甾体及其苷类课件

第九章甾体化合物第九章甾体化合物1第一节概述环戊烷骈多氢菲的甾体母核第一节概述环戊烷骈多氢菲的甾体母核2一、甾体化合物的结构与分类C17侧链结构的不同一、甾体化合物的结构与分类C17侧链结构的不同3结构特点甾核的四个环可以有不同的稠合方式：B/C－反式，C/D－多反式A/B顺式－－正系A/B反式－－别系甾核的C10和C13位有角甲基取代，C17位有侧链，它们均为β构型。C3上有羟基，多为β构型甾核上其他位置还有

双键、羟基、羰基等结构特点甾核的四个环可以有不同的稠合方式：4由甲戊二羟酸的生物合成途径转化

由甲戊二羟酸的生物合成途径转化5三、甾体类化合物的颜色反应Liebermann-Burchard反应红－紫－蓝－绿－褪色甾体黄－红－紫－蓝－褪色三萜氯仿-浓硫酸反应（Salkowski反应）在硫酸层呈现红或蓝色，氯仿层显绿色荧光冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff反应）紫红－蓝－绿甾类红或紫色三萜三氯醋酸反应（Rosen-Heimer反应）60℃显红色至紫色甾类100℃显红色至紫色三萜五氯化锑反应（Kahlenberg反应）灰蓝、蓝、灰紫等三、甾体类化合物的颜色反应Liebermann-Burc6

强心苷（cardiacglycosides）是存在植物中具有强心作用的甾体苷类化合物。是治疗心力衰竭不可缺少的重要药物。

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、毛地黄毒苷等。分布：主要有十几个科几百种植物中含有强心苷，特别以玄参科、夹竹桃科植物最普遍。第二节强心苷类化合物强心苷（cardiacglycosides7二、强心苷的结构与分类苷元部分的结构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主要依据C17位上的取代基即内酯环的大小分成二类：甲型强心苷元：C17侧链是五元不饱和内酯环。乙型强心苷元：C17侧链为六元不饱和内酯环。二、强心苷的结构与分类苷元部分的结构8⑴甲型强心苷元——母核称为强心甾烯

⑴甲型强心苷元——母核称为强心甾烯9甲型强心苷元甲型强心苷元10⑵乙型强心苷元——母核称为海葱甾二烯⑵乙型强心苷元——母核称为海葱甾二烯11乙型强心苷元乙型强心苷元12C3-OH少数为α-构型，命名时冠以表(epi)字，如：C3-OH少数为α-构型，命名时冠以表(epi)字，如：13糖部分的结构20多种，与强心苷元C3-OH结合成苷C2位上有无羟基α-羟基糖（2-羟基糖）α-去氧糖（2-去氧糖）α-羟基糖：葡萄糖、6-去氧糖、6-去氧糖甲醚糖部分的结构20多种，与强心苷元C3-OH结合成苷α-羟14α-去氧糖：2,6-二去氧糖、2,6-二去氧糖甲醚261α-去氧糖：2,6-二去氧糖、2,6-二去氧糖甲醚26115苷元和糖的连接方式糖的种类以及和苷元的连接方式I型：苷元-（2，6-去氧糖）x－（D-葡萄糖）yII型：苷元-（6-去氧糖）x－（D-葡萄糖）yIII型：苷元-（D-葡萄糖）y苷元和糖的连接方式糖的种类以及和苷元的连接方式16甾体及其苷类课件17三、强心苷的结构与活性的关系甾体母核C/D环须顺式稠合：14-β羟基A/B顺式稠合的甲型，3-β羟基不饱和内酯环：β取代基10位角甲基转化为醛基或羟甲基后活性增强，转化为羧基或无角甲基后则活性减弱三、强心苷的结构与活性的关系甾体母核18糖部分：数目、种类与毒性的关系甲型：三糖苷<二糖苷<单糖苷>苷元

葡萄糖苷>甲氧基糖苷>6-去氧糖苷>2,6-二去氧糖苷乙型:苷元>单糖苷>二糖苷乙型>甲型糖部分：数目、种类与毒性的关系19甾体及其苷类课件20四、强心苷的理化性质（一）性状无定形粉末或无色结晶有旋光性C17位侧链为β构型者味苦刺激性（二）溶解性亲水性强羟基数越多，亲水性则越强四、强心苷的理化性质（一）性状21（三）脱水反应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（三）脱水反应5β-OH和14β-OH均系叔羟基，极易脱水，22甾体及其苷类课件23（四）水解反应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、碱水解酸催化水解：

(1)温和酸水解(2)强烈酸水解(3)氯化氢丙酮法（四）水解反应强心苷中苷键由于糖的结构不同，水解难易有区别241.酸水解温和酸水解

采用稀酸—H2SO4、HCl等（0.02~0.05mol/L）反应条件—含水醇短时间加热回流(30min~数小时)水解对象——2-去氧糖苷，I型不适用于——2-羟基糖苷水解过程如下：1.酸水解温和酸水解252-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。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26甾体及其苷类课件27强烈酸水解酸的浓度——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；可得到定量糖强烈酸水解酸的浓度——3~5%28氯化氢-丙酮法反应试剂——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氯化氢-丙酮法反应试剂——HCl、丙酮溶液29甾体及其苷类课件30注意：1、苷元的邻二羟基也能生产丙酮化物；2、多糖苷难溶于丙酮，则此反应不易或不能进行；3、不是所有能溶于丙酮的强心苷都可用此法。乌本苷苷元

H+注意：1、苷元的邻二羟基也能生产丙酮化物；乌本苷苷元312.酶水解在含强心苷的植物中，含有水解葡萄糖的酶，但无水解2－去氧糖的酶。其他生物来源的酶，如蜗牛消化酶，几乎可以水解所以苷键。一般来说，乙型强心苷较甲型强心苷易被酶水解。糖基上有乙酰基的强心苷较糖基上无乙酰基的水解速度慢。2.酶水解在含强心苷的植物中，含有水解葡萄糖的酶，但无水323.碱水解强心苷的苷键不被碱水解，但分子中的酰基、内酯环能发生水解或裂解，双键移位，苷元异构化等反应酰基的水解α-去氧糖：碳酸氢钠、碳酸氢钾羟基糖或苷元：氢氧化钙、氢氧化钡上述四种碱只水解酰基，不影响内酯环3.碱水解强心苷的苷键不被碱水解，但分子中的酰基、内酯环33内酯环的水解用KOH或NaOH水溶液处理→内酯开环→H+→环合用KOH或NaOH醇溶液处理，内酯环异构化，遇酸不能复原内酯环的水解用KOH或NaOH水溶液处理→内酯开环→H+→34甾体及其苷类课件35甾体及其苷类课件36甾体及其苷类课件37五、强心苷的颜色反应

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)的化合物呈阴性五、强心苷的颜色反应强心苷颜色反应是由苷元甾核、不饱38⑵作用于不饱和内酯环的反应（活性亚甲基显色反应）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亚甲基，从而能够与某些试剂反应而显色。⑵作用于不饱和内酯环的反应39反应名称试剂颜色

max(nm)

Legal反应亚硝酰铁氰化钠深红470

Kedde反应3,5-二硝基苯甲酸紫红或红590Raymond反应间-二硝基苯紫红620

Baljet反应苦味酸橙或橙红490反应名称试剂40①Keller-Kiliani反应：（K-K反应）⑶作用于2-去氧糖的反应应用对象——具有游离的2-去氧糖、能水解出2-去氧糖的强心苷①Keller-Kiliani反应：（K-K反应）⑶作用于241②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③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4:1④过碘酸-对硝基苯胺反应：（作为显色剂）强心苷+试剂→黄色②呫吨氢醇（Xanthydrol）反应42甾体及其苷类课件43甾体及其苷类课件44甾体及其苷类课件45六、强心苷的提取与分离注意的问题——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，采集后低温快速干燥1．提取常用甲醇或70-80%乙醇为溶剂进行提取优点：提取效率高、使酶失去活性六、强心苷的提取与分离注意的问题——防止植物中的酶对成分进行46提取原生苷的提取：70%EtOH提药材烘干加入等量(NH4)2SO4

EtOH提提取47次生苷的提取药材加水湿润30~40ºC保温6~12h次生苷

70%EtOH或EtOAc提次生苷的提取48脂类杂质：石油醚叶绿素：醇提液浓缩静止，胶状沉淀活性炭—叶绿素等脂溶性杂质可被吸附除去Al2O3或聚酰胺—糖类、水溶性色素、鞣质、皂苷、酚性及酸性成分等可被吸附

注意：强心苷亦有可能被吸附而损失脂类杂质：石油醚492.分离溶剂萃取法、逆流分溶法分配系数的不同色谱分离法分离亲脂性单糖苷、次级苷和苷元——选择吸附层析（硅胶等）对弱亲脂性成分——选择分配层析(硅胶、纤维素等为支持剂)含量较高的组分反复结晶2.分离溶剂萃取法、逆流分溶法50

两相溶剂萃取法例：毛花洋地黄苷甲、乙、丙的分离：P284甲乙丙三者在水（几不溶）和甲醇（1：20）中的溶解度相似。但在氯仿中的溶解度分别为苷甲（1：125）苷乙（1：550）苷丙（1：1750）

氯仿-甲醇-水(5:1:5)两相溶剂萃取法51甾体及其苷类课件52逆流分配法例如：黄花夹竹桃苷甲、乙的分离(286页)以氯仿：乙醇（2：1）750ml和水150ml为两相溶剂，氯仿为流动相，水为固定相，逆流分配。

水层：黄花夹竹桃苷甲氯仿层：黄花夹竹桃苷乙逆流分配法水层：黄花夹竹桃苷甲53七、强心苷的检识理化检识纸色谱亲水性苷：水为固定相亲脂性苷或苷元：甲酰胺为固定相薄层色谱亲水性强的苷：分配色谱，硅胶为支持剂亲脂性强的苷和苷元：吸附色谱，硅胶显色剂：三氯化锑等七、强心苷的检识理化检识54八、强心苷的结构研究UV光谱：主要是由不饱和内酯环引起的吸收甲型：217～220nm（logε4.20～4.24）乙型：295～300nm（Logε3.93）八、强心苷的结构研究UV光谱：主要是由不饱和内酯环引起的吸收55IR光谱不饱和内酯环上的羰基特征：在1800~1700cm-1皆产生两个羰基吸收峰△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-13-乙酰毛花洋地黄毒苷元（甲型）1783cm-1、1756cm-1、1738cm-1

嚏根草苷元（乙型）1740cm-1、1718cm-1

IR光谱不饱和内酯环上的羰基3-乙酰毛花洋地黄毒苷元（56

低波数为正常峰；高波数为非正常峰（在极性大的溶剂中，吸收强度减弱甚至消失）应用：①根据IR可区别甲型和乙型强心苷②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。低波数为正常峰；高波数为非正常峰571H-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，为多重峰1H-NMR①苷元——δ1.00左右（二个叔甲基单峰——C158③内酯环中的质子-甲型AB型四重峰③内酯环中的质子-甲型AB型四重峰59③内酯环中的质子——乙型③内酯环中的质子——乙型6013C-NMR13C-NMR61MSMS62甾体及其苷类课件63甾体及其苷类课件64九、含强心苷的中药及蟾酥强心成分的举例毛花洋地黄地高辛

去乙酰西地兰

九、含强心苷的中药及蟾酥强心成分的举例毛花洋地黄地高辛65黄花夹竹桃强心灵

黄花夹竹桃强心灵66蟾酥蟾毒灵-3-辛二酰精氨酸酯蟾酥蟾毒灵-3-辛二酰精氨酸酯67第三节甾体皂苷螺甾烷（spirostane）类化合物与糖结合而成的甾体苷类水溶液经振摇后多能产生大量肥皂水溶液样的泡沫，故称为甾体皂苷分布六七十年代，用于合成甾体避孕药和激素类药物的原料。九十年代发现了新的生物活性，特别是防治心脑血管疾病、抗肿瘤、降血糖和免疫调节等作用。第三节甾体皂苷螺甾烷（spirostane）类化合物与糖结68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。例如：地奥心血康胶囊是由黄山药植物中提取的甾69二、甾体皂苷的结构与分类1甾体皂苷的结构特征27个碳原子

基本碳架是螺甾烷的衍生物六个环，E环和F环以螺缩酮形式相连接A/B环顺、反，B/C、C/D环均为反式

20αE或20βFS22αFR结构中不含羧基，

中性皂苷二、甾体皂苷的结构与分类1甾体皂苷的结构特征702．甾体皂苷的结构类型依螺甾烷结构中C25的构型和F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）2．甾体皂苷的结构类型依螺甾烷结构中C25711．螺甾烷醇类（spirostanols）2．异螺甾烷醇类（isospirostanols）1．螺甾烷醇类（spirostanols）72C25位甲基二种差向异构体：C25位上甲基位于F环平面上的直立键时——为β定向，绝对构型为S型——螺甾烷醇又称L型或neo型（25S、25L、25βF、neo）C25位甲基二种差向异构体：C25位上甲基位于F环平面上的直73C25位甲基二种差向异构体：C25位上甲基位于F环平面下的平伏键时——α定向，绝对构型为R型——异螺甾烷醇又称D型或iso型（25R、25D、25αF、iso）C25位甲基二种差向异构体：C25位上甲基位于F环平面下的平74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-酮例如：剑麻皂苷元(sisalagenin),是合成激素的原料75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-醇例如：薯蓣皂苷元(diosgenin)制药工业中重要原料化学763．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3．呋甾烷醇类（furostanols）由Ｆ77F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F环裂解的双糖链皂苷不具有某些皂苷的通性：784．变形螺甾烷醇类F环为五元四氢呋喃环。天然产物中尚不多见。4．变形螺甾烷醇类F环为五元四氢呋喃环。天然产物中尚不多见。79甾体及其苷类课件80甾体及其苷类课件81甾体及其苷类课件82三、甾体皂苷的理化性质性状苷大多为白色无定形粉末，皂苷元有较好的结晶熔点常随羟基数目增加而升高有旋光性溶解性三、甾体皂苷的理化性质性状83沉淀反应

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沉淀反应可用于纯化皂苷和检查是否有皂苷类成分存在84

甾体皂苷/水+碱式醋酸铅

→沉淀或Ba(OH)2等

碱性盐表面活性

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→85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→颜色变化中出现绿色

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℃→显色显色反应①L-B（醋酐-浓硫酸）反应：②三氯醋酸反应：86F环裂解的双糖链皂苷产生的显色反应：E试剂——盐酸对二甲氨基苯甲醛试剂A试剂——茴香醛试剂F环裂解的双糖链皂苷黄色红色A试剂E试剂F环闭环的单糖链皂苷和螺旋甾烷衍生皂苷元黄色A试剂不显色E试剂F环裂解的双糖链皂苷产生的显色反应：F环裂解的双糖链皂苷黄色87甾体及其苷类课件88四、甾体皂苷的提取与分离提取-溶剂法甲醇或稀乙醇作溶剂；丙酮、乙醚沉淀或正丁醇萃取或大孔树脂，得到粗皂苷粗皂苷加酸加热水解，有机溶剂提取得苷元（实验室）四、甾体皂苷的提取与分离提取-溶剂法89分离

分段沉淀法（溶剂沉淀法）乙醚、丙酮或乙醚:丙酮(1:1)的混合溶剂胆甾醇沉淀法胆甾醇复合物－－乙醚回流提取铅盐沉淀法酸性皂苷：中性醋酸铅中性皂苷：碱性醋酸铅分离分段沉淀法（溶剂沉淀法）90色谱分离法吸附柱色谱法分配柱色谱法：硅胶为支持剂，3%草酸水溶液为固定相，流动相为氯仿-甲醇-水高效液相色谱法大孔树脂柱色谱凝胶色谱法：SephadexLH-20色谱分离法91五、甾体皂苷的检识理化检识显色反应、泡沫试验、溶血试验色谱检识亲水性强的苷：分配色谱，硅胶为支持剂亲脂性强的苷和苷元：吸附色谱，硅胶五、甾体皂苷的检识理化检识921.紫外光谱⑴饱和的甾体化合物在200~400nm无吸收⑵不饱和的甾体：孤立双键——205~225nm

共轭二烯——235nm

>C=O——285nm(弱吸收)

α,β不饱和酮基——240nm(特征吸收)六、甾体皂苷的结构研究1.紫外光谱⑴饱和的甾体化合物在200~400nm无吸收六、93⑶制备成衍生物。如：含-OH化合物，经脱-OH后在结构中产生双键。借此判断-OH位置。(4)甾体皂苷元与浓硫酸作用后，220—260nm出现吸收峰；E、F环：270—275nm⑶制备成衍生物。(4)甾体皂苷元与浓硫酸作用后，220—26942.红外光谱

甾体皂苷元含有螺缩酮结构的侧链，在IR中有四个特征吸收谱带：A—980B—920C—900D—860cm-1最强2.红外光谱甾体皂苷元含有螺缩酮结构的侧链，95

区别C25的两种立体异构体的构型①C25——Me-取代

吸收强度：C25-SB带>C带（螺甾烷）

C25-RC带>B带（异螺甾烷）区别C25的两种立体异构体的构型①C25——Me-取代96②C25——CH2OH取代（无法用上述四条谱带来区别）C25-S有——995强吸收C25-R有——1010强吸收(若F环开裂即无螺缩酮结构，则无995或1010吸收)②C25——CH2OH取代973.质谱甾体皂苷元由于分子中有螺缩酮结构，在EI质谱中均出现：m/z：139（强，基峰）115（中强）126（弱）