甾体类化合物含甾体皂苷和强心苷.ppt

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1、化学工业出版社化学工业出版社 第第7章章甾体化合物甾体化合物一、一、概述概述 二、二、甾体化合物的性质甾体化合物的性质 三、三、代表性甾体化合物代表性甾体化合物 四、四、甾体甾体皂苷皂苷 五、五、强心苷强心苷化学工业出版社化学工业出版社 一、一、甾体化合物的结构与命名甾体化合物的结构与命名甾甾体体化化合合物物在在生生命命活活动动中中起起调调节节和和控控制制作作用用。例例性性激激素素调调节节性性功功能能及及调调节节生生育育，皮皮质质激激素素调调节节水水盐盐代代谢谢及及糖糖的的平平衡衡。甾甾体体化化合合物物主主要要有有胆胆甾甾醇醇，胆胆汁汁酸酸，性性激激素素，肾上腺皮质激素，甾体生物碱等。肾上腺皮

2、质激素，甾体生物碱等。1.1.甾体化合物的结构甾体化合物的结构甾甾体体化化合合物物基基本本母母核核(结结构构)为为环环戊戊稠稠多多氢氢化化菲菲，一一般般含含有有三三个个支支链链，其其中中R1、R2常常为为甲甲基基，R3因因化化合合物物不不同同而而异。异。环戊稠多氢化菲环戊稠多氢化菲化学工业出版社化学工业出版社 甾体化合物的立体构型主要有甾体化合物的立体构型主要有两大类两大类，分别称为胆甾，分别称为胆甾烷系和粪甾烷系。烷系和粪甾烷系。胆胆甾甾烷烷系系(别别系系)A,B环反式环反式(5系系)A,B环环aa型连接型连接 化学工业出版社化学工业出版社 粪甾烷系粪甾烷系(正系正系)A,B环顺式环顺式(5

3、系系)A,B环环ae型连接型连接 18及及19位位上的甲基称上的甲基称角甲基角甲基，在环平面上方，在环平面上方(或前方或前方)的角的角甲基称甲基称-角甲基角甲基，在环平面下方，在环平面下方(或后方或后方)的甲基称的甲基称-角甲基角甲基。天然存在的甾体化合物中都是天然存在的甾体化合物中都是-角甲基，其它基团根据其角甲基，其它基团根据其在环平面前方还是在环平面的的后方，用在环平面前方还是在环平面的的后方，用-或或-表示。表示。化学工业出版社化学工业出版社 两个甾体化合物：两个甾体化合物：(1)黄体酮黄体酮：分子式为分子式为C21H30O2，学名为，学名为4-孕甾烯孕甾烯-3,20-二酮二酮，具有保

4、，具有保胎作用，可从胆固醇来合成。胎作用，可从胆固醇来合成。(2)氢化可的松氢化可的松分子式为分子式为C21H30O5，又称皮，又称皮质醇。具生理活性，主要用于质醇。具生理活性，主要用于治疗皮炎和风湿性关节炎，治疗皮炎和风湿性关节炎，C11上上-OH是是-式，式，C17上上-OH是是-式式即即11,17,21-三羟基三羟基-4-孕甾孕甾烯烯-3,20-二酮二酮。化学工业出版社化学工业出版社 与氢化可的松相似结构的另一与氢化可的松相似结构的另一化合物，无生理作用，与氢化可化合物，无生理作用，与氢化可的松的差异是的松的差异是C11上上-OH是是-式。式。(11-羟基，羟基，17-羟基羟基)化学工业

5、出版社化学工业出版社 2.2.甾体化合物命名甾体化合物命名结结合合IUPAC命命名名法法与与中中文文特特点点，一一些些母母体体化化合合物物的的名名称称表述如下：表述如下：(1)雄雄(甾甾)烷烷(Androstane)(2)雌雌(甾甾)烷烷(Estrane)化学工业出版社化学工业出版社 (3)孕孕(甾甾)烷烷(Pregnane)：(6)豆甾烷豆甾烷(Stigmastane)(4)胆甾烷胆甾烷(Cholestane)(5)麦角甾烷麦角甾烷(Ergostane)化学工业出版社化学工业出版社 例：例：17-羟基羟基-4-孕甾烯孕甾烯-3,20-二酮二酮 5,7,22-麦角甾三烯麦角甾三烯-3-醇醇 3

6、-羟基羟基-5-胆甾胆甾-6-酮酮 6-溴溴-5-孕甾孕甾-7,20-二酮二酮 化学工业出版社化学工业出版社 二、甾体化合物的一些反应与构象的关系二、甾体化合物的一些反应与构象的关系甾甾体体化化合合物物的的反反应应过过程程、速速度度和和构构象象有有关关，胆胆甾甾烷烷与与粪粪甾甾烷烷的的构构象象如如下下所所示示。5-胆胆甾甾烷烷构构象象，A,B环环反反式式，天天然然界界甾甾体体C3上上-OH绝绝大大多多数数为为-式式(e(e键键OH)OH)，C17上上R为为-式式，45、56位位双双键键易易反反应应。5-粪粪甾甾烷烷构构象象，A,B环环顺顺式式，C3上上-位稳定，位稳定，-OH多多(e(e键键O

7、H)OH)。5-胆甾烷构象：胆甾烷构象：5-粪甾烷构象：粪甾烷构象：化学工业出版社化学工业出版社 1.1.甾醇和碱作用甾醇和碱作用 5-胆甾烷胆甾烷-3-醇醇(e键键)5-胆甾烷胆甾烷-3-醇醇(a键键)(90%)(10%)(10%)(90%)胆甾烷中羟基在胆甾烷中羟基在e键上比键上比a键上稳定，因此含量较高，而键上稳定，因此含量较高，而粪甾烷的情形正好相反。粪甾烷的情形正好相反。化学工业出版社化学工业出版社 2.2.甾醇的酯化反应甾醇的酯化反应 规律规律：e键上的键上的-OH易和易和-COOH酯酯化，与化，与a键上键上-OH相比可达相比可达98%以上。以上。3-OH(e键键)与氯甲酸乙酯的反

8、应产物占绝大多数，与氯甲酸乙酯的反应产物占绝大多数，C5-OH与与C6-OH(a键键)几乎不反应。几乎不反应。3.3.水解反应水解反应规律规律：在：在e键上的酰氧基酯水解速度比在键上的酰氧基酯水解速度比在a键上快许多倍。键上快许多倍。胆甾醇胆甾醇3式快；粪甾醇式快；粪甾醇3式快。式快。化学工业出版社化学工业出版社 胆甾醇系：胆甾醇系：粪粪甾甾醇醇的的情情形形与与胆胆甾甾醇醇相相反反。多多 少少化学工业出版社化学工业出版社 4.4.卤化反应卤化反应 常用常用PBr3，PCl5作卤化剂。卤化过程中易发生构型转化作卤化剂。卤化过程中易发生构型转化(SN2)，也有构型不变产物，也有构型不变产物(e键上

9、引入卤素键上引入卤素)。例下列过程。例下列过程引入卤素构型不变。引入卤素构型不变。5.5.消去反应消去反应 消去反应的结果是脱去一些象消去反应的结果是脱去一些象H2O一样的小分子而生一样的小分子而生成双键产物。成双键产物。当两个被消去基团处在反式双竖键当两个被消去基团处在反式双竖键(双双a键键)容易发生消容易发生消去反应；反式双去反应；反式双e键或顺式双竖键都不易消去。键或顺式双竖键都不易消去。化学工业出版社化学工业出版社 2-2-烯键化合物烯键化合物 3-3-次甲基衍生物次甲基衍生物 由于由于2-烯键化合物存在烯键化合物存在超共轭超共轭(-共轭共轭)效应效应，而，而3-次甲基衍生物为端位烯，

10、内能高，因此稳定性为次甲基衍生物为端位烯，内能高，因此稳定性为2-烯键化烯键化合物大于合物大于3-次甲基衍生物。次甲基衍生物。化学工业出版社化学工业出版社 6.6.加成反应加成反应例如胆甾醇的加成反应，因为例如胆甾醇的加成反应，因为C18，C19角甲基都是角甲基都是-型，型，所以双键加成时从位阻较小的所以双键加成时从位阻较小的-面向双键进攻，分别得到面向双键进攻，分别得到胆甾胆甾-3,5,6-三醇与三醇与5,6-二溴胆甾二溴胆甾-3-醇。醇。5,6-二羟基产物二羟基产物顺式加成产物顺式加成产物5,6-二溴产物二溴产物(反反式加成产物式加成产物)化学工业出版社化学工业出版社 双键加溴过程：双键加

11、溴过程：两个溴都在两个溴都在a键上键上,不稳定，易发生消不稳定，易发生消去反应去反应 粪甾烷系二溴产物，较稳粪甾烷系二溴产物，较稳定，两个溴在定，两个溴在e键上，但键上，但OH在在a键上键上 化学工业出版社化学工业出版社 7.7.羰基加成羰基加成-消去反应消去反应 化学工业出版社化学工业出版社 8.8.氧化反应氧化反应常常用用铬铬酸酸、HOBr等等氧氧化化剂剂氧氧化化羟羟基基。氧氧化化规规律律：OH处处在在a键键上上易易氧氧化化。甾甾醇醇羟羟基基被被氧氧化化活活性性次次序序从从易易到到难难排排列如下：列如下：11-OH2-OH3-OH2(3)-OH(a键键)(a键键)(a键键)(e键键)100

12、203.01.3(1.0)氧化相对速率氧化相对速率Grimmer在在1960年用铬酸氧化各种甾醇得不同速率，年用铬酸氧化各种甾醇得不同速率，以测定甾体化合物碳环上羟基位置和取向，此为一种有以测定甾体化合物碳环上羟基位置和取向，此为一种有效的分析方法。效的分析方法。化学工业出版社化学工业出版社 双键氧化断裂常用高锰酸钾、臭氧化锌粉水解。双键氧化断裂常用高锰酸钾、臭氧化锌粉水解。9.9.还原反应还原反应羰基还原时常用还原剂羰基还原时常用还原剂LiAlH4、NaBH4等，例：等，例：化学工业出版社化学工业出版社 三、代表性甾体化合物三、代表性甾体化合物1.1.甾醇甾醇甾甾醇醇是是脂脂肪肪不不能能被被

13、皂皂化化部部分分分分离离得得到到的的饱饱和和或或不不饱饱和和的的第第二二级级醇醇(仲仲醇醇)，无无色色结结晶晶，几几乎乎不不溶溶于于水水，但但易易溶溶于于有有机机溶溶剂剂。甾甾醇醇在在C3上上-OH都都是是-型型，在在天天然然界界中中以以游离醇或高级脂肪酸酯形式存在。游离醇或高级脂肪酸酯形式存在。主要有三大类：主要有三大类：(1)动物甾醇动物甾醇动物体内动物体内(2)微生物甾醇微生物甾醇酵母菌，霉菌酵母菌，霉菌(3)植物甾醇植物甾醇植物体内植物体内化学工业出版社化学工业出版社 甾醇基本母核：甾醇基本母核：多数甾醇多数甾醇C5，C6之间有双键，重要的几种甾醇见表之间有双键，重要的几种甾醇见表7-

14、1。例例：胆胆甾甾醇醇，双双键键位位置置在在5位位；麦麦角角甾甾醇醇，双双键键位位置置在在5,7,22位。位。化学工业出版社化学工业出版社 (1)(1)胆甾醇胆甾醇分子式为分子式为C27H46O，俗称胆固醇，是一种白色结晶，俗称胆固醇，是一种白色结晶，m.p.149，max=220nm。1775年由年由Conrud发现，是最重要的发现，是最重要的动物甾醇，动物所有细胞组织内，中枢神经细胞内及皮脂动物甾醇，动物所有细胞组织内，中枢神经细胞内及皮脂与肾脏内特多，在成人体内，大约含与肾脏内特多，在成人体内，大约含240克。含胆固醇较克。含胆固醇较高食物有猪油、黄油、动物内脏、鹌鹑蛋、墨鱼、鱿鱼籽高食

15、物有猪油、黄油、动物内脏、鹌鹑蛋、墨鱼、鱿鱼籽等。胆固醇易吸收，其酯不被吸收，并受植物甾醇抑制。等。胆固醇易吸收，其酯不被吸收，并受植物甾醇抑制。食物胆甾醇吸收率食物胆甾醇吸收率1/3。胆固醇在老年人体内过高是有害的，可引起高血压、冠胆固醇在老年人体内过高是有害的，可引起高血压、冠心病、胆结石、动脉硬化等疾病。但在人体内并不是越低心病、胆结石、动脉硬化等疾病。但在人体内并不是越低越好，应将胆固醇保持在一个合理的水平上。越好，应将胆固醇保持在一个合理的水平上。化学工业出版社化学工业出版社 胆固醇对人体健康至关重要：胆固醇对人体健康至关重要：首先，首先，胆固醇是人体组织结构、生命活动及新陈代谢胆固

16、醇是人体组织结构、生命活动及新陈代谢中必不可少的一种物质，它参与细胞与细胞膜的构成；中必不可少的一种物质，它参与细胞与细胞膜的构成；其次，其次，人体的免疫力，只有在胆固醇的协作下，才能人体的免疫力，只有在胆固醇的协作下，才能完成其防御感染、自我稳定和免疫监视三大功能；完成其防御感染、自我稳定和免疫监视三大功能；第三，第三，胆固醇是肾上腺皮质激素、性激素等的基本原胆固醇是肾上腺皮质激素、性激素等的基本原料。如果体内胆固醇过低，会造成机体功能紊乱，免疫料。如果体内胆固醇过低，会造成机体功能紊乱，免疫功能下降，精神状态不稳定，血管壁变脆，脑溢血的危功能下降，精神状态不稳定，血管壁变脆，脑溢血的危险增

17、加等。险增加等。因此在防治心脑血管疾病时，应进行综合因此在防治心脑血管疾病时，应进行综合“治理治理”，并将胆固醇保持在一个合理的水平上并将胆固醇保持在一个合理的水平上。化学工业出版社化学工业出版社 胆甾醇细胞内合成过程：胆甾醇细胞内合成过程：(1)乙酰辅酶乙酰辅酶-A经缩合、水解、辅酶经缩合、水解、辅酶NADPH还原生成还原生成(R)-3-甲基甲基-3,5-二羟基戊酸二羟基戊酸(MVA)。乙酰辅酶乙酰辅酶-AMVA(2)MVA经多步转变成角鲨烯经多步转变成角鲨烯(squalene)(甾体化合物母甾体化合物母体合成的前体体合成的前体)。单萜焦磷酸酯单萜焦磷酸酯 化学工业出版社化学工业出版社 (3

18、)角鲨烯氧化得角鲨烯氧化得2,3-角鲨烯环氧化物，经酶催化环化聚角鲨烯环氧化物，经酶催化环化聚合，重排甲基与脱去合，重排甲基与脱去H+得羊毛甾醇，再经一系列酶催化得羊毛甾醇，再经一系列酶催化反应，最后得到胆甾醇。反应，最后得到胆甾醇。羊毛甾醇羊毛甾醇胆固醇胆固醇 思考：思考：如何将胆甾醇转变成如何将胆甾醇转变成(A).5-胆甾胆甾-3-酮酮(B).5-胆甾胆甾-3,6-二醇二醇化学工业出版社化学工业出版社 胆甾醇用途之一胆甾醇用途之一是用来代替薯蓣皂素作原料是用来代替薯蓣皂素作原料合成甾体合成甾体激素激素。例胆甾醇通过微生物转变成雌酮、。例胆甾醇通过微生物转变成雌酮、A.D.D.等，用等，用A

19、.D.D.可制造蛋白质同化激素、雄激素、雌激素、利尿可制造蛋白质同化激素、雄激素、雌激素、利尿激素、牛肉肥育激素、抗癌剂等。激素、牛肉肥育激素、抗癌剂等。1,4-雄甾二烯雄甾二烯-3,7-二酮二酮(androsta-1,4-diene-3,17-dione)化学工业出版社化学工业出版社 胆甾醇在体内转变成胆甾醇在体内转变成维生素维生素D3，胆酸，皮质激素，胆酸，皮质激素等。等。化学工业出版社化学工业出版社 (2)(2)麦角甾醇麦角甾醇分分子子式式为为C28H44O，白白色色片片状状或或针针状状结结晶晶，m.p.=165，=-130，max=282nm。不不溶溶于于水水，溶溶于于热热乙乙醇醇和和

20、乙乙醚醚。存存在在于于酵酵母母菌菌、麦麦角角菌菌、霉霉菌菌中中，在在空空气气中中极极不不稳稳定，一般保存于植物油中。定，一般保存于植物油中。分子中有三个双键，抗氧化能力强，生理活性大可作为分子中有三个双键，抗氧化能力强，生理活性大可作为合成甾体激素和药物的原料，例：合成甾体激素和药物的原料，例：维生素维生素D2化学工业出版社化学工业出版社 2.2.甾体皂素甾体皂素甾甾体体皂皂素素是是一一类类C-27甾甾体体化化合合物物，主主要要存存在在于于苜苜蓿蓿、大大豆豆、绿绿豆豆、燕燕麦麦、蚕蚕豆豆、碗碗豆豆、茄茄子子、菠菠菜菜、花花、，苋苋菜菜、四四季季豆豆、大大蒜蒜、人人参参、甘甘草草、茶茶叶叶中中，

21、其其中中：苜苜蓿蓿、大大豆豆、碗豆、花生中含量高。例：碗豆、花生中含量高。例：薯蓣皂素薯蓣皂素：化学工业出版社化学工业出版社 剑麻皂素剑麻皂素：甾体皂素和水形成亲水胶体，有强的表面活性，能形成甾体皂素和水形成亲水胶体，有强的表面活性，能形成稳定的泡沫，又能起乳化作用，用于充碳酸气饮料。甾体稳定的泡沫，又能起乳化作用，用于充碳酸气饮料。甾体皂素和糖组成皂苷，天然物可用于饮料，啤酒等的起泡剂，皂素和糖组成皂苷，天然物可用于饮料，啤酒等的起泡剂，较温和；也可作洗涤剂；是合成性激素、贤上腺皮质激素较温和；也可作洗涤剂；是合成性激素、贤上腺皮质激素等药物的重要原料。等药物的重要原料。皂素测定方法皂素测定

22、方法：植物原料在索氏提取器中用丙酮或乙醚：植物原料在索氏提取器中用丙酮或乙醚除去脂肪，甲醇萃取得粗提液，再薄层色谱除去脂肪，甲醇萃取得粗提液，再薄层色谱(TLC)测定。测定。化学工业出版社化学工业出版社 3.3.甾体激素甾体激素甾甾体体激激素素结结构构上上的的特特点点是是C17上上没没有有长长的的碳碳链链，主主要要有有性性激激素素与与肾肾上上腺腺皮皮质质激激素素。是是一一类类维维持持生生命命、保保持持正正常常生生活活、促促进进性性器器官官发发育育、维维持持生生殖殖的的重重要要生生物物活活性性物物质质，不不仅仅能能治治疗疗多多种种疾疾病病，而而且且也也是是计计划划生生育育及及产产生生免免疫疫抑抑

23、制等方面不可缺少的药物。制等方面不可缺少的药物。(1)(1)性激素性激素性性腺腺(睾睾丸丸或或卵卵巢巢)的的分分泌泌物物，有有雄雄性性激激素素，雌雌性性激激素素，妊妊娠娠激激素素三三种种。生生理理作作用用很很强强，很很少少量量就就能能产产生生极极大大的的影响。影响。化学工业出版社化学工业出版社 睾丸酮睾丸酮分分子子式式为为C19H28O2，学学名名为为17-羟羟基基-4-雄雄甾甾烯烯-3-酮酮，针针状状结结晶晶，m.p.=155，=+209(c=4，乙乙醇醇)，不不溶于水，溶于乙醇、醚和其溶剂，在人体内不稳定。溶于水，溶于乙醇、醚和其溶剂，在人体内不稳定。睾丸酮睾丸酮 甲基睾丸酮甲基睾丸酮分分

24、子子式式C20H30O2，学学名名17-羟羟基基-17-甲甲基基-4-雄雄甾甾烯烯-3-酮酮，白白色色晶晶体体，m.p.=162167，=+81(1%乙乙醇醇)，空气中稳定，受光易变化。在人体内可合成空气中稳定，受光易变化。在人体内可合成ADD。甲基睾丸酮甲基睾丸酮 化学工业出版社化学工业出版社 雌酮雌酮分子式为分子式为C18H22O2，学名，学名3-羟基羟基-1,3,5-雌三烯雌三烯-17-酮。酮。丙酸睾丸酮丙酸睾丸酮 丙酸睾丸酮分子式为丙酸睾丸酮分子式为C22H32O3，学名为，学名为17-羟基羟基-4-雄甾雄甾烯烯-3-酮丙酸酯，简称酮丙酸酯，简称丙睾酮丙睾酮。白色结晶或结晶性粉末，。白

25、色结晶或结晶性粉末，m.p.118123，+88(c=1，乙醇，乙醇)。不溶于水，略溶。不溶于水，略溶于植物油中，易溶于氯仿、乙醇、乙醚等溶剂于植物油中，易溶于氯仿、乙醇、乙醚等溶剂。化学工业出版社化学工业出版社 苯甲酸雌二醇苯甲酸雌二醇 分分子子式式为为C25H27O3，学学名名3,17-二二羟羟基基-1,3,5(10)-雌雌三三烯烯-3-苯苯甲甲酸酸酯酯。白白色色结结晶晶，m.p.191196，+60 (c=1，二二氧氧六六环环)。不不溶溶于于水水，略略溶溶于于丙丙酮酮，微微溶溶于于、乙乙醇醇或或植植物物油油中中。进进入入体体内内水水解解成成雌雌二二醇醇起起作作用用，雌雌二二醇醇强强度为雌

26、酮的度为雌酮的10倍。倍。化学工业出版社化学工业出版社 孕孕(甾甾)酮酮又称黄体酮，分子式又称黄体酮，分子式C21H30O2，学名为，学名为4-孕甾烯孕甾烯-3,20-二酮二酮。白色或微黄色结晶或粉末，。白色或微黄色结晶或粉末，m.p.=127131，=+195(c=0.5，乙醇，乙醇)。不溶于水，溶于丙酮、。不溶于水，溶于丙酮、二氧六环和浓硫酸。孕酮有抑制排卵、停止月经、抑制二氧六环和浓硫酸。孕酮有抑制排卵、停止月经、抑制动情并使受精卵在子宫中发育等生理作用。医药上用于动情并使受精卵在子宫中发育等生理作用。医药上用于防止流产。防止流产。化学工业出版社化学工业出版社 妊娠激素有抑制排卵、防止再

27、孕的作用，可作避孕药，妊娠激素有抑制排卵、防止再孕的作用，可作避孕药，但孕酮口服需要很大的剂量。科学家把结构改造成炔诺但孕酮口服需要很大的剂量。科学家把结构改造成炔诺酮，极大地提高了效果，且和雌性激素配合使用，效果酮，极大地提高了效果，且和雌性激素配合使用，效果更佳。它们的结构如下：更佳。它们的结构如下：炔诺酮炔诺酮(起妊娠激素的作用起妊娠激素的作用)炔雌二醇炔雌二醇(起起雌雌性性激激素素作作用用)化学工业出版社化学工业出版社 (2)(2)肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素是产生于肾上腺皮质部分的一类激素。肾上腺皮质激素是产生于肾上腺皮质部分的一类激素。现已由肾上腺皮质部分分离出现已由

28、肾上腺皮质部分分离出30种甾体化合物，其中有几种甾体化合物，其中有几种具有激素的性质，如皮质甾酮、皮质酮、种具有激素的性质，如皮质甾酮、皮质酮、11-去氧皮质去氧皮质甾酮、皮质醇等。它们在结构上有些类似，甾酮、皮质醇等。它们在结构上有些类似，在在C17上都有上都有-COCH2OH基团，基团，C3为酮基，为酮基，C4C5间为双键间为双键 皮质醇皮质醇又称氢化可的松，学名又称氢化可的松，学名11,17,21-三羟基三羟基-4-孕烯孕烯-3,20-二酮。二酮。化学工业出版社化学工业出版社 皮质酮皮质酮皮皮质质酮酮又又称称可可的的松松，学学名名17,21-二二羟羟基基-4-孕孕烯烯-3,11,20-三

29、三 酮酮。m.p.=220224，=+209。皮质甾酮皮质甾酮学名为学名为11,21-二羟基二羟基-4-孕烯孕烯-3,20-二酮。二酮。化学工业出版社化学工业出版社 11-11-去氧皮质甾酮去氧皮质甾酮学名为学名为21-羟基羟基-4-孕烯孕烯-3,20-二酮。二酮。肾上腺皮质激素对糖、蛋白质、脂肪的代谢和无机盐肾上腺皮质激素对糖、蛋白质、脂肪的代谢和无机盐(Na+、K+盐盐)代谢有显著影响代谢有显著影响，但更重要的是发现可的，但更重要的是发现可的松、氢化可的松可治疗松、氢化可的松可治疗治疗类风湿关节炎，还可治疗支治疗类风湿关节炎，还可治疗支气管哮喘、皮肤炎症、过敏等作用气管哮喘、皮肤炎症、过敏

30、等作用，是一类重要药物。，是一类重要药物。由于天然提取数量有限，而且比较困难，现已改用工业由于天然提取数量有限，而且比较困难，现已改用工业合成的方法制造，可由薯芋皂素、胆汁酸等为原料制得，合成的方法制造，可由薯芋皂素、胆汁酸等为原料制得，并且还合成了疗效更好、副作用小的肾上腺皮质激素，并且还合成了疗效更好、副作用小的肾上腺皮质激素，如如6-氟氟-1-去氢皮质醇等去氢皮质醇等。化学工业出版社化学工业出版社 6-氟氟-1-去氢皮质醇去氢皮质醇(6-氟氟-11,17,21-三羟基三羟基-1,4-孕二烯孕二烯-3,20-二酮二酮)思考：思考：用简单化学方法区别下列化合物：用简单化学方法区别下列化合物：

31、A.胆甾醇胆甾醇B.雌二醇雌二醇C.睾丸酮睾丸酮D.孕甾酮孕甾酮化学工业出版社化学工业出版社 四四.甾体甾体皂苷皂苷1.皂苷的分类及结构特点皂苷的分类及结构特点皂苷按皂苷元化学结构分皂苷按皂苷元化学结构分:甾体皂苷和三萜皂苷甾体皂苷和三萜皂苷 甾体皂苷元甾体皂苷元:27:27个碳原子，含个碳原子，含6 6个环个环,C,C2222是螺原是螺原子，子，E E、F F环以螺缩酮形式连接。环以螺缩酮形式连接。螺旋甾烷螺旋甾烷化学工业出版社化学工业出版社 异螺旋甾烷异螺旋甾烷(绝对构型为绝对构型为D D型型)常见的甾体皂苷元如剑麻皂苷元是螺旋甾烷醇常见的甾体皂苷元如剑麻皂苷元是螺旋甾烷醇型衍生物；薯蓣皂

32、苷元属异螺旋甾烷醇型衍生物。型衍生物；薯蓣皂苷元属异螺旋甾烷醇型衍生物。剑麻皂苷元：剑麻皂苷元：化学工业出版社化学工业出版社 薯蓣皂苷元：薯蓣皂苷元：三萜皂苷三萜皂苷的皂苷元是三萜类衍生物，其基本骨的皂苷元是三萜类衍生物，其基本骨架由架由6 6个异戊二烯单位、个异戊二烯单位、3030个碳原子组成。个碳原子组成。根据皂苷元的结构，三萜皂苷可分为根据皂苷元的结构，三萜皂苷可分为四环三萜四环三萜皂苷皂苷和和五环三萜皂苷五环三萜皂苷两大类。两大类。化学工业出版社化学工业出版社 化学工业出版社化学工业出版社 2.皂苷的理化性质皂苷的理化性质皂苷大多为白色无定性粉末，而皂苷元大多为晶皂苷大多为白色无定性粉

33、末，而皂苷元大多为晶体；皂苷具有亲水性，易溶于热水，含水烯醇，在体；皂苷具有亲水性，易溶于热水，含水烯醇，在含水正丁醇中有较大溶解度，此性质可用于与水溶含水正丁醇中有较大溶解度，此性质可用于与水溶性杂质分离。性杂质分离。(1)性状与溶解性性状与溶解性 皂苷有降低水溶液表面张力的作用，多数皂苷的皂苷有降低水溶液表面张力的作用，多数皂苷的水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫，并不因加水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫，并不因加热而消失。热而消失。(2)发泡性发泡性用用发泡实验发泡实验可以初步判断皂苷的有无及区别三萜可以初步判断皂苷的有无及区别三萜皂苷与甾体皂苷。皂苷与甾体皂苷。化学工业出版社化学工业

34、出版社 (3)(3)溶血性溶血性 皂苷有使血液中的红细胞破裂的作用，因此在制皂苷有使血液中的红细胞破裂的作用，因此在制备皂苷中药静脉注射液时须做溶血试验。备皂苷中药静脉注射液时须做溶血试验。溶血指数溶血指数:皂苷定量的指标皂苷定量的指标.溶血指数溶血指数:是指皂苷对同一动物来源的红细胞稀是指皂苷对同一动物来源的红细胞稀悬浮液，在同一的等渗条件、缓冲条件及恒温下造悬浮液，在同一的等渗条件、缓冲条件及恒温下造成完全溶血的最低浓度。成完全溶血的最低浓度。(4)(4)皂苷的水解皂苷的水解一次完成水解，生成皂苷元及糖一次完成水解，生成皂苷元及糖.分步水解，即部分糖先被水解，或双糖链皂苷分步水解，即部分糖

35、先被水解，或双糖链皂苷中水解一条链形成次生苷或前皂苷元。中水解一条链形成次生苷或前皂苷元。两两种种方方式式化学工业出版社化学工业出版社 剧烈水解方法：剧烈水解方法：24mol/L无机酸。无机酸。剧烈水解过程中皂苷会发生脱水、环合、双键剧烈水解过程中皂苷会发生脱水、环合、双键位移、取代基移位、构型转化等变化，导致水解位移、取代基移位、构型转化等变化，导致水解产物不是原始皂苷元。如产物不是原始皂苷元。如人参皂苷的酸水解人参皂苷的酸水解得到得到的苷元是的苷元是C-20位为位为R构型构型的人参二醇或人参三醇，的人参二醇或人参三醇，而实际应是四环三萜类而实际应是四环三萜类20(S)-原人参二醇或原人参二

36、醇或20(S)-原人参三醇。原人参三醇。从而造成研究工作的复杂化，有时从而造成研究工作的复杂化，有时甚至会得出错误的结论。甚至会得出错误的结论。温和的水解方法：温和的水解方法：SmithSmith氧化降解法、酶解法、氧化降解法、酶解法、土壤微生物培养法或光解法等。土壤微生物培养法或光解法等。化学工业出版社化学工业出版社 (5)皂苷的呈色反应皂苷的呈色反应 皂苷在浓酸或某些皂苷在浓酸或某些LewisLewis酸存在的条件下，可与酸存在的条件下，可与某些试剂产生呈色反应。利用这些反应检识皂苷某些试剂产生呈色反应。利用这些反应检识皂苷虽然比较灵敏，但专属性较差。虽然比较灵敏，但专属性较差。例：例：李

37、伯曼李伯曼(Liebermann)(Liebermann)反应：将样品溶于乙反应：将样品溶于乙酐中，加入浓硫酸酐中，加入浓硫酸1 1滴，呈黄色一红色一蓝色一紫滴，呈黄色一红色一蓝色一紫色一绿色等变化，最后褪色。色一绿色等变化，最后褪色。另：另：醋酐一浓硫酸反应；醋酐一浓硫酸反应；氯仿一浓硫酸反应；氯仿一浓硫酸反应；三氯醋酸反应；三氯醋酸反应；五氯化锑反应；五氯化锑反应；芳香醛一硫酸或高氯酸反应芳香醛一硫酸或高氯酸反应化学工业出版社化学工业出版社 3.皂苷的提取与分离皂苷的提取与分离中草药中草药乙醇或乙醇或甲醇甲醇醇提取物醇提取物浓缩浓缩水水水不溶物水不溶物水溶液水溶液水溶液水溶液石油醚石油醚或

38、苯等或苯等有机相有机相(油脂、色素等油脂、色素等)水相水相(皂苷皂苷)水相水相(皂苷皂苷)丁醇丁醇水层水层(糖类等糖类等)丁醇层丁醇层(皂苷皂苷)减压浓缩减压浓缩总皂苷总皂苷化学工业出版社化学工业出版社 (1)皂苷元的提取皂苷元的提取粗皂苷粗皂苷酸水解酸水解苯或苯或氯仿等氯仿等皂苷元皂苷元注意：注意：皂苷元易发生脱水、环合、双键移位、取代皂苷元易发生脱水、环合、双键移位、取代基移位、构型转化等变化，应避免剧烈的酸水解。基移位、构型转化等变化，应避免剧烈的酸水解。含羰基的皂苷元分离：含羰基的皂苷元分离：样品样品(乙醇乙醇)季铵盐型氨季铵盐型氨基肼类试剂基肼类试剂10%醋酸醋酸水浴加热水浴加热乙醚

39、层乙醚层(非羰非羰基的皂苷元基的皂苷元)乙醚乙醚水层水层水层水层盐酸盐酸(腙分解腙分解)苯或苯或氯仿等氯仿等含羰基的皂苷元含羰基的皂苷元化学工业出版社化学工业出版社 (2)皂苷的精制和分离皂苷的精制和分离特点特点:简便，但往往分离不够完全，难以获得纯品。简便，但往往分离不够完全，难以获得纯品。A.A.分段沉淀法分段沉淀法粗皂苷粗皂苷 溶于少量甲醇或乙醇溶于少量甲醇或乙醇滴加乙醚或丙酮或乙醚滴加乙醚或丙酮或乙醚-丙酮丙酮(1:1)的混合溶剂的混合溶剂析出极性较大的皂苷析出极性较大的皂苷降低溶剂极性降低溶剂极性 析出极性较小的皂苷析出极性较小的皂苷 B.B.胆甾醇沉淀法胆甾醇沉淀法粗皂苷粗皂苷 溶

40、于少量乙醇溶于少量乙醇沉淀沉淀胆甾醇的饱和胆甾醇的饱和乙醇溶液乙醇溶液水、醇、乙醚顺次洗涤水、醇、乙醚顺次洗涤除去糖类、色素、油脂除去糖类、色素、油脂过滤过滤乙醚乙醚抽提抽提乙醚乙醚(胆甾醇胆甾醇)甾体皂苷甾体皂苷化学工业出版社化学工业出版社 C.C.色谱分离法色谱分离法 a.a.吸附色谱法吸附色谱法:吸附剂常用硅胶和反相硅胶，洗吸附剂常用硅胶和反相硅胶，洗脱剂一般采用混含溶剂。脱剂一般采用混含溶剂。b.b.分配色谱法：多用低活性的氧化铝或硅胶作吸分配色谱法：多用低活性的氧化铝或硅胶作吸附剂，以不同比例的氯仿附剂，以不同比例的氯仿-甲醇甲醇-水或其他极性较大水或其他极性较大的有机溶剂进行梯度洗

41、脱。的有机溶剂进行梯度洗脱。c.高效液相色谱法：一般用反相色谱柱进行分离高效液相色谱法：一般用反相色谱柱进行分离,以甲醇以甲醇-水或乙腈水或乙腈-水系统为流动相分离和纯化。水系统为流动相分离和纯化。d.d.大孔吸附树脂法：适用于甾体或三萜皂苷类成大孔吸附树脂法：适用于甾体或三萜皂苷类成分的初步分离。然后结合硅胶柱色谱或高效液相色分的初步分离。然后结合硅胶柱色谱或高效液相色谱法进一步分离纯化，得到单体皂苷类成分。谱法进一步分离纯化，得到单体皂苷类成分。化学工业出版社化学工业出版社 4.4.皂苷的结构鉴定皂苷的结构鉴定270270275nm275nm吸收峰：吸收峰：具有具有E E、F F螺环缩酮结

42、构；螺环缩酮结构；350nm350nm吸收峰：吸收峰：C-12C-12位上带有羰基的甾体皂苷元；位上带有羰基的甾体皂苷元；235nm235nm吸收峰：吸收峰：C-2C-2位、位、C-3C-3位上均有羟基，且位上均有羟基，且C-5C-5位、位、C-6C-6位有双键的皂苷元。位有双键的皂苷元。可用于甾体皂苷元的定性定量测定。可用于甾体皂苷元的定性定量测定。(1)紫外光谱紫外光谱甾体皂苷元近紫外区无明显的吸收峰。甾体皂苷元近紫外区无明显的吸收峰。甾体皂苷元甾体皂苷元 产生共轭体系产生共轭体系 明显的吸收峰明显的吸收峰H2SO4化学工业出版社化学工业出版社 (2)红外光谱红外光谱A.A.区别区别C-2

43、5C-25的立体异构体的立体异构体;B.B.判断判断C-11C-11位或位或C-12C-12位的羰基是否成共轭体系。位的羰基是否成共轭体系。非共轭体系羰基非共轭体系羰基:17511705cm-1一个吸收峰一个吸收峰 共共轭体系羰基轭体系羰基:16971693cm-1和和16051600cm-1二二个吸收峰个吸收峰C.有双键的甾体皂苷元：有双键的甾体皂苷元：除在除在15801680cm-1 有有红外吸收峰外，在红外吸收峰外，在30703085cm-1和和680690cm-1处可见较弱的吸收峰。处可见较弱的吸收峰。化学工业出版社化学工业出版社 (3)1H-NMR谱谱甾体皂苷元：甾体皂苷元：高场区有

44、高场区有4 4个甲基氢：个甲基氢：18-CH3、19-CH3均为单峰，均为单峰，21-CH3、27-CH3均为双峰。均为双峰。C-C-16位、位、C-26位位上的氢处于较低场。上的氢处于较低场。27-CH3的化学位的化学位移：移：-取向取向(平伏平伏键，键，25R型，型，D系系)比比-取向取向(直直立键，立键，25S型，型，L系系)处于较高处。处于较高处。化学工业出版社化学工业出版社 三萜皂苷元：三萜皂苷元：高场区出现甲基信号，高场区出现甲基信号，0.181.5左左右出现堆积成山的亚甲基信号；低场区出现一些右出现堆积成山的亚甲基信号；低场区出现一些受双键、羰基或羟基影响的特征氢信号。受双键、羰

45、基或羟基影响的特征氢信号。(4)质谱质谱甾体皂苷元：甾体皂苷元：质谱对结构测定非常有用质谱对结构测定非常有用,主要是由主要是由于来源于来源E环和环和F环的碎片离子在质谱中很有特征。环的碎片离子在质谱中很有特征。质谱中均出现一很强的质谱中均出现一很强的m/z139基峰基峰和中等强度的和中等强度的m/z155碎片峰碎片峰及一个很弱的及一个很弱的m/z126辅助离子峰辅助离子峰，这些峰均来自这些峰均来自E环和环和F环部分。环部分。三萜皂苷三萜皂苷:齐墩果齐墩果-12-烯类及熊果烯类及熊果-12-烯类五环三萜，烯类五环三萜，因其在因其在C-12位和位和C-13位间有一双键，具有环己烯结位间有一双键，具

46、有环己烯结构，很易发生构，很易发生RDA裂解，将分子分为两大碎片。裂解，将分子分为两大碎片。化学工业出版社化学工业出版社 五、强心苷五、强心苷1.强心苷的结构分类强心苷的结构分类 化学结构：由化学结构：由强心苷元强心苷元和和糖糖缩合而成的一类苷。缩合而成的一类苷。强心苷元均属甾体衍生物。强心苷元均属甾体衍生物。结构特征结构特征:甾体母核的甾体母核的C-17位上均连接一个位上均连接一个不饱不饱和内酯环。和内酯环。根据甾体母核的根据甾体母核的C-17位上不饱和内酯环的不同，位上不饱和内酯环的不同，可将强心苷元分为：可将强心苷元分为：(1)强心甾烯类或称强心甾烯类或称甲型甲型强心苷元强心苷元(2)蟾

47、蜍甾烯类或称海葱甾二烯类或蟾蜍甾烯类或称海葱甾二烯类或乙型乙型强心苷元强心苷元化学工业出版社化学工业出版社 (1)强心甾烯类或称强心甾烯类或称甲型甲型强心苷元强心苷元C-17位上连接的是位上连接的是五元不饱和内酯环五元不饱和内酯环即即-内酯，内酯，故甲型强心苷元共故甲型强心苷元共由由2323个碳原子组成。个碳原子组成。化学工业出版社化学工业出版社 (2)蟾蜍甾烯类或称海葱甾二烯类或蟾蜍甾烯类或称海葱甾二烯类或乙型乙型强心苷元强心苷元甾体母核部分的甾体母核部分的C-17位上连接的六元不饱位上连接的六元不饱和内酯环即和内酯环即,-双烯双烯-内酯内酯，故乙，故乙型强心苷元共由型强心苷元共由2424个

48、个碳原子组成。碳原子组成。化学工业出版社化学工业出版社 2.强心苷的理化性质强心苷的理化性质 强心苷多为无色晶体或无定形粉末，中性物质，强心苷多为无色晶体或无定形粉末，中性物质，有旋光性。味苦，有旋光性。味苦，C-17侧链侧链-构型的味不苦，构型的味不苦，但无疗效。但无疗效。(1)溶解性溶解性强心苷一般可溶于水、甲醇、丙酮等极性溶剂，强心苷一般可溶于水、甲醇、丙酮等极性溶剂，难溶于乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。与皂苷难溶于乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。与皂苷类化合物相似，结构中的糖基的数量和苷元中羟类化合物相似，结构中的糖基的数量和苷元中羟基等极性基团的数量的多少及位置，决定了化合基等极性基团

49、的数量的多少及位置，决定了化合物的溶解性，使各个强心苷的溶解性差别较大。物的溶解性，使各个强心苷的溶解性差别较大。一般羟基数量多，有利于同极性溶剂生成更多的一般羟基数量多，有利于同极性溶剂生成更多的分子间氢键而增加溶解度。分子间氢键而增加溶解度。化学工业出版社化学工业出版社 (2)水解反应水解反应 强心苷的苷键：强心苷的苷键：酸、酶水酸。酸水解方法包括酸、酶水酸。酸水解方法包括温和的酸水解、强烈的酸水解温和的酸水解、强烈的酸水解(注意反应条件注意反应条件)。苷元结构中的不饱和内酯环：苷元结构中的不饱和内酯环：碱水解碱水解温和的酸水解温和的酸水解 主要针对主要针对2-2-去氧糖与苷元去氧糖与苷元

50、形成的苷键。因苷元形成的苷键。因苷元和和2-2-去氧糖之间的苷键及两个去氧糖之间的苷键及两个2-2-去氧糖之间的苷去氧糖之间的苷键极易被酸水解，对苷元影响小，不致引起脱水键极易被酸水解，对苷元影响小，不致引起脱水反应，但是反应，但是2-2-羟基糖羟基糖(如葡萄糖如葡萄糖)和和2-2-去氧糖之间去氧糖之间的苷键在此条件下不易断裂，因此水解产物中常的苷键在此条件下不易断裂，因此水解产物中常得到二糖或三糖。得到二糖或三糖。化学工业出版社化学工业出版社 方法：用稀酸方法：用稀酸(0.020.05mol/L的盐酸或硫酸的盐酸或硫酸)在含水醇中经短时间在含水醇中经短时间(半小时至数小时半小时至数小时)加热