宁德市图书馆

第一节 概述
  畲药化学研究是畲药现代化研究的重要内容。通过对畲药有效成分的研究，不仅可以阐明畲药的药效物质基础，为畲药防治疾病的原理提供前提和物质基础，也可寻找或发现可供创制新药的有效物质或先导化合物，进而促进新药研发，而且对建立畲药质量评价体系与标准，提高、保证畲药质量、临床疗效，开发新的天然药物资源，推动畲药整体研究水平的提高，加快研究步伐，都具有极其重要的意义。
  第二节 糖和苷类化合物
  糖类(saccharides)化合物是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物的总称，因多数具有Cｘ(H2Ｏ)y通式，又称为碳水化合物。糖类化合物是维持生命活动必需的主要能量来源。除作为动植物的营养物质和骨架成分外，糖类化合物还具有独特的生物活性，特别是多糖类化合物，均是与临床功效相关的有效成分。
  一、糖类化合物
  (一)糖的结构和分类
  1.单糖
  单糖是组成糖类及其衍生物的基本单元，也是不能再水解的糖，常见单糖及其衍生物类型如表2-1所示。
  2.低聚糖
  低聚糖由2～9个单糖基通过糖昔键聚合而成，天然存在的低聚糖多由2〜4个单糖基组成。常见的二糖有芸香糖、蔗糖、龙胆二糖、槐糖等。天然存在的三糖多是在蔗糖的基础上再连接一个单糖而成，如棉子糖等。四糖、五糖多是在棉子糖的结构上延长，如水苏糖等。
  3.多聚糖
  多聚糖又称多糖，由10个以上单糖分子通过糖昔键聚合而成，分子量较大，一般由几百至几千个单糖分子组成，是天然存在数量最多的大分子化合物。多糖结构中除单糖基外，部分多糖还含有糖醛酸、氨基糖、糖醇、Ｏ-乙酰基、N-乙酰基等。多糖有直糖链分子，但多为支糖链分子。同一种单糖组成的多糖为均多糖，两种以上单糖组成的称为杂多糖。
  多糖可分为两种类型。一类为水不溶性多糖，在动植物体内主要起到支持组织作用，如植物中的半纤维素和纤维素，动物甲壳中的甲壳素等，分子呈直糖链型。其中，纤维素是自然界分布最广、存在最多的多糖，由3000～5000分子的D-葡萄糖通过10→4昔键聚合而成，是植物细胞壁的主要组成成分。另一类为水溶性多糖，如淀粉、果聚糖（菊糖、桔梗多糖、麦冬多糖等）、黏液质、树胶、果胶等。
  多糖是继蛋白质、核酸和脂类之后人类生命中的第四大重要物质，与机体免疫功能的调节、细胞与细胞之间的识别、细胞间物质运输、癌症的诊断和治疗有密切的关系。并且，很多动植物中的多糖具有较强的药理作用，如肝素、硫酸软骨素、人参多糖、黄芪多糖、猪苓多糖、香菇多糖等。
  （二）糖的理化性质和鉴定
  1.性状
  单糖和分子量较小的低聚糖以及大部分糖的衍生物一般为无色或白色晶体，分子量较大的低聚糖常为非结晶性的白色固体。糖类物质常在熔融前炭化分解。分子量较小的糖，以及糖的衍生物，如糖醇等，有甜味。多糖常为无色或白色无定形粉末，基本没有单糖性质，一般无甜味也无还原性。
  2.溶解性和旋光性
  单糖和低聚糖易溶于水，可溶于稀醇溶液，不溶于亲脂性有机溶剂。直链型多糖不溶于水，如纤维素和甲壳素几乎不溶于任何溶剂。支链型多糖如淀粉、黏液质、菊糖、肝糖等一般可溶于水，其溶解度随分子量增大而降低。
  单糖均具有旋光性，且多为右旋，个别为左旋。因单糖水溶液一般是环状和开链结构共存的平衡体系，故单糖多具有变旋现象。
  3.鉴别
  糖类化合物可用Molish反应、Fehling反应、Tollen反应（银镜反应）等定性反应进行理化检识，还可使用纸色谱和薄层色谱法进行色谱鉴别。糖显色剂的显色原理主要是利用糖的还原性或形成糠醛后引起的显色反应，常用的有苯胺-邻苯二甲酸试剂、三苯四氮盐试剂（TTC试剂）等。若显色剂含有硫酸则只能用于薄层色谱，不能用于纸色谱，如茴香醛-硫酸试剂等。
  4.定量分析
  多糖的含量测定多采用容量分析法及紫外-可见分光光度法，多以无水葡萄糖为对照。如2015年版《中国药典》规定：灵芝中灵芝多糖含量、黄精中多糖含量以蔥酮-硫酸反应后用紫外-可见分光光度法测定；云芝中多糖含量用容量滴定法测定。
  二、苷类化合物
  苷类（glycosides）是糖或糖的衍生物通过其端基碳上的半缩醛羟基或半缩酮羟基与非糖部分缩合脱水形成的一类化合物。昔中的非糖部分称为昔元，昔元与端基碳连接的原子为苜键原子，端基碳与苷键原子之间的化学键称为苷键。由于苷键具有缩醛结构，在稀酸或酶的作用下，苷键可发生断裂水解生成苜元和糖，而酚苷和酯苷则可以在稀碱条件下水解。苷键裂解反应有助于了解苷元结构、糖的种类和组成，确定苷元与糖、糖与糖之间的连接方式。苷键裂解方法主要有酸水解、酶水解、碱水解和氧化开裂等。
  (-)苷类的结构和分类
  绝大多数的苷类化合物是糖的半缩醛羟基与苷元上的羟基脱水缩合而成的具有缩醛结构的物质。苷类化合物在稀酸或酶的作用下，苷键可断裂水解成苷元和糖。糖可以是单糖也可以是多聚糖，如苷元上有多个羟基，也可分别与糖缩合形成多糖链苷。苷类化合物中最常见的单糖是D-葡萄糖，此外还有D-木糖、L-阿拉伯糖、Ｄ－核糖、D-鸡纳糖、L-鼠李糖、L-岩藻糖、D-甘露糖、D-半乳糖、果糖、D-葡萄糖醛酸和D-半乳糖醛酸等。
  苷键原子通常为氧原子，也有硫原子、氮原子、碳原子。由于苷类化合物种类多样，虽然糖基部分理化性质类似，但首元结构类型差别较大，形成的苷类在性质和生物活性上各不相同，本书根据苷键原子的不同，将苷类分为氧苷、硫甘、氮苷、碳苷，如表2-2所示。
  （二）苷类的理化性质和鉴定
  1.性状和旋光性
  苷类化合物均为固体。含糖基少的苷可能完好结晶，含糖基多的苷多是具有吸湿性的无定形粉末。苷的颜色取决于甘元结构中的共轭体系和助色团情况。苷一般无味，也有存在特殊味道的苷，如人参皂苷具有苦味，甘草皂苷有甜味等。
  苷类具有旋光性，多数苷呈左旋，水解后因生成的糖为右旋，因此其混合物也呈右旋。旋光度大小与苷元和糖的结构以及苷元和糖、糖和糖的连接方式有关。
  2.溶解性
  苷类化合物一般可溶于水、甲醇、乙醇和含水正丁醇中，难溶于石油醍、苯、乙醜、三氯甲烷等非极性有机溶剂，但碳苷较为特殊，在水和其他溶剂中溶解度都很小。一般来说，糖基数目和极性取代基越多，苷的亲水性越强，反之则亲脂性越强。苷的溶解度还与首元和糖的相对比例有关，若苷元为非极性大分子（甾醇、三萜醇等），而糖基为单糖，则由于糖基所占比例小，可以溶于低极性有机溶剂，如人参皂苷Rh2可溶于乙醚，难溶于水。
  3.理化鉴别
  苷类化合物由苷元和糖两部分组成，苷元结构多种多样，故苷类化合物能发生相应的苷元和糖的各种显色反应，并以此进行鉴别。鉴别过程与糖相似，主要有Molish反应、Fehling反应、Tollen反应等。
  苷的理化鉴别要注意排除游离糖的干扰。由于水解后产生的苷元具有亲脂性，易在水解液中析出沉淀，而低聚糖、多糖水解后产生的单糖具有水溶性，不会产生沉淀，因此可以使用水解反应鉴别苷类化合物和多糖(或低聚糖)。
  4.色谱鉴别与定量分析
  苷类化合物的色谱鉴别主要通过薄层色谱和纸色谱。薄层色谱常用的吸附剂是硅胶、反向硅胶、纤维素等，常在同一色谱上，用样品与相应的苷对照品进行比较鉴别。由于各种类型的苷类化合物性质差别较大，根据苷元结构、糖的种类和组成、苷元与糖以及糖与糖之间的连接方式等，色谱条件常具有很强的针对性，方式各异。
  苷类化合物的定量分析方法一般为通过HPLC测定单体成分的含量。如2015年版《中国药典》规定用HPLC-UV法测定白芍中芍药苷、苦杏仁中苦杏仁苷的含量。
  第三节酶类化合物
  酿类化合物是一类具有醍式结构的化学成分，主要分为苯醒、荼醌、菲醌和蔥醍四种类型，其中蔥酶及其衍生物尤为重要。
  一、结构和分类
  (―)苯醍类
  苯酶类(benzoquinones)化合物分为邻苯醌和对苯醌两大类。邻苯醌结构不稳定，故天然存在的苯醌类化合物多数为对苯醌的衍生物，如辅酶Q。、紫草醌等。
  (二)恭醌类
  荼醌类(naphthoquinones)化合物分为α-(l，4)、β-(1，2)及amphi-(2，6)三种类型，但天然存在的大多为α-荼醌类衍生物，它们多为橙色或橙红色结晶，少数呈紫色。
  （三）菲醌类
  天然菲醌类（phenanthraquinones）分为邻菲醌及对菲醌两种类型，如从中药丹参根中分得的多种菲酶衍生物，分属邻菲醞类和对菲醌类化合物。
  （四）蔥醌类
  1.单蔥核类
  1）蔥醌及其苷类
  天然蔥醌以9，10-蔥醌最为常见，整个分子形成一共轴体系，9位碳和10位碳又处于最高氧化水平，因此比较稳定。
  天然存在的蔥醌类化合物在母核上常有羟基、羟甲基、甲基、甲氧基和羧基等取代基团，并常以游离或与糖结合成苷的形式存在于植物体内。
  2）蔥酚或蔥酮衍生物
  蔥醌在酸性环境中被还原，可生成蔥酚及其互变异构体蔥酮。蔥酚（或蔥酮）的羟基衍生物常以游离或结合状态与相应的羟基蔥醌共存于同一植物中。蔥酚（或蔥酮）衍生物一般存在于新鲜植物中，新鲜大黄储存两年以上则检识不到蔥酚。
  3)C-糖基蔥衍生物
  蔥醍昔类衍生物在植物体内，除了以氧昔形式存在外，还有以碳昔形式存在的，如芦荟致泻的主要有效成分芦荟昔就属于碳昔类化合物。
  2.双蔥核类
  1）二蔥酮类
  二蔥酮类成分可以看成是两分子蔥酮脱去一分子氢，而通过C-C键结合而成的化合物，多为C-10位和C-10，位结合，也有其他位置连接。
  2）二蔥醌类
  蔥醌类脱氢缩合或二蔥酮类氧化均可形成二蔥醌类。
  3）其他类
  其他双蔥核类化合物，如去氢二蔥酮类、日照蔥酮类、中位荼并二蔥酮类，多存在于金丝桃属植物中。
  二、理化性质与鉴定
  （一）物理性质
  1.性状
  醌类化合物母核本身不具有颜色，当母核上引入酚羟基等助色团时呈一定的颜色，并随取代的助色团增多颜色逐渐加深，分别呈黄、橙、棕红色乃至紫红色等。游离醌类化合物一般为结晶型固体，与糖结合成苷后较难得到结晶。苯酶、荼醌多以游离形式存在，蔥醌一般以苷的形式存在于植物体中。
  2.升华性及挥发性
  游离的醌类化合物一般具有升华性。小分子的苯酶类及禁醌类还具有挥发性，能随水蒸气蒸馏，利用这些性质可对其进行分离和纯化。
  3.溶解性
  游离酶类化合物极性较小，一般溶于甲醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯、三氯甲烷、乙醜、苯等有机溶剂，几乎不溶于水。与糖结合成苷后极性显著增大，易溶于甲醇、乙醇中，在热水中也可溶解，但在冷水中溶解度较小，几乎不溶于苯、乙醚、三氯甲烷等极性较小的有机溶剂。
  (二)化学性质
  1.酸性
  醌类化合物多具有酚羟基甚至羧基，故具有一定的酸性，在碱性水溶液中成盐溶解，加酸酸化后又可游离析出。
  醌类化合物因分子中羧基的有无及酚羟基的数目与位置不同，表现出酸性的强弱差异。一般来说，含有梭基的醌类化合物的酸性强于不含梭基者，酚羟基数目增多则酸性增强，β－羟基醌类化合物的酸性强于α-羟基醌类化合物。
  以游离蔥醌类衍生物为例，酸性强弱按下列顺序排列：含一COOH＞含两个或两个以上β-OH＞含一个β－OH＞含两个或两个以上α-OH＞含一个α-OHo故可依次用5％碳酸氢钠、5％碳酸钠、1％氢氧化钠及5％氢氧化钠水溶液进行梯度萃取，从而达到分离的目的。
  2.碱性
  由于羰基上氧原子的存在，蔥醌类成分也具有微弱的碱性，能溶于浓硫酸中成祥盐再转成正碳离子，同时伴有颜色的显著改变。
  3.鉴别
  一般可以利用Feigl反应、无色亚甲蓝反应和Keisting-Craven反应等来鉴定苯醌、萘醌，利用Bomtrager反应初步确定羟基蔥醌化合物，利用对亚硝基-二甲苯胺反应鉴定蔥酮类化合物。检识反应可在试管中进行，也可在薄层色谱上进行。蔥醌、蔥酚类衍生物多具有荧光。羟基蔥醌类衍生物常用如下方法检查：
  (1)与碱的显色反应：羟基蔥醌类能与碱液反应生成红色或紫红色，加酸后红色消失，若再加碱又显红色。
  (2)Bomtrager反应：生药粉末0.1g置试管中，加碱液数毫升浸出，滤液呈红色；加盐酸酸化，红色转为黄色；加乙醜2〜3mL振摇，醜层显黄色；分取醜层，加碱液振摇，隴层褪为无色，水层显红色。
  本反应指示存在游离羟基蔥醌类成分，主要用于鉴别羟基蔥醌及具有游离羟基的蔥醵苷类化合物，而蔥酚、蔥酮、二蔥酮类化合物需要氧化成羟基蔥醌后才能显色。
  (3)乙酸镁反应：取生药粉末的乙醇浸出液滴于滤纸上，干后喷0.5％乙酸镁甲醇试液，加热片刻即显色。在羟基蔥醌类化合物分子中，如果有一个a-酚羟基或一个。-酚羟基，或两个酚羟基位于不同苯环的a-位上，则显橙色至橙黄色；如果有一个a-酚羟基并另有一个酚羟基在邻位时显蓝色至蓝紫色，在间位时显橙红色至红色，在对位时显红色至紫色。
  4.定量分析
  利用蔥醌类可与乙酸镁生成稳定的有色络合物，可用紫外-可见分光光度法测定生药中的总蔥醌含量。由于结合蔥醌和游离蔥醌的生物活性不同，2015年版《中国药典》规定先用HPLC法测定何首乌中总蔥醌和游离蔥醌的含量，再计算出结合蔥醌的含量，进而制定限量指标。
  第四节 苯丙素类化合物
  苯丙素类(phenylpropanoids)化合物是指结构中含有一个或几个C6-C3单元的天然成分，这类成分广泛存在于天然药物中，具有多方面的生理活性。广义而言，苯丙素类化合物包括简单苯丙素类(如苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸等)、香豆素类、木脂素类、木质素类、黄酮类，涵盖了多数芳香族化合物。狭义而言，苯丙素类化合物是指简单苯丙素类、香豆素类、木脂素类。
  一、简单苯丙素类
  (一)结构和分类
  简单苯丙素类(simplephenylpropanoids)是天然药物中常见的芳香族化合物，在结构上属于苯丙烷衍生物，依C3侧链的类型不同，可分为苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸等类型，见表2-3。
  (二)理化性质和鉴定
  简单苯丙素类游离存在时多为油状液体或结晶性固体，如苯丙烯、苯丙醛及苯丙酸的简单酯类衍生物多为液态，具有挥发性，是挥发油中芳香族化合物的主要组成部分，具有芳香气味，能随水蒸气蒸馏。苯丙素首类一般呈现粉末状或结晶状，不具有挥发性。多数游离苯丙素类成分易溶于有机溶剂，如乙醜、乙酸乙酯、乙醇等，难溶于水。苯丙酸类衍生物是植物酸性成分，大多数具有一定水溶性，常与其他酚酸、鞣质等混合在一起，分离有一定困难。苯丙素苷类易溶于甲醇、乙醇，可溶于水，难溶于乙醜、乙酸乙酯等低极性有机溶剂。
  简单苯丙素类的鉴定可依据各自的结构特点对各类型简单苯丙素类成分进行检识。如苯丙酸类结构中往往含有酚羟基，可依据酚羟基性质进行鉴别，常用试剂有1％～2％FeCb溶液、Pauly试剂（重氮化的磺胺酸）等。
  二、香豆素类
  香豆素类（coumarins）化合物是一类具有苯并a-毗喃酮母核的天然化合物的总称，在结构上可以看成是顺式邻羟基桂皮酸脱水形成的内酯类化合物，是天然药物化学成分中的一个重要类群。在目前得到的天然香豆素成分中，绝大多数在7位连接含氧官能团，7-羟基香豆素可以看作是香豆素类化合物的基本母核。
  （一）结构和分类
  目前，依据α－比喃酮环上有无取代，7位羟基是否与6（或8）位异戊烯基缩合成呋喃环、毗喃环等将香豆素类化合物大致分为四类：简单香豆素类、味喃香豆素类、毗喃香豆素类、其他香豆素类，见表2-4。
  (二)理化性质和鉴定
  1.性状和溶解性
  游离香豆素类成分多为结晶，部分呈玻璃态或液态，分子量小的游离香豆素类化合物多具有芳香气味与挥发性，能随水蒸气蒸馏，可升华。香豆素苷类一般呈粉末或晶体状，不具挥发性，也不能升华。在紫外光照射下，香豆素类成分多显现蓝色或紫色荧光。
  游离香豆素类成分易溶于有机溶剂，如乙醚、丙酮、乙醇、甲醇等。香豆素苷类成分易溶于甲醇、乙醇，可溶于水，难溶于乙醜、三氯甲烷等低极性有机溶剂。
  2.内酯的碱水解和异羟肟酸铁反应
  香豆素类分子具有内酯结构，在碱性条件下可水解开环，生成顺式邻羟基桂皮酸的盐，该水解产物经酸化至中性或酸性又可闭环恢复成内酯结构。但如果碱液长时间加热，开环产物则发生双键构型异构化，转变为反式邻羟基桂皮酸衍生物，再经酸化也不可环合为内酯。
  薄层色谱检识香豆素类成分时，可利用其荧光，也可喷异羟肟酸铁试剂显色。异羟肟酸铁反应：香豆素类成分的内酯结构在碱性条件下开环后可与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，在酸性条件下再与Fe3+络合而显红色至紫红色。
  3.定量分析
  香豆素类成分多数有很强的紫外吸收，因而可用紫外-可见分光光度法测定总香豆素的含量。单一香豆素的含量测定多用HPLC-UV法，如补骨脂中的补骨脂素和异补骨脂素的含量测定。
  三、木脂素类
  木脂素类(lignans)化合物是一类由两分子(少数为三分子或四分子)苯丙素衍生物聚合而成的天然产物，主要存在于植物的木部和树脂中，多数呈游离状态，少数与糖结合成苷。
  (一)结构和分类
  组成木脂素的结构单元有桂皮酸(偶有桂皮醛)、桂皮醇、丙烯苯、烯丙苯等四种，前两种结构单元的侧链γ－碳原子是氧化型的，而后两种单体的γ-碳原子是非氧化型的。由于组成木脂素的C6-C3单元缩合位置不同及其侧链γ-碳原子上的含氧基团相互脱水缩合等反应，从而形成了不同类型的木脂素，见表2-5。
  （二）理化，性质和鉴定
  1.性状和溶解性
  多数木脂素类化合物是无色结晶，一般无挥发性，少数具升华性。游离木脂素类多具有亲脂性，一般难溶于水，易溶于有机溶剂，具有酚羟基的木脂素类可溶于碱性水溶液。木脂素甘类水溶性增大。
  2.光学活性和异构化作用
  木脂素常有多个手性碳原子或手性中心，大部分具有光学活性，遇酸易异构化。由于木脂素生理活性常与手性碳的构型有关，因此在提取分离过程中应注意操作条件，尽量避免与酸、碱接触，以防止其构型发生变化。
  3.鉴别
  木脂素分子中常含有酚羟基、亚甲二氧基及内酯结构等，可利用这些取代基的性质进行木脂素的检识，但总的来说，木脂素没有特征性的理化检识反应。
  色谱检识时显色剂一般采用通用显色剂。例如，木脂素类在紫外光下呈暗斑，喷1％三氧化锑三氯甲烷溶液显色，该反应可用于木脂素类鉴别。
  4．定量分析
  具有亚甲二氧基的木脂素通过Labat反应和Ecgrine反应生成有色络合物，用紫外-可见分光光度法测定这类总木脂素含量；具有联苯环辛烯结构的木脂素均有相近波长的紫外吸收，可用紫外法测定此类总木脂素含量。单一木脂素化合物的测定多用HPLC法，如五味子中五味子醇甲和南五味子中五味子酯甲的含量测定。
  第五节 黄酮类
  黄酮类化合物是广泛存在于自然界、种类繁多且具有广泛生物活性的一类重要成分。由于此类化合物大多呈现黄色或淡黄色，且分子中多含有酮基而被称为黄酮。黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮的一系列化合物，现在则泛指两个苯环（A环和B环）通过三个碳原子相互连接而成的一系列化合物，大多具有C6-C3-C6的基本骨架。
  黄酮类化合物分布广泛，多存在于高等植物中，在植物体内大部分以与糖结合形成苷的形式存在，一部分以游离形式存在。在植物的花、叶、果实等组织中，多为首类，而在木质部坚硬组织中，则多为游离的苷元。
  一、结构和分类
  根据黄酮类化合物A环和B环之间三碳链的氧化程度、三碳链是否构成环状结构、3位是否有羟基取代以及B环连接的位置等差异，将主要的天然黄酮类化合物进行分类，如表2-6所示。
  天然黄酮类化合物多为上述基本母核的衍生物，常见的取代基有羟基、甲氧基及异戊烯基等。黄酮类化合物在畲药中大多以苷类形式存在，由于首元以及糖的种类、数量、连接位置、连接方式等的不同，形成了数目众多、结构各异的黄酮苷类化合物。
  组成黄酮苷的糖类主要有：
  单糖类：D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。双糖类：槐糖、龙胆二糖、芸香糖、新橙皮糖等。
  三糖类：龙胆三糖、槐三糖等。
  酰化糖类：2-乙酰基葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖等。
  在黄酮苷中”糖的连接位置与苷元结构类型有关。例如：黄酮、二氢黄酮和异黄酮苷类，多在7-OH上形成单糖链苷。黄酮醇和二氢黄酮醇苷类多在3、7、3，、7，的羟基上形成单糖链苷，或在3，7-、3，，4，-及7，4，-二羟基的基础上形成双糖链苷。在花色素苷类中，多在3-OH连接一个糖或形成3，5-二葡萄糖苷。
  二、理化性质与鉴定
  （一）颜色
  黄酮类化合物多数呈黄色，所呈颜色与分子中是否存在交叉共轭体系、含有的助色团（－OH、－OCH3等）类型、数目以及取代位置有关。
  在可见光下，黄酮、黄酮醇及其苷类多显灰黄〜黄色，査耳酮为黄〜橙黄色，二氢黄酮、二氢黄酮醇因不具有交叉共轴体系故不显色，异黄酮类因共钥链短而无色或显微黄色。花色素及其苷的颜色随pH不同而改变，一般pH<7时显红色，pH为8.5时显紫色，pH>8.5时显蓝色。
  在紫外光下，黄酮醇类大多呈亮黄色或黄绿色荧光，当3位羟基被甲基化或者糖苷化后，与黄酮醇相似仅显暗淡的棕色。査耳酮和橙酮显深黄棕色或亮黄色荧光，经氨气熏后转变为橙红色的荧光。异黄酮类呈紫色荧光，花色素首类呈棕色荧光。二氢黄酮类、二氢黄酮醇类和黄烷醇类及其苷类均不发光。
  （二）溶解性
  游离黄酮类化合物一般难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱水溶液中。黄酮、黄酮醇、查耳酮等为平面型分子，分子间排列紧密，难溶于水；二氢黄酮及二氢黄酮醇因C环近似半椅式结构，为非平面型分子，分子排列不紧密，分子间引力减小，有利于水分子进入，在水中的溶解度稍大；花色素虽为平面型结构，但因以离子形式存在，具有盐的性质，故在水中溶解度较大。黄酮类化合物引入羟基，将增加在水中的溶解度，而羟基被甲基化后，则在有机溶剂中的溶解度增加。
  黄酮类化合物的羟基苷化后，水溶性增加，脂溶性降低。黄酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂，但难溶或不溶于苯、三氯甲烷、石油髄等有机溶剂中。黄酮苷分子中糖基数目和结合的位置，对溶解度亦有一定的影响。一般多糖苷比单糖苷水溶性大，3位羟基苷比相应的7位羟基苷水溶性大。
  （三） 酸碱性
  黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基，故显酸性，可溶于碱性水溶液以及毗啶、甲酰胺等有机溶剂。该类化合物的酸性强弱与酚羟基数目和位置有关。以黄酮为例，其酚羟基酸性由强到弱的顺序依次为：7，4，-二OH>7或4r-OH>一般酚-OH>5-OHo
  黄酮类化合物由于分子中γ-毗喃环上的1位氧原子具有未共享电子对，因此表现出微弱的碱性，可与强无机酸如浓硫酸、浓盐酸等生成詳盐，该詳盐极不稳定，加水后即可分解。
  （四） 化学鉴别
  黄酮类化合物的化学鉴别主要是依据各种显色反应，利用的则是分子中酚羟基和γ-毗喃环的性质；色谱鉴别可釆用硅胶薄层色谱法、聚酰胺薄层色谱法等。
  1.盐酸-镁粉还原反应
  此为鉴别黄酮类化合物最常用的颜色反应。多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇类显橙红色〜紫红色，少数显紫色〜蓝色，尤其分子中B环有一OH或一CH3取代时颜色随之加深。异黄酮类、査耳酮类、花色素类及部分橙酮不显色。由于花色素类、部分査耳酮、橙酮等单纯在浓盐酸条件下也能产生颜色反应，故应注意区别，必要时预先作空白对照实验。本反应机理多认为是生成阳碳离子所致。
  2.与金属盐类试剂的络合反应
  具有3-OH、5-OH或邻二酚羟基的黄酮类化合物与铝盐、镁盐、铁盐、倍盐、锶盐等试剂反应，生成有色络合物。常用的试剂有三氯化铝、乙酸铅、乙酸镁、二氯氧错等。
  (五)色谱鉴别
  黄酮类化合物大多具有颜色，且在紫外光下显示不同颜色的荧光，可直接用于斑点定位；也可以色谱展开后使用2％三氯化铝喷雾显色，置于紫外灯下观察荧光斑点。
  (六)定量分析
  利用黄酮类化合物可与金属盐类试剂产生有色络合物的反应，用紫外-可见分光光度法测定总黄酮类的含量，如亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠比色法测定畲药中总黄酮含量。黄酮单体化合物的测定一般采用HPLC-UV法，如柳叶蜡梅中芦丁、异棚皮苷、山奈酚-3-0-芸香糖苷、槲皮苷、棚皮素、山奈酚等的含量测定。
  第六节 萜类
  凡是由异戊二烯(isoprene)衍生的化合物，其分子式符合(C5Hg)通式的统称为萜类化合物(terpenoids)。萜类是一类种类众多、数量巨大、结构类型复杂、资源丰富且生物活性显著的天然产物，也是天然药物中一类重要的有效成分类群。大量研究表明，甲戊二羟酸是萜类化合物生物合成途径中的关键前体，因此绝大多数萜类化合物均具有(C5H8)n的分子通式。根据分子结构中异戊二烯结构单元的数目可分为单萜、倍半萜、二萜、三萜等，见表2-7。
  一、结构和分类
  （一）单花
  通常将由两个异戊二烯单元构成的萜类化合物称为单萜，其基本骨架中含有10个碳原子，多具有挥发性，是植物挥发油的重要组成部分，分子量较小且极性小，具有强烈的挥发性。单萜类按其结构碳环数，可分为无环（开链）、单环、双环、三环、环烯醚萜等结构种类，大多为六元环，其中以单环和双环型单糖所包含的化合物数量最多，见表2-8。
  环烯醜萜是蚁臭二醛通过分子内羟醛缩合而成的一类单糖类化合物，根据其环戊烷是否开裂，存在环戊烷环烯醌糖和裂环环烯髄萜两种基本骨架。环烯醚萜及其苷在植物界分布较广，尤其是玄参科、唇形科、茜草科、木犀科、龙胆科等植物中较为常见。
  环烯醚糖多具有半缩醛及环戊烷结构特点，其半缩醛C.-OH性质不稳定，因此环烯醚萜主要以C.-OH与糖成苷的形式存在于植物中。环烯醚糖苷类根据C-4位取代基的有无，进一步又可分为环烯醚萜苷和4-去甲基环烯醚萜苷：环烯醚萜苷的C-4位多连甲基、梭基、梭酸甲酯、羟甲基，如梔子苷、京尼平苷、京尼平苷酸等；4-去甲基环烯醚萜苷是环烯醌萜苷C-4位去甲基的降解苷，苷元由9个碳构成，如玄参苷、梓醇苷等。裂环环烯醚萜的结构特点为环烯醚萜母核中环戊烷环中7，8位化学键断裂，断裂后7位碳还可与11位碳形成六元环内酯结构，如龙胆苦苷、獐牙菜苷等。
  (二)倍半萜
  倍半萜(sesquiterpenoids)是指骨架由三个异戊二烯单元构成，含15个碳原子的化合物类群。倍半萜和单萜均为植物挥发油的重要组成部分。倍半萜是萜类化合物中最多的一类，结构骨架超过200种，目前发现的倍半萜类化合物己超过万余种，广泛分布于植物、微生物、昆虫、海洋生物中。天然药物中常见的倍半萜骨架包括吉马烷、桜烷、橄榄烷、土青木香烷、愈创木烷、没药烷、乌药烷、丁香烷、缬草烷、月桂烷等。倍半萜类化合物按其结构碳环数可分为链状、单环、双环、三环、四环型倍半萜，按构成环的碳原子数分为五元环、六元环、七元环，直至十二元环等。倍半站类化合物的结构种类和举例见表2-9。
  (三)二萜
  二萜(diterpenoids)是指骨架由四个异戊二烯单元构成，含20个碳原子的化合物类群，广泛分布于植物界，许多植物分泌的乳汁、树脂等均以二萜类衍生物为主。二糖类化合物具有多方面的生理活性，如紫杉醇、穿心莲内酯、丹参酮IIa、银杏内酯、雷公藤内酯、甜菊苷、冬凌草甲素等都具有较强的活性，部分已成为临床上常用药物。
  目前已发现的二萜类化合物的基本骨架已超过100余种，常见的结构类型有紫杉烷、半日花烷、松香烷、海松烷、罗汉松烷、大戟烷等。链状二糖在自然界中存在较少，如叶绿素中的植物醇。环状二萜类化合物则种类繁多。穿心莲主要化学成分为半日花烷型二萜内酯成分，包括穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯等。银杏内酯是银杏根皮及叶中的苦味环状二糖成分，具有独特的十二碳骨架结构，嵌有一个叔丁基和六个五元环，结构中包括一个螺壬烷、一个四氢吠喃环和三个内酯环，包括银杏内酯A、B、C、M、J等多种成分。
  （四）三萜
  三萜类（triterpenoids）化合物多数是一类基本母核由30个碳原子组成的萜类化合物，以游离态和结合态（成苷或成酯）形式存在，双子叶植物中分布最多。游离三萜主要存在于菊科、豆科、大戟科、楝科、卫矛科、茜草科、橄榄科、唇形科等植物中，三糖苷类主要分布于豆科、五加科、桔梗科、葫芦科、毛茛科、石竹科、伞形科、鼠李科、报春花科等植物中。由于多数三萜苷类可溶于水，水溶液经振摇后可产生持久性肥皂样泡沫，故称其为三糖皂苷。三站皂苷多具有羧基，具有羧基的三萜皂苷又被称为酸性皂苷。
  三萜类化合物的分类一般依据结构中碳环的数量，已发现的三萜皂苷多数为四环三糖和五环三糖，少数为链状、单环、双环和三环三萜。近年来，还发现许多由于氧化、环裂解、甲基转位、重排及降解等而产生的结构复杂的新骨架类型的三萜类化合物。
  1.四环三糖
  四环三萜广泛分布于天然药物中，包括高等植物、低等菌藻类植物及某些动物等。自然界中存在较多的四环三萜或其首元主要有羊毛脂烷型、大戟烷型、达玛烷型、葫芦素烷型、原糖烷型、楝烷型和环菠萝蜜烷型，见表2-10。四环三萜结构和街醇相似，大部分具有环戊烷并多氢菲的基本母核，17位上有8个碳原子组成的侧链。母核上有5个甲基，即4位有偕二甲基，10和14位各有一个甲基，还有一个甲基连接在8或13位。
  2.五环三糖
  五环三糖类成分主要结构类型有齐墩果烷型、熊果烷型、羽扇豆烷型、木栓烷型等（表2-11），其中，齐墩果烷型在植物界中分布极广，如豆科、五加科、桔梗科、远志科、桑寄生科、木通科等植物中，有的呈游离状态，有的以酯或苷的形式存在。
  二、理化性质与鉴定
  糖类化合物分子中多数含有双键、羟基、羧基等官能团，多数祜类还具有内酯结构，因而具有一些相同的物理化学性质，既可用于鉴别也可作为提取纯化的方法。此外，糖类化合物对高温、强光和酸、碱较为敏感，易发生氧化、重排，引起结构和理化性质的改变。因此在提取、分离、储存过程中需注意避免这些因素的影响。
  （一）物理性质
  1.性状
  单萜和倍半萜多为油状液体，常温下可以挥发，低温下多为蜡状物；二站、二倍半萜、三萜萜等及萜苷多为固体结晶或粉末，不具挥发性：环烯醚糖苷多为白色结晶体。单糖和倍半站多具有特殊香气。环烯醚糖苷、二糖、三萜等则多具有苦味，且有些味极苦，故站类化合物又称为苦味素。但有的类具有甜味，如甘草皂苷、甜菊苷（甜度是蔗糖的300倍）等。单糖和倍半萜（萜苷除外）可随水蒸气蒸馏，其沸点随结构中异戊二烯单元数、双键数、含氧基团数的升高而规律升高。
  2.旋光性和折光性
  大多数萜类具有不对称碳原子，故具有旋光性。小分子萜类具有较高的折射率，与糖链接后，其光学活性大大增加，折射率也会有所增加。
  3.溶解度
  游离糖类化合物亲脂性强，难溶于水，溶于甲醇、乙醇，易溶于乙醚、三氯甲烷、乙酸乙酯等亲脂性溶剂。具有梭基、酚羟基及内酯结构的萜类还可分别溶于碳酸氢钠和氢氧化钠水溶液，加酸使之游离或环合后，又可自水中析出或转溶于亲脂性有机溶剂，可利用此性质提取分离具有此类结构的糖类化合物。
  站甘类化合物含糖数量不多，但具有一定的亲水性，能溶于热水，易溶于甲醇、乙醇，不溶于或难溶于石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯等亲脂性有机溶剂。环烯醚糖苷类易溶于水和甲醇，可溶于乙醇、正丁醇和丙酮，难溶于三氯甲烷、乙醚等亲脂性有机溶剂。
  （二）化学鉴别
  糖类化合物，如具有特殊母核草酚酮类、环烯醚糖类、萸类等可利用其特征反应进行鉴别。草酚酮具有一般酚类的性质，能与铁、铜等重金属离子生成有颜色的络盐，可供鉴别，如三氯化铁反应、硫酸铜反应等。环烯醚萜类的化学鉴别方法有Weiggering反应、Shear反应等。莫类的鉴别则可使用Saberty反应、Ehrlich反应、对二甲氨基苯甲醛反应等。对于三萜类化合物，可利用Liebermann-Burchard等颜色反应和Molish反应初步推断化合物是游离三萜还是三糖皂苷类化合物，但专属性较差。
  （三）色谱鉴别
  除前述草酚酮类、环烯醚萜类、奠类等特殊糖类化合物外，对于不具特征母核的大多数萜类化合物而言，主要通过色谱方法进行鉴别，常用硅胶薄层，并依据鉴别成分的极性确定展开剂。常用的通用显色剂有硫酸、香兰素-硫酸、茴香醛-硫酸、五氯化锑、碘蒸气、磷钥酸等。专属性试剂有2，4-二硝基苯肼、邻联茴香胺等用于检识醛和酮类化合物。
  （四）定量分析
  单萜和倍半萜成分常用气相色谱和气相色谱-质谱联用技术测定。二轄以上的单体成分一般使用HPLC法测定，针对结构特征选用紫外、蒸发光散射或质谱检测器。
  第七节 挥发油
  挥发油（volatileoil）又称精油（essentialoil），是存在于植物中的一类具有挥发性、可随水蒸气蒸馄且与水不相混溶的油状液体的总称。挥发油一般存在于植物的分泌细胞、腺毛、油室、油管或树脂道等各种组织和器官中，也有些挥发油与树脂、黏液质共同存在，还有少数以苷的形式存在（如冬绿苷）。
  挥发油在天然药物中分布很广，已知我国含挥发油的药用植物有300余种，如菊科植物、芸香科植物、伞形科植物、唇形科植物、樟科植物、木兰科植物、马兜铃科植物等都富含挥发油。
  一、结构和分类
  挥发油的组成较为复杂，一种挥发油常由数十种甚至数百种化合物组成，复杂的挥发油成分主要由如下四种类型化合物组成。
  （1）糖类化合物：是挥发油组成成分中所占比例最大的一类化合物，主要是单萜、倍半萜及其含氧衍生物，含氧衍生物一般是挥发油中具芳香气味或较强生物活性的主要成分。
  （2）芳香族化合物：在挥发油中所占比例仅次于糖类，多是一些小分子的芳香化合物，有些是苯丙烷类衍生物，具有C6-C3骨架，且多为含有一个丙基的苯酚化合物或其酯类。
  （3）脂肪族化合物：有些小分子的脂肪族化合物在挥发油中也广泛存在，但含量和作用一般不及糖类和芳香族化合物。
  （4）其他类化合物：除以上三类化合物外，还有些成分在植物体内以苷的形式存在，其经酶解后的苷元能随水蒸气蒸馏，故也称之为“挥发油”。如黑芥子油是芥子苷经芥子酶水解后产生的异硫氤酸烯丙酯，杏仁油是苦杏仁酶水解后产生的苯甲醛。
  二、理化性质与鉴定
  （一）性状
  挥发油在常温下大多为无色或淡黄色，也有少数具有其他颜色。挥发油大多具有香气和辛辣味，其气味常常可作为判断其品质优劣的重要标志。常温下挥发油为透明液体，低温条件下有些挥发油主成分常可析出结晶，如薄荷油中可析出薄荷醇结晶，这种结晶称为薄荷脑。挥发油常温下可自然挥发，且不留任何痕迹，脂肪油则留下永久性油斑。
  （二）溶解性和物理常数
  挥发油不溶于水，易溶于石油醚、乙醚、二硫化碳等亲脂性有机溶剂及油脂中。在高浓度的乙醇中能完全溶解，而在低浓度乙醇中溶解度降低。
  挥发油的相对密度一般在0.85-1.07之间，多数挥发油的相对密度小于1.0，少数挥发油相对密度大于1.0（如丁香油、桂皮油）。挥发油的沸点一般在70-300莒之间。
  （三）理化检识
  1.物理常数
  相对密度、比旋度、折射率及沸点等是鉴定挥发油常用的物理常数。
  2.化学常数
  酸值、酯值和皂化值是挥发油的重要化学常数，也是重要的质量评价指标。
  （1）酸值：是代表挥发油中游离羧酸和酚类成分含量的指标，以中和lg挥发油中含游离的羧酸和酚类所消耗氢氧化钾的毫克数表示。
  （2）酯值：是代表挥发油中酯类和成分含量的指标，用水解lg挥发油中所含酯所需要的氢氧化钾毫克数表示。
  （3）皂化值：是代表挥发油中所含游离梭酸、酚类成分和结合态酯总量的指标，以中和并皂化lg挥发油含有的游离酸性成分与酯类所需氢氧化钾的毫克数表示。皂化值是酸值与酯值之和。
  （四） 色谱检识
  1.薄层色谱
  薄层色谱在挥发油的检识中应用较为普遍。吸附剂多采用硅胶、中性氧化铝及此两种吸附剂与硝酸银组成的络合吸附剂。常用的显色剂为香草醛-浓硫酸、茴香醛-浓硫酸。
  2.气相色谱和气相色谱-质谱联用（GC-MS）
  气相色谱法现已广泛用于挥发油的定量定性分析。定性分析主要是对挥发油中已知成分进行鉴定，可利用已知成分的对照品与挥发油在同一色谱条件下测定。比对相对保留值，以初步确定挥发油中的相应成分。针对挥发油中许多未知成分没有对照品的情况，现多采用气相色谱-质谱-数据系统联用（GC-MS-DS）技术，从而加快挥发油鉴定的速度。通过质谱仪对每个组分进行检测，再与数据库的标准谱对照，给出该化合物的可能结构，最终参考有关文献数据加以确认。
  第八节 甾体类化合物
  备体类化合物（steroids）是一类分子结构中具有环戊烷并多氢菲階体母核的天然化合物，包括强心苷、甾階体皂苷、C2I甾类、植物备醇、胆汁酸、昆虫变态激素、醉茄内酯类等（表2-12）。
  一、强心苷类化合物
  强心苷类（cardiacglycosides）是生物界中存在的一类对心脏有显著生理活性的當体苷类成分，主要存在于夹竹桃科、玄参科、毛農科、萝摩科、十字花科、百合科、卫矛科、桑科等科的100余种药用植物中。
  （一）结构和分类
  强心苷的结构由强心苷元与糖两部分构成。天然存在的强心苷元是C-17位侧链为不饱和内酯环的甾体化合物。根据C-17位不饱和内酯环的不同，强心苷元可分为两类：一类是C-17位侧链为五元不饱和内酯环（△邱-Y-内酯），称为强心奮烯类（cardenolides），即甲型强心苷元，已知的强心苷元大多数属于此类；另一类是C-17位侧链为六元不饱和内酯环（Aa1i，y5-8-内酯），称为海葱笛二烯类（scillanolides）或蟾蜍将二烯类（bufanolide），即乙型强心苷元。自然界中仅少数苷元属此类，如蟾酥中的强心成分蟾毒配基类。
  强心苷中糖均与甘元的C-3位羟基缩合形成苷，可多至5个单元糖，除a-羟基糖（如
  D-葡萄糖、L-鼠李糖、L-岩藻糖、L-洋地黄糖等）外，还有常见于强心苷中特殊的2，6-二脱氧糖（a-脱氧糖），如D-洋地黄毒糖（D-digitoxose）、L-夹竹桃糖（L-oleandrose）、D-加拿大麻糖（D-cymarose）等。a-脱氧糖是强心苷类区别于其他苷类成分的一个重要特征。
  强心苷的强心作用与以下结构特点密切相关：C/D环必须是顺式稠合，C-17位必须连有不饱和内酯环，且为6-构型，C14-OH（或-H）应为队构型，否则强心作用减弱甚至消失。糖部分虽无强心作用，但是糖的种类及数目对强心作用有影响。一般来说，葡萄糖苷的强心活性和毒性均随着分子中糖的数目增加而减弱；2，6-二脱氧糖苷则是糖数目的增加不显著影响强心苷的活性，但毒性却随之增大。葡萄糖苷的强心活性不及2，6-Zl脱氧糖苷，但毒性较弱。
  （二）理化，性质和鉴定
  1.性状和溶解性
  强心苷多为无色结晶或无定形粉末，中性物质，有旋光性，C-17位侧链为β－构型的味苦，a-构型味不苦，但无效。对黏膜有刺激性。
  强心苷的溶解性与所连糖的种类和数目有关，连羟基多的糖苷类水溶性好，含2，6-二脱氧糖的苷类水溶性差。一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂，难溶于乙醚、苯、石油醌等非极性溶剂。
  2.理化鉴别
  强心苷的理化检识主要是利用强心苷的颜色反应进行。强心苷的颜色反应很多，需根据分子结构中留体母核、C-17位上不饱和内酯环和a-脱氧糖来选择不同颜色反应。常用的反应有Liebermann-Burchard反应、Keller-Kiliani（K-K）反应、Legal反应和Kedde反应等。
  甾体类化合物的母核在无水条件下用酸处理，经脱水、缩合、氧化等过程生成有色物质，从而显现各种颜色反应，包括Liebermann-Burchard反应、Tschugaev反应、Rosen-Heimer反应、Kahlenberg反应等。
  C-17位上不饱和内酯环的颜色反应，可用于区别甲、乙型强心首，如Legal反应、Raymond反应、Kedde反应、Baljet反应等，其中，Kedde反应又称3，5-二硝基苯甲酸试剂反应，取样品的甲醇或乙醇溶液于试管中，加入3，5-二硝基苯甲酸试剂（A液：2％3，5-二硝基苯甲酸甲醇或乙醇溶液；B液：2mol/L氢氧化钾溶液，用前等量混合）3〜4滴，产生红色或紫红色。本试剂可用于强心苷纸色谱和薄层色谱显色剂，喷雾后显紫红色，几分钟后褪色。
  a-脱氧糖颜色反应有K-K反应、咕吨氢醇反应（xanthydrol反应）、过碘酸-对硝基苯胺反应、对二甲氨基苯甲醛反应等。其中咕吨氢醇反应只要分子中有a-脱氧糖即显红色，反应极为灵敏，分子中的a-脱氧糖可定量地发生反应，故还可用于定量分析。
  3.色谱鉴别
  强心苷的薄层色谱鉴别有吸附薄层色谱和分配薄层色谱。吸附薄层色谱常用硅胶作吸附剂。分配薄层色谱对分离强心苷的效果较吸附薄层色谱更好，所得斑点集中，承载分离的样品量较大。分配薄层色谱常用硅藻土、纤维素作支持剂，以甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙二醇等作固定相，三氯甲烷-正丁醇（19：1）、三氯甲烷-丙酮（4：1）等溶剂系统作展开剂，分离极性较强的强心苷类化合物。常用显色剂：@2％3，5-二硝基苯甲酸乙醇溶液与2mol/L氢氧化钾溶液等体积混合，喷后强心苷显红色，几分钟后褪色；②1％苦味酸水溶液与10％氢氧化钠水溶液（95:5），喷后于90-100'C烘4〜5min，强心苷呈橙红色。
  4.定量分析
  利用强心苷中a，五元不饱和内酯易与某些芳香硝基化合物（如间二硝基苯）形成有色加成物，釆用紫外-可见分光光度法测定总强心苷的含量。单体强心苷可用HPLC法或柱前衍生化GC法测定。如2015年版《中国药典》规定用HPLC-UV法测定蟾酥中强心苷类成分华蟾酥毒基和脂蟾毒配基的含量。
  二、甾体皂苷
  階体皂苷（steroidalsaponins）是一类由螺甾烷类化合物与糖结合而成的甾体首类，其水溶液经振摇后多能产生大量肥皂水溶液样泡沫，故称为甾体皂苷。甾体皂苷在植物中分布广泛，但在双子叶植物中较少，主要分布于单子叶植物中，大多存在于百合科、薯蓣科、石蒜科和龙舌兰科。
  （一）结构和分类
  階体皂甘由甾体皂苷元与糖缩合而成。甾体皂苷元由27个碳原子组成，其基本碳架是螺甾烷的衍生物。階体皂苷兀，即母核结构中含有六个环，除甾体母核A、B、C、D四个母核外，E环和F环以螺缩酮形式连接，C-22位为螺原子，构成螺尚烷结构。C-25位的绝对构型依其上的甲基取向不同有两种构型，当25位甲基位于F环平面上处于直立键时，为。取向，C-25位的绝对构型为S型，又称L型或neo型，为螺笛烷；当25位甲基位于F环平面下处于平伏键时，为a取向，C-25位的绝对构型为/？型，又称D型或iso型，为异螺甾烷。螺甾烷和异螺甾烷互为同分异构体，它们的衍生物常共存于植物体中，由于25R型较25S型稳定，因此25S型易转化为25R型。皂苷元分子常多含羟基，大多在C-3位上，且多为P取向。组成甾体皂苷的糖以D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖较为常见，糖基多与苷元的C3-OH成苷。甾体皂苷不含梭酸，呈中性，又称中性皂苷。按照螺带烷结构中C-25位的构型和F环的环合状态，将其分为四种类型，如表2-13所示。
  （二）理化性质和鉴定
  1.性状和溶解性
  甾体皂苷元大多有完好晶体，但甾体皂苷分子量较大，不易结晶，大多为无色、白色无定形粉末，仅少数为晶体。备体皂苷和皂苷元均具有旋光性，且多为左旋。
  笛体皂苷一般可溶于水，易溶于热水、稀醇溶液，难溶于丙酮，几乎不溶或难溶于石油醚、苯、乙醚等亲脂性溶剂，其水溶性随分子中连接糖的位置和数目有差别。甾体皂苷元不溶于水，可溶于苯、乙醌、乙酸乙酯、甲醇、乙醇等有机溶剂。甾体皂苷在含水丁醇或戊醇中溶解度较好，可利用此性质从含甾体皂苷的水溶液中用正丁醇或戊醇进行萃取，从而与糖类、蛋白质等亲水性大的杂质分离。
  2.沉淀反应和显色反应
  甾体皂苷的乙醇溶液可与备醇(常用胆甾醇)形成难溶的分子复合物而沉淀。生成的分子复合物用乙醚回流提取时，胆甾醇可溶于乙醚而皂苷不溶，可利用此性质进行分离精制和定性检查。
  甾体皂苷在无水条件下，遇某些酸类亦可产生与三萜皂苷相似的显色反应，如Liebermann-Burchard反应时，甾体皂苷呈现绿色，三萜皂苷最后出现红色；Rosen-Heimer反应时，三萜皂苷在100°C显色，而备体皂苷加热到60笆即可显色，由此可区别三萜皂苷和将体皂苷。此外，F环裂解的双糖链皂苷与盐酸-对二甲氨基苯甲醛试剂(Ehrlich试剂)显红色，对茴香醛试剂显黄色，而F环闭环的单糖链皂苷只对茴香醛试剂显黄色，此现象可区别两类甾体皂苷。
  3.理化鉴别
  階体皂苷的理化鉴别与三糖皂苷类似，主要利用皂苷的理化性质，如显色反应等。Liebermann-Burchard反应、Rosen-Heimer反应、五氯化锑反应、冰醋酸-乙酰氯反应、茴香醛-硫酸反应、盐酸-对二甲氨基苯甲醛反应等均可用于检识船体皂甘。
  4.色谱鉴别
  甾体皂苷的色谱鉴别可用吸附薄层色谱和分配薄层色谱。常用显色剂有三氯乙酸、10％浓硫酸乙醇溶液、五氯化锑等，不同皂苷和皂苷元加热后可显不同颜色。
  5.定量分析
  甾体皂苷单体的测定一般釆用HPLC法，针对结构特征选用紫外、蒸发光散射或质谱检测器。如2015年版《中国药典》规定用HPLC-ELSD法测定知母中知母皂苷B-II的含量。
  第九节 生物碱
  生物碱(alkaloids)是指含负氧化态氮原子，存在于生物有机体中的非初级代谢产物。大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内。一般来说，生物界除生物体必需的含氮有机化合物(如氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸、含氮维生素)以及甲胺、乙胺等小分子胺类外，其他含氮有机化合物均可视为生物碱。
  生物碱多呈碱性，可与酸成盐，多具有显著的生理活性。自1806年德国学者F.W.Sertuner从鸦片中分离出吗啡以来，迄今从自然界提取分离得到的生物碱类化合物已经超过10000种，应用于临床的生物碱类药物已达百种，如黄连中的小槩碱(berberine)、麻黄中的麻黄碱(ephedrine)、萝芙木中的利血平(reserpine)、喜树中的喜树碱(camptothecine)、罂粟中的可待因(codeine)、红豆杉中的紫杉醇(paclitaxel)等。
  绝大多数生物碱以与有机酸(如柠檬酸、草酸、酒石酸等)结合成生物碱盐的形式存在，少数生物碱与无机酸(如盐酸、硫酸等)结合成盐，部分碱性极弱的生物碱呈游离状态，极少数生物碱以酯、苷或M氧化物的形式存在，如秋水仙碱、咖啡因等。
  一、结构和分类
  生物碱类成分按照化学结构可分为毗嚏类生物碱、异哇嚇类生物碱等，也可按照生源途径分类，如由鸟氨酸、赖氨酸衍生的生物碱，由色氨酸衍生的生物碱等。本书釆用生源途径结合化学结构类型分类的方法对生物碱结构进行分类，见表2-14。
  二、理化性质与鉴定
  （一）性状
  生物碱多数为结晶形固体，少数为无定形粉末。个别分子较小、结构中无氧原子或氧原子结合成酯键的生物碱呈液体状态，如烟碱、毒芹碱（coniine）、槟榔碱等。生物碱一般呈无色或白色，少数具有高度共轭体系及助色团的生物碱显颜色。小槩碱为黄色，但若被还原成四氢小案碱，则因共轭体系减小而变为无色。少数液体生物碱及小分子固体生物碱如麻黄碱、烟碱等具挥发性。极少数生物碱还具有升华性，如咖啡因（caffeine）、川萼嗪（ligustrazine）等。生物碱多具苦味，少数具有特殊味，如甜菜碱（betaine）具有甜味等。
  （二）旋光性
  大多数生物碱的分子结构中含有手性碳原子且结构不对称，表现出旋光性。影响生物碱旋光性的因素主要有手性碳的构型、测定溶剂及pH、浓度等。生物碱的生理活性与其旋光性密切相关。通常左旋体的生理活性比右旋体强，如乌头中具有强心作用的是左旋去甲乌药碱，而存在于其他植物中的右旋体则无强心作用。
  （三）溶解度
  生物碱的溶解性与结构中氮原子的存在状态、分子的大小、结构中官能团的种类和数目及溶剂的种类等因素有关。生物碱大多不溶或难溶于水，溶于乙醇、甲醇、三氧甲烷、乙醚等有机溶剂。但少数例外，如麻黄碱可溶于水或有机溶剂；季铉类生物碱由于离子化而易溶于水；小業碱可溶于水，其盐类在冷水中反而难溶；酚性生物碱可溶于氢氧化钠溶液；生物碱的盐类易溶于水而不溶于有机溶剂。
  （四）碱性
  目前，生物碱的碱性强弱统一用生物碱共钥酸的酸式离解指数p/Q表示。
  pKa=pKw-pKb=14-pKb
  其中，pKw为水的电离指数，pKb为碱式电离指数。pKa值与生物碱的碱性大小成正比，即p!值越大，生物碱的碱性越强；反之，pKa值越小，生物碱的碱性越弱。
  通常情况下，根据生物碱的PK.值大小，可将生物碱按碱性强弱分为：强碱（pKa>l1），如季铉碱、胍类生物碱；中强碱（pV7〜11），如脂胺、脂杂环类生物碱；弱碱（pKa2〜7），如芳香胺、六元芳氮杂环类生物碱；极弱碱（p/G<2），如酰胺、五元芳氮杂环类生物碱。
  生物碱的碱性强弱与氮原子的杂化方式、电子云密度、空间效应及分子内氢键的形成等因素有关。对于具体生物碱来讲，若影响碱性的因素不止一个，则应该综合考虑。一般来说。空间效应与诱导效应并存时空间效应居主导地位，共轴效应与诱导效应并存时共轭效应居主导地位。
  （五） 鉴别反应
  1.生物碱的沉淀反应
  生物碱一般在酸性溶液中可与某些沉淀试剂反应，生成难溶性的盐类或络合物。本反应可鉴别生药中生物碱的存在。为了排除水浸液中某些能与生物碱沉淀剂反应的成分（如蛋白质、鞣质、胺类等）的干扰，必须将水浸液精制后再进行试验。一般用3种沉淀试剂试验，如都呈阴性反应，可以肯定不含生物碱；如都呈阳性反应，可以认为可能含有生物碱。常用的生物碱沉淀试剂有：
  （1） 碘化紹钾试液（Dragendofif试剂，BiI3KI）：在酸性溶液中与生物碱反应生成橘红色沉淀［AlkHI-（BiJ3）„，其中Aik表示生物碱］。
  （2） 碘化汞钾试液（Mayer试剂，HgI2-KI）：在酸性溶液中与生物碱反应生成白色或黄色沉淀［AikHI（HgI2）n］o
  （3） 碘化钾碘试液（Wagner试剂，I2KI）：在酸性溶液中与生物碱反应生成棕红色沉淀（Alk-HII„）o
  （4） 硅钨酸试剂（Bertrand试剂，SiO212WO3）：在酸性溶液中与生物碱反应生成白色沉淀。（5）磷钼酸试剂（Sonnenschein试剂，H3PO4-12MoO3）：在酸性溶液中与生物碱反应生成鲜黄色或棕黄色沉淀。
  2.生物碱的显色反应
  有些生物碱能与某些试剂反应产生独特的颜色，称显色反应。常用的显色试剂有：
  （1）钒酸铵（钠）-浓硫酸试液（Mandelin试剂）：为1％筑酸铵或钮酸钠的浓硫酸溶液。与阿托品反应显红色，与可待因反应显蓝色，与士的宁反应显紫色。
  （2）钥酸铵（钠）-浓硫酸试液（Frohde试剂）：为1％钥酸钠或铝酸铵的浓硫酸溶液。与乌头碱反应呈黄棕色，与小果碱反应显棕绿色，与阿托品或士的宁反应不显色。
  （3）甲醛-浓硫酸试剂（Marquis试剂）：为30％甲醛溶液0.2mL与10mL浓硫酸的混合溶液，与吗啡反应显橙色到紫色，与可待因反应显红色至黄棕色，与咖啡因反应不显色。
  （4）浓硫酸：与乌头碱反应显紫色，与小槩碱反应显绿色，与阿托品反应不显色。
  （5）浓硝酸：与小櫱碱反应显棕红色，与秋水仙碱反应显蓝色，与乌头碱反应显红棕色，与咖啡因反应不显色。
  （六）定量分析
  生物碱的定量分析方法大多是根据它的氮原子、双键或分子中官能团的理化性质而设计的。如：重量法测定总生物碱，是根据游离生物碱和生物碱盐在水和与水不相溶的有机溶剂中溶解度不同而设计的，也可以利用与沉淀试剂发生反应形成不溶性盐来进行设计；滴定法则利用氮原子的碱性在水介质中进行中和滴定，又因为大多数生物碱在酸性溶液中可与某些重金属络盐定量发生沉淀，沉淀中金属或剩余试剂中的金属，经适当处理后，可以按络量法测定；比色法测定总碱含量是最重要的方法之一，它是根据生物碱的官能团与特定试剂发生反应产生的颜色，如生物碱与酸性染料（如漠甲酚绿和漠麝香草酚蓝）在一定条件所生成的复合物颜色，可用比色法测定。另外，大多数生物碱分子结构中含有双键，在紫外区有吸收。因此，可用紫外-可见分光光度法在特定波长处测定吸收系数相近的总碱含量。同理，有荧光的生物碱可用荧光分光光度法测定。
  单体生物碱多采用薄层色谱或柱色谱进行预分离，然后用HPLC-UV法测定。如2015年版《中国药典》规定黄连中4种生物碱（小榮碱、表小檗碱、黄连碱和巴马汀）、黄柏中小檗碱和黄柏碱的含量测定等。益母草中盐酸水苏碱、盐酸益母草碱的含量测定分别釆用HPLC-ELSD，HPLC-UV法。挥发性生物碱还可以用GC法测定。
  第十节 鞣质
  糅质（tannins）又称糅酸或单宁，是一类广泛分布于植物界的多元酚类化合物，分子量500〜3000。目前认为，糅质是由没食子酸（或其聚合物）的葡萄糖（及其他多元醇）酯、黄烷醇及其衍生物的聚合物以及两者的复合物共同组成的植物多元酚类，迄今已分离出1000多种。
  一、结构和分类
  根据軽质的化学结构特征，可将鞣质分为可水解鞣质（hydrolysabletannins）＞缩合鞣质（condensedtannins）和复合鞣质（complextannins）三大类。
  （一）可水解鞣质类
  可水解鞣质分子中具有酯键和昔键，易被酸、碱、酶（特别是鞣质酶或苦杏仁酶）水解而失去鞣质的特性，水解产物为小分子酚酸类和糖（或多元醇）。根据水解的主要产物不同，可水解鞣质又可进一步分为没食子鞣质、逆没食子鞣质（鞣花鞣质）、碳昔鞣质和咖啡鞣质等。
  1.没食子鞣质（gallotannins）
  没食子鞣质水解后生成没食子酸和糖（或多元醇）。此类鞣质的糖（或多元醇）的羟基全部或部分被酚酸或缩酚酸酯化，结构中具有酯键或酯式昔键。
  没食子酰基葡萄糖类（galloylglucose）是植物中较常见的一类没食子鞣质，以毗喃葡萄糖为核心，没食子酰基以1〜12个不等的数冃分布在葡萄糖的1、2、3、4、6位上。
  2.逆没食子鞣质（ellagitannins）
  逆没食子鞣质又称鞣花鞣质，是六羟基联苯二酸或其有生源关系的酚梭酸与多元醇（多数是葡萄糖）形成的酯，水解后可产生逆没食子酸（又称鞣花酸，ellagicacid）.，逆没食子鞣质是植物中分布最广泛、种类最多的一类可水解鞣质。
  （二）缩合鞣质类
  缩合鞣质通常指缩合原花色素类，用酸、碱、酶处理或久置均不易水解，但与空气接触，特别是在酶的影响下，很易氧化、脱水，可缩合为不溶于水的高分子产物鞣红（tanninreds），亦称鞣（phlobaphenies），故又称为鞣红鞣质类（phlobatannins）。天然鞣质大多属于缩合鞣质，主要存在于植物的果实、种子及树皮等中。
  缩合鞣质的基本结构是由（+）-儿茶素、（-）-表儿茶素等黄烷-3-醇或黄烷-3，4-二醇类通过4，8-或4，6-位以C—缩合而成的，因此又称为黄烷类鞣质（flavonoidtannin）。可分为黄烷-3-醇类、黄烷-3，4-二醇类和原花色素类。绝大部分天然的缩合鞣质都是聚合的原花色素。原花色素是植物体内形成的、在热酸-醇处理下能生成花色素（anthocyanidins）的物质。
  （三） 复合鞣质类
  由可水解靴质部分与黄烷醇通过C-C键缩合而成的一类鞣质被称为复合鞣质。例如山茶素B、山茶素D及番石榴素A、番石榴素C等，分子结构包括逆没食子鞣质部分和原花色素部分，具有可水解鞣质和缩合鞣质的一切特征。
  二、理化性质与鉴定
  （一） 物理性质
  除少数为结晶状（如老鹳草素）外，鞣质大多为灰白色无定形粉末，并多具有吸湿性。鞣质极性较强，易溶于水、甲醇、乙醇、丙醇，可溶于乙酸乙酯、丙醇和乙醇的混合物，难溶或不溶于乙醚、苯、三氯甲烷、石油懺及二硫化碳等。
  （二） 化学性质与鉴别
  1.化学性质
  （1）还原性：鞣质含有很多酚羟基，为强还原剂，很易被氧化，能还原费林（Fehling）试剂。
  （2）与蛋白质沉淀：鞣质能与蛋白质结合产生不溶于水的沉淀，能使明胶从水溶液中沉淀，使生皮成革，这种性质可作为提纯、鉴别鞣质的一种方法。
  （3）与重金属盐沉淀：靴质的水溶液能与重金属盐，如乙酸铅、乙酸铜、氯化亚锡等作用生成沉淀。在提取分离及除去鞣质时均可利用这一性质。
  （4）与生物碱沉淀：鞣质的水溶液可与生物碱生成难溶或不溶的沉淀，故可用作生物碱沉淀试剂。在提取分离及除去鞣质时亦常利用这一性质。
  （5）与三氯化铁的作用：鞣质的水溶液与FeCl3作用产生蓝黑色或绿黑色反应或产生沉淀。制造蓝黑墨水就以鞣质为原料。
  2.鉴别
  鞣质可釆用薄层色谱鉴别，由于分子量大，酚羟基多，薄层色谱鉴别时需加入少量酸，以增加酚羟基游离度。此外，利用化学反应也可初步区别可水解鞣质与缩合鞣质，鉴别反应见表2-15.
  （三）定量分析
  总鞣质含量的测定有很多方法，如重量法、滴定法、紫外-可见分光光度法等。2015年版《中国药典》应用紫外-可见分光光度法，测定石榴皮、地榆和五倍子中的总鞣质含量。单体鞣质应用HPLC法测定，如测定儿茶和五倍子中单体鞣质的含量。