天然药物化学第八章-甾体及其苷类课件.ppt

1 第八章第八章甾体及其苷类甾体及其苷类STEROIDESANDGLUCOSIDES1、了解甾体类化合物的含义和生理活性。、了解甾体类化合物的含义和生理活性。2、了解、了解C-21甾体和海洋甾体化合物。甾体和海洋甾体化合物。3、掌握强心苷、甾体皂苷的结构类型及分类。、掌握强心苷、甾体皂苷的结构类型及分类。4、掌握强心苷、甾体皂苷的提取、分离方法。、掌握强心苷、甾体皂苷的提取、分离方法。5、掌握强心苷、甾体皂苷的波谱特征。、掌握强心苷、甾体皂苷的波谱特征。本章教学目的及要求本章教学目的及要求21、甾体化合物的概念及分类。、甾体化合物的概念及分类。2、强心苷和甾体皂苷的结构特征。、强心苷和甾体皂苷的结构特征。教学重点教学重点3 1、甾体化合物的结构特点和类型。、甾体化合物的结构特点和类型。2、强心苷、甾体皂苷的波谱特征。、强心苷、甾体皂苷的波谱特征。教学难点教学难点4 一、概述一、概述二、二、C C2121甾类化合物甾类化合物三、强心苷类化合物三、强心苷类化合物四、甾体皂苷类化合物四、甾体皂苷类化合物5 6 SectionOneIntroduction甾体类是天然广泛存在的一类化学成分，种类甾体类是天然广泛存在的一类化学成分，种类很多，包括很多，包括动植物甾醇（也称固醇）、胆酸、维动植物甾醇（也称固醇）、胆酸、维生素生素D、动物激素、肾上腺皮质激素、动物激素、肾上腺皮质激素、植物强心植物强心苷、蟾酥毒素、甾体生物碱、甾体药物、昆虫激苷、蟾酥毒素、甾体生物碱、甾体药物、昆虫激素素等。等。虽然这些成分来源不同、生理活性不同，但它们的化虽然这些成分来源不同、生理活性不同，但它们的化学结构中都具有学结构中都具有甾体母核甾体母核-环戊烷骈多氢菲环戊烷骈多氢菲。这类。这类成分涉及到生理、保健、节育、医药、农业、畜牧业成分涉及到生理、保健、节育、医药、农业、畜牧业等多方面，对动植物的生命活动起着重要的作用。等多方面，对动植物的生命活动起着重要的作用。7 C17C17位有位有侧链。一、甾体的定义一、甾体的定义又名类固醇化合物（又名类固醇化合物（steroidssteroids），因其结构中都），因其结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核，具有环戊烷骈多氢菲的甾核，19361936年给这类化合年给这类化合物提出一个总称物提出一个总称“甾体化合物甾体化合物”，“甾甾”字很形字很形象化地表示了这类化合物的骨架，即在含有四个象化地表示了这类化合物的骨架，即在含有四个稠合环稠合环“田田”字上面连有三个支链字上面连有三个支链“”。C10C10、C13C13上各有一个甲基，称为角甲基。上各有一个甲基，称为角甲基。8 9 二、研究进展二、研究进展1903-1932年，甾醇及胆酸的研究阐明了甾体年，甾醇及胆酸的研究阐明了甾体的碳架结构。的碳架结构。1928-1960年，动物激素的发现和工业生产。年，动物激素的发现和工业生产。1960-80年代末，避孕药物的合成及其应用与年代末，避孕药物的合成及其应用与昆虫激素的发现。昆虫激素的发现。国际著名期刊国际著名期刊steroids（甾体）（甾体）由由Elsevier科学出版公司出版。科学出版公司出版。10 三、基本结构和分类三、基本结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，可和糖结合成苷。羟基，可和糖结合成苷。而而C17C17侧链有显著差别，根据侧链有显著差别，根据C17C17侧链结构的不同，可侧链结构的不同，可将天然甾类分为不同类型。将天然甾类分为不同类型。11 分分类 C C1717 侧链 A/BA/B B/CB/C C/DC/D C 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 12 四立体化学四立体化学甾体母核有七个手性碳原子，甾体母核有七个手性碳原子，C5、C8、C9、C10、C13、C14、C17,故理论上应有故理论上应有128种光学异构体，种光学异构体，但由于稠环的存在及其引起的空间阻碍，实际上可但由于稠环的存在及其引起的空间阻碍，实际上可能存在的异构体大大减少，一般只以稳定的构型存能存在的异构体大大减少，一般只以稳定的构型存在。在。13 1.母核的构型：母核的构型：甾体化合物的四个环之间，每两个环以碳碳单键甾体化合物的四个环之间，每两个环以碳碳单键稠合时，可以是顺式的，也可以是反式的。稠合时，可以是顺式的，也可以是反式的。vA/B环有顺式环有顺式(5-H)或反式或反式(5-H)稠合。稠合。vB/C环是反式稠合（环是反式稠合（8-H/9-H)。vC/D环有顺式环有顺式(14-H)或反式稠合或反式稠合(14-H)。14 2.取代基的构型：取代基的构型：天然甾类成分天然甾类成分C10、C13、C17侧链大多为侧链大多为-构型，构型，以实线表示。由于以实线表示。由于C3上有羟基，故取代基的构型实上有羟基，故取代基的构型实质上是指质上是指C3羟基的空间排列，有两种类型的异构体：羟基的空间排列，有两种类型的异构体：（1）C3-OH,C10-CH3顺式顺式:型（实线表示）型（实线表示）（2）C3-OH,C10-CH3反式反式:型或型或epi(表表)型型（虚线表示）（虚线表示）一、概述一、概述二、二、C C2121甾类化合物甾类化合物三、强心苷类化合物三、强心苷类化合物四、甾体皂苷类化合物四、甾体皂苷类化合物15 16 一、一、C21甾体化合物甾体化合物（一）定义（一）定义C21甾体甾体(C21-steroides）是一类含有）是一类含有21个碳原个碳原子的甾体衍生物，由植物中分离出的子的甾体衍生物，由植物中分离出的C21甾类都是甾类都是以孕甾烷（以孕甾烷（pregnane）或其异构体为基本骨架。是）或其异构体为基本骨架。是目前广泛应用于临床的一类重要药物，具有抗炎、目前广泛应用于临床的一类重要药物，具有抗炎、抗肿瘤、抗生育等方面生物活性。抗肿瘤、抗生育等方面生物活性。SectionTwoSteroidesABCD1234567891011121314151617181917 18 黄体酮是由卵巢黄体分泌的一种天然孕激黄体酮是由卵巢黄体分泌的一种天然孕激素，在体内对雌激素激发过的子宫内膜有显素，在体内对雌激素激发过的子宫内膜有显著形态学影响，为著形态学影响，为维持妊娠所必需维持妊娠所必需。黄体酮。黄体酮临床用于先兆性流产、习惯性流产等闭经或临床用于先兆性流产、习惯性流产等闭经或闭经原因的反应性诊断等。闭经原因的反应性诊断等。19 20（二）存在形式（二）存在形式C21甾类在植物体中除游离存在外，可与糖结合甾类在植物体中除游离存在外，可与糖结合成苷成苷C21甾苷类。其糖链多和甾苷类。其糖链多和C21甾的甾的C3-OH相连，少数连于相连，少数连于C20-OH上。其苷类分子中除上。其苷类分子中除2-OH糖外，还有糖外，还有2-去氧糖。去氧糖。21 1C21甾苷类大都与皂苷、强心苷共存于中药中，甾苷类大都与皂苷、强心苷共存于中药中，如洋地黄叶和种子中，含有强心苷、皂苷及如洋地黄叶和种子中，含有强心苷、皂苷及C21甾苷甾苷（称为洋地黄醇苷或洋地黄醇苷类）。其无强心作用，（称为洋地黄醇苷或洋地黄醇苷类）。其无强心作用，水解可生成糖及苷元。水解可生成糖及苷元。2 2有些植物，不含强心苷，而含有些植物，不含强心苷，而含C21C21甾苷，多甾苷，多存在于萝摩科。如从牛皮消中得到的牛皮消苷存在于萝摩科。如从牛皮消中得到的牛皮消苷元、本波苷元、林里奥酮等均属元、本波苷元、林里奥酮等均属C21C21甾苷。甾苷。22 23 vA/B反；反；B/C反；反；C/D顺。顺。vC5、C6位大多有双键；位大多有双键；C20位可能有羰位可能有羰基；基；C17位上的侧链多为位上的侧链多为a构型。构型。v C3、C8、C12、C14、C17、C20等位置可等位置可能有能有 bOH；C21位可能有位可能有aOH。vC11、C12羟基可能和醋酸、苯甲酸、桂皮羟基可能和醋酸、苯甲酸、桂皮酸等结合成酯。酸等结合成酯。vC3OH有时和糖缩合成苷类存在。有时和糖缩合成苷类存在。（三）结构特点（三）结构特点24（四）结构类型（四）结构类型 2021萝藦科鹅绒藤属植物断节参，又名昆明杯冠藤，萝藦科鹅绒藤属植物断节参，又名昆明杯冠藤，民间用其治疗风湿性关节炎及跌打损伤，从其根中分民间用其治疗风湿性关节炎及跌打损伤，从其根中分离得到的断节参苷，是告达亭的五糖苷。离得到的断节参苷，是告达亭的五糖苷。从其同属植物青阳参根茎中分离得到青阳参苷从其同属植物青阳参根茎中分离得到青阳参苷，为告达亭的三糖苷。具有抗惊厥的作用，是青阳参，为告达亭的三糖苷。具有抗惊厥的作用，是青阳参治疗癫痫的有效成分。治疗癫痫的有效成分。25 26 27（五）理化性质（五）理化性质1大都是结晶形化合物；一般亲脂性较强（分子大都是结晶形化合物；一般亲脂性较强（分子中往往存在酯键）。可溶于石油醚、乙醚等亲脂中往往存在酯键）。可溶于石油醚、乙醚等亲脂性溶剂中，不溶于水；性溶剂中，不溶于水；C21甾苷类水溶性增大。甾苷类水溶性增大。28 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）苷元不同而颜色不同苷元不同而颜色不同 2甾体化合物的颜色反应。甾体化合物的颜色反应。由于由于C21甾苷类分子中甾苷类分子中2-去氧糖去氧糖的存在，故存在的存在，故存在Kellerkiliani颜色反应（强心苷类颜色反应）颜色反应（强心苷类颜色反应）C21甾苷类溶于含少量甾苷类溶于含少量Fe3+(FeCl3或或Fe2(SO4)3)的冰醋酸，沿管壁滴加浓的冰醋酸，沿管壁滴加浓H2SO4二、海洋甾体化合物二、海洋甾体化合物海洋药物研究目前已成为天然药物化学的一个海洋药物研究目前已成为天然药物化学的一个新的发展方向，现已发现不少海洋甾体化合物具新的发展方向，现已发现不少海洋甾体化合物具有显著的抗肿瘤活性，并正在进行新药的开发。有显著的抗肿瘤活性，并正在进行新药的开发。详细内容将在第十章进一步讲解。详细内容将在第十章进一步讲解。29 一、概述一、概述二、二、C21甾类化合物甾类化合物三、强心苷类化合物三、强心苷类化合物四、甾体皂苷类化合物四、甾体皂苷类化合物30 31 SectionThreeCardiacGlycosides一、定义一、定义 强心苷强心苷（cardiacglycosides）是存在于植是存在于植物中具有强心作用的甾体苷类化合物，由强心物中具有强心作用的甾体苷类化合物，由强心苷元和糖缩合而产生的一类苷。苷元和糖缩合而产生的一类苷。32 目前临床应用的有二、三十种，用于治疗充血性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，如西地兰、地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引起恶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，若超过安全心、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跳动。剂量时，可使心脏中毒而停止跳动。其中某些强心苷对动物肿瘤有效，主要是细胞毒其中某些强心苷对动物肿瘤有效，主要是细胞毒作用。作用。33 1785年，年，W.Withering使用洋地黄叶治疗水肿，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发现强心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、萝摩科、卫苷类，主要有夹竹桃科、玄参科、萝摩科、卫矛科、百合科、大戟科等等。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、毛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、羊角花洋地黄、杠柳、铃蓝、海葱、福寿草、羊角拗等。拗等。动物中尚未发现有强心苷类成分，蟾蜍中所含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，但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。其非苷类，而属甾类。二二强心苷生物合成途径强心苷生物合成途径强心苷的生物合成是以甾醇为母体经多次转化而强心苷的生物合成是以甾醇为母体经多次转化而逐渐形成，在酶的作用下发生还原，氧化，苷化，逐渐形成，在酶的作用下发生还原，氧化，苷化，乙酰化等。乙酰化等。35 三、化学结构和分类三、化学结构和分类（一）苷元部分（一）苷元部分1.基本结构基本结构强心苷是由强心苷元（强心苷是由强心苷元（cardiacaglycone）与糖（与糖（sugar）二部分构成。）二部分构成。36（1）苷元母核）苷元母核苷元母核苷元母核A,B,C,D四个环的稠合构象对强心苷的理化四个环的稠合构象对强心苷的理化及生理活性有一定影响。天然界存在的强心苷元及生理活性有一定影响。天然界存在的强心苷元B/C环是反式，环是反式，C/D环是顺式，环是顺式，A/B环大多数为顺式环大多数为顺式-洋地黄毒苷元洋地黄毒苷元(digitoxigenin)，少数为反式，少数为反式-乌乌沙苷元沙苷元(uzarigenin).37（2）取代基）取代基苷元母核上的苷元母核上的C3,C14位上都有羟基：位上都有羟基：C3位位-OH多为多为-型型-洋地黄毒苷元，少数为洋地黄毒苷元，少数为-型型(命名时冠以命名时冠以“表表”字字)3-表洋地黄毒苷元表洋地黄毒苷元(3-epidigitoxigenin)。C14位位-OH都是都是-型型(C/D环顺环顺式式)。C10，C13，C17位有侧链，位有侧链，C10，C13多为多为-CH3。C17位侧链为不饱和内酯环。位侧链为不饱和内酯环。C11,C12和和C19位可能连羰基；位可能连羰基；C4,5、C5,6、C9,11、C16,17可能有双键。可能有双键。38 2.结构类型结构类型根据根据C17位侧链的不饱和内酯环不同分为：位侧链的不饱和内酯环不同分为：甲型：甲型：C17位侧链为位侧链为五元环五元环的的-内酯内酯乙型：乙型：C17位侧链为位侧链为六元环六元环的的，-内酯内酯这两类大都是这两类大都是-构型，个别为构型，个别为-构型，构型，-型无强心型无强心作用。作用。39 甲型强心苷元：甲型强心苷元：C17位上连五元不饱和内酯环，即位上连五元不饱和内酯环，即-内酯内酯-强心甾烯型。以强心甾烯型。以强心甾强心甾（cardenolide）为）为母核命名。母核命名。40 乙型强心苷元乙型强心苷元C17位上连六元不饱和内酯环，即位上连六元不饱和内酯环，即，-双双烯烯-内酯，分为海葱甾二烯和蟾蜍甾二烯。以海内酯，分为海葱甾二烯和蟾蜍甾二烯。以海葱甾（葱甾（scillanolide）或蟾蜍甾）或蟾蜍甾(bufanolide)为母为母核命名。核命名。41（二）糖部分（二）糖部分构成强心苷的糖又构成强心苷的糖又20多种，根据多种，根据C2位上有无位上有无-OH分为分为2-OH糖及糖及2-去氧糖两类。后者主要见于强心去氧糖两类。后者主要见于强心苷。苷。1.2-羟基糖羟基糖除广泛分布于植物界的除广泛分布于植物界的D-葡萄糖、葡萄糖、L-鼠李糖外，鼠李糖外，还有：还有：（1）6-去氧糖如：去氧糖如：L-夫糖、夫糖、D-鸡纳糖等。鸡纳糖等。（2）6-去氧糖甲醚如：去氧糖甲醚如：L-黄夹糖、黄夹糖、D-洋地黄糖等。洋地黄糖等。42 2.2-去氧糖去氧糖（1）2,6-二去氧糖如：二去氧糖如：D-洋地黄毒糖等。洋地黄毒糖等。（2）2,6-二去氧糖甲醚如：二去氧糖甲醚如：L-夹竹桃糖、夹竹桃糖、D-加拿大麻糖等。加拿大麻糖等。2008-6-4 43（三）糖和苷元的连接方式三）糖和苷元的连接方式强心苷中，多数是几种糖结合成低聚糖形式再与强心苷中，多数是几种糖结合成低聚糖形式再与苷元的苷元的C3-OH结合成苷，少数为双糖苷或单糖苷。结合成苷，少数为双糖苷或单糖苷。糖和苷的连接方式有三种：糖和苷的连接方式有三种：v型型:苷元苷元-(2,6-去氧糖去氧糖)X-(D-葡萄糖葡萄糖)Yv型型:苷元苷元-(6-去氧糖去氧糖)X-(D-葡萄糖葡萄糖)Y v型：苷元型：苷元-（D-葡萄糖）葡萄糖）Y一般初生苷其末端多为葡萄糖。一般初生苷其末端多为葡萄糖。44 毛花洋地黄叶含有毛花洋地黄叶含有40余种余种强心苷。强心苷。强心苷。强心苷。总强心苷含总强心苷含量为量为0.4%0.4%1.17%1.17%。由五种不同强心苷元与不同。由五种不同强心苷元与不同的糖缩合而成。五种强心苷元的结构式为：的糖缩合而成。五种强心苷元的结构式为：洋地黄毒苷元（洋地黄毒苷元（digitoxigenin）:R=R=H羟基洋地黄毒苷元（羟基洋地黄毒苷元（gitoxigenin）:R=OH,R=H异羟基洋地黄毒苷元（异羟基洋地黄毒苷元（digoxigenin）:R=H,R=OH双羟基洋地黄毒苷元（双羟基洋地黄毒苷元（diginatigenin）:R=R=OH吉他洛苷元（吉他洛苷元（gitALoxigenin）:R=-O-CO-H,R=H（四）结构举例（四）结构举例45 46 47 四、强心苷的理化性质四、强心苷的理化性质（一）理化性质（一）理化性质1.性状：强心苷多为无色结晶或无定形粉末，性状：强心苷多为无色结晶或无定形粉末，中性物质，有旋光性，中性物质，有旋光性，C17侧链为侧链为-构型的味构型的味苦，苦，-构型味不苦，但无效。对粘膜有刺激性。构型味不苦，但无效。对粘膜有刺激性。48 2溶解度溶解度强心苷的溶解性与所连糖的种类和数目有关，强心苷的溶解性与所连糖的种类和数目有关，一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂；一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂；难溶于乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。难溶于乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。弱亲脂性苷微溶于氯仿弱亲脂性苷微溶于氯仿-乙醇乙醇(2:1)，亲脂性苷，亲脂性苷微溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿微溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿-乙醇（乙醇（3:1）。）。49 洋地黄毒苷洋地黄毒苷 一般糖基多的原生苷比次生苷或苷元的亲水性强、一般糖基多的原生苷比次生苷或苷元的亲水性强、亲脂性弱，可溶于水等高极性溶剂而难溶于低极亲脂性弱，可溶于水等高极性溶剂而难溶于低极性溶剂，多为无定形粉末。性溶剂，多为无定形粉末。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分子糖都是洋地分子糖都是洋地黄毒糖，整个分子只有黄毒糖，整个分子只有5个羟基，故在水溶液中溶个羟基，故在水溶液中溶解度小解度小(1:100000000)，溶于氯仿（，溶于氯仿（1:40）。）。50 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不能形成分子内氢键的比能形成分子内氢键的水溶性大。性大。如毛花洋地黄苷乙和毛花洋地黄苷丙，都是四糖如毛花洋地黄苷乙和毛花洋地黄苷丙，都是四糖苷，整个分子中有苷，整个分子中有8个羟基，四个糖的种类也相同，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，前者是苷元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内酯环的内酯环的羰基形成分子内氢键，后者是羰基形成分子内氢键，后者是C12,C14二羟基，二羟基，不能形成分子内氢键，所以毛花洋地黄苷丙在水中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（的溶解度（1:18500）比毛花洋地黄苷乙大。在氯）比毛花洋地黄苷乙大。在氯仿中的溶解度，毛花洋地黄苷丙（仿中的溶解度，毛花洋地黄苷丙（1:1750）小于毛）小于毛花洋地黄苷乙（花洋地黄苷乙（1:550）。）。51 乌本苷乌本苷 糖基和苷元上羟基数目对溶解性也有一定的影响。糖基和苷元上羟基数目对溶解性也有一定的影响。如乌本苷是一个单糖苷，却有如乌本苷是一个单糖苷，却有8个羟基，水溶性很个羟基，水溶性很大（大（1:75），难溶于氯仿。），难溶于氯仿。52 3脱水反应脱水反应强心苷混合强酸（强心苷混合强酸（3%-5%HCl）加热水解时，）加热水解时，苷元往往发生脱水反应。苷元往往发生脱水反应。（1）C14-OH最易发生脱水反应生成缩水苷元。最易发生脱水反应生成缩水苷元。（2）同时存在同时存在C14-OH和和C16-OH，也易脱，也易脱水，得到二缩水苷元。水，得到二缩水苷元。53（3）如将）如将C3-OH氧化为酮基，则更使氧化为酮基，则更使C5叔羟基叔羟基活化，在温热条件下即可脱水而形成烯酮。同样，活化，在温热条件下即可脱水而形成烯酮。同样，C16被氧化为酮基，也能促使被氧化为酮基，也能促使C14-叔羟基脱水而叔羟基脱水而形成烯酮。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脱脱水，生成共轭双键。水，生成共轭双键。54 4水解反应水解反应水解反应是研究强心苷组成的常用方法，分水解反应是研究强心苷组成的常用方法，分化学方法化学方法和和生物方法生物方法两大类，化学方法主要有酸水解、碱水解两大类，化学方法主要有酸水解、碱水解和乙酰解；生物方法主要有酶水解。糖部分不同，其和乙酰解；生物方法主要有酶水解。糖部分不同，其水解产物难易及产物均不同水解产物难易及产物均不同55 A.温和酸水解：温和酸水解：用稀酸（用稀酸（0.02-0.05mol/L)的盐酸或硫酸在含的盐酸或硫酸在含水醇中经短时间（半小时至数小时）加热回流，水醇中经短时间（半小时至数小时）加热回流，可使可使型强心苷水解成苷元和糖。型强心苷水解成苷元和糖。（二）苷键的水解（二）苷键的水解1.酸催化水解酸催化水解56|主要水解苷元和主要水解苷元和2-去氧糖之间的苷键或去氧糖之间的苷键或2-去氧去氧糖与糖与2-去氧糖之间的糖键。去氧糖之间的糖键。|而而2-去氧糖与葡萄糖之间的糖键不易切断。去氧糖与葡萄糖之间的糖键不易切断。|对苷元影响较小，不会引起脱水反应。对苷元影响较小，不会引起脱水反应。|但不适于但不适于16位有甲酰基的洋地黄强心苷类，位有甲酰基的洋地黄强心苷类，在此种条件下，在此种条件下，16位甲酰基水解为羟基，得不位甲酰基水解为羟基，得不到原生苷元。到原生苷元。B剧烈酸水解剧烈酸水解2-羟基糖的苷，水解较困难。羟基糖的苷，水解较困难。58 C.氯化氢丙酮法氯化氢丙酮法(Mannich法）法）Mannich和和Siewert将乌本苷置于含将乌本苷置于含1%氯化氢氯化氢的丙酮中，的丙酮中，20放置两周并时时振摇，得到原放置两周并时时振摇，得到原生的乌本苷元单丙酮化合物和氯代生的乌本苷元单丙酮化合物和氯代L-鼠李糖丙鼠李糖丙酮化合物酮化合物,再用稀酸水解乌本苷元单丙酮化合物再用稀酸水解乌本苷元单丙酮化合物而得到乌本苷元。而得到乌本苷元。此法适于对铃蓝毒苷及多数此法适于对铃蓝毒苷及多数型苷进行水解，型苷进行水解，可得到原生苷元。多用于单糖苷。某些可得到原生苷元。多用于单糖苷。某些型苷型苷如黄甲次苷乙用此法得不到原生苷而是缩水苷如黄甲次苷乙用此法得不到原生苷而是缩水苷元。元。59 2.酶水解法酶水解法含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，无水含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，无水解解2-去氧糖的酶，所以能水解除去分子中的葡去氧糖的酶，所以能水解除去分子中的葡萄糖而保留萄糖而保留2-去氧糖。去氧糖。蜗牛酶（一种混合酶，蜗牛肠管消化液经处蜗牛酶（一种混合酶，蜗牛肠管消化液经处理而得）几乎能水解所有的苷键，能将强心苷理而得）几乎能水解所有的苷键，能将强心苷分子的糖逐步水解，直至获得苷元，常用来研分子的糖逐步水解，直至获得苷元，常用来研究强心苷的结构。究强心苷的结构。60 紫花洋地黄苷紫花洋地黄苷A 紫花苷酶紫花苷酶 洋地黄毒苷洋地黄毒苷+D-葡萄糖葡萄糖 紫花洋地黄苷紫花洋地黄苷B紫花苷酶紫花苷酶羟基洋地黄毒苷羟基洋地黄毒苷+D-葡萄糖葡萄糖61 3.碱水解法碱水解法强心苷的苷键为缩醛结构，可被酸或酶水解，强心苷的苷键为缩醛结构，可被酸或酶水解，而不被碱水解。碱试剂主要使分子中的酰基水而不被碱水解。碱试剂主要使分子中的酰基水解、内酯环裂开、解、内酯环裂开、20（22）转位及苷元异构）转位及苷元异构化等。化等。62(三三)显色反应显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63（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生成活性亚甲基，故可与活性亚甲基试剂作用而显色。而显色。乙型强心苷无此类反应。乙型强心苷无此类反应。64 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，溶液，样品液呈深红色并渐渐褪去。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%乙醇溶解后加入乙醇溶解后加入0.1ml1%间二硝基苯乙醇溶液，摇匀后再加入间二硝基苯乙醇溶液，摇匀后再加入0.2ml20%NaOH溶液，呈紫红色。溶液，呈紫红色。65 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3,5-二二硝基苯甲酸试剂硝基苯甲酸试剂3-4滴，产生深红或红色。滴，产生深红或红色。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，加入碱性苦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。有时需放置味酸试剂数滴，呈现橙或橙红色。有时需放置15min后显色。后显色。66（三）作用于（三）作用于2-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2-去氧糖的特征反应，对游离的去氧糖的特征反应，对游离的2-去去氧糖或或在反应条件下能水解出氧糖或或在反应条件下能水解出2-去氧糖的强心去氧糖的强心苷都可显色。取样品苷都可显色。取样品1mg溶于溶于5ml冰乙酸中，加冰乙酸中，加一滴一滴20%三氯化铁水溶液，倾斜试管，沿试管壁三氯化铁水溶液，倾斜试管，沿试管壁加入加入5ml浓硫酸，若有浓硫酸，若有2-去氧糖存在，乙酸层渐去氧糖存在，乙酸层渐呈蓝或蓝绿色。但若不显色，不能说明无呈蓝或蓝绿色。但若不显色，不能说明无2-去氧去氧糖。糖。67 讨论：讨论：、毒毛旋花子苷能否发生反、毒毛旋花子苷能否发生反应？应？、紫花毛地黄苷和毛地黄毒苷在平行、紫花毛地黄苷和毛地黄毒苷在平行条件下进行反应，其现象是否条件下进行反应，其现象是否相同？相同？68 2.吨氢醇反应吨氢醇反应:取样品加入吨氢醇试剂，置沸水浴中取样品加入吨氢醇试剂，置沸水浴中3min呈红色。呈红色。3.过碘酸过碘酸-对硝基苯胺反应：对硝基苯胺反应：样品反应后呈深黄色样品反应后呈深黄色斑点，紫外灯下为棕色背底上现黄色荧光斑点。斑点，紫外灯下为棕色背底上现黄色荧光斑点。4.对对-硝基苯肼反应：硝基苯肼反应：样品反应后呈红色或紫红色。样品反应后呈红色或紫红色。对对2-去氧糖和葡萄糖结合的，去氧糖和葡萄糖结合的，K-K反应阴性的也可反应阴性的也可呈阳性反应。呈阳性反应。5.对对-二甲氨基苯甲醛反应：二甲氨基苯甲醛反应：样品反应后呈灰红色斑点。样品反应后呈灰红色斑点。69 五、强心苷的提取分离五、强心苷的提取分离强心苷含量很低，多与糖类、皂苷、色素、鞣质等强心苷含量很低，多与糖类、皂苷、色素、鞣质等共存，这些成分的存在可影响强心苷在溶剂中的溶共存，这些成分的存在可影响强心苷在溶剂中的溶解度。同时，强心苷的原生苷和次生苷共存，且很解度。同时，强心苷的原生苷和次生苷共存，且很多结构相似的苷同存，故提取较难。多结构相似的苷同存，故提取较难。因酸碱可使强心苷发生水解、脱水和异构化，故提因酸碱可使强心苷发生水解、脱水和异构化，故提取分离时应注意控制酸碱性。取分离时应注意控制酸碱性。2008-6-4 70 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、快冷冻干燥、快速提取、快速干燥速干燥)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 71 72 73 六、强心苷的生理活性六、强心苷的生理活性强心苷为心脏兴奋剂，主要作用是延长传导时间，强心苷为心脏兴奋剂，主要作用是延长传导时间，兴奋心肌。其强心作用主要取决于苷元部分，但兴奋心肌。其强心作用主要取决于苷元部分，但糖部分可增加强心苷对心肌的亲和力，故对强心糖部分可增加强心苷对心肌的亲和力，故对强心苷的生理活性也有影响。苷的生理活性也有影响。（一）苷元结构与强心作用的关系（一）苷元结构与强心作用的关系1.强心苷元甾体母核必须具有一定的构象和强心苷元甾体母核必须具有一定的构象和C17位连接的不饱和内酯环及其位连接的不饱和内酯环及其-构型是不可缺少的，构型是不可缺少的，若异构化为若异构化为-型或开环或不饱和内酯环被氢化或型或开环或不饱和内酯环被氢化或双键位移，均无强心作用或作用显著降低。双键位移，均无强心作用或作用显著降低。74 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脱水形成双键或脱水形成双键或与与C8脱氢成氧桥，均使强心作用减低或消失。脱氢成氧桥，均使强心作用减低或消失。C14-OH可能是保持氧的功能和可能是保持氧的功能和C/D环为顺式环为顺式构象的重要因素。构象的重要因素。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酸后，可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，但不是决定因素。影响强心作用的强度或毒性，但不是决定因素。75 5.引入引入5、11、12-OH有增强活性作用，有增强活性作用，而引入而引入1、6、16-OH有降低活性作用。有降低活性作用。6.在母核上引入双键，对强心作用的影响不一在母核上引入双键，对强心作用的影响不一致，引入致，引入4（5）与引入）与引入5-OH的影响相似，的影响相似，能增强活性，而引入能增强活性，而引入16（17）则活性消失或）则活性消失或显著下降。显著下降。7.无论在苷元或糖基上增加乙酰基都有增强活无论在苷元或糖基上增加乙酰基都有增强活性的作用。性的作用。76(二二)糖对强心作用的影响糖对强心作用的影响 1.1.强心苷中的糖的性质的数目，影响强心苷在水强心苷中的糖的性质的数目，影响强心苷在水/油油中的分配系数，从而影响强心苷的活性和毒性。中的分配系数，从而影响强心苷的活性和毒性。2.2,6-2.2,6-去氧糖形成的苷，对心肌和中枢神经系统比去氧糖形成的苷，对心肌和中枢神经系统比葡萄糖苷有较强的亲和力，这类苷的强心活性、葡萄糖苷有较强的亲和力，这类苷的强心活性、毒性和亲脂性成平行关系。毒性和亲脂性成平行关系。3.3.葡萄糖苷虽然强心活性不如葡萄糖苷虽然强心活性不如2,6-2,6-去氧糖苷类强，去氧糖苷类强，但毒性较弱，较为安全。但毒性较弱，较为安全。2008-6-4 77 甲型强心苷元及其苷的毒性规律一般为：甲型强心苷元及其苷的毒性规律一般为：苷元苷元二糖苷二糖苷三糖苷三糖苷单糖苷的毒性次序为：单糖苷的毒性次序为：葡萄糖苷葡萄糖苷甲氧基糖苷甲氧基糖苷6-去氧糖苷去氧糖苷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 一、概述一、概述二、二、C21甾类化合物甾类化合物三、强心苷类化合物三、强心苷类化合物四、甾体皂苷类化合物四、甾体皂苷类化合物79 SectionFourSteroidalSaponins一、概述一、概述1.定义定义具有螺甾烷类化合物结构母核的一类皂苷。具有螺甾烷类化合物结构母核的一类皂苷。2.分布分布主要分布薯蓣科、百合科、玄参科、菝契主要分布薯蓣科、百合科、玄参科、菝契科、龙舌兰科等单子叶植物中。科、龙舌兰科等单子叶植物中。2008-6-4 80 3.生物活性生物活性v抗生育：杀灭精子、抗早孕抗生育：杀灭精子、抗早孕主要用作合成甾体避孕药和激素类药物的原料。主要用作合成甾体避孕药和激素类药物的原料。v降血糖降血糖:伪原知母皂苷伪原知母皂苷A和原知母皂苷和原知母皂苷Av降低胆固醇和免疫调节降低胆固醇和免疫调节v抗真菌、杀虫等抗真菌、杀虫等 2008-6-4 81 v防治心脑血管疾病：防治心脑血管疾病：地奥心血康胶囊地奥心血康胶囊含含8种由黄山药中提种由黄山药中提取的甾体皂苷，总量在取的甾体皂苷，总量在90%以上，治疗以上，治疗冠心病。冠心病。心脑舒通心脑舒通由蒺藜果实中提由蒺藜果实中提取的总甾体皂苷，用于心脑血管疾病的取的总甾体皂苷，用于心脑血管疾病的防治。防治。盾叶冠心宁盾叶冠心宁从盾叶薯蓣中提从盾叶薯蓣中提取的水溶性皂苷。取的水溶性皂苷。82 资料：v黄山药黄山药 v别名：黄姜、姜黄草、知母山药、小哨姜黄、老虎姜。别名：黄姜、姜黄草、知母山药、小哨姜黄、老虎姜。v来源：薯蓣科薯蓣属植物黄山药来源：薯蓣科薯蓣属植物黄山药Dioscorea panthaica Dioscorea panthaica Prain et Burk.Prain et Burk.，以根状茎入药。秋季采集，洗净晒干。，以根状茎入药。秋季采集，洗净晒干。v性味归经：甘、微辛，平。性味归经：甘、微辛，平。v功能主治：解毒消肿，止痛。用于胃痛，跌打损伤；外用功能主治：解毒消肿，止痛。用于胃痛，跌打损伤；外用治淋巴结结核。治淋巴结结核。v用法用量：用法用量：0.50.51 1两，外用适量，研粉调敷患处。两，外用适量，研粉调敷患处。v备注：（备注：（1 1）云南玉溪的黄山药为同属植物三角叶薯蓣）云南玉溪的黄山药为同属植物三角叶薯蓣Dioscorea prazeri Prain et Burk.Dioscorea prazeri Prain et Burk.，亦以根状茎入药，亦以根状茎入药，功能祛风除湿，止痛。功能祛风除湿，止痛。83 v白蒺藜来源 为蒺藜科一年生或多年生草本植物蒺藜Tribulus terrestris L.的成熟果实。产地 全国大部分地区均产，但以长江以北较多。采收 秋季果实成熟后，采割全草，晒干，打下果实，除去杂质。药材形性 为5个小果聚合而成，呈放谢状五棱形，直径06-1cm。有的裂为单一的分果瓣，分果瓣呈舞状，表面绿白色或灰白色，背面隆起许多网纹及小刺，还有对称的长刺和短刺各1对。质硬，刺手，切断面可见白色或黄白色有油性的种仁。无臭，昧苦、辛84 v抗肿瘤：抗肿瘤：从百合科植物从百合科植物Ornithogalumsaundersiae中分离出一种皂苷中分离出一种皂苷OSW-1,此化合物对人的正常此化合物对人的正常细胞几乎没有毒性，而对恶性肿瘤细胞具有强细胞几乎没有毒性，而对恶性肿瘤细胞具有强烈毒性。体外生理活性实验表明，它的抗癌活烈毒性。