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苷元

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苷元,別稱甙元,是糖苷類化合物中,與糖縮合的非糖部分。苷元可以是醇如甲醇、乙醇、甾醇,這樣的苷稱為氧苷;可以是硫醇乙硫醇,這樣的苷稱為硫苷;可以是羧酸如脂肪酸,這樣的苷稱為糖酯;可以是胺類,這樣的苷稱為氮苷;也可以是苷元的碳原子直接與糖連接,稱為碳苷
中文名
苷元
外文名
aglycon
又    稱
甙元
類    別
化合物

苷元定義

苷元,別稱甙元,是糖苷類化合物中,與糖縮合的非糖部分。苷元可以是醇如甲醇、乙醇、甾醇,這樣的苷稱為氧苷;可以是硫醇乙硫醇,這樣的苷稱為硫苷;可以是羧酸如脂肪酸,這樣的苷稱為糖酯;可以是胺類,這樣的苷稱為氮苷;也可以是苷元的碳原子直接與糖連接,稱為碳苷
從化學結構上看,皂苷是由苷元(Aglycone)骨架與醣基(Glycosyl)通過醣苷鍵(Glycosidic Linkage)相連構成的醣苷類化合物。天然植物中的皂苷主要為達瑪烷類型,而克梯婁型和齊墩果酸型含量較少。 [1] 

苷元大豆苷元合成

大豆苷元的合成方法文獻報道較多,方法基本相同。一般採用脱氧安息香反應。苯乙酰化多元酚合成脱氧安息香反應主要有兩種催化體系:BF3/Et2O催化體系Bass工藝和ZnCl2/POCl3催化體系。BF3非強酸強鹼且活性高,可以與Et2O形成溶劑絡合物,有利於反應的進行。
以對羥基苯乙酸與間苯二酚為原料,在三氟化硼存在下發生Friedel-Crafts反應得到2,4-二羥基苯基-4'-羥基苄基酮,然後再採用Bass工藝與N,N-二甲基甲酰胺環合成大豆苷元。如反應物為間苯三酚,其具有較強的親核性和還原性,則酰化條件必須相當温和,常採用ZnCl2/POCl3催化體系但收率較低。採用Bass工藝可以很方便地環化製得異黃酮,其特點是通過BF3/Et2O 與脱氧安息香酚羥基絡合鈍化芳環,進而使DMF-MeSO2Cl選擇性甲酰化其亞甲基,隨後脱水環合生成異黃酮。可提高收率。大豆苷元的合成方法文獻報道較多,方法基本相同。 [1] 

苷元提製和鑑定

苷元原理

1.利用蘆丁易溶於鹼溶液,但是在酸溶液中易析出的性質進行提取。
2.黃酮苷可通過酸水解,得到苷元及糖,並可通過TLC、PC及乙酰化物製備進行鑑識。
3.不同類酮類化合物對紫外光有特定吸收,可利用此特點對其進行定性、定量測定。 [2] 

苷元步驟

1.蘆丁的提取
稱取槐花米120g(分3次分別進行提取),研碎後置500ml燒杯中,加十倍沸水和適量硼砂攪拌,於石棉網上加熱至微沸,用飽和石灰水(用藥匙取適量生石灰放入燒杯,並加入蒸餾水溶解得到懸濁液,抽濾得到澄清濾液即為飽和石灰水),溶液調PH值8-9之間,並不斷攪拌。微沸30分鐘後,過濾並收集濾液。以同法再次收集濾液合併,濃縮至約300ml,濾液温度降至60~70℃之間以濃鹽酸酸化至PH4~5之間,室温時放入冰箱12h,使沉澱完全。抽濾,沉澱用蒸餾水洗至中性,得粗品蘆丁。
2.蘆丁的精製
上述沉澱稱重後加入30~40倍量的熱水溶解,趁熱過濾,放冷析出結晶、過濾、結晶自然乾燥(或在紅外燈下乾燥),得蘆丁精品。
再取蘆丁水精製品用MeOH重結晶(1:10~15)得蘆丁精品。
3. 蘆丁的鑑定
蘆丁水解法:取1g 精製蘆丁,加入80mL 0.5%稀硫酸,加熱迴流水解1h,冷卻,過濾,沉澱用蒸餾水沖洗至中性。把沉澱加入到95%乙醇中,加熱使完全溶解,趁熱抽濾。濾液加入等量蒸餾水重結晶,過濾,得槲皮素和蘆丁水解液。 參考文獻可知:由蘆丁水解生產槲皮素,在水溶液中比在甲醇溶液中收率高,生產成本較低;使用鹽酸或者硫酸收率幾乎不變;酸的濃度為0.5%,加熱1h,即可水解完全,收率為91.0%。 [2] 

苷元提取分離鑑別

苷元原理

大黃為蓼科植物,味苦,性寒,具有瀉熱通腸、涼血解毒、逐瘀通經等功效。其主要有效成分為大黃素、蘆薈大黃素、大黃素甲醚等蒽醌類化合物 ,其中大部分為結合的蒽醌,少量為遊離的蒽醌。結合的蒽醌類化合物由於其苷元具有酚羥基,故呈弱酸性,能溶於水、乙醇、碳酸氫鈉溶液,但在有機溶劑中的溶解度很小。遊離的蒽醌易溶於氯仿、乙醚等有機溶劑而不溶於水。其中,大黃酸具有羧基,酸性最強;大黃素具有β-酚羥基,酸性第二;蘆薈大黃素連有羥甲基,酸性第三;大黃素甲醚和和大黃酚的酸性最弱。根據以上化合物的酸度差異,可用鹼性強弱不同的溶液進行梯度萃取分離。 [2] 

苷元步驟

(一)酸水解
用天平稱取大黃粉10g,置500ml燒杯中,加20%H2SO4水溶液100ml,直火加熱1小時,用布氏漏斗抽濾,濾餅水洗後於70℃左右乾燥。溶液沸騰時關閉電源,不沸騰時再打開,注意不要把溶液燒乾,大黃粉從土黃色變為黑色。
(二)總羥基蒽醌苷元的提取
濾餅經乾燥後,置索氏提取器中,加入乙醚150ml,迴流提取2小時,得乙醚提取液。乙醚提取液經薄層色譜檢查有大黃酸、蘆薈大黃素、大黃素、大黃素甲醚和大黃酚。薄層板為硅膠CMC-Na板,展開劑為石油醚(沸程60~90℃)-乙酸乙酯(7:3),近水平或直立展開,在可見光下可看到四個斑點,Rf≈0.9的黃色斑點為大黃酚和大黃素甲醚混合物,在此條件下分不開,其餘三個斑點,依Rf值由大到小分別為大黃素(橙色斑點)、蘆薈大黃素(黃色斑點)、大黃酸(黃色斑點)。
(三)pH梯度萃取分離
1、大黃酸的分離和提純:將上述乙醚提取液以5%碳酸氫鈉溶液振盪提取,水層呈紫紅色。分出水層,再重複提取數次,直至不顯紅色為止(共約60ml,分3~4次提取)。合併水層提取液,用鹽酸酸化至pH3左右,即得黃色沉澱。過濾,先用水洗沉澱數次,再以少量冰冷的丙酮洗,以除去有色雜質。乾燥後以冰醋酸或吡啶結晶2~3次,得黃色針狀結晶。經熔點測定、紙色譜或薄層色譜,與標準品對照鑑定為大黃酸。
2、大黃素的分離和提純:碳酸氫鈉溶液提取後的乙醚層再以5%碳酸鈉溶液振盪提取數次(共約120ml,分3~4次提取)水層呈紅色,合併水層提取液,加鹽酸至酸性(pH6左右),得黃色沉澱,過濾,用水洗沉澱,以冰冷丙酮洗,在冰醋酸或吡啶中結晶數次,得橙色大針狀結晶。經熔點測定、紙色譜或薄層色譜,與標準品對照鑑定為大黃素。
3、蘆薈大黃素的分離和提純:碳酸鈉溶液提取後的乙醚層,再經0.25%氫氧化鈉溶液振盪提取數次(約100ml,分3~4次提取),水層呈紅色,合併水層提取液,加鹽酸至酸性(pH6左右),得橙色沉澱。過濾後用水洗沉澱,乾燥後在冰醋酸或乙酸乙酯中結晶數次,得橙色長針狀結晶。經熔點測定、紙色譜或薄層色譜鑑定為蘆薈大黃素。
4、大黃酚和大黃素甲醚的分離和提純:上述蘆薈大黃素分離後的乙醚液用5%氫氧化鈉溶液振盪提取數次,直至無色。合併深紅色的水層溶液,加鹽酸至酸性,得黃色沉澱。過濾,水洗,乾燥後得大黃酚和大黃素甲醚混合物,將此混合物溶於乙酸乙酯,(可用硅膠薄層板,以石油醚:乙酸乙酯(15:1)作為展開劑展開,可見兩斑點,Rf值大的為大黃酚,Rf值較小的為大黃素甲醚)用硅膠柱色譜分離,洗脱劑為石油醚(沸程60~90℃)-乙酸乙酯(15:1)混合物,先洗脱下的化合物為大黃酚,後洗脱下的化合物為大黃素甲醚,再分別經乙酸乙酯結晶純化,兩者經熔點測定、薄層色譜鑑定皆為純品。 [2] 
參考資料
  • 1.    有機化學第七版 呂以仙 人民衞生出版社
  • 2.    龔躍法,鄭炎松,陳東紅等編著. 有機化學. 武漢:華中科技大學出版社, 2012.02.