天然药物化学课件第八章

1、1. 概述概述 又名类固醇化合物（steroids），因其结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核， 1936年给这类化合物提出一个总称“甾体化合物”；一、甾体的定义C10、C13上各有一个甲基，称为角甲基。C17位有侧链。 “甾”字很形象地表示了这类化合物的骨架，即在含有四个稠合环“田”字上面连有三个支链-“”。HHR1764321781211510913141516 在甾体母核上，大都存在C3羟基，可和糖结合成苷。而C17侧链有显著差别，根据C17侧链结构的不同，将天然甾类分为不同类型。HHR1764321781211510913141516HO分类分类C17 侧链侧链A/BB/CC/DC21 甾

2、类甾类甲羰基衍生物甲羰基衍生物反反反反顺顺强心苷类强心苷类不饱和内酯环不饱和内酯环顺、反顺、反反反顺顺甾体皂苷类甾体皂苷类含氧螺杂环含氧螺杂环顺、反顺、反反反反反二.甾体的分类 强心苷类（侧链为不饱和内酯环） 甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环） C21甾类（侧链为甲羰基衍生物）HHR1764321781211510913141516HO1.母核的构型：B/C环是反式稠和（8-H/9-H)。HHR17835109HOHH1413四、甾类成分的颜色反应 甾类成分在无水条件下，用酸处理，能产生各种颜色反应，用这些反应来初步鉴别该类成分或供比色分析。 一般在无水条件下，强心苷经强酸、中等强度的酸，Lwei

3、s酸的作用，甾体母核脱水形成双键，由于双键位移、缩合等形成较长的共轭双键系统，并在浓酸溶液中形成多烯正碳离子的盐而呈现一系列的颜色变化。 1.Liebermann-Burchard反应 红紫蓝绿污绿 样品溶于乙酸酐，加浓硫酸-醋酐(1:20)：红紫蓝黄褪色2. Salkowski反应 样品溶于氯仿，沿管壁滴加浓硫酸，氯仿层显血红色或青色，硫酸层显绿色荧光。3. 三氯化锑或五氯化锑反应 将样品醇溶液点于 滤纸上，喷以20%三氯化锑（或五氯化锑）氯仿溶液（不应含乙醇和水）干燥后，60-70加热，显黄色、灰蓝色、灰紫色斑点。4.Rosen-Heimer反应：25%三氯醋酸乙醇液红色紫色分子中有共轭双

4、烯结构或经三氯醋酸作用，生成物具共轭双烯结构。B. 25%三氯醋酸乙醇液-3%氯胺T水液（4：1）样品荧光反应毛地黄强心苷类的区别异羟基毛地黄毒苷类：灰黄色A. 样品毛地黄毒苷类：黄色羟基毛地黄毒苷类：兰色2. 2. 强心苷类强心苷类 强心苷（cardiac glycosides）是存在于植物中具有强心作用的甾体苷类化合物。 苷元母核A,B,C,D四个环的稠合构象对强心苷的理化及生理活性有一定影响。 天然界存在的强心苷元B/C环是反式；C/D环是顺式；A/B环：大多为顺式：洋地黄毒苷元(digitoxigenin)；少数为反式：乌沙苷元(uzarigenin).（一）（一）苷元苷元依据依据:

5、: C C1717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。1.1.甲型强心苷元：甲型强心苷元：C C1717侧链是五元不饱和内酯环。侧链是五元不饱和内酯环。2.2.乙型强心苷元：乙型强心苷元：C C1717侧链为六元不饱和内酯环。侧链为六元不饱和内酯环。二. 强心苷的分类1. 甲型强心苷元：甲型强心苷元： 母核称为强心甾母核称为强心甾(cardanolide)OORHOH2021231819()22-内酯五元内酯,甲型强心苷元20(22)OHOOHOHOH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)-eno

6、lide甲型强心苷洋地黄毒糖 R1 R2洋地黄毒苷 H H（digitoxin）羟基洋地黄毒苷 H OH（gitoxin）地高辛 OH H（digoxin ）2.2.乙型强心苷元：乙型强心苷元： 母核称为海葱甾或蟾酥甾母核称为海葱甾或蟾酥甾 (scillanolide)(bufanolide)OORH O H202122231819乙型强心苷元 , 10171215146523820,22六元内酯内酯)(OH24（二）（二）糖糖 糖均与强心苷元糖均与强心苷元C C3 3-OH-OH结合形成苷。结合形成苷。1. 1. 2,6-2,6-二去氧糖二去氧糖、2,6-2,6-二去氧糖甲醚二去氧糖甲醚O

7、O D-洋地黄毒糖D-加拿大麻糖MeOMeMe特殊仅存于强心苷中2. 6-去氧糖、去氧糖、6-去氧糖甲醚去氧糖甲醚3. 一般糖多为一般糖多为D-葡萄糖葡萄糖OOOL-鼠李糖L-夹竹桃糖L-黄花夹竹桃糖MeOMeMeMeOMe（三）（三）糖的组成及连接方式糖的组成及连接方式A1型（型（型）：苷元型）：苷元- (2,6-二去氧糖二去氧糖)X - (葡萄糖葡萄糖)YA2型（型（型）：苷元型）：苷元- (6-去氧糖去氧糖)X - (葡萄糖葡萄糖)YB 型（型（型）：苷元型）：苷元- (葡萄糖葡萄糖)X 由上可见，强心苷元如同时接有脱氧糖与葡萄糖，则脱氧糖总是直接与苷元相连。直链连接一般初生苷其末端多为

8、葡萄糖。三三. . 强心苷类的理化性质强心苷类的理化性质( (一一) )一般性质一般性质1.1. 性状及溶解性性状及溶解性多为无色结晶或无定形粉末；有旋光性；多为无色结晶或无定形粉末；有旋光性；可溶于可溶于: : 水、丙酮、醇类等极性溶剂水、丙酮、醇类等极性溶剂略溶于略溶于: : 醋酸乙酯、含醇氯仿醋酸乙酯、含醇氯仿几不溶于几不溶于: :乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂C-17C-17： -构型构型，味苦；，味苦； -构型构型，味不苦，无效。，味不苦，无效。2.2.内酯性质内酯性质 KOH或NaOH水溶液处理内酯开环H+环合*当用醇性苛性碱（KOH/EtOH）溶液处理时

9、，内酯环异构化，遇酸不能复原。(1)内酯碱解开环 乙型强心苷在醇性KOH溶液中，不发生双键转移，但内酯环开裂生成酯，再脱水形成开链型异构化苷。O内酯双键的氧化开环内酯环也可直接用高锰酸钾-丙酮（KMnO4-CH3COCH3）氧化得17-羧基化合物。OOHOCOOOHOOHCOOHOHOHCOOHO3KHCO3HIO4酮醇化合物酮醛化合物17-羧基化合物甲型强心苷甲型强心苷 酮醛化合物 酮醇化合物 17-羧基化合物3.3.羟基脱水羟基脱水 5-OH5-OH和和14-OH14-OH均系叔羟基，极易脱水，均系叔羟基，极易脱水，故含此取代基的苷类在酸水解时，常得次故含此取代基的苷类在酸水解时，常得次生

10、的脱水苷元。生的脱水苷元。4.形成半缩醛结构 C10位有醛基取代时，在冷甲醇中用盐酸处理，C3-OH能与C10-醛基形成半缩醛的结构。OHCHOCOHOHClHMeOH10冷半缩醛结构C3 -OHC10 -CHOC3 -OHC10-CHO半缩醛结构（二）（二）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。1.酸催化水解： (1)温和酸水解 (2)剧烈酸水解 (3)盐酸丙酮法水解(1)温和酸水解 采用稀酸: H2SO4、HCl等（0.020.05mol/L） 反应条件: 含醇短时间加热回流(30min数小时) 水解对

11、象: 2-去氧糖 不适用于: 2-羟基糖 2-羟基糖易产生下式互变，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2-去氧糖2-去氧糖苷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-羟基糖苷阻挠了水解反应的进行互变(2)剧烈酸水解 酸的浓度: 11.3mol/L 水解条件: 延长水解时间；同时加压 反应特点: 引起苷元脱水；可得到定量葡萄糖如：羟基毛地黄毒苷，用盐酸水解，不能得到羟基毛地黄毒苷元，而得到它的叁脱水产物。（结构中

12、C3连糖、C14-OH、C16-OH）(3)盐酸丙酮法( Mannich水解 ) 反应试剂: HCl、丙酮溶液 反应条件: 室温条件下与氯化氢长时间反应 反应物条件: 糖分子中有C2-OH和C3-OH 原 理: 邻二-OH与丙酮反应，生成丙酮化物 进而水解 特 点: 可得到原苷元和糖的衍生物2.酶水解法 含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，无水解-去氧糖的酶，所以能水解除去分子中的葡萄糖而保留-去氧糖。 蜗牛酶（一种混合酶，蜗牛肠管消化液经处理而得）几乎能水解所有的苷键，能将强心苷分子的糖逐步水解，直至获得苷元，常用来研究强心苷的结构。乙型比甲型易发生酶解 （三）（三）显色反应显色反应 强心苷

13、颜色反应是由苷元甾核、不饱和内酯环、 2-去氧糖三部分产生。1.作用于甾体母核的反应 与甾体皂苷元反应类同，如L-B反应、三氯醋酸反应（Rosen-Heimer反应）、三氯化锑（或五氯化锑）反应等。 全饱和甾类、C3为酮基(无羟基)的化合物呈阴性2.2.作用于不饱和内酯环的反应（活性次甲基显色反应）作用于不饱和内酯环的反应（活性次甲基显色反应） 适用对象适用对象: : 主要用于甲型强心苷主要用于甲型强心苷 （作用于五元不饱和内酯环）（作用于五元不饱和内酯环） 反应原理反应原理: : 不饱和五元内酯环，在碱性溶液中双键不饱和五元内酯环，在碱性溶液中双键 转位能形成活性次甲基，从而能够与某转位能形

14、成活性次甲基，从而能够与某 些试剂反应而显色。些试剂反应而显色。乙型强心苷（-）3.作用于2-去氧糖的反应 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）对二甲氨基苯甲醛反应：（作为显色剂）对二甲氨基苯甲醛反应：（作为显色剂） 样品点于滤纸上，喷试剂，样品点于滤纸上，喷试剂，9090加热加热3030秒，秒，显灰红色斑点。显灰红色斑点。 试剂试剂: : 1% 1%对对- -二甲氨基苯甲醛乙醇液二甲氨基苯甲醛乙醇液- -浓盐酸浓盐酸4:14:1 呫吨氢

15、醇（呫吨氢醇（XanthydrolXanthydrol）反应）反应 样品样品 + + 试剂试剂 水浴加热水浴加热3 3分钟分钟 红色红色 试剂：试剂： 10mg10mg呫吨氢醇溶于呫吨氢醇溶于100ml100ml冰醋酸，加入冰醋酸，加入 1ml1ml浓硫酸浓硫酸 过碘酸过碘酸- -对硝基苯胺反应：（作为显色剂）对硝基苯胺反应：（作为显色剂） 强心苷强心苷 + + 试剂试剂 黄色黄色注意的问题：防止植物中的酶对成分进行酶解注意的问题：防止植物中的酶对成分进行酶解提取原生苷：必须抑制酶的活性，原料要新鲜，采提取原生苷：必须抑制酶的活性，原料要新鲜，采 集后低温快速干燥集后低温快速干燥五五. . 强

16、心苷的波谱特征强心苷的波谱特征1. UV光谱光谱 甲型甲型强心苷在约强心苷在约220nm（lg约约4.34）有最大吸收。）有最大吸收。 乙型乙型强心苷苷元在强心苷苷元在295300nm （lg约约4.34）有特）有特 征吸收。征吸收。 由此可以区分甲型和乙型两种强心苷。由此可以区分甲型和乙型两种强心苷。2.2.IRIR光谱光谱 甲型甲型强心苷苷元一般在强心苷苷元一般在18001700cm1有有两个羰两个羰 基的吸收峰。基的吸收峰。 乙型乙型强心苷强心苷在此区域也有两个吸收峰，在此区域也有两个吸收峰，但会但会向低向低 波数位移波数位移40cm1左右。左右。不饱和内酯环低波数为正常峰；高波数为非正

17、常峰（随溶剂性质改变而改变）（在 极性大的溶剂中，吸收强度减弱甚至消失）应用： 根据IR可区别甲型和乙型强心苷 依非正常峰因溶剂的极性增强而吸收强度减弱甚 至消失的现象，可指示不饱和内酯环的存在。3. 1H-NMR苷元: 1.00左右，二个叔甲基单峰,C10、C13角甲基。C3-H: 3.90左右，为多重峰内酯环中的质子OOHHH20212223甲型5.606.00宽单峰4.505.00宽单峰或三重峰J= 18 Hz宽单峰 宽单峰或三重峰甲型偕偶内酯环中的质子OOHHH20212223乙型7.2单峰7.86.3烯氢双峰J= 6 12 Hz单峰乙型烯氢双峰 五元内酯环 C21 -H 4.50-5.00(J=18Hz, 宽s或t或ABq) C22 -H 5.60-6.0 （宽s） 六元内酯环 C21 -H 7.2 （s） C22 -H 7.8 （d） C23 -H 6.3 （d）因强心苷的C/D环为顺式(14-H)，则： 18-Me（低场）；19-Me（稍高场） 根据C18、C19-Me位移值来判断C/D环的顺反式。O O212223OO222321六六. . 强心苷的生物活性强心苷的生物活性 强心苷的化学结构与其强心作用之间有着密切的关强心苷的化学