第八章甾体及其苷类.ppt

第七章第七章甾体及其苷类甾体及其苷类STEROIDESANDGLUCOSIDESSection One IntroductionSection One Introduction 天天然然广广泛泛存存在在的的一一类化化学学成成分分，种种类很很多多，包包括括动植植物物甾甾醇醇（也也称称固固醇醇）、胆胆酸酸、维生生素素D D、动物物激激素素、肾上上腺腺皮皮质激激素素、植植物物强心心苷苷、蟾蟾酥酥毒毒素素、甾甾体体生生物物碱碱、甾甾体体药物物、昆昆虫虫激激素素等等。虽然然这些些成成分分来来源源不不同同、生生理理活活性性不不同同，但但它它们的的化化学学结构构中中都都具具有有甾甾体体母母核核-环戊戊烷骈多多氢菲菲。这类成成分分涉涉及及到到生生理理、保保健健、节育育、医医药、农业、畜畜牧牧业等等多多方方面面，对动植植物物的的生生命命活活动起起着着重重要要的作用。的作用。一、甾体的定一、甾体的定义 又名又名类固醇化合物（固醇化合物（steroidssteroids），），因其因其结构中都具构中都具有有环戊戊烷骈多多氢菲的甾核，菲的甾核，19361936年年给这类化合物提出一化合物提出一个个总称称“甾体化合物甾体化合物”，“甾甾”字很形象化地表示了字很形象化地表示了这类化合物的骨架，即在含有化合物的骨架，即在含有四个稠合四个稠合环“田田”字上面字上面连有有三个支三个支链“”。C10C10、C13C13上各有一个甲基，称上各有一个甲基，称为角甲基角甲基。C17C17位有位有侧链。二、研究二、研究进展展 1903-19321903-1932年，甾醇及胆酸的研究年，甾醇及胆酸的研究阐明了明了 甾体的碳架甾体的碳架结构。构。1928-19601928-1960年，年，动物激素的物激素的发现和工和工业生生产。1960-801960-80年代末，避孕年代末，避孕药物的合成及其物的合成及其应 用与昆虫激素的用与昆虫激素的发现。三、基本三、基本结构和分构和分类 在甾体母核上，大都存在在甾体母核上，大都存在C3C3羟基，可和基，可和糖糖结合成苷。而合成苷。而C17C17侧链有有显著差著差别，根据，根据C17C17侧链结构的不同，可将天然甾构的不同，可将天然甾类分分为不不同同类型。型。分分类C C1717 侧链A/BA/BB/CB/CC/DC/DC C2121 甾甾类羟甲基衍生物甲基衍生物反反反反顺强心苷心苷类不不饱和内和内酯环顺、反、反反反反反甾体皂苷甾体皂苷类含氧螺含氧螺杂环顺、反、反反反反反植物甾醇植物甾醇脂肪脂肪烃顺、反、反反反反反昆虫昆虫变态激素激素脂肪脂肪烃 顺反反反反胆酸胆酸类戊酸戊酸顺反反反反 甾体母核有七个手性碳原子，甾体母核有七个手性碳原子，C5C5、C8C8、C9C9、C10C10、C13C13、C14C14、C17,C17,故理故理论上上应有有2 27 7=128=128种光学异构体，但由于稠种光学异构体，但由于稠环的存在及的存在及其引起的空其引起的空间阻碍，阻碍，实际上可能存在的异上可能存在的异构体大大减少，一般只以构体大大减少，一般只以稳定的构型存在。定的构型存在。四立体化学四立体化学1.1.母核的构型：母核的构型：甾体化合物的四个甾体化合物的四个环之之间，每两个，每两个环以以 碳碳碳碳单键稠和稠和时，可以是，可以是顺式的，也可以是式的，也可以是 反式的。反式的。A/BA/B环有有顺式式(5-H)(5-H)或反式或反式(5-H)(5-H)稠和。稠和。B/CB/C环是反式稠和（是反式稠和（8-H/9-H)8-H/9-H)。C/DC/D环有有顺式式(14-H)(14-H)或或 反式稠和反式稠和(14-H)(14-H)。（1 1）正系：）正系：A/BA/B环为顺式，式，B/CB/C反式，反式，C/DC/D反反式，式，C5-HC5-H及及C10-CHC10-CH3 3处于于环平面同一平面同一边，以，以粪甾甾烷（coprostanecoprostane）为代表。代表。（2 2）别系或异系：系或异系：A/BA/B为反式，反式，B/CB/C反式，反式，C/DC/D反式。反式。C5-HC5-H及及C10-CHC10-CH3 3 不不处于于环平面同平面同一一边，以胆甾，以胆甾烷（cholestanecholestane）为代表。代表。许多甾体化合物，于许多甾体化合物，于C5处形成双键，处形成双键，故区分故区分A/B环稠和时构型的因素不存在，环稠和时构型的因素不存在，故无正系、别系的区别。故无正系、别系的区别。2.2.取代基的构型：取代基的构型：天然甾天然甾类成分成分C10C10、C13C13、C17C17侧链大多大多为-构型，以构型，以实线表示。由于表示。由于C3C3上有上有羟基，故取基，故取代基的构型代基的构型实质上是指上是指C3C3羟基的空基的空间排列，排列，有两种有两种类型的异构体：型的异构体：C3-OH,C10-CHC3-OH,C10-CH3 3 顺式式:型（型（实线表示）表示）C3C3OH,C10-CHOH,C10-CH3 3 反式反式:型或型或epiepi(表表)型型 （虚（虚线表示）表示）四、甾四、甾类成分的成分的颜色反色反应 甾甾类成分在无水条件下，用酸成分在无水条件下，用酸处理，能理，能产生生各种各种颜色反色反应，用，用这些反些反应来初步来初步鉴别该类成分成分或供比色分析。或供比色分析。v1.Liebermann-burchard1.Liebermann-burchard反反应 样品溶于冰醋酸，品溶于冰醋酸，加加浓硫酸硫酸-醋醋酐(1:20)(1:20)，产生生红 紫紫 蓝 绿 污绿等等颜色色变化化，最后褪色。，最后褪色。2.Salkowski反应反应样品溶于氯仿，沿管样品溶于氯仿，沿管壁滴加浓硫酸，氯仿层显血红色或青色，壁滴加浓硫酸，氯仿层显血红色或青色，硫酸层显绿色荧光。硫酸层显绿色荧光。3.三氯化锑或五氯化锑反应三氯化锑或五氯化锑反应将样品醇溶将样品醇溶液点于液点于滤纸上，喷以滤纸上，喷以20%三氯化锑（或三氯化锑（或五氯化锑）氯仿溶液（不应含乙醇和水）五氯化锑）氯仿溶液（不应含乙醇和水）干燥后，干燥后，60-70加热，显黄色、灰蓝加热，显黄色、灰蓝色、灰紫色斑点。色、灰紫色斑点。v4.4.Rosenheim反反应：A.A.样品品25%三三氯醋酸乙醇液醋酸乙醇液红色、紫色色、紫色分子中有共分子中有共轭双双烯结构或构或经三三氯醋醋 酸作用，生成物具共酸作用，生成物具共轭双双烯结构。构。B.25%B.25%三三氯醋酸乙醇液醋酸乙醇液-3%-3%氯胺胺T T水液水液（4 4：1 1）样品品荧光反光反应毛地黄毛地黄强心苷心苷类的区的区别毛地黄毒苷毛地黄毒苷类：黄色黄色 羟基毛地黄毒苷基毛地黄毒苷类：兰色色 异异羟基毛地黄毒苷基毛地黄毒苷类：灰黄色灰黄色6.Lifschutz反应：反应：样品冰醋酸液品冰醋酸液过氧苯甲酸结晶过氧苯甲酸结晶（C6H5COO2H）H2SO4 呈色呈色7.Tortellijaffe反应：反应：样品冰醋酸液品冰醋酸液 2%2%溴溴-氯仿液氯仿液界面呈界面呈绿色色5.Tschugaev5.Tschugaev反反应：样品冰醋酸液品冰醋酸液 氯化化锌+乙乙酰氯淡淡红或紫或紫红其反其反应机理机理较复复杂，无色的甾体化合物在无水，无色的甾体化合物在无水条件下和条件下和浓酸作用，首先是酸作用，首先是C3C3含氧小基含氧小基团的的质子化而形成烊子化而形成烊盐（此（此时加水稀加水稀释可回收甾醇），可回收甾醇），进一步一步则脱水形成共脱水形成共轭双双键，然后，然后产生双生双键移移位或双分子聚合或氧化等位或双分子聚合或氧化等过程，生成有色物，程，生成有色物，故有色物多故有色物多为复复杂混合物。例：混合物。例：胆甾醇胆甾醇（cholesterol）三氯化锑反应三氯化锑反应黄黄红色红色3 3，3 3双（双（2 2，4 4）胆甾二烯）胆甾二烯3 3，5-5-胆甾二烯胆甾二烯SectionTwoSteroides一、一、C C2121甾体化合物甾体化合物（一）定义（一）定义 C C2121甾甾(C(C2121-steroides-steroides）是一是一类含有含有2121个碳个碳原子的甾体衍生物，由植物中分离出的原子的甾体衍生物，由植物中分离出的C C2121甾甾类都是以孕甾都是以孕甾烷（pregnanepregnane）或其异构体）或其异构体为基本骨架。是目前广泛基本骨架。是目前广泛应用于用于临床的一床的一类重重要要药物，具有抗炎、抗物，具有抗炎、抗肿瘤、抗生育等方面瘤、抗生育等方面生物活性。生物活性。（二）存在形式（二）存在形式 C C2121甾甾类在植物体中除游离存在外，可在植物体中除游离存在外，可与糖与糖结合成苷合成苷C C2121甾苷甾苷类。其苷。其苷类糖糖链多多和和C C2121甾的甾的C C3 3-OH-OH相相连，少数，少数连于于C C2020-OH-OH上。上。其苷其苷类分子中除分子中除2-OH2-OH糖外，糖外，还有有2-2-去氧糖。去氧糖。1C21甾苷类大都与皂苷、强心苷共存于中甾苷类大都与皂苷、强心苷共存于中药药中如洋地黄叶和种子中，含有强心苷、皂中如洋地黄叶和种子中，含有强心苷、皂苷及苷及C21甾苷（称为洋地黄醇苷或洋地黄醇甾苷（称为洋地黄醇苷或洋地黄醇苷类）。其无强心作用，水解可生成糖及苷类）。其无强心作用，水解可生成糖及苷苷元。杠柳的根皮及树皮称北五加皮，其元。杠柳的根皮及树皮称北五加皮，其中含中含多种甾苷，除强心苷多种甾苷，除强心苷-杠柳苷外，还杠柳苷外，还含含C21甾苷。甾苷。2有些植物，不含强心苷，而含有些植物，不含强心苷，而含C21甾苷，甾苷，多多存在于萝摩科。如从牛皮消中得到的牛存在于萝摩科。如从牛皮消中得到的牛皮消皮消苷元、本波苷元、林里奥酮等均属苷元、本波苷元、林里奥酮等均属C21甾苷。甾苷。（三）结构特点（三）结构特点v A/BA/B反；反；B/CB/C反；反；C/DC/D顺。v C C5 5、C C6 6位大多有双位大多有双键；C C2020位可能有位可能有羰基；基；C C1717位上的位上的侧链多多为a a构型。构型。v C C3 3、C C8 8、C C1212、C C1414、C C1717、C C2020等位置可能有等位置可能有 b bOHOH；C C2121位可能有位可能有a aOHOH。v C C1111、C C1212羟基可能和醋酸、苯甲酸、桂皮基可能和醋酸、苯甲酸、桂皮 酸等酸等结合成合成酯。v C C3 3OHOH有有时和糖和糖缩合成苷合成苷类存在。存在。（四）结构类型（四）结构类型 1 1大都是大都是结晶形化合物；一般晶形化合物；一般亲脂性脂性较强（分子中往往存在（分子中往往存在酯键）。可溶于石油）。可溶于石油醚、乙乙醚等等亲脂性溶脂性溶剂中，不溶于水；中，不溶于水；C C2121甾苷甾苷类水溶性增大。水溶性增大。四理化性质四理化性质2 2具甾体化合物的具甾体化合物的颜色反色反应。由于由于C C2121甾苷甾苷类分子中分子中2-2-去氧糖去氧糖的存在，故存的存在，故存在在KellerKellerkilianikiliani 颜色反色反应（强心苷心苷类颜色反色反应）C C2121甾苷甾苷类溶于含少量溶于含少量FeFe3+3+(Fecl(Fecl3 3或或FeFe2 2(SO4)(SO4)3 3)的冰醋酸，沿管壁滴加的冰醋酸，沿管壁滴加浓H H2 2SOSO4 4界面及醋酸层颜色变化（蓝、蓝绿色）界面及醋酸层颜色变化（蓝、蓝绿色）苷元不同而不同苷元不同而不同二、海洋甾体化合物Section ThreeSection Three Cardiac GlycosidesCardiac Glycosides 一、定一、定义 强心苷（心苷（cardiac glycosidescardiac glycosides）是存在于是存在于植物中具有植物中具有强心作用的甾体苷心作用的甾体苷类化合物，由化合物，由强心苷元和糖心苷元和糖缩合而合而产生的一生的一类苷。苷。目前临床应用的有二、三十种，用于治疗目前临床应用的有二、三十种，用于治疗充血性心力衰竭及节律障碍等心脏疾病，充血性心力衰竭及节律障碍等心脏疾病，如西地兰、地高辛、毛地黄毒苷等如西地兰、地高辛、毛地黄毒苷等。但强心苷类能兴奋延髓催吐化学感受区而但强心苷类能兴奋延髓催吐化学感受区而引起恶心、呕吐等胃肠道反应；且有剧毒，引起恶心、呕吐等胃肠道反应；且有剧毒，若超过安全剂量时，可使心脏中毒而停止若超过安全剂量时，可使心脏中毒而停止跳动。跳动。其中某些强心苷对动物肿瘤有效，主要是其中某些强心苷对动物肿瘤有效，主要是细胞毒作用。细胞毒作用。1785年，年，W.Withering使用洋地黄叶治疗使用洋地黄叶治疗水肿，到现在已从十几个科一百多种植物中水肿，到现在已从十几个科一百多种植物中发现强心苷类，主要有夹竹桃科、玄参科、发现强心苷类，主要有夹竹桃科、玄参科、萝摩科、卫矛科、百合科、大戟科等等。萝摩科、卫矛科、百合科、大戟科等等。较重要的植物有黄花夹竹桃、紫花洋地黄、较重要的植物有黄花夹竹桃、紫花洋地黄、毛花洋地黄、杠柳、铃蓝、海葱、福寿草、毛花洋地黄、杠柳、铃蓝、海葱、福寿草、羊角拗等。羊角拗等。动物中尚未发现有强心苷类成分，蟾蜍中所动物中尚未发现有强心苷类成分，蟾蜍中所含的蟾毒也对心肌有兴奋作用，具强心作用，含的蟾毒也对心肌有兴奋作用，具强心作用，但其非苷类，而属甾类。但其非苷类，而属甾类。二、生物合成二、生物合成 以以甾甾醇醇为母母体体经多多次次转化化而而逐逐渐生生成成涉涉及及到到大大约2020种种酶的的作作用用，如如还原原酶、氧氧化化还原原酶、苷苷化化酶、乙乙酰化化酶等等。毛毛地地黄黄中中的的强心心苷苷元元的的形成形成过程：程：强心苷生物合成途径：心苷生物合成途径：三、化学三、化学结构和分构和分类（一）苷元部分（一）苷元部分1.1.基本基本结构构 强心心苷苷是是由由强心心苷苷元元（cardiac cardiac aglyconeaglycone）与糖与糖（sugarsugar）二部分构成。二部分构成。（1 1）苷元母核）苷元母核 苷元母核苷元母核A,B,C,DA,B,C,D四个四个环的稠合构象的稠合构象对强心苷的理化及生理活性有一定影响。天然心苷的理化及生理活性有一定影响。天然界存在的界存在的强心苷元心苷元B/CB/C环是反式，是反式，C/DC/D环是是顺式式，A/BA/B环大多数大多数为顺式式-洋地黄毒苷元洋地黄毒苷元(digitoxigenindigitoxigenin)，少数少数为反式反式-乌沙苷沙苷元元(uzarigeninuzarigenin).).（2 2）取代基取代基苷元母核上的苷元母核上的C C3 3,C,C1414位上都有位上都有羟基基：C C3 3位位-OH-OH多多为-型型-洋地黄毒苷元，洋地黄毒苷元，少数少数为-型型(命名命名时冠以冠以“表表”字字)3-3-表洋地表洋地黄毒苷元黄毒苷元(3-epidigitoxigenin)3-epidigitoxigenin)。C C1414位位-OH-OH都是都是-型型(C/D(C/D环顺式式)。C C1010，C C1313，C C 17 17位有位有侧链，C C1010，C C1313多多为-CH-CH3 3。C C 17 17位位侧链为不不饱和内和内酯环。C C1111,C,C1212和和C C1919位可能位可能连羰基；基；C C4,54,5、C C5,65,6、C C9,119,11、C C16,1716,17可能有双可能有双键。2 2.结构构类型型 根据根据C C1717位位侧链的不的不饱和内和内酯环不同分不同分为：甲型：甲型：C C1717位位侧链为五元五元环的的-内内酯 乙型：乙型：C C1717位位侧链为六元六元环的的 -内内酯 这两两类大都是大都是-构型，个构型，个别为-构型，构型，-型无型无强心作用。心作用。甲型甲型强心苷元心苷元：C C1717位上位上连五元不五元不饱和内和内酯环，即，即-内内酯-强心甾心甾烯型。型。以以强心甾心甾（cardenolidecardenolide）为母母核命名。核命名。乙型乙型强心苷元心苷元 C C1717位上位上连六元不六元不饱和内和内酯环，即，即，-双双烯-内内酯，分，分为海葱甾二海葱甾二烯和蟾蜍甾二和蟾蜍甾二烯。以以海葱甾（海葱甾（scillanolidescillanolide）或蟾蜍甾）或蟾蜍甾(bufanolidebufanolide)为母核命名。母核命名。（二）糖部分（二）糖部分 构成构成强心苷的糖又心苷的糖又2020多种，根据多种，根据C C2 2位上位上有无有无-OH-OH分分为-OH-OH糖及糖及-去氧糖两去氧糖两类。后者。后者主要主要见于于强心苷。心苷。v1.1.-羟基糖基糖 除广泛分布于植物界的除广泛分布于植物界的D-D-葡葡萄糖、萄糖、L-L-鼠李糖外，鼠李糖外，还有：有：（1 1）6-6-去氧糖如：去氧糖如：L-L-夫糖、夫糖、D-D-鸡纳糖等。糖等。（2 2）6-6-去氧糖甲去氧糖甲醚如：如：L-L-黄黄夹糖、糖、D-D-洋地黄洋地黄糖等。糖等。v2.2.-去氧糖去氧糖 （1 1）2,6-2,6-二去氧糖如：二去氧糖如：D-D-洋地黄毒糖等。洋地黄毒糖等。（2 2）2,6-2,6-二去氧糖甲二去氧糖甲醚如：如：L-L-夹竹桃糖、竹桃糖、D-D-加拿大麻糖等。加拿大麻糖等。（三）构成（三）构成强心苷的糖心苷的糖对强心心 作用的影响作用的影响构成构成强心苷的糖数目和种心苷的糖数目和种类不同，不同，对强心苷心苷活性影响不同。活性影响不同。v甲型甲型强心苷元及其苷的毒性心苷元及其苷的毒性规律一般律一般为：苷元苷元 二糖苷二糖苷 三糖苷三糖苷 单糖苷的毒性次序糖苷的毒性次序为：葡萄糖苷葡萄糖苷 甲氧基糖苷甲氧基糖苷6-6-去氧糖苷去氧糖苷 2,6-2,6-去氧糖苷去氧糖苷 乙型强心苷元及其苷的毒性规律一般为：乙型强心苷元及其苷的毒性规律一般为：苷元苷元单糖苷单糖苷二糖苷二糖苷乙型强心苷元的毒性乙型强心苷元的毒性相应的甲型强心苷元相应的甲型强心苷元（四）糖和苷元的（四）糖和苷元的连接方式接方式 强心苷中，多数是几种糖心苷中，多数是几种糖结合成低聚糖形合成低聚糖形式再与苷元的式再与苷元的C C3 3-OH-OH结合成苷合成苷，少数，少数为双糖双糖苷或苷或单糖苷。糖和苷的糖苷。糖和苷的连接方式有三种：接方式有三种：v 型型:苷元苷元-(2,6-(2,6-去氧糖去氧糖)X X-(D-(D-葡萄糖葡萄糖)Y Y v 型型:苷元苷元-(6-(6-去氧糖去氧糖)X X-(D-(D-葡萄糖葡萄糖)Y Y v 型：苷元型：苷元-（D-D-葡萄糖）葡萄糖）Y Y 一般初生苷其末端多一般初生苷其末端多为葡萄糖。葡萄糖。v （五）（五）结构构举例例四、四、强心苷的理化性心苷的理化性质（一）理化性（一）理化性质1.1.性状：性状：强心苷多心苷多为无色无色结晶或无定形粉晶或无定形粉末，中性物末，中性物质，有旋光性，有旋光性，C C17 17 侧链为-构构型的型的味苦，味苦，-构型味不苦，但无效。构型味不苦，但无效。对粘粘膜有刺激性。膜有刺激性。2 2溶解度溶解度 强心苷的溶解性与所心苷的溶解性与所连糖的种糖的种类和数目和数目有关，一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙有关，一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等等极性溶极性溶剂；难溶于乙溶于乙醚、苯、石油、苯、石油醚等非极等非极性溶性溶剂。弱弱亲脂性苷微溶于脂性苷微溶于氯仿仿-乙醇乙醇(2:1)(2:1)，亲脂性苷微溶于乙酸乙脂性苷微溶于乙酸乙酯、含水、含水氯仿、仿、氯仿仿-乙醇（乙醇（3:13:1）。）。一般糖基多的原生苷比次生苷或苷元的一般糖基多的原生苷比次生苷或苷元的亲水性水性强、亲脂性弱，可溶于水等高极性溶脂性弱，可溶于水等高极性溶剂而而难溶于低极性溶溶于低极性溶剂，多，多为无定形粉末。无定形粉末。洋地黄毒苷洋地黄毒苷是一个三糖苷，但是一个三糖苷，但3 3分子糖分子糖都是洋地黄毒糖，整个分子只有都是洋地黄毒糖，整个分子只有5 5个个羟基，基，故在水溶液中溶解度小故在水溶液中溶解度小(1:100000000)(1:100000000)，溶，溶于于氯仿（仿（1:401:40）。）。洋地黄毒苷洋地黄毒苷 当糖基与苷元上的羟基数目相同时，苷元上的羟基当糖基与苷元上的羟基数目相同时，苷元上的羟基不能形成分子内氢键的比能形成分子内氢键的水溶性不能形成分子内氢键的比能形成分子内氢键的水溶性大。大。如毛花洋地黄苷乙和毛花洋地黄苷丙，都是四糖苷，如毛花洋地黄苷乙和毛花洋地黄苷丙，都是四糖苷，整个分子中有整个分子中有8个羟基，四个糖的种类也相同，苷元个羟基，四个糖的种类也相同，苷元上羟基的数目也相同，仅位置不同，前者是上羟基的数目也相同，仅位置不同，前者是C14,C16二羟基，其中二羟基，其中C16羟基能和羟基能和C17内酯环的羰基形内酯环的羰基形成分子内氢键，后者是成分子内氢键，后者是C12,C14二羟基，不能形成二羟基，不能形成分子内氢键，所以毛花洋地黄苷丙在水中的溶解度分子内氢键，所以毛花洋地黄苷丙在水中的溶解度（1:18500）比毛花洋地黄苷乙大。在氯仿中的溶解）比毛花洋地黄苷乙大。在氯仿中的溶解度，毛花洋地黄苷丙（度，毛花洋地黄苷丙（1:1750）小于毛花洋地黄苷）小于毛花洋地黄苷乙（乙（1:550）。）。但糖基和苷元上但糖基和苷元上羟基数目的多少基数目的多少对溶解溶解性也有一定的影响。如性也有一定的影响。如乌本苷本苷是一个是一个单糖苷，却有糖苷，却有8 8个个羟基，水溶性很大基，水溶性很大（1:751:75），），难溶于溶于氯仿。仿。乌本苷乌本苷3 3脱水反脱水反应 强心苷混合心苷混合强酸（酸（3%-5%HCl3%-5%HCl）加）加热水解水解时，苷元往往，苷元往往发生脱水反生脱水反应。（1 1）C C1414-OH-OH最易最易发生脱水反生脱水反应生成生成缩水苷元。水苷元。（2 2）同同时存在存在C C1414-OH-OH和和C C1616-OH-OH，也易脱水，也易脱水，得到二得到二缩水苷元。水苷元。（3）如将）如将C3-OH氧化为酮基，则更使氧化为酮基，则更使C5叔羟基活化，在温热条件下即可脱水而形叔羟基活化，在温热条件下即可脱水而形成烯酮。同样，成烯酮。同样，C16被氧化为酮基，也能被氧化为酮基，也能促使促使C14-叔羟基脱水而形成烯酮。叔羟基脱水而形成烯酮。（4）若若C4位有双键，可促使位有双键，可促使C3-OH与与C4-H脱水，生成共轭双键。脱水，生成共轭双键。4 4水解反水解反应 水解反水解反应是研究是研究强心苷心苷组成的常用方成的常用方法，分化学方法和生物方法两大法，分化学方法和生物方法两大类，化，化学方法主要有酸水解、碱水解和乙学方法主要有酸水解、碱水解和乙酰解；解；生物方法主要有生物方法主要有酶水解。糖部分不同，水解。糖部分不同，其水解其水解产物物难易及易及产物均不同。物均不同。（二）苷（二）苷键的水解的水解 1.1.酸水解酸水解A.A.温和酸水解：温和酸水解：用稀酸（用稀酸（0.02-0.05mol/L)0.02-0.05mol/L)的的盐酸酸 或硫酸在含水醇中或硫酸在含水醇中经短短时间（半小（半小时至至 数小数小时）加）加热回流，可使回流，可使型型强心苷水心苷水 解成苷元和糖。解成苷元和糖。主要水解主要水解苷元和苷元和-去氧糖之去氧糖之间的苷的苷键或或 -去氧糖与去氧糖与-去氧糖之去氧糖之间的糖的糖键。而而-去氧糖与葡萄糖之去氧糖与葡萄糖之间的糖的糖键不易切断。不易切断。对苷元影响苷元影响较小，不会引起脱水反小，不会引起脱水反应。但不适于但不适于1616位有甲位有甲酰基的洋地黄基的洋地黄强心苷心苷类，在此种条件下，在此种条件下，1616位甲位甲酰基水解基水解为羟基，基，得不到原生苷元。得不到原生苷元。B.B.强烈酸水解烈酸水解 用用较浓酸（酸（3%-5%3%-5%）长时间加加热回流或回流或同同时加加压，可水解，可水解型和型和型型强心苷，得心苷，得到定量的葡萄糖。到定量的葡萄糖。可水解可水解-羟基糖基糖。因因为位的位的羟基阻碍了苷原子的基阻碍了苷原子的质子化，使子化，使水解水解较困困难。但此法常引起苷元失去但此法常引起苷元失去1 1分子或数分子分子或数分子水水,形成脱水苷元，即次生苷。形成脱水苷元，即次生苷。C.C.氯化化氢丙丙酮法法(MannichheMannichhe 和和 SiewertSiewert法）法）MannichMannich 和和 SiewertSiewert将将乌本苷置于含本苷置于含1%1%氯化化氢的丙的丙酮中，中，2020放置两周并放置两周并时时振振摇，得到原生的得到原生的乌本苷元本苷元单丙丙酮化合物和化合物和氯代代L-L-鼠李糖丙鼠李糖丙酮化合物化合物,再用稀酸水解再用稀酸水解乌本苷元本苷元单丙丙酮化合物而得到化合物而得到乌本苷元。本苷元。此法适于此法适于对铃蓝毒苷毒苷及及多数多数型苷型苷进行水行水解，可得到解，可得到原生苷元原生苷元。多用于。多用于单糖苷糖苷。某些。某些型苷如黄甲次苷乙用此法得不到原生苷而型苷如黄甲次苷乙用此法得不到原生苷而是是缩水苷元。水苷元。2.2.酶水解法水解法 含含强心苷的植物中，心苷的植物中，有水解葡萄糖的有水解葡萄糖的酶，无水解无水解-去氧糖的去氧糖的酶，所以能水解除去分，所以能水解除去分子中的葡萄糖而保留子中的葡萄糖而保留-去氧糖。去氧糖。蜗牛牛酶（一种混合（一种混合酶，蜗牛牛肠管消化液管消化液经处理而得）几乎能水解所有的苷理而得）几乎能水解所有的苷键，能将，能将强心苷分子的糖逐步水解，直至心苷分子的糖逐步水解，直至获得苷元，得苷元，常用来研究常用来研究强心苷的心苷的结构。构。紫花洋地黄苷紫花洋地黄苷A A紫花苷紫花苷酶洋地黄毒苷洋地黄毒苷+D-D-葡萄糖葡萄糖紫花洋地黄苷紫花洋地黄苷B B 紫花苷紫花苷酶 羟基洋地黄毒苷基洋地黄毒苷+D-D-葡萄糖葡萄糖 3.3.碱水解法碱水解法 强心苷的苷心苷的苷键为缩醛结构，可被酸或构，可被酸或酶水解，而不被碱水解。碱水解，而不被碱水解。碱试剂主要主要使分使分子中的子中的酰基水解、内基水解、内酯环裂开、裂开、2020（2222）转位及苷元异构化位及苷元异构化等。等。（1 1）酰基的水解基的水解 在在强心苷的苷元或糖基上常有心苷的苷元或糖基上常有酰基存在，基存在，一般可用碱一般可用碱试剂处理使理使酯键水解脱去水解脱去酰基。基。NaHCONaHCO3 3,KHCO,KHCO3 3-使使-去氧糖上的去氧糖上的酰基基水解，而水解，而-羟基糖及苷元上的基糖及苷元上的酰基多不被基多不被水解；水解；Ca(OH)Ca(OH)2 2,Ba(OH),Ba(OH)2 2-使使-去氧糖、去氧糖、-羟基糖及苷元上的基糖及苷元上的酰基水解；基水解；NaOHNaOH碱性太碱性太强，不但使所有，不但使所有酰基水解，基水解，还使内使内酯环破裂，故很少使用。破裂，故很少使用。（2）内酯环的水解）内酯环的水解NaOH或或KOH的水溶液使的水溶液使内酯环开裂，酸化后又闭环。内酯环开裂，酸化后又闭环。但在强心苷的醇溶液中加但在强心苷的醇溶液中加NaOH或或KOH内酯环开裂，内酯环开裂，酸化后不能闭环。酸化后不能闭环。甲型甲型强心苷在醇性心苷在醇性KOHKOH溶液中，通溶液中，通过内内酯环的双的双键转移和移和质子子转移形成移形成C22C22活性活性亚甲基，甲基，C14C14羟基基质子子对C20C20的的亲电性加成作性加成作用而生成内用而生成内酯型异构化苷，再型异构化苷，再经皂化作用皂化作用开开环而生成开而生成开链型异构化苷。型异构化苷。乙型乙型强心苷在醇性心苷在醇性KOHKOH溶液中，不溶液中，不发生双生双键转移，但内移，但内酯环开裂生成开裂生成酯，再脱水形成，再脱水形成开开链型异构化苷。型异构化苷。五颜色反应五颜色反应强心苷颜色反应很多，根据颜色反应发生在分子强心苷颜色反应很多，根据颜色反应发生在分子的不同部位可分为三类：的不同部位可分为三类：（一）作用于甾体母核的反应：（一）作用于甾体母核的反应：1.Liebermann-burchard反应反应2.Salkowski反应反应3.三氯化锑或五氯化锑反应三氯化锑或五氯化锑反应（二）作用于（二）作用于,不饱和内酯环的反应：不饱和内酯环的反应：甲型强心苷在碱性醇溶液中，发生双键转移，甲型强心苷在碱性醇溶液中，发生双键转移，生成活性亚甲基，故可与活性亚甲基试剂作用而生成活性亚甲基，故可与活性亚甲基试剂作用而显色。显色。乙型强心苷无此类反应。乙型强心苷无此类反应。1.Legal反应（亚硝酰铁氰化钠试剂）：反应（亚硝酰铁氰化钠试剂）：取样品取样品1-2mg，溶于，溶于2-3滴吡啶中，加一滴滴吡啶中，加一滴3%亚硝酰铁氰化钠溶液和一滴亚硝酰铁氰化钠溶液和一滴2mol/LNaOH溶液，样品液呈深红色并渐渐褪去。溶液，样品液呈深红色并渐渐褪去。2.Raymond反应（间二硝基苯试剂）：反应（间二硝基苯试剂）：取样品约取样品约1mg，以少量的，以少量的50%乙醇溶解后加乙醇溶解后加入入0.1ml1%间二硝基苯乙醇溶液，摇匀后再加间二硝基苯乙醇溶液，摇匀后再加入入0.2ml20%NaOH溶液，呈紫红色。溶液，呈紫红色。3.Kedde反应反应（3,5-二硝基苯甲酸试剂）二硝基苯甲酸试剂）取样品的甲醇或乙醇溶液于试管中，加入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二硝基苯甲酸试剂3-4滴，产生红或紫滴，产生红或紫红色。红色。4.Baljet反应（碱性苦味酸试剂）反应（碱性苦味酸试剂）取样品的甲醇或乙醇液于试管中，加入碱取样品的甲醇或乙醇液于试管中，加入碱性苦味酸试剂数滴，呈现橙或橙红色。有时性苦味酸试剂数滴，呈现橙或橙红色。有时需放置需放置15min后显色。后显色。（三）作用于（三）作用于-去氧糖的反应去氧糖的反应1.Keller-kiliani(K-K)反应反应此反应是此反应是-去氧糖的特征反应，对游离去氧糖的特征反应，对游离的的-去氧糖或或在反应条件下能水解出去氧糖或或在反应条件下能水解出-去氧糖的强心苷都可显色。取样品去氧糖的强心苷都可显色。取样品1mg溶溶于于5ml冰乙酸中，加一滴冰乙酸中，加一滴20%三氯化铁水三氯化铁水溶液，倾斜试管，沿试管壁加入溶液，倾斜试管，沿试管壁加入5ml浓硫浓硫酸，若有酸，若有-去氧糖存在，乙酸层渐呈蓝或去氧糖存在，乙酸层渐呈蓝或蓝绿色。但若不显色，不能说明无蓝绿色。但若不显色，不能说明无-去氧去氧糖。糖。2.吨氢醇反应吨氢醇反应:取样品加入吨氢醇试剂，置取样品加入吨氢醇试剂，置沸水浴中沸水浴中3min呈红色。呈红色。3.过碘酸过碘酸-对硝基苯胺反应：样品反应后呈深对硝基苯胺反应：样品反应后呈深黄色斑点，紫外灯下为棕色背底上现黄色黄色斑点，紫外灯下为棕色背底上现黄色荧光斑点。荧光斑点。4.对对-硝基苯肼反应：样品反应后呈红色或紫硝基苯肼反应：样品反应后呈红色或紫红色。对红色。对-去氧糖和葡萄糖结合的，去氧糖和葡萄糖结合的，K-K反应阴性的也可呈阳性反应。反应阴性的也可呈阳性反应。5.对对-二甲氨基苯甲醛反应：样品反应后呈灰二甲氨基苯甲醛反应：样品反应后呈灰红色斑点。红色斑点。五、五、强心苷的提取分离心苷的提取分离 强心苷含量很低，多与心苷含量很低，多与糖糖类、皂苷、色、皂苷、色素、鞣素、鞣质等共存，等共存，这些成分的存在可影响些成分的存在可影响强心苷在溶心苷在溶剂中的溶解度。同中的溶解度。同时，强心苷的原心苷的原生苷和次生苷共存，且很多生苷和次生苷共存，且很多结构相似的苷同构相似的苷同存，故提取存，故提取较难。因酸碱可使因酸碱可使强心苷心苷发生生水解、脱水和异构化，故提取分离水解、脱水和异构化，故提取分离时应注意注意控制酸碱性控制酸碱性。一、提取一、提取原生苷原生苷:抑制酶的活性抑制酶的活性(冷冻干燥、快速提取、冷冻干燥、快速提取、快速干燥快速干燥)MeOH、70%EtOH提取。提取。次生苷次生苷:利用酶的活性利用酶的活性,EtOH、EtOAc提取。提取。二、纯化二、纯化1.用乙醚、氯仿脱脂；用乙醚、氯仿脱脂；2.用铅盐法除去水溶性杂质；用铅盐法除去水溶性杂质；3.吸附法吸附法三、分离三、分离常用方法：重结晶、逆流分配法、层析法常用方法：重结晶、逆流分配法、层析法 六、六、强心苷的波心苷的波谱特征特征UV UV 甲型：甲型：maxmax220nm (220nm (lglg 4.34)4.34)乙型：乙型：maxmax295-300nm (295-300nm (lglg 3.93)3.93)IR IR 不不饱和内和内酯环的的羰基峰基峰:1800-1700cm1800-1700cm-1-1两个峰。两个峰。甲型甲型:1756cm:1756cm-1-1;1783cm1783cm-1-1（强度随溶度随溶剂增加而减增加而减 弱）。弱）。乙型乙型:1718cm:1718cm-1-1;1740cm1740cm-1-1MS甲型：甲型：m/z111,124,163,164乙型：乙型：m/z109,123,135,136若分子量若分子量500，应用，应用FAB-MS或或FD-MS可将糖可将糖-分子分子-分子打断，灵敏度高；分子打断，灵敏度高；分子离子峰较强；提供糖链连接顺序和糖分子离子峰较强；提供糖链连接顺序和糖的种类信息；样品用量少。的种类信息；样品用量少。1H-NMR1.18,19-CH3 1.0;18-CH3 19-CH32.C10-CHO 10-9.5;C10-CH2OH酰化后酰化后 4.5-5.0(J=12Hz,2H,ABq);3.C3-H 3.90(m)成苷后向低场成苷后向低场位移；位移；C16-H(若无含氧基团取代若无含氧基团取代)2.0-2.5(m);C17-H 2.80(J=9.5Hz,m或或dd)4.内内酯环 五元内五元内酯环 C21-H 4.50-5.00(J=18Hz,宽s或或t或或ABq)C22-H 5.60-6.0（宽s）六元内六元内酯环 C21-H 7.2（s）C22-H 7.8（d）C23-H 6.3（d）5.糖分子上的糖分子上的质子子 端基端基氢：-D-glcaaJ=6-8Hz-L-rhaaeJ=2HzHz 13C-NMR1.一般用比较的方法。一般用比较的方法。伯碳伯碳仲碳仲碳叔碳叔碳季碳季碳醇碳醇碳烯碳烯碳羰基碳羰基碳 12-2420-4135-5727-4365-91119-172177-2102.可判断可判断A/B环的构象环的构象 10-CH3 A，B环上的碳环上的碳5-甾体甾体20较较5-甾体高甾体高场场2-85-甾体甾体12六、六、强心苷的生理活性心苷的生理活性 强心苷心苷为心心脏兴奋剂，主要作用是，主要作用是延延长传导时间，兴奋心肌心肌。其。其强心作用主要取决于心作用主要取决于苷元部分苷元部分，但糖部分但糖部分可增加可增加强心苷心苷对心肌的心肌的亲和力和力，故，故对强心心苷的生理活性也有影响。苷的生理活性也有影响。（一）苷元（一）苷元结构与构与强心作用的关系心作用的关系 v 1.1.强心苷元甾体母核必心苷元甾体母核必须具有一定的构象和具有一定的构象和C C1717位位连接的不接的不饱和内和内酯环及其及其-构型构型是不可缺少的，若是不可缺少的，若异构化异构化为-型或开型或开环或不或不饱和内和内酯环被被氢化或双化或双键位移，均无毒性或毒性位移，均无毒性或毒性显著降低。著降低。2.C14位上位上-OH只有是只有是-构型的才有效构型的才有效,C14-OH如与邻近的碳原子上的如与邻近的碳原子上的H脱脱水形成双键或与水形成双键或与C8脱氢成氧桥，均使强脱氢成氧桥，均使强心作用减低或消失。心作用减低或消失。C14-OH可能是可能是保持氧的功能和保持氧的功能和C/D环为顺式构象的重环为顺式构象的重要因素。要因素。3.A/B环顺式的甲型强心苷元，环顺式的甲型强心苷元，C3-OH必须是必须是-构型，构型，-型无活性。型无活性。4.C10-CH3氧化成羟甲基或醛基或羧氧化成羟甲基或醛基或羧酸后，可影响强心作用的强度或毒性，酸后，可影响强