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由于甙元的化學(xué)結(jié)構(gòu)種類很多,甙類一般分為下面幾類:
1.含硫甙(Thioglycosides)
又稱芥子油甙,水解后生成異硫氰酸酯類(芥子油)與葡萄糖。這些酯類為有一定揮發(fā)性的油狀液體,一般具有特殊氣味,本類甙在十字花科植物中廣泛分布,并有芥子酶共存,當(dāng)含此類甙的中草藥加水研磨時(shí)即因酶解生成異硫氰酸酯類而具刺激或其它生物性。如芥子中的芥子甙(Sinigrin)酶解后生成的黑芥子油即異硫氰酸丙烯酯,外用為皮膚發(fā)赤劑,有局部止痛、消炎作用。白芥子中的白芥子甙(Sinalbin)酶解后生成白芥子油即異硫氰酸對羥基芐酯,有相似作用。蘿卜根中的特殊氣味,即由其含有的蘿卜甙(Glucoraphenln)酶解后生成的蘿卜芥子油所致。
定性反應(yīng):取藥材打碎,于30℃放置2小時(shí)后進(jìn)行蒸餾,收集餾出液,取餾出液1滴,加苯肼滴即生成氨基脲(Semicarbazlde)衍生物結(jié)晶,可于顯微鏡下檢視,可因熔點(diǎn)不同而區(qū)別各種異硫氰酸酯類化合物。
2.氰醇甙(含氰甙,Cyanogenetic glycosides)
甙元為含氰基(一c=N)的氰醇衍生物。氰甙在水中溶解度較大,不穩(wěn)定,易被同存于植物體中的酶水解。甙元水解后可產(chǎn)生有毒的氫氰酸。如以苦杏仁中的苦杏仁甙為例:
苦杏仁具有鎮(zhèn)咳作用即由于苦杏仁甙水解后產(chǎn)生的氫氰酸的鎮(zhèn)咳作用所致。由于氫氰酸有毒用時(shí)必須控制服用劑量。枇杷仁、木薯根以及其他一些薔薇科植物的種子、葉與樹皮中常有大量氰醇甙存在。在忍冬科、豆科、亞麻科等植物中亦有分布。
定性反應(yīng): 取藥材粉未0.2~0.59,置于小試管中,加少量水潤濕,管口用軟木塞塞住,上懸掛一條用水潤濕的苦味酸鈉試紙,將試管置40~50℃水浴中加熱,如有氰醇甙存在,會因水解產(chǎn)生的氫氰酸而使試紙由橙黃色變?yōu)榇u紅色。
3.酚和芳香醇衍生的甙類(Pheno1 g1ycosides)
此類成分在中草藥中普這存在。有不少具有一定的生物活性。如柳屬(Salix)、楊屬(Popu1us)、芍藥屬(Paeonia)、松屬(Pinus)等多種植物。
本類甙多為結(jié)晶體,無色,味苦。一般易溶于熱水,能溶于冷水、乙醇,不溶于乙醚、氯仿等有機(jī)溶劑。游離甙元分子量小的常有揮發(fā)性,分子量較大者或結(jié)合成甙者均無揮發(fā)性。易水解生成甙元與糖。
柳樹皮和楊樹皮中的水楊甙(Salicin)有解熱鎮(zhèn)痛作用;牡丹皮和徐長卿中的牡丹酚(Paeonol)有鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜作用。杜鵑花科植物中所含的熊果甙(Arbutim)有抗菌作用。
4.羥基蒽醌衍生物
有蒽甙(Anthraglycosides)、蒽醌(Anthrapuinone)是具有下列結(jié)構(gòu)的化合物,由它可產(chǎn)生一系列衍生物,并可與糖結(jié)合成甙。中草藥內(nèi)存在的多為羥基蒽醌衍生物及其甙類,部分為羥基蒽酚衍生物及其甙類和二蒽酮衍生物及其甙類。
本類成分在蓼科植物中廣泛分布。豆科、茜草科、百合科等科植物中亦有存在,含這類成分的常用中草藥有大黃、何首烏、虎杖、決明子、番瀉葉、茜草、蘆薈等。
(1)通性: 常見的羥基蒽醌類衍生物有大黃中的大黃素(Emodin)、大黃酸(Rhein)、大黃酚(Chrysophanol)、蘆薈大黃素(Aloe-emodin)、大黃素甲醚(Physcion)、茜草中的茜草(Alizarin)等。
蒽甙與其甙元多呈黃色或桔紅色,蒽甙易溶于水,在稀醇中的溶解度比在高濃度醇中大,難溶于乙醚、氯仿或其他與水不相混溶的有機(jī)溶劑。蒽甙元大多具結(jié)晶形,不溶或難溶于水,可溶于乙醇、氯仿、乙醚等有機(jī)溶劑中。蒽醌類衍生物多有熒光與升華性,遇堿顯紅色,遇醋酸鎂的甲醇溶液顯紅色至紫色。蒽醌類成分大多具有致瀉作用,有些有抑菌作用,如大黃酚與大黃素。
(2)定性反應(yīng):
1)藥材斷面加1%氫氧化鈉(鉀)或氫氧化銨溶液,顯紅色。此紅色加酸則色褪而復(fù)現(xiàn)黃色。此反應(yīng)亦可用中草藥浸出液于濾紙上進(jìn)行。
2)Borntrger反應(yīng): 取藥材粉末約0.1g置試管中,加堿液數(shù)ml浸出,過濾,濾液呈紅色,加鹽酸酸化,可見紅色又轉(zhuǎn)為黃色,加數(shù)ml苯或乙醚振搖,可見有機(jī)溶劑層顯黃色,分取苯或乙醚溶液,加堿液振搖,如堿液顯紅色示有羥基蒽醌衍生物。
3)微量升華: 取少量藥材粉未進(jìn)行微量升華,可見多種形狀的黃色升華結(jié)晶,加堿液結(jié)晶消失并顯紅色。
4)醋酸鎂反應(yīng): 取藥材粉末用甲醇加熱浸出,取1ml浸出液加0.5%醋酸鎂甲醇溶液數(shù)滴,如有蒽甙存在可顯橙、紅、紫等顏色,所顯色澤與分子中羥基的數(shù)目與取代位置有關(guān),如果分子中至少有兩個(gè)酚性羥基位于不同苯環(huán)的α位上,如大黃素、大黃酸等顯紅色,兩個(gè)酚性羥基位于同一苯環(huán)的α位如羥基茜草素顯紫紅色;兩個(gè)酚性羥基分別位于同一苯環(huán)的α位與β位如茜素顯藍(lán)紫色。所顯色澤為羥基蒽醌與鎂成絡(luò)合物而致。
5)定量方法: 一般有重量法、容量法、螢光法、比色法等。以比色法應(yīng)用最廣泛。主要原理是利用羥基蒽醌衍生物與堿液生成紅色進(jìn)行比色。且因游離的羥基蒽醌類一般生物活性較其甙類小、故要測定結(jié)合蒽醌的含量。茲簡介比色法如下:
a)標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備: 精密稱取50mg左右的1,8一二羥基蒽醌,于250ml容量并中用乙醚溶解并稀釋至刻度。精密量取上述標(biāo)準(zhǔn)液0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00m1,分別放人25ml容量瓶中,在水溶上蒸去乙醚,加5%氫氧化鈉及2%氫氧化銨混合堿液至刻度,搖勻,30分鐘后比色,以試劑為空白對照,繪出光密度——濃度的曲線。
b)測定方法:
(1)游離蒽醌的測定: 藥材粉末(40目)0.1~29,在索氏提取器中以氯仿提取至無色,氯仿液以5%氫氧化鈉及2%氫氧化銨混合堿液萃取至無色。堿液用少量氯仿洗滌,過濾,沸水浴中加熱4分鐘,冷至室溫,調(diào)整至一定體積,30分鐘后同上法比色,由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算含量。
(2)結(jié)合蒽醌的測定: 藥材粉末(40目)0.1~1g于三角燒瓶中加30m1 5N硫酸液回流水解2小時(shí),稍冷后加30ml氯仿繼續(xù)回流1小時(shí),用吸管吸出氯仿液,加入20ml氯仿繼續(xù)回流1小時(shí),吸出氯仿液后再加10ml氯仿,重復(fù)操作至提取液無色。合并氯仿液,用少量蒸餾水洗滌,用同上混合堿液同法進(jìn)行比色測定,測得之總蒽醌含量減去游離蒽醌含量,即得結(jié)合蒽醌含量。
5.黃酮類及黃酮甙(Flavonoid g1ycosdes)
又稱黃堿素類,是廣泛存在于植物界的一類天然色素。在許多中草藥內(nèi)是有效成分,具有C6-C3-C6的基本碳架。從這個(gè)基本碳架可以衍生出許多不同的結(jié)構(gòu)。目前已知的約有18種類型,其中主要的有下列幾種,在柏科、銀杏科、杉科等裸子植物中尚有雙黃酮(Biflayones)存在。大多數(shù)黃酮類化合物與葡萄糖或鼠李糖結(jié)合成甙,部分為游離狀態(tài)或與鞣質(zhì)結(jié)合存在。
(1)通性: 黃酮類大多為黃色結(jié)晶物,也有的是無定形粉末如白花色甙元和其甙類。異黃酮幾無色或淺黃色。雙氫黃酮與雙氫黃酮醇均無色。黃酮甙一般易溶于熱水、甲醇、乙醇、吡啶、乙酸乙酯與稀堿液,難溶于冷水及苯、乙醚、氯仿中。游離的黃酮類一般難溶于,較易溶于有機(jī)溶劑(在乙酸乙酯中溶解度較大)與稀堿液。一些黃酮類在紫外光下可顯螢光,如以氨蒸汽或碳酸鈉水溶液處理后螢光更明顯。多數(shù)黃酮類可與鎂鹽、鋁鹽、鉛鹽等反應(yīng)生成顏色較深的絡(luò)合物。
(2)分布與作用: 黃酮類及黃酮甙在植物界分布廣泛,許多中草藥均含本類成分如槐花米、黃芩、陳皮、葛根、野菊花、水飛薊、銀杏葉等。以豆科、蕓香科、菊科、唇形科的植物中較多。一般具降壓、抗菌以及調(diào)節(jié)血營滲透壓的作用,目前還發(fā)現(xiàn)有抑制腫瘤細(xì)胞與防護(hù)紫外線損傷的作用。
(3)定性反應(yīng)
①藥材粉末少量置試管中,加95%乙醇數(shù)ml,溫?zé)峤?,過濾,濾液加鎂粉與數(shù)滴濃鹽酸,溶液變橙或紅色。這是由于黃酮類被還原生成花色甙元與其二聚物而致。分子中羥基或申氧基數(shù)目多時(shí),色較深,C3位上無羥基的黃酮類反應(yīng)不明顯。
②藥材粉末的乙醇溶液加1%三氯化鋁乙醇溶液,凡3位或5位有羥基的黃酮會因與Al產(chǎn)生絡(luò)合物而顯鮮黃色。
(4)定量方法: 一般有重量法、螢光法、比色法等,通常多用比色法。主要原理是根據(jù)黃酮類成分結(jié)構(gòu)中有堿性氧原子,一般又多有酚羥基,可以與許多試劑產(chǎn)生顏色而制定。下面簡介比色法。
①標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備: 精密稱取標(biāo)準(zhǔn)蕓香甙一定量,以乙醇溶解并稀釋至每ml約含60μg,精密量取0.5~5.00 ml不同量的此溶液,分別用乙醇稀釋至5.00 m1,準(zhǔn)確加入3ml 0.1M三氯化鋁溶液及5mI1M醋酸鉀溶液,放置40分鐘,在分光光度計(jì)415nm測定光密度,繪制光密度一濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。
②測定方法: 精密稱取樣品粉末(60目)0.5~1.09于100ml錐形瓶中,精密加入一定量稀醇,將錐形瓶與內(nèi)容物共稱重(準(zhǔn)確到0.1g),水浴回流一定時(shí)間,冷后再稱重,補(bǔ)充溶劑至原重,過濾,取一定量濾液稀釋到適當(dāng)濃度,取此液一定量,準(zhǔn)確加入3ml 0.1M氯化鋁溶液及5mI 1M醋酸鉀溶液,另補(bǔ)充蒸餾水使總量為13m1, 40分鐘后同上比色,以同一濾液同樣量加水至13 ml為空白對照,以標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算含量。
6.香豆精及香豆精甙(Coumarin g1ycosides)
香豆精又名香豆素,在植物中分布廣泛,尤以傘形科、豆科、蕓香科、菊科等植物中為多,原多數(shù)用為香料,后因發(fā)現(xiàn)其有擴(kuò)張冠狀動脈、抑制腫瘤與防御紫外線燒傷作用而受到重視。香豆精的基本結(jié)構(gòu)如下所示,此外尚有呋喃駢香豆精類、異呋喃駢香豆精類衍生物。秦皮中的七葉樹甙(Aesculin)、補(bǔ)骨脂中的補(bǔ)骨脂內(nèi)酯(Psora1en)、亮菌中的假蜜環(huán)菌素甲(ArmillarisinA)等均屬香豆精類及其衍生物。香豆精甙能溶于水、甲醇、乙醇、堿液,難溶于親脂性有機(jī)溶劑,其甙元能溶于沸水、乙醇、甲醇、氯仿、乙醚及堿液,難溶千冷水。香豆精類成分多具有芳香性,能隨水蒸汽揮發(fā)或升華,多有螢光,紫外光下或在堿往溶液中更為明顯。
定性反應(yīng)異羥肟酸鐵試驗(yàn): 藥材粉末0.5g,加5ml甲醇,在熱水浴中加熱數(shù)分鐘,過濾,濾液加7%鹽酸羥胺甲醇溶液2~3滴, 10%氫氧化鈉溶濃2~3滴,水浴微熱,冷后用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH為3~4,加1%三氯化鐵乙醇溶液1~2滴,如顯紅色或紫色反應(yīng),示有香豆精類成分。
7.強(qiáng)心甙(Cardiac g1ycosides)
本甙類為存在于自然界的一類對心肌有顯著興奮作用的甙類,在醫(yī)藥上多用為強(qiáng)心藥。
(1)通性: 強(qiáng)心甙元為帶有不飽和內(nèi)酯環(huán)的甾體衍生物。此不飽和內(nèi)酯環(huán)多數(shù)為五元環(huán)(甲型),少數(shù)為六元環(huán)(乙型),都連接在甾核的C17位上。
按照現(xiàn)代對甾體化合物的化學(xué)命名法,屬于甲型強(qiáng)心甙元的基本結(jié)構(gòu)稱為強(qiáng)心甾(cardenclide),屬于乙型甙元的基本結(jié)構(gòu)稱為海蔥甾(Scillanolide)或蟾酥甾(Bufanolide)。強(qiáng)心甙中的糖大多連接在C3羥基上,糖的分子為單糖、雙糖或多個(gè),α一羥基糖外,尚有一類特殊的糖——α去氧糖,如D-洋地黃毒糖(Digitoxose) D夾竹桃糖等。
強(qiáng)心甙在植物體內(nèi)存在形式常為一級甙。含強(qiáng)心甙的植物中通常同時(shí)有能水解該類甙的酶存在,能水解一級甙的糖鏈的α-羥基糖(一般為末位的葡萄糖)部位而生成次級甙。無機(jī)酸可使強(qiáng)心甙完全水解成甙元與糖。
強(qiáng)心甙一般能溶于水、乙醇、甲醇等,可溶于乙酸乙酯、氯仿,難溶于乙醚、苯。強(qiáng)心甙易被酶、酸或堿水解。強(qiáng)心甙的生物活性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系,如果被水解成甙元或內(nèi)酯環(huán)被破壞,強(qiáng)心作用就減弱或消失。放在采集、貯藏、制造含強(qiáng)心甙的中草藥過程中更應(yīng)注意防止水解的問題。
(2)分布: 含強(qiáng)心甙的中草藥有洋地黃、毛花洋地黃、黃花夾竹桃、毒毛旋花子,萬年青、夾竹桃等。以玄參科、夾竹桃科、蘿摩科、百合科、十字花科、??频戎参镏蟹植驾^多。
(3)定性反應(yīng)
① Keller一Kiliani (K一K)反應(yīng): 藥材粉末1g置錐形瓶沖,加70%乙醇10m1,水浴回流30分鐘后過濾,濾液盛于小蒸發(fā)皿中,加熱蒸干。殘?jiān)苡?ml 0.5%三氯化鐵一冰醋酸溶液,將溶液傾于小試管中,沿管壁徐徐加濃硫酸1m1,二液面接觸處顯棕色環(huán)示有強(qiáng)心甙的存在;冰醋酸層顯藍(lán)綠色示有a-去氧糖的存在,如樣品含色素、樹脂較多會影響顏色的觀察,可先將樣品用乙醚提去色素等,過濾,濾渣再同上法進(jìn)行試驗(yàn)。
② 3,5二硝基苯甲酸試驗(yàn)(Kedde試驗(yàn))同上法制備藥材的氯仿浸液,點(diǎn)樣于濾紙上,再滴3,5一二硝基苯甲酸試劑,顯紅色。本試驗(yàn)對六元不飽和內(nèi)酯環(huán)型的強(qiáng)心甙呈陰性反應(yīng)。此反應(yīng)的原理是由于不飽和內(nèi)酯環(huán)中C21活性次甲基的存在所致。
8.皂甙(Saponins)
又稱皂素。因其水溶液經(jīng)振搖后易起持久的肥皂樣泡沫而得名。
(1)通性: 大多數(shù)皂甙為白色或乳自色無定形粉末,富吸濕性,能溶于水、稀乙醇、甲醇、不溶于乙醚、氯仿、苯等有機(jī)溶劑。皂甙的水溶液遇醋酸鉛或堿式醋酸鉛試劑可產(chǎn)生沉淀。皂甙有去污作用,味辛辣,能刺激粘膜,尤其對鼻粘膜為甚,吸入鼻內(nèi)可打噴嚏,口服后能促進(jìn)呼吸道和消化道的分泌,所以常用為祛痰藥。皂甙與血液接觸后能破壞紅血球,產(chǎn)生溶血現(xiàn)象,因此含皂甙的中草藥不能用于注射,特別是靜脈注射。皂甙溶血作用的大小隨其種類不同而異,其溶血的最低濃度稱為該皂甙的溶血指數(shù)(Haemo1ytic index),利用溶血指數(shù)可以測定中草藥中皂甙的含量,但結(jié)果較粗略,口服皂甙不會產(chǎn)生溶血現(xiàn)象,可能因皂甙在胃、腸中被水解所致。皂試多能與一些大分子醇或酚類如膽甾醇等結(jié)合生成分子化合物,此類分子化合物經(jīng)過一定方法處理后可使其結(jié)合狀態(tài)破壞而將皂甙重新析出,故此性質(zhì)可用于皂甙的提取分離。
(2)分類: 根據(jù)皂甙元結(jié)構(gòu)的不同可分為兩類:
①三萜式皂甙(Triterpenoid saponins)皂甙元為三萜類衍生物,具30個(gè)碳原字。大多數(shù)在甙元上帶有羧基,故又稱酸性皂甙。在酸性溶液中形成較穩(wěn)定的泡沫,能被醋酸鉛試劑沉淀。本類皂甙在植物界分布較廣,尤以石竹科、桔???、五加科、豆科等為多。桔梗、南沙參、黨參、人參、三七、瞿麥、甘草、遠(yuǎn)志、紫菀、地榆等許多中草藥都含有本類皂甙。其甙元有五環(huán)三萜與四環(huán)三萜二種,五環(huán)三萜又可分為β-愛留米脂醇型(β-Amyrin)、a一愛留米脂醇型等多種類型。四環(huán)三萜又可分為羊毛脂醇型(Lanostero1)等多種類型。
②甾式皂甙(Steroid saponins)皂甙元為甾體衍生物,具27個(gè)碳原子。不具羧基,故又稱中性皂甙。在堿性溶液中形成較穩(wěn)定的泡沫,能被堿式醋酸鉛試劑沉淀。本類皂甙主要存在于薯蕷科、百合科植物中,如各種薯蕷、七葉一枝花、土茯苓、知母、麥冬等。甾式皂甙因可作為合成甾體激素的原料而有重要意義。其甙元基本骨架為螺旋甾烷(Spirostane)。
(3)定性反應(yīng):
①取0.59藥材粉末,加水5m1,煮沸浸出,過濾,浸出液放試管中激烈振搖,能產(chǎn)生持久(15分鐘以上不消失)蜂窩狀泡沫。
②取藥材粉末1g加水?dāng)?shù)ml煮沸,過濾得水浸液,取1m1,加2%血球懸浮液5ml及生理食鹽5ml搖勻,如放置5分鐘后溶液變透明(溶血),示可能有皂甙存在。
③Libermann一Buehard反應(yīng): 藥材粉末1g,加5~10ml 70%乙醇熱浸、浸出液蒸干,濃硫酸一醋酐試劑1~2滴,顏色由黃-紅-紫一藍(lán)示可能有三萜皂甙,如繼續(xù)變?yōu)榫G色示可能有甾式皂甙存在。
(4)定量方法: 可用重量法、比色法或溶血指數(shù)法測定。溶血指數(shù)法較方便,但其結(jié)果受條件(如試管大小、溶液pH、溫度。血液種類等)影響較大,故不夠精確。簡述方法如下:
①0.5%藥材浸出液的配制:藥材粉末以等滲磷酸鹽緩沖液(或生理食鹽水)精確配制成0.5%濃度。
②溶血指數(shù)的測定: 取直徑、長短一致的9支小試管,分別精確吸入0.1、0.2、0.3、 ……0.9m1中草藥浸出液,精密加緩沖液補(bǔ)足體積為1m1,各試管中再各精密加1ml 2%血球懸浮液,各管搖勻后由可以產(chǎn)生完全溶血的中草藥最低濃度來計(jì)算溶血指數(shù)。
③皂甙含量的測定: 用標(biāo)準(zhǔn)皂甙(最好是同一藥中提出的純皂甙)配成適當(dāng)濃度的溶液,同上法測定溶血指數(shù),從標(biāo)準(zhǔn)皂甙與中草藥浸出液的溶血指數(shù)計(jì)算中草藥中皂甙的百分含量。
9.其他甙類
(1)環(huán)烯醚萜甙類(Iridoid g1ycosides)和裂環(huán)烯醚萜甙類(Secoiridoid glycosides)是由環(huán)烯醚單萜(Iridoids)衍生物與糖所成的甙類。廣泛分布于植物界,尤以茜草科、玄參科、龍膽科、鹿蹄草科等為多,如地黃、梔子、玄參、龍膽、鹿蹄草等。目前已發(fā)現(xiàn)的在80種以上,因其具有多種生物活性而被日趨重視。
本類成分大多為結(jié)晶性或無定形固體,具吸濕住,易熔于水、醇、稀丙酮等極性度較大的溶劑。遇酸易水解。且常使植物組織變黑,常有特殊的顯色反應(yīng)。
(2)木脂素(Lignans)及其甙類木脂素又稱木脂體,是由二分子苯丙烯衍生物聚合而成的化合物。多數(shù)為游離狀態(tài),或與糖結(jié)合成甙。五味子中的五味子素有降谷丙轉(zhuǎn)氨酶的作用;鬼臼屬(Podophy11um)多種植物的木脂素及其甙類有抗癌作用,但毒性大,芝麻中的芝麻素只殺蟲劑的增效作用等。木脂素類多為白色晶體,具光學(xué)活性,游離者多難溶于水,能溶于有機(jī)溶劑。遇濃硫酸顯色。
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