甾体及其苷课件

第八章甾体及其苷类甾体化合物有多种类型，它们结构中都具有环戊烷骈多氢菲的母核第一节概述一、甾体类化合物的结构特点“甾”“田”:

四个稠合环“甾”C10、C13上各有一个角甲基，C17位有侧链，且为β构型“〈〈〈”:

在含有四个稠合环“田”字上面连有三个支链在甾体母核上，大多存在C3羟基，多为β构型，可和糖结合成苷。C17侧链有显著差别环的稠和方式A/B环有顺式或反式稠合；B/C环是反式；C/D环有顺式或反式稠和三、甾类成分的颜色反应(1)Liebermann-Burchard反应

样品溶于冰醋酸，加浓硫酸-醋酐(1:20)，产生红→紫→蓝→绿→污绿等颜色变化，最后褪色。(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。四、甾体化合物的生合成途径

甾体化合物是由甲戊二羟酸的生物合成途径转化而来，可以衍生成甾醇类、C21甾类、强心苷元类、甾体皂苷元类等等。乙酰辅酶A角鲨烯（squalene）

2，3-氧化角鲨烯羊毛甾醇一、定义是存在于植物中具有强心作用的甾体苷类化合物。用于治疗充血性心力衰竭及节律障碍等心脏疾病，如西地兰、地高辛、毛地黄毒苷等。强心苷在玄参科、夹竹桃科植物中存在最多。动物中尚未发现强心苷。第二节强心苷类二、强心苷的化学结构和分类强心苷是由强心苷元（cardiacaglycone）与糖二部分构成。天然存在的强心苷元B/C环是反式，C/D环是顺式A/B环大多数为顺式---毛地黄毒苷元(digitoxigenin)

少数为反式---乌沙苷元(uzarigenin).1、结构特点苷元母核上的C3，C14位上都有羟基

C3位-OH多为β-型——洋地黄毒苷元少数为α-型(命名时冠以“表”字)

eg：3-表洋地黄毒苷元C14位-OH都是β-型(C/D环顺式)C10位大多是CH3

，也可能是CHO、CH2OH、COOH。取代基C13位都是CH3。C17位侧链为不饱和内酯环。

C4，5、C5，6、C9，11、C16，17可能有双键。甾核上16-β-OH可与不同脂肪酸结合成酯。C11，C12位可能连羰基取代基糖部分强心苷中的糖均与苷元C3-OH结合成苷除六碳醛糖、6-去氧糖、6-去氧糖甲醚和五碳醛糖外，还有仅存在于强心苷及C21甾类中的特殊的2，6-二去氧糖和2，6-二去氧糖甲醚强心苷糖基上还可能有乙酰基个别强心苷元还和氨基糖结合2、分类甲型强心苷元：C17位侧链为五元环的△-内酯乙型强心苷元：C17位侧链为六元环的△-

，

-内酯这两类大都是β-构型，个别为α-构型，α-型无强心作用。毛地黄甲型强心苷R1R2毛地黄毒苷HH羟基毛地黄毒苷HOH异羟基毛地黄毒苷OHH（2）乙型强心苷元C17位上连六元不饱和内酯环，即△αβ，γδ-δ-内酯，以海葱甾（scillanolide）或蟾蜍甾(bufanolide)为母核命名。乙型强心苷海葱苷A绿海葱苷

1.性状：强心苷多为无色结晶或无定形粉末三、强心苷的理化性质（一）理化性质

2.溶解度强心苷的溶解性与所连糖的种类和数目有关

毛地黄毒苷：3分子糖洋地黄毒糖，整个分子只有5个羟基，故在水溶液中溶解度小(1:100000000)，可溶于氯仿（1:40）。毛地黄毒苷

乌本苷是一个单糖苷，却有8个羟基，水溶性很大（1:75），难溶于氯仿。3.内酯环性质NaOH或KOH的水溶液使内酯环开裂，酸化后又闭环。若用醇性苛性碱溶液处理，内酯环异构化，酸化后不能闭环。醇性KOH溶液中，甲型强心苷内酯环双键转位，形成C22活性亚甲基，C14羟基质子对C21亲电加成，生成内酯型异构化物(A)再经碱的作用，内酯环开环生成开链型异构化物(B)。（1）甲型强心苷内酯开环

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。（2）乙型强心苷内酯开环4.内酯环的氧化开裂

内酯环上的双键经臭氧氧化可得醛酮化合物，再经KHCO3水解，得酮醇化合物，再用过碘酸氧化，可得17-羰基化合物。也可直接用KMnO4-CH3COCH3氧化得17-羧基化合物。5.脱水反应强心苷元中C14

、C5位上的β羟基是叔羟基，容易发生脱水，进行酸水解时，苷元往往生成次生的脱水苷元。羟基洋地黄毒苷脱水羟基洋地黄毒苷元(D-洋地黄毒糖)3+3D-洋地黄毒糖+L-鼠李糖

+D-葡萄糖

海葱苷A脱水海葱苷元

鼠李糖-O-葡萄糖

若强心苷的C10位有醛基取代，在冷甲醇中用HCl处理，C3-OH能与C10-醛基形成半缩醛结构6.半缩醛形成反应强心苷C17β-内酯，在二甲基甲酰胺（DMF）中与甲苯磺酸钠（NaOTs）和醋酸钠加热110℃反应24h，即可异构化17-α内酯构型。7.C17键异构化反应8.邻二羟基反应强心苷分子中若有邻二羟基，可被过碘酸钠氧化，生成双甲酰化合物，继续被四氢硼钠反应，可得二醇衍生物。（二）苷键的水解1.酸催化水解（1）温和酸水解：

用稀酸（0.02-0.05mol/L的HCL或H2SO4）在含水醇中经短时间（半小时至数小时）加热回流，可水解去氧糖的苷键。★注意：主要水解苷元和α-去氧糖之间的苷键或α-去氧糖与α-去氧糖之间的糖苷键。而α-去氧糖与2-OH糖之间的糖苷键不易断裂（2）剧烈酸水解

用较浓酸（3%-5%）长时间加热回流或加压，可水解2-羟基糖。

★缺点：常引起苷元失去1分子或数分子水，形成脱水苷元。

将强心苷置于含0.4%-1%盐酸的丙酮中，室温下约反应两周，糖分子中C2-OH和C3-OH与丙酮反应，生成丙酮化物，再用稀酸水解，可得原来的苷元和糖的衍生物。（3）盐酸丙酮法(Mannich水解）如铃兰毒苷的水解+铃兰毒苷毒毛旋花子苷元HClCH3COCH3

蜗牛消化酶（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。---可用来研究强心苷的结构2.酶催化水解紫花毛地黄苷A紫花苷酶毛地黄毒苷＋D-葡萄糖紫花毛地黄苷B紫花苷酶羟基毛地黄毒苷＋D-葡萄糖3、碱水解强心苷的苷键不被碱水解。但强心苷分子中的酰基、内酯环会受碱的影响，发生水解或裂解、双键移位、苷元异构化等反应。酰基的水解一般用碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钙、氢氧化钡等可水解酰基，不影响内酯环。▲NaHCO3,KHCO3：使α-去氧糖上的酰基水解，而α-羟基糖及苷元上的酰基多不被水解；▲Ca(OH)2,Ba(OH)2:使α-去氧糖、α-羟基糖及苷元上的酰基水解；▲NaOH：碱性太强，不但使所有酰基水解，还使内酯环破裂，故很少使用。内酯环的水解在水溶液中，氢氧化钠、氢氧化钾溶液可使内酯环开裂，加酸后可再环合；但在醇溶液中，氢氧化钠、氢氧化钾溶液使内酯环开环后生成异构化苷，酸化亦不能再环合，不可逆反应。（三）显色反应

强心苷颜色反应很多，根据颜色反应发生在分子的不同部位可分为三类：作用于甾体母核的反应作用于α,β不饱和内酯环的反应作用于2-去氧糖的反应1.作用于α，β不饱和内酯环的反应甲型强心苷的不饱和五元内酯环，在碱性醇溶液中，可发生双键转位，生成活性次甲基，能与硝基苯类试剂作用而显色（P335表8-2）。乙型强心苷在碱性溶液中不产生活性次甲基，故无此类反应（1）Legal反应（亚硝酰铁氰化钠试剂）：

取样品1-2mg，溶于2-3滴吡啶中，加1滴3%亚硝酰铁氰化钠溶液和1滴2mol/LNaOH溶液，样品液呈深红色或蓝色并渐渐褪去。（2）Kedde反应（3,5-二硝基苯甲酸试剂）：

取样品的甲醇或乙醇溶液于试管中，加入3,5-二硝基苯甲酸试剂3-4滴，产生深红或紫红色此反应机制可能是由于活性亚甲基与活性亚硝基缩合生成异亚硝酰衍生物的盐而呈色，凡分子中有活性亚甲基者均有此呈色反应。（4）Baljet反应（碱性苦味酸试剂）：取样品的甲醇或乙醇液于试管中，加入碱性苦味酸试剂数滴，呈现橙或橙红色。有时需放置15min后显色。（3）Raymond反应（间二硝基苯试剂）：取样品约1mg，以少量的50%乙醇溶解后加入0.1ml的1%间二硝基苯乙醇溶液，摇匀后再加入0.2ml的20%NaOH溶液，呈紫红色或蓝色。2.作用于2-去氧糖的反应（1）

Keller-kiliani(K-K)反应此反应是α-去氧糖(2-去氧糖）的特征反应试剂包括冰醋酸、浓硫酸和三氯化铁。对游离的2-去氧糖或在反应条件下能水解出2-去氧糖的强心苷都可显色，乙酸层渐呈蓝或蓝绿色。如有α-去氧糖，乙酸层显蓝色。界面的呈色，由于是浓硫酸对苷元所起的作用逐渐向下层扩散，其显色随苷元羟基、双键的位置和数目不同而异，可显红色、绿色、黄色等久置后因炭化作用，均转为暗色。★注意：此反应只对游离的α-去氧糖或可水解出游离α-去氧糖的强心苷呈色。α-去氧糖和葡萄糖或其他羟基糖连接的双糖、三糖及乙酰化的α-去氧糖，在此条件下不能水解出α-去氧糖而不呈色。(P323)若不显色，能否说明无α-去氧糖？（2）对-二甲氨基苯甲醛反应：

将强心苷溶液滴在滤纸上，干后，喷对-二甲氨基苯甲醛试剂（1％－对-二甲氨基苯甲醛乙醇－浓HCl4:1），加热，若有2-去氧糖，呈灰红色斑点。

（3）呫吨氢醇（xanthydrol）反应:取样品加入呫吨氢醇试剂（10mg呫吨氢醇溶于100ml冰醋酸，加1ml浓H2SO4），置沸水浴中3min，含2-去氧糖显红色。（4）过碘酸-对硝基苯胺反应：在薄层上先喷过碘酸钠溶液，室温放置10min，再喷对硝基苯胺试剂，含2-去氧糖样品反应后呈深黄色斑点，紫外灯下为棕色背底上出现黄色荧光斑点。此反应可用于薄层层析和纸层析的显色。五、强心苷的波谱特征

（一）UV甲型强心苷：max220nm(lg4.34)乙型强心苷：max295-300nm(lg3.93)用于甲型与乙型强心苷及苷元的鉴别（二）IR

不饱和内酯环的羰基峰:1800-1700cm-1有两个羰基吸收。较低波数的是αβ不饱和羰基产生的正常吸收,较高波数的是不正常吸收。甲型强心苷:

1756cm-1

；1783cm-1（3-乙酰毛花洋地黄毒苷元）乙型强心苷:

1718cm-1；1740cm-1（嚏根草苷元）用于甲型与乙型强心苷及苷元的鉴别（三）MS强心苷苷元的MS裂解方式较多，有羟基的脱水，醛基脱CO，脱CH3，脱C17-内酯侧链和双键的RDA裂解。除此以外，还可出现一些由较复杂的裂解方式产生的特征碎片。甲型强心苷元：m/z111，124，163，164乙型强心苷元：m/z109，123，135，136（四）1H-NMR强心苷元在δ1.00左右，出现18，19-CH3的甲基单峰

18-CH3>19-CH3C10-CHO：9.50-10.00（四）1H-NMR甲型强心苷（五元内酯环）

C21-H：4.50-5.00(J=18Hz,宽s或t或ABq)C22-H：5.60-6.00（宽s）乙型强心苷（六元内酯环）

C21-H：7.2（s）

C22-H：7.8（d，J=9.5Hz）

C23-H：6.3（d，J=9.5Hz）（五）

13C-NMR

10-CH3

A，B环上的碳

5-甾体

24较5-甾体向高场位移2-8ppm

5-甾体

12

故可用来判断A/B环的构象

2,6-二去氧糖和6-去氧糖的13C-NMR化学位移值见表8-4(P328)。（五）

13C-NMR

C-20：177

C-22：117-121C=O：170

C-20，C-23：高场

C-21，C-22：低场

C=O：160六、强心苷的提取分离强心苷含量很低，多与糖类、皂苷、色素、鞣质等共存，这些成分的存在可影响强心苷在溶剂中的溶解度。强心苷的原生苷和次生苷共存，且很多结构相似的苷同存，故提取分离较难。因酸碱可使强心苷发生水解、脱水和异构化，故提取分离时应注意控制酸碱性。一、提取

要考虑到原生苷、次生苷的极性选择溶剂。常用MeOH、70%EtOH提取，提取效率高，同时抑制酶的活性。

二、纯化1、溶剂法：用石油醚、氯仿等去除杂质。2、铅盐法：除去水溶性杂质有效方法，但生成的杂质沉淀可能吸附强心苷。纯化效果与醇的浓度有关。3、吸附法活性炭：除去叶绿素等脂溶性杂质氧化铝：除去糖、水溶性色素、皂苷等杂质。三、分离常用方法

1、两相溶剂萃取法

2、逆流分配法

3、色谱法七、强心苷的强心作用与化学结构的关系①甾体母核（环的稠和方式）强心苷元甾体母核必须具有一定的立体结构，C/D环必须是式顺稠合才有强心作用。(C/D环为反式无强心作用)②不饱和内酯环C17位必须连接一个不饱和内酯环，且为-构型；若不饱和内酯环异构化为-型或开环，强心作用减弱，甚至消失。若不饱和内酯环双键被饱和，强心作用减弱，毒性也减弱，可应用。③取代基C10-CH3氧化成羟甲基或醛基后，作用稍有增强，毒性也增大。C10-CH3转化为羧基或无角甲基，生理活性减弱。若C14-OH脱水形成脱水苷元，则强心作用消失。④糖部分糖无强心作用，但糖的性质和数目对强心作用有影响，可能是糖影响强心苷的水/油分配系数引起。2,6-二去