藥師考試筆記：中藥化學—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)戊烷駢多氫菲結構的甾體母核。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結構，

C-25甲基則有兩種構型：

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

當甲基位于環(huán)平面下的平伏鍵時為α型，其絕對構型為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構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側鏈，C-20為R構型（即C-20為β-H），如豬苓酸A

2）達瑪烷型：　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側鏈，C-20的構型不定（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構型，C-20位的為α構型，C-14上的甲基既有α型，又有β型。　其代表性化合物為熊果酸（烏蘇酸）。

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

（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，不易結晶。大多為無色或乳白色無定形粉末，僅少數(shù)為結晶體，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，可促進其他成分在水中的溶解。

3發(fā)泡性

1）皂苷水溶液經(jīng)強烈振蕩能產(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構的比例有關，利用表面活性的性質，可用發(fā)泡實驗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）含蛋白質和黏液質的水溶液雖也能產(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胞而溶血作用，這是因為多數(shù)皂苷能與膽甾醇結合生成不溶性的分子復合物。

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、取代基移位和構型轉化等變化，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

1Liebermann反應：

樣品溶于乙酐中，加入一滴濃硫酸，呈黃→紅→藍→紫→綠等顏色變化，最后褪色。

2醋酐-濃硫酸（L-B）反應：

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

3三氯乙酸反應：

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：

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

5五氯化銻反應：

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

6芳香醛-硫酸或高氯酸反應：

在使用芳香醛為顯色劑的反應中，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，尚可應用的還有對-二甲氨基苯甲醛。

（三）皂苷的提取分離與結構鑒定

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、乙醚等親脂性有機溶劑萃取，除去親脂性雜質，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，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，再用有機溶劑提取皂苷元。

2在加酸加熱水解提取皂苷元時，應注意在劇烈條件下苷元結構發(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溶劑進行梯度洗脫。

（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.皂苷的結構測定

（1）MS、¹³C-NMR譜在三萜皂苷結構測定中的應用

1質譜（MS）

1）甾體皂苷：甾體皂苷元的質譜中均出現(xiàn)一個很強的m/z139的基峰和中等強度的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)乙烯結構，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、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）實例：含皂苷的常用中藥

1.人參

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

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

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

2）人參葉的質量控制成分：人參皂苷Rg1和人參皂苷Re；

3）三七的質量控制成分：人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1和三七皂苷R1；

3結構與分類

人參皂苷可以分為三類：

1）人參二醇型——A型：屬于達瑪烷型四環(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在臨床應用中應注意的問題：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量控制成分之一，對照品采用甘草苷。

3性狀：

1）無色柱狀結晶，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梢允褂脡A溶酸沉法進行提取與分離。

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行部分水解制取，得到的甘草次酸粗品經(jīng)乙醇重結晶得到甘草次酸晶體。

6甘草在臨床應用中應注意的問題：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，有降低基礎代謝的趨勢。臨床應用應注意。

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量控制成分，以保障藥材的質量。

:2結構：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，并能促進再生肝臟DNA合成和調(diào)節(jié)機體免疫力的功能。

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臨床應用中應注意的問題：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，過敏體質者應慎用，臨床應用上應注意。

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干燥處，防霉，防蛀。

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

3結構分類：三萜皂苷。柴胡皂苷元為齊墩果烷衍生物。

1）Ⅰ型的皂苷，其結構中具有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，是因為在提取過程中植物體內(nèi)所含酸性成分的影響，使Ⅰ型皂苷結構中的環(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)雙烯結構，也被認為是原生苷的環(huán)氧醚鍵開裂，同時發(fā)生雙鍵轉移而產(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在臨床應用中應注意的問題：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有過敏反應、過敏性休克及急性肺水腫等，臨床應用時應注意。

5知母

1主要成分：知母中的化學成分主要為甾體皂苷和芒果苷，還含有木脂素、甾醇、鞣質、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結構類型：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。