最新天然药化第八章甾体及其苷类PPT课件.ppt
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1、天然药化第八章甾体及其苷类天然药化第八章甾体及其苷类第八章第八章 甾体及其苷类甾体及其苷类第一节第一节 概述概述1.概念概念 甾体化合物是天然化合物存在的一类化学成分,甾体化合物是天然化合物存在的一类化学成分,包括包括植物甾醇、胆汁酸、植物甾醇、胆汁酸、C C2121甾类、昆虫变态激素、甾类、昆虫变态激素、强心苷、甾体皂苷强心苷、甾体皂苷、甾体生物碱、蟾毒配基甾体生物碱、蟾毒配基等。尽等。尽管种类繁多,但它们的结构中都具有管种类繁多,但它们的结构中都具有环戊烷骈多氢环戊烷骈多氢菲菲的甾体母核。的甾体母核。3.甾体类化合物的颜色反应甾体类化合物的颜色反应 甾类成分在无水条件下,遇强酸亦能产生各种
2、甾类成分在无水条件下,遇强酸亦能产生各种颜色反应,与三萜化合物类似。颜色反应,与三萜化合物类似。李李-布氏反应(布氏反应(Liebermann-BurchardLiebermann-Burchard反应)反应)将样品溶于氯仿,加硫酸将样品溶于氯仿,加硫酸-醋酸酐醋酸酐(1:20)(1:20),产,产生红生红 紫紫 蓝蓝 绿绿 污绿等颜色变化,污绿等颜色变化,最后褪色。也可将样品溶于冰乙酸,加试剂产生同最后褪色。也可将样品溶于冰乙酸,加试剂产生同样的反应。样的反应。氯仿氯仿-浓硫酸试剂(浓硫酸试剂(SalkowskiSalkowski反应)反应)将样品溶于氯仿,加入硫酸,硫酸层显血红色将样品溶于
3、氯仿,加入硫酸,硫酸层显血红色或蓝色,氯仿层显绿色荧光。或蓝色,氯仿层显绿色荧光。TschugaevTschugaev反应反应 将样品溶于冰乙酸,加几粒氯化锌和乙酰氯共将样品溶于冰乙酸,加几粒氯化锌和乙酰氯共热;或取样品溶于氯仿,加冰乙酸、乙酰氯、氯化热;或取样品溶于氯仿,加冰乙酸、乙酰氯、氯化锌煮沸,反应液呈现紫红锌煮沸,反应液呈现紫红 蓝蓝 绿的变化。绿的变化。三氯醋酸试剂(三氯醋酸试剂(Rosen-HeimerRosen-Heimer反应)反应)将样品溶液滴在滤纸上,喷将样品溶液滴在滤纸上,喷25%25%的三氯乙酸乙的三氯乙酸乙醇溶液,加热至醇溶液,加热至6060呈红色至紫色反应。呈红色
4、至紫色反应。五氯化锑反应五氯化锑反应 将样品溶液滴在滤纸上,喷将样品溶液滴在滤纸上,喷25%25%的五氯化锑氯的五氯化锑氯仿溶液,加热至仿溶液,加热至60607070加热加热3 35 5分钟,斑点呈分钟,斑点呈灰蓝、蓝、灰紫色等颜色。灰蓝、蓝、灰紫色等颜色。第二节第二节 甾体化合物甾体化合物1.C1.C2121甾类化合物甾类化合物 C C2121甾是一类含有甾是一类含有2121个碳原子的甾体衍生物,是个碳原子的甾体衍生物,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。目前从植物中分抗肿瘤、抗生育等方面生物活性。目前从植物
5、中分离出的离出的C C2121甾类成分的种类多以甾类成分的种类多以孕甾烷或其异构体孕甾烷或其异构体为为基本骨架。基本骨架。C C2121甾类成分在植物中除游离方式存在甾类成分在植物中除游离方式存在外,也可和糖缩合成苷类存在。外,也可和糖缩合成苷类存在。如白首乌新苷如白首乌新苷、地荠普苷、白薇新苷等。、地荠普苷、白薇新苷等。白首乌白首乌白首乌新苷白首乌新苷A A白首乌新苷白首乌新苷B B紫花洋地黄紫花洋地黄地荠普苷地荠普苷R R为洋地黄毒糖为洋地黄毒糖地荠帕尔普苷地荠帕尔普苷青阳参地上部分青阳参地上部分青阳参治疗癫痫的有效成分青阳参治疗癫痫的有效成分O OC CH H3 3O OC CH H3
6、3O OO OO OO OC CH H3 3C CH H3 3O OO OC CH H3 3O OC CH H3 3O OO OO OC CH H3 3O OO OO OC CH H3 3O OC CO OO OH HO OH HOO OH HO OC CH H3 3C C告达亭告达亭青阳参苷青阳参苷IIII断节参苷断节参苷 2.2.海洋甾体化合物海洋甾体化合物 海洋甾体化合物有抗肿瘤活性。海洋甾体化合物有抗肿瘤活性。如从如从海绵海绵中分离的具有强细胞毒的中分离的具有强细胞毒的新鞘类酯糖新鞘类酯糖苷苷就具有抗癌活性。就具有抗癌活性。第三节 强心苷一、强心苷的概述及生物合成一、强心苷的概述及生物
7、合成二、强心苷的结构二、强心苷的结构1.1.强心苷的母核结构强心苷的母核结构2.2.强心苷的糖强心苷的糖3.3.苷元和糖连接的方式苷元和糖连接的方式三、强心苷的结构与活性的关系三、强心苷的结构与活性的关系第三节 强心苷四、强心苷的理化性质四、强心苷的理化性质1.1.理化性质理化性质2.2.苷键的水解苷键的水解3.3.显色反应显色反应-检识检识五、强心苷的提取和分离五、强心苷的提取和分离第三节第三节 强心苷强心苷一、强心苷的概述及生物合成一、强心苷的概述及生物合成 强心苷是存在于植物中具有强心苷是存在于植物中具有强心作用强心作用的甾体苷的甾体苷类化合物。强心苷存在于许多类化合物。强心苷存在于许多
8、有毒的植物有毒的植物中,在个中,在个别别动物的分泌动物的分泌物中含有强心成分。其生物合成是以物中含有强心成分。其生物合成是以甾醇为母体经多次转化而逐渐生成,涉及大约甾醇为母体经多次转化而逐渐生成,涉及大约2020种种酶的作用。酶的作用。二、强心苷的结构二、强心苷的结构1.强心苷的母核结构强心苷的母核结构 强心苷元中甾体母核四个环的稠合方式强心苷元中甾体母核四个环的稠合方式与甾醇不同。与甾醇不同。天然存在的强心苷元的天然存在的强心苷元的B/C环都是反式,环都是反式,C/D环都是顺式,环都是顺式,A/B环二种稠合方式都环二种稠合方式都有,以顺式稠合的较多有,以顺式稠合的较多,如毛地黄毒苷元。,如毛
9、地黄毒苷元。反式稠合的较少反式稠合的较少,如乌沙苷元。,如乌沙苷元。甲型强心苷元甲型强心苷元:C C1717位侧链为不饱和内酯,有为五元位侧链为不饱和内酯,有为五元环的环的-内酯。内酯。乙型强心苷元乙型强心苷元:C C1717位侧链为不饱和内酯,有为六元位侧链为不饱和内酯,有为六元环的环的,-内酯。内酯。甲型强心甙元甲型强心甙元(强心甾烯)(强心甾烯)乙型强心甙元乙型强心甙元(海葱甾二烯)(海葱甾二烯)洋地黄毒苷元洋地黄毒苷元乌沙苷元乌沙苷元夹竹桃苷元夹竹桃苷元绿海葱苷元绿海葱苷元蟾毒素蟾毒素常见的含强心苷的天然药物常见的含强心苷的天然药物铃兰、紫花洋地黄铃兰、紫花洋地黄R R为鼠李糖为鼠李糖
10、铃兰毒苷铃兰毒苷洋地黄毒苷洋地黄毒苷黄花夹竹桃黄花夹竹桃黄夹苷甲黄夹苷甲黄夹苷乙黄夹苷乙可强心利尿、祛痰定喘、祛瘀镇痛。可强心利尿、祛痰定喘、祛瘀镇痛。羊角拗R R为为L L夹竹桃糖夹竹桃糖羊角拗苷羊角拗苷可治疗心力衰竭,风湿肿痛、小儿麻痹后遗症等。可治疗心力衰竭,风湿肿痛、小儿麻痹后遗症等。蟾酥蟾酥蟾毒灵蟾毒灵具有解毒、止痛、开窍醒神等功效。具有解毒、止痛、开窍醒神等功效。2.2.强心苷的糖强心苷的糖 构成强心苷的糖有构成强心苷的糖有2020多种。多种。根据它们根据它们C C2 2位上有无羟基可以分成位上有无羟基可以分成:-羟基糖(羟基糖(2-2-羟基糖)羟基糖)-去氧糖(去氧糖(2-2-去
11、氧糖)去氧糖)-去氧糖常见于强心苷类,是区别于其它苷类去氧糖常见于强心苷类,是区别于其它苷类成分的一个重要特征。成分的一个重要特征。-羟基糖羟基糖:除:除D-D-葡萄糖、葡萄糖、L-L-鼠李糖外,还有鼠李糖外,还有6-6-去去氧糖氧糖如如L-L-夫糖(夫糖(L-fucoseL-fucose)、)、D-D-鸡纳糖(鸡纳糖(D-D-quinovosequinovose)、)、D-D-弩箭子糖(弩箭子糖(D-antiaroseD-antiarose)、)、D-6-D-6-去去氧阿洛糖(氧阿洛糖(D-6-deoxyalloseD-6-deoxyallose)等;)等;6-6-去氧糖甲醚去氧糖甲醚如如L
12、-L-黄花夹竹桃糖(黄花夹竹桃糖(L-thevetoseL-thevetose)、)、D-D-洋地黄糖等。洋地黄糖等。-去氧糖去氧糖:有:有2 2,6-6-二去氧糖二去氧糖如如D-D-洋地黄毒糖(洋地黄毒糖(D-D-digitoxosedigitoxose)等;)等;2 2,6-6-二去氧糖甲醚二去氧糖甲醚如如L-L-夹竹桃糖夹竹桃糖(L-oleandroseL-oleandrose)、)、D-D-加拿大麻糖(加拿大麻糖(D-cymaroseD-cymarose)、)、D-D-迪吉糖(迪吉糖(D-diginoseD-diginose)和)和D-D-沙门糖(沙门糖(D-D-sarmentoses
13、armentose)等。)等。D-鸡纳糖 D-弩箭子糖 D-6-去氧阿洛糖 L-夫糖D-洋地黄糖 D-洋地黄毒糖 D-加拿大麻糖 L-黄花夹竹桃糖 糖基上有乙酰基糖基上有乙酰基糖基上有氨基糖基上有氨基3.3.苷元和糖连接的方式苷元和糖连接的方式 多数为多数为型、型、型,少数为型,少数为型。型。型型:苷元苷元C C3 3-O-(2,6-O-(2,6二去氧糖二去氧糖)x x-(-(-羟基糖羟基糖)y y 如如 毛花地黄属强心甙中的毛花洋地黄甙丙。毛花地黄属强心甙中的毛花洋地黄甙丙。型型:苷元:苷元C3-O-(6-C3-O-(6-去氧糖去氧糖)X X-(-(-羟基糖羟基糖)y y如如 黄夹苷甲。黄夹
14、苷甲。型型:苷元:苷元C3-O-(-C3-O-(-羟基糖羟基糖)X X。如如 乌沙苷、绿海葱苷等。乌沙苷、绿海葱苷等。洋地黄毒苷洋地黄毒苷 (型型)黄夹苷甲(黄夹苷甲(型)型)绿海葱苷绿海葱苷(型)型)强心苷中糖均与苷元强心苷中糖均与苷元C C3 3-OH-OH结合形成苷,可多至结合形成苷,可多至5 5个单元,以直链连接。个单元,以直链连接。毛花洋地黄苷丙毛花洋地黄苷丙 蟾毒配基在蟾酥中不是以苷的形式存在,而是蟾毒配基在蟾酥中不是以苷的形式存在,而是其其C3-OHC3-OH与辛二酰(庚二酰、己二酰和丁二酰)精与辛二酰(庚二酰、己二酰和丁二酰)精氨酸等结合成酯(日蟾蜍它灵毒类),作为毒苷存氨酸等
15、结合成酯(日蟾蜍它灵毒类),作为毒苷存在于蟾蜍体内。在于蟾蜍体内。三、强心苷的结构与活性的关系三、强心苷的结构与活性的关系1.1.甾体母核甾体母核 苷元甾核中,苷元甾核中,A/B A/B环顺式或反式,环顺式或反式,C/DC/D环必须是环必须是顺式,才能显示强心作用。顺式,才能显示强心作用。若若C/DC/D环为反式或环为反式或C C1414-OH-OH脱水生成脱水苷元,强心作用消失。脱水生成脱水苷元,强心作用消失。A/BA/B环为反式稠环为反式稠和的甲型强心苷元,和的甲型强心苷元,C C3 3-羟羟基必基必须为须为型才有活性。型才有活性。2.2.不饱和內酯环不饱和內酯环 在甾核的在甾核的1717
16、位,必须有一个不饱和内酯环,且位,必须有一个不饱和内酯环,且为为型,如异构化型,如异构化为为型或开型或开环环,或不,或不饱饱和和键转键转化化成成为饱为饱和和键时键时,强强心作用和毒性将心作用和毒性将变变得很微弱。得很微弱。3.3.取代基取代基 如如C C1010位的角甲基转化为位的角甲基转化为醛基或羟甲基醛基或羟甲基时,其时,其生理活性增强;生理活性增强;C C1010位的角甲基转为位的角甲基转为羧基或无角甲羧基或无角甲基,则生理活性明显减弱。此外,母核上引入基,则生理活性明显减弱。此外,母核上引入5 5 、1111、12-12-羟基羟基,可增强活性,引入,可增强活性,引入1 1、66、16-
17、16-羟基羟基,可降低活性;引入双键,可降低活性;引入双键4(5)4(5),活性,活性增强,引入双键增强,引入双键16(17)16(17)则活性消失或显著降低。则活性消失或显著降低。4.4.糖部分糖部分 强心苷中的糖本身不具有强心作用,但它们的强心苷中的糖本身不具有强心作用,但它们的种类、数目对强心苷的毒性会产生一定影响。种类、数目对强心苷的毒性会产生一定影响。一般来说,苷元连接成单糖苷后,毒性增加。一般来说,苷元连接成单糖苷后,毒性增加。随着糖数的增多,分子量增大,苷元相对比例减少,随着糖数的增多,分子量增大,苷元相对比例减少,又使毒性减弱。又使毒性减弱。强心作用强弱常以对动物的毒性(致死量
18、)来强心作用强弱常以对动物的毒性(致死量)来表示。表示。毒毛旋花子苷元组成的三种苷的毒性比较毒毛旋花子苷元组成的三种苷的毒性比较 化合物名称化合物名称LD50(猫猫,mg/kg)毒毛旋花子苷元毒毛旋花子苷元 0.325加拿大麻苷(毒毛旋花子苷元加拿大麻苷(毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻糖)加拿大麻糖)0.110k-毒毛旋花子次苷毒毛旋花子次苷-(毒毛旋花子苷元(毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻加拿大麻糖糖-D-葡萄糖)葡萄糖)0.128k-毒毛旋花子苷(毒毛旋花子苷元毒毛旋花子苷(毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻糖加拿大麻糖-D-(葡萄糖)(葡萄糖)2 0.186 从上表可知,一般从上表可知,一般甲型强
19、心苷及苷元甲型强心苷及苷元的毒性的毒性规律为:三糖苷二糖苷单糖苷苷元。规律为:三糖苷二糖苷单糖苷苷元。乙型强心苷及苷元乙型强心苷及苷元的毒性规律:的毒性规律:苷元苷元单糖苷单糖苷 二糖苷二糖苷乙型强心乙型强心苷元苷元的毒性大于甲型强心的毒性大于甲型强心苷元苷元。四、强心苷的理化性质四、强心苷的理化性质1.1.理化性质理化性质性状性状 溶解性溶解性 强心苷分子中有内酯环结构开裂和环合强心苷分子中有内酯环结构开裂和环合 强心苷内酯环上双键氧化强心苷内酯环上双键氧化55或或 14 14羟基脱水羟基脱水强心苷若强心苷若C C1010位有醛基取代可形成半缩醛结构位有醛基取代可形成半缩醛结构强心苷强心苷C
20、17-C17-内酯异构化内酯异构化邻二羟基氧化邻二羟基氧化 1.理化性质理化性质性状性状 强心苷多为无定形粉末或无色结晶,具有旋光强心苷多为无定形粉末或无色结晶,具有旋光性,性,C C1717位侧链为位侧链为构型者味苦,为构型者味苦,为构型者味不苦。构型者味不苦。对粘膜具有刺激性。对粘膜具有刺激性。溶解性溶解性 强心苷一般可溶于水、醇、丙酮等极性溶剂,强心苷一般可溶于水、醇、丙酮等极性溶剂,微溶于乙酸乙酯、含醇氯仿,几乎不溶于乙醚、苯、微溶于乙酸乙酯、含醇氯仿,几乎不溶于乙醚、苯、石油醚等极性小的溶剂。石油醚等极性小的溶剂。它们的溶解度也因糖分子数目和性质以及苷它们的溶解度也因糖分子数目和性质
21、以及苷元分子中有无元分子中有无亲水性基团亲水性基团而有差异。而有差异。强心苷分子中有内酯环结构,强心苷分子中有内酯环结构,用碱水处理,内用碱水处理,内酯环开裂,但酸化后又环合(非可逆过程)。酯环开裂,但酸化后又环合(非可逆过程)。甲型强心苷內酯环开裂过程甲型强心苷內酯环开裂过程14141414质子转移,质子转移,双键转位双键转位亲电亲电加成加成 乙型强心苷在乙型强心苷在醇性苛性碱醇性苛性碱溶液中,不发生双键溶液中,不发生双键转移,但内酯环开裂生成酯,再脱水生成转移,但内酯环开裂生成酯,再脱水生成甲酯异甲酯异构化物构化物。乙型强心苷內酯环开裂过程乙型强心苷內酯环开裂过程强心苷内酯环上双键氧化强心
22、苷内酯环上双键氧化 酮醇化合物酮醇化合物醛酮化合物醛酮化合物17-羰基化合物羰基化合物55或或 14 14羟基脱水羟基脱水 强心苷元中强心苷元中5 5-羟羟基和基和14-14-羟羟基是叔基是叔羟羟基,基,极易脱水,故含此取代基的苷极易脱水,故含此取代基的苷类类在酸水解在酸水解时时,常,常得次生的得次生的脱水苷元脱水苷元。14145 5强心苷如果强心苷如果C10位有醛基取代,在位有醛基取代,在冷甲醇中用盐酸冷甲醇中用盐酸处理处理,C3-OH能与能与C10-醛基形成半缩醛的结构。醛基形成半缩醛的结构。强心苷强心苷C17-内酯内酯,在二甲基甲酰胺中,与甲苯磺,在二甲基甲酰胺中,与甲苯磺酸钠和醋酸钠加
23、热酸钠和醋酸钠加热110反应反应2424小时,即可异构化为小时,即可异构化为C C1717-内酯内酯构型。构型。邻二羟基氧化邻二羟基氧化强心苷元上邻二羟基氧化开裂过程强心苷元上邻二羟基氧化开裂过程双甲酰化合物双甲酰化合物半缩醛结构半缩醛结构1111二乙酰衍生物。二乙酰衍生物。2.2.苷键的水解苷键的水解2.12.1酸催化水解酸催化水解温和酸水解温和酸水解 用稀酸(用稀酸(0.020.020.05mol/L0.05mol/L的的HCLHCL或或H H2 2SOSO4 4)在含)在含水醇中短时间加热回流,可水解水醇中短时间加热回流,可水解去氧糖去氧糖的苷键。但的苷键。但2-2-羟基糖的苷,在此条件
24、下不易断裂。羟基糖的苷,在此条件下不易断裂。强酸水解强酸水解 对于较难水解的苷(如对于较难水解的苷(如2-2-羟基糖的苷)须提高羟基糖的苷)须提高酸的浓度(酸的浓度(3%3%5%5%),延长水解时间,并同时加压。),延长水解时间,并同时加压。由于反应剧烈常引起苷元脱水,产生缩水苷元。由于反应剧烈常引起苷元脱水,产生缩水苷元。盐酸丙酮法盐酸丙酮法室温室温2W 如果苷元分子中有二个相邻羟其,也能被丙酮化如果苷元分子中有二个相邻羟其,也能被丙酮化而生成苷元丙酮化物,如乌本苷的水解,需再用而生成苷元丙酮化物,如乌本苷的水解,需再用稀酸加热水解而得到乌本苷元。稀酸加热水解而得到乌本苷元。2.2 2.2
25、碱水解碱水解 强心苷的苷键不能被碱水解,但强心甙分子中有强心苷的苷键不能被碱水解,但强心甙分子中有酰基,酰基,内酯环则会受到碱液作用而水解或裂解。内酯环则会受到碱液作用而水解或裂解。若强心苷分子的苷元或糖部分有酰基,若强心苷分子的苷元或糖部分有酰基,用碱处理用碱处理使酰基水解脱去使酰基水解脱去,一般用,一般用稀碱稀碱如碳酸氢钠、碳酸氢如碳酸氢钠、碳酸氢钾、稀氢氧化钙溶液等,钾、稀氢氧化钙溶液等,即即可使酰基脱去而内酯环可使酰基脱去而内酯环不受影响不受影响。但在强碱溶液中可使内酯开环但在强碱溶液中可使内酯开环,酸化后又能闭环。,酸化后又能闭环。如果在甲醇或吡啶等溶剂中与碱作用内酯环上双键能由如果
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