薯蓣皂苷水解生成薯蓣皂苷元的研究
安顺山药地皂苷地含量及其药理作用
安顺山药的皂苷的含量及其药理作用（一）实验目的：山药具有药食两用的价值，山药皂苷含量与山药的药用价值有关，研究安顺山药的皂苷含量的多少，对于安顺的山药药用价值开发有重要的意义。
（二）实验原理：薯蓣皂苷属甾体皂苷，水解可得薯蓣皂苷元，薯蓣皂苷元是一种无定形粉末或针状结晶，不溶于水，可溶于甲醇、乙醇、甲酸等有机溶剂，利用薯蓣皂苷元不溶于水，溶于有机溶剂的性质，可用石油醚连续回流将其提取出来。
（三）实验材料:新鲜刘官山药、铁棍山药（四）实验试剂：护色液（柠檬酸：无水氯化钙：蒸馏水为0.2:0.2:100）、500ml烧杯，（五）实验仪器：（六）实验步骤：1、山药的处理（1）.取无腐烂无霉变的新鲜刘官山药在流动的水中洗尽泥土，用不锈钢的刀去皮之后迅速切成2-3mm厚的薄片放进侵入护色液中，并充分浸泡使其不暴露在空气中，护色1小时。
将山药铺在有筛眼的斜盘上，送入干燥箱中干燥温度在45°在干制初期注意排除湿气，并且避免表面硬化，将烘干的山药冷却，磨成粉末，备用。
（2）.．薯蓣皂苷元的提取：注一：检查薯蓣皂苷元是否提尽，可用李伯曼反应，参考实验二“注三”项下。
注二：回收石油醚的方法见实验一“注四”项下。
注三：所得薯蓣皂苷元（粗品）用石油醚抽洗后，即可测定熔点，若熔点不合格时，才进行重结晶。
薯蓣皂苷元的鉴定1．熔点测定：204～209℃2．薄层层析鉴定：应只呈现一个与标准Rf值一致的色斑。
样品：白色结晶的无水醇液标准品：薯蓣皂苷元无水醇液1）吸附剂：AI2O3软板（中性100～200目，活性Ⅲ级）展开剂：苯一甲醇（9：1）2）吸附剂：硅胶H-CMC硬板展开剂：石油醚-乙酸乙酯（7：3）显色剂：10%磷钼酸乙醇溶液。
喷雾后加热10～20分钟3）化学反应：①Liebermann-Burchard反应②CHCI3-浓H2SO4试验③五氯化锑反应（Kahlenberg反应）：与五氯化锑的氯仿溶液呈紫蓝色。
4）制备衍生物：乙酰化物的制法：取样品100mg溶于3ml吡啶中，加入20ml醋酐，煮沸半小时至一小时后，将反应物倒入冰水中（冬季操作使用冷水即可）。
薯蓣皂苷元糖基化衍生物的合成及抗肿瘤活性研究
薯蓣皂苷元糖基化衍生物的合成及抗肿瘤活性研究糖类因其结构的复杂性及多样性,不仅可以作为生物体的结构骨架以及生命活动提供能量,是除蛋白质、核酸以外的第三种重要生命物质,而且作为细胞间的识别、通讯分子,同时参与了从受精发育至衰老死亡的全过程。
另外天然产物糖基化的分布也十分广泛,糖基部分具有增加溶解度、提高结合率和调节半衰期等作用,因此对于天然产物进行糖基化修饰的研究热度不断增加。
薯蓣皂苷元广泛存在于豆科和薯蓣科植物中,主要来通过水解、发酵、萃取等方法从盾叶薯蓣、穿龙薯蓣等植物块茎中获取,一般被用来生产孕烯醇酮、孕酮等药物。
现代研究表明,薯蓣皂苷元具有抗肿瘤、抗艾滋病、降血糖、抗动脉硬化、抗氧化,预防关节炎;保护胃黏膜、祛痰、增强心脏收缩力、改善微循环等多种功效。
而薯蓣皂苷及呋甾皂苷也拥有着类似苷元的生理活性,如地奥心血康的主要成分即提取自穿龙薯蓣的水溶性薯蓣皂苷。
同时有较多通过汇聚式合成策略或线性逐步合成策略合成二糖、三糖甚至多糖链薯蓣皂苷的文献报道。
但仍受限于产率低、反应步骤繁琐、操作复杂等因素困扰。
近年来,对于薯蓣皂苷元类化合物糖基化的化学修饰方式以O-糖基化修饰为主。
而O-糖基化修饰方法主要为经典的Koenigs-Knorr法以及Schimt法,两种方法各有优劣,但都具有步骤繁琐、效率低下等不足。
1998年甲氧胺基的随机氮糖苷化出现,并在2005年引入对强心苷类药物的结构修饰中,此类方法以还原糖为糖供体,与甲氧胺基取代的苷元在酸性条件下直接进行成苷反应,快速而高效的得到大量的氮苦化合物,避免了O-糖基化反应过程中对糖的保护、取代活化、脱保护等步骤。
而目前对于薯蓣皂苷元的仍停留在O-糖基化修饰中,N-糖基化则几乎没有报道。
本文以薯蓣皂苷元为原料,通过新的开环方式制备较为稳定的呋甾皂苷元以及首次利用甲氧胺基取代的薯蓣皂苷元,运用D-葡萄糖、D-半乳糖、L-鼠李糖等8种常见单糖,同时引入稀有糖L-岩藻糖,完成以下工作:(1)首次通过Koenigs-Knorr法合成9种3位薯蓣皂苷元单糖苷,并对其中合成难度较大的单糖通过三氟化硼乙醚催化法进行成苷反应,大大提高了反应效率产物包括:3-O-β-D-葡萄糖薯蓣皂苷、3-O-β-D-半乳糖薯蓣皂苷、3-O-α-L-阿拉伯糖薯蓣皂苷、3-O-α-L-鼠李糖薯蓣皂苷、3-O-α-L-岩藻糖薯蓣皂苷、3-O-β-D-木糖薯蓣皂苷、3-O-α-L-木糖薯蓣皂苷、3-O-β-D-核糖薯蓣皂苷、3-O-β-D-甘露糖薯蓣皂苷;(2)通过乙酸酐对薯蓣皂苷元3位羟基保护,并进行开环反应,产率高、稳定性好且杂质少。
薯蓣皂苷元衍生物的合成及生物活性研究
薯蓣皂苷元衍生物的合成及生物活性研究摘要:薯蓣皂苷元具有多种药理活性，根据薯蓣皂苷元表现出不同的生物活性，以薯蓣皂苷元为起始原料采取酯化、还原等化学反应进行适当结构修饰，得到多种类型的薯蓣皂苷元衍生物，可减少薯蓣皂苷元的毒副作用，增加其抗血栓、抗炎及松弛支气管平滑肌的药理活性，使薯蓣皂苷元在临床的应用更加广泛，为薯蓣皂苷元更进一步的研究及利用提供一些新的思路。
关键词:薯蓣皂苷元衍生物合成生物活性抗血栓抗炎薯蓣皂苷元（diosgenin，简称Dio）主要是从薯蓣科植物穿龙薯蓣[1]Dioscorea nipponica Makino中得到的甾体皂苷元，俗称皂素。
它是由C螺甾27烷皂苷组成的一类具有广泛生物活性的中药，在临床中常用作一些药物的半合成原料，在制药工业中常用作合成甾体激素类药物和甾体避孕药[2]。
薯蓣皂苷元主要通过促进细胞凋亡、降低氧化应激、抑制促炎因子等来发挥抗肿瘤、抗炎、保护心血管、松弛平滑肌等作用[3]。
然而，薯蓣皂苷元的脂溶性强，口服生物利用度较低，几乎很难吸收入血，很大程度上影响了药理作用的发挥。
在C-3位置引入酯或醚键可显著增大薯蓣皂苷元的极性及溶解度，同时保持其原有的优势[4,5]。
因此有必要对其进行适当的结构改造，使薯蓣皂苷元的溶解性及溶出度在一定程度上增加，从而增强其生物活性。
本文就近年来以薯蓣皂苷元为基础原料进行适当结构改造，得到一系列薯蓣皂苷元衍生物并对其相应的生物活性进行了归纳总结，以期提供更有意义的参考来进一步研究及利用薯蓣皂苷元。
1 薯蓣皂苷元的结构修饰及其抗血栓形成活性乙酰水杨酸即阿司匹林，在临床上常作为解热镇痛药使用，研究表明其小剂量使用时具有防止血栓形成作用，可作为预防血管疾病的药物在临床上使用，但其会造成出血风险、胃黏膜损害和耐药性等不良反应[6,7]。
据报道，薯蓣皂苷元具有保护胃肠道黏膜的功能，但其不溶于水导致吸收差影响了其应有的疗效，因此要采取适当增溶措施，以增强薯蓣皂苷元抗血栓形成活性，并减轻胃肠道不良反应。
盾叶薯蓣中薯蓣皂苷元生物合成途径研究进展
盾叶薯蓣中薯蓣皂苷元生物合成途径研究进展毕淮龙;乔亚茹;化文平【摘要】综述了薯蓣皂苷元生物合成途径的研究进展及相关酶的研究进展,对其生物合成途径进行了推断,以期为盾叶薯蓣皂苷元合成相关的研究以及利用生物工程进行生产奠定基础.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】3页(P142-144)【关键词】盾叶薯蓣;薯蓣皂苷元;合成途径;关键酶【作者】毕淮龙;乔亚茹;化文平【作者单位】陕西学前师范学院生物科学与技术系,陕西西安710100;陕西学前师范学院生物科学与技术系,陕西西安710100;陕西学前师范学院生物科学与技术系,陕西西安710100【正文语种】中文【中图分类】R284.3盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis C.H.Wright)是薯蓣属多年生草本植物，俗称黄姜，是目前世界上薯蓣皂苷元含量最高的种。
该物种是我国特有种，主要分布在湖北、湖南、陕西秦岭以南、河南南部、甘肃天水以及四川等省海拔100～1 500 m的区域[1]，在湖北、陕西南部等地也有大面积的种植。
盾叶薯蓣以根状茎入药，能祛风、利湿，主治风湿顽痹、腰膝疼痛等症[2]，在《山海经》《神农本草经》《图经本草》《本草纲目》等医药典籍中均有记载[3]。
自20世纪40年代发现盾叶薯蓣根状茎中含有丰富的薯蓣皂苷元以来，薯蓣皂苷元已被应用于300多种避孕药及甾体激素类药物的合成，已成为重要的甾体激素类药源植物[4]。
笔者综述了薯蓣皂苷元生物合成途径及相关酶的研究进展，以期为盾叶薯蓣皂苷元生物合成相关的研究以及利用生物工程进行生产奠定基础。
薯蓣皂苷，俗称黄姜皂素，为螺甾烷类甾体化合物。
由薯蓣皂苷元(diosgenin)(图1)通过糖苷键与植物纤维素结合，在C3位通过皂苷键与糖链相连形成。
皂苷在植物细胞壁中，与细胞壁紧密连接包裹。
在酸、热等条件下水解可得到薯蓣皂苷元[5]。
薯蓣皂苷元在盾叶薯蓣块茎中的含量达1.1%～16.15%。
发酵产薯蓣皂苷酶的反应条件
发酵产薯蓣皂苷酶的反应条件王颖;富瑶瑶;刘廷强;鱼红闪;金凤燮【摘要】研究了酶法水解黄姜薯蓣皂苷分子上的糖基,使皂苷水解生成无糖基、高活性皂苷元的条件.探讨了4种菌株对薯蓣皂苷糖基的水解能力,筛选出1种薯蓣皂苷酶高产菌株Absidia sp.s00,用于水解薯蓣皂苷.通过薄层层析法分析得到薯蓣皂苷酶解最佳反应条件为40℃、pH 5.0,反应30 h.在此最佳条件下进行酶反应,1 g 黄姜薯蓣皂苷底物水解后,酶解产物经分离纯化,得薯蓣皂苷元0.1 g,采用高效液相色谱检测其纯度为90%以上.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2010(029)003【总页数】4页(P157-160)【关键词】黄姜;薯蓣皂苷;酶解;薯蓣皂苷元【作者】王颖;富瑶瑶;刘廷强;鱼红闪;金凤燮【作者单位】大连工业大学,生物与食品工程学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,生物与食品工程学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,生物与食品工程学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,生物与食品工程学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,生物与食品工程学院,辽宁,大连,116034【正文语种】中文【中图分类】TS972.161;Q946.490 引言黄姜（Dioscorea zingiberensis C.H.Wright）为盾叶薯蓣的根茎，多年生缠绕草本，有地下块茎。
其有较高的药用和化工价值，是一种市场需求比较稳定的药材［1］。
黄姜中含有薯蓣皂苷，具有祛痰、脱敏、抗炎、降脂、抗肿瘤等作用；其苷元是合成甾体激素类药物的重要原料［2-4］。
黄姜根状茎中薯蓣皂苷量达10%左右，是重要的薯蓣皂苷元来源经济作物。
国际上的薯蓣皂苷元主要由我国提供，我国现有的生产薯蓣皂苷元工艺采用黄姜全料酸解，使用的盐（硫）酸量大，造成污水量大，COD浓度高，并且酸降解的有机物质多，对环境造成巨大污染，难以处理，因而使用生物法水解皂苷生产苷元已成为必然之势［5］。
中药化学实验指导—实验八 甾体皂苷元的提取分离与检识
实验八 甾体皂苷元的提取分离与检识（一）目的要求学习从药材中提取、精制和检识甾体皂苷元，通过实验要求：1．掌握用酸水解，有机溶剂提取和精制皂苷元的方法。
2．熟悉皂苷及皂苷元的性质和检识方法。
（二）主要化学成分的结构及性质甾体皂苷主要存在于百合科、薯蓣科、龙舌兰科等植物中。
某些甾体皂苷元如薯蓣皂苷元、替告皂苷元及海可皂苷元等是制药工业中合成甾体激素类药物及甾体避孕药的重要原料。
穿山龙为薯蓣科植物穿龙薯蓣Dioscorea nipponica Mak.的干燥根茎。
具有舒筋活血、消食利水、祛痰截疟的功效。
主治风寒湿痹、慢性气管炎、消化不良、劳损扭伤、疟疾、痈肿。
常被作为提取薯蓣皂苷元的原料，穿山龙总皂苷水解可得1.5％～2.6％薯蓣皂苷元。
1．薯蓣皂苷(dioscin) 分子式C 45H 72O 16，分子量869.08，针状结晶，mp.275～277℃（分解），可溶于甲醇、乙醇、醋酸，微溶于丙酮、戊醇，难溶于石油醚、苯，不溶于水。
1 421rhaO lcrh a薯蓣皂苷2．薯蓣皂苷元(diosgenin) 又称薯蓣皂素,分子式C 27H 42O 3，分子量414.61。
为白色结晶性粉末（乙醇），mp.206～208℃，可溶于常用的有机溶剂及醋酸中，不溶于水。
（三）实验原理本实验是根据药材中的薯蓣皂苷，经酸加热水解可产生薯蓣皂苷元和糖。
因甾体皂苷元不溶于水，可溶于有机溶剂的性质，用石油醚连续回流提取总皂苷元，再用活性炭吸附脱色精制，得到精制薯蓣皂苷元。
（四）实验内容1．薯蓣皂苷元的提取、精制略2．薯蓣皂苷与皂苷元的检识（1）泡沫试验：取穿山龙的水浸液2ml，置于小试管中，用力振摇1分钟，应产生多量泡沫，放置10分钟，泡沫量应无显著变化。
（2）溶血试验：取清洁试管二支，一支加入穿山龙的水浸液0.5ml，另一支加入蒸馏水0.5ml作对照，然后各加入0.8％氯化钠水溶液0.5ml，摇匀，再向每支试管中加入红细胞悬浮液1ml，充分摇匀，静置，观察溶血现象。
双相酸水解法提取薯蓣皂苷元的研究
1991;1:43.[4]王永实,范治全.阿胶复脉汤对大鼠内毒素血症血小板血液凝固性与脂质过氧化变化的影响[J].第二军医大学学报,1993;14(1):55.[5]郑筱祥,杨勇,叶剑峰,等.东阿阿胶的升白作用及机制研究[J].中国现代应用药学杂志,2005,22(2):102.[6]王志海,何秀敏.阿胶补血作用机理初探[J].山东中医杂志,1992,11(3):35.[7]郭成浩,金毅.阿胶药理作用的结构学说[J].中国中药杂志,1999,24(1):54.[8]Ryffel B,M ihatsch MJ.I m munosupp ressi on and cancer:thecicl os porin case[J].D rug Che m Toxicol,1992;15(2):95. [9]Luo JS,Ka mmerer R.Modulati ons of the effect or functi on and cy2t okine p r oducti on of human ly mphocytes by secreted fact ors de2 rived fr om col orectal2carcinoma cells[J].I nt J Cancer,1997,72(1):142.[10]Buggins AG,M il ojkovic D.M icr oenvir onment p r oduced by acutemyel oid leuke m ia cells p revents T cell activati on and p r oliferati on by inhibiti on of NF2kappa B,c2Myc,and pRb pathways[J].JI m munol,2001,167(10):6021.[11]杨业金,陈兆聪.白血病细胞产生的免疫抑制因子对I L2作用的影响[J].癌症,1994,13(1):4.[12]Kels o A,Tr outt AB.Heter ogenerity in ly mphokine p r ofiles ofCD4+and CD8+T cells and cl ones activated in vivo and vitr o [J].I m munol Rev,1991,123:85.[13]Seder RA,Paul W E.Acquisiti on of ly mphokine2p r oducing phe2notype by CD4+T cells[J].Annu Rev I m munol,1994,12:635.[14]Rohrer J W,Coggin J M J r.CD8T cell cl ones inhibit antitumor Tcell functi on by secreting I L210[J].J I m munol,1995,155(12):5719.收稿日期:2003205223双相酸水解法提取薯蓣皂苷元的研究杨欢,杨克迪,陈钧(江苏大学生物与环境工程学院,江苏镇江212013)摘要:目的 建立双相酸水解法提取薯蓣皂苷元的最佳条件。
硫酸水解法提取薯蓣皂苷元的工艺
次是硫酸浓度，硫酸用量和硫酸水解时间； 根据正交
试验 结 果 与 极 差 分 析，得 到 的 优 化 条 件 为
A1B1C2D2，即硫酸水解时间为 4 h，硫酸用量为 20
mL，索氏提取时间为 6 h，硫酸浓度为 1. 5 mol / L。
表 3 正交实验结果
硫酸水解 硫酸用量 索氏提取 硫酸浓度/ 得率
将得到的总皂苷滤液于旋转蒸发仪中浓缩，残液 中加入硫酸后，于电热套上进行水解。抽滤，用蒸馏 水水洗滤 渣 至 中 性，加 入 适 量 活 性 炭 和 滤 渣 一 起 包 好，放入烘箱中烘干，于索氏提取器内加入 80 mL 石 油醚进行薯蓣皂苷元的提取，提取完毕后，烘干，可得 薯蓣皂苷元粗品并计算得率。
薯蓣皂苷元的得率为提取得到的薯蓣皂苷元质 量占盾叶薯蓣原料的质量分数。 1. 5 薯蓣皂苷元的鉴定 1. 5. 1 薄层色谱分析
薄层色谱条件为： 展开剂 V（ 三氯甲烷） ∶ V （ 甲 醇） = 5 ∶ 1； 显色剂： 10% 硫酸； Rf 值 = 0. 62。喷湿润 后于 110 ℃ 烘烤 10 min，得薯蓣皂苷元斑点，与标准 品的斑点一致［10］。 1. 5. 2 熔点测定
7 2. 805 白色
9 2. 622 洁白
图 2 硫酸水解时间对得率的影响
2. 2. 2 硫酸用量的影响 在硫酸浓度为 2 mol / L，水解时间为 5 h，索氏提
取时间为 4h 的条件下，分别改变硫酸的用量，按 1. 4 进行皂苷元的提取并计算得率。从图 3 可知，在硫 酸用量为 30 mL 时，皂苷元的得率最高。继续增加硫 酸用量，皂 苷 元 得 率 呈 现 下 降 的 趋 势。 这 可 能 是 因 为，当硫酸用量为 30 mL 时，水解最为充分和适度。 超过这个适度值，则造成 H + 浓度加大，逆向反应加 快，反而使皂苷元得率降低［13］。故选择 30 mL 为最 适硫酸用量。
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上海大学
硕士学位论文
近临界水中薯蓣皂苷水解生成薯蓣皂苷元的研究
姓名：王振武
申请学位级别：硕士
专业：应用化学
指导教师：朱宪
20060101
上海大学硕士学位论文
表４．１０ＮｃＷ水解法薯蓣皂苷元产品的质谱解析
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图４－８薯蓣皂苷元的数据库标准质谱图
４．４．３红外光谱分析（船ｒ压片）
水解产品经石油醚提取、浓缩后析出浅白色的针状絮团形晶体，干燥后以乙醇为溶剂重结晶，在５０℃下真空干燥２ｈ后，采用Ａ、愀．３７０型红外光谱仪对薯蓣皂苷元产品进行官能团分析，结果如下图４—９所示。
图４．９ＮＣｗ水解法薯蓣皂苷元产品（上）与标准品（下）的红外光谱图。