河北医科大学药学院 本章目录 述 四环三裤 燕妻多子的化学结构 第3节 五环三裤 是b何谢定出表的 第4节 理化性质和化学反应 第5节 提取分离 第6节结构解析 第7节 生物活性 传统化学法 现代仪器法 第6节三萜类分子的结构解析 IR UV MS NMR Structural determination 旦 三u守雪 Q战 的 课外阅建：门 尽管三蓝皇苷的结构解析较为紫琐 复杂，但还是有其规律可循。 主要从以下几个方面考虑： 天 分子量及分子式的确定。 在天然 产物结构鉴定中的应用 。母核结构类型。 小.中草药，2016,47162779-279 。糖基个数、种类及苷化位置。 中连接位置及顺序。 苷的构型。 天然药化教研室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药化教研室李力更教授 1 1 本 章 目 录 ☞ 第1节 概 述 第2节 四环三萜 第3节 五环三萜 第4节 理化性质和化学反应 第5节 提取分离 第6节 结构解析 第7节 生物活性* 2 萜类分子的化学结构 是 如 何 测 定 出 来 的 3 第6节 三萜类分子的结构解析 Structural determination 4 传统化学法 现代仪器法 IR UV MS NMR HO H COOCH3 12 13 17 28 20 27 5 王思明, 付 炎, 刘 丹, 王于方, 李力更, 霍长虹, 李 勇, 刘 江, 张嫚丽, 史清文*. 天然药物化学史话： “四大光谱”在天然产物结构鉴定中的应用 [J]. 中草药, 2016, 47(16): 2779-2796. 课 外 阅 读 ： 6 尽管三萜皂苷的结构解析较为繁琐 复杂，但还是有其规律可循。 主要从以下几个方面考虑： ☞ 分子量及分子式的确定。 ☞ 母核结构类型。 ☞ 糖基个数、种类及苷化位置。 ☞ 糖链中连接位置及顺序。 ☞ 苷键的构型
河北医科大学药学院 具体方法（程序）：☐ 最常用的方法：R、MS及NMR。 零用Liebemman-Burchard/反应和 Molish反应等鉴定三萜皂苷。 ·UV较少使用（含共轭不饱和健的三 萜皂苷敷量较少)。 。通过苷键裂解到小分子的苷元和糖 使结构测定简单化。 ★化学法在确定皂苷的结构 一精结构的确定可采用与已知物对照 中也具有不可替代的作用。 彼谱数据等方法。 NEXT 具体方法（程序）： 氧化、 键转位 乙酰化 一、三萜类化合物的紫外光谱 反应， 知苷元结构转 为已知物 UV spectrum 然后将R、NMIR、mp、R或其它波谱数 据与已知物对照来推测其结构。 含双德或共架双继的三裤 。也可采用半合成或全合成方法制备相应 类化合物才可能产生吸收 的合成产物，以确证结构。 9豆 例：齐嫩果烷型三萜的V吸收规律 ①一个孤立双健： 另： 1m205-250nm弱吸收 多数三稀类化合物不产生紫外吸收。 242-250m ”但以浓硫酸为试利测定五环三菇时，可 在~310m处现寒到最大吸收，且不受母核 ③异环共耗双烯：a240,250,260nm 上取代基影响。 ④同环共规双烯：ar285nm ⑤11-0x0,△21,18-6H:2248-249nm . 旦 11-or0,△13,18-cH:m242-243nm 天然药化教研室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药化教研室李力更教授 2 7 ★ 化学法 在确定皂苷的结构 中也具有不可替代的作用。 最常用的方法：IR、MS及NMR。 ☞ UV较少使用（含共轭不饱和键的三 萜皂苷数量较少）。 8 具体方法（程序）： NEXT ▶ ☞ 用Liebemman-Burchard反应和 Molish反应等鉴定三萜皂苷。 ☞ 糖结构的确定可采用与已知物对照 波谱数据等方法。 ☞ 通过苷键裂解到小分子的苷元和糖， 使结构测定简单化。 9 具体方法（程序）： ☞ 苷元结构的确定可用脱水、氧化、还 原、甲基或双键转位、乙酰化、酯化等化 学反应，将未知苷元结构转变为已知物， 然后将IR、NMR、mp、Rf或其它波谱数 据与已知物对照来推测其结构。 ☞ 也可采用半合成或全合成方法制备相应 的合成产物，以确证结构。 10 含双键或共轭双键的三萜 类化合物才可能产生吸收 一、三萜类化合物的紫外光谱 UV spectrum 11 例：齐墩果烷型三萜的 UV 吸收规律。 ③ 异环共轭双烯：λmax 240，250，260 nm ① 一个孤立双键： λmax 205~250 nm 弱吸收 H H O 1 H 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 19 20 21 22 24 23 25 26 27 28 29 30 13 ② α,β-不饱和羰基： λmax 242~250 nm ④ 同环共轭双烯：λmax 285 nm ⑤ 11-oxo, △12(13) , 18-β-H：λmax 248~249 nm 11-oxo, △12(13) , 18-α-H：λmax 242~243 nm 12 多数三萜类化合物不产生紫外吸收。 ☞ 但以 浓硫酸 为试剂测定五环三萜时，可 在 ～310 nm 处观察到最大吸收，且不受母核 上取代基影响。 *另：
河北医科大学药学院 复习： ①a-裂解： 二、三萜类化合物的质谱 Mass spectrum 高子自由 国贵投好茶西 ②离子断裂： 图 ③RDA裂解（逆-Die-Ader裂解）： ⑤四员环的重排 --女… ④麦氏(Melaffer中y)重排： 无g-1-0 宜的H位置转移，并与 一离子经四员环转移状态形成新健。 三萜类5裂解有较强的规律！ 质谱可用于确定分子量及求 算分子式。 >有环内双键时，大都有较特征的RDA裂解 此外，还可由分子离子丢失 》无环内双键时，常从C环断裂成两个碎片。 的离子碎片的mh推定或复核分 >可能同时产生RDA裂解和C环断裂。 子的部分结构。 》四环三菇类裂解的共同规律是失去侧链。 。见下页具体实例。 天然药化教研室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药化教研室李力更教授 3 13 用于确定分子量及求算分子式，还 可由碎片推定或复核分子部分结构 二、三萜类化合物的质谱 Mass spectrum 14 复 习： ① α-裂解： X A B 均裂 X A + B + 游离基离子 离子 自由基 + ② 离子断裂： X A + + 游离基离子 自由基 离子 异裂 X A+ X A + + 离子 中性分子 离子 异裂 X A+ 15 ③ RDA裂解（逆-Diels-Alder裂解）： 均裂 + ④ 麦氏（Mclafferty）重排： A H X + H的转移 A X H + ☞ 游离基电子向适宜的 H 位置转移，并与 自由基断裂的 H 结合。 16 ⑤ 四员环的重排： ☞ 离子经四员环转移状态形成新键。 A H B X + A H B X [ ] A B + H X + A H B X + A H B X [ ] A B + H X + + + 17 质谱可用于确定分子量及求 算分子式。 此外，还可由分子离子丢失 的离子碎片的 m/z 推定或复核分 子的部分结构。 18 三萜类 MS 裂解有较强的规律： 有环内双键时，大都有较特征的 RDA 裂解。 无环内双键时，常从 C 环断裂成两个碎片。 可能同时产生 RDA 裂解和 C 环断裂。 四环三萜类裂解的共同规律是失去侧链。 ☞ 见下页具体实例
河北医科大学药学院 (一)达玛烷型三萜 (二)齐嫩果12.烯类三萜 E小MS主要产生C环解、侧链特征裂解 会发生RDA特征裂解， 66 mmar-20.25-diene-3-o cabraleone (三)齐嫩果-1-0x0-12烯类三裤 除RDA特征裂解外，同时还发生麦氏重排。 例 空#江“· a h 还可能发生麦氏重排，见下页例。 。重排裂解历程见下页。 例：麦氏重排裂解历程 ·(四)母核环为饱和的三落 主要特点是发生C环裂解。 mh207 b1m19 天然药化教研室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药化教研室李力更教授 4 19 （一）达玛烷型三萜 例： EI-MS 主要产生 C 环裂解、侧链特征裂解。 O A B C D H OH 24-hydroxyl-dammar-20,25-diene-3-one O H O H OH A B C D cabraleone 20 （二）齐墩果-12-烯类三萜 例： 会发生 RDA 特征裂解。 HO H COOH 12 13 + RDA HO + + + A B C D E A B D EH COOH 21 例： HO O H 12 13 + RDA HO H + + + 11 11 12 13 C O ☞ 还可能发生麦氏重排，见下页例。 22 （三）齐墩果-11-oxo-12-烯类三萜 除 RDA 特征裂解外，同时还发生麦氏重排。 例： ☞ 重排-裂解历程见下页。 HO CH2 H O H 12 13 + 11 25 麦氏重排 HO CH2 + HO H + 10 8 9 26 7 a b A E E A 23 例：麦氏重排裂解历程 HO CH2 H O H 12 13 + 11 25 麦氏重排 HO CH2 HO H 12 13 + 11 均裂 HO HO H 12 13 + 11 HO CH2 HO H 12 13 + 11 + 10 8 9 8 26 a b` HO H + b 24 *（四）母核环为饱和的三萜 HO + HO + H HO CH2 + CH2 + _ H2O a：m/z 207 b：m/z 189 例： 主要特点是发生 C 环裂解
河北医科大学药学院 (五)羽扇豆烷型三 (六)三萜皂苷的裂解 可能出现a-裂解失去异丙基的碎片高子峰 皂苷难挥发，电子轰击质谱(E-MS)和 化学电离质谱(CI S)受到了限制，需制成 全乙联化和全甲基化等衍生物才有可能。 。场解析质谱(D-MS)、电喷雾电离质 谱(ES1-MS)和快速原子麦击质谱(FAB MS)在皂苷结构测定中得到了广泛应用。 m/z 383 。见下项例。学 : 人参皂苷Re的FAB-MS谱 FAB-s满 ua度A6T :分子子华 : 最大特点 ①高场区出现几个甲基的单峰。 三、三萜类化合物的H-NMR谱 例： IH-NMR spectrum 出现堆 可获得甲基质子、连 山形的亚甲信号 质子： 希氢质子以 糖端基质子信号 ③在低场区出现一些受双能、 赛基、羟基影响的特征吸收。 天然药化教研室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药化教研室李力更教授 5 25 *（五）羽扇豆烷型三萜 例： 可能出现α-裂解失去异丙基的碎片离子峰。 HO + HO C3H7 羽扇豆醇 m/z 426 m/z 383 26 （六）三萜皂苷的裂解 皂苷难挥发，电子轰击质谱（EI-MS）和 化学电离质谱（CI-MS）受到了限制，需制成 全乙酰化和全甲基化等衍生物才有可能。 ☞ 见下页例。 ☞ 场解析质谱（FD-MS）、电喷雾电离质 谱（ESI-MS）和快速原子轰击质谱（FABMS）在皂苷结构测定中得到了广泛应用。 27 O OH OH O HOCH2 O OH OH O HOCH2 O OH OH O CH3 O OH OH O COOH H H H O m/z：479 [(M+Na)-162-162-146-132] + m/z：611 m/z：757 m/z：919 m/z：1081 [(M+Na)-162-162-146] + [(M+Na)-162-162] + [(M+Na)-162] + [M+Na] + H 例：齐墩果酸-3-O-β-D-葡萄糖基-(1→4)-O-β-D-葡萄糖 基-(1→3)-O-α-L-鼠李糖基-(1→2)-O-α-L-阿拉伯糖苷的 FAB-MS 谱。 m/z：1081 准分子离子峰 m/z：162 葡萄糖基峰 m/z：146 鼠李糖基峰 m/z：132 阿拉伯糖基峰 28 例：人参皂苷Re的 FAB-MS 谱。 946：[M]+ 分子离子峰 783：[M-163]+ 失去一个葡萄糖 638：[783-145]+ 失去一个鼠李糖基 476：[638-162]+ 失去一个葡萄糖， 即苷元碎片 29 可获得甲基质子、连氧 碳上质子、烯氢质子以 及 糖 端 基 质 子 信 号 三、三萜类化合物的 1H-NMR 谱 1H-NMR spectrum 30 最 大 特 点 ① 高场区出现几个甲基的单峰。 ③ 在低场区出现一些受双键、 羰基、羟基影响的特征吸收。 ② 在 0.18~1.5 ppm 出现堆 积呈山形的亚甲基信号。 4 10 8 14 HO O HOOC H 17 20 甘草次酸 glycyrrhetinic acid 29 24 23 25 26 27 28 例：