第三章甾体类化合物

1、第三章第三章 甾体类化合物甾体类化合物本 章 内 容一、概一、概 述述二、二、C21甾体化合物甾体化合物三、强心苷类三、强心苷类四、甾体皂苷四、甾体皂苷一、概述 甾体类化合物广泛存在于植物、动物体内和微生物代谢产物中,在动植物生命过程中起着十分重要的作用，被誉为“生命的钥匙”。在植物界以植物甾醇、甾体皂苷、强心苷、甾体生物碱等形式存在，在动物界以甾醇、性激素、 肾上腺皮质激素、胆汁酸等形式存在。（一）（一）甾体化合物的化学结构及分类甾体化合物的化学结构及分类甾体类在结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核。甾核四个环可以有不同的稠合方式。 天然甾类成分可分许 多类型，如下表所示：甾体基本母核ABCD天

2、然甾类化合物的分类及甾核的稠合方式 C17侧链侧链 A/B B/C C/DC21甾类 羟甲基衍生物 反 反 顺强心苷类 不饱和内酯环 顺,反 反 顺甾体皂苷类 含氧螺杂环 顺,反 反 反植物甾醇 脂肪烃 顺,反 反 反昆虫变态激素 脂肪烃 顺 反 反胆酸类 戊酸 顺 反 反（二）（二）甾体化合物的生物合成途径甾体化合物的生物合成途径乙酰辅酶A 角鲨烯 2,3-氧化角鲨烯 羊毛甾醇HOHOOO羊毛甾醇羊毛甾醇甾体皂苷元甾体皂苷元HO断链断链氧化氧化HOOC C2121甾类甾类羊毛甾醇羊毛甾醇HOOCH3COOHHOOHOO甲型强心苷甲型强心苷+ C3HOOHOO乙型强心苷乙型强心苷(C(C212

3、1甾类甾类) )（三）甾体化合物的显色反应（三）甾体化合物的显色反应 Liebermann-Burchard Liebermann-Burchard 反应反应 与浓硫酸与浓硫酸- -醋酐（醋酐（1 1：2020）反应显色。）反应显色。 SalkowskiSalkowski反应反应氯仿中与浓硫酸反应氯仿中与浓硫酸反应 （氯仿层血红色，硫酸层显绿色）。（氯仿层血红色，硫酸层显绿色）。 TschugaevTschugaev反应反应与冰醋酸、氯化锌、乙酰氯反与冰醋酸、氯化锌、乙酰氯反应显色应显色, ,红红- -蓝蓝- -绿。绿。Rosen-heimRosen-heim反应反应与三氯醋酸显红色至紫色。与

4、三氯醋酸显红色至紫色。三氯化锑或五氯化锑反应三氯化锑或五氯化锑反应显蓝色、灰蓝色、灰显蓝色、灰蓝色、灰 紫紫色。色。（一）结构（一）结构C21甾（C21-steroides）是含有21个碳的甾体衍生物。以孕甾烷（pregnane）或其异构体为基本骨架。CH220CH321H孕甾烷二、二、C C2121甾类化合物甾类化合物（二）（二）C C2121甾甾类化合物的存在类化合物的存在 C C2121甾体是萝甾体是萝藦藦科植物中普遍存在的化学成分，科植物中普遍存在的化学成分，另外在玄参科、夹竹桃科、另外在玄参科、夹竹桃科、 毛茛科等植物中也发毛茛科等植物中也发现了现了 C C2121甾体成分。在植物中

5、，甾体成分。在植物中，C C2121甾类化合物主要甾类化合物主要以游离形式存在，也以苷的形式存在。与之结合成以游离形式存在，也以苷的形式存在。与之结合成苷的糖有苷的糖有2-2-羟基糖，也有羟基糖，也有2-2-去氧糖。糖链多和去氧糖。糖链多和C C3 3 OHOH相连，也有相连，也有C C2020的一的一OHOH。（三）（三） C C2121甾甾类化合物的性质及生理作用类化合物的性质及生理作用 C21甾体化合物分子中有2 -去氧糖的存在， 能呈Keller-Kiliani颜色反应。在体外实验中，C21甾苷具有清除超氧阴 离子自由基和羟自由基的能力；在动物实验中，它能够调节免疫功能，抵抗内源性自由

6、基对机体的氧化损伤，因此，C21甾苷日益受到广泛重视。（四）（四） C C2121甾甾类化合物的类化合物的提取提取 2g样品，95%乙醇50mL进行索氏抽提4h。Keller-Kiliani反应：应用对象具有游离的2-去氧糖、能水解出2-去氧糖的强心苷强心苷Fe3+(FeCl3 or Fe2(SO4)3冰醋酸液+ +浓硫酸蓝色或蓝绿色（滴加）（醋酸层）三、强心苷类三、强心苷类 强心苷（cardiac glycosides）是存在植物中具有强心作用的甾体苷类化合物，是治疗心力衰竭不可缺少的重要药物。分布：存在于许多有毒的植物中，特别以玄参科、夹竹桃科植物最普遍。（一）强心苷的结构、分类及重要化合

7、物（一）强心苷的结构、分类及重要化合物 1、结构、结构 强心苷是由强心苷元（强心苷是由强心苷元（cardiac aglycones）与）与糖缩合的一类苷。苷元是由甾体母核及其在糖缩合的一类苷。苷元是由甾体母核及其在C17位位连有不饱和内酯环的侧链组成。连有不饱和内酯环的侧链组成。2、分类、分类 主要依据主要依据C17位上的取代基即内酯环的大小位上的取代基即内酯环的大小分成二类：分成二类：甲型强心苷：甲型强心苷：C17侧链是侧链是五元不饱和内酯环五元不饱和内酯环。乙型强心苷：乙型强心苷：C17侧链为侧链为六元不饱和内酯环六元不饱和内酯环。甲型强心苷元母核称为强心甾 (cardanolide)OO

8、RHOH202122231819甲型内酯20(22)五元内酯()OOHOHOH毛地黄毒苷元3,14-二羟基-5-强心甾-20（22）- 烯3 ,14 -dihydroxy-5 -card-20(22)-enolide乙型强心苷元母核称为海葱甾或蟾酥甾 (scillanolide)(bufanolide)OORHOH202122231819乙型 内酯20,22六元内酯,()OOOHOH海葱苷元3,14-二羟基海葱甾4,20,22-三烯3 ,14 -dihydroxy-acilla-4,20,22-trienolide（二）强心苷的性质（二）强心苷的性质1、理化性质中性化合物，多为无色结晶或无定形

9、粉末，味苦，有旋光性可溶于水、丙酮、醇类等极性溶剂略溶于醋酸乙酯、含醇氯仿几不溶于醚、苯、石油醚等非极性溶剂稳定性较差稳定性较差酸或酶发生水解、叔羟基脱水或异构化反应碱溶液内酯环异构化，遇酸不能复原。2、苷键的水解、苷键的水解强心苷中苷键由于糖的结构不同，水解难易有区别，水解产物也有差异。水解方法主要有酸催化水解、酶催化水解。酸催化水解： (1)温和酸水解 (2)强酸水解 (3)盐酸丙酮法水解（1）温和酸水解）温和酸水解采用稀酸H2SO4、HCl等（0.020.05mol/L）反应条件含水醇溶液中短时间加热 回 流(30min数小时)水解对象2-去氧糖不适用于2-羟基糖2-羟基糖易产生下式互变

10、，阻挠了水解反应的进行，故在此条件下不能水解2-OH糖。OHOROHOROHOHOHH3O-HOROH2HH3O+2-去氧糖苷2-去氧糖苷原子质子化阳碳离子OHOROHOHOROHH3OHOHOROHH+互变2-羟基糖苷阻扰了水解反应的进行(2)强酸水解强酸水解(2-羟基糖羟基糖)酸的浓度35 %水解条件延长水解时间；同时加压反应特点反应剧烈,引起苷元脱水，产生缩水苷元。(3)盐酸丙酮法盐酸丙酮法(Mannich水解水解)反应试剂丙酮溶液、0.4%-1.0%HCl反应条件室温条件下与氯化氢长时间反应(2周)反应物条件糖分子中有C2-OH原 理C2-OH与丙酮反应，生成丙酮化物，进而水解特 点可

11、得到原苷元和糖的衍生物3、酶催化水解、酶催化水解 在含强心苷的植物中均有水解强心苷的酶共存，其水解部位主要是末位的葡萄糖，产生只含脱氧糖或葡萄糖的次级苷元，与苷元直接相连的葡萄糖一般不易被植物所含的酶水解。 如紫花毛地黄苷 A 和 B被紫花苷酶水解脱去一分子葡萄糖后依次生成毛地黄毒苷和羟基毛地黄毒苷。 糖的结构、苷元类型不同，被水解的难度也有区别，如糖分子上有乙 醜基，对酶作用的阻力较大，使苷的水解速率变慢,一般来说乙型强心苷较甲型强心苷易为酶水解。(三三)强心苷的生理功能强心苷的生理功能 选择性作用于心脏，加强心肌收缩力，使脉动加速，具有强心、利尿作用，是治疗慢性心功能不全（充血性心力衰竭）

12、最常用、最有效的药物。临床上，主要用做强心剂。但此类药物毒性大，不易控制，易出现中毒症状甚至死亡。三、甾体皂苷三、甾体皂苷（一）甾体皂苷的结构、分类 甾体皂苷是以甾体为苷元的糖苷化合物。按皂苷元结构的不同，甾体皂苷分为胆甾烷型皂苷、螺甾烷型皂苷和呋喃甾烷型皂苷。 集中分布在单子叶植物的百合科、薯蓣科和龙舌兰科等植物中；在双子叶植物的豆科、玄参科、蒺藜科、苦木科和煎科的少数种中也有分布。在植物中的含量较高，并在植物的各个部位都有分布，但含量有很大的不同，并随植物的生长季节和地域而变化。 （二）甾体皂苷的（二）甾体皂苷的性质性质 难以结晶，呈白色粉末,易吸水，易溶于水和甲醇，在正丁醇和戊醇中也有一定的溶解度；利用正丁醇和水可将皂苷与糖 类、蛋白质等亲水性成分分离。大多数皂苷能形成泡沫和胶束，是很强的表面 活性剂，它们能增加水不溶物在水中的溶解,能与胆固醇形成复合物,能在细胞膜上打洞和引起溶血。 用途：洗涤、食品和化妆品的乳化、杀鱼、杀虫、杀软体动物等。（三）（三）甾体甾体皂皂苷的生理功能苷的生理功能 1、抗真菌、抗细菌和抗病毒活性抗真菌、抗细菌和抗病毒活性 很多甾体皂苷有抗真菌活性，最小抑制浓度（MIC)为 0. 5 0. 8g/mL。一些甾体皂苷有抗革兰阳性菌及抗病毒的活性。 2、细胞毒性和抗肿瘤活性细胞毒性和抗肿瘤