷类化合物.它的水溶液经振摇后能产生大量持久性、似肥皂样的泡沫.酯皂苷：糖链和苷元分子中的羧基相结合形成酯苷键,这类带有酯苷键的皂苷称为酯皂苷.溶血指数：是指在一定条件下同一来源红血球、等渗、恒温等能使血液中红细胞完全溶解的最低皂苷溶液浓度.酸性皂苷：分子中含有羧基的皂苷,常指三萜皂苷.三萜皂苷：三萜皂苷是由三萜皂苷元和糖组成的.三萜皂苷元是三萜类衍生物,由30个碳原子组成.甾体皂苷steroidal saponins：是一类由螺甾烷类化合物衍生的寡糖苷.次皂苷：皂苷糖链部分水解产物或双糖链皂苷水解成单糖链皂苷均称为次皂苷.中性皂苷：分子中无羧基的皂苷,常指甾体皂苷.单糖链皂苷：皂苷元上连接一条糖链的皂苷.双糖链皂苷：皂苷元上连接两条糖链的皂苷.强心苷：是生物界中一类对心脏具有显着生物活性的甾体苷类化合物.甲型强心苷元强心甾烯：C17位连接的是五元不饱和内酯△α、β-γ-内酯环称为强心甾烯,即甲型强心苷元.由23个碳原子组成.乙型强心苷元海葱甾烯或蟾酥甾烯：C17位连接的是六元不饱和内酯△αβ,γδ-δ-内酯环称为海葱甾烯或蟾酥甾烯.由24个碳原子组成.生物碱：是天然产的一类含氮有机化合物,大多数具有氮杂环结构,呈碱性并有较强的生物活性.两性生物碱：分子中有酚羟基和羧基等酸性基团的生物碱.。

第八章三萜及其苷类三萜是由30个碳原子组成的萜类化合物，其结构根据异戊二烯法则，可视为6个异戊二烯单位的聚合体。

该类化合物在自然界分布广泛，以游离形式或者与糖成苷或酯的形式存在。

三萜类化合物因含有多个碳环而表现为亲脂性，不溶或难溶于水，可溶于常见的有机溶剂，与糖成苷后则水溶性增大，多数可溶于水，其水溶液经强烈振摇后能产生大量持久性肥皂样泡沫，故被称为三萜皂苷。

三萜皂苷分子中多具有羧基，所以又常被称为酸性皂苷。

三萜及其苷类化合物广泛存在于自然界中，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，常见于五加科、豆科、远志科、桔梗科、伞形科、玄参科及石竹科等植物中，如中药人参、三七、甘草、黄芪、远志、桔梗、柴胡等都含有此类成分。

少数三萜类成分存在于动物体中，如羊毛脂中含有的羊毛脂醇，鲨鱼肝脏中含有的鲨烯，另外，从海洋生物海参、软珊瑚中也分离出各种类型的三萜类化合物。

三萜及其苷类化合物具有广泛的生物活性。

文献报道其生物活性及毒性主要表现在溶血、抗癌、抗炎、抗菌、抗病毒、降低胆固醇、杀软体动物、抗生育等方面。

由于三萜及其苷类化合物生物活性的多样性及重要性，近年来成为天然药物化学研究的一个热点领域，加之现代分离、分析技术的运用，大大加快了此类化合物的研究进展。

1966～1972年间仅有30个皂苷结构被鉴定，而1987～1989年2年半时间分离鉴定的新皂苷就有1000多个，截止到2008年，共分离到天然来源的三萜类化合物12530个，结构类型共有43种。

近30年来，三萜及其苷类成分的研究进展很快，尤其近几年，从海洋生物中发现了许多具有新骨架或生物活性的三萜类化合物，成为萜类成分研究中的一个活跃领域。

第一节结构与分类从生源途径来看，三萜类化合物是由两分子焦磷酸金合欢酯（简称FPP）缩合生成鲨烯，再由鲨烯通过不同的环化方式转变而来。

少数三萜类化合物分子中的碳原子多于或少于30个，是因为在转变过程中产生异构化或发生了降解反应的结果，仍将它们归入三萜类化合物。

1.天然产物化学：运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。

2、一次代谢：一次代谢过程是对维持植物生命活动不可缺少的过程，几乎所有绿色植物中都存在。

一代产物：葡萄糖、蛋白质、脂质、核酸二次代谢：二次代谢过程是指并非在所有植物中都能发生，对维持植物生命活动来说又不起重要作用的过程。

二代产物：生物碱、萜类化合物3、正相分配色谱：分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物时，固定相多采用强极性溶剂如水、缓冲液等，流动相则用氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱性有机溶剂反相分配色谱：当分离脂溶性化合物如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等时，两相可以颠倒，固定相可用液体石蜡，而流动相则用水或甲醇等极性溶剂4、苷化位移：糖与苷元成苷后，苷元的α-C、β-C和糖的端基碳的化学位移值均发生了改变，这种改变称为苷化位移5、苷类：亦称苷或配糖体，是由糖或糖的衍生物，如氨基酸、糖醛酸等于另一非糖物质通过糖的半缩醛或半缩酮羟基与苷元脱水形成的一类化合物6、低聚糖：由2-9个单糖通过苷键结合而成的直链或支链聚糖7、香豆素：邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称，具有苯骈α-吡喃酮母核的基本骨架简单香豆素：指仅仅在它的苯环上有取代，且7位羟基与其6位或8位没有形成呋喃环或者吡喃环的香豆素类呋喃香豆素：其母核的7位羟基与6位或8位取代异戊烯基缩合形成呋喃环的一系列化合物吡喃香豆素：其母核的7位羟基与6位碳或8位碳上取代的异戊烯基缩合形成吡喃环的一系列化合物及双吡喃香豆素类8、黄酮类化合物：指基本母核为2-苯基色原酮类化合物，现泛指两个具有酚羟基的苯环（A-与B-环）通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物9、萜类化合物：是一类结构多变,数量很大,生物活性广泛的一大类重要的天然药物化学成份。

其骨架一般以五个碳为基本单位,可以看作是异戊二烯的聚合物及其含氧衍生物。

但从生源的观点看，甲戊二羟酸（mevalonic acid，MV A）才是萜类化合物真正的基本单元。