执业药师考试辅导 皂苷--中药化学(十九)
一、什么是皂苷？皂苷常见分类方法有哪些？
皂苷是存在于植物界的一类结构较复杂的苷类化合物，其苷元大多属于具有螺甾烷及其生源相似的甾族化合物或三萜类化合物。大多数皂苷水溶液振摇后可产生持久性的泡沫，故称皂苷。
皂苷有多种分类方法。按照皂苷元的化学结构不同，可以将皂苷分为甾体皂苷和三萜皂苷；按照皂苷分子中糖链数目的不同，可分为单糖链皂苷(单皂苷)(只含1条糖链的皂苷)、双糖链皂苷(双皂苷)(含有2条糖链的皂苷)和三糖链皂苷(三皂苷)(含有3条糖链的皂苷)等；按照皂苷分子中是否含有酸性基团(如羧基)，可将皂苷分成中性皂苷和酸性皂苷。
二、甾体皂苷常见结构类型有哪些？
甾体皂苷由甾体皂苷元和糖组成。甾体皂苷元有螺旋甾烷醇类、异螺旋甾烷醇类、呋甾烷醇类和变形螺旋甾烷醇类等，它们的基本碳架均为螺旋甾烷及异构体异螺旋甾烷。
, http://www.100md.com
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环为具有环戊烷骈多氢菲结构的甾体基本母核。E环和F环以螺缩酮形式相联接，它们与甾体母核共同组成了螺旋甾烷的结构。
(2)一般B/C和C/D环的稠合为反式；A/B环稠合有反式(5α-H，即C-5上的氢原子和C-10上的甲基为异侧)，也有顺式(5β-H，即C-5上的氢原子和C-10上的甲基为同侧)。
(3)分子中含有多个羟基，大多数在C-3上有羟基。
(4)在甾体皂苷元的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C-25位上的甲基为直立键时，为β型，其绝对构型为L-型(也叫L-系，或25S、25L、25βF、Neo)；当C-25位上甲基为平伏键时，为α型，其绝对构型为D-型(也叫D-系，或25R、25D、25αF、Iso)。一般来说，D-型化合物比L-型化合物稳定。L-型的衍生物称为螺旋甾烷，D-型的衍生物称为异螺旋甾烷。
, 百拇医药
(5)甾体皂苷分子中多不含羧基，显中性，故甾体皂苷又称中性皂苷。
2、呋甾烷醇类，是螺旋甾烷醇和异螺旋甾烷醇类F环开环，26-OH苷化形成的呋甾烷皂苷，均为双糖链皂苷，均为原生苷。
3、变形螺旋甾烷醇类，基本结构与螺旋甾烷醇类相同，唯F环为四氢呋喃环。
三、三萜皂苷常见结构类型有哪些？
三萜皂苷的皂苷元为三萜类衍生物，其基本骨架由6个异戊二烯单位、30个碳原子组成。根据皂苷元的结构，三萜皂苷可分为四环三萜皂苷和五环三萜皂苷两大类。
1、四环三萜皂苷。常见结构类型有羊毛脂甾烷型(如猪苓酸A)、达玛烷型(如人参皂苷Rb1)等。
2、五环三萜皂苷。常见结构类型有齐墩果烷型(又称β-香树脂烷型，皂苷元以齐墩果酸为多见)、乌索烷型(又称α-香树脂烷型或熊果烷型，皂苷元以熊果酸(乌索酸)为多见)、羽扇豆烷型(常见皂苷元有白桦脂醇和白桦脂酸)等。
, 百拇医药
四、皂苷有哪些主要理化性质？
1、性状：(1)皂苷的分子量较大，不易结晶，大多为白色或乳白色无定形粉末，仅少数为晶体，如常春藤皂苷为针状晶体，而皂苷元大多呈结晶状态。(2)皂苷多无明显的熔点，一般测得的是分解点。(3)皂苷多数具有苦、辛辣味，其粉末对人体各部位的粘膜有较强的刺激性。(4)皂苷多具吸湿性。(5)大多数甾体皂苷属于中性皂苷，而多数三萜皂苷属于酸性皂苷。
2、溶解性：大多数皂苷极性较大，易溶于水、含水稀醇、热甲醇和乙醇，难溶于丙酮、乙醚。皂苷在含水丁醇或戊醇中有较大的溶解度。皂苷水解成次皂苷后，在水中的溶解度随之降低，易溶于中等极性的醇、丙酮、乙醚。皂苷完全水解后生成的皂苷元则不溶于水，而溶于石油醚、苯、乙醚、氯仿等低极性溶剂。
皂苷有一定的助溶性能，可促进其它成分在水中的溶解。
, 百拇医药
3、表面活性(发泡性)：皂苷有降低水溶液表面张力的作用，多数皂苷的水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫，并不因加热而消失。而含蛋白质和粘液质的水溶液虽也能产生泡沫，但不能持久，加热后很快消失。
4、溶血性：皂苷的水溶液大多能破坏红细胞，产生溶血现象。溶血强度的大小可用溶血指数来衡量。所谓溶血指数是指皂苷在一定条件下使血液中红细胞完全溶解的最低浓度。
皂苷溶血作用的有无与皂苷元有关，溶血作用的强弱则与结合的糖有关。单糖链皂苷溶血作用一般较显著；双糖链皂苷，尤其是中性三萜类双糖链皂苷溶血作用较弱或没有溶血作用；酸性皂苷的溶血作用介于二者之间。需要注意的是，并不是所有的皂苷都有溶血作用，例如人参皂苷无溶血现象，但经过分离，B型和C型人参皂苷具有显著溶血作用，而A型皂苷则有抗溶血作用。
5、皂苷的水解：皂苷苷键的裂解，可采用酸催化水解、氧化开裂、酶解等。水解条件剧烈时，一些皂苷元往往会发生脱水、环合、双键移位、取代基位移、构型转化等，生成次生产物。若想得到真正皂苷元，需选用温和的水解方法，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。
, 百拇医药
五、皂苷有哪些主要显色反应？
Liebermann反应：样品溶于乙酐，加浓硫酸，发生一系列的颜色变化。
醋酐-浓硫酸(Liebermann-Burchard)反应：可用以区别甾体皂苷和三萜皂苷，甾体皂苷最后呈蓝绿色，三萜皂苷最后呈红色或紫色。
氯仿-浓硫酸反应：样品溶于氯仿，加入浓硫酸后，氯仿层呈红色或蓝色，硫酸层显绿色荧光。
三氯醋酸反应：将甾体皂苷样品的氯仿溶液滴在滤纸上，加三氯醋酸试剂，加热至60℃，生成红色渐变为紫色。在同样条件下，三萜皂苷必须加热到100℃才能显色。
五氯化锑反应：样品溶于氯仿或乙醇，点于滤纸上，喷以五氯化锑氯仿液，60～70℃加热，显蓝色、灰蓝色或灰紫色。
, 百拇医药
芳香醛-硫酸/高氯酸反应：芳香醛多用香草醛或对-二甲氨基苯甲醛。其中以香草醛应用最为普遍，且显色灵敏。
六、皂苷和皂苷元有哪些主要提取方法？
1、皂苷的提取
(1)甲醇或乙醇提取-正丁醇萃取法：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。此法被认为是皂苷提取的通法。 (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。
2、皂苷元的提取
, 百拇医药
皂苷元多数难溶或不溶于水，易溶于有机溶剂，所以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。
皂苷加酸加热水解提取皂苷元时，应注意在剧烈的酸水解条件下，皂苷元容易发生脱水、环合、双键移位、取代基移位、构型转化等变化，使得到的皂苷元不是原来的结构形式，而是次生物质。
分离含有羰基的甾体皂苷元，常用季铵盐型氨基乙酰肼类试剂，如吉拉尔T(Girard
T)或吉拉尔P(Girard P)两种试剂。这类试剂在一定条件下与含羰基的甾体皂苷元生成腙，借此与不含羰基的皂苷元分离。(刘 斌 北京中医药大学中药学院), 百拇医药
皂苷是存在于植物界的一类结构较复杂的苷类化合物，其苷元大多属于具有螺甾烷及其生源相似的甾族化合物或三萜类化合物。大多数皂苷水溶液振摇后可产生持久性的泡沫，故称皂苷。
皂苷有多种分类方法。按照皂苷元的化学结构不同，可以将皂苷分为甾体皂苷和三萜皂苷；按照皂苷分子中糖链数目的不同，可分为单糖链皂苷(单皂苷)(只含1条糖链的皂苷)、双糖链皂苷(双皂苷)(含有2条糖链的皂苷)和三糖链皂苷(三皂苷)(含有3条糖链的皂苷)等；按照皂苷分子中是否含有酸性基团(如羧基)，可将皂苷分成中性皂苷和酸性皂苷。
二、甾体皂苷常见结构类型有哪些？
甾体皂苷由甾体皂苷元和糖组成。甾体皂苷元有螺旋甾烷醇类、异螺旋甾烷醇类、呋甾烷醇类和变形螺旋甾烷醇类等，它们的基本碳架均为螺旋甾烷及异构体异螺旋甾烷。
, http://www.100md.com
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环为具有环戊烷骈多氢菲结构的甾体基本母核。E环和F环以螺缩酮形式相联接，它们与甾体母核共同组成了螺旋甾烷的结构。
(2)一般B/C和C/D环的稠合为反式；A/B环稠合有反式(5α-H，即C-5上的氢原子和C-10上的甲基为异侧)，也有顺式(5β-H，即C-5上的氢原子和C-10上的甲基为同侧)。
(3)分子中含有多个羟基，大多数在C-3上有羟基。
(4)在甾体皂苷元的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C-25位上的甲基为直立键时，为β型，其绝对构型为L-型(也叫L-系，或25S、25L、25βF、Neo)；当C-25位上甲基为平伏键时，为α型，其绝对构型为D-型(也叫D-系，或25R、25D、25αF、Iso)。一般来说，D-型化合物比L-型化合物稳定。L-型的衍生物称为螺旋甾烷，D-型的衍生物称为异螺旋甾烷。
, 百拇医药
(5)甾体皂苷分子中多不含羧基，显中性，故甾体皂苷又称中性皂苷。
2、呋甾烷醇类，是螺旋甾烷醇和异螺旋甾烷醇类F环开环，26-OH苷化形成的呋甾烷皂苷，均为双糖链皂苷，均为原生苷。
3、变形螺旋甾烷醇类，基本结构与螺旋甾烷醇类相同，唯F环为四氢呋喃环。
三、三萜皂苷常见结构类型有哪些？
三萜皂苷的皂苷元为三萜类衍生物，其基本骨架由6个异戊二烯单位、30个碳原子组成。根据皂苷元的结构，三萜皂苷可分为四环三萜皂苷和五环三萜皂苷两大类。
1、四环三萜皂苷。常见结构类型有羊毛脂甾烷型(如猪苓酸A)、达玛烷型(如人参皂苷Rb1)等。
2、五环三萜皂苷。常见结构类型有齐墩果烷型(又称β-香树脂烷型，皂苷元以齐墩果酸为多见)、乌索烷型(又称α-香树脂烷型或熊果烷型，皂苷元以熊果酸(乌索酸)为多见)、羽扇豆烷型(常见皂苷元有白桦脂醇和白桦脂酸)等。
, 百拇医药
四、皂苷有哪些主要理化性质？
1、性状：(1)皂苷的分子量较大，不易结晶，大多为白色或乳白色无定形粉末，仅少数为晶体，如常春藤皂苷为针状晶体，而皂苷元大多呈结晶状态。(2)皂苷多无明显的熔点，一般测得的是分解点。(3)皂苷多数具有苦、辛辣味，其粉末对人体各部位的粘膜有较强的刺激性。(4)皂苷多具吸湿性。(5)大多数甾体皂苷属于中性皂苷，而多数三萜皂苷属于酸性皂苷。
2、溶解性：大多数皂苷极性较大，易溶于水、含水稀醇、热甲醇和乙醇，难溶于丙酮、乙醚。皂苷在含水丁醇或戊醇中有较大的溶解度。皂苷水解成次皂苷后，在水中的溶解度随之降低，易溶于中等极性的醇、丙酮、乙醚。皂苷完全水解后生成的皂苷元则不溶于水，而溶于石油醚、苯、乙醚、氯仿等低极性溶剂。
皂苷有一定的助溶性能，可促进其它成分在水中的溶解。
, 百拇医药
3、表面活性(发泡性)：皂苷有降低水溶液表面张力的作用，多数皂苷的水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫，并不因加热而消失。而含蛋白质和粘液质的水溶液虽也能产生泡沫，但不能持久，加热后很快消失。
4、溶血性：皂苷的水溶液大多能破坏红细胞，产生溶血现象。溶血强度的大小可用溶血指数来衡量。所谓溶血指数是指皂苷在一定条件下使血液中红细胞完全溶解的最低浓度。
皂苷溶血作用的有无与皂苷元有关，溶血作用的强弱则与结合的糖有关。单糖链皂苷溶血作用一般较显著；双糖链皂苷，尤其是中性三萜类双糖链皂苷溶血作用较弱或没有溶血作用；酸性皂苷的溶血作用介于二者之间。需要注意的是，并不是所有的皂苷都有溶血作用，例如人参皂苷无溶血现象，但经过分离，B型和C型人参皂苷具有显著溶血作用，而A型皂苷则有抗溶血作用。
5、皂苷的水解：皂苷苷键的裂解，可采用酸催化水解、氧化开裂、酶解等。水解条件剧烈时，一些皂苷元往往会发生脱水、环合、双键移位、取代基位移、构型转化等，生成次生产物。若想得到真正皂苷元，需选用温和的水解方法，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。
, 百拇医药
五、皂苷有哪些主要显色反应？
Liebermann反应：样品溶于乙酐，加浓硫酸，发生一系列的颜色变化。
醋酐-浓硫酸(Liebermann-Burchard)反应：可用以区别甾体皂苷和三萜皂苷，甾体皂苷最后呈蓝绿色，三萜皂苷最后呈红色或紫色。
氯仿-浓硫酸反应：样品溶于氯仿，加入浓硫酸后，氯仿层呈红色或蓝色，硫酸层显绿色荧光。
三氯醋酸反应：将甾体皂苷样品的氯仿溶液滴在滤纸上，加三氯醋酸试剂，加热至60℃，生成红色渐变为紫色。在同样条件下，三萜皂苷必须加热到100℃才能显色。
五氯化锑反应：样品溶于氯仿或乙醇，点于滤纸上，喷以五氯化锑氯仿液，60～70℃加热，显蓝色、灰蓝色或灰紫色。
, 百拇医药
芳香醛-硫酸/高氯酸反应：芳香醛多用香草醛或对-二甲氨基苯甲醛。其中以香草醛应用最为普遍，且显色灵敏。
六、皂苷和皂苷元有哪些主要提取方法？
1、皂苷的提取
(1)甲醇或乙醇提取-正丁醇萃取法：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。此法被认为是皂苷提取的通法。 (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。
2、皂苷元的提取
, 百拇医药
皂苷元多数难溶或不溶于水，易溶于有机溶剂，所以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。
皂苷加酸加热水解提取皂苷元时，应注意在剧烈的酸水解条件下，皂苷元容易发生脱水、环合、双键移位、取代基移位、构型转化等变化，使得到的皂苷元不是原来的结构形式，而是次生物质。
分离含有羰基的甾体皂苷元，常用季铵盐型氨基乙酰肼类试剂，如吉拉尔T(Girard
T)或吉拉尔P(Girard P)两种试剂。这类试剂在一定条件下与含羰基的甾体皂苷元生成腙，借此与不含羰基的皂苷元分离。(刘 斌 北京中医药大学中药学院), 百拇医药