第八章 甾体及其苷类

第八章

甾体及其苷类Chapter8Steroids

第一节概述第二节

甾体化合物第三节强心苷第四节甾体皂苷第一节概述甾体化合物甾核——环戊烷骈多氢菲又名类固醇化合物（steroids），1936年给这类化合物提出一个总称“甾体化合物”，“甾”字很形象化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“〈〈〈”。C10、C13上各有一个甲基，称为角甲基。C17位有侧链“甾”ABCD天然甾体化合物C17侧链A/BB/CC/DC21甾类羰甲基衍生物反反顺强心苷不饱和内酯环顺/反反顺甾体皂苷含氧螺杂环顺/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戊酸顺反反甾体母核有七个手性碳原子，C5、C8、C9、C10、C13、C14、C17,故理论上应有27=128种光学异构体，但由于稠环的存在及其引起的空间阻碍，实际上可能存在的异构体大大减少，一般只以稳定的构型存在。

立体化学ABCD甾族化合物的立体结构天然产甾族化合物现知的只有两种构型，一种是A和B环以反式相并联。另一种是A和B环以顺式相并联。而B和C环，C和D环之间多是以反式相并联的。构象式为

AB反式构象式为

A.B顺式从构型看与甾体所连接的基团，可以在环平面之前，也可以在环平面之后，一般将甾族化合物分子中环平面之上的基团称为β-构型，用实线表示；把在环平面之下的基团称为α-构型，用虚线表示。

5α-胆甾烷-3-醇的两种异构体如下:5α-胆甾烷-3β-醇5α-胆甾烷-3α-醇第二节

C21甾类化合物

C21-steroidsC21甾类（C21-steroids）含21个C具抗炎、抗肿瘤、抗生育等多种活性孕甾烷（pregnane）或其异构体为骨架

来源于萝藦科鹅绒藤属植物断节参,民间用于风湿性关节炎及跌打损伤（苷元）（三糖苷）（五糖苷）举例第三节

强心苷类

（Cardiacglycosides）目前临床应用的有二、三十种，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。

但强心苷类能兴奋延髓催吐化学感受区而引起恶心、呕吐等胃肠道反应；且有剧毒，若超过安全剂量时，可使心脏中毒而停止跳动。其中某些强心苷对动物肿瘤有效，主要是细胞毒作用。1785年，W.Withering使用洋地黄叶治疗水肿，到现在已从十几个科一百多种植物中发现强心苷类，主要有夹竹桃科、玄参科、萝摩科、卫矛科、百合科、大戟科等等。较重要的植物有黄花夹竹桃、紫花洋地黄、毛花洋地黄、杠柳、铃蓝、海葱、福寿草、羊角拗等。动物中尚未发现有强心苷类成分，蟾蜍中所含的蟾毒也对心肌有兴奋作用，具强心作用，但其非苷类，而属甾类。

定义：存在于植物中具强心作用的甾体苷类化合物。一、概述强心苷的组成强心苷＝糖苷元六/五碳糖6－去氧糖2，6－二去氧糖糖甲醚多与3-OH结合甲型：五元环乙型：六元环二、化学结构及实例五元内酯环（-内酯）六元内酯环（,-内酯）强心苷元αβγδαβ强心苷元的结构特征C3－OHβ为主，少数α（表型）C10β型，大多是CH3C13CH3C14－OHβC17内酯环，β型化合物命名

甲型强心苷以强心甾(cardenolide)为母核强心甾（cardenolide）毛地黄苷元3,14-二羟基-5-强心甾-20(22)-烯3,14- dihydroxy-5-card-20(22)-enolide化合物命名

乙型强心苷以海葱甾(scillanolide)为母核海葱苷元3,14-二羟基-海葱甾-4,20,22-三烯3,14-dihydroxy-scilla-4,20,22-trienolide海葱甾（scillanolide）强心苷——糖

1～5个糖，直链连接。糖种类六碳醛糖、五碳醛糖

6-去氧糖及其甲醚

2，6-二去氧及其甲醚

（特有）可能有乙酰基、氨基糖D-毛地黄毒糖（D-digitoxose）D-夹竹桃糖(D-cymarose)强心苷——糖的连接方式

糖的连接方式苷元-(2,6-二去氧糖)x-(羟基糖)y

苷元-(6-去氧糖)x-(羟基糖)y

苷元-(羟基糖)x

甲型强心苷——毛地黄强心苷

R1R2毛地黄毒苷digitoxinHH亲脂性强，多口服，用于慢性病例羟基毛地黄毒苷

gitoxinHOH亲脂性低，难吸收地高辛digoxinOHH亲脂性低，注射，用于急性病例

gitaloxinHOCHO亲脂性增强，易吸收，减少积蓄

去乙酰化毛花苷C（西地兰，注射用）毛花毛地黄苷C（一级苷）（注射用）－Glc－乙酰基地高辛（注射用）乙型强心苷植物来源：百合科、景天科、鸢尾科、毛茛科、檀香科、楝科来源于海葱（Scillamaritima）

R海葱苷元H原海葱苷A-Rha海葱苷A-Rha-glc葡萄糖海葱苷A-Rha-glc-glc乙型强心苷元蟾毒配基及其酯类（不属于强心苷）

n=2,4,5,6日蟾毒它灵毒类

来源于蟾蜍分泌物三、理化性质强心苷——物理性质性状：

无色结晶或无定形粉末溶解度：

可溶于水、丙酮、醇类等极性溶剂，几乎不溶于醚、苯、石油醚等非极性溶剂。

强心苷——化学性质内酯环结构：遇碱开环、异构化、有的可形成环氧衍生物。内酯环双键：氧化开裂成酮醛或酸羟基：易脱水邻二羟基：可被氧化强心苷——苷键的水解

酸催化水解（1）温和酸水解试剂：稀酸0.02～0.05mol/L的HCl或H2SO4

反应条件：含水醇中半小时至数小时，加热回流作用：可水解2－去氧糖苷键

（2）剧烈酸水解试剂：酸浓度3％～5％反应条件：时间长，需加压作用：可水解2－羟基糖苷缺点：引起苷元脱水（1）温和酸水解（2）剧烈酸水解（3）盐酸丙酮法（Mannich水解）试剂：丙酮溶液中，0.4％～1％HCl

反应条件：室温下，约两周作用：可得到原生的苷元和糖0.4％～1％

HCl丙酮Mannich水解

酶催化水解高选择性。植物中与强心苷共存的酶：紫花苷酶等存在于其他生物的酶：

蜗牛消化酶，水解所有苷键

三糖次级苷+葡萄糖苷元+3洋地黄毒糖+葡萄糖紫花洋地黄酶蜗牛消化酶酶催化水解不饱和内酯环产生的反应

2－去氧糖产生的反应甾体母核产生的反应强心苷——显色反应

不饱和内酯环产生的反应活性次甲基反应原理

只有甲型强心苷呈阳性，可用于区别甲型与乙型强心苷不饱和内酯环产生的反应常用试剂反应名称试剂颜色最大吸收波长nmLegal反应亚硝酰铁氰化钠深红或蓝470Kedde反应3,5-二硝基苯甲酸深红或红590

2－去氧糖产生的反应

1.Keller－Kiliani反应：试剂：在冰醋酸中，Fe3＋＋浓硫酸显色：醋酸层呈蓝色或篮绿色适用范围：含游离或可水解的2－去氧糖2.占吨氢醇（xanthydrol）反应：试剂：占吨氢醇试剂显色：红色适用范围：分子中含有2－去氧糖的所有化合物

四、强心苷的提取分离

提取一级苷易溶于水，次生苷易溶于亲脂性溶剂。常用甲醇或70%乙醇

纯化

1.溶剂法：氯仿—甲醇混合液萃取

2.铅盐法：与杂质生成沉淀

3.吸附法：活性炭、氧化铝

分离

1.两相溶剂萃取法

2.逆流分配法

3.色谱分离亲脂性硅胶吸附色谱弱亲脂性分配色谱氯仿－甲醇－水乙酸乙酯－甲醇－水

毛花毛地黄叶70％乙醇温浸浓缩液静置，析出沉淀上清液浓缩浓缩液加入氯仿萃取氯仿层（含脂溶性杂质及毛地黄苷A和B

）水层加入乙醇至22％，再加入氯仿萃取氯仿层氯仿－甲醇－水（5：1：5）萃取浓缩，重结晶总苷（含毛地黄苷A、B和C）水层放置析晶毛花毛地黄苷C

ABCR1=R2=HR1=H,R2=OHR1=OH,R2=H去乙酰化毛花苷C（西地兰）五、强心苷的波谱特征强心苷——波谱特征

紫外光谱（UV）甲型（五元环）:220nm

乙型（六元环）：295～300nm

共轭双键：270nm

区别类型、判断共轭体系强心苷——波谱特征

红外光谱（IR）

1700～1800cm-1

2个羰基吸收峰：低波数为正常吸收高波数为非正常吸收，溶剂极性↑强度↓

乙型比甲型低波移动40nm

区别类型、判断不饱和内酯环的存在强心苷——波谱特征

质谱（MS）裂解方式复杂甲型乙型强心苷——波谱特征

氢谱（1HNMR）

C10、C13－CH3：δ1.00

C19－CH2OH:δ4.0~4.5，ABq，J=12HzC3-H:δ3.90，m甲型C21烯质子：δ

4.5~5.7(dd,J=1.8,18Hz)C22烯质子：δ

5.6~6.3

乙型C21烯质子：δ7.2~7.43(d,J=2Hz)

C22烯质子：δ7.8~8.0(dd,J=2，10Hz)C23烯质子：δ6.25~6.32(d,J=10Hz)

强心苷——波谱特征

氢谱（1HNMR）

6-去氧糖:C5－CH3：δ1.0~1.5,

d,J=6.5Hz/m

2-去氧糖:高场区，与端基质子有耦合甲氧基糖:－OCH3：δ3.5，s端基质子:δ5.0β-D-GlcJ=6~8Hz

α-L-RhaJ=2Hz

β-D-2-去氧糖dd

强心苷——波谱特征碳谱（13CNMR）苷元部分：

CH=CH：

110-180

CHO：

195.7

环上C=O

200，

O-C：

60-90

95.979.318.635.869.177.177.177.1糖六、强心苷的生物活性强心苷——生物活性治疗心力衰竭主要问题：治疗指数狭窄构效关系1.甾核的立体结构，C/D环顺式2.β型不饱和内酯环必需3.C-10位的甲基氧化成羟甲基或醛基后，作用稍有增强，但毒性亦加大。

4.取代基影响其强心作用和脂溶性5.糖本身无活性，但其性质及数目对强心作用有影响毛地黄强心苷

R1R2毛地黄毒苷

digitoxinHH亲脂性强，多口服，用于慢性病例

羟基毛地黄毒苷

gitoxinHOH亲脂性低，难吸收地高辛digoxinOHH亲脂性低，注射，用于急性病例

gitaloxinHOCHO第四节

甾体皂苷

（Steroidalsaponins）一、概述定义：一类由螺甾烷（spirostane）类化合物与糖结合的寡糖苷。分布：已发现一万种以上，分布于薯预科、百合科、玄参科、菝契科、龙舌兰科应用：用于合成甾体避孕药和激素类药物的原料

生物活性防治心血管疾病

地奥心血康胶囊——由黄山药（Dioscoreapanthaica）中提取的8种甾体皂苷组成。

心脑舒通——由蒺藜（Tribulusterrestris）果实中提取的总皂苷制剂。抑制肿瘤细胞

云南白药重楼（Parispolyphylla）中的甾体皂苷。抑制血小板聚集

中药薤（xie）白用于合成甾体避孕药和激素类药物的原料

薯蓣皂苷元、剑麻皂苷元二、化学结构和实例甾体皂苷——结构母核螺甾烷（spirostane）根据C25的构型和环F的环合状态分为螺甾烷醇C25为S构型异螺甾烷醇C25为R构型呋甾烷醇F环为开链衍生物变形螺甾烷醇F环为四氢呋喃环20212325

OO25OO25螺甾烷醇（spirostanols）异螺甾烷醇（isospirostanols）呋甾烷醇（furostanols）变形螺甾烷醇（psedo-spirostanols）OOHOH252627SR易转化甾体皂苷——螺甾烷醇与异螺甾烷醇合成甾体激素和甾体避孕药的原料薯蓣皂苷元（diosgenin）

5-异螺旋甾-烯-3-醇剑麻皂苷元（sisalagenin）3-羟基-5-螺旋甾-12-酮甾体皂苷——呋甾烷β－葡萄糖苷酶原菝葜皂苷（无抗菌活性）菝葜皂苷（抗菌）三、甾体皂苷的理化性质1.性状

甾体皂苷元有较好晶形。皂苷多为无定形粉末，味苦而辛辣，对人体黏膜有强烈的刺激性；皂苷多具旋光性，且多为左旋。2.溶解性甾体皂苷元能溶于亲脂性溶剂；不溶于水。皂苷一般可溶于水,易溶于热水、稀醇，难溶于石油醚、苯、乙醚等亲脂性溶剂。3.表面活性及溶血作用

甾体皂苷多具有发泡性，其水溶液振荡后产生持久性泡沫。甾体皂苷具有溶血作用。4.

能与碱式铅盐、钡盐形成沉淀。5.

颜色反应

甾体皂苷在无水条件下，遇某些酸类可产生与三萜皂苷相类似的颜色反应。甾体皂苷与醋酐－硫酸的颜色反应，最后出现绿色；三萜皂苷最后出现红色。三萜皂苷三氯醋酸加热到100℃显色，而甾体皂苷加热到60℃就显色。6.甾体皂苷可与甾醇形成分子复合物，甾体皂苷的乙醇溶液可被甾醇（常用胆甾醇）沉淀。除胆甾醇外，凡是含有C3位β－OH的甾醇都可与皂苷结合生成难溶性分子复合物。若C3-OH为α构型，或者是当C3-OH被酰化或生成苷键，就不能与皂苷生成难溶性的分子复合物。生成的分子复合物用乙醚回流提取时，胆甾醇可溶于醚，但皂苷不溶，从而达到纯化皂苷和检查是否有皂苷成分的存在。

显色反应

F环开裂的F环闭合的红色不显色

黄色

黄色

与三萜皂苷类似：醋酐－浓硫酸：绿色

红色三氯醋酸：60100三萜皂苷

甾体皂苷

盐酸二甲氨基苯甲醛试剂（Ehrlich试剂）茴香醛试剂（A试剂）四、甾体皂苷的波谱特征甾体皂苷——波谱特征紫外光谱（IR）205～225nm孤立双键285nm羰基240nmα,β-不饱和酮基235nm共轭二烯甾体皂苷元经氧化、脱水后再测定。红外光谱（UV）

1.区别C25构型：

25S型：

B>C

25R型：

C>B

二者共存：

B≈CC25有取代时吸收有变化ABCD红外光谱（UV）

1.推测A/B环构型：

当C3－OH构型已知时，可推测A/B环构型。A/B3-OHcm-13-OHcm-1顺(5-H)(e)10441037(a)10361032反(5-H)(e)10401037(a)10029965(e)10521050(a)1034IR光谱：可用于区别C25的立体异构体。甾体皂苷在982cm-1（A带）、920cm-1（B带）、900cm-1(C带)、860cm-1

(D带)及有4个吸收峰。25S型螺甾烷醇类：B带>C带（强3～4倍）25R型异螺甾烷醇类：B带<C带（弱2倍）IRSpectrumofSarsasapogeninM898918987851强度：918cm-1>898cm-1SarsasapogeninM为S构形甾体皂苷——波谱特征质谱（MS）

1.螺甾烷侧链

m/z139（基峰）m/z115（中等强度）或m/z126（弱）有-OH取代时：＋16有双键取代时：－2甾体皂苷——波谱特征质谱（MS）

2.甾核或甾核加E环

m/z386357347344302287273122282

根据取代基性质和数目发生相应位移。

1H－NMR谱－CH3；0-1.5，2个s峰（C18，C19位），2个d峰－OR：3-6，C16，C26位1）在高场区有4个甲基氢的特征峰。其中18-CH3和19-CH3均为单峰，前者处于较高场；21-CH3，27-CH3均为双峰，后者处于较高场。2）16-H、26-H是与氧同碳的质子，处于较低场，4ppm左右。3）27-CH3的化学位移值还因构型不