1、第八章,甾體及其苷類,單 位：廣西中醫(yī)藥大學(xué) 部 門：藥學(xué)院 授課班級(jí)：本 科 授課教師：潘為高 教授 E-mail ：,第一節(jié) 概述,甾體類天然化學(xué)成分，種類很多，包括動(dòng)植物甾醇（也稱固醇）、膽酸、維生素D、動(dòng)物激素、腎上腺皮質(zhì)激素、 植物強(qiáng)心苷、蟾酥毒素、甾體生物堿、甾體藥物、昆蟲(chóng)激素等。 甾體類成分涉及到生理、保健、節(jié)育、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等多方面，對(duì)動(dòng)植物的生命活動(dòng)起著重要的作用。,甾體母核有7個(gè)手性碳，C5、C8、C9、C10、C13、C14、C17，理論上有27=128種光學(xué)異構(gòu)體； 但因稠環(huán)的存在及其引起的空間阻礙，實(shí)際存在的異構(gòu)體大大減少，一般只以穩(wěn)定的構(gòu)型存在。,甾體類的四個(gè)

2、環(huán)之間，每?jī)蓚€(gè)環(huán)以碳碳單鍵稠和時(shí)，可以是順式的，也可以是反式的。 A/B環(huán)有順式(5-H)或反式(5-H)稠和。 B/C環(huán)是反式稠和（8-H/9-H)。 C/D環(huán)有順式(14-H)或 反式稠和(14-H)。,正系：A/B環(huán)為順式（C5-H及C10-CH3處于環(huán)平面同一邊），B/C反式，C/D反式。,別系：A/B為反式（C5-H及C10-CH3 不處于環(huán)平面同一邊），B/C反式，C/D反式。,許多甾體類，C5處形成雙鍵，區(qū)分A/B環(huán)稠和時(shí)構(gòu)型的因素不存在，無(wú)正系、別系的區(qū)別 。,在甾體母核上，大都存在C3-OH，可和糖結(jié)合成苷。而C17側(cè)鏈有顯著差別，根據(jù)C17側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的不同，可將天然甾類分為不

3、同類型。,天然甾類成分C10、C13、C17側(cè)鏈大多為-構(gòu)型，以實(shí)線表示。 由于C3上有羥基，有兩種類型的異構(gòu)體： （1）C3 -OH, C10-CH3 順式:型 （2）C3OH, C10-CH3 反式:型、epi(表)型,甾類成分在無(wú)水條件下，用酸處理，能產(chǎn)生各種顏色反應(yīng)，用于鑒別或比色分析。 醋酐-濃硫酸反應(yīng)（Liebermann-burchard反應(yīng)）：樣品溶于冰醋酸，加濃硫酸-醋酐(1:20)，產(chǎn)生紅紫藍(lán)綠 污綠等顏色變化，最后褪色。 三萜皂苷顏色變化稍慢，不出現(xiàn)污綠色（第7章三萜皂苷）； 甾體皂苷顏色變化快，最后呈現(xiàn)污綠色。,三氯化銻或五氯化銻反應(yīng)：樣品醇溶液點(diǎn)于濾紙上，噴以20%三

4、氯化銻（或五氯化銻）氯仿溶液（不含乙醇和水）干燥后，60-70 加熱，則： 三萜皂苷顯藍(lán)色、灰藍(lán)色、灰紫色斑點(diǎn)，UV下顯藍(lán)紫色熒光（第7章三萜皂苷） ； 甾體皂苷則顯黃色、灰藍(lán)色、灰紫色斑點(diǎn)。,氯仿-濃硫酸反應(yīng)（Salkowski反應(yīng)）：樣品溶于氯仿，沿管壁滴加濃硫酸，氯仿層（上層）顯血紅色或青色，濃硫酸層（下層）顯綠色熒光。 三氯醋酸反應(yīng)（ Rosenheim反應(yīng)）：樣品和25%三氯醋酸乙醇液反應(yīng)顯紅色、紫色。,第二節(jié) C21甾類化合物,C21甾是一類含有21個(gè)碳原子的甾體衍生物，由植物中分離出的C21甾類都是以孕甾烷或其異構(gòu)體為基本骨架。,卵巢黃體分泌的一種天然孕激素，在體內(nèi)對(duì)雌激素激發(fā)過(guò)

5、的子宮內(nèi)膜有顯著形態(tài)學(xué)影響，為維持妊娠所必需,孕烯醇酮是合成黃體酮、非那甾胺等的重要中間體,用于甾體類藥物中間體和甾體類藥物的合成,在植物體中，C21甾類除游離存在外，可與糖結(jié)合成苷（C21甾苷類）。其苷類糖鏈多和C21甾的C3-OH相連，少數(shù)連于C20-OH上。其苷類分子中除2-OH糖外，還有2-去氧糖。 C21甾苷類大都與皂苷、強(qiáng)心苷共存于中藥中。如洋地黃葉和種子中，含有強(qiáng)心苷、皂苷及C21甾苷（稱為洋地黃醇苷或洋地黃醇苷類）。 有些植物，不含強(qiáng)心苷，而含C21甾苷，多存在于蘿摩科。如從牛皮消中得到的牛皮消苷元、本波苷元、林里奧酮等均屬C21甾苷。,C21甾是廣泛應(yīng)用于臨床的一類重要藥物，

6、具有抗炎、抗腫瘤、抗生育等活性。,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：A/B反，B/C反，C/D順； C5、C6位多有雙鍵； C20位可能有羰基； C17側(cè)鏈多為構(gòu)型，少數(shù)為構(gòu)型； C3、C8、C12、C14、C17、C20有-OH，C11 有-OH； C11、C12羥基還可能與醋酸、苯甲酸、桂皮酸結(jié)合成酯。,第三節(jié) 強(qiáng)心苷類,定義：強(qiáng)心苷是存在于植物中具有強(qiáng)心作用的甾體苷類化合物，由強(qiáng)心苷元和糖縮合而產(chǎn)生的一類苷。 臨床應(yīng)用：目前臨床應(yīng)用的有二、三十種，用于治療充血性心力衰竭及節(jié)律障礙等心臟疾病，如西地蘭、地高辛、毛地黃毒苷等。強(qiáng)心苷類有劇毒，若超過(guò)安全劑量，可使心臟中毒而停止跳動(dòng)。 分布：十幾個(gè)科一百多種植物中發(fā)現(xiàn)

7、強(qiáng)心苷類，主要有夾竹桃科、玄參科、蘿摩科、衛(wèi)矛科、百合科、大戟科等。 代表植物有黃花夾竹桃、紫花洋地黃、毛花洋地黃、杠柳、鈴藍(lán)、海蔥、福壽草、羊角拗等。 動(dòng)物中尚未發(fā)現(xiàn)有強(qiáng)心苷類成分，蟾蜍中所含的蟾毒也對(duì)心肌有興奮作用，具強(qiáng)心作用，但其非苷類，而屬甾類。,以甾醇為母體經(jīng)多次轉(zhuǎn)化而逐漸生成涉及約20種酶的作用，如還原酶、氧化還原酶、苷化酶、乙?；傅?。 毛地黃中的強(qiáng)心苷元的形成過(guò)程：,強(qiáng)心苷的基本結(jié)構(gòu) ：由強(qiáng)心苷元（cardiac aglycone）與糖（sugar）二部分構(gòu)成。,甲型強(qiáng)心苷元-C17位側(cè)鏈為五元環(huán)的-內(nèi)酯； 乙型強(qiáng)心苷元-C17位側(cè)鏈為六元環(huán)的，-內(nèi)酯 甲型和乙型強(qiáng)心苷大都是C

8、17 -側(cè)鏈構(gòu)型，個(gè)別為C17 -側(cè)鏈構(gòu)型，-型無(wú)強(qiáng)心作用。,構(gòu)成強(qiáng)心苷的糖有20多種。 C2 -OH糖： D-葡萄糖、L-鼠李糖； 6-去氧糖； 6-去氧糖甲醚。 C2 -去氧糖 ： 2,6-二去氧糖； 2,6-二去氧糖甲醚。,強(qiáng)心苷中，多數(shù)是幾種糖結(jié)合成低聚糖形式再與苷元的C3-OH結(jié)合成苷，少數(shù)為雙糖苷或單糖苷。 糖和苷的連接方式有三種（原生苷末端多為葡萄糖）： 型:苷元-(2,6-去氧糖)m-(D-葡萄糖)n 型:苷元-(6-去氧糖)m-(D-葡萄糖)n 型：苷元-（D-葡萄糖）n,含甲型強(qiáng)心苷元植物,紫花洋地黃,夾竹桃科夾竹桃屬-夾竹桃,海蔥,1.性狀： 強(qiáng)心苷多為無(wú)色結(jié)晶或無(wú)定形粉

9、末； 中性物質(zhì)； 有旋光性； C17 側(cè)鏈為-構(gòu)型的味苦，-構(gòu)型味不苦且無(wú)效； 對(duì)粘膜有刺激性。 2.溶解度（與所連糖的種類和數(shù)目，以及苷元分子中有無(wú)親水基團(tuán)有關(guān)）： 一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等極性溶劑； 略溶于乙酸乙酯、含醇氯仿； 難溶于乙醚、苯、石油醚等非極性溶劑。,3.脫水反應(yīng) ：強(qiáng)心苷混合強(qiáng)酸（3%-5%HCl）加熱水解時(shí)，苷元往往發(fā)生脫水反應(yīng)。（1）C14-OH最易發(fā)生脫水反應(yīng)生成縮水苷元。（2）同時(shí)存在C14-OH和C16-OH，也易脫水，得到二縮水苷元。 （3）如將C3-OH氧化為酮基，則更使C5叔羥基活化，在溫?zé)釛l件下即可脫水而形成烯酮。 （4）C16被氧化為酮基，也能促

10、使C14-叔羥基脫水而形成烯酮。,4.五元或六元內(nèi)酯環(huán)： 用KOH或NaOH的水溶液處理，內(nèi)酯環(huán)開(kāi)裂，但酸化后又環(huán)合。 用醇性苛性堿溶液處理，內(nèi)酯環(huán)異構(gòu)化，這種變化不可逆，遇酸不能復(fù)原，如下：,5. 強(qiáng)心苷內(nèi)酯環(huán)上雙鍵經(jīng)臭氧O3氧化可得酮醛化合物，再經(jīng)KHCO3水解，得酮醇化合物，最后用過(guò)碘酸氧化，可得17-羰基化合物。,6. 強(qiáng)心苷如果C10位有醛基取代，在冷甲醇中用鹽酸處理，C3-OH能與C10-醛基形成半縮醛結(jié)構(gòu)。,7. 強(qiáng)心苷C17-內(nèi)酯，在二甲基甲酰胺（DMF）中，與甲苯磺酸鈉和醋酸鈉110共熱反應(yīng)24h，可轉(zhuǎn)變?yōu)?7-內(nèi)酯型。,8. 強(qiáng)心苷分子中有鄰二羥基取代，可被NalO4氧化，

11、生成雙甲酰，繼續(xù)被NaBH4還原，得二醇衍生物。 鄰二羥基在A環(huán)C2、C3位，同時(shí)C11有羰基，生成半縮醛。 再用乙酰法，可恢復(fù)C11羰基，得二乙酰衍生物。,水解反應(yīng)是研究強(qiáng)心苷組成的方法，分兩類： 化學(xué)方法：酸水解、堿水解和乙酰解； 生物方法：酶水解。 糖部分不同，其水解產(chǎn)物難易及產(chǎn)物均不同。,1.酸水解 A.溫和酸水解：用稀酸【 0.07-0.18% （0.02-0.05mol/L）】的鹽酸或硫酸在含水醇中經(jīng)短時(shí)間（半小時(shí)至數(shù)小時(shí)）加熱回流，可水解苷元和2-去氧糖之間的苷鍵或 2-去氧糖與2-去氧糖之間的糖苷鍵。 而2-OH糖與苷元形成的苷鍵不易切斷。 溫和酸水解對(duì)苷元影響較小，不會(huì)引起脫

12、水反應(yīng)。,1.酸水解 B.強(qiáng)烈酸水解 ：2-OH糖阻礙了苷原子的質(zhì)子化，使水解較困難。用較濃酸【3%- 5%（0.82-1.37mol/L）】長(zhǎng)時(shí)間加熱回流或同時(shí)加壓，可水解2-OH糖。,1.酸水解 B.強(qiáng)烈酸水解 ：強(qiáng)烈酸水解法常引起苷元失去一至數(shù)分子水，形成脫水苷元。,1.酸水解 C.氯化氫-丙酮法：強(qiáng)心苷置于含【0.4-1% （0.11-0.38mol/L） 】HCl的丙酮中，20放置兩周并時(shí)時(shí)振搖，糖的C2-OH、C3-OH與丙酮生成丙酮化物，進(jìn)而水解，得到原生苷和糖的衍生物。,2.酶水解法 酶水解具專屬性，不同性質(zhì)的酶作用于不同性質(zhì)的苷鍵。 蝸牛酶能水解所有的苷鍵，能將糖逐步水解，直

13、至獲得苷元，用來(lái)研究強(qiáng)心苷的結(jié)構(gòu)。,1.作用于甾體母核的反應(yīng) 醋酐-濃硫酸反應(yīng)（Liebermann-burchard反應(yīng)） ： 樣品溶于冰醋酸，加濃硫酸-醋酐(1:20)，產(chǎn)生黃紅 紫 藍(lán) 綠等顏色變化，最后褪色。 甾體皂苷顏色變化快，最后呈現(xiàn)污綠色； 三萜皂苷顏色變化稍慢，且不出現(xiàn)污綠色。 三氯化銻或五氯化銻反應(yīng) 樣品醇溶液點(diǎn)于濾紙上，噴20%三氯化銻（或五氯化銻）氯仿溶液（不含乙醇、水）干燥后，加熱，顯藍(lán)色、灰藍(lán)色、灰紫色斑點(diǎn)。 三萜UV下顯藍(lán)紫色熒光； 甾體皂苷則顯黃色熒光。 氯仿-濃硫酸反應(yīng)（Salkowski反應(yīng)） 樣品溶于氯仿，加入濃硫酸后：在氯仿層（上層）呈現(xiàn)紅色或蘭色，硫酸層

14、（下層）有綠色熒光出現(xiàn)。,作用于,不飽和內(nèi)酯環(huán)的反應(yīng)： 甲型強(qiáng)心苷在堿性醇溶液中，發(fā)生雙鍵轉(zhuǎn)移，生成活性亞甲基，故可與活性亞甲基試劑作用而顯色。 乙型強(qiáng)心苷無(wú)此類反應(yīng)。,2. 作用于,不飽和內(nèi)酯環(huán)（甲型強(qiáng)心苷）的反應(yīng)：,3. 作用于2-去氧糖的反應(yīng) ： Keller-kiliani反應(yīng)：此反應(yīng)是2-去氧糖的特征反應(yīng)，對(duì)游離的2-去氧糖或在反應(yīng)條件下能水解出2-去氧糖的強(qiáng)心苷都可顯色。 操作：取樣品1mg溶于5ml冰乙酸中，加一滴20%FeCl3水溶液，傾斜試管，沿試管壁加入5ml濃硫酸，若有2-去氧糖存在，乙酸上層漸呈藍(lán)或藍(lán)綠色。但若不顯色，不能說(shuō)明無(wú)2-去氧糖。 占噸氫醇反應(yīng): 取樣品加占噸

15、氫醇試劑，沸水浴3min呈紅色。 過(guò)碘酸-對(duì)硝基苯胺反應(yīng)：樣品反應(yīng)后呈深黃色斑點(diǎn)，UV下為棕色背底上現(xiàn)黃色熒光斑點(diǎn)。 對(duì)-硝基苯肼反應(yīng)：樣品反應(yīng)后呈紅色或紫紅色。對(duì)2-去氧糖和葡萄糖結(jié)合的， Keller-kiliani反應(yīng)陰性的也可呈陽(yáng)性反應(yīng)。 對(duì)-二甲氨基苯甲醛反應(yīng)：樣品反應(yīng)后呈灰紅色斑點(diǎn)。,1提取 原生苷: 防止植物中的酶對(duì)成分的酶解，需抑制酶的活性，原料要新鮮，采集后低溫快速冷凍干燥、快速提?。?常用甲醇或70%乙醇為溶劑進(jìn)行提取，提取效率高、且能使酶失去活性。 次生苷：利用酶的活性，EtOH、EtOAc提取。,2純化 溶劑法 先用醇或稀醇提取，濃縮致無(wú)醇味，再根據(jù)化合物的極性選擇溶劑

16、進(jìn)行除雜（用乙醚、氯仿脫脂）。 鉛鹽法 鉛鹽與雜質(zhì)可生成沉淀，但該沉淀能吸附強(qiáng)心苷而導(dǎo)致?lián)p失。這種吸附和溶液中醇的含量有關(guān)，增加醇含量能降低沉淀對(duì)強(qiáng)心苷的吸附現(xiàn)象，但純化效果下降。 過(guò)量的鉛試劑能引起一些強(qiáng)心苷的脫?；磻?yīng)。,2純化 吸附法 (強(qiáng)心苷亦有可能被吸附而損失) 活性炭使葉綠素等脂溶性雜質(zhì)可被吸附而除去 Al2O3 糖類、水溶性色素、皂苷等可吸附,極性相似者相吸,3.分離 兩相溶劑萃取法依據(jù)分配系數(shù)的不同 例如：毛花毛地黃總苷含A苷、B苷、C苷： 氯仿中溶解度：A（ 1/225 ）、B（ 1/550 ） C （1/2000 ） 甲醇中溶解度： A、B、C 均約為1/20 水中溶解度：

17、 A、B、C 均幾乎不溶 用氯仿-甲醇-水（5:1:5）體系進(jìn)行二相溶劑萃取，萃取用量為總苷的1000倍，A和B分配到氯仿層，C分配到水層。,3.分離 逆流分配法依據(jù)分配系數(shù)的不同，使混合苷分離（方法見(jiàn)課本p22-23）。 例如：黃花夾竹桃苷A和B的分離：以【氯仿-乙醇（2:1） 750ml】-【水150ml】體系為二相溶劑，氯仿為移動(dòng)相，水為固定相，經(jīng)9次逆流分配（0-8管），最后由氯仿層6-7管得B，水層2-5管得A。,黃花夾竹桃苷A 黃花夾竹桃苷B 極性稍大 極性稍小,3.分離 色譜分離 分離親脂性單糖苷、次級(jí)苷和苷元正相吸附色譜：吸附材料用硅膠等，洗脫體系正己烷-乙酸乙酯、苯-丙酮、氯

18、仿-甲醇、乙酸乙酯-甲醇；,3.分離 色譜分離 對(duì)極性稍大成分正相分配層析 選硅膠、纖維素、硅藻土等為支持劑； 洗脫體系乙酸乙酯-甲醇-水、氯仿-甲醇-水。,主要是由不飽和內(nèi)酯環(huán)引起的吸收 甲型苷max=220nm（lg 4.34） 乙型苷max=295300nm（lg3.93） 據(jù)此可以區(qū)別二類強(qiáng)心苷,由不飽和內(nèi)酯環(huán)在18001700 cm-1產(chǎn)生兩個(gè)羰基吸收峰: -內(nèi)酯(甲型) 兩個(gè)羰基峰 ,-內(nèi)酯(乙型)峰位向低波數(shù)移40cm-1 低波數(shù)為正常峰；高波數(shù)為非正常峰（隨溶劑性質(zhì)改變而改變，在極性大的溶劑中，吸收強(qiáng)度減弱甚至消失） 應(yīng)用： 根據(jù)IR可區(qū)別甲型和乙型強(qiáng)心苷； 依非正常峰因溶劑的

19、極性增強(qiáng)而吸收強(qiáng)度減弱甚至消失的現(xiàn)象，可指示不飽和內(nèi)酯環(huán)的存在。,強(qiáng)心苷苷元質(zhì)譜裂解方式較多也較復(fù)雜，如羥基脫水、醛基脫CO、脫甲基、脫C17內(nèi)酯側(cè)鏈、雙鍵逆DA裂解等。 甲型苷元產(chǎn)生：m/z 111、124、163、164 (內(nèi)酯E和D環(huán)) 乙型苷元產(chǎn)生：m/z 109、123、135、136 (-內(nèi)酯環(huán)的碎片), C10、C13兩個(gè)角甲基（叔甲基）1.00左右。 C3-H3.90左右，為多重峰,內(nèi)酯環(huán)中的質(zhì)子,糖分子上的質(zhì)子 端基氫：-D-glc aa J=6-8Hz ； -L-rha ee J=2Hz。,強(qiáng)心苷類A/B順或反， C/D順(14-H) C21甾類A/B反(5-H) ， C/

20、D順(14-H)。 順式（低場(chǎng)） 反式（高場(chǎng)）-C18-Me、C19-Me位移值來(lái)判斷C/D環(huán)的順?lè)础?觀察信號(hào)烯碳、羰基碳、連氧碳、甲基碳（數(shù)目）、糖端基碳等信號(hào)，用比較的方法，與模擬化合物進(jìn)行比對(duì)，用苷化位移規(guī)律及技術(shù)圖譜進(jìn)行碳?xì)w屬。 伯碳= 12-24 ；仲碳 = 20-41 ； 叔碳 = 35-57 ；季碳 = 27-43 ；醇碳= 65-91 ； 烯碳 = 119-172 ； 羰基碳= 177-210 ； 可判斷A/B環(huán)的構(gòu)象：,第四節(jié) 螺甾皂苷,螺甾定義：具有螺甾烷類結(jié)構(gòu)母核的一類皂苷。,分布單子葉植物和雙子葉植物均有分布。主要分布薯蕷科、百合科、玄參科、菝契科、龍舌蘭科等單子葉植

21、物中。 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(diào)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(nèi)含8種螺甾皂苷（含量在90%以上），對(duì)冠心病心絞痛發(fā)作療效顯著。 薤白皂苷經(jīng)體外試驗(yàn)顯示具有較強(qiáng)的抑制ADP誘導(dǎo)的人血小板聚集作用。 心腦舒通為蒺藜果實(shí)中提取的總皂苷制劑，臨床用于心腦血管病的防治。,螺甾烷醇類（spirostanols）-C25為S構(gòu)型。,龍舌蘭科龍舌蘭屬 劍麻,12,異螺甾烷醇類（isospirostanols）-C25為R構(gòu)型。,呋甾烷醇類（furostanol

22、s）-F環(huán)開(kāi)鏈,呋甾烷醇類（furostanols）-F環(huán)開(kāi)鏈,呋甾烷醇類（furostanols）-F環(huán)開(kāi)鏈 F環(huán)裂解的雙糖鏈皂苷不具有某些皂苷的通性： 沒(méi)有溶血作用 不能與膽甾醇形成復(fù)合物 沒(méi)有抗菌活性,變形螺甾烷醇類（pseudo-pirostanols）-F環(huán)為五元四氫呋喃環(huán),天然產(chǎn)物中少見(jiàn)。,1.性狀：甾體皂苷元有較好晶形。皂苷多為無(wú)定形粉末; 2.旋光性：甾體皂苷具旋光性，多為左旋。 3.溶解性： 甾體皂苷元能溶于親脂性溶劑，不溶于水。 甾體皂苷溶于水、稀醇，易溶于熱水、稀醇， 難溶于石油醚、苯、乙醚等親脂性溶劑。 4. 表面活性：甾體皂苷多具發(fā)泡性，其水溶液振蕩后產(chǎn)生持久性泡沫。 5.沉淀反應(yīng)：能與堿式鉛鹽、鋇鹽形成沉淀。,6.溶血作用：甾體皂苷有溶血作用。 7. 甾體皂苷的乙醇溶液可與甾醇（膽甾醇或C3位-OH甾醇）生成分子復(fù)合物沉淀。沉淀用乙醚回流提取時(shí)，膽甾醇可溶于醚，但皂苷不溶，而純化皂苷，或檢查是否有皂苷的存在。 三萜皂苷與甾醇形成的復(fù)合物不及甾體皂苷穩(wěn)定。 8. 顏色反應(yīng)：甾體皂苷在無(wú)水條件下，遇某些酸類可產(chǎn)生與三萜皂苷相類似的顏色反應(yīng)。 醋酐