有机化学PPT专业知识市公开课获奖课件

1、第八章 甾体及其苷 甾体化合物(steroid) 名称源于希腊文stereos，意为固体。中文名“甾”字是相形字，上面“ ”表示三个支链，“田”字表示有四个稠合环。 自然界存在甾类化合物，包括甾体皂苷、肾上腺素、C21甾类、强心苷、植物甾醇、胆汁酸、蜕皮激素等。诸多甾族化合物含有特殊生理效能。比如：激素、维生素、毒素和药物等是主要生物调整剂。 第1页第1页第2页第2页四环三萜 甾族化合物与三萜类化合物相同，甾类化合物都与人类、以及动植物生命活动相关，起调整和控制作用；而四环三萜类化合物虽生物活性较强，但无这类生物活性，另外，甾族化合物并不符合异戊二烯规则。第3页第3页第4页第4页第5页第5页第

2、6页第6页主要简介C21甾、强心苷和甾体皂苷。 甾类化合物母核与三萜类化合物确有许多相同之处，比如：在结构上和一些颜色反应中表现。1. 醋酐浓硫酸 将样品溶于冰醋酸中，加入浓硫酸醋酐（1：20），可产生黄-红-紫蓝-绿深绿等颜色改变，最后退色。2. 氯化銻反应 样品溶于醇中，将此溶液喷在滤纸上，喷以20%五氯化銻氯仿溶液（不含醇或水），干燥后，60-70加热，样品处会呈显灰蓝色、蓝色、灰紫等。第7页第7页3. 三氯醋酸反应 样品与25%三氯醋酸乙醇溶液反应，会呈现红色，变成紫色。 还可将25%三氯醋酸乙醇溶液与3%氯胺T水溶液以（4：1）混合，喷在含有样品滤纸上，90下加热数分钟，紫外灯下观测

3、，如样品中有强心苷，可显黄绿色、蓝色、灰蓝色荧光。4. 氯仿-浓硫酸反应（Salkowski） 样品溶于氯仿，加入浓硫酸后，在氯仿层会呈现红色或青色，硫酸层会有绿色荧光。第8页第8页8.1 C21甾类化合物 （甾体化合物中一类） C21甾（C21-steroide）类化合物也称孕甾烷类（pregnanes）,是含有21个碳原子甾体衍生物，近年来，发觉这些化合物含有抗肿瘤、抗生育方面生物活性，当前已从玄参科、萝摩科等植物中发觉，分离出了C21甾类化合物，尤其是萝摩科植物最为普遍。第9页第9页紫花地黄白前第10页第10页8.1.1 C21甾类化合物结构特点及类型8.1.1.1苷元结构特点 C21甾

4、类化合物在5，6位多有双键，在20位可有羰基，17位侧链为构型，在3，8，12，14，17，20位有时会有羟基，能够成苷，3位，12位羟基易于糖形成苷。 除常见C21甾类外，还发觉一些变形C21甾族化合物，如华北白前中白前苷元A等。第11页第11页第12页第12页第13页第13页第14页第14页第15页第15页注意：大环碳原子编号顺序第16页第16页8.1.1.2糖类型 C21甾苷类糖链多是由26个单糖直链低聚糖，常见除葡萄糖外，主要有2，6-二去氧糖、6-去氧糖，并且多数为3-氧甲基-去氧糖。第17页第17页8.1.1.3苷元与糖连接方式常见类型和方式： 1. 苷元-（2，6-去氧糖）x 型

5、； 2. 苷元-（2，6-去氧糖）x -（6-去氧糖）y型； 3. 苷元-（2，6-去氧糖）x -（-羟基糖）y型； 4. 苷元-（2，6-去氧糖）x -（6-去氧糖）y-（-羟基糖）z型；其中x = 13； y = 12 z = 12 第18页第18页 (1) 苷元-（2，6-去氧糖）x 型 这种C21甾苷是最简朴一个，从萝摩科鹅绒藤属植物青阳参（Cynanchum otophyllum）中分离出青阳参苷、，就含有抗惊厥作用。（2）苷元-（2，6-去氧糖）x -（6-去氧糖）y型； 此种C21甾苷在自然界中存在较为普遍，比如，云南民间药用植物，萝摩科植物通光藤( Marsdenia tena

6、cissima)中分离出通光藤新苷A、B、C，即属于此种类型，可用于治疗支气管炎、癌症等。第19页第19页第20页第20页（3）苷元-（2，6-去氧糖）x -（-羟基糖）y型； 从萝摩科鹅绒藤属植物断节参（Cynanchum wallichii），民间用于治疗风湿性关节炎、跌打损伤，其根中断节参苷是告达亭3位五糖苷。 尚有从中药白首乌中分离出白首乌新苷A、B都属于告达亭3位四、五糖苷，含有体外克制肿瘤作用。 第21页第21页告达亭结构见202页。第22页第22页 从萝摩科牛弥菜属植物大叶牛奶菜( Marsdenia koi Tsiang)中分离出大叶牛奶菜苷，含有抗生育活性。第23页第23页第

7、24页第24页（4）苷元-（2，6-去氧糖）x -（6-去氧糖）y-（-羟基糖）z型； 这类型C21甾类较少。第25页第25页8.1.2 C21甾类性质与检识1.性状 C21甾类化合物多为无色晶体，或为无色粉末中性物，有旋光性。2.溶解性 C21甾类化合物大多含有去氧糖，可溶于醇、丙酮、乙酸乙酯等溶剂，难溶于乙醚、石油醚等非极性溶剂。各种C21甾类化合物溶解度会伴随苷元，以及糖中羟基数目标不同而有差异。3.水解性 C21甾苷类多是苷元直接与2，6-去氧糖相连类型，因此易被酸催化水解。如0.01mol硫酸。 C21甾苷类中11，12，20位羟基多会形成酯，这种酯键易被碱水解。第26页第26页第2

8、7页第27页4.显色反应 C21甾苷类化合物除了有甾体母核外，还含有2，6-去氧糖，因此除可用醋酐浓硫酸反应外，还可使用三氯化铁冰醋酸反应来检测这类化合物。（1）三氯化铁冰醋酸（Keller-Kiliani）反应 取试液2ml，水浴蒸干，残渣以5ml冰醋酸溶解，加20%三氯化铁水溶液一滴，混匀，沿试管管壁加入5ml浓硫酸，试样中如含有2-去氧糖存在，冰醋酸层逐步变为蓝色，界面处呈其它颜色（苷元不同，颜色也不同）。此反应为2-去氧糖特性反应，游离或与苷元直接相连2-去氧糖苷都会显色。但若2-去氧糖与葡萄糖或其它羟基糖连接成二糖或三糖，则不会显色。第28页第28页（2）对二甲氨基苯甲醛反应 将样品

9、醇溶液滴在滤纸上，干后，喷上对二甲氨基苯甲醛试剂（1%对二甲氨基苯甲醛乙醇溶液浓盐酸4：1），于90加热30秒，如含有2-去氧糖存在，就会显灰红色斑点。（3）占吨氢醇（xanthydrol）反应 取固体样品少许，加占吨氢醇试剂（10mg占吨氢醇溶于100ml冰醋酸，加入1ml浓硫酸），水浴加热3分钟，如含有2-去氧糖存在，溶液就会显红色。 分子中含有2，6-去氧糖强心苷也会有上述反应。第29页第29页8.1.3 C21 甾类提取和分离 C21甾类化合物多用甲醇或乙醇提取，醇提取液经浓缩后，先用石油醚萃取脱脂，再用氯仿、正丁醇进行萃取，也可将醇提取液浓缩至无醇味，将浓缩物置（悬浮）于水中，再依次

10、用石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇进行萃取，普通C21甾类化合物多存在于氯仿，或乙酸乙酯可溶部分，萃取液浓缩后，即得C21甾类粗品。 这类粗提物需再经硅胶色谱进行进一步分离，才可得到单体纯品。第30页第30页8.2 强心苷 强心苷（cardiac glycoside） 是 一类药物, 用于治疗充血性心力衰竭和心脏病心率失常。这些苷在植物和一些动物中被发觉。 其中一些化合物(乌本苷青蛙毒物)可作为箭头毒物进行狩猎。 迄今从各种植物中已发觉强心苷有数百种，但用于和曾用于临床种类但是2030种，惯用只但是6、7种。当前全世界已发觉强心苷主要分布在17个科，7080个属数百种植物中。第31页第31页第3

11、2页第32页第33页第33页8.2.1强心苷结构与分类1. 强心苷元特点 强心苷元在17位连接有五元，或六元不饱和内酯环。3位羟基多与糖缩合形成苷而存在。第34页第34页2. 强心苷元类型 （甲型和乙型） （1）甲型强心苷元17位连接五元不饱和内酯环（,-内酯），称为强心甾烯，由23个碳原子构成，天然存在强心苷大多属于这类。第35页第35页（2）乙型强心苷元17位连接六元不饱和内酯环（），（）-内酯），称为海葱甾烯或蟾酥甾烯。第36页第36页3.糖类型 构成强心苷糖与构成C21甾苷糖相同，2，6-去氧糖和6-去氧糖存在，是强心苷和C21甾苷主要特性，其它苷类很少有这两类糖。 强心苷类型与实例

12、：苷元-2，6-去氧糖）x -（-羟基糖）y型； ：苷元-（6-去氧糖）x -（-羟基糖）y型； ：苷元-（-羟基糖）y型； X = 13 ; y = 1-2第37页第37页（1）甲型强心苷（五元不饱和内酯环） 天然强心苷类糖基以、型连接形式为主。临床应用中除少数为原生苷外，多数为次生苷（主要原因是改进其溶解性和服用性能），用于治疗急性、慢性充血性心力衰竭等病症。 从毛花洋地黄叶和紫花毛地黄叶中分离出30各种强心苷，其中已用于临床有毛花洋地黄苷A、B、C、D、E等原生苷，以及酶水解后，得到系列次生苷。这些苷都是甲型强心苷。第38页第38页第39页第39页从夹竹桃科植物黄华夹竹桃中分离出黄甲苷甲

13、、乙等酶水解后，得到次生苷，临床上是一个速效强心药物。 第40页第40页第41页第41页（2）乙型强心苷（六元不饱和内酯环） 其苷元与糖基连接方式以、型为主。已发觉一些化合物含有强心利尿、升压抗炎、镇咳祛痰、升高白细胞等作用，有些还用作杀鼠剂。第42页第42页第43页第43页 蟾蜍毒也含有乙型强心苷元结构，但其配基不是糖苷，而是酯结合，以下图 第44页第44页8.2.2强心苷理化性质1.性状 强心苷类化合物多为无色晶体，或为无色粉末，有旋光性，对黏膜有刺激性，味苦。若17位侧链为构型时，味不苦。2.溶解性 强心苷可溶于甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂，难溶于乙醚、苯、石油醚等极性较小有机溶剂。 原生

14、苷由于所含糖基数目多，且多含有葡萄糖，因此可溶于水，或醇等溶剂，次生苷所含糖基数目减少，可溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿-乙醇等溶剂。第45页第45页3 脱水反应 在强酸加热水解时，强心苷苷元经常会发生脱水反应，尤其是14位，5位羟基由于是叔醇，更易脱水。4.苷键水解（1）酸催化水解 a. 温和酸水解 稀酸（0.020.05mol/L盐酸或硫酸）在含水醇中经0.55小时加热回流，可使甲型强心苷（苷元与2-去氧糖形成苷）水解成苷元和糖。此条件温和普通不会引起苷元脱水。而苷元与-羟基糖形成苷，在此条件下则不能水解。第46页第46页第47页第47页b.强烈酸水解 酸浓度提升到35%，增长回流时间，或者

15、是加压，才干使型、型（连接糖基类型）强心苷水解。但同时也会发生脱水反应。第48页第48页c.盐酸丙酮法水解强心苷溶于丙酮中，加盐酸，使其浓度达到0.41%，室温下放置约2周，分子中含有邻二羟基糖，可与丙酮生产缩酮化合物，然后水解。第49页第49页2.酶催化水解含强心苷试样在葡萄糖酶存在下水解，能水解糖链末端葡萄糖，生成次生苷。第50页第50页3.碱催化水解 强心苷苷元或糖基上有酰基时，可用碱处理，使酯键水解脱去酰基。惯用碱有：碳酸氢钠、氢氧化钙等。碱性太强会使内酯环开裂。下图既有酶水解，碱水解可使糖基上乙酰基水解。第51页第51页8.2.3 强心苷波谱性质1. 紫外光谱 甲型强心苷元含有五元不

16、饱和内酯环，因此在217220nm有最大吸取；乙型强心苷元（六元不饱和内酯环）在295-300nm有最大吸取，能够区别,如环中尚有其它共轭双键,则会在其它位置有吸取。2.红外光谱 强心苷红外光谱：甲型强心苷元羰基（不饱和内酯和乙酰取代基）吸取在18001700cm-1，如3-乙酰毛地黄毒苷元，在CS2溶液中有三个羰基吸取峰，其中1738 cm-1，为乙酰基中羰基，1756 cm-1为内酯羰基吸取（,-内酯） 。注意有时会出现非正常吸取.如1783 cm-1.。 乙型强心苷元羰基吸取也在18001700cm-1。第52页第52页第53页第53页8.2.4强心苷提取于分离 植物中强心苷类化合物含量

17、较低（1%下列），同一植物中常含有几种乃至几十个性质相近强心苷，有时尚有次生苷，苷元。依据研究或生产要求，能够拟定提取得对象。 提取原生苷时，采集到新鲜原料，须低温快速干燥，可用乙醇提取破坏酶活性，普通使用7080%乙醇作为提取溶剂。也可先用硫酸铵等无机盐使酶变性，然后再用溶剂提取。 有些次生苷药理活性高，且毒副作用低，因此，能够利用酶活性，先在药材粉末中加入适量水，在30-40保温612小时进行酶解，然后用乙酸乙酯进行提取次生苷。第54页第54页 实例： 1.毛花洋地黄叶中强心苷提取分离第55页第55页单体分离 第56页第56页1g为1克第57页第57页第58页第58页8.2.5 强心苷检识

18、显色反应 强心苷除甾体母核、2-去氧糖所含有一些特性颜色反应外，因其化学结构中还含有五元不饱和内酯环（甲型），在碱性溶液中其双键能转位形成活性次甲基，从而能与一些试剂发生一些特性反应。 并且这些特性反应是六元不饱和内酯环（乙型）也不发生。（1）3,5-二硝基苯甲酸（Kedde）反应 取样品乙醇提取液1ml，加3，5-二硝基苯甲酸试剂（2% 3，5-二硝基苯甲酸醇溶液与2mol/L氢氧化钾溶液，用前等量混合）34滴，若产生红色或紫红色（=590nm），表示也许含有强心苷。此试剂可作为纸色谱显色剂。第59页第59页（2）苦味酸（Baljet）反应 取样品乙醇提取液1ml，加碱性苦味酸试剂12滴，放

19、置15分钟，若显橙色或橙红色，表示也许含有强心苷。（3）间二硝基苯（Raymond） 反应 取样品约1mg，以少许50%乙醇溶解后，加0.1ml1%间二硝基苯乙醇溶液，稍后，加入0.2ml20%氢氧化钠溶液，若反应后呈紫红色或蓝紫色，表示也许含有强心苷。（4）亚硝酰铁氰化钠（Legal）反应 取样品乙醇提取液2ml，水浴上蒸干，残渣用1ml吡啶溶解，加入3%亚硝酰铁氰化钠溶液和2mol/L氢氧化钠溶液各2滴，若反应后呈深红色，表示也许含有强心苷。第60页第60页注意： 假如乙醇提取液中含有较多叶绿素，影响观测，则能够将提取液适当浓缩，先以石油醚萃取，除去叶绿素后，再进行前述显色反应。 由于甾体

20、母核反应和2-去氧糖所含有特性颜色反应，强心苷和C21甾体都能够显阳性，因此只有上述特性反应能够判别和区别强心苷和C21甾体。色谱鉴定： 假如甾族化合物，强心苷类化合物在试样中含量少，颜色反应不明显，能够通过纸色谱、薄层色谱分离后，显色观看各个斑点情况，进一步观测拟定试样中是否存在甾族化合物，强心苷类化合物。第61页第61页8.3 甾体皂苷 甾体皂苷（steroidal saponin）是一类由螺甾烷类化合物衍生寡糖苷，迄今已发觉有万余种，主要分布在薯蓣科、百合科、玄参科、龙舌兰科植物中。 甾体皂苷除能够作为合成甾体激素和避孕药原料外，本身也有较好药用作用。一些皂苷含有降血脂、降血糖、抗菌、抗

21、癌、杀灭钉螺、防治心脑血管疾病等活性。比如：云南白药重楼中皂苷、就对P388、L-1201、KB等细胞有克制作用。第62页第62页甾体皂苷结构特点： 甾体皂苷元是由27个碳原子构成，有A、B、C、D、E、F六个环，E环和F环以螺缩酮形式连接，与甾体母核共同构成螺甾烷。第63页第63页甾体皂苷结构类型与实例：（1）螺甾烷醇类 （2）异螺甾烷醇类（3）呋甾烷醇类 （4）变形螺甾烷醇类结构下列：第64页第64页第65页第65页 组成甾体皂苷糖与组成强心苷和C21甾体苷糖有一些不同，2，6-二-去氧糖和2-去氧糖都较少见到。 组成甾体皂苷糖基，以D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯

22、糖为主。3个糖以上苷易产生支链成苷位置多在3位、26位上，个别有在1位、16位。且糖基中普通不含羧基，因此甾体皂苷多为中性皂苷。常见甾体皂苷元类型：第66页第66页第67页第67页 近年来从百合科植物知母中发觉一些甾体皂苷，它们含有解热、抗菌、降血糖、抗肿瘤以及抗辐射保护作用。第68页第68页变形螺甾烷醇型：从百合科植物中分离出甾体皂苷OSW-1，虽其E, F环都开裂，但它仍属变形螺甾烷醇型，16位连有芳香酯双糖链。这种特殊结构对正常细胞几乎没有毒性，但对恶性肿瘤细胞却有强烈毒性。 体外试验结果：它抗癌活性比裂霉素、紫杉醇等要高100倍。第69页第69页第70页第70页第71页第71页8.3.

23、2皂苷理化性质1. 性状 皂苷类化合物相对分子量较大，不易结晶，多为无色或白色无定形粉末，而皂苷元多含有完好结晶。皂苷熔点较高，常在熔融前，就分解了，普通分解点在200-350之间。 多数皂苷含有苦味和辛辣味，对人体黏膜有刺激性，鼻黏膜最为敏感。2. 旋光性 甾体皂苷及其苷元旋光度几乎都是左旋，且与双键有密切关系，因此测定旋光度对结构分析有一定帮助。3. 溶解性 多数皂苷极性较大，易溶于热水、稀醇等极性溶剂，难溶于丙酮。皂苷在含水丁醇或戊醇中溶解度较大，因此丁醇或戊醇惯用作从水中分离皂苷溶剂。第72页第72页 次生苷所含糖基数目减少，水溶性减小，因此可溶于醇、丙酮、乙酸乙酯等溶剂。甾体苷元易溶

24、于醇、氯仿、乙醚等溶剂。 4.表面活性 皂苷水溶液若经强烈振摇之后，会产生持久性泡沫，且加热也不消失。但也有少数皂苷起泡性不明显。5.与甾醇生成份子复合物 皂苷在乙醇溶液中可与3-OH甾醇生成难溶于水分子复合物，如胆甾醇、谷甾醇等均可。该复合物沉淀用乙醚回流，会分解，甾醇溶于乙醚，皂苷析出。因此可用此反应分离纯化皂苷。 但是3-OH甾醇或3-OH被酯化者不能形成份子复合物。第73页第73页6. 与金属盐生成沉淀 皂苷水溶液能够与一些金属盐，如铅盐、钡盐、铜盐等生成沉淀。该沉淀在适当条件下，能够分解，因此可用于皂苷分离和纯化。7.溶血性 甾体皂苷水溶液多数都能破坏红血球，而含有溶血作用。普通单糖

25、链皂苷溶血作用强，双糖链皂苷溶血作用弱，或者无溶血作用，F环开裂呋喃甾烷醇类皂苷无溶血作用。第74页第74页8.3.3 甾体皂苷波谱性质1、紫外光谱 因为甾体皂苷分子中共轭体系少，因此，其紫外吸取也不显著。假如分子中有孤立双键会在205225nm处有吸取，分子中有羰基则会在285nm处有吸取。2、红外光谱 甾体皂苷元E、F环含有螺缩酮结构，因此在红外光谱1000-800cm-1区间，有四个特性吸取峰，分别是980 cm-1（A）， 920 cm-1（B），900 cm-1（C），860 cm-1（D）。不同异构体吸取位置、强度等会有差异。第75页第75页第76页第76页8.3.4 甾体皂苷提取

26、与分离1、醇提有机溶剂梯度萃取法 普通用乙醇提取后，浓缩得到浸膏，把浸膏悬浮在水中，依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇进行梯度萃取。 甾体皂苷普通会在正丁醇层，减压回收正丁醇后，得到总苷。2. 醇提大孔树脂法第77页第77页 剑麻渣中提取甾体皂苷元第78页第78页第79页第79页第80页第80页8.3.5 皂苷鉴识1. 泡沫试验 生药粗粉510 g，加水50100ml，温浸1小时，过滤，滤液备用，取上述水溶液2 ml置于试管内，密塞后，强烈振摇1分钟，如产生持久泡沫，则也许含有皂苷。利用泡沫试验应注意，蛋白质和粘质液体也能产生泡沫，但会不久消失。2. 溶血试验 取上述水溶液1ml，水浴蒸干，以0.

27、9%生理盐水溶解，加入几滴2%红血球悬浮液，于37下观测，假如溶液由混浊变为澄清，则表明也许含有皂苷。 但应注意：一些皂苷无溶血作用，而有些萜类、胺类也有溶血作用，应排除干扰。第81页第81页3.颜色反应 （1）醋酐浓硫酸 取试验液体2ml，沸水浴蒸干，残渣以几滴醋酐溶解，加入浓硫酸醋酐（1：20）数滴，甾体皂苷会变成绿色，而三萜皂苷则只产生红紫或蓝色，最后退色。 （2）氯醋酸反应 样品溶液喷在滤纸上，喷25%三氯醋酸乙醇溶液，甾体皂苷在加热到60，就会显红色，而三萜皂苷只有加热至100，才会生成红色。 （3）酸性-芳香醛反应 F环开裂呋喃甾烷醇型皂苷与盐酸对-二甲氨基苯甲醛试剂（E试剂），反应呈红色，而螺甾烷醇型皂苷不显色。因此能够区别两者。上述颜色反应专属性较差，使用时应注意。第82页第82页第83页第83页第84页第84页甾族化合物(steroid) 名称源于希腊文stereos，意为固体。中文名“甾”字是相形字，上面“ ”表示三个支链，“田”字表示有