第七节 结构测定 1、化学法 用Liebemman-Burchard反应和Molish反应鉴定三萜皂苷 第七节 结构测定 1、化学法 用Liebemman-Burchard反应和Molish反应鉴定三萜皂苷 通过苷键裂解,而到小分子的苷元和糖,使结构测定简单化。 苷元结构确定可采用氧化、还原、脱水、甲基或双键转位、乙酰化、甲酯化等化学反应将未知苷元结构转变为已知化合物,然后将其IR、mp、Rf或其它光谱数据与已知物数据对照的方法推测其结构。
二、三萜的波谱特征 1、紫外光谱(UV) 结构中有一个孤立双键:205-250nm 处有微弱 吸收; α、β不饱和羰基λmax:242-250nm; 异环共轭双烯λmax:240、250、260nm; 同环共轭双烯λmax:285nm。 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类化合物时,可在310nm处 观察到最大吸收,且不受母核上的取代基影响。
2、质谱 三萜类化合物质谱裂解有较强的规律: 1)当有环内双键时,一般都有较特征的RDA裂解; 2)如无环内双键时,常从C环断裂成两个碎片; 四环三萜类化合物裂解的共同规律是失去侧链。
皂苷难挥发,所以,EI-MS 和 CI-MS 技术在三萜皂苷的应用受以限制。但 FD-MS 、ESI-MS和 FAB-MS 在皂苷的结构检测中却得到了广泛应用,这些质谱的应用可以得到皂苷的准分子离子峰(quasi-molecular ion peaks)[M+H]+、[M+Na]+ 和[M+K]+等,或[M-H]-峰;
3.、1H-NMR 1) 环内双键质子的δ值一般大于5,如齐墩果酸类和乌苏酸类C12烯氢在δ4.93~5.50处出现分辨不好的多重峰。
2)乙酰基质子的δ值在1.82-2.07。 对于绝大多数齐墩果烷型和乌苏烷型三萜,当-COOCH3位于C28位时,其甲酯的δ值小于3.795,否则就大于3.795。这一规律常用于推定齐墩果烷和乌苏烷母核中C28位的羧基。
大多数三萜化合物C3上有羟基或其它含氧基团,此时,C3质子的信号多为dd峰。以3-乙酰氧基取代的三萜衍生物为例,C3-H为竖键(α-H,β-Oac)时,其δ值在4.00-4.75之间,最大偶合常数为12Hz左右;C3-H若为横键(β-H,α-OAc),δ值在5.00-5.48之间,最大偶合常数约为8Hz,二者均为宽峰。 δ3-H:4.00-4.75,J=12Hz δ3-H:5.00-5.48,J=8Hz
3)三萜中甲基的信号一般出现在δ0.50-1.20之间,以吡啶为溶剂时,可以得到分辨较好的单峰。 对于齐墩果烷型和乌苏烷型的三萜,其最高场甲基的δ值与C28的取代基有关。当C28为COOCH3时最高场甲基的δ值小于0.775,反之则大于0.775。 羽扇豆烯型的C30甲基因与双键相连,且有烯丙偶合,δ值在较低场1.63-1.80之间,且呈宽单峰。
4、13C-NMR 角甲基一般出现在δ8.9~33.7,其中23- CH3和29-CH3为e键甲基出现在低场,δ 值依次为28和33左右。 苷元和糖上与氧相连的碳的δ值为60~90; 烯碳在δ109—160; 羰基碳为δ170-220。
1.双键位置及结构母核的确定 根据碳谱中苷元的烯碳的个数和化学位移值不同,可推测一些三萜的双键位置。 多数齐墩果烷、乌苏烷、羽扇豆烷类三萜主要烯碳化学位移如下表:
三萜及双键位置 烯碳δ值 其他特征碳 Δ12-齐墩果烯 C12:122~124,C13:143~144 11-oxo,Δ12-齐墩果烯 C12:128~129,C13:155~167 11-C=O,199~200 Δ1l-13,28-epoxy-齐墩果烯 C11:132~133,C 12:131~132 Δ1l,13(18)齐墩果烯 C11:126~127,C12:126~ 13-C:84~85.5 (异环双烯) C13:136~137,C18:133~ Δ9(11),12齐墩果烯 C 9:154~155,C11:116~117 同环双烯 C12:121~122,C13:143~147 Δ12-乌苏烯 C12:124~125,C13:139—140 Δ20(29)羽扇豆烯 C29:109~,C20:150~
2.苷化位置的确定 三萜3-OH苷化,一般C-3向低场位移8-10,而且会影响C-4的δ值。糖之间连接位置的苷化位移约为+3~8。但糖与28-COOH成酯苷,苷化位移是向高场位移,羰基碳苷化位移约为-2,糖的端基碳一般位移至δ95~96。
3. 羟基取代位置及取向的确定 羟基取代可引起α-碳向低场移34~50,β-碳向低场移2~10,而γ-碳则高场移0~9。
4.糖上乙酰基的确定 糖上乙酰化可能发生在任一羟基上,有的还出现双羟基乙酰化,一般乙酰化后,连接乙酰化位置的碳值向低场位移(+0.2~1.6),其邻位碳向高场位移(2.2 -3.5),但邻位双乙酰化时,乙酰化及其邻位碳一般均向高场位移。
(三)其他核磁共振技术 H-Hcosy主要通过分析相邻质子的偶合关系,用于苷元及糖上质子的归属; DEPT用于确定碳的类型(CH3、CH2、CH、C); C,H-cosy和为提高灵敏度已发展的通过氢检测的异核多量子相关谱HMQC进行碳连接质子的归属,测试HMQC谱所用化合物样品量较少。
苷中糖的连接位置可由苷化位移确定,或采用NOE实验,照射糖的端基质子可观察到与糖连接位置的碳上质子增益。或采用由氢检测异核多键相关实验HMBC,在HMBC谱中糖的端基氢与连接位置的碳有明显的相关点。 全相关谱TOCSY(HOHAHA)对于糖环的连续相互偶合氢的归属特别有用,特别是在糖上氢信号互相重叠时,往往可以通过任何一个分离较好的信号(如端基氢),得到所有该信号偶合体系中的其他质子信号,进行归属。
第八节 生物活性 抗炎活性 如齐墩果酸用于治肝炎,甘珀酸钠用于抗溃疡,雷公藤用于治疗类风湿性关节炎等。 抗肿瘤活性 如乌苏酸。 第八节 生物活性 抗炎活性 如齐墩果酸用于治肝炎,甘珀酸钠用于抗溃疡,雷公藤用于治疗类风湿性关节炎等。 抗肿瘤活性 如乌苏酸。 抗菌和抗病毒活性 如齐墩果酸、甘草次酸等。 降低胆固醇作用 如甘草酸。 杀软体动物活性 抗生育作用 其他如溶血活性等。
小结: 第一节 概述 掌握三萜及三萜皂苷的定义,了解三萜类化合物在自然界中的分布情况,及存在形式。 第二节 三萜类化合物的生物合成 了解环状三萜的一般生物合成途径。 第三节 四环三萜 掌握四环三萜的结构分类,每种类型的主要结构特点及代表化合物。
第四节 五环三萜的结构类型 掌握五环三萜的结构分类,每种类型的主要结构特点及代表化合物。 第五节 理化性质 掌握三萜类化合物的颜色反应,三萜皂苷的表面活性和溶血作用。 第六节 提取分离 熟悉三萜类化合物提取分离的一般方法 第七节 结构测定 了解三萜类化合物的一般的光谱特征及其在结构鉴定中的应用。