DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.10.026
Journal of Anhui Agri．Sci．2012，40（10）：5879－5880，5890安徽农业科学，责任编辑张杨林责任校对李岩
原人参二醇的制备与结构改造研究进展
胡晓琴，蒋金和，马永杰，陈业高
*
（云南师范大学化学化工学院，云南昆明650092）
摘要介绍了原人参二醇的结构。从酸降解法、碱降解法和Smith 降解法等方面阐述了原人参二醇的制备方法，并从化学法及成苷反应
方面论述了其结构改造方法。
关键词原人参二醇；制备；结构改造
+
中图分类号S567．51；O629．6文献标识码A 文章编号0517－6611（2012）10－05879－02Research Advances in the Preparation and Structural Modification of Protopanaxadiol HU Xiao-qin et al （Department of Chemistry ，Yunnan Normal University ，Kunming ，Yunnan 650092）
Abstract The paper introduced the structure of protopanaxadiol ，then expounded its three preparation methods of acid degradation ，alkali degradation and Smith degradation ，finally discussed its structural modification through the chemical method and glycosidation．Key words Protopanaxadiol ；Preparation ；Structural transformation
原人参二醇是人参、三七、西洋参、绞股蓝等药用植物中具有很好的抑制肿瘤细胞增殖作皂苷类物质的主要苷元，
用。与相应的皂苷相比，原人参二醇分子量和极性都小，便于吸收入血而发挥药理作用
［1］
型极易受酸的影响，发生互变异构现象，使得原人参二醇的产率降低2．2
［3］
。
韩国学者通过直接碱降解人参叶皂苷得到。Im 等在无水吡啶中用甲醇钠对韩国产人
［4］
碱降解法
。因此，原人参二醇是很有前
了原人参二醇具有专一性
景的癌症预防和治疗药物。但原人参二醇在人参属等植物有待于寻找其药物来源。为了满足医药学的研中含量极低，
究和特殊用途，更好地开发利用原人参二醇，人们对原人参二醇的制备和结构改造进行了广泛的研究。笔者就上述2个方面进行综述，以期为原人参二醇的进一步开发利用提供参考。1
原人参二醇的结构
原人参二醇是原人参二醇组皂苷的苷元，分子式为：C 30H 52O 3，分子量为460，具有20（R ）-原人参二醇和20（S ）-原人参二醇2种构型，其结构见图1
。
制得了原人参二醇，试验表明，反应参中总皂苷进行碱降解，
［5］
。Cui 等用正丁醇和甲醇钠对绞股蓝皂苷进行
碱性裂解，通过气相色谱－质谱联用技术鉴定，得到了20
［6］
（S ）-原人参二醇。此外，王鹏豪等还将三七叶总皂苷溶于
90℃通氧回正丁醇钠－正丁醇溶液中进行碱性氧化水解，
［7］
分离得到了原人参二醇，产率为0．2%。陈业高等流24h ，
采用2mol /L的NaOH 溶液在沸水浴环境中对三七叶总皂苷进行水解，得到了原人参二醇，产率为1%，该法比酸水解法反应温和，克服了酸降解法中产物易转变的缺点，且操作简单
［3］
。李绪文等将西洋参茎叶总皂苷和NaOH 一同溶于甘
油中，在常压和高温条件下进行降解，并通过正交试验确定了制备20（S ）-原人参二醇的最佳降解条件，最终20（S ）-原人参二醇产率为5．01%，纯度为98．56%。该法具有产率和纯度高及成本低等特点2．3
注：A 为20（R ）-原人参二醇；B 为20（S ）-原人参二醇。
图120（S /R）-原人参二醇
［8－9］
。
Smith 降解法张树臣等报道用NaIO 4氧化人参皂
Rb 1的糖部分，使其生成二元醛，然后用NaBH 4将其苷G-还原成相应的二元醇，再在室温下用稀酸水解，最终得到了20（S ）-原人参二醇。但该法需多步反应，操作复杂，已很少运用2．4
［10］
2
原人参二醇的制备
2．1酸降解法1966年，Shibata 等发现盐酸能使人参皂苷Rc 、Rb 1和Rb 2的混合物水解成原人参二醇
［2］
。
Akao 等研究表明，大鼠血浆中肠内菌
［11－12］
微生物转化法
。2003年，陈
代谢人参皂苷Rb 1后可得到原人参二醇。陈昕等通过
得到了业高等用浓盐酸在常温下对三七叶总皂苷进行水解，20（R ）-20原人参二醇，产率为0．9%。研究表明，酸能使C-20手性不同的一对异羟基和侧链的双键脱水环合，形成C-20位的构构体20（S ）-人参二醇和20（R ）-人参二醇。且C-“2009CC018”。云南省社会发展基础研究重点项目
胡晓琴（1987－），女，云南双柏人，硕士研究生，研究方向：
。*，，，药用植物活性成分通讯作者教授博士硕士生导师，
E-mail ：ygchen48@126．从事天然药用植物活性成分研究，
com 。
01-09收稿日期2012-基金项目
作者简介
离体及整体试验观察了人和大鼠肠内菌对人参皂苷Rb 1（G-MS ）检Rb 1）的代谢，采用薄层色谱（TLC ）和电喷雾质谱（ESI-Rb 1及其代谢产物。结果表明，G-Rb 1可被人和大鼠肠测G-Rb 1→Rd →F 2→compound K （C-内菌代谢，其代谢模式为G-K ，20S-protopanaxadiol 20-O-D -glucopyranoside ）→20（S ）-β-原人参二醇
［13］
。Qian 等对人参皂苷Rb 1、Rg 3和Rh 2在小鼠胃
肠道内的代谢研究表明，氧合和去糖基化是2种主要的代谢途径，并且发现3种皂苷的代谢产物中均有原人参二醇，进一步说明肠道内的细菌能将人参皂苷代谢为其对应的苷
元
［14］
。马吉胜等在恒温振荡条件下，选取10种有潜在β-葡［23］
病毒、抗癌药物的活性、降低其毒性等作用。马双刚等也
糖苷酶分泌能力的真菌对人参皂苷Rb 1及人参二醇系皂苷（PDS ）进行代谢试验，6种真菌的代谢产物中均存结果表明，Rb 1（或PDS ）→G-Rd →G-F 2其代谢模式为G-在原人参二醇，
［15］
→CK →原人参二醇。研究者将从土壤中提取的天然曲霉菌（Aspergillus niger ）与含Rg 3的黑人参提取物在50℃的温
报道了由原人参二醇制备原人参二醇的低元醇衍生物原人3，12-3-双脂肪酸酯及其碱金属盐、原人参二醇-脂肪参二醇-12-酸酯及其碱金属盐和原人参二醇-脂肪酸酯及其碱金属盐的制备方法
［24］
。中国海洋大学将原人参二醇经乙酰化、氧
皂化3步反应得到20（S ）-原人参二醇的侧链羟基衍生物化、
GYl 和GY2，并对多种癌细胞进行了活性测试，发现产物均具有抗肿瘤活性
［25］
度下混合、反应，最终得到了20（R ）-原人参二醇和20（S ）-原人参二醇。并通过HPLC 检测，确定了反应过程为：Rg 3（S ）
［16］
。→Rh 2（S ）→PPD （S ）和Rg 3（R ）→Rh 2（R ）→PPD （R ）
从激烈热球菌中得到的对热稳定的β-糖苷酶能将人参皂苷
。李宁等采用氧化碱解法从加拿大产西
洋参茎叶总皂苷中制得了20（S ）-原人参二醇，并将其溶于乙酸乙酯中，加入饱和NaHCO 3溶液，冰点下向混合液中滴加制得了2个新的20（S ）-原人参二醇油酸酯衍生物，油酰氯，
20（S ）-3，12-20命名为12-油酰基-原人参二醇，二油酰基-［26］
（S ）-原人参二醇，产率分别为28%和16%。刘继华等以
Rd 和人参根部提取物（Rb 1、Rb 2、Rc ）经compound K 降解为原人参二醇，并确定了最佳反应条件。该法的原人参二醇产率在目前的研究中是最高的
［17］
。综上可知，微生物降解反应
反应条件温和、设备简单、公害少、具有高度的立体选择性、
反应速率快等特点。但其转化条件进行优化和菌种的选择需要进一步筛选研究，以寻找最佳微生物及其反应条件，以达最大经济效益。2．5
微波降解法BAI 等用微波照射降解经泡沫浮选得到N-的西洋参主要皂苷，发现在N ，二甲基甲酰胺介质中有20．20%的西洋参总皂苷转化为人参皂苷元，并证实了产物中有原人参二醇的存在。相对于传统的酸碱降解法、酶转化该法具有操作简单、高效快捷等显著法和微生物转化法，特点2．6
［18］
吡啶为溶剂进行反应，合成二环己基碳化二亚胺为催化剂、
20（S ）-原人参二醇的氨基酸衍生物，提高了药物的水溶性，得到了20（S ）-原人参二醇的氨基酸衍生物14个。该法具有合成工艺简单易行，操作简便，适合工业化生产，所得产物的水溶性较合成前有所提高，有利于提高生物利用度等优点
［27］
。Du 等通过将原人参二醇乙酰化、氧化、还原等方法，
得到了9种原人参二醇衍生物，并对这些衍生物的抗癌活性进行了评估，发现部分衍生物显示了强抗增殖和诱导癌细胞凋亡活性3．2
［28］
。
Atopkina 等以原人参二醇为起始物，通过
。
3-oxidosqualene 作日本学者利用2，
成苷反应
［29］
生物化学合成法氧化、糖基化、催化加氢、酰化等一系列反应，得到了多种苷类物质3．3
。
Wang 等发现分歧杆菌（Mycobacte-酶、微生物转化法
为底物，在新基因OSC （又名PNA ）的作用下反应生成dam-［19］
marenediol-II ，进一步氧化得到20（S ）-原人参二醇。
33．1
原人参二醇的结构改造化学法
氧化和还原反应。Shibata 等对原人参二醇和异原
rium sp．）能将原人参二醇转化为12β，20R-dihydroxydamma-ran-3-one 和12β，20R ，25-trihydroxydammaran-3-one ，产率分别为24．7%和1．4%
［20］
3．1．1。在研究人参皂苷Rb 1、Rg 3和Rh 2在
催化氢化等操作，得到了含人参二醇的混合物进行了酯化、
还由原人参二醇和有酯基的原人参二醇和二氢原人参二醇，异原人参二醇制得了人参二醇
［2］
3种皂苷均能被代谢成小鼠胃肠道内的微生物转化时发现，
原人参二醇，原人参二醇能继续被氧化成单氧原人参二醇（MW 为476）或二氧原人参二醇（MW 为492）［14］。研究还发现，原人参二醇在原人参二醇6位羟化酶和还原型辅酶Ⅱ作用下能转化成原人参三醇
［30］
。Wang 等先用还原剂将
（H 2，Pt-C ）原人参二醇还原为20R-二氢原人参二醇，再用PCC 将二氢原人参二醇3、12位的羟基氧化成酮［20］。吴久伟等根据原人参二醇在氯仿与水中的溶解度差异，用酸性重铬酸钾溶液与其氯仿溶液进行反应，制得原人参二醇氧化
3
3，12-H ］原人参物，然后用新制的硼氚化钠氚化还原合成［
。北京大学药学院Li 等用刺状
毛霉菌AS 3．3450对20（S ）-原人参二醇进行生物转化，得到了8个原人参二醇的衍生物，其中6个为新化合物，该生物合成反应克服了化学合成中的诸多难题4
小结
原人参二醇是一些人参皂苷的代谢或水解产物，具有较强的药理活性
［32］
［31］
。
二醇。所得产物经高效液相色谱纯化后，放射化学纯度大于98%，放射性比活度达738GBq /mmol，各项指标能满足医药学相关研究的要求
［21］
。Meng 等改变还原条件，采用硼氚，尤其在抑制肿瘤方面活性显著。其制
化钠在N ，N-二甲基乙酰胺中，选择性地使原人参二醇反应
3
3-H ］原人参二醇，产率达22%，放射性成分提纯可达生成［
备方法和结构修饰受到国内外学者的关注。
目前制备方法主要有酸碱降解法、微生物转化法、微波Smith 降解法以及生物、降解法、化学合成法等。研究表明，碱式降解法克服了酸降解法中产物易转变的缺点，具有操作简单、成本低、专一性程度高等优点。Smith 降解法需多步反操作复杂，已很少运用；微生物降解反应具有高度的立体应，
选择性、反应条件温和、设备简单、公害少、反应速率快等特
（下转第5890页）
99%，C-3/C-12上放射性标记比率为97∶3［22］。3．1．2
醇羟基的取代及酰化和酯化反应。楼金等报道了4
种以原人参二醇为原料的原人参二醇衍生物的合成路线，得到了含有不同取代基的原人参二醇衍生物，与20（R ）-原人参二醇和20（S ）-原人参二醇相比，活性测试表明，该类衍生物具有更强的抗病毒、抗癌活性，同时还可明显增强其他抗
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（上接第5880页）
点，近年来得到了广泛的研究。微波降解法虽然操作简单、高效快捷，但研究应用较少，有待于进一步研究。对原人参二醇的结构改造主要有化学法、酶法和微生物法。主要是对
3
3，12-H ］酯化和氧化还原等，得到［原人参其醇羟基的氚化、
二醇、烷基衍生物、脂肪酸酯及其碱金属盐、氨基酸衍生物等，都具有较好的药理活性。参考文献
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