第八章甾體及其苷類本章內容一、概述二、甾體皂苷三、強心苷類

甾類是通過甲戊二羥酸的生物合成途徑轉化而來。甾體類在結構中都具有環(huán)戊烷駢多氫菲的甾核其中3位有羥基取代,10、13位有角甲基，17位有側鏈。

天然甾類成分C10、C13角甲基和C17側鏈大多為

構型。C3羥基有兩種構型：

-型：即C3-OH與C10-CH3為順式；

-型：即C3-OH與C10-CH3為反式。

C21甾類、強心苷和甾體皂苷.天然甾類化合物的分類及甾核的稠合方式C17側鏈A/BB/CC/DC21甾類羥甲基衍生物反反順強心苷類不飽和內酯環(huán)順,反反順甾體皂苷類含氧螺雜環(huán)順,反反反植物甾醇脂肪烴順,反反反昆蟲變態(tài)激素脂肪烴順反反膽酸類戊酸順反反甾體與四環(huán)三萜的結構對比編號顏色反應（1）Liebermann-Burchard反應（L-B反應）醋酐+濃硫酸→紅→紫→藍→綠→污綠→褪色（區(qū)別于三萜）（2）Salkowski反應溶于氯仿+濃硫酸；氯仿層→血紅色或青色；硫酸層→綠色熒光（3）Rosen-Heimer反應樣品+25%三氯醋酸/乙醇溶液；顯紅色至紫色（反應溫度：三萜100oC，甾類60oC）（4）三（五）氯化銻反應：20%三（五）氯化銻氯仿溶液顯黃色、灰藍色、灰紫色C21甾（C21-steroides）是含有21個碳的甾體衍生物。以孕甾烷（pregnane）或其異構體為基本骨架。

C5、C6——多具雙鍵

C17——多為α-構型少為β-構型

C20——可有>C=O、-OHC11——可有α-OHC-3、8、12、14、17、20——可能有β-OH本章內容一、概述二、甾體皂苷三、強心苷類

二、甾體皂苷（一）概述（二）甾體皂苷化學結構類型（三）甾體皂苷的理化性質（四）甾體皂苷的波譜特征（五）甾體皂苷的提取與分離

㈠概述

甾體皂苷是一類由螺甾烷（spirostane）類化合物衍生的寡糖苷。分布——單子葉植物和雙子葉植物均有分布生理活性——六七十年代，用于合成甾體避孕藥和激素類藥物的原料。九十年代發(fā)現(xiàn)了新的生物活性，特別是防治心腦血管疾病、抗腫瘤、降血糖和免疫調節(jié)等作用。例如：

地奧心血康膠囊是由黃山藥植物中提取的甾體皂苷制成的，內含8種甾體皂苷（含量在90%以上），對冠心病心絞痛發(fā)作療效顯著。薤白皂苷經體外試驗顯示具有較強的抑制ADP誘導的人血小板聚集作用。心腦舒通為蒺藜[Tribulusterrestres]果實中提取的總皂苷制劑，臨床用于心腦血管病的防治。二、甾體皂苷（一）概述（二）甾體皂苷化學結構類型（三）甾體皂苷的理化性質（四）甾體皂苷的波譜特征（五）甾體皂苷的提取與分離

㈡分類甾體皂苷的皂苷元基本骨架屬螺甾烷的衍生物。

①27個碳

②B/C、C/D環(huán)——反式

③C17側鏈——β構型

④C22是E與F環(huán)共享的碳以螺縮酮的形式相聯(lián)㈡分類

依螺甾烷結構中C25的構型和F環(huán)的環(huán)合狀態(tài)，將其分為四種類型：1．螺甾烷醇類（spirostanols）2．異螺甾烷醇類（isospirostanols）3．呋甾烷醇類（furostanols）4．變形螺甾烷醇類（pseudo-spirostanols）1．螺甾烷醇類（spirostanols）2．異螺甾烷醇類（isospirostanols）C25位甲基二種差向異構體：C25位上甲基位于F環(huán)平面上的豎鍵時——為β定向，絕對構型為S型——螺甾烷醇又稱L型或neo型（25S、25L、25βF、neo）C25位上甲基位于F環(huán)平面下的橫鍵時——α定向，絕對構型為R型——異螺甾烷醇又稱D型或iso型（25R、25D、25αF、iso）例如：劍麻皂苷元(sisalagenin),是合成激素的原料化學名:3β-羥基5α,20βF,22αF,25βF螺旋甾12-酮簡稱:3β羥基，5α-螺旋甾12-酮例如：薯蕷皂苷元(diosgenin)制藥工業(yè)中重要原料化學名:△5-20βF，22αF，25αF螺旋甾烯-3β-醇簡稱:△5-異螺旋甾烯-3-β-醇3．呋甾烷醇類（furostanols）

由Ｆ環(huán)裂環(huán)而衍生的皂苷——稱為呋甾烷醇皂苷（furostanolsaponins）。Ｆ環(huán)開環(huán)的雙糖鏈皂苷，植物根莖經長時間的貯存，其主要的皂苷是薯蕷皂苷，而不再是原薯蕷皂苷。3．呋甾烷醇類（furostanols）F環(huán)裂解的雙糖鏈皂苷產生的顯色反應：

E試劑——鹽酸對二甲氨基苯甲醛試劑

A試劑——對茴香醛（Anisaldehyde）試劑3．呋甾烷醇類（furostanols）F環(huán)裂解的雙糖鏈皂苷不具有某些皂苷的通性：①沒有溶血作用②不能與膽甾醇形成復合物③沒有抗菌活性螺旋甾烷衍生的單糖鏈皂苷，則具有明顯抗菌作用。如：原菝葜皂苷——無溶血作用、不能與膽甾醇形成復合物、無抗菌活性4．變形螺甾烷醇類（pseudo-spirostanols）F環(huán)為五元四氫呋喃環(huán)。天然產物中尚不多見。二、甾體皂苷（一）概述（二）甾體皂苷化學結構類型（三）甾體皂苷的理化性質（四）甾體皂苷的波譜特征（五）甾體皂苷的提取與分離

理化性質與三萜類化合物類同，如：有較好結晶；苷元易溶極性小的有機溶劑(石油醚、氯仿等)

不溶水1．熔點單羥基<208℃，三羥基>242℃

多數(shù)雙羥基或單羥酮類介于二者之間。2．表面活性和溶血作用

注意：F環(huán)開裂的皂苷多不具溶血作用，且表面活性降低。

3.沉淀反應甾體皂苷/水+堿式醋酸鉛

→沉淀或Ba(OH)2等

堿性鹽4．形成分子復合物

可用于純化皂苷和檢查是否有皂苷類成分存在

反應條件：甾醇需有C3-β-OH三萜皂苷與甾醇形成的分子復合物不及甾體皂苷穩(wěn)定二、甾體皂苷（一）概述（二）甾體皂苷化學結構類型（三）甾體皂苷的理化性質（四）甾體皂苷的波譜特征（五）甾體皂苷的提取與分離

1.紫外光譜⑴飽和的甾體化合物在200~400nm無吸收⑵不飽和的甾體：孤立雙鍵——205~225nm

共軛二烯——235nm

>C=O——285nm(弱吸收)

α,β不飽和酮基——240nm(特征吸收)⑶制備成衍生物。如：含-OH化合物，經脫-OH

后在結構中產生雙鍵。借此判斷-OH位置。2.紅外光譜

甾體皂苷元含有螺縮酮結構的側鏈，在IR中有四個特征吸收譜帶：

A—980B—920C—900D—860cm-1應用：⑴區(qū)別C25的兩種立體異構體的構型⑵判斷C11或C12位的>C=O是否成共軛體系⑶C3-OH與A/B環(huán)構型的關系⑴區(qū)別C25的兩種立體異構體的構型①C25——Me-取代

吸收強度：C25-SB帶>C帶

C25-RC帶>B帶②C25——CH2OH(羥甲基)取代（無法用上述四條譜帶來區(qū)別）

C25-S有——995強吸收C25-R有——1010強吸收

(若F環(huán)開裂即無螺縮酮結構，則無995或1010吸收)強度：918cm-1>898cm-1SarsasapogeninM為S構形898918987851⑵判斷C-11或C-12位的>C=O是否成共軛體系①非共軛體系——1705~1715cm-1有一個峰②C-12羰基共軛——產生二個峰

1600~1605（雙鍵）

1673~1679（羰基）(α,β不飽和酮結構)⑶C3-OH與A/B環(huán)構型的關系

當C3-OH構型已知時，可利用C3-OH來推測A/B環(huán)的構型，見下表：*石臘糊，其余為CS2溶液。e—橫鍵；a—豎鍵苷元-OH——伸展頻率：3625cm-1

彎曲頻率：1030~1080cm-1二、甾體皂苷（一）概述（二）甾體皂苷化學結構類型（三）甾體皂苷的理化性質（四）甾體皂苷的波譜特征（五）甾體皂苷的提取與分離

實驗室和工業(yè)生產中多采用溶劑法提取溶劑——多用甲醇或稀乙醇分離：多用硅膠柱層析或高效液相制備色譜法洗脫劑——用不同比例的二元、三元等溶劑系統(tǒng)如：氯仿:甲醇:水等混合溶劑可參見三萜及其苷類一章的提取與分離內容。本章內容一、概述二、甾體皂苷三、強心苷類

三、強心苷類（一）概述（二）化學結構及分類（三）理化性質（四）提取分離（五）波譜特征（六）生物活性

強心苷（cardiacglycosides）是存在植物中具有強心作用的甾體苷類化合物。是治療心力衰竭不可缺少的重要藥物。

主要用以治療充血性心力衰竭及節(jié)律障礙等心臟疾患如：西地蘭、地高辛、毛地黃毒苷等。分布：主要有十幾個科幾百種植物中含有強心苷，特別以玄參科、夾竹桃科植物最普遍。三、強心苷類（一）概述（二）化學結構及分類（三）理化性質（四）提取分離（五）波譜特征（六）生物活性

強心苷是由強心苷元（cardiacaglycones）與糖縮合的一類苷。苷元是由甾體母核及其在C17位連有不飽和內酯環(huán)的側鏈組成。1．分類主要依據(jù)C17位上的取代基即內酯環(huán)的大小分成二類：⑴甲型強心苷元：C17側鏈是五元不飽和內酯環(huán)。⑵乙型強心苷元：C17側鏈為六元不飽和內酯環(huán)。1.分類⑴甲型強心苷元——母核稱為強心甾

(cardanolide)1.分類⑴甲型強心苷元——母核稱為強心甾1.分類⑵乙型強心苷元——母核稱為海蔥甾或蟾酥甾

(scillanolide)(bufanolide)1.分類⑵乙型強心苷元——母核稱為海蔥甾或蟾酥甾

(scillanolide)(bufanolide)1.分類C3-OH少數(shù)為α-構型，命名時冠以表(epi)字，如：2．強心苷糖部分強心苷元均以C3-OH與糖結合形成直鏈糖苷。所連糖為：⑴2,6-二去氧糖、2,6-二去氧糖甲醚(強心苷中特有)2．強心苷糖部分⑵6-去氧糖、6-去氧糖甲醚⑶一般糖多為D-葡萄糖OOHOHOHD-葡萄糖OHOHCH23．糖的組成及連接方式分三種類型：A1型（Ⅰ型）：苷元—(2,6-二去氧糖)X-(葡萄糖)YA2型（Ⅱ型）：苷元—(6-去氧糖)X-(葡萄糖)YB型（Ⅲ型）：苷元—(葡萄糖)X苷元和糖的連接方式I型強心苷OOHOOOOHOOOHCH3OOOHOHOOHOHCH3CH3CH2OH苷元和糖的連接方式OOCH3OOCH2OHOHOCH3OHOHOHOOHOOHII型強心苷苷元和糖的連接方式III型強心苷4.構成強心苷的糖對強心作用的影響

構成強心苷的糖數(shù)目和種類不同，對強心苷活性影響不同。甲型強心苷元及其苷的毒性規(guī)律一般為：

苷元<單糖苷>二糖苷>三糖苷

單糖苷的毒性次序為：葡萄糖苷>甲氧基糖苷>6-去氧糖苷>2,6-去氧糖苷乙型強心苷元及其苷的毒性規(guī)律一般為：苷元>單糖苷>二糖苷乙型強心苷元的毒性>相應的甲型強心苷元三、強心苷類（一）概述（二）化學結構及分類（三）理化性質（四）提取分離（五）波譜特征（六）生物活性

1．一般性質⑴性狀及溶解性多為無色結晶或無定形粉末苷元：多為脂溶性苷:可溶于——水、丙酮、醇類等極性溶劑略溶于——醋酸乙酯、含醇氯仿幾不溶于——醚、苯、石油醚等非極性溶劑1．一般性質⑵內酯性質內酯堿解開環(huán)用KOH或NaOH水溶液處理→內酯開環(huán)→H+→環(huán)合*當用醇性苛性堿（KOH/EtOH）溶液處理時，內酯環(huán)異構化，遇酸不能復原。NaOHMeOH異構化苷雙鍵轉位強心甾烯20OCH3CH3OOCH3活性亞甲基甲型強心苷異構化異構化物乙型強心苷異構化1．一般性質⑶羥基脫水

5β-OH和14β-OH均系叔羥基，極易脫水，故含此取代基的苷類在酸水解時，常得次生的脫水苷元。OHO鼠李糖-O-葡萄糖H++OOO鼠李糖葡萄糖

如果4位有雙鍵，則水解的同時3-羥基與4-氫脫水形成共軛雙鍵

當14位有羥基同時16位也有羥基時，16位羥基也能與17位氫脫水，形成共軛雙鍵OHO葡萄糖H++OOOO鼠李糖+葡萄糖OH鼠李糖-O-2．苷鍵的水解強心苷中苷鍵由于糖的結構不同，水解難易有區(qū)別，水解產物也有差異。水解方法主要有酸催化水解、酶催化水解。酸催化水解：

(1)溫和酸水解

(2)強酸水解

(3)鹽酸丙酮法水解2．苷鍵的水解(1)溫和酸水解（避免糖的脫水）采用稀酸—H2SO4、HCl等（0.02~0.05mol/L）反應條件—含水醇短時間加熱回流(30min~數(shù)小時)水解對象——2-去氧糖不適用于——2-羥基糖水解過程如下：2-羥基糖易產生下式互變，阻撓了水解反應的進行，故在此條件下不能水解2-OH糖。2．苷鍵的水解(2)強酸水解酸的濃度——3~5%水解條件——延長水解時間；同時加壓反應特點——引起苷元脫水；可得到定量葡萄糖如：羥基毛地黃毒苷，用鹽酸水解，不能得到羥基毛地黃毒苷元，而得到它的叁脫水產物。（結構中C3連糖、C14-OH、C16-OH）三脫水羥基毛地黃毒苷元三毛地黃毒糖羥基毛地黃毒苷3-5%HCl2．苷鍵的水解(3)鹽酸丙酮法(Mannich水解)反應試劑——HCl、丙酮溶液反應條件——室溫條件下與氯化氫長時間反應反應物條件——糖分子中有C2-OH和C3-OH原理——鄰二-OH與丙酮反應，生成丙酮化物進而水解特點——可得到原苷元和糖的衍生物注意：如苷元分子也有兩個相鄰羥基，也能被丙酮化而生成苷元丙酮化物，需再用稀酸加熱水解而得到苷元。鈴蘭毒苷1%HCl(丙酮,室溫/2weeks)丙酮化物丙酮化物毒毛旋花子苷元氯代-L-鼠李糖丙酮化合物水解酶的水解有專屬性，不同性質的酶作用于不同性質的苷鍵。

蝸牛酶（一種混合酶，蝸牛腸管消化液經處理而得）幾乎能水解所有的苷鍵，能將強心苷分子的糖逐步水解，直至獲得苷元，常用來研究強心苷的結構。(4)酶水解毒毛旋花子苷元K—毒毛旋花子苷K-毒毛旋花子次苷β加拿大麻苷β-D-glu-苷酶（毒毛旋花子雙糖酶）3．顯色反應

強心苷顏色反應是由苷元甾核、不飽和內酯環(huán)、2-去氧糖三部分產生。⑴作用于甾體母核的反應與甾體皂苷元反應類同，如L-B反應、三氯醋酸反應（Rosen-Heimer反應）、三氯化銻（或五氯化銻）反應等。全飽和甾類、C3為酮基(無羥基)的化合物呈陰性3．顯色反應⑵作用于不飽和內酯環(huán)的反應（活性次甲基顯色反應）適用對象——主要用于甲型強心苷（作用于五元不飽和內酯環(huán)）反應原理——不飽和五元內酯環(huán)，在堿性醇溶液中雙鍵轉位能形成活性次甲基，從而能夠與某些試劑反應而顯色。3．顯色反應⑵作用于不飽和內酯環(huán)的反應（活性次甲基顯色反應）

反應名稱試劑顏色

max(nm)Legal反應亞硝酰鐵氰化鈉深紅或蘭470Kedde反應3,5-二硝基苯甲酸深紅或紅590Raymond反應間-二硝基苯紫紅或蘭620Baljet反應苦味酸橙或橙紅4903．顯色反應⑶作用于2-去氧糖的反應①Keller-Kiliani反應：應用對象——具有游離的2-去氧糖、能水解出2-去氧糖的強心苷

苷元-(α-去氧糖)2-(α-羥基糖)

苷元+α-去氧糖+α-去氧糖-α-羥基糖

能發(fā)生K-K反應苷元-α-去氧糖

苷元

+α-去氧糖能發(fā)生K-K反應苷元-α-去氧糖-α-羥基糖

苷元

+α-去氧糖-α-羥基糖

不能發(fā)生K-K反應苷元-α-羥基糖

苷元-α-羥基糖不能發(fā)生K-K反應3．顯色反應⑶作用于2-去氧糖的反應②對二甲氨基苯甲醛反應：（作為顯色劑）樣品點于濾紙上，噴試劑，90℃加熱30秒，顯灰紅色斑點試劑——1%對-二甲氨基苯甲醛乙醇液-濃鹽酸4:13．顯色反應⑶作用于2-去氧糖的反應③呫噸氫醇（Xanthydrol）反應樣品+試劑→水浴加熱3分鐘→紅色試劑——10mg呫噸氫醇溶于100ml冰醋酸，加入1ml濃硫酸④過碘酸-對硝基苯胺反應：（作為顯色劑）強心苷+試劑→

黃色三、強心苷類（一）概述（二）化學結構及分類（三）理化性質（四）提取分離（五）波譜特征（六）生物活性

強心苷含量很低，多與糖類、皂苷、色素、鞣質等共存，這些成分的存在可影響強心苷在溶劑中的溶解度。因酸堿可使強心苷發(fā)生水解、脫水和異構化，故提取分離時應注意控制酸堿性。植物體內含有酶解強心苷類的酶，植物原料在保存或提取過程中均可促使強心苷的酶解，產生次級苷，強心苷的原生苷和次生苷共存，且很多結構相似的苷同存，故提取分離較難。1．提取

原生苷:抑制酶的活性(冷凍干燥、快速提取、快速干燥)MeOH、70%EtOH提取。次生苷:利用酶的活性,先酶解再EtOH、EtOAc提取。2．純化⑴溶劑法——根據(jù)化合物的極性選擇溶劑進行除雜⑵鉛鹽法鉛鹽與雜質可生成沉淀，該沉淀能吸附強心苷而導致?lián)p失。這種吸附和溶液中醇的含量有關增加醇含量（40%）——能降低沉淀對強心苷的吸附現(xiàn)象。但純化效果也隨之下降。過量的鉛試劑能引起一些強心苷的脫?；磻?．純化⑴溶劑法⑵鉛鹽法⑶吸附法——采用活性炭、Al2O3進行吸附經活性炭使葉綠素等脂溶性雜質可被吸附而除去通過Al2O3——糖類、水溶性色素、皂苷等可吸附注意：強心苷亦有可能被吸附而損失3.分離(1)兩相溶劑萃取法——依據(jù)分配系數(shù)的不同(2)逆流分配法——原理同上(3)層析分離分離親脂性單糖苷、次級苷和苷元

——選擇吸附層析（硅膠等）對弱親脂性成分

——選擇分配層析(硅膠、纖維素等為支持劑)西地蘭的提取三、強心苷類（一）概述（二）化學結構及分類（三）理化性質（四）提取分離（五）波譜特征（六）生物活性

1．紫外光譜UV

主要是由不飽和內酯環(huán)引起的吸收甲型苷——220nm（λmax）乙型苷——295~300nm（λmax）2．紅外光譜——由不飽和內酯環(huán)產生兩個吸收峰特征：(在1800~1700cm-1皆產生兩個羰基吸收峰)△αβ-γ內酯(甲型)——兩個羰基峰△αβ,γδ-δ內酯(乙型)峰位向低波數(shù)移40cm-12．紅外光譜IR

低波數(shù)為正常峰；高波數(shù)為非正常峰（隨溶劑性質改變而改變）（在極性大的溶劑中，吸收強度減弱甚至消失）應用：①根據(jù)IR可區(qū)別甲型和乙型強心苷②依非正常峰因溶劑的極性增強而吸收強度減弱甚至消失的現(xiàn)象，可指示不飽和內酯環(huán)的存在。三、強心苷類（一）概述（二）化學結構及分類（三）理化性質（四）提取分離（五）波譜特征（六）生物活性

強心苷的化學結構與其強心作用之間有著密切的關系。其苷元甾核要有一定立體結構。1．C/D稠合方式順式稠合——具有強心作用反式或C14-OH脫水生成脫水苷元——強心作用消失2．C17鍵的構型C17位有不飽和內酯環(huán)且為β-構型——有強心作用C17位為α-構型或開環(huán)——強心作用弱或消失3．A/B環(huán)與C3-OH的構型甲型強心苷元的強心作用：A/B順式稠合——C3-OH為β-構型>α-構型A/B反式稠合——C3-OH構型對強心作用無明顯影響4．糖部分沒有強心作用強心苷中的糖性質和數(shù)目，很可能是影響到強心苷在水/油中的分配系數(shù)，從而影響到強心苷的活性毒性。

-去氧糖苷對心肌親和力大活性強，葡萄糖苷活性低但毒性也低。練習題1、活性亞甲基試劑包括:

A：3,5-二硝基苯甲酸

B：三氯化銻

C：對二甲氨基苯甲醛

D：亞硝酰鐵氰化鈉

2、用緩和酸水解法可使Ⅰ-型強心苷哪些苷鍵水解斷裂?

A：苷元與α-去氧糖之間苷鍵

B：α-去氧糖與α-去氧糖之間苷鍵

C：α-去氧糖與葡萄糖之間苷鍵

D：葡萄糖與葡萄糖之間苷鍵3、強心苷酶水解時，只能使哪一部分苷鍵斷裂：A：苷元與2,6-去氧糖之間苷鍵B：2,6-去氧糖之間苷鍵C：2,6-去氧糖與D-葡萄糖之間苷鍵D：所有的苷鍵4、能夠區(qū)別西地蘭與蟾毒靈的反應有:

A：Kedde反應

B：李-布氏反應

C：α-萘酚反應

D：Ｋ-Ｋ反應

5、強心甾烯C3－O－（D－毛地黃毒糖）3－（D-葡萄糖）2屬于：Ａ、Ｉ型強心苷Ｂ、Ⅱ強心苷 Ｃ、III型強心苷Ｄ、乙型強心苷

練習題1.用化學方法區(qū)別下列化合物練習題2.用化學方法區(qū)別下列化合物稀練習題

3.完成下列反應式練習題該化合物屬哪