天然药物化学-第八章-甾体及其苷类-终

本章内容一、概述二、强心苷类三、甾体皂苷一、概述甾体类在结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核。甾类是通过甲戊二羟酸的生合成途径转化而来。甾核四个环可以有不同的稠合方式。自然甾类成分可分许多类型，如下表所示：一、概述自然甾类化合物的分类及甾核的稠合方式

C17侧链A/BB/CC/DC21甾类羟甲基衍生物反反顺强心苷类不饱和内酯环顺,反反顺甾体皂苷类含氧螺杂环顺,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类戊酸顺反反一、概述C21甾（C21-steroides）是含有21个碳的甾体衍生物。以孕甾烷（pregnane）或其异构体为基本骨架。

C5、C6——多具双键

C17——多为α-构型少为β-构型

C20——可有>C=O、-OHC11——可有α-OHC-3、8、12、14、17、20——可能有β-OH本章内容一、概述二、强心苷类三、甾体皂苷二、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分别（五）波谱特征（六）生物活性二、强心苷类㈠概述强心苷（cardiacglycosides）是存在植物中具有强心作用的甾体苷类化合物。是治疗心力衰竭不行缺少的重要药物。主要用以治疗充血性心力衰竭及节律障碍等心脏疾患如：西地兰、地高辛、洋地黄毒苷等。分布：主要有十几个科几百种植物中含有强心苷，特殊以玄参科、夹竹桃科植物最普遍。二、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分别（五）波谱特征（六）生物活性二、强心苷类㈡化学结构及分类

强心苷是由强心苷元（cardiacaglycones）与糖缩合的一类苷。苷元是由甾体母核及其在C17位连有不饱和内酯环的侧链组成。1．分类主要依据C17位上的取代基即内酯环的大小分成二类：⑴甲型强心苷元：C17侧链是五元不饱和内酯环。⑵乙型强心苷元：C17侧链为六元不饱和内酯环。二、强心苷类㈡化学结构及分类1.分类⑴甲型强心苷元——母核称为强心甾

(cardanolide)二、强心苷类㈡化学结构及分类1.分类⑴甲型强心苷元——母核称为强心甾二、强心苷类㈡化学结构及分类1.分类⑵乙型强心苷元——母核称为海葱甾或蟾酥甾

(scillanolide)(bufanolide)二、强心苷类㈡化学结构及分类1.分类⑵乙型强心苷元——母核称为海葱甾或蟾酥甾

(scillanolide)(bufanolide)二、强心苷类㈡化学结构及分类1.分类C3-OH少数为α-构型，命名时冠以表(epi)字，如：二、强心苷类㈡化学结构及分类2．强心苷糖部分强心苷元C3-OH与糖结合形成苷。所连糖为：⑴2,6-二去氧糖、2,6-二去氧糖甲醚二、强心苷类㈡化学结构及分类2．强心苷糖部分⑵6-去氧糖、6-去氧糖甲醚⑶一般糖多为D-葡萄糖二、强心苷类㈡化学结构及分类3．糖的组成及连接方式分三种类型：A1型（Ⅰ型）：苷元—(2,6-二去氧糖)X-(葡萄糖)YA2型（Ⅱ型）：苷元—(6-去氧糖)X-(葡萄糖)YB型（Ⅲ型）：苷元—(葡萄糖)X二、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分别（五）波谱特征（六）生物活性二、强心苷类㈢理化性质1．一般性质⑴性状及溶解性多为无色结晶或无定形粉末可溶于——水、丙酮、醇类等极性溶剂略溶于——醋酸乙酯、含醇氯仿几不溶于——醚、苯、石油醚等非极性溶剂二、强心苷类㈢理化性质1．一般性质⑵内酯性质①内酯碱解开环用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，内酯环异构化，遇酸不能复原。二、强心苷类㈢理化性质1．一般性质⑵内酯性质②内酯双键的氧化开环内酯环也可干脆用高锰酸钾-丙酮（KMnO4-CH3COCH3）氧化得17-羧基化合物。二、强心苷类㈢理化性质1．一般性质⑶羟基脱水

5β-OH和14β-OH均系叔羟基，极易脱水，故含此取代基的苷类在酸水解时，常得次生的脱水苷元。二、强心苷类㈢理化性质1．一般性质⑷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。二、强心苷类㈢理化性质1．一般性质⑸C-17键异构化C-17β-内酯在二甲基甲酰胺(DMF)中可与甲苯磺酸钠(NaOTs)和醋酸钠反应即可异构化为α-内酯。二、强心苷类㈢理化性质1．一般性质⑹邻二羟基的氧化有邻二-OH取代，可被过碘酸钠（NaIO4）氧化，生成双甲酰化合物，继被NaBH4还原，可得二醇衍生物。邻二-OH在A环的C2、C3位，同时C11又有羰基取代，反应形成半缩醛结构。常法乙酰化则可复原羰基结构，而得二乙酰衍生物。二、强心苷类㈢理化性质二、强心苷类㈢理化性质2．苷键的水解强心苷中苷键由于糖的结构不同，水解难易有区分，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。酸催化水解：(1)和顺酸水解(2)强酸水解(3)盐酸丙酮法水解二、强心苷类㈢理化性质2．苷键的水解(1)和顺酸水解接受稀酸—H2SO4、HCl等（0.02~0.05mol/L）反应条件—含醇短时间加热回流(30min~数小时)水解对象——2-去氧糖不适用于——2-羟基糖水解过程如下：二、强心苷类㈢理化性质2-羟基糖易产生形式互变，阻挠了水解反应的进行，故在此条件下不能水解2-OH糖。二、强心苷类㈢理化性质2．苷键的水解(2)强酸水解酸的浓度——3~5%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：羟基洋地黄毒苷，用盐酸水解，不能得到羟基洋地黄毒苷元，而得到它的叁脱水产物。（结构中C3连糖、C14-OH、C16-OH）二、强心苷类㈢理化性质2．苷键的水解(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二、强心苷类㈢理化性质3．显色反应

强心苷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。⑴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)的化合物呈阴性二、强心苷类㈢理化性质3．显色反应⑵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——主要用于甲型强心苷（作用于五元不饱和内酯环）反应原理——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，从而能够与某些试剂反应而显色。二、强心苷类㈢理化性质3．显色反应⑵作用于不饱和内酯环的反应（活性次甲基显色反应）

反应名称试剂颜色

max(nm)

Legal反应亚硝酰铁氰化钠深红或兰470Kedde反应3,5-二硝基苯甲酸深红或红590

Raymond反应间-二硝基苯紫红或兰620Baljet反应苦味酸橙或橙红490二、强心苷类㈢理化性质3．显色反应⑶作用于2-去氧糖的反应①Keller-Kiliani反应：应用对象——具有游离的2-去氧糖、能水解出2-去氧糖的强心苷二、强心苷类㈢理化性质3．显色反应⑶作用于2-去氧糖的反应②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，90℃加热30秒，显灰红色斑点试剂——1%对-二甲氨基苯甲醛乙醇液-浓盐酸4:1二、强心苷类㈢理化性质3．显色反应⑶作用于2-去氧糖的反应③呫吨氢醇（Xanthydrol）反应样品+试剂→水浴加热3分钟→红色试剂——10mg呫吨氢醇溶于100ml冰醋酸，加入1ml浓硫酸④过碘酸-对硝基苯胺反应：（作为显色剂）强心苷+试剂→

黄色二、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分别（五）波谱特征（六）生物活性二、强心苷类㈣提取分别留意的问题——防止植物中的酶对成分进行酶解提取原生苷——必需抑制酶的活性，原料要簇新，采集后低温快速干燥1．提取常用甲醇或70%乙醇为溶剂进行提取优：提取效率高、使酶破坏失去活性二、强心苷类㈣提取分别2．纯化⑴溶剂法——依据化合物的极性选择溶剂进行除杂⑵铅盐法铅盐与杂质可生成沉淀，该沉淀能吸附强心苷而导致损失。这种吸附和溶液中醇的含量有关增加醇含量——能降低沉淀对强心苷的吸附现象。但纯化效果也随之下降。过量的铅试剂能引起一些强心苷的脱酰基反应二、强心苷类㈣提取分别2．纯化⑶吸附法——接受活性炭、Al2O3进行吸附经活性炭使叶绿素等脂溶性杂质可被吸附而除去通过Al2O3——糖类、水溶性色素、皂苷等可吸附留意：强心苷亦有可能被吸附而损失二、强心苷类㈣提取分别3.分别(1)两相溶剂萃取法——依据支配系数的不同(2)逆流支配法——原理同上(3)层析分别分别亲脂性单糖苷、次级苷和苷元——选择吸附层析（硅胶等）对弱亲脂性成分——选择支配层析(硅胶、纤维素等为支持剂)二、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分别（五）波谱特征（六）生物活性二、强心苷类㈤波谱特征1．紫外光谱UV主要是由不饱和内酯环引起的吸取甲型苷——220nm（λmax）乙型苷——295~300nm（λmax）2．红外光谱——由不饱和内酯环产生两个吸取峰特征：(在1800~1700cm-1皆产生两个羰基吸取峰)△αβ-γ内酯(甲型)——两个羰基峰△αβ,γδ-δ内酯(乙型)峰位向低波数移40cm-1二、强心苷类㈤波谱特征2．红外光谱IR低波数为正常峰；高波数为非正常峰（随溶剂性质变更而变更）（在极性大的溶剂中，吸取强度减弱甚至消逝）应用：①依据IR可区分甲型和乙型强心苷②依非正常峰因溶剂的极性增加而吸取强度减弱甚至消逝的现象，可指示不饱和内酯环的存在。P-339二、强心苷类㈤波谱特征3.质谱强心苷苷元质谱裂解方式较多也较困难，如羟基脱水、醛基脱CO、脱甲基、脱C17内酯侧链、双键逆DA裂解等。甲型苷元——产生：m/z111、124、163、164(内酯和D环)乙型苷元——产生：m/z109、123、135、136(δ-内酯环的碎片)二、强心苷类㈤波谱特征4.1H-NMR①苷元——δ1.00左右（二个叔甲基单峰——C10、C13角甲基峰）②C3-H——δ3.90左右，为多峰③内酯环中的质子二、强心苷类㈤波谱特征4.1H-NMR③内酯环中的质子④因强心苷（C21甾类）的C/D环为顺式(14β-H)——18-Me（低场）19-Me（稍高场）依据C18、C19-Me位移值来推断C/D环的顺反式:二、强心苷类㈤波谱特征4.1H-NMR二、强心苷类㈤波谱特征5.13C-NMR视察信号——烯碳、羰基碳、连氧碳、甲基碳（数目）、糖端基碳等信号。与模拟化合物进行比对，用苷化位移规律及技术图谱进行碳归属。二、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分别（五）波谱特征（六）生物活性二、强心苷类

㈥生理活性强心苷的化学结构与其强心作用之间有着亲密的关系。其苷元甾核要有确定立体结构。1．C/D稠合方式顺式稠合——具有强心作用反式或C14-OH脱水生成脱水苷元——强心作用消逝2．C17键的构型C17位有不饱和内酯环且为β-构型——有强心作用C17位为α-构型或开环——强心作用弱或消逝二、强心苷类

㈥生理活性3．A/B环与C3-OH的构型甲型强心苷元的强心作用：A/B顺式稠合——C3-OH为β-构型>α-构型A/B反式稠合——C3-OH构型对强心作用无明显影响4．糖部分没有强心作用但强心苷中的糖性质和数目，很可能是影响到强心苷在水/油中的支配系数，从而影响到强心苷的活性毒性。本章内容一、概述二、强心苷类三、甾体皂苷三、甾体皂苷（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分别二、甾体皂苷㈠概述甾体皂苷是一类由螺甾烷（spirostane）类化合物衍生的寡糖苷。分布——单子叶植物和双子叶植物均有分布生理活性——六七十年头，用于合成甾体避孕药和激素类药物的原料。九十年头发觉了新的生物活性，特殊是防治心脑血管疾病、抗肿瘤、降血糖和免疫调整等作用。二、甾体皂苷例如：

地奥心血康胶囊是由黄山药植物中提取的甾体皂苷制成的，内含8种甾体皂苷（含量在90%以上），对冠心病心绞痛发作疗效显著。薤白皂苷经体外试验显示具有较强的抑制ADP诱导的人血小板聚集作用。心脑舒通为蒺藜[Tribulusterrestres]果实中提取的总皂苷制剂，临床用于心脑血管病的防治。二、甾体皂苷（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分别二、甾体皂苷㈡分类甾体皂苷的皂苷元基本骨架属螺甾烷的衍生物。

①27个碳

②B/C、C/D环——反式

③C17侧链——β构型

④C22是E与F环共享的碳以螺缩酮的形式相联二、甾体皂苷㈡分类

依螺甾烷结构中C25的构型和环的环合状态，将其分为四种类型：1．螺甾烷醇类（spirostanols）2．异螺甾烷醇类（isospirostanols）3．呋甾烷醇类（furostanols）4．变形螺甾烷醇类（pseudo-spirostanols）二、甾体皂苷㈡分类1．螺甾烷醇类（spirostanols）2．异螺甾烷醇类（isospirostanols）C25位甲基二种差向异构体：二、甾体皂苷

㈡分类C25位上甲基位于F环平面上的竖键时——为β取向，确定构型为S型——螺甾烷醇又称L型或neo型（25S、25L、25βF、neo）C25位上甲基位于F环平面下的横键时——α取向，确定构型为R型——异螺甾烷醇又称D型或iso型（25R、25D、25αF、iso）二、甾体皂苷

㈡分类例如：剑麻皂苷元(sisalagenin),是合成激素的原料化学名:3β-羟基5α,20βF,22αF,25βF螺旋甾12-酮简称:3β羟基，5α-螺旋甾12-酮二、甾体皂苷

㈡分类例如：薯蓣皂苷元(diosgenin)制药工业中重要原料化学名:△5-20βF，22αF，25αF螺旋甾烯-3β-醇简称:△5-异螺旋甾烯-3-β-醇二、甾体皂苷

㈡分类3．呋甾烷醇类（furostanols）

由Ｆ环裂环而衍生的皂苷——称为呋甾烷醇皂苷（furostanolsaponins）。二、甾体皂苷

㈡分类3．呋甾烷醇类（furostanols）Ｆ环开环的双糖链皂苷，植物根茎经长时间的贮存，其主要的皂苷是薯蓣皂苷，而不再是原薯蓣皂苷。二、甾体皂苷

㈡分类3．呋甾烷醇类（furostanols）F环裂解的双糖链皂苷产生的显色反应：

E试剂——盐酸二甲氨基苯甲醛试剂

A试剂——茴香醛（Anisaldehyde）试剂二、甾体皂苷

㈡分类3．呋甾烷醇类（furostanols）F环裂解的双糖链皂苷不具有某些皂苷的通性：

①没有溶血作用

②不能与胆甾醇形成复合物

③没有抗菌活性螺旋甾烷衍生的单糖链皂苷，则具有明显抗菌作用。如：原菝葜皂苷——无溶血作用、不能与胆甾醇形成复合物、无抗菌活性二、甾体皂苷

㈡分类4．变形螺甾烷醇类（pseudo-spirostanols）F环为五元四氢呋喃环。自然产物中尚不多见。二、甾体皂苷（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分别二、甾体皂苷㈢理化性质

理化性质与三萜类化合物类同，如：有较好结晶；苷元易溶极性小的有机溶剂(石油醚、氯仿等)

不溶水1．熔点单羟基<208℃，三羟基>242℃

多数双羟基或单羟酮类介于二者之间。二、甾体皂苷㈢理化性质2．表面活性

F环开裂的皂苷多不具溶血作用，且表面活性降低。

甾体皂苷/水+碱式醋酸铅

→沉淀或Ba(OH)2等

碱性盐二、甾体皂苷㈢理化性质3．形成分子复合物

可用于纯化皂苷和检查是否有皂苷类成分存在反应条件：甾醇需有C3-β-OH三萜皂苷与甾醇形成的分子复合物不及甾体皂苷稳定二、甾体皂苷㈢理化性质4．显色反应在无水条件下，遇某些酸可产生与三萜皂苷相类似的显色反应。①L-B（醋酐-浓硫酸）反应：甾体皂苷→颜色变更中出现绿色三萜皂苷→产生红色（无绿色）②三氯醋酸反应：甾体皂苷→加热至60℃→显色三萜皂苷→加热至100℃→显色二、甾体皂苷（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分别二、甾体皂苷㈣甾体皂苷元的波谱特征1.紫外光谱⑴饱和的甾体化合物在200~400nm无吸取⑵不饱和的甾体：孤立双键——205~225nm共轭二烯——235nm>C=O——285nm(弱吸取)α,β不饱和酮基——240nm(特征吸取)⑶制备成衍生物。如：含-OH化合物，经脱-OH后在结构中产生双键。借此推断-OH位置。二、甾体皂苷㈣甾体皂苷元的波谱特征2.红外光谱甾体皂苷元含有螺缩酮结构的侧链，在IR中有四个特征吸取谱带：A—980B—920C—900D—860cm-1应用：⑴区分C25的两种立体异构体的构型⑵推断C11或C12位的>C=O是否成共轭体系⑶C3-OH与A/B环构型