《天然藥物化學(xué)》輔導(dǎo)-6-9章.doc

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第六章 萜類和揮發(fā)油 第一節(jié) 概述 萜類物質(zhì)是由甲戊二羥酸（MVA）衍生而成，基本骨架多具有2個及2個以上異戊二烯單位（C5）。開鏈萜烯具有（C5H8）n 的通式，碳原子數(shù)一般為5的倍數(shù)，而氫的比例一般不是8的倍數(shù)。 結(jié)構(gòu)與分類 按異戊二烯單位（C5單位）的多少分為單萜、倍半萜、二萜、二倍半萜、三萜、四萜和多萜。每類再根據(jù)基本碳鏈?zhǔn)欠癯森h(huán)及成環(huán)的碳環(huán)數(shù)的多少進(jìn)一步分類。 絕大多數(shù)萜類化合物為含氧衍生物，包括醇、醚、酮、酸、酯、內(nèi)酯、亞甲二氧基等含氧基團(tuán)。 有的萜類化合物以苷的形式存在，如環(huán)烯醚萜苷類成分；有的萜類化合物分子中含有氮原子，稱為萜類生物堿，如烏頭堿。 分布：萜類化合物在自然界分布十分廣泛，種類繁多，是各類天然物質(zhì)中最多的一類成分。據(jù)統(tǒng)計，1970年有萜類化合物10000余種，至1991年已超過22000種。 廣泛分布于高等植物的腺體、油室和樹脂道等分泌組織中，是植物揮發(fā)油的主要組成成分，在昆蟲激素及海洋生物中也有存在。 生物活性：萜類化合物的生物活性也十分重要。如穿心蓮內(nèi)酯；青蒿素，龍膽堿，紫杉醇，薄荷腦，龍腦（俗：冰片）、銀杏內(nèi)酯，雷公藤內(nèi)酯，甜菊苷 萜類的生源途徑 1．經(jīng)驗異戊二烯法則： 天然界中萜類化合物的結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)萜類物質(zhì)可以看作是由異戊二烯首尾相連形成的聚合體。 1887年Wallach提出：自然界存在的萜類化合物是由異戊二烯衍生而成首尾相連的聚合體及其衍生物。這就是日后長期沿用的經(jīng)驗異戊二烯法則。 2．生源異戊二烯法則： 后來很多學(xué)者對萜類化學(xué)深入研究的結(jié)果表明，很難在植物界發(fā)現(xiàn)游離的異戊二烯存在，而且有些萜類化合物液無法劃分出異戊二烯的基本單元。于是德國學(xué)者Ruzicka于1938年提出了生源異戊二烯法則。 生源異戊二烯法則的基本理論是：萜類化合物的形成起源于生物代謝的最基本的物質(zhì)葡萄糖；葡萄糖在酶的作用下產(chǎn)生乙酸，三分子的乙酸經(jīng)生物合成產(chǎn)生甲戊二羥酸（MVA），甲戊二羥酸被認(rèn)為是萜類形成的真正的基本單元；甲戊二羥酸經(jīng)高能的三磷酸腺苷（ATP）作用生成甲戊二羥酸焦磷酸酯，再經(jīng)脫羧、脫水形成焦磷酸異戊烯酯（IPP），焦磷酸異戊烯酯可互變異構(gòu)化為焦磷酸γ、γ-二甲基丙烯酯（DMAPP），這兩個化合物被認(rèn)為是萜類成分在生物體內(nèi)形成的真正前體，即生物體內(nèi)的“活性異戊二烯法則”物質(zhì)。 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)類型及重要代表物 卓酚酮 卓酚酮類化合物是一類變形的單萜，它們的碳架不符合異戊二烯法則，具有如下的特性： （1） 卓酚酮具有芳香化合物性質(zhì)，具有酚的通性，也顯酸性，其酸性介于酚類和羧酸之間，即酚<卓酚酮<羧酸。 （2） 分子中的酚羥基易于甲基化，但不易?；? （3） 分子中的 羰基類似于羧酸中的羰基的性質(zhì)，但不能和一般的羰基試劑反應(yīng)。 IR：羰基（1600-1650 cm -1）較一般的化合物中的羰基略有區(qū)別。 【羥基（3100-3200cm-1）】 （4） 能于多種金屬離子形成絡(luò)和物結(jié)晶體，并顯示不同顏色，以資區(qū)別。如銅絡(luò)和物為綠色結(jié)晶，鐵絡(luò)和物為赤紅色結(jié)晶 活性：抗真菌，但同時多有毒性。 環(huán)烯醚萜 環(huán)烯醚萜苷類屬于單萜類化合物，其基本母核的是環(huán)烯醚萜醇，根據(jù)其環(huán)戊烷結(jié)構(gòu)部分的環(huán)合與否，又可分為環(huán)烯醚萜苷和裂環(huán)烯醚萜苷兩種基本碳架，主要以苷的形式存在。 1．生源途徑： 臭蟻二醛進(jìn)行分子內(nèi)的羥基縮合，即產(chǎn)生環(huán)烯醚萜。C1-OH為半縮醛羥基，性質(zhì)活潑，易與糖結(jié)合成苷，天然界的環(huán)烯醚萜多以苷的形式存在，其結(jié)構(gòu)類型主要分為環(huán)烯醚萜苷和裂環(huán)烯醚萜苷。 理化性質(zhì) 性狀：環(huán)烯醚萜苷類大多數(shù)為白色結(jié)晶或粉末，多數(shù)具有旋光性，吸濕性，味苦。 溶解性：環(huán)烯醚萜苷類易溶于水和甲醇，可溶于乙醇、丙酮、正丁醇，難溶于氯仿、乙醚、苯等親酯性有機(jī)溶劑。 鑒別反應(yīng)：這類成分的分子結(jié)構(gòu)中具有半縮醛羥基，性質(zhì)很活潑，能與一些試劑產(chǎn)生顏色反應(yīng)，可用于環(huán)烯醚萜及其苷類的鑒別。 酸水解反應(yīng)：環(huán)烯醚萜苷對酸很敏感，其苷鍵極易被水解，產(chǎn)生的苷元很不穩(wěn)定，容易發(fā)生聚合反應(yīng)，在不同的水解條件下（溫度、酸度等），產(chǎn)生不同顏色的變化或沉淀。若用酶水解，則顯深藍(lán)色，也不易得到結(jié)晶性苷元。如車葉草苷。 含環(huán)烯醚萜苷的藥材放置后往往會變黑就是苷水解，苷元發(fā)生聚合而成黑色，如地黃。 氨基酸反應(yīng)：在加熱條件下與氨基酸作用產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。因此，與皮膚接觸，也能使皮膚染成藍(lán)色。 乙酸-銅離子反應(yīng)：將樣品溶于冰乙酸，加入少量的銅離子試液，加熱后即產(chǎn)生藍(lán)色反應(yīng)。 薁類衍生物 凡是由五元環(huán)與七元環(huán)駢合而成的薁芳環(huán)骨架都稱為薁類化合物。這類化合物多具有抑菌、抗腫瘤、殺蟲等生物活性。 物理性質(zhì)： 1）薁類化合物溶于石油醚、乙醚、乙醇、甲醇等有機(jī)溶劑，不溶于水，溶于強(qiáng)酸。故可用60%~65%硫酸或磷酸提取薁類成分，硫酸或磷酸提取液加水稀釋后，薁類成分即沉淀析出。 2）薁類化合物的沸點(diǎn)較高，一般在250~300℃，在揮發(fā)油分溜時，高沸點(diǎn)餾分可尖刀美麗的藍(lán)色（紫色、或綠色）的現(xiàn)象時，表示可能有薁類化合物的存在。 （2）化學(xué)性質(zhì)： 1）與苦味酸或三硝基苯試劑作用，形成有敏銳熔點(diǎn)的p-絡(luò)和物 ，可共鑒別用。 2）Sabety反應(yīng)：取揮發(fā)油1滴溶于1ml氯仿中，加入5%溴的氯仿溶液，若產(chǎn)生藍(lán)紫色或綠色時，表明有薁類化合物存在。 3）與Ehrlich試劑反應(yīng)：與Ehrlich試劑（對-二甲胺基苯甲醛濃硫酸）反應(yīng)產(chǎn)生紫色或紅色時，亦可證實揮發(fā)油中有薁類化合物存在。 第三節(jié) 理化性質(zhì) 萜類化合物的物理性質(zhì) 1． 性狀 （1）形態(tài) 低分子量的萜類化合物如單萜、倍半萜類化合物通常為液態(tài)，具揮發(fā)性，是揮發(fā)油的組分；分子量較高的萜類化合物為固態(tài)，多數(shù)可形成結(jié)晶體，不具揮發(fā)性。隨分子量和雙鍵的增加，功能基的增多，化合物的揮發(fā)性降低，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)相應(yīng)增高。 （2）味 多具苦味，所以萜類化合物又稱苦味素；但有的具有強(qiáng)烈的甜味，如甜菊苷的甜味是蔗糖的300倍。 （3）旋光性和折光性：大多數(shù)萜類一般具有多個不對稱碳原子，故具旋光性。低分子萜類具有較高的折光率。 2．溶解性 萜類化合物一般為親脂性成分，難溶于水，易溶于親脂性有機(jī)溶劑，可溶于醇。但萜類化合物若與糖成苷，則具親水性，易溶于水，難溶于親脂性有機(jī)溶劑。 （二）萜類化合物的化學(xué)性質(zhì) 1． 雙鍵加成反應(yīng) 萜類化合物的分子結(jié)構(gòu)中多存在雙鍵，可與鹵素、鹵化氫、亞硝酰氯等試劑發(fā)生加成反應(yīng)。如檸檬烯與氯的加成反應(yīng)。 2． 羰基加成反應(yīng)： （1）與亞硫酸氫鈉加成：反應(yīng)生成結(jié)晶形加成物，復(fù)加酸或加堿使其分解，生成原來的反應(yīng)產(chǎn)物。 （2）與硝基苯肼加成：與對硝基苯肼或2，4-二硝基苯肼在磷酸中發(fā)生反應(yīng)，生成對硝基苯肼或2，4-二硝基苯肼的加成物。 （3） 與吉拉德試劑加成：將吉拉德試劑的乙醇溶液加入含羰基的萜類化合物中，再加入10%醋酸促進(jìn)反應(yīng)，加熱回流。反應(yīng)完畢后加水稀釋，分取水層，加酸酸化，再用乙醚萃取，蒸去乙醚后復(fù)得原羰基化合物。 3． 氧化反應(yīng) 氧化反應(yīng)是早期萜類化合物的結(jié)構(gòu)研究的重要手段，優(yōu)以臭氧對萜類的氧化方法應(yīng)用較多。 4． 脫氫反應(yīng) 脫氫反應(yīng)可用作萜類化合物的結(jié)構(gòu)測定，常用于結(jié)構(gòu)母核的確定。 第四節(jié) 提取分離 （一）提取 1．溶劑提取法 （1） 苷類化合物的提取 （2） 非苷類化合物的提取 2． 堿提取酸沉淀法 3． 吸附法 （1） 活性炭吸附法 （2） 大孔樹脂吸附法 （二）分離 1． 結(jié)晶法分離 2． 柱層析分離 3．利用結(jié)構(gòu)中的特殊功能團(tuán)進(jìn)行分離 第六節(jié) 揮發(fā)油 揮發(fā)油又稱精油，是存在于植物中的一類具有芳香氣味、可隨水蒸氣蒸餾出來而又與水不相混溶的油狀成分的總稱。 揮發(fā)油的化學(xué)組成 揮發(fā)油為一混合物，其組份較為復(fù)雜。揮發(fā)油成分中以萜類成分多見，尚含有脂肪族化合物和小分子芳香族化合物等。 理化性質(zhì) 性狀 揮發(fā)油在常溫下為透明液體。低溫放置，揮發(fā)油所含主要成分可能結(jié)晶析出，這種析出物習(xí)稱為“腦，”如薄荷腦、樟腦等。 氣味 揮發(fā)油具有特殊的氣味，大多數(shù)為香味。 揮發(fā)性 揮發(fā)油均具有揮發(fā)性，可隨水蒸氣蒸餾，這是揮發(fā)油的重要性質(zhì)，可以此區(qū)別脂肪油。 溶解性 揮發(fā)油為親脂性物質(zhì)，難溶于水，可溶于高濃度乙醇，易溶于乙醚、二硫化碳、石油醚等親脂性有機(jī)溶劑，在低濃度乙醇中溶解度較小。 穩(wěn)定性 揮發(fā)油對空氣、光、熱均較敏感。 物理常數(shù) 揮發(fā)油的物理常數(shù)主要有相對密度、比旋度、折光率和沸點(diǎn)。 多數(shù)揮發(fā)油比水輕，習(xí)稱“輕油”；也油少數(shù)揮發(fā)油比水重，習(xí)稱“重油”。其相對密度一般在0.850~1.065之間。 化學(xué)常數(shù) {1．酸值 表示揮發(fā)油中游離羧酸和酚類成分的含量指標(biāo)。以中和1g揮發(fā)油中的酸性成分所消耗氫氧化鉀的毫克數(shù)表示 2．酯值 表示揮發(fā)油中酯類成分的含油指標(biāo)。用水解1g揮發(fā)油中所含的酯需要的氫氧化鉀的毫克數(shù)表示。 3．皂化值 表示揮發(fā)油中游離羧酸、酚類和酯類成分總量的指標(biāo)。以皂化1g揮發(fā)油中所消耗氫氧化交的毫克數(shù)表示。事實上皂化值即為酸值和酯值之和。} 揮發(fā)油的提取 1．水蒸汽蒸餾法 利用揮發(fā)油的揮發(fā)性和與水不相混溶的性質(zhì)提取。 2．浸漬法 揮發(fā)油為親脂性物質(zhì)，選用低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑如乙醚、石油醚（30~60℃）等進(jìn)行提取，通常采用連續(xù)回流提取法，也可用冷浸法。 油脂吸收法 溶劑萃取法 超臨界流體萃取法 3．冷壓法 揮發(fā)油的分離 冷凍處理 化學(xué)方法 根據(jù)揮發(fā)油中各組分所連的官能團(tuán)不同，選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)方法處理，使各組分達(dá)到分離的方法。 化學(xué)分離法常用于分離，講義上分離流程很具代表性，一定要弄明白后靈活運(yùn)用。 層析分離方法 ①吸附色譜法： 一般是將分餾法或化學(xué)分離法得到的部位用吸附色譜法進(jìn)一步分離。 吸附劑：氧化鋁或硅膠； 洗脫劑：石油醚、乙酸乙酯等按一定的比例組成溶劑系統(tǒng)； ②硝酸銀絡(luò)合薄層： 依據(jù)其雙鍵的數(shù)目和位置的不同，與硝酸銀形成p-絡(luò)合物的難易及穩(wěn)定性的差異進(jìn)行分離。 一般來說，雙鍵多的化合物易形成絡(luò)合物；末端雙鍵較其他雙鍵形成的絡(luò)合物穩(wěn)定；順式雙鍵大于反式雙鍵的絡(luò)合能力。如α-細(xì)辛醚、β-細(xì)辛醚、歐細(xì)辛醚。 ③其他色譜：, 制備性氣-液色譜法； 制備性薄層色譜。 氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用法 第七章 三萜及其苷類 第一節(jié) 概述 概念：多數(shù)三萜類衍生物的基本骨架是由6個異戊二烯單位、30個碳原子組成的。有的以游離的形式存在，有的則與糖結(jié)合成苷的形式存在，該苷類化合物多數(shù)可溶于水，水溶液振搖后產(chǎn)生似肥皂水溶液樣泡沫，故被稱為三萜皂苷，該類皂苷多具有羧基，所以有時又稱之為酸性皂苷。 分布：在植物界中分布廣泛，種類繁多，大部分分布于五加科、豆科、桔梗科、遠(yuǎn)志科等。 生物活性：抗炎，抗腫瘤，抗菌和抗病毒，降低膽固醇，殺軟體動物，抗生育等活性。 第二節(jié) 生物合成 三萜是由鯊烯經(jīng)過不同途徑環(huán)合而成，鯊烯是由倍半萜金合歡醇的焦磷酸酯尾尾縮合而成。 第三節(jié) 四環(huán)三萜 三萜皂苷的皂苷元為三萜類衍生物，其基本骨架由6個異戊二烯單位、30個碳原子組成。根據(jù)皂苷元的結(jié)構(gòu)可分為四環(huán)三萜皂苷和五環(huán)三萜皂苷兩大類。 達(dá)瑪烷型 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是8位有角甲基，且為β-構(gòu)型。此外13位連有β-H，10位有β-CH3，17位有β-側(cè)鏈，C-20構(gòu)型為R或S。如20（S）原人參二醇、20（S）原人參三醇、酸棗仁皂苷A和B。羊毛脂甾烷型 如豬苓酸A 羊毛脂烷型 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是10、13、14位分別連有β，β，α- CH3，C-20為R構(gòu)型，A/B，B/C，C/D環(huán)均反式。 環(huán)阿屯烷型 環(huán)阿屯烷型的基本骨架與羊毛脂烷很相似，差別僅在于環(huán)阿屯烷19位甲基與9位脫氫形成三元環(huán)。 第四節(jié) 五環(huán)三萜 齊墩果烷型 又稱β-香樹脂烷型。此類皂苷元以齊墩果酸最為多見。 環(huán)的稠合方式為A/B，B/C，C/D環(huán)也均為反式，而C/D環(huán)為順式。母核上8個甲基，其中C-4和C-20位上均有偕二甲基，C-10、C-8、C-17的甲基均為β-型，而C-14的甲基為α-構(gòu)型。 烏索烷型 又稱α-香樹脂烷型或熊果烷型，其代表性化合物為熊果酸（烏索酸）。 其基本結(jié)構(gòu)與齊墩果烷型不同之處是E環(huán)上兩個甲基位置不同，即C-19和C-20上各有1個甲基，其中C-19位上的甲基為β-構(gòu)型，而C-20位上的甲基為α-構(gòu)型。 羽扇豆烷型 最常見的化合物有白樺脂醇和白樺脂酸。 與齊墩果烷型不同點(diǎn)是D環(huán)和E環(huán)是反式，C-21與C-19連成五元環(huán)（E環(huán)），并在C-19位上有α-構(gòu)型的異丙基或異丙烯基取代。 第五節(jié) 理化性質(zhì) 性狀 （1）多有較好的結(jié)晶；苷類，不易結(jié)晶，多為無色無定形粉末。 （2）苷多具有苦而辛辣味，對粘膜有較強(qiáng)的刺激性。 （3）皂苷具有吸濕性，保存時應(yīng)干燥放置。 （4）多數(shù)三萜皂苷屬于酸性，又稱酸性皂苷。分子中羧基有的在皂苷元部分，有的在糖醛酸部分，在植物體內(nèi)常與金屬離子如鉀、鈣、鎂等結(jié)合成鹽的形式存在。 溶解性 苷極性較大，易溶于水、含水稀醇、熱甲醇和乙醇，難溶于丙酮、乙醚。 皂苷在含水丁醇或戊醇中有較大的溶解度，可利用此性質(zhì)從溶液中用丁醇或戊醇提取，借以與親水性大的糖類、蛋白質(zhì)等分離。 表面活性 皂苷有降低水溶液表面張力的作用，多數(shù)皂苷的水溶液經(jīng)強(qiáng)烈振搖能產(chǎn)生持久性的泡沫，并不因加熱而消失。而含蛋白質(zhì)和黏液質(zhì)的水溶液雖也能產(chǎn)生泡沫，但不能持久，加熱后很快消失。 溶血性 皂苷的水溶液大多能破壞紅細(xì)胞，產(chǎn)生溶血現(xiàn)象。不是所有的皂苷都能破壞紅細(xì)胞而產(chǎn)生溶血作用，例如人參皂苷無溶血現(xiàn)象，但經(jīng)分離后，B型和C型人參皂苷具有顯著溶血作用，而A型皂苷則有抗溶血作用。 顯色反應(yīng) 醋酐-濃硫酸（Liebermann-Burchard）反應(yīng) 可用以區(qū)別甾體皂苷和三萜皂苷，甾體皂苷最后呈藍(lán)綠色，三萜皂苷最后呈紅色或紫色。 三氯醋酸（Rosenheim）反應(yīng) 將甾體皂苷樣品的氯仿溶液滴在濾紙上，加三氯醋酸試劑，加熱至60℃，生成紅色漸變?yōu)樽仙?。在同樣條件下，三萜皂苷必須加熱到100℃才能顯色。 五氯化銻反應(yīng) 氯仿-濃硫酸反應(yīng) 冰醋酸-乙酰氯反應(yīng) 沉淀反應(yīng) 皂苷的水溶液可以和一些金屬鹽類如鉛鹽、鋇鹽、銅鹽等產(chǎn)生沉淀。利用這一性質(zhì)可以進(jìn)行皂苷的提取和分離。 ①酸性皂苷（通常指三萜皂苷）的水溶液加入硫酸銨、醋酸鉛或其它中性鹽即產(chǎn)生沉淀。 ②中性皂苷（通常指甾體皂苷）的水溶液則需加入堿式醋酸鉛或氫氧化鉀等鹽類才能生成沉淀。 第六節(jié) 提取分離 提取通法 一般常用不同濃度的乙醇或甲醇作溶劑提取皂苷。醇提取物混懸于水中，先用石油醚、乙醚等親脂性有機(jī)溶劑萃取，除去親脂性雜質(zhì)，然后再用水飽和的正丁醇萃取，得到總皂苷。此法被認(rèn)為是皂苷提取的通法。 皂苷的精制和分離 （一）分段沉淀法 將皂苷溶于少量甲醇或乙醇，然后分步加入乙醚、丙酮或乙醚-丙酮混合溶劑，將皂苷分步沉淀出來。 （二）膽甾醇沉淀法 甾體皂苷與膽甾醇可生成難溶性分子復(fù)合物，據(jù)此分離。 （1）凡有3β-OH，A/B環(huán)反式稠合（5α-H）或△δ的平展結(jié)構(gòu)的甾醇，如β-谷甾醇、豆甾醇、膽甾醇和麥角甾醇等，與甾體皂苷形成的分子復(fù)合物的溶度積最小。 （2）凡有3α-OH，或3β-OH經(jīng)酯化或成苷的甾醇，不能與甾體皂苷生成難溶性的分子復(fù)合物。 （3）三萜皂苷不能與甾醇形成穩(wěn)定的分子復(fù)合物，據(jù)此可實現(xiàn)甾體皂苷和三萜皂苷的分離。 （三）鉛鹽沉淀法 分離酸性皂苷和中性皂苷。 第七節(jié) 結(jié)構(gòu)測定 紫外光譜(UV) 結(jié)構(gòu)中有一個孤立雙鍵:205-250nm 處有微弱吸收; α、β不飽和羰基λmax:242-250nm； 異環(huán)共軛雙烯λmax:240、250、260nm； 同環(huán)共軛雙烯λmax:285nm。 紅外 根據(jù)紅外光譜A區(qū)（1355~1392cm-1）和B區(qū)（1245~1330 cm-1）的碳?xì)湮諄韰^(qū)別齊墩果烷、烏蘇烷和四環(huán)三萜的基本骨架。 齊墩果烷型的A區(qū)有兩個峰（1392~1379 cm-1，1370~1355 cm-1）；B區(qū)有三個峰（1330~1315 cm-1，1306~1299 cm-1，1269~1250 cm-1）。 烏蘇烷型的A區(qū)有三個峰（1392~1386 cm-1，1383~1370 cm-1，1364~1359 cm-1）；B區(qū)也有三個峰（1312~1308 cm-1，1276~1270 cm-1，1250~1245 cm-1）。 四環(huán)三萜的A區(qū)和B區(qū)都只有一個峰。 {MS 三萜類化合物質(zhì)譜裂解有較強(qiáng)的規(guī)律： 當(dāng)有環(huán)內(nèi)雙鍵時，一般都有較特征的RDA裂解； 如無環(huán)內(nèi)雙鍵時，常從C環(huán)斷裂成兩個碎片； 在有些情況下，可同時產(chǎn)生RDA裂解和C環(huán)斷裂。 四環(huán)三萜類化合物裂解的共同規(guī)律是失去側(cè)鏈。} {1HNMR 環(huán)內(nèi)雙鍵質(zhì)子 δ值一般大于5，如齊墩果酸類和烏蘇酸類C12烯氫在δ4.93～5.50處出現(xiàn)分辨不好的多重峰。 環(huán)外烯鍵的 δ值一般小于5，如羽扇豆烯的C29位兩個同碳?xì)湫盘柖喑霈F(xiàn)在δ4.30～5.00。 C3上有羥基或其它含氧基團(tuán) C3質(zhì)子的信號多為dd峰。以3-乙酰氧基取代的三萜衍生物為例，C3-H為豎鍵(α-H,β-Oac)時，其δ值在4.00-4.75之間，最大偶合常數(shù)為12Hz左右；C3-H若為橫鍵（β-H,α-OAc），δ值在5.00-5.48之間，最大偶合常數(shù)約為8Hz，二者均為寬峰。 甲基的信號 一般出現(xiàn)在δ0.50-1.20之間，以吡啶為溶劑時，可以得到分辨較好的單峰。 羽扇豆烷型 30CH3 br. s δ1.63～1.8 烏蘇烷型 29CH3 d J=6Hz 30CH3 d J=6Hz δ0.8～1.0 對于齊墩果烷型和烏蘇烷型的三萜，其最高場甲基的δ值與C28的取代基有關(guān)。當(dāng)C28為COOCH3時最高場甲基的δ值小于0.775，反之則大于0.775。 羽扇豆烯型的C30甲基因與雙鍵相連，且有烯丙偶合，δ值在較低場1.63-1.80之間，且呈寬單峰。} 13C-NMR {角甲基一般出現(xiàn)在δ8.9～33.7 其中23- CH3和29-CH3為e鍵甲基出現(xiàn)在低場，δ值依次為28和33左右。 根據(jù)碳譜中苷元的烯碳的個數(shù)和化學(xué)位移值不同，可推測一些三萜的雙鍵位置。 苷化位置的確定 三萜3-OH苷化，一般C-3向低場位移8-10，而且會影響C-4的δ值。糖之間連接位置的苷化位移約為+3～8。但糖與28-COOH成酯苷，苷化位移是向高場位移，羰基碳苷化位移約為-2，糖的端基碳一般位移至δ95～96。 } 實例 一．人參 人參中含有的人參皂苷為人參的主要有效成分之一。 1．結(jié)構(gòu)與分類 人參皂苷可分為3種類型： （1）人參二醇型（A型） 代表化合物有人參皂苷Rb1、Rb2、Rc、Rd （2）人參三醇型（B型） 代表化合物有人參皂苷Re、Rf、Rg1、Rg2 （3）齊墩果酸型（C型） 代表化合物有人參皂苷Ro A型、B型皂苷的皂苷元屬于四環(huán)三萜，C型皂苷的皂苷元則是五環(huán)三萜的衍生物。人參皂苷A型、B型皂苷元屬達(dá)瑪烷型，是達(dá)瑪烷二醇的衍生物，其中C-20的構(gòu)型為S。A型皂苷元為20（S）-原人參二醇；B型皂苷元為20（S）-原人參三醇。這兩種皂苷元的性質(zhì)均不太穩(wěn)定，當(dāng)皂苷用酸水解時，C-20構(gòu)型容易由S型轉(zhuǎn)為R型。繼之側(cè)鏈?zhǔn)軣岚l(fā)生環(huán)合，環(huán)合后生成人參二醇及人參三醇。 20（S）-原人參二醇分子中有3個羥基，其中C3 -OH，C29-OH可能與糖結(jié)合成苷，由于C-20羥基是叔羥基，結(jié)合的糖與50%乙酸共熱即被水解，而C3 -OH與糖形成的苷鍵必須在較強(qiáng)的酸性條件下才能水解。 第八章 甾體及其苷類 第一節(jié) 概述 概念 甾體類化合物式天然廣泛存在的一類化學(xué)成分，種類很多，但結(jié)構(gòu)中都具有環(huán)戊烷駢多氫菲的甾核。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1）甾核的四個環(huán)可以有不同的稠合方式。 （2）甾核的C10和C13位有角甲基取代，C17位有側(cè)鏈，它們均為β-型。 （3）甾核C3位有羥基取代，可與糖結(jié)合成苷。C3位羥基具有兩種構(gòu)型： ① C3-OH與C10-CH3為順式，稱為β-型（以實線表示）； ② C3-OH與C10-CH3為反式，稱為α-型或epi-（表-）型（以虛線表示）。 （4）母核的其它位置還可以有羥基、羰基、雙鍵、環(huán)氧醚等功能基的取代。 分類 根據(jù)側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的不同，天然甾類成分又分為許多類型： C17側(cè)鏈 A/B B/C C/D C21甾類 羥甲基衍生物 反 反 順 強(qiáng)心甾類 不飽和內(nèi)酯環(huán) 順、反 反 順 甾體皂苷類 含氧螺雜環(huán) 順、反 反 反 植物甾醇 脂肪烴 順、反 反 反 昆蟲變態(tài)激素 脂肪烴 順 反 反 膽酸類 戊酸 順 反 反 生源途徑 通過甲戊二羥酸的生物合成途徑轉(zhuǎn)化而來。 乙酰輔酶A 角鯊烯 2,3氧化角鯊烯 甾類 通性 甾類成分在無水條件下，遇強(qiáng)酸亦能產(chǎn)生各種顏色反應(yīng)，與三萜化合物類似。 （1）Liebermann-Berchard反應(yīng) （2）Salkowski反應(yīng) （3）Rosenheim反應(yīng) （4）三氯化銻或五氯化銻反應(yīng) 第二節(jié) C21甾體化合物 概念：C21甾是一類含有21個碳原子的甾體衍生物，是目前廣泛應(yīng)用于臨床的一類重要藥物。 活性：具有抗炎、抗腫瘤、抗生育等方面的活性。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：C21甾類成分在植物體中除游離方式存在外，也可和糖縮合成苷類存在。 苷元的結(jié)構(gòu)特征：以孕甾烷或其異構(gòu)體為基本骨架。C20位可能有羰基，C17位上的側(cè)鏈多為α-構(gòu)型。 苷的結(jié)構(gòu)特征：糖鏈多和C3-OH 相連，但也發(fā)現(xiàn)有連在C20位OH上。分子中除含有2-羥基糖外，有時還含有2-去氧糖。 第三節(jié) 強(qiáng)心苷類 概念：強(qiáng)心苷是存在于植物中具有強(qiáng)心作用的甾體苷類化合物。 生物活性：具有強(qiáng)心作用，主要用以治療充血性心力衰竭及節(jié)律障礙等心臟疾患。 分布：強(qiáng)心苷存在于許多有毒的植物中，已知主要有十幾個科幾百種植物，尤以玄參科、夾竹桃科植物最普遍。 一．苷元部分 強(qiáng)心苷由強(qiáng)心苷元和糖縮合而成。 結(jié)構(gòu)特征：C-17位上連接一個不飽和內(nèi)酯環(huán)。 甾體母核部的C-3和C-14位上都有羥基。C3-OH多為β-構(gòu)型，如洋地黃毒苷元；少數(shù)是α-構(gòu)型。C14-羥基均是β-構(gòu)型。 根據(jù)甾體母核C-17位上連接的不飽和內(nèi)酯環(huán)的不同，可將強(qiáng)心苷元分為兩類。 1．甲型強(qiáng)心苷元（強(qiáng)心甾烯類） 甲型強(qiáng)心苷元由23個碳原子組成，母核稱為強(qiáng)心甾。其C-17位上連接的是五元不飽和內(nèi)酯環(huán)，即△αβ-γ-內(nèi)酯。 在異構(gòu)化酶的作用下，β-構(gòu)型的強(qiáng)心苷元可轉(zhuǎn)變?yōu)闊o強(qiáng)心作用的或強(qiáng)心作用顯著降低的α-構(gòu)型異構(gòu)體，例如毒毛旋花子種子中含有異構(gòu)化酶，能使C-17位的側(cè)鏈由β-構(gòu)型轉(zhuǎn)變?yōu)棣?構(gòu)型。 2．乙型強(qiáng)心苷（蟾蜍甾烯類） 乙型強(qiáng)心苷元由24個碳原子組成，母核稱為海蔥甾或蟾蜍甾。其C-17位上連接的是六元不飽和內(nèi)酯環(huán)，即△αβ，γδ-雙烯-δ-內(nèi)酯。 天然界中僅少數(shù)幾種強(qiáng)心苷元屬于這一類型。 二．糖部分 在強(qiáng)心苷結(jié)構(gòu)中有2（α）-去氧糖（如D-洋地黃毒糖）是強(qiáng)心苷結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)之一，還有2，6-二去氧糖甲醚（如L-夾竹桃糖、D-加拿大麻糖）等。 三．苷元和糖的連接方式 強(qiáng)心苷類按與苷元與糖的連接方式不同分為以下三種類型： Ⅰ型強(qiáng)心苷：苷元-（2，6-二去氧糖）X-（D-葡萄糖）Y Ⅱ型強(qiáng)心苷：苷元-（6-去氧糖）X-（D-葡萄糖）Y Ⅲ型強(qiáng)心苷：苷元-（D-葡萄糖）Y 天然存在的強(qiáng)心苷類以 I 型及 II 型較多，III 型較少。 紫花樣地黃苷A和洋地黃毒苷均屬Ⅰ型強(qiáng)心苷，真地吉他林為Ⅱ型強(qiáng)心苷，綠海蔥苷則屬Ⅲ型強(qiáng)心苷。 理化性質(zhì) 性狀：強(qiáng)心苷類多為無色結(jié)晶或無定形粉末，中性物質(zhì)，有旋光性。C-17位上的側(cè)鏈為β-構(gòu)型者味苦，而α-構(gòu)型者味不苦，但無強(qiáng)心作用。對粘膜有刺激性。 溶解性 強(qiáng)心苷一般可溶于丙酮、甲醇、乙醇及水等極性溶劑，難溶于乙醚、苯、石油醚等非極性溶劑。弱親酯性苷溶于氯仿-乙醚（2：1），親酯性苷略溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿-乙醇（3：1）。 由于強(qiáng)心苷結(jié)構(gòu)中有2-去氧糖，故其溶解性能與所含糖基的數(shù)目、糖基的種類及苷元中羥基取代的不同而異。例如烏本苷（烏本苷-L=鼠李糖）雖是單糖苷，但其分子中共有8個羥基（其中5個羥基存在于苷元部分），水溶性較大（1：75），難溶于氯仿。洋地黃毒苷是三糖苷，但其中2個是2-去氧糖，則親水性降低，親脂性增加，反而易溶于氯仿。 化學(xué)性質(zhì) 在適當(dāng)條件下，強(qiáng)心苷可發(fā)生分子中的內(nèi)酯環(huán)開裂、雙鍵氧化、某些取代基脫水或縮合、C17β-內(nèi)酯側(cè)鏈異構(gòu)化等反應(yīng)。在研究或制備強(qiáng)心苷的過程中要注意這些情況的發(fā)生。 內(nèi)酯遇堿開環(huán)，酸化又環(huán)合。 溶劑: 水 加堿開環(huán)，加酸環(huán)合 溶劑: 醇 加堿異構(gòu)化 甲型強(qiáng)心苷：先雙鍵移位形成活性次甲基，然后開環(huán) 乙型強(qiáng)心苷： 5β 、14β OH易脫水，生成次生脫水苷元。 {C14-OH最易發(fā)生脫水反應(yīng)生成縮水苷元。 同時存在C14-OH和C16-OH，也易脫水，得到二縮水苷元。 如將C3-OH氧化為酮基，則更使C5叔羥基活化，在溫?zé)釛l件下即可脫水而形成烯酮。同樣，C16被氧化為酮基，也能促使C14-叔羥基脫水而形成烯酮。} 苷鍵的水解由于2-去氧糖的存在強(qiáng)心苷在很溫和條件下可發(fā)生苷鍵的裂解。如用0.2~0.5mol/L的鹽酸或硫酸溫和酸水解，在含水醇中經(jīng)短時間（半小時至數(shù)小時）加熱回流?？墒耿裥蛷?qiáng)心苷水解生成苷元和糖。 紫花洋地黃苷A稀酸 洋地黃毒苷元+2分子D-洋地黃毒糖+洋地黃雙糖（D-洋地共同毒糖β-D-葡萄糖）。 苷元和a-去氧糖、a-去氧糖和a-去氧糖之間的糖苷鍵極易被酸水解，在此條件下即能被切斷。 但由α-羥基糖形成的苷鍵則難以水解，故常常得到二糖或三糖。 但結(jié)構(gòu)中無2-去氧糖，則需在強(qiáng)烈條件下水解 Ⅲ型強(qiáng)心苷可用鹽酸丙酮法水解 酶水解 含強(qiáng)心苷的植物中均有水解β-D-葡萄糖苷鍵的酶共存，但無水解α-去氧苷鍵的酶存在。所以酶能水解除去強(qiáng)心苷分子中的葡萄糖而保留α-去氧糖。 一般來說，乙型強(qiáng)心苷較甲型強(qiáng)心苷更易為酶水解；{糖基上有乙?；膹?qiáng)心苷較糖基上無乙?；膹?qiáng)心苷水解速度慢。} 酶解法在強(qiáng)心苷產(chǎn)生中有很重要的作用。由于甲型強(qiáng)心苷的強(qiáng)心作用與分子中的糖基數(shù)目有關(guān)，即苷的強(qiáng)心作用強(qiáng)度為：單糖苷>二糖苷>三糖苷，所以常利用酶解法使植物體內(nèi)的原生苷水解成強(qiáng)心作用更強(qiáng)的次生苷。 堿水解 在堿試劑的作用下，可使強(qiáng)心苷分子中?；?，內(nèi)酯環(huán)開裂、△20（22）轉(zhuǎn)位及苷元異構(gòu)化等。 （1）?；乃? 弱堿（碳酸氫鈉、碳酸氫鉀）、中等強(qiáng)度的堿（氫氧化鈣和氫氧化鋇），它們能選擇的水解苷元或糖基上的?；挥绊憙?nèi)酯環(huán)。碳酸氫鈉或碳酸氫鉀主要使α-去氧糖上的?；?；氫氧化鈣或氫氧化鋇可以使α-去氧糖、α-羥基糖和苷元上的?；?。 （2）內(nèi)酯環(huán)的水解 在水溶液中，氫氧化鈉、氫氧化鉀能使強(qiáng)心苷的內(nèi)酯環(huán)開裂，酸化后又可重新閉環(huán)。醇溶液中，氫氧化鈉、氫氧化鉀亦能使內(nèi)酯環(huán)開裂，但同時還使其結(jié)構(gòu)異構(gòu)化，故酸化也不再有可逆變化。 甲型強(qiáng)心苷在氫氧化鉀的醇性溶液中，通過內(nèi)酯環(huán)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移、雙鍵轉(zhuǎn)移形成C-22活性亞甲基。 乙型強(qiáng)心苷在醇性氫氧化鉀溶液中，不能發(fā)生雙鍵轉(zhuǎn)移，故亦不能形成活性亞甲基。 鑒別： 強(qiáng)心苷的顏色反應(yīng)特點(diǎn)是沒有專屬反應(yīng)，一般通過三部位的反應(yīng)進(jìn)行鑒別： 甾體母核的顯色反應(yīng)，如醋酐-濃硫酸反應(yīng)（Liebermann-Burchard反應(yīng)） α、β不飽和內(nèi)酯環(huán)的顯色反應(yīng)，甲型強(qiáng)心苷再堿性醇溶液中，雙鍵由20（22）轉(zhuǎn)移到20（21）， 生成C-22活性亞甲基，能與活性亞甲基試劑作用而顯色。乙型強(qiáng)心苷在堿性醇溶液中不能產(chǎn)生活性亞甲基，無此類反應(yīng)。因此，α、β不飽和內(nèi)酯環(huán)的顯色反應(yīng)可用于區(qū)別甲型強(qiáng)心苷與乙型強(qiáng)心苷。 如：亞硝酰鐵氰化鈉試劑(Legal反應(yīng))、間二硝基苯試劑（Raymond反應(yīng)）、3，5-二硝基苯甲酸試劑（Kedde反應(yīng)）、堿性苦味酸試劑（Baljet反應(yīng)） α-去氧糖的顯色的反應(yīng)，如Keller-Kiliani(K.K)反應(yīng)，這一反應(yīng)是α-去氧糖的特征反應(yīng)，游離的α-去氧糖才能呈色。 苷元與由1分子α-去氧糖和葡萄糖或其他羥基糖相連接的雙糖、叁糖所組成的強(qiáng)心苷，在此條件下不會水解出游離的α-去氧糖而不呈色。 噸氫醇反應(yīng)，只要分子中有α-去氧糖即可呈色。 過碘酸-對硝基苯胺反應(yīng) 強(qiáng)心苷的波譜特征 UV １、 Δα，β-γ內(nèi)酯環(huán)：λmax：217—220nm，（lgε約4.34） Δα,β,γ,δδ內(nèi)酯環(huán)：λmax：295-300nm（lgε約3.98） 其它非共軛雙鍵在紫外區(qū)無吸收。 2、Δ16（17）與 Δα，β內(nèi)酯環(huán)共軛，除在220nm左右有吸收外，在270nm處產(chǎn)生特征吸收 用于區(qū)分甲型強(qiáng)心苷和乙型強(qiáng)心苷 3、Δ8（9），14（15）不與內(nèi)酯不共軛在240nm左右有吸收。 4、Δ14（15），16（17）雙烯與內(nèi)酯環(huán)共軛，在330nm處有低吸收（lgε約1.8）。若C-11，C-12均為C=O，吸收峰將向長波移動。 ＩＲ：用于強(qiáng)心苷母核識別 判斷方法：改變?nèi)軇O性：不飽和內(nèi)酯環(huán) 不飽和內(nèi)酯環(huán)的羰基峰:1800-1700cm-1兩個峰。 甲型:1756cm-1 （正常）; 1783cm-1 （不正常，強(qiáng)度隨溶劑增加而減弱）。 乙型:1718cm-1 （正常） ; 1740cm-1 （不正常，強(qiáng)度隨溶劑增加而減弱）。 　　 向低波數(shù)移動40 cm-1 可用于區(qū)別：甲型、乙型 MS：不飽和內(nèi)酯環(huán)特征碎片 五員不飽和內(nèi)酯環(huán)： M/Z:111、124、163、164 六員不飽和內(nèi)酯環(huán)： M/Z:109、123、135、136 NMR (1). 有二個角甲基峰 d 1.00 s 峰位與A/B環(huán)的 駢合方式有關(guān)。 (2). -CHO d 9.5 –10.0 s (3). 不飽和五元內(nèi)酯環(huán) C22-H d 5.6 –6.0 brs C21-H2 d 4.5 –5.0 Abq(或類三重峰) J = 18Hz (4). 不飽和六元內(nèi)酯環(huán) C21-H d 7.2 s , C22-H d 7.8 d, C23-H d 6.3 d 。 (5). C3-H d 3.9 m(或tt) 內(nèi)酯環(huán)信號 甲型：C-22烯-H，δ5.6-6.0 ppm，寬單峰，　　　　　　 　　　C-21兩個H，δ4.5-5.0 ppm之間，brＳ或AB，或t峰,J=18Hz。 乙型：H-21，δ7.2,s, H-22和H-23分別為 δ7.8，d和6.3ppm,d 用于區(qū)分甲型和乙型強(qiáng)心苷 提取與分離 1．提取 由于強(qiáng)心苷易受酸、堿、酶的作用，發(fā)生水解、脫水及異構(gòu)化等反應(yīng)。因此應(yīng)注意： ①如以提取原生苷為目的時，要抑制酶的活性，防止酶解；如以提取次生苷為目的時，要利用酶的活性，進(jìn)行部分酶解。 ②避免接觸酸、堿。 1、原生苷的提?。撼Ｓ玫娜軇?0%乙醇 2、次生苷的提?。鹤屆杆夂筇崛? 純化 1、溶劑法：石油醚脫脂；醇提水沉去葉綠素等雜質(zhì)。 2、鉛鹽法：鞣質(zhì)，皂苷，水溶性色素等，可用鉛鹽法除去（注意吸附強(qiáng)心苷） 3、吸附法：活性炭可吸附皂苷 ，糖類，葉綠素，水溶性色素等大分子化合物。 2．分離 一般用各種色譜方法進(jìn)行分離。 兩相溶劑萃取法： 逆流分配法： 色譜法 強(qiáng)心苷生理活性 構(gòu)—效關(guān)系 第四節(jié) 甾體皂苷 概述 概念：甾體皂苷是一類由螺甾烷類化合物與糖結(jié)合的寡糖苷。有的以游離的形式存在，有的則與糖結(jié)合成苷的形式存在，該苷類化合物多數(shù)可溶于水，水溶液振搖后產(chǎn)生似肥皂水溶液樣泡沫，故被稱為甾體皂苷。該類皂苷不具有羧基，呈中性，所以又稱之為中性皂苷。 分布：在植物界中分布廣泛，主要分布于薯蕷科、百合科等。 生物活性：防止心腦血管疾病，抗腫瘤，降血糖和免疫調(diào)節(jié)等作用。 按照皂苷分子中糖鏈數(shù)目的不同，可分為單糖鏈皂苷（只含1條糖鏈的皂苷）、雙糖鏈皂苷（含有2條糖鏈的皂苷）和三糖鏈皂苷（含有3條糖鏈的皂苷）；按照皂苷分子中是否含有酸性基團(tuán)（如羧基），可將皂苷分成中性皂苷和酸性皂苷。 甾體皂苷的皂苷元基本骨架屬于螺甾烷的衍生物，由27個碳原子構(gòu)成。依照螺甾烷結(jié)構(gòu)中C25的構(gòu)型和環(huán)合狀態(tài)，可將其分為四種類型： （1）螺甾烷醇類 C25為S構(gòu)型 （2）異螺甾烷醇類 C25為R構(gòu)型 （3）呋甾烷醇類 F環(huán)為開鏈衍生物 （4）變形螺甾烷醇類 F環(huán)為五元四氫呋喃環(huán)一．甾體皂苷 在甾體皂苷元的E、F環(huán)中有三個不對稱碳原子C-20、C-22和C-25。其中C-25甲基有兩種構(gòu)型，當(dāng)C-25位上的甲基為直立鍵時，為β型，其絕對構(gòu)型為L-型（也叫L-系，或25S、25L、25βF、Neo）；當(dāng)C-25位上甲基為平狀鍵時，為α型，其絕對構(gòu)型為D-型（也叫D-系，或25R、25D、25αF、Iso）。一般來說，D-型化合物比L-型化合物穩(wěn)定。L-型的衍生物成為螺旋甾烷，D-型的衍生物為異螺旋甾烷。 甾體皂苷分子中不含羧基，顯中性，故甾體皂苷又稱中性皂苷。 理化性質(zhì) 1．甾體皂苷元多有較好的結(jié)晶；若與糖結(jié)合成為苷類，則不易結(jié)晶，多為無色無定形粉末。 甾體皂苷元易溶于石油醚、苯、氯仿等有機(jī)溶劑，不溶于水；甾體皂苷可溶于水，易溶于熱水，稀醇、熱甲醇和熱乙醇中。幾乎不溶于石油醚、苯等極性小的有機(jī)溶劑。含水的丁醇或戊醇對皂苷的溶解度較好，因此是萃取皂苷時常用的溶劑。 2．甾體皂苷所具有的表面活性和溶血作用等與三萜皂苷相似，但F環(huán)開裂的皂苷往往不具溶血作用，而且表面活性降低。 3．甾體皂苷與甾醇形成分子復(fù)合物，甾體皂苷的乙醇溶液可被甾醇（常用膽甾醇）沉淀。 4．甾體皂苷在無水條件下，遇某些酸類亦可產(chǎn)生與三萜相類似的顯色反應(yīng)。 顏色反應(yīng) 醋酐-濃硫酸（Liebermann-Burchard）反應(yīng) 可用以區(qū)別甾體皂苷和三萜皂苷，甾體皂苷最后呈藍(lán)綠色，三萜皂苷最后呈紅色或紫色。 三氯醋酸反應(yīng) 將甾體皂苷樣品的氯仿溶液滴在濾紙上，加三氯醋酸試劑，加熱至60℃，生成紅色漸變?yōu)樽仙?。在同樣條件下，三萜皂苷必須加熱到100℃才能顯色。 可用于區(qū)分三萜皂苷和甾體皂苷。 F環(huán)裂解的雙糖鏈皂苷： 對E試劑（Ehrlich試劑鹽酸二甲胺基苯甲醛）：紅色 對A試劑（茴香醛試劑）：黃色 F環(huán)閉環(huán)的單糖鏈皂苷及螺甾烷： 對E試劑：不顯色 對A試劑：黃色 可用于F環(huán)裂解的雙糖鏈皂苷與其他皂苷的區(qū)分 {波譜特征 UV： 飽和甾體：200-400nm無吸收 雙鍵：205-225nm 羰基：285nm α,β-不飽和酮：240nm 共軛雙鍵 235nm 濃Ｈ２ＳＯ４，加熱： 2２０-６００nm IR: 螺甾酮： 980 920 900 860cm-1 A B C D A帶最強(qiáng) 區(qū)分螺旋甾烷與異螺旋甾烷 25S: B帶>C帶 25R: B帶 < C帶 {MS: M/Z:139基峰 M/Z:115、126 1H-NMR： 18-CH3； 19-CH3 :單峰 　　　　d19 -CH3 > d18- CH3 21-CH3 ; 27-CH3:雙峰 　　　　d21- CH3 >d27 - CH3 27-CH3: α構(gòu)型（25R）：較高場 β構(gòu)型（25S）：較低場 27-CH3: △δCDCl3-C6D6: 0.08-0.13 α構(gòu)型 -0.02 β構(gòu)型 C26-2H: δ相似： α構(gòu)型 δ相差大： β構(gòu)型} 提取與分離 苷的提取 多采用溶劑提取法。主要使用甲醇或稀乙醇作溶劑，提取液回收溶劑后，用水稀釋，經(jīng)正丁醇萃取或大孔純化，得粗皂苷，再經(jīng)過硅膠柱層析分離或高效液相制備，得單體。 常用的洗脫劑：氯仿：甲醇：水混合溶劑或水飽和的正丁醇。 苷元提?。? Ａ.在植物組織中將皂苷水解，然后用低極性溶劑提取皂苷元。 Ｂ.先用極性溶劑如甲醇、乙醇、丁醇將皂苷提出，再加酸加熱水解，濾出水解物，然后用低極性溶劑提取皂苷元。 皂苷的精制和分離 分段沉淀法 將皂苷溶于少量甲醇或乙醇，然后分步加入乙醚、丙酮或乙醚-丙酮混合溶劑，將皂苷分步沉淀出來。 {膽甾醇沉淀法 甾體皂苷與膽甾醇可生成難溶性分子復(fù)合物，據(jù)此分離。 （1）凡有3β-OH，A/B環(huán)反式稠合（5α-H）或△δ的平展結(jié)構(gòu)的甾醇，如β-谷甾醇、豆甾醇、膽甾醇和麥角甾醇等，與甾體皂苷形成的分子復(fù)合物的溶度積最小。 （2）凡有3α-OH，或3β-OH經(jīng)酯化或成苷的甾醇，不能與甾體皂苷生成難溶性的分子復(fù)合物。 （3）三萜皂苷不能與甾醇形成穩(wěn)定的分子復(fù)合物，據(jù)此可實現(xiàn)甾體皂苷和三萜皂苷的分離。} 鉛鹽沉淀法 分離酸性皂苷和中性皂苷。 第九章 生物堿 本章是本教材的重點(diǎn)。 學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)時，抓住生物堿的通性這一關(guān)鍵，掌握了通性，就能靈活應(yīng)用于生物堿的提取分離及檢識。 第一節(jié) 概 述 多數(shù)教材定義為：生物堿是指一類來源于生物界（以植物為主）的含氮的有機(jī)物，多數(shù)生物堿分子具有較復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且氮原子在環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，大多呈堿性，一般具有生物活性。 同時還要了解有些生物堿并不完全符合上述生物堿的的含義，如麻黃堿的氮原子不在環(huán)內(nèi)，咖啡不呈堿性；有些來源于生物界的含氮衍生物又不屬于生物堿的范疇，如低分子胺類（如甲胺、乙胺等）、非環(huán)甜菜因類、氨基酸、氨基糖、肽類、蛋白質(zhì)、核酸、核苷酸、卟啉類、維生素等。 比較確切的表述：生物堿是含負(fù)氧化態(tài)氮原子、存在于生物體中的環(huán)狀化合物。 負(fù)氧化態(tài)氮：包括胺（-3）、氮氧化物（-1）、酰胺（-3）；排除含硝基（+3）、亞硝基（+1）的化合物。 分布特點(diǎn)： 1、系統(tǒng)發(fā)育越低，分布越少 2、高等植物中，分布多 3、極少與萜類、揮發(fā)油共存于同一植物類群。 4、特殊類型生物堿，分布越窄。 同科同屬植物可能含有相同結(jié)構(gòu)類型的生物堿； 在植物體內(nèi)各個器官和組織都可能有分布，但對于一種植物來說，生物堿往往在植物的某種器官含量較高。 存在形式： 在植物體內(nèi)，除以酰胺形式存在的生物堿外，少數(shù)堿性極弱的生物堿以游離的形式存在，絕大多數(shù)以鹽的形式存在；個別生物堿則以氮氧化物的形式存在，如氧化苦參堿。 {第二節(jié) 生物堿生物合成的基本原理 （一）環(huán)合反應(yīng) 1．一級反環(huán)合應(yīng) （1）內(nèi)酰胺形式：該反應(yīng)主要限于肽類生物堿等的生物合成。 （2）希夫堿形式：含氨基（伯胺或仲胺）和羰基的化合物易加成-脫水形成希夫堿。 （3）曼尼希氨甲基化反應(yīng)：醛、胺（一級胺或二級胺或氨）和負(fù)碳離子（含活潑氫的化合物）發(fā)生縮合反應(yīng)，結(jié)果是活潑氫被氨甲基所取代，得到曼尼希堿。 （4）加成反應(yīng)：所謂加成反應(yīng)是特指一親核氨基與芳香或醌類體系中親電中心的加成反應(yīng)。 綜上所述，氨基和羰基反應(yīng)體是生物堿生物合成中最重要的形成N-雜環(huán)體系的前體物。這中間希夫堿形成和曼尼希縮合所需的醛類以及酶的催化作用則是關(guān)鍵因素。 2．次級環(huán)化反應(yīng)： 最重要的次級環(huán)化反應(yīng)是氧化偶聯(lián)；其次是亞胺鹽的次級環(huán)合反應(yīng)也比較重要。 （1）酚氧化偶聯(lián)：酚氧化偶聯(lián)的大致過程可歸納為：酚自由基形成®自由基偶聯(lián)®再芳香化。 1）酚自由基形成 2）自由基偶聯(lián) 3）再芳香化 ①烯醇化-再芳香化 ②C-C鍵遷移-再芳香化 ③C-C鍵裂解-再芳香化 （2）亞胺鹽次級環(huán)合反應(yīng) （二）C-N鍵的裂解 1．內(nèi)酰胺開環(huán) 最簡單的Ｃ－Ｎ鍵裂解是內(nèi)酰胺開環(huán)反應(yīng)。在某些情況下，仲胺可通過氧化轉(zhuǎn)化成內(nèi)酰胺，再進(jìn)行Ｃ－Ｎ鍵的裂解。 2．Hofmann降解和von Braun降解 這是生物堿的兩個降解反應(yīng)。在生物體內(nèi)同樣可以化學(xué)上等價地進(jìn)行這兩種反應(yīng)。} 第三節(jié) 生物堿的分類、生源關(guān)系及其分布 生物堿的分類主要有三種方法： （1）來源分類 （2）化學(xué)分類 （3）生源結(jié)合化學(xué)分類 分類依據(jù)不同，各有利弊。不過，目前似乎以后一種分類方法為主。 1．來源于鳥氨酸的生物堿 2．來源于賴氨酸的生物堿 3．來源于鄰氨基苯酸的生物堿 4．來源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物堿 5．來源于色氨酸的生物堿 6．來源于萜類的生物堿 7．來源于甾體的生物堿 這一節(jié)與實例的內(nèi)容結(jié)合復(fù)習(xí)，掌握幾個重要生物堿（如小檗堿、烏頭堿、麻黃堿、莨菪堿、苦參堿、馬錢子堿、粉防己堿等）的結(jié)構(gòu)分類，故此處略。 第四節(jié) 理化性質(zhì) 這一節(jié)內(nèi)容為生物堿通性，其中生物堿的堿性和溶解度占主導(dǎo)地位，是難點(diǎn)也是重點(diǎn)，因此必須掌握，復(fù)習(xí)時將影響生物堿堿性強(qiáng)弱的因素歸納總結(jié)便于記憶。溶解性則是提取分離方法和方案設(shè)計的基礎(chǔ)。 首先明確季銨類生物堿堿性最強(qiáng)，排除季銨堿后，分析氮原子在分子中的雜化方式，這是決定生物堿堿性強(qiáng)弱的本質(zhì)，氮原子的雜化方式與堿性強(qiáng)弱的關(guān)系表現(xiàn)為：SP3雜化＞SP2雜化＞SP雜化，因此一般堿性脂氮雜環(huán)>芳氮雜環(huán)。 爾后分析氮原子周圍的化學(xué)環(huán)境，主要為電效應(yīng)和立體效應(yīng)，而電效應(yīng)的影響較直接，主要有誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)，這兩種效應(yīng)的影響均為如增加氮原子上電子云密度則使生物堿堿性增加，降低氮原子上電子云密度則使生物堿堿性降低。 在誘導(dǎo)效應(yīng)中主要是氮原子α、β位取代基，如、果為供（斥）電子基（主要為甲基）取代，可增加氮原子電子云密度，則使堿性增加，而吸電子基（如羥基、雙鍵、羰基等）可降低氮原子電子云密度，使堿性降低。 共軛效應(yīng)多以吸電子共軛為多，即共軛體系與氮原子形成P-π共軛，使氮原子電子云密度降低，則生物堿堿性降低。 在電效應(yīng)中特別要注意氮原子鄰位羥基、雙鍵，在立體條件允許下，反而使生物堿堿性大大增加。 影響生物堿堿性的因素還有空間效應(yīng)、氫健效應(yīng)等。以上簡單概述了影響生物堿堿性的因素，請同學(xué)們結(jié)合教材復(fù)習(xí)。 另外生物堿堿性強(qiáng)弱的表示也是一個重點(diǎn)，雖不難但容易記混，其實只要牢記最常用的pKa（生物堿共軛酸的離解常數(shù)Ka的負(fù)對數(shù)或叫酸式離解指數(shù)）值大生物堿的堿性強(qiáng)這一點(diǎn)，其余的可據(jù)此推出。 即 堿性強(qiáng)： pKa值大、pKb值小、Kb值大、Ka值??； 堿性弱： pKa值小、pKb值大、Kb值小、Ka值大。 堿性強(qiáng)度與pKa值關(guān)系： pKa<2（極弱堿）、pKa 2~7（弱堿）、pKa 7~12（中強(qiáng)堿）、pKa> 12（強(qiáng)堿）。 堿性基團(tuán)的pKa值大小順序一般是： 胍基>季胺堿(pKa> 11)>脂胺類，脂氮雜環(huán)類（pKa 8~11）>芳胺類，芳氮雜環(huán)類（pKa 3~7）>兩個以上的氮雜環(huán)類（pKa <3）> 酰胺基（中性）。 其它通性在一定程度上均與堿性有關(guān)：如溶解性，親脂性生物堿多為大分子堿性成分，游離狀態(tài)易溶于有機(jī)溶劑（如氯仿、乙醚、甲醇、乙醇等）難溶于水，尤其在氯仿中的溶解度較大；由于有堿性，則可與酸成鹽而易溶于水、甲醇、乙醇不溶于親脂性有機(jī)溶劑。強(qiáng)堿性的季銨生物堿由于是離子型化合物，故易溶于水，稱為水溶性生物堿（尚有一些小分子量生物堿、具有N-O配位鍵的生物堿等也為水溶性生物堿），親水性生物堿也可以溶于甲醇、乙醇、正丁醇等極性有機(jī)溶劑。 生物堿鹽溶解性因成鹽的酸的種類不同而有差異。一般與無機(jī)酸生成的鹽的水溶性大于有機(jī)酸鹽；無機(jī)酸鹽中含氧酸鹽的水溶性大于鹵代酸鹽；在有機(jī)酸鹽中，小分子有機(jī)酸或多羥基酸鹽的水溶性大于大分子有機(jī)酸鹽。 當(dāng)然也有一些生物堿鹽的溶解性不符合上述規(guī)律，此外結(jié)構(gòu)中有酚羥基、羧基等酸堿兩性生物堿（稱為兩性生物堿）還可溶于堿性溶液。 具內(nèi)酯（或內(nèi)酰胺）結(jié)構(gòu)生物堿的溶解性： 這類生物堿如喜樹堿、那可汀堿等在正常情況下，其溶解度類似一般叔胺堿。但在熱水溶液中，其內(nèi)酯（內(nèi)酰胺）結(jié)構(gòu)可開環(huán)形成羧酸鹽而溶于水。 生物堿的沉淀反應(yīng) 大多數(shù)生物堿在酸水或稀醇中能與某些試劑反應(yīng)生成難溶于水的復(fù)鹽或分子絡(luò)合物，這些試劑稱為生物堿沉淀試劑。 常用的生物堿沉淀試劑有碘化物復(fù)鹽、重金屬鹽、大分子酸類等。 常見的生物堿沉淀試劑有碘-碘化鉀試劑、碘化鉍鉀試劑、碘化汞鉀試劑等。 生物堿沉淀反應(yīng)的條件一般在酸性水溶液中進(jìn)行。 特別要注意假陽性（天然藥物中有些非生物堿類物質(zhì)也能與生物堿沉淀試劑產(chǎn)生沉淀，如蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、鞣質(zhì)等）及假陰性（如麻黃堿、咖啡堿等）問題。 生物堿沉淀反應(yīng)常應(yīng)用于指導(dǎo)生物堿的提取分離、生物堿的分離純化及鑒別。 第五節(jié) 提取與分離 生物堿的提取分離大致有總生物堿的提取、堿性不同生物堿的粗分離以及單體生物堿的分離。方法有經(jīng)典的溶劑法（包括酸堿梯度溶劑法）、離子交換樹脂法、沉淀法及層析法。這一節(jié)實質(zhì)是對生物堿性質(zhì)——堿性、溶解性的綜合利用，重點(diǎn)也在于此。因此應(yīng)掌握提取分離流程（親脂性生物堿與親水性生物堿、酚性堿與非酚性堿、強(qiáng)堿與弱堿）、以及提取分離常用方法、溶劑和實例中一些單體生物堿的分離等。 設(shè)計流程需要掌握原則，被分離物質(zhì)的性質(zhì)與選用的方法、溶劑不能矛盾。 如從藥材中提取總親脂性生物堿，則應(yīng)將藥材堿化后用親脂性有機(jī)溶劑回流提取；如提取總生物堿，則用醇溶液提?。? 如分離得到酚性生物堿，則利用酚性生物堿可溶于苛性堿水溶液的性質(zhì)從，用氫氧化鈉（鉀）水溶液從含有親脂性總堿的親脂性有機(jī)溶劑中萃取，（注意常有在醇液中加水性或有機(jī)溶劑萃取是錯誤的）。 利用堿度分離一般采用PH梯度法。 對單體生物堿的分離，