第七章_三萜及其苷类精要

天然药物化学
第七章
皂苷（saponins）：苷类化合物的一种，多数可溶于水，水溶
液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫，故被称为皂苷。
分类： (1)按其苷元结构的不同分： 三萜皂苷： 甾体皂苷: 强心苷:
(2)按性质分：
酸性皂苷：由于三萜皂苷多具有羧基，所以将三萜皂苷又
称为酸性皂苷。
中性皂苷：将甾体皂苷又称为中性皂苷。
21 12 19 1 2 3 4 10 9 5 29 8 30 7 6 11 13 18 14 20 17 16 15 27 22 23 24 25 26
结构特点：
1. 8、10位有两个β -CH3
2. 14位有一个α-CH3 3. 17位有一个β侧链 4. C20构型为R或S
28

二、四环三萜 1、达玛烷型( Dammaranes )
三、五环三萜
（ Pentacyclic Triterpenoids )
29 20 19 21 18 30
3、羽扇豆烷型（Lupanes） 母核：
H
25 1 26
E
22 28
H
27
A H
24 23
H
7
Lupanes
结构特点：E环为五元环，C19位-α-异丙基。末端常有一个双键。
三、五环三萜
（ Pentacyclic Triterpenoids )
（3）根据糖链的多少分
单糖链苷（monodemosides）
双糖链苷（bisdemosides） 三糖链皂苷（tridesmosidic saponins） （4）根据苷是否被降解，分为：
原生苷
次皂苷（prosapogenins）
(5)皂苷中连接的糖：D-glc、D-半乳糖、D-Rha、D-葡萄糖 醛酸等。

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 苦素型三萜类。
第12页/共139页
一、羊毛脂烷型
21
22
24
26
11 19
18 20 12
17
H 13
23
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
❖ 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对抗 溶血的作用，因此人参总皂苷不能表现 出溶血的现象。
第27页/共139页
• 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。
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三、甘遂烷型
从环氧鲨烯由全椅-船-椅式构象形成， 其A/B, B/C, C/D环均为反式，10、13、 14位分别连有, , -CH3，C20为S构 型。
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21
22
多数三萜皂苷苷元以五环三萜形式存 在。其C3-OH与糖结合成苷，苷元中常 含有羧基，故又称酸性皂苷，在植物体 中常与钙、镁等离子结合成盐。五环三 萜主要有下面几种类型：
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一、齐墩果烷型(oleanane)
又称-香树脂烷型(β-amyrane) ，在植 物界分布极为广泛。其基本碳架是多氢 蒎的五环母核，环的构型为A/B反，B/C 反，C/D反，D/E顺，C28常有-COOH， 有时也在C4位，C3常有羟基，C12、C13 位往往有不饱和双键的存在。

皂荚皂苷 (gleditsiosides)
O
HO ara
O
HO
O
O
OHO HO
HO HO
OH
xyl
glc
OO
OH
28 COOR
OH
6' R= HO
O
R1
HO HO
O
xyl
O
xyl
HO OO
HO
HO OH
O OO
OH HO rha
OR2
gleditsioside CR1=CH2OH,R2=Gal DR1=CH3(6' =S),R2=Gal Q R1 = CH2OH, R2 = H
鼠李糖(rha)、木糖(xyl)、糖醛酸(如gluA)
单糖、双、三糖链苷
与C28羧基形成酯皂苷
4、三萜取代基 苷元及糖环多含-COOH → 酸性皂苷
甾体皂苷 → 中性皂苷
5、三萜皂苷与酶共存 原生苷 (原皂苷) 酶解
次生苷 (次皂苷)
第二节 生源、分类
MVA
OPP O PP
+
尾尾缩合
E
C
D
A
B
FPP(C15)
Chair-Chair-Chair
2
2,3-环氧角鲨烯
天然甾类的立体化学
A/B
B/C C/D
顺/反
反 顺/反
1
A
3
4
CH3
11 H
CH3
12
13 17
10
C
D
1
8
B9
15
H
14
16
CH3
10
B
5
11 H

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 。
• 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)。
药理作用： 熊果酸又名乌索酸，乌苏酸，属三萜 类化合物。具有镇静、抗炎、抗菌、抗糖尿病、 抗溃疡、降低血糖等多种生物学效应。
研发进展：
近年来发现它具有抗致癌、抗促癌、诱 导F9畸胎瘤细胞分化和抗血管生成作用。研 究发现：熊果酸能明显抑制HL－60细胞增殖， 可诱导其凋亡；能使小鼠的巨噬细胞吞噬功 能显著提高。体内试验证明，熊果酸可以明 显增强机体免疫功能。说明它的抗肿瘤作用 广泛，极有可能成为低毒有效的新型抗癌药 物。
• 皂苷：可溶于水，易溶于热水，溶于含水醇 （甲醇、乙醇、丁醇、戊醇等），溶于热甲醇、 乙醇；几不溶于乙醚、苯、丙酮等有机溶剂。
• 皂苷在提取的过程中会产生次级苷，水溶性下 降，溶于中等极性有机溶剂（醇，乙酸乙酯）。
• 皂苷元：不溶于水，易溶于石油醚、苯、 CHCl3、Et2O。
5.溶血作用
• 皂苷水溶液能与红细胞壁上的胆甾醇结合，生成不 溶于水的分子复合物，破坏了红细胞的正常渗透， 使细胞内渗透压增加而发生崩解，从而导致溶血现 象，故皂苷又称为皂毒素(saptoxins)。因此，皂 苷水溶液不能用于静脉注射或肌肉注射。
样品溶于冰醋酸，加浓硫酸-醋酐 (1:20)，产生红→ 紫→ 蓝→ 绿→ 污绿 等颜色变化，最后褪色。
甾体皂苷也有此反应，但颜色变化快， 在颜色变化的最后呈现污绿色；而三萜皂 苷颜色变化稍慢，且不出现污绿色。

C29: 109~
29
C20: 150~
30
20 19
H
21
22
R
HO
12 乌苏烯
HO H
20(29) 羽扇豆烯
五、结构测定（三）核磁共振 2.13C-NMR
杂质亦多。若将水溶性大的粗皂苷制成酰化物后 增大其亲脂性，可以溶于低极性溶剂中，无论是 脱色、层析、重结晶都比较容易，待纯化后再水 解去乙酰基恢复原来皂苷形式。
四、提取分离 ㈡三萜类成分的分离
5．色谱法 色谱法可得到纯的单体皂苷。 吸附剂：中性氧化铝、硅胶（低活度）（分配） 洗脱剂：多用混合溶剂 如：CHCl3:MeOH CHCl3:MeOH:H2O=65:35:10下层 显色剂：10%H2SO4或特有的显色反应
天然药物化学
吴立军主编
(第四版)
主讲教师：张秀云
第七章
本章内容
一、概述
二、分类 三、理化性质 四、提取分离 五、结构测定
一、概述
（一）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
3．三氯醋酸反应（Rosen-Heimer反应）
样品
25%三氯醋酸乙醇液 喷
滤纸
100℃
红色渐变紫色
4．氯仿-浓硫酸反应（Salkowski反应）
浓H2SO4 样品/氯仿
氯仿层 红色 或蓝色 绿色荧光
三、理化性质 ㈡ 颜 色 反 应 5．冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff反应）

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
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由20(S)-原人参二醇衍生的皂苷:
RO
HO
20
H
H
17
13
ginsenoside
14
10 H 8
Ra1
2
glc glc O
Ra2
H
Rb1
Rb2
20(s)-protopanaxadiol
24 23
齐墩果烷 (oleanane)
A/B, B/C, C/D trans, D/E cis
第28页/共58页
H
COOH
HO
齐墩果酸 (olennolic acid)
第29页/共58页
齐墩果酸首先由油橄榄的叶子中分得，广泛 分布于植物界，如在青叶胆全草、女贞果实 等植物中游离存在，但大多数与糖结合成苷 存在。齐墩果酸具有抗炎、镇静、防肿瘤等 作用，是治疗急性黄胆性肝炎和慢性迁延性 肝炎的有效药物。
主要分布于菊科、石竹科、五加科、豆科、 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2页/共58页
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。
第31页/共58页
COOH
O H
RO H
甘草次酸 甘草酸 乌拉尔甘草皂苷A 乌拉尔甘草皂苷B 黄甘草皂苷
R H -D-gluA2 -D-glu A-D-gluA2 -D-glu A-D-gluA3 -D-glu A-D-gluA4 -D-glu A-

泡剂。 7
第一节 概述
3、三萜类化合物的生物合成 三萜是由鲨烯（squalene）经过不同的途径环合而
成，鲨烯是由倍半萜金合欢醇（farnesol）的焦磷酸 酯尾尾缩合而成。
8
farnesol
OPP OPP
squalene
OH
OH
HO
squalene
-hydroxyhopane
HO
HO
lanosterol
e、葫芦烷（cucurbitane ）
特点：5β-H、8β-H、10α-H,9位连有β-CH3,其 余与羊毛甾烷一样。
22
24
21 20
26
18
23
25
12
27
1
H
11 9
C
H
17 13 D
14
15
2 A
3 4
10 19 8
B
30 7
H
29 28
cucurbitane
29
第二节 分类
从雪胆属植物的根中分离得到的一些成分
三萜类皂苷的提取分离方法，分配色谱，如各种 中低压反相柱色谱、高压液相色谱（HPLC）等。
三萜皂苷类结构研究中的苷键裂解，三萜类化合物 的MS及NMR谱的特征。
3
[基本要求]
掌握 四环三萜和五环三萜的结构特征，分类；三萜 类化合物MS及NMR谱的特征
熟悉 三萜类化合物的提取分离方法。
4
内容
9
5
29
28
21
22
20
13 17
18 14 15
24
26
25
27
30 7
dammarane
11 19 1

21 18 11 1 3
HO
20 17
22
24 25 27
26
19 9 5 7
14 30
15
29
28
羊毛脂烷型（lanostane） A/B, B/C, C/D均反式构型， C10，13b -CH3，C14 a-CH3，C17为b 侧链，C20为 R构型
第七章 三萜及其苷类
24 25 27 15
3

因此，若要得到真正苷元，需用过碘酸氧化法 （Smith降解法）或者缓和酸水解。
RO OH H
OH
20S
OH H
20R
50％ 乙 酸
R2O R1
R2O R1
OH
Smith降 解
HO OH H
H+
20S
OH H
20R
R2O R1
HO R1
第七章 三萜及其苷类
Natural Products Chemistry
3. 三萜的生物活性
抗炎活性（oleanic acid） 抗肿瘤（ginsenoside Rg3） 抗菌、抗病毒活性 降低胆固醇活性（甘草酸） 杀软体动物活性（杀螺剂） 抗生育作用 免疫活性 降血脂作用 降压作用
HO
HO OH
人参皂苷Ra1，Ra2等
人参皂苷Re，Rf等
一般C3-OH，C20-OH成苷
第七章 三萜及其苷类
RO OH H
Natural Products Chemistry
HO H
O
H+
OH
R2O R1
H+
R2O R1
OH
O
H
H+
第七章 三萜及其苷类

二、分类 ㈠四环三萜（tetracyclic triterpenoids）
1．达玛烷型（dammarane） 结构特点：2013/10/29 第九周 化学
21
22
20
24 25
12 H 17
23
11
19
C18
13 D 16
27
9
14
26
1. 全反式：A/B,B/C,C/D皆为 反式稠合。
2. 侧链结构类型： 8、10位有

COOH
H
HO
H
Oleanolic acid
齐墩果烷型三萜的皂苷，糖链可以连接在3-C位，也 可以连接在28-COOH上形成酯苷。
二、分类 ㈡五环三萜（pentacyclic triterpenoids）
1．齐墩果烷型（oleanane）
游离的齐墩果酸首先从木樨科植物油橄榄（齐墩果，Olea europaea）中分到，女贞果实中也有，广泛分布于自然界。 具有降转氨酶作用，临床上用于治疗急性黄疸性肝炎。
三萜化合物
本章内容
一、概述
二、分类
三、理化性质 四、提取分离 五、结构测定
二、分类
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
HO
OH
OH
O
O
O
单环三萜
longilene peroxide
HO
蓍醇 A achilleol A
二、分类
双环三萜:
R2 O
R1 O
naurol A R1=R2=β -OH naurol B R1=R2=α -OH
三环三萜：
A

天然药物化学第7章三萜及其苷类第6讲生物活性预备知识01常见的三萜及其苷类代表性化合物学习目标01•熟悉三萜及其苷类的生物活性•生物活性(biological activity)•三萜及其皂苷具有广泛的生物活性，对许多可得的三萜及其皂苷的生物活性及毒性研究结果显示其具有溶血、抗癌、抗炎、抗菌、杀软体动物、抗生育等活性。

（1）抗炎活性(antiinflammatory activity)齐墩果烷型三萜具有较好的抗炎效果，有些已作为药物在临床应用。

例如齐墩果酸已应用于临床治疗肝炎；甘草次酸琥珀酸半酯的钠盐，称甘珀酸钠，自60年代至今临床常用抗溃疡药；雷公藤提取物临床用于治疗类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮和肾炎。

（2）抗肿瘤活性（antitumor or anticancer activity）一些三萜和三萜皂苷特别是具有羧基的该类化合物具有抗肿瘤活性。

乌苏酸（熊果酸）是夏枯草抗癌的活性成分之一。

对多叶唐松草得到的多叶唐松草皂苷小鼠体内抗肿瘤活性研究表明其对抗药性肿瘤具有很好的活性，多叶唐松草的糖苷有希望发展为新的抗肿瘤抑制剂。

其结构如下：（3）抗菌和抗病毒活性(antibacterial activity and antiviral activity )含C-27或28位有游离羧基的齐墩果酸和常春藤皂苷元的皂苷具有较强的抗真菌活性。

（3）抗菌和抗病毒活性(antibacterial activity and antiviral activity )•某些三萜类化合物具有抗病毒活性，一种新的31个碳的羊毛脂烷型三萜是从番荔枝科暗罗属植物(Pollyathia subarosa)中得到的，其能在H9淋巴细胞中为3g/ml)。

抑制HIV复制(ED50甘草中的三萜可使输血用的血制品中的病毒失活，甘草次酸可100%地抑制疱疹性口炎病毒。

（4）抗心血管系统疾病有些皂苷对心血管及免疫系统也有作用，如人参皂苷，柴胡皂苷a可降低高血脂，绞股蓝皂苷对大鼠血小板聚集及实验性血栓有明显的抑制作用。

第七章三萜及其苷类第一节、第二节：课时安排：2学时一、教学目的1. 掌握三萜及其苷类化合物的结构类型和颜色鉴定反应；2. 熟悉三萜及其苷类化合物的理化性质；3. 了解三萜及其苷类化合物的生物活性；二、教学重点和难点1.教学重点（1）三萜及其苷类化合物的结构分类；（2）三萜及其苷类化合物的理化性质；（3）人参皂苷类化合物的水解反应；2.教学难点（1）不同三萜类化合物的结构特点；（2）人参皂苷类化合物的水解反应。

三、教学方法与手段1.教学方法主要采用启发式和提问式为主的方法，辅以讨论式教学。

2.教学手段以多媒体教学手段为主、辅以分子模型模拟等。

四、教学内容第一节：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”❖大多与糖结合成苷，大多溶于水，水溶液振摇会产生持久的泡沫，故称为三萜皂苷。

❖因为许多三萜皂苷具有羧基，因此又称为“酸性皂苷”。

❖广泛存在于自然界，双子叶植物中分布最多。

2三萜类的生物合成途径三萜是由鲨烯(squalene)通过不同方式(MV A、甲戊二羟酸途径)环合而成3结构类型链状三萜、单环三萜、二环三萜、三环三萜、四环三萜、五环三萜(1) 四环三萜（tetracyclic triterpenoids）❖达玛烷型，羊毛脂烷型、甘遂烷型、环阿尔廷型、葫芦烷型、楝烷型。

❖人参中的人参皂苷多为达玛烷型四环三萜皂苷，其皂苷元根据C6连接－OH与否分为二类：20（S）原人参二醇【20(S)-protopanaxadiol 】和20（S）原人参三醇【20(S)-protopanaxatriol】❖人参皂苷水解：ROHOHR2OROOHR2OR强酸ROHOHR2OR120S50％乙酸HOHR2OOHR120RHOHHOOHR120RSmith降解HOHOHR2OR20S(2) 五环三萜齐墩果烷型、乌苏烷型、羽扇豆烷型、木栓烷型。

3. 三萜的生物活性第二节：三萜的理化性质1性状：无色结晶，易溶于有机溶剂，成苷后易溶于水，不易结晶，大多为无定型粉末。

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
5、 葫芦烷型
成,其A/B, B/C,
9
1 10 8
15
3 4
H 7 30
C/D环均为反式。 10、13、14位分别 连有, , -
29 28 H
羊毛脂烷型 (lanostane)
CH3,C20为R构 型,C17侧链为β构 型,C3位常有-OH存 在。
H
20
O
HO
13 17
H 14
10
O
H
O
OH
H
ganoderic acid C
举例:人参中含有人参皂苷(ginsenosides)
人参中得人参皂苷(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
HO
H
14
10
8
HO

三,质谱在三萜及其苷的结构测定中的应用
1. 三萜类化合物的质谱特点: 三萜类化合物的质谱特点:
对于游离的三萜化合物,EI-MS是结构测定中较常用的手段之一, 对于游离的三萜化合物, 是结构测定中较常用的手段之一, 是结构测定中较常用的手段之一 EIMS可提供化合物分子量,可能的结构骨架和取代基的信息. 可提供化合物分子量, 可提供化合物分子量 可能的结构骨架和取代基的信息. 齐墩果烷-12-烯和熊果 烯和熊果-12-烯及其醛,醇,酸和甲酯,乙酸酯的主要 烯及其醛, 酸和甲酯, 齐墩果烷 烯和熊果 烯及其醛 特征裂解方式是C环进行的 环进行的RDA裂解 把分子离子分为含AB环的离子碎 裂解. 特征裂解方式是C环进行的RDA裂解.把分子离子分为含AB环的离子碎 环的离子碎片b,大多情况下,离子a很弱 离子b很强或 很弱, 片a,和含 环的离子碎片 ,大多情况下,离子 很弱,离子 很强或 ,和含DE环的离子碎片 为基峰;只有在D, 环取代基很多时 离子b的相对丰度才会减弱 环取代基很多时, 的相对丰度才会减弱. 为基峰;只有在 ,E环取代基很多时,离子 的相对丰度才会减弱. 离子a和 还能继续裂解 根据取代基的性质不同,离子a常能产生 还能继续裂解, 常能产生a离子 和b还能继续裂解,根据取代基的性质不同,离子 常能产生 H, a-H2O, a-H-H2O, a-HOAc等;离子 则主要失去 17侧链,生成 则主要失去C 等 离子b则主要失去 侧链,生成b-CH3, b-CHO, b-CH2OH, b-COOH, b-COOCH3等.这些离子还能再失水或失 甲酸甲酯等. 甲酸甲酯等. 教材P298给出了齐墩果酸的质谱裂解图. 给出了齐墩果酸的质谱裂解图. 教材 给出了齐墩果酸的质谱裂解图
29
30
19

主要按苷元的碳环的骨架来分类。
无环三萜 单环三萜 双环三萜 三环三萜 四环三萜 五环三萜
25 1
29 20 30
19
21
22 26
28
27
24 23
例：无环三萜
鲨烯(squalene)
二环三萜：
COOH
HOOC
榔色酸(lansic acid)
三环三萜：
OH
龙涎香醇(ambrin)
蓝刺头
第二节 三萜类化合物的生物合成
30 7
6
29 28
葫芦烷 cucurbitane
26 27
从雪胆属植物Hemsleya amabilis中分离得到的 雪胆甲素：
HO 2
3
HO
O OH
18
O 9 11 H
20
H
23
OH
16
25
OAc
5 19 6
Cucurbitacin Ia
六、楝烷(meliacane)型
母体结构：由原萜烷碳正离子II经基团移位形成。与甘遂
楝烷 meliacane
从楝科植物Azadirachta indica中分离得到：
O
OMe
O
H
O
O
H
OCMe
O
1α -methoxy-1,2-dihydroepoxyazadione
楝科植物
第四节 五 环 三 萜
Pentacyclic Triterpenoids 一、齐墩果烷(oleanane)型
结构特点：
①环：A/B、B/C、C/D互为反式构型， D/E互为顺式构型。
Chemistry of Natural Medicines