药师考试笔记：中药化学—皂苷

2苷元为三萜类的皂苷称为三萜皂苷。

3由苷元的一个羟基或羧基与糖形成的苷为单糖苷。

4由苷元的二个羟基或羧基与糖形成的苷为双糖苷。

（2）皂苷的分类

一、甾体皂苷

1螺旋甾烷醇和异螺旋甾烷醇类

1）甾体皂苷元由27个碳原子组成，分子中都含有A、B、C、D、E和F六个环，其中A、B、C、D环为环戊烷骈多氢菲结构的甾体母核。E环和F环以螺缩酮形式相联接。

2）B/C和C/D环反式稠合，A/B环稠合有反式和顺式。

3）分子中可能有多个羟基，大多数在C-3上有羟基。

4）E、F环中有三个不对称碳原子C-20、C-22和C-25。C-20位上的甲基都是α结构，

C-25甲基则有两种构型：

当甲基位于环平面上的直立键时为β型，其绝对构型为L型，称为螺旋甾烷；

当甲基位于环平面下的平伏键时为α型，其绝对构型为D型，称为异螺旋甾烷。

5）甾体皂苷分子中不含羧基，呈中性，故又称中性皂苷。

2呋甾烷醇类

呋甾烷醇类是螺旋甾烷醇或异螺旋甾烷醇类F环开环后糖与26-OH苷化形成的呋喃甾烷皂苷，此类化合物C-22位引入α-OH或α-OCH₃，C-26位有β-0H且与糖相连形成苷键，因此，这类皂苷均为双糖链皂苷。

3变形螺旋甾烷醇类

变形螺旋甾烷醇类基本结构亦与螺旋甾烷醇类相同，唯F环为四氢呋喃环，C-25连有β-CH₃和α-CH₂0H。如燕麦皂苷B。

二、三萜皂苷

三萜皂苷的苷元为三萜类化合物，其基本骨架由6个异戊二烯单位组成。三萜类型主要有：

1四环三萜皂苷

1）羊毛脂甾烷型：A/B、B/C、C/D环稠合均为反式，C-10、C-13位均有β-CH3，C-14位有α-CH3，C-17位为β侧链，C-20为R构型（即C-20为β-H），如猪苓酸A

2）达玛烷型：　A/B、B/C、C/D均为反式，C-8、C-10上各有一个β-CH3，C-14上有一个α-CH3，C-13上为β-H，C-17位有β侧链，C-20的构型不定（R型或S型），如20（S）-原人参二醇。

2五环三萜皂苷

1）齐墩果烷型：　是A/B、B/C、C/D环为反式稠合，而D/E环则为顺式。C-4和C-20位均有偕二甲基，C-10、C-8和C-l7上的甲基为β型，而C-14上的甲基为α型，一般在C-3位上有β-OH。此类皂苷元以齐墩果酸最为多见。

2）乌索烷型：与齐墩果烷型不同处，其中E环上两个甲基的位置有异，即C-19和C-20上各有1个甲基，其中C-19位上的为β构型，C-20位的为α构型，C-14上的甲基既有α型，又有β型。　其代表性化合物为熊果酸（乌苏酸）。

3）羽扇豆烷型：E环为五元碳环，且在E环C-19位有异丙基以α构型取代，A/B、B/C、C/D、D/E均为反式稠合，　最常见的化合物有白桦脂醇和白桦脂酸。

（二）皂苷的理化性质

（1）皂苷的性状、溶解度、发泡性和溶血性

1性状

1）皂苷分子量大，不易结晶。大多为无色或乳白色无定形粉末，仅少数为结晶体，如常春藤皂苷为针晶。

2）多数具有苦而辛辣味，对人体黏膜有强烈的刺激性，鼻内黏膜尤其敏感，但也有例外，如甘草皂苷有显著的甜味。

3）皂苷大多具有吸湿性，应干燥保存。

4）多数三萜皂苷多呈酸性，但也有例外，如人参皂苷、柴胡皂苷等则呈中性。

2溶解度

1）大多数皂苷极性较大，易溶于水、热甲醇和乙醇等极性较大的溶剂，难溶于丙酮、乙醚等有机溶剂。

2）皂苷在含水正丁醇中有较大的溶解度，因此正丁醇常作为提取皂苷的溶剂。

3）次级苷由于糖数目的减少极性降低，在水中溶解度减少，易溶于醇、丙酮、乙酸乙酯等。

4）皂苷元则难溶于水而易溶于石油醚、苯、乙醚、三氯甲烷等低极性溶剂。

5）皂苷有助溶性能，可促进其他成分在水中的溶解。

3发泡性

1）皂苷水溶液经强烈振荡能产生持久性的泡沫，且不因加热而消失，这是由于皂苷具有降低水溶液表面张力的缘故。

2）皂苷的表面活性与其分子内部的亲水性和疏水性结构的比例有关，利用表面活性的性质，可用发泡实验初步判断皂苷类成分的有无。具体的步骤是：取1g中药粉末加水1Om1，煮沸10分钟后过滤，取滤液强力振荡，产生持久性的泡沫（15分钟以上）即呈阳性。

3）含蛋白质和黏液质的水溶液虽也能产生泡沫，但不能持久，很快就消失，据此可判断该中药中是否含有皂苷类化合物。

4溶血性

1）皂苷的水溶液大多能破坏红细胞而溶血作用，这是因为多数皂苷能与胆甾醇结合生成不溶性的分子复合物。

2）但并不是所有皂苷都能产生溶血现象，例如人参总皂苷没有溶血现象，但经分离后，人参三醇及齐墩果酸为苷元（B型和C型）的人参皂苷具有显著的溶血作用，而以人参二醇为苷元（A型）人参皂苷则有抗溶血作用。皂苷水溶液肌肉注射易引起组织坏死，口服则无溶血作用。

3）各类皂苷的溶血作用强弱可用溶血指数表示，溶血指数是指在一定条件（等渗、缓冲溶液及恒温）下能使同一动物来源的血液中红细胞完全溶血的最低浓度。

4）中药提取液中的一些其他成分，如某些植物的树脂、脂肪酸、挥发油等亦能产生溶血作用，应注意识别。

（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苷键所含的糖一般为α-羟基糖，水解条件较为剧烈，一些皂苷元会发生脱水、环合、双键移位、取代基移位和构型转化等变化，生成人工产物。

3常选用比较温和的水解方法，如光分解法、Smith氧化降解法、酶解法或土壤微生物淘汰培养法等。

（3）皂苷的显色反应

1Liebermann反应：

样品溶于乙酐中，加入一滴浓硫酸，呈黄→红→蓝→紫→绿等颜色变化，最后褪色。

2醋酐-浓硫酸（L-B）反应：

将样品溶于醋酐中，加入浓硫酸-醋酐（1：20）数滴，呈色同上。此反应可以区分三萜皂苷（呈红或紫色）和甾体皂苷（呈蓝绿色）。

3三氯乙酸反应：

将含皂苷样品的三氯甲烷溶液滴在滤纸上，加三氯乙酸试液一滴，加热生成红色渐变为紫色。在同样条件下，甾体皂苷加热至60 ℃显色，三萜皂苷必须加热至100℃才能显色，也生成红色渐变为紫色，可用于纸层析。

4三氯甲烷-浓硫酸反应：

样品溶于三氯甲烷后加入浓硫酸，在三氯甲烷层呈现红色或蓝色，硫酸层有绿色的荧光。

5五氯化锑反应：

将皂苷样品溶于三氯甲烷或醇后，点于滤纸上，喷以20%五氯化锑的三氯甲烷溶液（不应含乙醇和水），干燥后60～70℃加热，显蓝色、灰蓝色或灰紫色斑点。

6芳香醛-硫酸或高氯酸反应：

在使用芳香醛为显色剂的反应中，以香草醛最为普遍，其显色灵敏，常作为甾体皂苷的显色剂。除香草醛外，尚可应用的还有对-二甲氨基苯甲醛。

（三）皂苷的提取分离与结构鉴定

1.皂苷的提取分离

（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）：

一般常用不同浓度的乙醇或甲醇作溶剂提取皂苷。醇提取物混悬于水中，先用石油醚、乙醚等亲脂性有机溶剂萃取，除去亲脂性杂质，然后再用水饱和的正丁醇萃取，得到总皂苷。

2甲醇或乙醇提取-丙酮或乙醚沉淀法：

醇提取液适当浓缩后，加入适量的丙酮或乙醚，则皂苷可能被沉淀析出。

3碱水提取法：

一些酸性皂苷，可依其难溶于水，易溶于碱水的性质，先用碱水提取，再加酸酸化使皂苷沉淀析出。

二、皂苷元的提取

1一般采用加酸加热将粗皂苷水解，再用与水不相混溶的弱极性有机溶剂，如苯、氯仿等从水解液中将皂苷元提取出来，或者直接用酸水加热水解中药原料中的皂苷，滤除不溶物，水洗，干燥，再用有机溶剂提取皂苷元。

2在加酸加热水解提取皂苷元时，应注意在剧烈条件下苷元结构发生脱水、环合、双键位移等变化。

3分离含有羰基的甾体皂苷元，常用吉拉尔T或吉拉尔P试剂。

（2）利用吸附色谱法和分配色谱法分离、纯化皂苷

1吸附色谱法

常用的吸附剂是硅胶、氧化铝和反相硅胶，洗脱剂一般采用混合溶剂。

2分配色谱法

一般用低活性的氧化铝或硅胶作吸附剂，用不同比例的氯仿-甲醇-水或其他极性较大的有机溶剂进行梯度洗脱。

（3）利用高效液相色谱法分离皂苷

高效液相色谱法

高效液相色谱法是目前分离皂苷类化合物最常用的方法，其分离效能较高。用于皂苷的分离制备一般采用反相色谱柱，以甲醇-水、乙腈-水等系统为洗脱剂。

2.皂苷的结构测定

（1）MS、¹³C-NMR谱在三萜皂苷结构测定中的应用

1质谱（MS）

1）甾体皂苷：甾体皂苷元的质谱中均出现一个很强的m/z139的基峰和中等强度的m/z115碎片峰以及一个很弱的m/z126的辅助离子峰。

2）三萜皂苷：对于具有△¹²的三萜皂苷，分子中因具有环乙烯结构，容易发生RDA裂解，根据生成的碎片离子峰可以确定A、B环及D、E环上的取代基性质、数目和位置等。

2NMR谱

1）螺甾烷醇类皂苷元的C-22信号大多数情况下出现在δ109.5±0.1处，这是一个特征标志。

2）五环三萜齐墩果烷型（β-香树脂醇型）¹³C-NMR谱中有6个季碳信号，乌索烷型（α-香树脂醇型）¹³C-NMR谱中有5个季碳信号。羽扇豆烷型¹³C-NMR谱中有异丙基信号。

（2）甾体皂苷元的IR光谱特征

1C-25的立体异构的区别

1）25D甾体皂苷有860cm^-1、900cm^-1、920cm^-1及980cm^-1四条谱带，其中900cm^-1处的吸收较920cm^-1处的强2倍，

2）25L甾体皂苷在860cm^-1、900cm^-1、920cm^-1及980cm^-1处也有吸收，其中920cm^-1处的吸收较900cm^-1处强3～4倍。

2羰基C-11或C-12位是否形成共轭体系：

1）甾体皂苷元的C-11或C-12位有羰基（非共轭体系）：则只在1705～1715 cm^-1处有一个吸收峰，且C-11位羰基比C-12位羰基频率稍高。

2）C-12位羰基成α，β-不饱和酮的体系（有双键成共轭体系）：则在1600～1605 cm^-1（双键）及1673～1679 cm^-1（羰基）处各有一个吸收峰。

3）有双键的甾体皂苷：在1580～1680 cm^-1有红外吸收，在3070～3085 cm^-1和680～980cm-1处可见较弱的吸收峰。

（四）实例：含皂苷的常用中药

1.人参

1化学成分：人参含有皂苷、多糖和挥发油等多种化学成分，人参皂苷为人参的主要有效成分之一。

2《中国药典》：以人参皂苷为指标成分对人参、西洋参、红参、人参叶和三七进行定性鉴定和含量测定。

1）人参、西洋参和红参的质量控制成分：人参皂苷Rg1、人参皂苷Re和人参皂苷Rb；

2）人参叶的质量控制成分：人参皂苷Rg1和人参皂苷Re；

3）三七的质量控制成分：人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1和三七皂苷R1；

3结构与分类

人参皂苷可以分为三类：

1）人参二醇型——A型：属于达玛烷型四环三萜皂苷，6位碳无羟基取代，其皂苷元为20（S）-原人参二醇，如人参皂苷Rb1、Rc、Rd、等。

2）人参三醇型——B型：属于达玛烷型四环三萜皂苷，6位碳有羟基取代，其皂苷元为20（s）-原人参三醇，如人参皂苷Re、Rf、Rg1等。

3）齐墩果酸型——C型：属于齐墩果烷型五环三萜衍生物，.其皂苷元是齐墩果酸，如人参皂苷Ro

4人参皂苷的提取与分离

1）人参皂苷单体成分的分离一般采用硅胶色谱法，常以三氯甲烷-甲醇-水（65：35：10下层）和正丁醇-乙酸乙酯-水（4：1：5上层）等作为洗脱系统.

2）如果用7%HCl的稀乙醇溶液处理人参总皂苷，其酸水解产物进行硅胶色谱，则可以得到人参二醇、人参三醇和齐墩果酸。

5在临床应用中应注意的问题：长期大量服用，可引起兴奋、失眠、心悸、口干燥生疮。服用200ml可出现中毒现象：玫瑰疹、眩晕、出血等。

2.甘草

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

2《中国药典》：将甘草和炙甘草的质量控制成分定为甘草皂苷（甘草酸），对照品采用甘草酸铵，同时将甘草苷也列入质量控制成分之一，对照品采用甘草苷。

3性状：

1）无色柱状结晶，mp 220℃（分解）， +46.2°。

2）甘草皂苷易溶于稀热乙醇，几乎不溶于无水乙醇或乙醚，但极易溶于稀氨水中，通常利用该性质提取甘草皂苷。甘草皂苷水溶液有微弱的起泡性和溶血性；甘草皂苷可以形成钾盐或钙盐形式，并存在于甘草中；甘草皂苷与5%的稀硫酸在加压、110～120℃条件下水解，可生成一分子的甘草皂苷元（甘草次酸）和两分子的葡萄糖醛酸

4生物活性：甘草皂苷和甘草次酸都具有促肾上腺皮质激素（ACTH）样的生物活性，临**作为抗炎药使用，并用于治疗胃溃疡，但只有18-βH的甘草次酸才具有ACTH样的作用，18-αH型则没有此种生物活性。

5提取方法

1）甘草酸铵盐制备　：由于甘草酸皂苷分子中含羧基，可以使用碱溶酸沉法进行提取与分离。

2）甘草酸单钾盐的制备： 甘草酸不易精制，一般需制成钾盐才能进一步精制成纯品。

3）甘草次酸的制备： 甘草次酸可以通过将甘草酸单钾盐进行部分水解制取，得到的甘草次酸粗品经乙醇重结晶得到甘草次酸晶体。

6甘草在临床应用中应注意的问题：甘草毒性甚低，有潴钠排钾作用，长期服用，能引起水肿和血压升高，过量服用可发生浮肿、气喘、头痛，伴以高血压、肺水肿，对老年患者可引发心脏性气喘等；甘草次酸可抑制豚鼠甲状腺功能，有降低基础代谢的趋势。临床应用应注意。

3黄芪

1主要成分：在膜荚黄芪中有乙酰黄芪苷Ⅰ、黄芪苷Ⅰ-Ⅷ，异黄芪苷Ⅰ、Ⅱ，黄芪皂苷甲、乙、丙，环黄芪醇和大豆皂苷Ⅰ；

蒙古黄芪中有黄芪苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和大豆皂苷Ⅰ。

2《中国药典》：以黄芪甲苷为黄芪和炙黄芪的质量控制成分之一，同时将另一主要成分毛蕊异黄酮葡萄糖苷也作为两种药材质量控制成分，以保障药材的质量。

:2结构：四环三萜及五环三萜苷类。

3性状：黄芪苷Ⅳ（astragalosideⅣ）：又名黄芪甲苷。分子式C₄₁H₆₈ 0₁₄，分子量784，mp295～296℃。

4生物活性：黄芪皂苷具有多种生物活性，其中黄芪甲苷是黄芪中主要生理活性成分，具有抗炎、降压、镇痛、镇静作用，并能促进再生肝脏DNA合成和调节机体免疫力的功能。

5提取与分离：

黄芪中黄芪皂苷的提取分离，可利用黄芪根粉，经石油醚回流提取，硅胶柱色谱分离，石油醚-丙酮洗脱制得。

5临床应用中应注意的问题：黄芪临**主要用于心悸、黄疸等症，有报道黄芪注射液致过敏性休克、发热，引起药物疹等，过敏体质者应慎用，临床应用上应注意。

4.柴胡

1主要成分：从干燥根中提取得柴胡总皂苷（约1.6%～3.8%），已证明具有解热抗炎、抗肝损伤、抗辐射损伤、抗菌等作用，是柴胡的主要有效成分。柴胡贮藏时需置通风干燥处，防霉，防蛀。

2《中国药典》指标性成分：柴胡皂苷a和柴胡皂苷d，两者的总含量大于等于0.30%。

3结构分类：三萜皂苷。柴胡皂苷元为齐墩果烷衍生物。

1）Ⅰ型的皂苷，其结构中具有13β、28-环氧醚键，是柴胡中的原生苷，如柴胡皂苷a、c、d、e等；

2）Ⅱ型柴胡皂苷为异环双烯类，如柴胡皂苷b1、b2等，为柴胡皂苷大多为次生苷；

3）Ⅲ型为△¹²齐墩果烷衍生物，并且大多在C-11位有及—0CH3取代，柴胡皂苷大多为为次生苷，是因为在提取过程中植物体内所含酸性成分的影响，使Ⅰ型皂苷结构中的环氧醚键开裂而产生的，如柴胡皂苷b3、b4等。

4）Ⅳ型具有同环双烯结构，也被认为是原生苷的环氧醚键开裂，同时发生双键转移而产生的，如柴胡皂苷g。

5）Ⅴ型为齐墩果酸衍生物。

6）Ⅳ、Ⅴ型数量较少。

4在临床应用中应注意的问题：柴胡具有解热、抗炎、抗病毒、抗惊厥、抗癫痫、保肝功效，在临**主要用于治疗感冒和疟疾；柴胡注射液的不良反应有过敏反应、过敏性休克及急性肺水肿等，临床应用时应注意。

5知母

1主要成分：知母中的化学成分主要为甾体皂苷和芒果苷，还含有木脂素、甾醇、鞣质、胆碱等成分。

2《中国药典》上将知母皂苷BⅡ和芒果苷定为知母药材的质量控制成分，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结构类型：知母根茎中含皂苷约6%，其类型分别为螺甾烷醇类（如知母皂苷AⅢ和BⅠ等）和呋甾烷醇类（如知母皂苷BⅤ等）。其中知母皂苷AⅢ含量最高。