甾体类化合物 (3)

1、关于甾体类化合物 (3)第一页，共167页幻灯片 第一节第一节 概述概述 甾体类化合物甾体类化合物( (steroids)steroids)是广泛存在于天然界中的一类是广泛存在于天然界中的一类结构中具有环戊烷骈多氢菲的甾体母核天然化学成分结构中具有环戊烷骈多氢菲的甾体母核天然化学成分。 第二页，共167页幻灯片一、甾体化合物的结构与分类一、甾体化合物的结构与分类 天然甾体成分天然甾体成分C17位均有侧链，根据侧链结构的不同分为位均有侧链，根据侧链结构的不同分为 ： 其中强心苷及甾体皂苷研究得比较成熟其中强心苷及甾体皂苷研究得比较成熟,药用价值高。药用价值高。 名称名称A/BB/CC/DC17-

2、取代基取代基植物甾醇植物甾醇顺、反顺、反反反反反810个碳的个碳的脂肪烃脂肪烃胆汁酸胆汁酸顺顺反反反反戊酸戊酸C21甾醇甾醇反反反反顺顺C2H5昆虫变态昆虫变态激素激素顺顺反反反反810个碳的个碳的脂肪烃脂肪烃强心苷强心苷顺、反顺、反反反顺顺不饱和内酯不饱和内酯环环蟾毒配基蟾毒配基顺、反顺、反反反反反六元不饱和六元不饱和内酯环内酯环甾体皂苷甾体皂苷顺、反顺、反反反反反含氧螺杂环含氧螺杂环甾体生物甾体生物碱碱R167891011121314151617ABCD4532181920第三页，共167页幻灯片二、甾体化合物的生物合成途径二、甾体化合物的生物合成途径 甾体化合物在植物体内由甲戊二羟酸途径

3、合成：甾体化合物在植物体内由甲戊二羟酸途径合成： 甲戊二羟酸甲戊二羟酸 角鲨烯（角鲨烯（squalene） 2，3-氧化角鲨烯（氧化角鲨烯（2，3-oxidosqualene） 羊毛甾醇（三萜羊毛甾醇（三萜）第四页，共167页幻灯片OHOOHOHOHOOOHCH 2OHOHOOHHOOOHOOOHOHOHOHOO+CH3COOH 羊毛甾醇 甾醇类C21甾类O 甾体皂苷元 甲型强心苷元乙型强心苷元 +C3 第五页，共167页幻灯片三、甾体类化合物的颜色反应三、甾体类化合物的颜色反应 甾体类化合物在无水条件下用酸处理，经加热后能产生甾体类化合物在无水条件下用酸处理，经加热后能产生各种颜色反应。这类

4、颜色反应的机理较复杂，各种颜色反应。这类颜色反应的机理较复杂，1976年日本化年日本化学家建议此类反应的机理是甾类化合物与酸（硫酸或学家建议此类反应的机理是甾类化合物与酸（硫酸或Lewis酸）酸）作用，经脱水、缩合、氧化等过程生成阳碳离子盐有色物。作用，经脱水、缩合、氧化等过程生成阳碳离子盐有色物。OHH H+H2O+3,5-胆甾二烯胆甾二烯() 3,3-双（双（2，4）胆甾二烯（）胆甾二烯（） 第六页，共167页幻灯片1. Liebermann-Burchard反应反应 也可将样品溶于冰乙酸，加硫酸也可将样品溶于冰乙酸，加硫酸-乙酐（乙酐（1:20）试剂产生）试剂产生同样的反应。同样的反应。

5、 2. Salkowski反应反应 样品（氯仿）样品（氯仿）+ 硫酸乙酐（硫酸乙酐（1：20） 红红紫紫蓝蓝绿绿污绿污绿 （最后褪色最后褪色 ）第七页，共167页幻灯片3. Tschugaev反应反应 4. Rosen-Heimer反应反应 5. Kahlenberg反应反应 第八页，共167页幻灯片第二节第二节 强心苷类化合物强心苷类化合物l （Cardiac glycosides）第九页，共167页幻灯片 强心苷（强心苷（Cardiac glycosides）天然界存在的一类天然界存在的一类对心脏具有显著生理活性的甾体苷类。对心脏具有显著生理活性的甾体苷类。 从化学角度下定义，则强心苷可定

6、义为从化学角度下定义，则强心苷可定义为 由强心苷元（由强心苷元（Cardiac aglycones）与糖缩合而成与糖缩合而成的苷称作强心苷。的苷称作强心苷。一一 、定义定义第十页，共167页幻灯片例：例：第十一页，共167页幻灯片 对强心苷的化学研究始于对强心苷的化学研究始于18081808年，年，18691869年分离出年分离出洋地黄的结晶，次年定出其结构，至洋地黄的结晶，次年定出其结构，至7070年代分出年代分出570570多种强心苷，多种强心苷，140140多种苷元。多种苷元。 这类成分主要分布于夹竹桃科、玄参科、百合这类成分主要分布于夹竹桃科、玄参科、百合科科等十几个科，以玄参科和夹竹

7、桃科分布最多。等十几个科，以玄参科和夹竹桃科分布最多。 动物中有些也有强心成分动物中有些也有强心成分( (如蟾蜍中的蟾酥如蟾蜍中的蟾酥) )但不属强心苷类。但不属强心苷类。 第十二页，共167页幻灯片二、结构类型二、结构类型 （一）苷元（一）苷元1 1、分类、分类 强心苷的苷元为甾体衍生物，其特点为在甾体强心苷的苷元为甾体衍生物，其特点为在甾体C C1717侧侧链上连有一个不饱和的内酯环，按不饱和内酯环的大小链上连有一个不饱和的内酯环，按不饱和内酯环的大小可将所有强心苷元分为两大类结构可将所有强心苷元分为两大类结构 第十三页，共167页幻灯片甲型强心苷元（发现最多）甲型强心苷元（发现最多） 五

8、元不饱和内酯环五元不饱和内酯环乙型强心苷元（发现少）乙型强心苷元（发现少）六元不饱和内酯环六元不饱和内酯环21232022OOHABC12345678910121314151617181911D21232022OOH24ABC12345678910121314151617181911D强心甾（不包括红线）强心甾（不包括红线） 强心甾烯（包括红线）强心甾烯（包括红线） 其五元不饱和内酯环可称为：其五元不饱和内酯环可称为： -内酯（内酯（20(22)-五元内五元内酯环）酯环）蟾蜍（酥）甾或海葱甾（不包蟾蜍（酥）甾或海葱甾（不包括红线）括红线）蟾蜍（酥）甾二烯或海葱甾二烯（蟾蜍（酥）甾二烯或海葱甾二

9、烯（包括红线）包括红线）其六元不饱和内酯环可称为：其六元不饱和内酯环可称为：,双烯双烯-内酯（内酯（20；22-六六元内酯环）元内酯环）第十四页，共167页幻灯片2 2 、结构特点、结构特点 顺式顺式 （5 5-H-H） 多多A/BA/B环环 反式反式 （5 5-H-H） 少少B/CB/C环环 反式反式 C/DC/D环环 顺式（顺式（1414-H-H）（强心苷元及强心苷元及C C2121甾的甾的C/DC/D环多环多 为顺式）为顺式） （1 1）甾核稠合方式：）甾核稠合方式： R12345678910111213141516171819ABCD第十五页，共167页幻灯片第十六页，共167页幻灯片

10、（2 2）三个侧链：）三个侧链： C C1010侧链：多为侧链：多为CHCH3 3, ,也有也有CHCH2 2OHOH，CHOCHO，COOHCOOH（氧化产氧化产 物），物），构型。构型。 C C1313侧链：为侧链：为CHCH3 3，构型。构型。 多为多为构型构型C C1717侧链：不饱和内酯环侧链：不饱和内酯环 极少为极少为构型构型 （命名时标以（命名时标以17-H-H，称称“17-H-H某苷某苷”） 第十七页，共167页幻灯片（3 3）取代基及其位置：）取代基及其位置： - -OHOH： 多为多为构型构型C C3 3位：一般都有，常连糖成苷位：一般都有，常连糖成苷 少为少为构型构型 (

11、 (命名时冠以表（命名时冠以表（epi）字字) )C C1414位：多为位：多为- -OHOH，均为均为构型。构型。 此外：此外： 1 1，22，5 5（或或），），1111（或或），），1212（或或），），1515，1616位有时也有位有时也有OHOH取代。取代。 1616OHOH有时与有时与HCOOHHCOOH， CHCH3 3COOHCOOH ，异戊酸成酯。异戊酸成酯。第十八页，共167页幻灯片C=CC=C： 一般位于一般位于4 4（5 5），），5 5（6 6），），1616（1717）位。）位。O O（环氧基）：环氧基）： 多位于多位于7,87,8，8,148,14，11,1211

12、,12位。位。 C=O C=O： 多位于多位于1111，1212，1919位。位。 第十九页，共167页幻灯片（4 4）命名：）命名： 俗名法俗名法: :按植物来源定为某某苷元。按植物来源定为某某苷元。 系统法命名法：按苷元分类，写出某某苷元，然后再标明系统法命名法：按苷元分类，写出某某苷元，然后再标明取代基的名称，位置（构型）。取代基的名称，位置（构型）。第二十页，共167页幻灯片例如：例如： 第二十一页，共167页幻灯片第二十二页，共167页幻灯片第二十三页，共167页幻灯片（二）糖（二）糖 组成强心苷的糖约组成强心苷的糖约2020多种单糖，与其它苷类不大一样，多种单糖，与其它苷类不大一样

13、，除常见的象除常见的象glcglc这样的羟基糖外，还有许多去氧糖，例如这样的羟基糖外，还有许多去氧糖，例如 ：6-去氧糖去氧糖: 第二十四页，共167页幻灯片6 6去氧糖甲醚：去氧糖甲醚： 第二十五页，共167页幻灯片2 2，6-6-二去氧糖（二去氧糖（-去氧糖）去氧糖） 第二十六页，共167页幻灯片2 2，6-6-二去氧糖甲醚（二去氧糖甲醚（-去氧糖）：去氧糖）： 第二十七页，共167页幻灯片（三）成苷方式（三）成苷方式 ： 按成苷糖的类型，糖与苷元之间，糖与糖之间的连接方式，可将按成苷糖的类型，糖与苷元之间，糖与糖之间的连接方式，可将强心苷的成苷方式分为三种类型：强心苷的成苷方式分为三种类

14、型： I 型：苷元型：苷元-（2，6-去氧糖）去氧糖）x（D-葡萄糖）葡萄糖）y 多多 II 型：苷元型：苷元-（6-去氧糖）去氧糖）x（D-葡萄糖）葡萄糖）y III型：苷元型：苷元-（D-葡萄糖）葡萄糖）x第二十八页，共167页幻灯片例例: : I 型型第二十九页，共167页幻灯片II II 型型 ：第三十页，共167页幻灯片III III 型型 ：第三十一页，共167页幻灯片三、构效关系三、构效关系 1 1苷元结构与强心作用的关系：苷元结构与强心作用的关系： （1 1）C C1717所连不饱和内酯环必须是所连不饱和内酯环必须是构型（构型（1717H H），），不不饱和内酯环不能发生开环，

15、氧化或双键移位，否则强心作用降低或消饱和内酯环不能发生开环，氧化或双键移位，否则强心作用降低或消失。失。 （2 2）C/DC/D环反式稠合（环反式稠合（C C1414-OH-OH或或H H处于处于构型），构型），C C1414-OH-OH发发生脱水（生脱水（C C8 8， C C1515），），强心作用降低或消失。强心作用降低或消失。 第三十二页，共167页幻灯片（4 4）C C1010-CH-CH3 3氧化成氧化成- -CHCH2 2OH,-CHO,-COOH,OH,-CHO,-COOH,强心作用或毒性稍有增加。强心作用或毒性稍有增加。 第三十三页，共167页幻灯片2 2糖对强心作用的影响：

16、糖对强心作用的影响： 甲型强心苷的毒性：甲型强心苷的毒性： 苷元苷元 二糖苷二糖苷 三糖苷三糖苷 单糖苷因水溶性低于二糖及三糖苷，而亲脂性强，与心肌单糖苷因水溶性低于二糖及三糖苷，而亲脂性强，与心肌细胞膜的类脂质亲合力强，故毒性大。细胞膜的类脂质亲合力强，故毒性大。 苷元相同的单糖苷，糖越接近心肌正常代谢产物，苷元相同的单糖苷，糖越接近心肌正常代谢产物，则毒性越强：则毒性越强：葡萄糖苷甲氧基糖苷葡萄糖苷甲氧基糖苷6-去氧糖苷去氧糖苷2，6-去氧糖苷去氧糖苷乙型强心苷：乙型强心苷： 苷元苷元 单糖单糖 苷双糖苷苷双糖苷第三十四页，共167页幻灯片四、性质和颜色反应：四、性质和颜色反应： (一一)

17、 性状：性状： 多为无定形粉末或无色结晶，味苦（多为无定形粉末或无色结晶，味苦（C17位侧链为位侧链为构型者构型者无无苦味苦味且不具旋光性）。对粘膜具有刺激性。且不具旋光性）。对粘膜具有刺激性。 (二二)溶解性溶解性 ： 苷：可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂；苷：可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂； 微溶于乙酸乙酯、含醇氯仿；微溶于乙酸乙酯、含醇氯仿； 不溶于乙醚、苯、石油醚等极性小的溶剂；不溶于乙醚、苯、石油醚等极性小的溶剂； 弱亲酯性苷：略溶于氯仿弱亲酯性苷：略溶于氯仿-乙醇（乙醇（2：1）强亲酯性苷：略溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿强亲酯性苷：略溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿-乙醇（乙

18、醇（3：1）苷元：易溶于乙酸乙酯、氯仿等弱极性溶剂；苷元：易溶于乙酸乙酯、氯仿等弱极性溶剂； 难溶于水、丙酮等极性溶剂；难溶于水、丙酮等极性溶剂；第三十五页，共167页幻灯片 在分析苷解释某些强心苷的溶解性使，还必须注意以在分析苷解释某些强心苷的溶解性使，还必须注意以下几点：下几点： 1 1、苷元相同，非去氧糖多，水溶解性大、苷元相同，非去氧糖多，水溶解性大 例如：例如： 原生苷次级苷；原生苷次级苷； 2、分子中羟基多（非缔合羟基），水溶性大、分子中羟基多（非缔合羟基），水溶性大 例如：乌本苷洋地黄苷；例如：乌本苷洋地黄苷；第三十六页，共167页幻灯片第三十七页，共167页幻灯片3.3.分子中

19、羟基发生缔合，水溶性减小分子中羟基发生缔合，水溶性减小 例如：毛花洋地黄苷例如：毛花洋地黄苷C C 毛花洋地黄苷毛花洋地黄苷B B第三十八页，共167页幻灯片原因：原因： 第三十九页，共167页幻灯片（三）脱水反应（三）脱水反应 在酸性条件下强心苷元往往会脱水生成脱水苷元（在酸性条件下强心苷元往往会脱水生成脱水苷元（35酸），特别是强心苷元的酸），特别是强心苷元的第四十页，共167页幻灯片 若若3-OH或或16-OH氧化成氧化成C=O，促进促进5,14-OH脱水脱水烯酮结构烯酮结构烯酮结构烯酮结构第四十一页，共167页幻灯片（四）水解反应：（四）水解反应： 强心苷的水解方法及水解产物也较多，按

20、大类分，可将强心苷的水解方法及水解产物也较多，按大类分，可将水解方法分为二大类：水解方法分为二大类：第四十二页，共167页幻灯片1 1酸水解：酸水解： （1）温和酸水解法：（主要用于）温和酸水解法：（主要用于I型强心苷）型强心苷） 用用 0.020.05mol/L HCl或硫酸或硫酸由于条件温和，苷元不会发生脱水反应，并仅选择性地水解由于条件温和，苷元不会发生脱水反应，并仅选择性地水解-去氧糖苷键，因此常得到去氧糖苷键，因此常得到-去氧糖的单糖去氧糖的单糖,连有连有glc双糖，三糖双糖，三糖等低聚糖。等低聚糖。第四十三页，共167页幻灯片例：例： 第四十四页，共167页幻灯片（2 2）强烈酸水

21、解：）强烈酸水解： 一般多用一般多用35的酸，长时间加热或同时加压，的酸，长时间加热或同时加压，I、型强心苷均可水解。型强心苷均可水解。 第四十五页，共167页幻灯片（3 3）氯化氢）氯化氢- -丙酮法（丙酮法（MannichMannich和和 SiewertSiewert法）法）19421942年年 第四十六页，共167页幻灯片 MannichMannich和和 SiewertSiewert法法主要用于主要用于型苷中的单糖苷，型苷中的单糖苷，型苷中的多糖苷难溶于丙酮可用丁酮，环己酮或丙酮型苷中的多糖苷难溶于丙酮可用丁酮，环己酮或丙酮二氧六环混合溶剂代替丙酮溶剂。此法不能适用所二氧六环混合溶剂

22、代替丙酮溶剂。此法不能适用所有的有的型苷，如型苷，如黄夹次苷乙用此法水解只能得到缩水苷黄夹次苷乙用此法水解只能得到缩水苷元。元。第四十七页，共167页幻灯片2 2酶水解法：酶水解法：（1）与苷共存与植物体的酶：）与苷共存与植物体的酶： 仅能水解葡萄糖，而不能水解去氧糖，而且对葡萄仅能水解葡萄糖，而不能水解去氧糖，而且对葡萄糖的水解选择性也很高糖的水解选择性也很高 例如例如 :第四十八页，共167页幻灯片第四十九页，共167页幻灯片（2）其它生物中的水解酶：）其它生物中的水解酶：第五十页，共167页幻灯片 另外，无论是哪一种酶，水解不具乙酰基糖基苷的速度另外，无论是哪一种酶，水解不具乙酰基糖基苷

23、的速度具具有乙酰基糖基苷。有乙酰基糖基苷。 乙型强心苷比甲型苷易水解。乙型强心苷比甲型苷易水解。 第五十一页，共167页幻灯片3 3碱水解法：碱水解法： （1）酰基的水解：）酰基的水解： 常用水解酰基的碱有：常用水解酰基的碱有： NaHCO3、K2CO3:脱脱-去氧糖上的酰基水解去氧糖上的酰基水解 Ca(OH)2、Ba(OH)2: -去氧糖，去氧糖，-羟基糖，苷元上酰基水解羟基糖，苷元上酰基水解 NaOH碱性太强，使内酯开环故不常用。碱性太强，使内酯开环故不常用。 第五十二页，共167页幻灯片（2）内酯环的水解：）内酯环的水解： 但在强心苷的醇液内加入但在强心苷的醇液内加入NaOH或或KOH，

24、内酯开环后常发内酯开环后常发生异构化反应，不再有可逆的酸化环合反应了生异构化反应，不再有可逆的酸化环合反应了 第五十三页，共167页幻灯片例例： CH3OHCOOCH3OHOOHOOCOOCH3OKOHO(H)H2开链型异构开链型异构化苷化苷乙型强心苷乙型强心苷碱性条件下碱性条件下C21H转移至转移至C22，双键转移至，双键转移至20（21）OHCH3OHOCH2CHOHOCH2COOKCCHCOCHHOKOH202122CCHCHH202122COOO(H)CCH202122COO(H)C皂 化开环开链型异构化苷C14OH质质子对子对C2 1进进行亲电加成行亲电加成内脂型异构化苷甲型强心苷甲

25、型强心苷第五十四页，共167页幻灯片 4. 乙酰解法乙酰解法 将强心苷溶于醋酐将强心苷溶于醋酐,加入加入ZnCl2催化裂解苷键的方法称乙催化裂解苷键的方法称乙酰解。酰解。 例如：例如：从洋地黄属植物从洋地黄属植物purpurea（紫花洋地黄种子）中提取的两种紫花洋地黄种子）中提取的两种强心苷吉托司廷和新吉托司廷中的葡萄糖的连接方式确定下来，强心苷吉托司廷和新吉托司廷中的葡萄糖的连接方式确定下来，将此化合物进行乙酰解：将此化合物进行乙酰解： 第五十五页，共167页幻灯片OCH3OHOOOOHOOHOCH3OMeOROOOACOACOACOOACOACOACOOOOOOZnCL2少 许醋酐 加 热

26、 30分钟R=Glu但连 接 方式 是 16还是 14连 接 不清 楚吉托司 廷八乙 酰纤维双 糖R=R=为 吉 托司 廷为 新 吉 托司 廷第五十六页，共167页幻灯片(五五) 强心苷的颜色反应强心苷的颜色反应 一类成分颜色常常与其特有的结构和基团有关，强心苷一类成分颜色常常与其特有的结构和基团有关，强心苷的结构有甾核，不饱和内酯环，去氧糖，因此强心苷的颜色的结构有甾核，不饱和内酯环，去氧糖，因此强心苷的颜色反应很多根据反应作用的部位可分为反应很多根据反应作用的部位可分为: 甾体母核甾体母核 ,-,-不饱和内酯环不饱和内酯环 颜色反应颜色反应 -去氧糖去氧糖 第五十七页，共167页幻灯片（1

27、）. 醋酐醋酐-浓浓H2SO4反应反应(Liebermann-Burchard)反应反应 1、甾核的反应、甾核的反应 分子中双键越多，反应越快。分子中双键越多，反应越快。 第五十八页，共167页幻灯片（2） Tshugaev反应反应 B 环有双键作用更快。环有双键作用更快。 第五十九页，共167页幻灯片(3) H3PO4反应反应 (4) Salkowski反应反应 第六十页，共167页幻灯片(5) 三氯乙酸三氯乙酸-氯胺氯胺T反应反应 不同的强心苷不同的强心苷UV不同：不同：洋地黄毒苷元类的苷：黄橙色荧光洋地黄毒苷元类的苷：黄橙色荧光羟基洋地黄毒苷元类的苷：亮兰绿色荧光羟基洋地黄毒苷元类的苷：

28、亮兰绿色荧光异羟基洋地黄毒苷元类的苷：灰兰色荧光异羟基洋地黄毒苷元类的苷：灰兰色荧光若用次氯酸盐，过氧化氢或过氧化苯甲酰代替氯胺若用次氯酸盐，过氧化氢或过氧化苯甲酰代替氯胺T效果更好。效果更好。 第六十一页，共167页幻灯片(6) 三氯化锑或五氯化锑反应三氯化锑或五氯化锑反应例例：洋地黄毒苷洋地黄毒苷0.75（gg ） ，纸上，可见：红纸上，可见：红 兰灰兰灰 UV ：红红羟基洋地黄毒苷羟基洋地黄毒苷0.75 ，纸上，可见：纸上，可见： 紫紫 灰灰 UV：苹果绿苹果绿乙型强心苷类也显色乙型强心苷类也显色第六十二页，共167页幻灯片 以上甾核反应在以上甾核反应在1976年前无人解释机理，年前无人

29、解释机理，1976年日本人年日本人(Yoshihisa Kurasawa ,chem.pharm.bull.1976,24,487)建议此类建议此类反应立即为：反应立即为：第六十三页，共167页幻灯片例例:胆甾醇与三氯化锑作用胆甾醇与三氯化锑作用:第六十四页，共167页幻灯片2、C17位上不饱和内酯环的颜色反应位上不饱和内酯环的颜色反应 乙型强心苷在碱性醇溶液中，不能产生活性亚甲基，无乙型强心苷在碱性醇溶液中，不能产生活性亚甲基，无此类反应此类反应. . 第六十五页，共167页幻灯片（1）Legal反应反应 (亚硝酰铁氰化钠试剂反应亚硝酰铁氰化钠试剂反应) 若将反应改在若将反应改在p pH11

30、的缓冲液中进行，显色稳定，并在的缓冲液中进行，显色稳定，并在470nm处有最大吸收（处有最大吸收（kedde改良此法），此法机理可能是改良此法），此法机理可能是： 第六十六页，共167页幻灯片(2) 间二硝基苯试剂（间二硝基苯试剂（Raymond反应）反应）第六十七页，共167页幻灯片机理：机理：OHOOOHOOHHNHNO2OONO2NO2OHOOHNO2NO2NH2NO2OHOONOOOH-+缩 合 缩 合 产 物 间 硝基苯 胺兰 紫色第六十八页，共167页幻灯片（3）3，5-二硝基苯甲酸试剂反应二硝基苯甲酸试剂反应(Kedde反应反应) 可用于强心苷可用于强心苷PC和和TLC显色剂，显

31、色后褪色。显色剂，显色后褪色。 第六十九页，共167页幻灯片（4）碱性苦味酸试剂反应）碱性苦味酸试剂反应 (Baljet反应反应)第七十页，共167页幻灯片3、-去氧糖的反应去氧糖的反应 -去氧糖的反应于去氧糖的反应于1895年就有人建立（年就有人建立（keller），），可对此可对此类大部分的反应机理的解释目前还没有。类大部分的反应机理的解释目前还没有。（1）Keller-Kiliani（K-K）反应反应 第七十一页，共167页幻灯片 此法为此法为keller和和kiliani于于18951896年建立，后来年建立，后来J.von Eww和和T.Reichstein于于1948年对年对K-K

32、反应进行了改进，称：反应进行了改进，称：Eww和和Reichstein改良法（改良法（modified procedure） 试剂试剂A：5Fe2(SO)31ml, 冰醋酸冰醋酸99ml 试剂试剂B：5Fe2(SO)31ml, ,浓硫酸浓硫酸99ml 方法：方法：第七十二页，共167页幻灯片 此反应是游离此反应是游离-去氧糖的特征反应，在此反应条件下能水去氧糖的特征反应，在此反应条件下能水解处游离解处游离-去氧糖的强心苷都是阳性。去氧糖的强心苷都是阳性。 -去氧糖连有去氧糖连有glc等羟基糖的二或三糖苷是阴性（因难水解出等羟基糖的二或三糖苷是阴性（因难水解出-去去氧糖）用此氧糖）用此K-K反应

33、为阴性，不一定没有反应为阴性，不一定没有-去氧糖存在。去氧糖存在。第七十三页，共167页幻灯片（2）呫）呫(tie)(tie)吨氢醇（吨氢醇（Xanthydrol）反应反应 OOHHXanthydsol连连-去氧糖的分子都是呈阳性，灵敏去氧糖的分子都是呈阳性，灵敏, ,可用于定量。可用于定量。 第七十四页，共167页幻灯片（3）过碘酸对硝基苯胺反应）过碘酸对硝基苯胺反应 过碘酸钠水溶液过碘酸钠水溶液:过碘酸钠的饱和水溶液过碘酸钠的饱和水溶液5ml，加蒸馏水加蒸馏水10ml稀释稀释 对硝基苯胺试液对硝基苯胺试液:1%对硝基苯胺的乙醇溶液对硝基苯胺的乙醇溶液4ml，加浓盐酸加浓盐酸1ml混匀混匀第

34、七十五页，共167页幻灯片机理：机理：OOHOHORRIO4-CH2CHOCHOCHOCHOHCHNH2NO2HCLCHCHCNHNHNO2NO2 .异构 +2缩 合 2HCL第七十六页，共167页幻灯片(4)对硝基苯肼反应对硝基苯肼反应 凡连凡连-去氧糖的分子都显阳性去氧糖的分子都显阳性 第七十七页，共167页幻灯片(5) 对对-二甲氨基苯甲醛反应二甲氨基苯甲醛反应 凡连凡连-去氧糖的分子都显阳性去氧糖的分子都显阳性 对对-二甲氨基苯甲醛试剂二甲氨基苯甲醛试剂:1%对二甲氨基苯甲醛的乙醇对二甲氨基苯甲醛的乙醇溶液溶液4ml，加浓盐酸加浓盐酸1ml 机理机理:可能由于可能由于-去氧糖经盐酸的催

35、化作用后分子重排，再与去氧糖经盐酸的催化作用后分子重排，再与对对-二甲氨基苯甲醛缩合显色。二甲氨基苯甲醛缩合显色。 第七十八页，共167页幻灯片五、提取分离五、提取分离 无论提取分离哪一种成分，我们都要考虑无论提取分离哪一种成分，我们都要考虑“两个分开两个分开”的的问题，即把所要的成分与不要的成分（杂质）分开问题，即把所要的成分与不要的成分（杂质）分开,把这一类成把这一类成分中的各个单体分开，同时还要注意所要成分不能发生任何结分中的各个单体分开，同时还要注意所要成分不能发生任何结构上的变化。因此在设计提取分离方案时常常要考虑构上的变化。因此在设计提取分离方案时常常要考虑“杂质杂质”，“所要成分

36、的混合程度所要成分的混合程度”和和“成分的稳定性成分的稳定性”这三个因素的这三个因素的影响。提取分离强心苷也是这样，要考虑这三个影响因素。影响。提取分离强心苷也是这样，要考虑这三个影响因素。第七十九页，共167页幻灯片杂质杂质:多为糖类、皂苷、色素、鞣质、油脂等成分，量大，多为糖类、皂苷、色素、鞣质、油脂等成分，量大， 水溶性杂质（皂苷还可增加脂溶性强心苷在水中的溶解度，水溶性杂质（皂苷还可增加脂溶性强心苷在水中的溶解度，乳化、助溶作用）溶解度与强心苷相似，纯化困难。强心苷乳化、助溶作用）溶解度与强心苷相似，纯化困难。强心苷多为中性，故不能用黄酮（如芦丁）那样的碱溶酸沉法纯化多为中性，故不能用

37、黄酮（如芦丁）那样的碱溶酸沉法纯化去杂质。去杂质。 混合程度：多为几个到几十个单体苷混合共存，结构性质相混合程度：多为几个到几十个单体苷混合共存，结构性质相似，可借分离利用的性质少。（酸碱性，特殊官能团不可能似，可借分离利用的性质少。（酸碱性，特殊官能团不可能利用，只有溶解度即极性可能利用）分离困难利用，只有溶解度即极性可能利用）分离困难 稳定性差：易酶解，遇酸碱易产生脱水，异构化，水解反应，提稳定性差：易酶解，遇酸碱易产生脱水，异构化，水解反应，提取分离时必须谨慎（保酶，杀酶，酸碱处理要温和）取分离时必须谨慎（保酶，杀酶，酸碱处理要温和） 提取分离的影响因素：提取分离的影响因素：第八十页，共

38、167页幻灯片（一）提取（一）提取 主要利用强心苷的溶解度进行。（溶于水，甲醇，乙主要利用强心苷的溶解度进行。（溶于水，甲醇，乙 醇，醇，含醇的氯仿）含醇的氯仿） 最常用甲醇或最常用甲醇或70%80%乙醇提取：原生苷和次生苷乙醇提取：原生苷和次生苷 也有用含醇的也有用含醇的CHCl3提取：次生苷、脂溶性苷提取：次生苷、脂溶性苷 提原生苷：先杀酶，再提取。提原生苷：先杀酶，再提取。 提次生苷：先酶解，再提取。提次生苷：先酶解，再提取。（二）（二） 纯化纯化 （1）溶剂法）溶剂法 多用于去油脂多用于去油脂(种子种子)和叶绿素和叶绿素(叶叶)这样一些脂溶这样一些脂溶性杂质性杂质,方法为方法为:第八十

39、一页，共167页幻灯片第八十二页，共167页幻灯片 此法大量生产多采用。此法大量生产多采用。第八十三页，共167页幻灯片2、铅盐法、铅盐法 皂苷皂苷多用于去多用于去 鞣质鞣质水溶性杂质水溶性杂质 酸性树脂酸性树脂 水溶性色素水溶性色素 第八十四页，共167页幻灯片第八十五页，共167页幻灯片3、吸附法吸附法 用吸附剂吸附除去杂质，常用的吸附剂有：用吸附剂吸附除去杂质，常用的吸附剂有： 活性炭：活性炭： 除叶绿素、糖除叶绿素、糖 聚酰胺：除鞣质、水溶性色素聚酰胺：除鞣质、水溶性色素 氧化铝：除鞣质、皂苷、叶绿素、水溶性色素氧化铝：除鞣质、皂苷、叶绿素、水溶性色素 第八十六页，共167页幻灯片4、

40、提取纯化参考流程、提取纯化参考流程 含强心苷植物由于含杂质较多，因此纯化处理往往不含强心苷植物由于含杂质较多，因此纯化处理往往不是一步就可达到目的的，常要用几步综合处理才能去掉大是一步就可达到目的的，常要用几步综合处理才能去掉大部分杂质，常见流程如下：部分杂质，常见流程如下： 第八十七页，共167页幻灯片第八十八页，共167页幻灯片 经此流程拿到得粗总苷，除其中某一个化合物的含量特别高，可经此流程拿到得粗总苷，除其中某一个化合物的含量特别高，可用重结晶的方法得到单体之外，一般必须经进一步的分离方能得到单用重结晶的方法得到单体之外，一般必须经进一步的分离方能得到单体。体。（三）分离（三）分离：

41、1萃取法：萃取法： 利用各单体苷在两相溶剂中的分配系数不同进行分离利用各单体苷在两相溶剂中的分配系数不同进行分离 。第八十九页，共167页幻灯片 例：毛花洋地黄总苷中苷例：毛花洋地黄总苷中苷A、B、C的分离：的分离： 水水 MeOH CHCl3苷苷A 不溶不溶 （1：16000） 1：20 1：225苷苷B 几不溶几不溶 1：20 1：550苷苷C 不溶不溶 （1：18500） 1：20 1：1750 苷苷C在在CHCl3中溶解度最小中溶解度最小第九十页，共167页幻灯片2. 逆流分配法（逆流分配法（CCD法）法） 实际上是一种相对运动的两相萃取分配，可以将分配系数很实际上是一种相对运动的两相

42、萃取分配，可以将分配系数很相近的化合物分开。相近的化合物分开。 第九十一页，共167页幻灯片例例:黄花夹竹桃总苷中苷中黄花夹竹桃总苷中苷中A、B、C的分离的分离 第九十二页，共167页幻灯片3.色谱法色谱法 经典方法不能分离的强心苷，可用色谱法分离。吸附或分配经典方法不能分离的强心苷，可用色谱法分离。吸附或分配色谱均可用与分离强心苷。色谱均可用与分离强心苷。 吸附色谱用于分离苷元或者亲酯性苷（单糖苷或次级苷）。吸附色谱用于分离苷元或者亲酯性苷（单糖苷或次级苷）。 固定相：硅胶，氧化铝固定相：硅胶，氧化铝 移动相：苯移动相：苯-甲醇，氯仿甲醇，氯仿-甲醇，乙酸乙酯甲醇，乙酸乙酯-甲醇等。甲醇等。

43、分配色谱均用于分离弱亲酯性苷分配色谱均用于分离弱亲酯性苷 固定相：硅胶，硅藻土味单体的正相色谱固定相：硅胶，硅藻土味单体的正相色谱 移动相：氯仿移动相：氯仿-甲醇甲醇-水，乙酸乙酯水，乙酸乙酯-甲醇甲醇-水或用液滴逆流水或用液滴逆流 色谱色谱法（法（DCCC法），多用氯仿法），多用氯仿-甲醇甲醇-水（故此法太昂贵，我们国内水（故此法太昂贵，我们国内少用。）少用。）第九十三页，共167页幻灯片(四四)提取分离实例：提取分离实例：1.去乙酰毛花洋地黄毒苷去乙酰毛花洋地黄毒苷C（丙）（西地蓝）的提制：丙）（西地蓝）的提制： 去乙酰毛花洋地黄毒苷去乙酰毛花洋地黄毒苷C，即为临床运用的即为临床运用的“西

44、地蓝西地蓝”。 无色晶体，无色晶体，mp256268 （分解）分解）20 D+12.2（75乙醇）乙醇）溶解性：溶解性： 水水 甲醇甲醇 乙醇乙醇 氯仿氯仿 乙醚乙醚 （1：500） （1：200） （1：2500） 微溶微溶 几不溶几不溶 第九十四页，共167页幻灯片 去乙酰毛花洋地黄毒苷去乙酰毛花洋地黄毒苷C是由毛花洋地黄是由毛花洋地黄（Digitalis lanata Ehrh）（玄参科）的叶中提制，其过程可分为三大步：玄参科）的叶中提制，其过程可分为三大步： “总苷的提取总苷的提取”，“苷苷C的分离的分离”，“苷苷C去乙酰基去乙酰基”。 （1） 总苷的提取总苷的提取 毛花洋地黄叶中含强

45、心苷多大毛花洋地黄叶中含强心苷多大30多种，由五种苷元组成，多种，由五种苷元组成，共有共有5种原生苷（毛花洋地黄苷种原生苷（毛花洋地黄苷A、B、C、D），），其他均为次生其他均为次生苷，结构如下：苷，结构如下： 第九十五页，共167页幻灯片第九十六页，共167页幻灯片第九十七页，共167页幻灯片除强心苷外还有杂质：除强心苷外还有杂质：叶绿素、树脂、皂苷、蛋白质、色素、糖以及酶叶绿素、树脂、皂苷、蛋白质、色素、糖以及酶 要从这么多的杂质中将总苷质量好成本低地大规模生产提要从这么多的杂质中将总苷质量好成本低地大规模生产提出来难度较大，因此解放前我国强心苷都靠进口，解放后出来难度较大，因此解放前我国

46、强心苷都靠进口，解放后50年代才提取出国产的洋地黄毒苷。年代才提取出国产的洋地黄毒苷。 总苷提取工艺：总苷提取工艺：第九十八页，共167页幻灯片第九十九页，共167页幻灯片第一百页，共167页幻灯片（2）分离苷）分离苷C 粗总苷的极性为粗总苷的极性为: 苷苷C苷苷B 苷苷A 由上表可见苷由上表可见苷C在氯仿中溶解度远低于苷在氯仿中溶解度远低于苷A、苷苷B，据此可据此可得苷得苷C的分离工艺：的分离工艺： 第一百零一页，共167页幻灯片第一百零二页，共167页幻灯片（3）去乙酰基）去乙酰基 毛花洋地黄苷毛花洋地黄苷C也用强心作用，但要做成针剂则必须去乙酰也用强心作用，但要做成针剂则必须去乙酰基增加

47、水溶性。基增加水溶性。 HOHOHOOOOCH3OHOCH3OHOOCH3O-C-CH3OOCH2OHOHOHOHOOHOHOHOOOOCH3OHOCH3OHOOCH3OHOOCH2OHOHOHOHO第一百零三页，共167页幻灯片第一百零四页，共167页幻灯片2 2、黄花夹竹桃中强心苷的提取分离：、黄花夹竹桃中强心苷的提取分离： 第一百零五页，共167页幻灯片 黄夹苷黄夹苷A,B为原生苷，可直接提取，而其次生苷必须先酶解为原生苷，可直接提取，而其次生苷必须先酶解再提苷。再提苷。 第一百零六页，共167页幻灯片（1）黄夹苷）黄夹苷A与与B的提取分离：的提取分离：第一百零七页，共167页幻灯片第一

48、百零八页，共167页幻灯片(2)强心灵的生产工艺流程：强心灵的生产工艺流程： 单乙酰黄夹次苷单乙酰黄夹次苷B强心灵强心灵 黄夹次苷黄夹次苷A 黄夹次苷黄夹次苷B 强心灵效价比原生苷高强心灵效价比原生苷高5倍。倍。 白色混晶，无臭，味极苦，刺激粘膜。白色混晶，无臭，味极苦，刺激粘膜。 易溶甲醇，乙醇，氯仿，丙酮，微溶乙醚，水，易溶甲醇，乙醇，氯仿，丙酮，微溶乙醚，水， 不溶苯，石油醚。不溶苯，石油醚。第一百零九页，共167页幻灯片第一百一十页，共167页幻灯片六、鉴定方法：六、鉴定方法： （一）色谱法：（一）色谱法： 主要是主要是TLC和和PC，多用分配色谱：多用分配色谱： TLC： 硅胶，硅藻

49、土、纤维素为担体硅胶，硅藻土、纤维素为担体 固定相：固定相： 甲酰胺甲酰胺 、乙二醇、乙二醇 移动相：移动相： 氯仿氯仿-丙酮（丙酮（4：1）、氯仿）、氯仿-正丁醇（正丁醇（19：1） PC：多为含水或醇系统，如多为含水或醇系统，如B.A.W或仲丁醇水（饱和）等。或仲丁醇水（饱和）等。显色剂：活性亚甲基试剂显色剂：活性亚甲基试剂 ， 三氯乙酸氯胺三氯乙酸氯胺T试剂试剂第一百一十一页，共167页幻灯片（二）波谱特征：（二）波谱特征： 1.UV： 强心苷中能有强心苷中能有UV吸收的主要是内酯环：吸收的主要是内酯环： 甲型强心苷：甲型强心苷：max ：217-220nm， log4.2-4.24 1

50、6(17)16(17)与与共轭，共轭，270270，强吸收，强吸收14(15),16(17)14(15),16(17)，330330，强吸收强吸收孤立孤立C=OC=O（C C1111,C,C1212,C,C1919等），等），300300，小峰成肩，小峰成肩峰峰 第一百一十二页，共167页幻灯片乙型强心苷：乙型强心苷：max ：295-300nm， log约约3.932222（2323）max出现红移。出现红移。孤立孤立C=O吸收在此区域出峰，而被掩盖。吸收在此区域出峰，而被掩盖。2、IR： 也主要是不饱和内酯环上羰基的吸收。也主要是不饱和内酯环上羰基的吸收。 甲型强心苷元：（溶剂甲型强心苷元

51、：（溶剂CS2） c=o: 1800- 1700 cm-1两个吸收峰两个吸收峰 第一百一十三页，共167页幻灯片1780非正常峰可因测定溶剂（介质）的极性增大而消失。非正常峰可因测定溶剂（介质）的极性增大而消失。 例：去葡萄糖桂竹香毒苷：例：去葡萄糖桂竹香毒苷：max (氯仿氯仿)：1780 cm-1 ，1740cm-1 ，改用改用KBr压片压片1780 cm-1峰消失峰消失OCH3OOOHOCHOOH第一百一十四页，共167页幻灯片乙型强心苷元：乙型强心苷元：在在18001700cm1处：处：c=o也有二个吸收峰，但因是也有二个吸收峰，但因是，所至。因此所至。因此-C=O的键力的键力常数进一

52、步降低，一般移动常数进一步降低，一般移动40cm-1。如嚏根草苷元：如嚏根草苷元：max (氯仿氯仿)：1718 cm-1 （正常）正常） ，1740 cm-1 （非正常）非正常） 借此可与甲型苷区别借此可与甲型苷区别第一百一十五页，共167页幻灯片3、NMR: 1 1H H -NMR: 强心苷的强心苷的1H-NMR由于甾核的脂肪由于甾核的脂肪H太多，一般难以全部解太多，一般难以全部解析的（析的（ 0.92.6左间位置堆积如左间位置堆积如“干草堆干草堆”） ，主要苷元上，主要苷元上的几个特征质子的信号的几个特征质子的信号:CH3HRHHOHH212022OOHHH1716103181319第一

53、百一十六页，共167页幻灯片(2)C10-CH3及及C13-CH3 C10-CH3 :1.00左右，各出一个单峰，左右，各出一个单峰， 值与值与 甾核上的甾核上的C5、C14构型有关：构型有关：C13-CH3第一百一十七页，共167页幻灯片A/B环反式：环反式： CH3CH3HH185891011131419175 H 14 H19-CH3: :0.792 低低18-CH3: :0.692 高高 19-CH3 :0.767高高 18-CH3 :0.992 低低 CH3HCH3H1817R56789101112131415195 H 14 HCH3HCH3H1817R56789101112131

54、415195 H 14 HCH3CH3HH1858910111314195 H 14 H19-CH3: :0.925 低低18-CH3: :0.692 高高 19-CH3 :0.900 高高18-CH3 :0.992 低低A/B环顺式：环顺式： 天然强心苷天然强心苷C/D均为顺式（均为顺式（14-H）, 18-CH3 较较19-CH3 低场出信号低场出信号第一百一十八页，共167页幻灯片（3）C10-CHO: 10.0-9.50 S (4) C10-CH2-O-CO-CH3: -CH2-: 4.50-4.00 q J=12Hz （ABq型）型） 因因C10为为*C,-CH2-的二个的二个H 同

55、时同时-OOC-CH3体积大体积大，旋转产生位阻，因此磁不等价。，旋转产生位阻，因此磁不等价。 (5) C16-2H及及C17-H： C16-2H：无含氧取代无含氧取代 2.5-2.0 m C17-H: 无含氧取代无含氧取代 2.8 m 或或dd J9.5Hz邻位双键的邻位双键的吸电作用吸电作用(6) C3-H: 3.90 m 成苷低移成苷低移第一百一十九页，共167页幻灯片 (7)糖的质子信号糖的质子信号常见糖的特征同其它苷类化合物。去氧糖特征为：常见糖的特征同其它苷类化合物。去氧糖特征为： 6-去氧糖去氧糖C5上的甲基呈双峰（上的甲基呈双峰（J=6.5Hz）或多重峰处于高场）或多重峰处于高

56、场1.01.5之间。之间。-去氧糖的端基质子与去氧糖的端基质子与-羟基糖不同，呈四重峰（羟基糖不同，呈四重峰（dd峰）峰），C2上的两个质子处于高场区，通过去偶实验或上的两个质子处于高场区，通过去偶实验或1H-1H相关谱相关谱可以相互确认归属。可以相互确认归属。含有甲氧基的糖，其甲氧基以单峰出现在含有甲氧基的糖，其甲氧基以单峰出现在3.50左右。左右。第一百二十页，共167页幻灯片第三节第三节 甾体皂苷甾体皂苷一、概述一、概述 1.1.定义定义 是一类由是一类由螺甾烷类螺甾烷类化合物（化合物（spirostane) spirostane) 与糖与糖结合的寡糖苷。结合的寡糖苷。 2.2.分布分布

57、 主要分布于薯蓣科、百合科、玄参科、龙舌主要分布于薯蓣科、百合科、玄参科、龙舌兰科等植物中。兰科等植物中。OHHHHO123456789101112131415161718192021222324252627ABDEFC第一百二十一页，共167页幻灯片3.3.生物活性生物活性l防治心脑血管疾病防治心脑血管疾病l抗肿瘤抗肿瘤l降血糖降血糖l免疫调节免疫调节第一百二十二页，共167页幻灯片地奥心血康胶囊地奥心血康胶囊含含8 8种从黄山药中提取的甾体皂种从黄山药中提取的甾体皂苷，对冠心病、心绞痛疗效显著。苷，对冠心病、心绞痛疗效显著。第一百二十三页，共167页幻灯片心脑舒通心脑舒通由蒺藜果实中提取的

58、总甾体皂苷，具有由蒺藜果实中提取的总甾体皂苷，具有扩冠、改善冠脉循环作用。扩冠、改善冠脉循环作用。第一百二十四页，共167页幻灯片甾体皂苷甾体皂苷I I和甾体皂苷和甾体皂苷IVIV，对，对P P388388和和KBKB细胞有显著细胞有显著抑制作用。抑制作用。云南白药云南白药-重楼重楼第一百二十五页，共167页幻灯片二、化学结构二、化学结构OHHHHO123456789101112131415161718192021222324252627ABDEFC1.1.甾体皂苷元的基本骨架甾体皂苷元的基本骨架甾体皂苷元为甾体皂苷元为螺甾烷螺甾烷(spirostane)(spirostane)的衍生物的衍生

59、物第一百二十六页，共167页幻灯片2.2.结构特点结构特点l苷元：苷元：2727个个碳原子碳原子lA A，B B，C C，D D，E E，F F六个环六个环 A/B A/B 顺、反顺、反，B/CB/C反，反，C/DC/D反反vC C2222 是是E E环和环和F F环共有碳原子，以环共有碳原子，以螺缩酮螺缩酮的形式相连的形式相连vE E，F F环中环中三个手性三个手性C C: : * *C C2020、* *C C2222、* *C C2525v甾体皂苷元可同时拥有多个羟基，且甾体皂苷元可同时拥有多个羟基，且C3羟基多为羟基多为-取向。取向。v甾体皂苷元可能含有双键和羰基，一般羰基处于甾体皂苷

60、元可能含有双键和羰基，一般羰基处于C12位，双键位，双键处在处在C5-C6间间 OHHHHO123456789101112131415161718192021222324252627ABDEFC第一百二十七页，共167页幻灯片3.3.甾体皂苷元的分类甾体皂苷元的分类 根据根据C C2525的构型的构型和和F F环的环合状态环的环合状态不同分类不同分类(1)(1)螺甾烷醇类螺甾烷醇类(spirostanols) (spirostanols) C C2525为为S S构型构型(2)(2)异螺甾烷醇类异螺甾烷醇类(isospirostanols) (isospirostanols) C C2525为