藥師考試筆記：中藥化學(xué)—皂苷

2苷元為三萜類的皂苷稱為三萜皂苷。

3由苷元的一個羥基或羧基與糖形成的苷為單糖苷。

4由苷元的二個羥基或羧基與糖形成的苷為雙糖苷。

（2）皂苷的分類

一、甾體皂苷

1螺旋甾烷醇和異螺旋甾烷醇類

1）甾體皂苷元由27個碳原子組成，分子中都含有A、B、C、D、E和F六個環(huán)，其中A、B、C、D環(huán)為環(huán)戊烷駢多氫菲結(jié)構(gòu)的甾體母核。E環(huán)和F環(huán)以螺縮酮形式相聯(lián)接。

2）B/C和C/D環(huán)反式稠合，A/B環(huán)稠合有反式和順式。

3）分子中可能有多個羥基，大多數(shù)在C-3上有羥基。

4）E、F環(huán)中有三個不對稱碳原子C-20、C-22和C-25。C-20位上的甲基都是α結(jié)構(gòu)，

C-25甲基則有兩種構(gòu)型：

當(dāng)甲基位于環(huán)平面上的直立鍵時為β型，其絕對構(gòu)型為L型，稱為螺旋甾烷；

當(dāng)甲基位于環(huán)平面下的平伏鍵時為α型，其絕對構(gòu)型為D型，稱為異螺旋甾烷。

5）甾體皂苷分子中不含羧基，呈中性，故又稱中性皂苷。

2呋甾烷醇類

呋甾烷醇類是螺旋甾烷醇或異螺旋甾烷醇類F環(huán)開環(huán)后糖與26-OH苷化形成的呋喃甾烷皂苷，此類化合物C-22位引入α-OH或α-OCH₃，C-26位有β-0H且與糖相連形成苷鍵，因此，這類皂苷均為雙糖鏈皂苷。

3變形螺旋甾烷醇類

變形螺旋甾烷醇類基本結(jié)構(gòu)亦與螺旋甾烷醇類相同，唯F環(huán)為四氫呋喃環(huán)，C-25連有β-CH₃和α-CH₂0H。如燕麥皂苷B。

二、三萜皂苷

三萜皂苷的苷元為三萜類化合物，其基本骨架由6個異戊二烯單位組成。三萜類型主要有：

1四環(huán)三萜皂苷

1）羊毛脂甾烷型：A/B、B/C、C/D環(huán)稠合均為反式，C-10、C-13位均有β-CH3，C-14位有α-CH3，C-17位為β側(cè)鏈，C-20為R構(gòu)型（即C-20為β-H），如豬苓酸A

2）達(dá)瑪烷型：　A/B、B/C、C/D均為反式，C-8、C-10上各有一個β-CH3，C-14上有一個α-CH3，C-13上為β-H，C-17位有β側(cè)鏈，C-20的構(gòu)型不定（R型或S型），如20（S）-原人參二醇。

2五環(huán)三萜皂苷

1）齊墩果烷型：　是A/B、B/C、C/D環(huán)為反式稠合，而D/E環(huán)則為順式。C-4和C-20位均有偕二甲基，C-10、C-8和C-l7上的甲基為β型，而C-14上的甲基為α型，一般在C-3位上有β-OH。此類皂苷元以齊墩果酸最為多見。

2）烏索烷型：與齊墩果烷型不同處，其中E環(huán)上兩個甲基的位置有異，即C-19和C-20上各有1個甲基，其中C-19位上的為β構(gòu)型，C-20位的為α構(gòu)型，C-14上的甲基既有α型，又有β型?！∑浯硇曰衔餅樾芄幔跆K酸）。

3）羽扇豆烷型：E環(huán)為五元碳環(huán)，且在E環(huán)C-19位有異丙基以α構(gòu)型取代，A/B、B/C、C/D、D/E均為反式稠合，　最常見的化合物有白樺脂醇和白樺脂酸。

（二）皂苷的理化性質(zhì)

（1）皂苷的性狀、溶解度、發(fā)泡性和溶血性

1性狀

1）皂苷分子量大，不易結(jié)晶。大多為無色或乳白色無定形粉末，僅少數(shù)為結(jié)晶體，如常春藤皂苷為針晶。

2）多數(shù)具有苦而辛辣味，對人體黏膜有強(qiáng)烈的刺激性，鼻內(nèi)黏膜尤其敏感，但也有例外，如甘草皂苷有顯著的甜味。

3）皂苷大多具有吸濕性，應(yīng)干燥保存。

4）多數(shù)三萜皂苷多呈酸性，但也有例外，如人參皂苷、柴胡皂苷等則呈中性。

2溶解度

1）大多數(shù)皂苷極性較大，易溶于水、熱甲醇和乙醇等極性較大的溶劑，難溶于丙酮、乙醚等有機(jī)溶劑。

2）皂苷在含水正丁醇中有較大的溶解度，因此正丁醇常作為提取皂苷的溶劑。

3）次級苷由于糖數(shù)目的減少極性降低，在水中溶解度減少，易溶于醇、丙酮、乙酸乙酯等。

4）皂苷元則難溶于水而易溶于石油醚、苯、乙醚、三氯甲烷等低極性溶劑。

5）皂苷有助溶性能，可促進(jìn)其他成分在水中的溶解。

3發(fā)泡性

1）皂苷水溶液經(jīng)強(qiáng)烈振蕩能產(chǎn)生持久性的泡沫，且不因加熱而消失，這是由于皂苷具有降低水溶液表面張力的緣故。

2）皂苷的表面活性與其分子內(nèi)部的親水性和疏水性結(jié)構(gòu)的比例有關(guān)，利用表面活性的性質(zhì)，可用發(fā)泡實(shí)驗(yàn)初步判斷皂苷類成分的有無。具體的步驟是：取1g中藥粉末加水1Om1，煮沸10分鐘后過濾，取濾液強(qiáng)力振蕩，產(chǎn)生持久性的泡沫（15分鐘以上）即呈陽性。

3）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，很快就消失，據(jù)此可判斷該中藥中是否含有皂苷類化合物。

4溶血性

1）皂苷的水溶液大多能破壞紅細(xì)胞而溶血作用，這是因?yàn)槎鄶?shù)皂苷能與膽甾醇結(jié)合生成不溶性的分子復(fù)合物。

2）但并不是所有皂苷都能產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，例如人參總皂苷沒有溶血現(xiàn)象，但經(jīng)分離后，人參三醇及齊墩果酸為苷元（B型和C型）的人參皂苷具有顯著的溶血作用，而以人參二醇為苷元（A型）人參皂苷則有抗溶血作用。皂苷水溶液肌肉注射易引起組織壞死，口服則無溶血作用。

3）各類皂苷的溶血作用強(qiáng)弱可用溶血指數(shù)表示，溶血指數(shù)是指在一定條件（等滲、緩沖溶液及恒溫）下能使同一動物來源的血液中紅細(xì)胞完全溶血的最低濃度。

4）中藥提取液中的一些其他成分，如某些植物的樹脂、脂肪酸、揮發(fā)油等亦能產(chǎn)生溶血作用，應(yīng)注意識別。

（2）皂苷的水解

1通常采用酸催化水解、氧化水解和酶解等。

2苷鍵所含的糖一般為α-羥基糖，水解條件較為劇烈，一些皂苷元會發(fā)生脫水、環(huán)合、雙鍵移位、取代基移位和構(gòu)型轉(zhuǎn)化等變化，生成人工產(chǎn)物。

3常選用比較溫和的水解方法，如光分解法、Smith氧化降解法、酶解法或土壤微生物淘汰培養(yǎng)法等。

（3）皂苷的顯色反應(yīng)

1Liebermann反應(yīng)：

樣品溶于乙酐中，加入一滴濃硫酸，呈黃→紅→藍(lán)→紫→綠等顏色變化，最后褪色。

2醋酐-濃硫酸（L-B）反應(yīng)：

將樣品溶于醋酐中，加入濃硫酸-醋酐（1：20）數(shù)滴，呈色同上。此反應(yīng)可以區(qū)分三萜皂苷（呈紅或紫色）和甾體皂苷（呈藍(lán)綠色）。

3三氯乙酸反應(yīng)：

將含皂苷樣品的三氯甲烷溶液滴在濾紙上，加三氯乙酸試液一滴，加熱生成紅色漸變?yōu)樽仙?/span>。在同樣條件下，甾體皂苷加熱至60 ℃顯色，三萜皂苷必須加熱至100℃才能顯色，也生成紅色漸變?yōu)樽仙?，可用于紙層析?/p>

4三氯甲烷-濃硫酸反應(yīng)：

樣品溶于三氯甲烷后加入濃硫酸，在三氯甲烷層呈現(xiàn)紅色或藍(lán)色，硫酸層有綠色的熒光。

5五氯化銻反應(yīng)：

將皂苷樣品溶于三氯甲烷或醇后，點(diǎn)于濾紙上，噴以20%五氯化銻的三氯甲烷溶液（不應(yīng)含乙醇和水），干燥后60～70℃加熱，顯藍(lán)色、灰藍(lán)色或灰紫色斑點(diǎn)。

6芳香醛-硫酸或高氯酸反應(yīng)：

在使用芳香醛為顯色劑的反應(yīng)中，以香草醛最為普遍，其顯色靈敏，常作為甾體皂苷的顯色劑。除香草醛外，尚可應(yīng)用的還有對-二甲氨基苯甲醛。

（三）皂苷的提取分離與結(jié)構(gòu)鑒定

1.皂苷的提取分離

（1）皂苷及其苷元的常用提取方法

一、皂苷的提取

1甲醇或乙醇提取-正丁醇萃取法（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。

2甲醇或乙醇提取-丙酮或乙醚沉淀法：

醇提取液適當(dāng)濃縮后，加入適量的丙酮或乙醚，則皂苷可能被沉淀析出。

3堿水提取法：

一些酸性皂苷，可依其難溶于水，易溶于堿水的性質(zhì)，先用堿水提取，再加酸酸化使皂苷沉淀析出。

二、皂苷元的提取

1一般采用加酸加熱將粗皂苷水解，再用與水不相混溶的弱極性有機(jī)溶劑，如苯、氯仿等從水解液中將皂苷元提取出來，或者直接用酸水加熱水解中藥原料中的皂苷，濾除不溶物，水洗，干燥，再用有機(jī)溶劑提取皂苷元。

2在加酸加熱水解提取皂苷元時，應(yīng)注意在劇烈條件下苷元結(jié)構(gòu)發(fā)生脫水、環(huán)合、雙鍵位移等變化。

3分離含有羰基的甾體皂苷元，常用吉拉爾T或吉拉爾P試劑。

（2）利用吸附色譜法和分配色譜法分離、純化皂苷

1吸附色譜法

常用的吸附劑是硅膠、氧化鋁和反相硅膠，洗脫劑一般采用混合溶劑。

2分配色譜法

一般用低活性的氧化鋁或硅膠作吸附劑，用不同比例的氯仿-甲醇-水或其他極性較大的有機(jī)溶劑進(jìn)行梯度洗脫。

（3）利用高效液相色譜法分離皂苷

高效液相色譜法

高效液相色譜法是目前分離皂苷類化合物最常用的方法，其分離效能較高。用于皂苷的分離制備一般采用反相色譜柱，以甲醇-水、乙腈-水等系統(tǒng)為洗脫劑。

2.皂苷的結(jié)構(gòu)測定

（1）MS、¹³C-NMR譜在三萜皂苷結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用

1質(zhì)譜（MS）

1）甾體皂苷：甾體皂苷元的質(zhì)譜中均出現(xiàn)一個很強(qiáng)的m/z139的基峰和中等強(qiáng)度的m/z115碎片峰以及一個很弱的m/z126的輔助離子峰。

2）三萜皂苷：對于具有△¹²的三萜皂苷，分子中因具有環(huán)乙烯結(jié)構(gòu)，容易發(fā)生RDA裂解，根據(jù)生成的碎片離子峰可以確定A、B環(huán)及D、E環(huán)上的取代基性質(zhì)、數(shù)目和位置等。

2NMR譜

1）螺甾烷醇類皂苷元的C-22信號大多數(shù)情況下出現(xiàn)在δ109.5±0.1處，這是一個特征標(biāo)志。

2）五環(huán)三萜齊墩果烷型（β-香樹脂醇型）¹³C-NMR譜中有6個季碳信號，烏索烷型（α-香樹脂醇型）¹³C-NMR譜中有5個季碳信號。羽扇豆烷型¹³C-NMR譜中有異丙基信號。

（2）甾體皂苷元的IR光譜特征

1C-25的立體異構(gòu)的區(qū)別

1）25D甾體皂苷有860cm^-1、900cm^-1、920cm^-1及980cm^-1四條譜帶，其中900cm^-1處的吸收較920cm^-1處的強(qiáng)2倍，

2）25L甾體皂苷在860cm^-1、900cm^-1、920cm^-1及980cm^-1處也有吸收，其中920cm^-1處的吸收較900cm^-1處強(qiáng)3～4倍。

2羰基C-11或C-12位是否形成共軛體系：

1）甾體皂苷元的C-11或C-12位有羰基（非共軛體系）：則只在1705～1715 cm^-1處有一個吸收峰，且C-11位羰基比C-12位羰基頻率稍高。

2）C-12位羰基成α，β-不飽和酮的體系（有雙鍵成共軛體系）：則在1600～1605 cm^-1（雙鍵）及1673～1679 cm^-1（羰基）處各有一個吸收峰。

3）有雙鍵的甾體皂苷：在1580～1680 cm^-1有紅外吸收，在3070～3085 cm^-1和680～980cm-1處可見較弱的吸收峰。

（四）實(shí)例：含皂苷的常用中藥

1.人參

1化學(xué)成分：人參含有皂苷、多糖和揮發(fā)油等多種化學(xué)成分，人參皂苷為人參的主要有效成分之一。

2《中國藥典》：以人參皂苷為指標(biāo)成分對人參、西洋參、紅參、人參葉和三七進(jìn)行定性鑒定和含量測定。

1）人參、西洋參和紅參的質(zhì)量控制成分：人參皂苷Rg1、人參皂苷Re和人參皂苷Rb；

2）人參葉的質(zhì)量控制成分：人參皂苷Rg1和人參皂苷Re；

3）三七的質(zhì)量控制成分：人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1和三七皂苷R1；

3結(jié)構(gòu)與分類

人參皂苷可以分為三類：

1）人參二醇型——A型：屬于達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷，6位碳無羥基取代，其皂苷元為20（S）-原人參二醇，如人參皂苷Rb1、Rc、Rd、等。

2）人參三醇型——B型：屬于達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷，6位碳有羥基取代，其皂苷元為20（s）-原人參三醇，如人參皂苷Re、Rf、Rg1等。

3）齊墩果酸型——C型：屬于齊墩果烷型五環(huán)三萜衍生物，.其皂苷元是齊墩果酸，如人參皂苷Ro

4人參皂苷的提取與分離

1）人參皂苷單體成分的分離一般采用硅膠色譜法，常以三氯甲烷-甲醇-水（65：35：10下層）和正丁醇-乙酸乙酯-水（4：1：5上層）等作為洗脫系統(tǒng).

2）如果用7%HCl的稀乙醇溶液處理人參總皂苷，其酸水解產(chǎn)物進(jìn)行硅膠色譜，則可以得到人參二醇、人參三醇和齊墩果酸。

5在臨床應(yīng)用中應(yīng)注意的問題：長期大量服用，可引起興奮、失眠、心悸、口干燥生瘡。服用200ml可出現(xiàn)中毒現(xiàn)象：玫瑰疹、眩暈、出血等。

2.甘草

1主要成分：三萜皂苷以甘草皂苷含量最高。甘草皂苷又稱甘草酸，為甘草中的甜味成分。

2《中國藥典》：將甘草和炙甘草的質(zhì)量控制成分定為甘草皂苷（甘草酸），對照品采用甘草酸銨，同時將甘草苷也列入質(zhì)量控制成分之一，對照品采用甘草苷。

3性狀：

1）無色柱狀結(jié)晶，mp 220℃（分解）， +46.2°。

2）甘草皂苷易溶于稀熱乙醇，幾乎不溶于無水乙醇或乙醚，但極易溶于稀氨水中，通常利用該性質(zhì)提取甘草皂苷。甘草皂苷水溶液有微弱的起泡性和溶血性；甘草皂苷可以形成鉀鹽或鈣鹽形式，并存在于甘草中；甘草皂苷與5%的稀硫酸在加壓、110～120℃條件下水解，可生成一分子的甘草皂苷元（甘草次酸）和兩分子的葡萄糖醛酸

4生物活性：甘草皂苷和甘草次酸都具有促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）樣的生物活性，臨**作為抗炎藥使用，并用于治療胃潰瘍，但只有18-βH的甘草次酸才具有ACTH樣的作用，18-αH型則沒有此種生物活性。

5提取方法

1）甘草酸銨鹽制備?。河捎诟什菟嵩碥辗肿又泻然?，可以使用堿溶酸沉法進(jìn)行提取與分離。

2）甘草酸單鉀鹽的制備： 甘草酸不易精制，一般需制成鉀鹽才能進(jìn)一步精制成純品。

3）甘草次酸的制備： 甘草次酸可以通過將甘草酸單鉀鹽進(jìn)行部分水解制取，得到的甘草次酸粗品經(jīng)乙醇重結(jié)晶得到甘草次酸晶體。

6甘草在臨床應(yīng)用中應(yīng)注意的問題：甘草毒性甚低，有潴鈉排鉀作用，長期服用，能引起水腫和血壓升高，過量服用可發(fā)生浮腫、氣喘、頭痛，伴以高血壓、肺水腫，對老年患者可引發(fā)心臟性氣喘等；甘草次酸可抑制豚鼠甲狀腺功能，有降低基礎(chǔ)代謝的趨勢。臨床應(yīng)用應(yīng)注意。

3黃芪

1主要成分：在膜莢黃芪中有乙酰黃芪苷Ⅰ、黃芪苷Ⅰ-Ⅷ，異黃芪苷Ⅰ、Ⅱ，黃芪皂苷甲、乙、丙，環(huán)黃芪醇和大豆皂苷Ⅰ；

蒙古黃芪中有黃芪苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和大豆皂苷Ⅰ。

2《中國藥典》：以黃芪甲苷為黃芪和炙黃芪的質(zhì)量控制成分之一，同時將另一主要成分毛蕊異黃酮葡萄糖苷也作為兩種藥材質(zhì)量控制成分，以保障藥材的質(zhì)量。

:2結(jié)構(gòu)：四環(huán)三萜及五環(huán)三萜苷類。

3性狀：黃芪苷Ⅳ（astragalosideⅣ）：又名黃芪甲苷。分子式C₄₁H₆₈ 0₁₄，分子量784，mp295～296℃。

4生物活性：黃芪皂苷具有多種生物活性，其中黃芪甲苷是黃芪中主要生理活性成分，具有抗炎、降壓、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜作用，并能促進(jìn)再生肝臟DNA合成和調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力的功能。

5提取與分離：

黃芪中黃芪皂苷的提取分離，可利用黃芪根粉，經(jīng)石油醚回流提取，硅膠柱色譜分離，石油醚-丙酮洗脫制得。

5臨床應(yīng)用中應(yīng)注意的問題：黃芪臨**主要用于心悸、黃疸等癥，有報道黃芪注射液致過敏性休克、發(fā)熱，引起藥物疹等，過敏體質(zhì)者應(yīng)慎用，臨床應(yīng)用上應(yīng)注意。

4.柴胡

1主要成分：從干燥根中提取得柴胡總皂苷（約1.6%～3.8%），已證明具有解熱抗炎、抗肝損傷、抗輻射損傷、抗菌等作用，是柴胡的主要有效成分。柴胡貯藏時需置通風(fēng)干燥處，防霉，防蛀。

2《中國藥典》指標(biāo)性成分：柴胡皂苷a和柴胡皂苷d，兩者的總含量大于等于0.30%。

3結(jié)構(gòu)分類：三萜皂苷。柴胡皂苷元為齊墩果烷衍生物。

1）Ⅰ型的皂苷，其結(jié)構(gòu)中具有13β、28-環(huán)氧醚鍵，是柴胡中的原生苷，如柴胡皂苷a、c、d、e等；

2）Ⅱ型柴胡皂苷為異環(huán)雙烯類，如柴胡皂苷b1、b2等，為柴胡皂苷大多為次生苷；

3）Ⅲ型為△¹²齊墩果烷衍生物，并且大多在C-11位有及—0CH3取代，柴胡皂苷大多為為次生苷，是因?yàn)樵谔崛∵^程中植物體內(nèi)所含酸性成分的影響，使Ⅰ型皂苷結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧醚鍵開裂而產(chǎn)生的，如柴胡皂苷b3、b4等。

4）Ⅳ型具有同環(huán)雙烯結(jié)構(gòu)，也被認(rèn)為是原生苷的環(huán)氧醚鍵開裂，同時發(fā)生雙鍵轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生的，如柴胡皂苷g。

5）Ⅴ型為齊墩果酸衍生物。

6）Ⅳ、Ⅴ型數(shù)量較少。

4在臨床應(yīng)用中應(yīng)注意的問題：柴胡具有解熱、抗炎、抗病毒、抗驚厥、抗癲癇、保肝功效，在臨**主要用于治療感冒和瘧疾；柴胡注射液的不良反應(yīng)有過敏反應(yīng)、過敏性休克及急性肺水腫等，臨床應(yīng)用時應(yīng)注意。

5知母

1主要成分：知母中的化學(xué)成分主要為甾體皂苷和芒果苷，還含有木脂素、甾醇、鞣質(zhì)、膽堿等成分。

2《中國藥典》上將知母皂苷BⅡ和芒果苷定為知母藥材的質(zhì)量控制成分，要求知母皂苷BⅡ含量大于等于3.O%，芒果苷的含量大于等于0.7%。

3結(jié)構(gòu)類型：知母根莖中含皂苷約6%，其類型分別為螺甾烷醇類（如知母皂苷AⅢ和BⅠ等）和呋甾烷醇類（如知母皂苷BⅤ等）。其中知母皂苷AⅢ含量最高。