第八章,皂苷和强心苷,教学目的与要求,1.熟悉皂苷、强心苷的主要结构类型及理化性质 2.掌握皂苷、强心苷的颜色反应及其应用 3.掌握强心苷的酸水解法和酶水解法及其应用 4.熟悉皂苷、强心苷的一般提取分离方法 5.了解皂苷、强心苷的波谱特征,经典含义存在于植物体内一类比较复杂的苷类化合物，其水溶液振摇后可产生持久的肥皂样泡沫， 因此而得名。 现代含义螺甾烷以及与其生源途径相似的甾族化合物的低聚糖苷或三萜类化合物的低聚糖苷。,第一节 皂苷,一、皂苷的分类及结构特点,皂苷,甾体皂苷,三萜皂苷,螺甾烷醇型 : 25 S (L)（C25-甲基直立a键、为型） 异螺甾烷醇型 : 25 R (D) ( C25-甲基平伏e键、为 型) 变形螺甾烷醇型 ：F环变形为呋喃甾烷（五元含氧环） 呋甾烷型 ：F环裂环,C26-OH多与葡萄糖相 连成苷,四环三萜皂苷,五环三萜皂苷,达玛甾烷型 羊毛脂甾烷型,-香树脂烷型(齐墩果烷型 ) -香树脂烷型（乌苏烷型 ） 羽扇豆烷型,(一)甾体皂苷 1、甾体皂苷的结构特征 ：,甾体皂苷由 甾体皂苷元与糖（-羟基糖）缩合而 成。甾体皂苷元由27个碳原子、六个环组成，其基本 碳架是螺甾烷的衍生物。,A,B,C,D,E,F,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,（3）C25的绝对构型依其上甲基的取向不同有两种： C-25甲基是-构型称为螺甾烷(绝对构型为L(S)型)， C-25甲基是-构型称为异螺甾烷(绝对构型为D (R) 型)。,（1）甾体皂苷元中有六个环，A、B、C、D四个环具有 甾体母核结构,C-22是螺原子,E、F环以螺缩酮形式连接。,（2）A、B环有顺、反两种稠合方式。B、C环和C、D环 均为反式稠合。,C25-甲基,直立a键、为型 L型 (25S 25L 25),平伏e键、为 型D型（ 25R 25D 25 ),螺甾烷型,异螺甾烷型,(4)取代基团： OH 多在C3-位或其他位置,且多为-型 羰基 多在C12-位 双键 多在5 , 9（11）,少数在25（27）位 甾体皂苷不含羧基，呈中性，故称为中性皂苷。,(5)常见的糖有:D-葡萄糖、D-半乳糖、 D-木糖、L-鼠李糖、L-阿 拉伯糖及D-葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸等较为常见,此外 也可见到夫糖和加拿大麻糖及6-去氧葡萄糖和6-去氧半 乳糖。,(6)成苷的位置:与苷元C-3上的羟基连接成苷,也有在C-1或C-26位置上成苷的。,2.甾体皂苷苷元的结构类型,异螺甾烷醇型,螺甾烷醇型,变形螺甾烷醇型,呋甾烷醇型,（1）三萜皂苷苷元为30个碳原子组成的三萜类衍生物,大多数在24或28位有羧基,故又称酸性皂苷。 （2）常见的糖有D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-阿拉伯糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸，另外还有D-呋糖、D-鸡纳糖、D-芹糖、乙酰基和乙酰氨基糖等。 （3）成苷的位置多为3位醇皂苷或28位酯皂苷；另外也有16、21、23、29位等醇羟基成苷。 （4）常见的三萜皂苷有单糖链三萜皂苷、双糖链三萜皂苷和三糖链皂苷,(二) 三萜皂苷,1、三萜皂苷的结构特点,2、三萜皂苷元的结构类型：常见的有四环三萜皂苷和 五环三萜皂苷。,（1）四环三萜皂苷元:其基本骨架也是甾体结构母核，A/B、B/C、C/D环均为反式稠合。,羊毛脂甾烷型,达玛甾烷型,-香树脂烷型 又称齐墩果烷型 A/B、B/C、C/D环 为反式稠合 D/E环为顺式稠合,-香树脂烷型 又称乌苏烷型 A/B、B/C环 为反式稠合 C/D 、D/E环为 顺式稠合,（2）五环三萜皂苷元类型,羽扇豆烷型 A/B、B/C、C/D、 D/E 环均为反式稠合,木栓烷型 A/B、B/C、C/D、 D/E 环均为反式稠合,二、皂苷的理化性质,1、性状 皂苷大多为无色或乳白色无定形粉末（低聚糖苷，极性大，分子量大）； 皂苷元（极性小）大多有完好结晶； 皂苷多数具有苦而辛辣味，对粘膜有强烈刺激性，尤其鼻粘膜，易引起喷嚏 。 皂苷大多具吸湿性。,2、溶解性皂苷（低聚糖苷，极性大）易溶于水、稀 醇、含水丁醇， 难溶于丙酮、乙醚等； 次生皂苷（极性降低） 易溶于醇、丙酮、 乙酸乙酯等；皂苷元（极性小）易溶于石油醚、乙醚、 苯、氯仿等，难溶于水；皂苷的助溶作用（表面活性剂作用），可 以增大其他成分在水中的溶解度。,3、表面活性 皂苷水溶液经强烈振摇能产生大量持久性泡沫， 且不因加热而消失。 原因：皂苷分子中糖亲水性苷元亲脂性 降低水溶液表面张力作用所致，但也有些皂苷起泡性 不明显。 三萜皂苷酸水液的泡沫和碱水液的泡沫持续时间相同 甾体皂苷碱水液泡沫比酸水液的泡沫持续时间长几倍,4、溶血作用,（1）溶血性 ：皂苷的水溶液多能破坏红血球而有溶血作 用。但F环开环的皂苷没有溶血性。 （2）溶血指数：皂苷对同一来源的红细胞稀悬浮液，在 一定条件下（相同pH、等渗、恒温等）造成完全溶血的 最低浓度。 例如 薯蓣皂苷的溶血指数为1：400000，甘草皂苷的溶血指数为1：4000。,（3）溶血原因 多数皂苷 + 红细胞壁上的胆甾醇不溶性复合物 破坏血红细胞的正常渗透性使细胞内渗透压增加而崩裂,5、与金属盐的沉淀反应,酸性皂苷 + 中性盐（硫酸铵、醋酸铅） 沉淀 酸性皂苷 + 碱性醋酸铅 沉淀 中性皂苷 + 碱性醋酸铅、氢氧化钡 沉淀 应用：分离两种皂苷,6、与胆甾醇的沉淀反应： 皂苷与胆甾醇可形成分子复合物的沉淀。生成的分子复合物沉淀用乙醚回流提取时，胆甾醇可溶于乙醚，皂苷不溶。沉淀规律如下:,凡有3-OH，A/B环反式稠合(5-H)或5的平展结构的甾醇，与皂苷形成的分子复合物的溶度积最小。凡有3-OH或3-OH经酯化或成苷的甾醇，不能与皂苷形成难溶性分子复合物。三萜皂苷与甾醇形成的分子复合物的稳定性低于甾体皂苷与甾醇形成的分子复合物。,皂苷在无水条件下可与强酸、中等强酸、Lewis酸 等作用下发生颜色反应： 醋酐-浓硫酸反应（Liebermann-Burchard反应）黄 红 紫 蓝 褪色黄 红 紫 蓝 绿色 褪色 五氯化锑反应（Kahlenberg反应） 三氯醋酸反应（Rosen-Heimer反应） 氯仿-浓硫酸反应（Salkowski反应） 冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff反应）,7、皂苷的颜色反应,三、皂苷的提取分离 甾体皂苷主要作为合成激素等的原料，故以提取苷元较为实用。 三萜皂苷为许多中药的有效活性成分，故以提取原生苷为主。 （一）皂苷苷元的提取与分离,方法1,原才料,加水，36保温2448小时浸泡预发酵,3%硫酸加热水解36小时， 过滤，水洗，干燥,1、皂苷苷元的提取,料渣,料渣,石油醚、或甲苯连续回流46小时提取,提取液,适当回收溶剂，放置析晶，抽滤,皂苷元粗品,乙醇或丙酮处理，活性炭脱色重结晶,皂苷元,方法2.,原材料,稀醇水溶液提取,皂苷,两相酸水解法、酶水解、smith降解法,水解液,皂苷元,苯、氯仿等有机溶剂萃取,萃取液,回收溶剂,色谱分离法 吸附原理： 硅胶、氧化铝 苯-氯仿、苯-甲醇、氯仿-甲醇不同比例洗脱,2、皂苷苷元的分离,（二）皂苷的提取与分离,n-BOH(皂苷) 水(水溶性杂质）,1、皂苷的提取：,原材料,稀醇提取,乙醇液,料渣,浓缩后，石油醚-水萃取,石油醚 水,n-BOH萃取,水洗 30%乙醇 50%乙醇 70%乙醇,TLC检查皂苷，合并洗脱液，浓缩，醇溶+丙酮（乙醚） 皂苷沉淀(醇/丙酮法),n-BOH(皂苷),浓缩,浓缩液,大孔吸附树脂,2、皂苷的分离： 分配柱层析支持剂：硅胶固定相：水流动相：氯仿：甲醇：水CH2Cl2:甲醇：水 反相柱层析固定相：RP-18、RP-8 、RP-2流动相：甲醇：水，乙腈：水,试剂类型 鉴别特点 鉴别意义,用于两类 皂苷的区别,四、皂苷的检识及结构测定,（一） 皂苷的化学检识 颜色反应,醋酐-浓硫酸 反应,甾体皂苷最 后呈蓝绿色,三萜皂苷最后 显红或紫红色,三氯醋酸反应,三萜皂苷加热至 100 才显色,用于两类 皂苷的区别,甾体皂苷加热至60即可显色,盐酸-对二甲氨基苯甲醛 （Ehrlich试剂，简称 E试剂）,螺甾烷醇类 皂苷不显色,呋甾烷醇类 皂苷显红色,茴香醛-硫酸 (Anisaldehyde, 简称A试剂）,螺甾醇类 皂苷显黄色,呋甾醇类皂苷显黄色,可用于两类 不同苷元 皂苷的区别,可用于两类 不同苷元 皂苷的区别,官能团 （max） 孤立双键 205225nm（900）羰基 285nm（500）a、- 不饱和酮基 240nm（11000） 饱和的甾体皂苷元与共轭双键 235nm 浓硫酸 40，1hr 220 275nm,（二）波谱特征检识,1、紫外特征（UV ）,饱和的甾体皂苷元 紫外区无吸收,依吸收峰的位置（max）及吸光系数（） 与标准图谱相对照，即可用于不同皂苷元的鉴别,甾体皂苷的螺缩酮结构在红外光谱的指纹区表现特 征性四个吸收峰：,2红外光谱（IR）,可用于C- 25构型的鉴别（两种皂苷元的鉴别）,25 D (R)系： 886863 cm-1 ( A ) 、899894 cm-1 ( B ) 、920915 cm-1 ( C ) 、 982 cm-1 ( D );其中B带较C带强2倍,25L(S)系： 857852 cm-1 (A) 、899894 cm-1 (B) 、920915 cm-1 (C) 、 986 cm-1 (D);其中C带较B带强34倍,当25（27）920 cm-1左右出现强峰，另外在1658 cm-1、878 cm-1出现-C=CH2 特征吸收峰当C25-OH 25S B 强峰25R C 强峰 A峰都很弱当C25-CH2OH 25S 995 cm-1 强峰25R 1010 cm-1 强峰当F环开裂 无螺缩酮结构，无此特征。,当甾环11或12位有羰基时,则在17511705cm-1处只有一 个吸收峰；且11位羰基的吸收频率比12位羰基的高。 若12位羰基形成，-共轭体系，则在16051600cm-1 （双键）及16971673cm-1 （羰基）处各有一个吸收峰,甾体皂苷的螺缩酮结构 139（基峰）、115（中）、126（弱） 若C25-OH 或 C27-OH +16 155（基峰）、131（中）、 142（弱） OH乙酰化OAc +58 197（基峰）OH甲基化OMe +30 169（基峰） 若25（27） -2 137（基峰）、113（中）、124（弱） 若C17 OH 139减弱、126（基峰）、155、153二个峰,