天然药化第八章甾体及其苷类

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1、天然药物化学讲讲 授：张授：张 辰辰 露露第第1-121-12周周第八章第八章 甾体及其苷类甾体及其苷类第一节第一节 概述概述1.概念概念 甾体化合物是天然化合物存在的一类化学成分，甾体化合物是天然化合物存在的一类化学成分，包括包括植物甾醇、胆汁酸、植物甾醇、胆汁酸、C C2121甾类、昆虫变态激素、甾类、昆虫变态激素、强心苷、甾体皂苷强心苷、甾体皂苷、甾体生物碱、蟾毒配基甾体生物碱、蟾毒配基等。尽等。尽管种类繁多，但它们的结构中都具有管种类繁多，但它们的结构中都具有环戊烷骈多氢环戊烷骈多氢菲菲的甾体母核。的甾体母核。 甾核四个环可以有不同的稠合方式。甾核甾核四个环可以有不同的稠合方式。甾核C

2、 C3 3位位有羟基取代，可与糖结合成苷。甾核的有羟基取代，可与糖结合成苷。甾核的C C1010和和C C1313位位有角甲基取代，有角甲基取代，C C1717位有侧链位有侧链。根据侧链结构的不同，。根据侧链结构的不同，天然甾类成分又分为许多类型。天然甾类成分又分为许多类型。名称名称A/BB/CC/DC17-取代基取代基植物甾醇植物甾醇顺、反顺、反反反反反810个碳个碳的脂肪烃的脂肪烃胆汁酸胆汁酸顺顺反反反反戊酸戊酸C21甾醇甾醇反反反反顺顺C2H5昆虫变态激素昆虫变态激素顺顺反反反反810个碳个碳的脂肪烃的脂肪烃强心苷强心苷顺、反顺、反反反顺顺不饱和内酯不饱和内酯环环蟾毒配基蟾毒配基顺、反顺

3、、反反反反反六元不饱和六元不饱和内酯环内酯环甾体皂苷甾体皂苷顺、反顺、反反反反反含氧螺杂环含氧螺杂环天然甾体化合物的种类及结构特点天然甾体化合物的种类及结构特点昆虫变态激素昆虫变态激素 （ 一类促蜕皮活性物质）一类促蜕皮活性物质） 天然甾体化合物的天然甾体化合物的B/C环都是反式，环都是反式，C/D环多为环多为反式，反式，A/B环有顺、反两种稠合方式。甾体化合物环有顺、反两种稠合方式。甾体化合物可分为两种类型可分为两种类型: A/B环顺式稠合的称环顺式稠合的称正系正系，即，即C5上上的氢原子和的氢原子和C10上的角甲基都伸向环平面的前方，处上的角甲基都伸向环平面的前方，处在同一边，为在同一边，

4、为构型，以实线表示；构型，以实线表示；A/B环反式稠合环反式稠合的称为的称为别系别系，即，即C5上的氢原子和上的氢原子和C10上的角甲基不在上的角甲基不在同一边，而是伸向环平面的后方，为同一边，而是伸向环平面的后方，为构型，构型，虚线虚线表示。表示。C3上有羟基，多为上有羟基，多为构型。构型。2.甾体化合物的甾体化合物的生物合成途径生物合成途径 甾体化合物是由甾体化合物是由甲戊二羟酸甲戊二羟酸的生物合成途径转化的生物合成途径转化而来。而来。乙乙酰辅酶酶A A 角角鲨烯 2,3- 2,3-氧化角氧化角鲨烯 羊毛甾醇羊毛甾醇 接着可衍生成甾醇接着可衍生成甾醇类、C C2121甾甾类、强强心苷元心苷

5、元类、甾、甾体皂苷元体皂苷元类等。等。3.甾体类化合物的颜色反应甾体类化合物的颜色反应 甾类成分在无水条件下，遇强酸亦能产生各种甾类成分在无水条件下，遇强酸亦能产生各种颜色反应，与三萜化合物类似。颜色反应，与三萜化合物类似。李李- -布氏反应（布氏反应（Liebermann-BurchardLiebermann-Burchard反应）反应） 将样品溶于氯仿，加硫酸将样品溶于氯仿，加硫酸- -醋酸酐醋酸酐(1:20)(1:20)，产，产生红生红 紫紫 蓝蓝 绿绿 污绿等颜色变化，污绿等颜色变化，最后褪色。也可将样品溶于冰乙酸，加试剂产生同最后褪色。也可将样品溶于冰乙酸，加试剂产生同样的反应。样的

6、反应。 氯仿氯仿- -浓硫酸试剂（浓硫酸试剂（SalkowskiSalkowski反应）反应） 将样品溶于氯仿，加入硫酸，硫酸层显血红色将样品溶于氯仿，加入硫酸，硫酸层显血红色或蓝色，氯仿层显绿色荧光。或蓝色，氯仿层显绿色荧光。TschugaevTschugaev反应反应 将样品溶于冰乙酸，加几粒氯化锌和乙酰氯共将样品溶于冰乙酸，加几粒氯化锌和乙酰氯共热；或取样品溶于氯仿，加冰乙酸、乙酰氯、氯化热；或取样品溶于氯仿，加冰乙酸、乙酰氯、氯化锌煮沸，反应液呈现紫红锌煮沸，反应液呈现紫红 蓝蓝 绿的变化。绿的变化。三氯醋酸试剂（三氯醋酸试剂（Rosen-HeimerRosen-Heimer反应）反应

7、） 将样品溶液滴在滤纸上，喷将样品溶液滴在滤纸上，喷25%25%的三氯乙酸乙的三氯乙酸乙醇溶液，加热至醇溶液，加热至6060呈红色至紫色反应。呈红色至紫色反应。五氯化锑反应五氯化锑反应 将样品溶液滴在滤纸上，喷将样品溶液滴在滤纸上，喷25%25%的五氯化锑氯的五氯化锑氯仿溶液，加热至仿溶液，加热至60607070加热加热3 35 5分钟，斑点呈分钟，斑点呈灰蓝、蓝、灰紫色等颜色。灰蓝、蓝、灰紫色等颜色。第二节第二节 甾体化合物甾体化合物2121甾类化合物甾类化合物 C C2121甾是一类含有甾是一类含有2121个碳原子的甾体衍生物，是个碳原子的甾体衍生物，是目前广泛应用于临床的一类重要药物，具

8、有抗炎、目前广泛应用于临床的一类重要药物，具有抗炎、抗肿瘤、抗生育等方面生物活性。目前从植物中分抗肿瘤、抗生育等方面生物活性。目前从植物中分离出的离出的C C2121甾类成分的种类多以甾类成分的种类多以孕甾烷或其异构体孕甾烷或其异构体为为基本骨架。基本骨架。 C C2121甾类成分在植物中除游离方式存在甾类成分在植物中除游离方式存在外，也可和糖缩合成苷类存在。外，也可和糖缩合成苷类存在。如白首乌新苷如白首乌新苷 、地荠普苷、白薇新苷等。、地荠普苷、白薇新苷等。白首乌白首乌白首乌新苷白首乌新苷A A白首乌新苷白首乌新苷B B紫花洋地黄紫花洋地黄地荠普苷地荠普苷R R为洋地黄毒糖为洋地黄毒糖地荠帕

9、尔普苷地荠帕尔普苷青阳参地上部分青阳参地上部分青阳参治疗癫痫的有效成分青阳参治疗癫痫的有效成分O OC CH H3 3O OC CH H3 3O OO OO OO OC CH H3 3C CH H3 3O OO OC CH H3 3O OC CH H3 3O OO OO OC CH H3 3O OO OO OC CH H3 3O OC CO OO OH HO OH HOO OH HO OC CH H3 3C C告达亭告达亭青阳参苷青阳参苷IIII断节参苷断节参苷 2. 2.海洋甾体化合物海洋甾体化合物 海洋甾体化合物有抗肿瘤活性。海洋甾体化合物有抗肿瘤活性。 如从如从海绵海绵中分离的具有强细胞

10、毒的中分离的具有强细胞毒的新鞘类酯糖新鞘类酯糖苷苷就具有抗癌活性。就具有抗癌活性。第三节 强心苷一、强心苷的概述及生物合成一、强心苷的概述及生物合成二、强心苷的结构二、强心苷的结构1.1.强心苷的母核结构强心苷的母核结构2.2.强心苷的糖强心苷的糖3.3.苷元和糖连接的方式苷元和糖连接的方式三、强心苷的结构与活性的关系三、强心苷的结构与活性的关系第三节 强心苷四、强心苷的理化性质四、强心苷的理化性质1.1.理化性质理化性质2.2.苷键的水解苷键的水解3.3.显色反应显色反应- -检识检识五、强心苷的提取和分离五、强心苷的提取和分离第三节第三节 强心苷强心苷一、强心苷的概述及生物合成一、强心苷的

11、概述及生物合成 强心苷是存在于植物中具有强心苷是存在于植物中具有强心作用强心作用的甾体苷的甾体苷类化合物。强心苷存在于许多类化合物。强心苷存在于许多有毒的植物有毒的植物中，在个中，在个别别动物的分泌动物的分泌物中含有强心成分。其生物合成是以物中含有强心成分。其生物合成是以甾醇为母体经多次转化而逐渐生成，涉及大约甾醇为母体经多次转化而逐渐生成，涉及大约2020种种酶的作用。酶的作用。 二、强心苷的结构二、强心苷的结构1.强心苷的母核结构强心苷的母核结构 强心苷元中甾体母核四个环的稠合方式强心苷元中甾体母核四个环的稠合方式与甾醇不同。与甾醇不同。 天然存在的强心苷元的天然存在的强心苷元的B/C环都

12、是反式，环都是反式，C/D环都是顺式，环都是顺式，A/B环二种稠合方式都环二种稠合方式都有，以顺式稠合的较多有，以顺式稠合的较多，如毛地黄毒苷元。，如毛地黄毒苷元。反式稠合的较少反式稠合的较少，如乌沙苷元。，如乌沙苷元。甲型强心苷元甲型强心苷元：C C1717位侧链为不饱和内酯，有为五元位侧链为不饱和内酯，有为五元环的环的- -内酯。内酯。乙型强心苷元乙型强心苷元：C C1717位侧链为不饱和内酯，有为六元位侧链为不饱和内酯，有为六元环的环的，- -内酯。内酯。甲型强心甙元甲型强心甙元（强心甾烯）（强心甾烯）乙型强心甙元乙型强心甙元（海葱甾二烯）（海葱甾二烯）洋地黄毒苷元洋地黄毒苷元乌沙苷元乌

13、沙苷元夹竹桃苷元夹竹桃苷元绿海葱苷元绿海葱苷元蟾毒素蟾毒素常见的含强心苷的天然药物常见的含强心苷的天然药物铃兰、紫花洋地黄铃兰、紫花洋地黄R R为鼠李糖为鼠李糖铃兰毒苷铃兰毒苷洋地黄毒苷洋地黄毒苷黄花夹竹桃黄花夹竹桃黄夹苷甲黄夹苷甲黄夹苷乙黄夹苷乙可强心利尿、祛痰定喘、祛瘀镇痛。可强心利尿、祛痰定喘、祛瘀镇痛。羊角拗R R为为L L夹竹桃糖夹竹桃糖羊角拗苷羊角拗苷可治疗心力衰竭，风湿肿痛、小儿麻痹后遗症等。可治疗心力衰竭，风湿肿痛、小儿麻痹后遗症等。蟾酥蟾酥蟾毒灵蟾毒灵具有解毒、止痛、开窍醒神等功效。具有解毒、止痛、开窍醒神等功效。2.2.强心苷的糖强心苷的糖 构成强心苷的糖有构成强心苷的糖有

14、2020多种。多种。 根据它们根据它们C C2 2位上有无羟基可以分成位上有无羟基可以分成: : -羟基糖（羟基糖（2-2-羟基糖）羟基糖） - -去氧糖（去氧糖（2-2-去氧糖）去氧糖） -去氧糖常见于强心苷类，是区别于其它苷类去氧糖常见于强心苷类，是区别于其它苷类成分的一个重要特征。成分的一个重要特征。 -羟基糖羟基糖：除：除D-D-葡萄糖、葡萄糖、L-L-鼠李糖外，还有鼠李糖外，还有6-6-去去氧糖氧糖如如L-L-夫糖（夫糖（L-fucoseL-fucose）、）、D-D-鸡纳糖（鸡纳糖（D-D-quinovosequinovose）、）、D-D-弩箭子糖（弩箭子糖（D-antiaros

15、eD-antiarose）、）、D-6-D-6-去去氧阿洛糖（氧阿洛糖（D-6-deoxyalloseD-6-deoxyallose）等；）等；6-6-去氧糖甲醚去氧糖甲醚如如L-L-黄花夹竹桃糖（黄花夹竹桃糖（L-thevetoseL-thevetose）、）、D-D-洋地黄糖等。洋地黄糖等。 -去氧糖去氧糖：有：有2 2，6-6-二去氧糖二去氧糖如如D-D-洋地黄毒糖（洋地黄毒糖（D-D-digitoxosedigitoxose）等；）等；2 2，6-6-二去氧糖甲醚二去氧糖甲醚如如L-L-夹竹桃糖夹竹桃糖（L-oleandroseL-oleandrose）、）、D-D-加拿大麻糖（加拿大

16、麻糖（D-cymaroseD-cymarose）、）、D-D-迪吉糖（迪吉糖（D-diginoseD-diginose）和）和D-D-沙门糖（沙门糖（D-D-sarmentosesarmentose）等。）等。D-鸡纳糖 D-弩箭子糖 D-6-去氧阿洛糖 L-夫糖D-洋地黄糖 D-洋地黄毒糖 D-加拿大麻糖 L-黄花夹竹桃糖 糖基上有乙酰基糖基上有乙酰基糖基上有氨基糖基上有氨基3.3.苷元和糖连接的方式苷元和糖连接的方式 多数为多数为型、型、型，少数为型，少数为型。型。型型：苷元苷元C C3 3-O-(2,6-O-(2,6二去氧糖二去氧糖) )x x-(-(-羟基糖羟基糖) )y y 如如 毛

17、花地黄属强心甙中的毛花洋地黄甙丙。毛花地黄属强心甙中的毛花洋地黄甙丙。型型：苷元：苷元C3-O-(6-C3-O-(6-去氧糖去氧糖) )X X-(-(-羟基糖羟基糖) )y y如如 黄夹苷甲。黄夹苷甲。型型：苷元：苷元C3-O-(-C3-O-(-羟基糖羟基糖) )X X。如如 乌沙苷、绿海葱苷等。乌沙苷、绿海葱苷等。洋地黄毒苷洋地黄毒苷 （型型） 黄夹苷甲（黄夹苷甲（型）型） 绿海葱苷绿海葱苷 （型）型） 强心苷中糖均与苷元强心苷中糖均与苷元C C3 3-OH-OH结合形成苷，可多至结合形成苷，可多至5 5个单元，以直链连接。个单元，以直链连接。 毛花洋地黄苷丙毛花洋地黄苷丙 蟾毒配基在蟾酥中

18、不是以苷的形式存在，蟾毒配基在蟾酥中不是以苷的形式存在，而是其而是其C3-OHC3-OH与辛二酰（庚二酰、己二酰和丁二酰）与辛二酰（庚二酰、己二酰和丁二酰）精氨酸等结合成酯（日蟾蜍它灵毒类），作为毒苷精氨酸等结合成酯（日蟾蜍它灵毒类），作为毒苷存在于蟾蜍体内。存在于蟾蜍体内。三、强心苷的结构与活性的关系三、强心苷的结构与活性的关系1.1.甾体母核甾体母核 苷元甾核中，苷元甾核中， A/B A/B环顺式或反式，环顺式或反式，C/DC/D环必须是环必须是顺式，才能显示强心作用。顺式，才能显示强心作用。若若C/DC/D环为反式或环为反式或C C1414-OH-OH脱水生成脱水苷元，强心作用消失。脱水

19、生成脱水苷元，强心作用消失。A/BA/B环为反式稠环为反式稠和的甲型强心苷元，和的甲型强心苷元，C C3 3- -羟基必基必须为型才有活性。型才有活性。2.2.不饱和內酯环不饱和內酯环 在甾核的在甾核的1717位，必须有一个不饱和内酯环，且位，必须有一个不饱和内酯环，且为为型，如异构化型，如异构化为型或开型或开环，或不，或不饱和和键转化化成成为饱和和键时，强强心作用和毒性将心作用和毒性将变得很微弱。得很微弱。3.3.取代基取代基 如如C C1010位的角甲基转化为位的角甲基转化为醛基或羟甲基醛基或羟甲基时，其时，其生理活性增强；生理活性增强；C C1010位的角甲基转为位的角甲基转为羧基或无角

20、甲羧基或无角甲基，则生理活性明显减弱。此外，母核上引入基，则生理活性明显减弱。此外，母核上引入5 5 、1111、12-12-羟基羟基，可增强活性，引入，可增强活性，引入1 1、66、16-16-羟基羟基，可降低活性；引入双键，可降低活性；引入双键4 (5)4 (5)，活性，活性增强，引入双键增强，引入双键16(17)16(17)则活性消失或显著降低。则活性消失或显著降低。4.4.糖部分糖部分 强心苷中的糖本身不具有强心作用，但它们的强心苷中的糖本身不具有强心作用，但它们的种类、数目对强心苷的毒性会产生一定影响。种类、数目对强心苷的毒性会产生一定影响。 一般来说，苷元连接成单糖苷后，毒性增加。

21、一般来说，苷元连接成单糖苷后，毒性增加。随着糖数的增多，分子量增大，苷元相对比例减少，随着糖数的增多，分子量增大，苷元相对比例减少，又使毒性减弱。又使毒性减弱。 强心作用强弱常以对动物的毒性（致死量）来强心作用强弱常以对动物的毒性（致死量）来表示。表示。毒毛旋花子苷元组成的三种苷的毒性比较毒毛旋花子苷元组成的三种苷的毒性比较 化合物名称化合物名称LD50(猫猫,mg/kg)毒毛旋花子苷元毒毛旋花子苷元 0.325加拿大麻苷（毒毛旋花子苷元加拿大麻苷（毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻糖）加拿大麻糖） 0.110k-毒毛旋花子次苷毒毛旋花子次苷-（毒毛旋花子苷元（毒毛旋花子苷元-D-加拿大加拿大麻糖麻

22、糖-D-葡萄糖）葡萄糖） 0.128k-毒毛旋花子苷（毒毛旋花子苷元毒毛旋花子苷（毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻糖加拿大麻糖-D-（葡萄糖）（葡萄糖）2 0.186 从上表可知，一般从上表可知，一般甲型强心苷及苷元甲型强心苷及苷元的毒性的毒性规律为：三糖苷二糖苷单糖苷苷元。规律为：三糖苷二糖苷单糖苷苷元。乙型强心苷及苷元乙型强心苷及苷元的毒性规律：的毒性规律： 苷元苷元单糖苷单糖苷 二糖苷二糖苷乙型强心乙型强心苷元苷元的毒性大于甲型强心的毒性大于甲型强心苷元苷元。四、强心苷的理化性质四、强心苷的理化性质1.1.理化性质理化性质性状性状 溶解性溶解性 强心苷分子中有内酯环结构开裂和环合强心苷分子中

23、有内酯环结构开裂和环合 强心苷内酯环上双键氧化强心苷内酯环上双键氧化55或或 14 14羟基脱水羟基脱水强心苷若强心苷若C C1010位有醛基取代可形成半缩醛结构位有醛基取代可形成半缩醛结构强心苷强心苷C17-C17-内酯异构化内酯异构化邻二羟基氧化邻二羟基氧化 1.理化性质理化性质性状性状 强心苷多为无定形粉末或无色结晶，具有旋光强心苷多为无定形粉末或无色结晶，具有旋光性，性，C C1717位侧链为位侧链为构型者味苦，为构型者味苦，为构型者味不苦。构型者味不苦。对粘膜具有刺激性。对粘膜具有刺激性。 溶解性溶解性 强心苷一般可溶于水、醇、丙酮等极性溶剂，强心苷一般可溶于水、醇、丙酮等极性溶剂，

24、微溶于乙酸乙酯、含醇氯仿，几乎不溶于乙醚、苯、微溶于乙酸乙酯、含醇氯仿，几乎不溶于乙醚、苯、石油醚等极性小的溶剂。石油醚等极性小的溶剂。 它们的溶解度也因糖分子数目和性质以及苷它们的溶解度也因糖分子数目和性质以及苷元分子中有无元分子中有无亲水性基团亲水性基团而有差异。而有差异。强心苷分子中有内酯环结构，强心苷分子中有内酯环结构，用碱水处理，内用碱水处理，内酯环开裂，但酸化后又环合（非可逆过程）。酯环开裂，但酸化后又环合（非可逆过程）。甲型强心苷內酯环开裂过程甲型强心苷內酯环开裂过程14141414质子转移，质子转移，双键转位双键转位亲电亲电加成加成 乙型强心苷在乙型强心苷在醇性苛性碱醇性苛性碱

25、溶液中，不发生双键溶液中，不发生双键转移，但内酯环开裂生成酯，再脱水生成转移，但内酯环开裂生成酯，再脱水生成甲酯异甲酯异构化物构化物。乙型强心苷內酯环开裂过程乙型强心苷內酯环开裂过程强心苷内酯环上双键氧化强心苷内酯环上双键氧化 酮醇化合物酮醇化合物醛酮化合物醛酮化合物17-羰基化合物羰基化合物55或或 14 14羟基脱水羟基脱水 强心苷元中强心苷元中5 5-羟基和基和14-14-羟基是叔基是叔羟基，基，极易脱水，故含此取代基的苷极易脱水，故含此取代基的苷类在酸水解在酸水解时，常，常得次生的得次生的脱水苷元脱水苷元。14145 5强心苷如果强心苷如果C10位有醛基取代，在位有醛基取代，在冷甲醇中

26、用盐酸冷甲醇中用盐酸处理处理，C3-OH能与能与C10-醛基形成半缩醛的结构。醛基形成半缩醛的结构。强心苷强心苷C17-内酯内酯，在二甲基甲酰胺中，与甲苯磺，在二甲基甲酰胺中，与甲苯磺酸钠和醋酸钠加热酸钠和醋酸钠加热110反应反应2424小时，即可异构化为小时，即可异构化为C C1717-内酯内酯构型。构型。邻二羟基氧化邻二羟基氧化强心苷元上邻二羟基氧化开裂过程强心苷元上邻二羟基氧化开裂过程双甲酰化合物双甲酰化合物半缩醛结构半缩醛结构1111二乙酰衍生物。二乙酰衍生物。2.2.苷键的水解苷键的水解酸催化水解酸催化水解温和酸水解温和酸水解 用稀酸（用稀酸（的的HCLHCL或或H H2 2SOSO

27、4 4）在含水醇中短时间加）在含水醇中短时间加热回流，可水解热回流，可水解去氧糖去氧糖的苷键。但的苷键。但2-2-羟基糖的苷，羟基糖的苷，在此条件下不易断裂。在此条件下不易断裂。强酸水解强酸水解 对于较难水解的苷（如对于较难水解的苷（如2-2-羟基糖的苷）须提高羟基糖的苷）须提高酸的浓度（酸的浓度（3%3%5%5%），延长水解时间，并同时加压。），延长水解时间，并同时加压。由于反应剧烈常引起苷元脱水，产生缩水苷元。由于反应剧烈常引起苷元脱水，产生缩水苷元。盐酸丙酮法盐酸丙酮法室温室温 2W 如果苷元分子中有二个相邻羟其，也能被丙酮如果苷元分子中有二个相邻羟其，也能被丙酮化而生成苷元丙酮化物，如

28、乌本苷的水解，需再化而生成苷元丙酮化物，如乌本苷的水解，需再用稀酸加热水解而得到乌本苷元。用稀酸加热水解而得到乌本苷元。2.2 2.2 碱水解碱水解 强心苷的苷键不能被碱水解，但强心甙分子中强心苷的苷键不能被碱水解，但强心甙分子中有酰基，有酰基，内酯环则会受到碱液作用而水解或裂解。内酯环则会受到碱液作用而水解或裂解。 若强心苷分子的苷元或糖部分有酰基，若强心苷分子的苷元或糖部分有酰基，用碱处用碱处理使酰基水解脱去理使酰基水解脱去，一般用，一般用稀碱稀碱如碳酸氢钠、碳酸如碳酸氢钠、碳酸氢钾、稀氢氧化钙溶液等，氢钾、稀氢氧化钙溶液等，即即可使酰基脱去而内酯可使酰基脱去而内酯环不受影响环不受影响。

29、但在强碱溶液中可使内酯开环但在强碱溶液中可使内酯开环，酸化后又能闭，酸化后又能闭环。环。如果在甲醇或吡啶等溶剂中与碱作用内酯环上双键能由如果在甲醇或吡啶等溶剂中与碱作用内酯环上双键能由20(22)20(22)位移至位移至20(21)20(21)生成生成C C2222活性次甲基活性次甲基，许多呈色反许多呈色反应均利用此性质作检识应均利用此性质作检识。在双键移位情况下，若。在双键移位情况下，若C C1414位上有位上有羟基，在强碱醇溶液中，使强心苷生成异构化苷，这种反羟基，在强碱醇溶液中，使强心苷生成异构化苷，这种反应是不可逆的。应是不可逆的。222214142.3 2.3 酶催化水解酶催化水解

30、紫花毛地黄紫花毛地黄 紫花苷酶紫花苷酶一般来说乙型强心苷较甲型强心苷易被酶水解。一般来说乙型强心苷较甲型强心苷易被酶水解。（乌本苷）（乌本苷）3.3.显色反应显色反应- -检识检识 强心苷除强心苷除甾体母核甾体母核所产生的显色反应外，还所产生的显色反应外，还可因结构中含有可因结构中含有不饱和内酯不饱和内酯和和2-2-去氧糖去氧糖而产生显色而产生显色反应。反应。不饱和内酯环不饱和内酯环 甲型甲型强心苷强心苷类由于类由于C C1717侧链上有一个不饱和五侧链上有一个不饱和五元内酯环，在碱性溶液中，双键转位能形成元内酯环，在碱性溶液中，双键转位能形成C C2222活性活性次甲基次甲基，从而与试剂反应

31、显色。，从而与试剂反应显色。 乙型强心苷在碱性溶液中不能产生活性次甲基，乙型强心苷在碱性溶液中不能产生活性次甲基，故无此类反应。故无此类反应。与间二硝基苯试剂与间二硝基苯试剂 Raymond反应反应与碱性苦味酸钠试剂与碱性苦味酸钠试剂 Baljet反应反应3.2 3.2 由于由于2-2-去氧糖产生的反应去氧糖产生的反应Keller-kilianiKeller-kiliani反应：反应： 强心苷溶于含少量强心苷溶于含少量FeFe3+3+（FeClFeCl3 3或或FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3）的冰）的冰醋酸，沿管壁滴加浓硫酸，观察界面和醋酸颜色变醋酸，沿管壁滴加浓硫酸，观察界面和

32、醋酸颜色变化。化。如有如有2-2-去氧糖存在，醋酸层渐呈蓝色或蓝绿色。去氧糖存在，醋酸层渐呈蓝色或蓝绿色。此反应只对游离此反应只对游离2-2-去氧糖或在反应条件下能水解出去氧糖或在反应条件下能水解出2-2-去氧糖的强心苷显色。去氧糖的强心苷显色。如毛地黄毒苷呈草绿色，如毛地黄毒苷呈草绿色，羟基毛地黄毒苷呈洋红色，异羟基毛地黄毒苷呈黄羟基毛地黄毒苷呈洋红色，异羟基毛地黄毒苷呈黄棕色。放置后碳化变深变暗。棕色。放置后碳化变深变暗。对二甲基苯甲醛反应：对二甲基苯甲醛反应： 将强心苷醇溶液滴在滤纸上，干后，喷将强心苷醇溶液滴在滤纸上，干后，喷对二甲对二甲氨基苯甲酸试剂氨基苯甲酸试剂(1%(1%对二甲氨

33、基苯甲醛乙醇溶液对二甲氨基苯甲醛乙醇溶液- -浓浓硫酸硫酸4:1)4:1)，并于，并于9090加热加热3030秒，如有秒，如有2-2-去氧糖，可去氧糖，可显显灰红色斑点灰红色斑点。呫吨氢醇反应：呫吨氢醇反应： 取少量强心苷固体样品，加呫吨氢醇试剂取少量强心苷固体样品，加呫吨氢醇试剂（10mg10mg呫吨氢醇溶于呫吨氢醇溶于100ml100ml冰醋酸，加入冰醋酸，加入1ml1ml浓硫酸）浓硫酸），置水浴上加热，置水浴上加热3 3分钟，只要分子中有分钟，只要分子中有2-2-去氧糖都去氧糖都能能显红色显红色。过碘酸过碘酸- -对硝基苯胺反应：对硝基苯胺反应： 过碘酸能与强心苷分子中的过碘酸能与强心苷

34、分子中的2-2-去氧糖氧化生去氧糖氧化生成丙二醛，再与对硝基苯胺缩合而呈成丙二醛，再与对硝基苯胺缩合而呈黄色黄色。这个。这个显色反应可作为薄层层析和纸层析的显色。显色反应可作为薄层层析和纸层析的显色。五、强心苷的提取和分离 从药材中分离提纯强心苷是比较复杂与困从药材中分离提纯强心苷是比较复杂与困难的，应考虑强心甙在药材中存在的状况及其性难的，应考虑强心甙在药材中存在的状况及其性质和共存物的影响等。质和共存物的影响等。 一般强心苷在药材中的含量都比较低（一般强心苷在药材中的含量都比较低（1%1%以下），以下），又常与性质相似的皂苷混在一起，此外还有糖类、色素、又常与性质相似的皂苷混在一起，此外还

35、有糖类、色素、鞣质等共存，这些成分的存在往往会影响改变强心苷在许鞣质等共存，这些成分的存在往往会影响改变强心苷在许多溶剂当中的溶解度，而且同一药材中又常含有几个或甚多溶剂当中的溶解度，而且同一药材中又常含有几个或甚至几十个性质近似的强心苷，每个苷又有原生苷、次生苷至几十个性质近似的强心苷，每个苷又有原生苷、次生苷或苷元之区别，这些都使提纯变得困难。或苷元之区别，这些都使提纯变得困难。 用鲜原料提取原生苷时，要用鲜原料提取原生苷时，要防止酶解防止酶解，在提取，在提取前必须抑制酶的活性，新鲜原料采收后，应低温快前必须抑制酶的活性，新鲜原料采收后，应低温快速干燥或通风阴干。速干燥或通风阴干。强心苷性

36、质较不稳定，在有水强心苷性质较不稳定，在有水情况下，特别是在加热过程中受酸、碱作用，情况下，特别是在加热过程中受酸、碱作用，容易容易发生水解、脱水和异构化等反应，发生水解、脱水和异构化等反应，使其生理活性降使其生理活性降低低，因此在提取时应注意控制适当的温度、酸碱性，因此在提取时应注意控制适当的温度、酸碱性和抑制酶的活性。和抑制酶的活性。1.1.原生苷的提取原生苷的提取 首先要抑制酶的作用，可用首先要抑制酶的作用，可用乙醇乙醇破坏酶的活性破坏酶的活性或用或用硫酸铵等无机盐硫酸铵等无机盐使酶沉淀除去。药材可直接使酶沉淀除去。药材可直接用用707080%80%乙醇加热提取乙醇加热提取。若原料为种子

37、或含脂杂。若原料为种子或含脂杂质较多时，须先脱脂后在提取。质较多时，须先脱脂后在提取。含叶绿素多时可含叶绿素多时可用稀碱液皂化除去用稀碱液皂化除去，或用稀醇提取或用稀醇提取时使叶绿素留时使叶绿素留在残渣中而不被稀醇提出。在残渣中而不被稀醇提出。将醇提液减压浓缩后，将醇提液减压浓缩后，加水过滤，滤液进一步通过加水过滤，滤液进一步通过铅盐法、氧化镁或活铅盐法、氧化镁或活性碳吸附法性碳吸附法，得原生苷的总苷，得原生苷的总苷。中性中性皂苷皂苷2.2.次生苷的提取（次生苷的提取（酶解法酶解法） 次生苷的提取通常利用药材中的酶自行水解，次生苷的提取通常利用药材中的酶自行水解，脱去葡萄糖成次生苷后再进行提取

38、，具体方法：将脱去葡萄糖成次生苷后再进行提取，具体方法：将药材粉末加等量水拌匀湿润后，在药材粉末加等量水拌匀湿润后，在30304040保持保持6 61212小时进行小时进行发酵酶解发酵酶解，然后用乙酸乙酯或乙醇按上，然后用乙酸乙酯或乙醇按上述原生苷提取办法进行提取和纯化。亦可先提出原述原生苷提取办法进行提取和纯化。亦可先提出原生的苷再进行酶解，酶解完全后再用有机溶剂提取。生的苷再进行酶解，酶解完全后再用有机溶剂提取。3.3.强心苷的分离和纯化强心苷的分离和纯化重结晶法（对浓度较高组分）重结晶法（对浓度较高组分）逆流分溶法（在两相中分配系数不同）逆流分溶法（在两相中分配系数不同）3.3 3.3

39、层析法层析法 对于亲脂性强的强心苷类，如次生苷可用吸附对于亲脂性强的强心苷类，如次生苷可用吸附层析法进行分离。常用吸附剂有硅胶、氧化铝（中层析法进行分离。常用吸附剂有硅胶、氧化铝（中性），洗脱剂为苯性），洗脱剂为苯: :甲醇、氯仿甲醇、氯仿: :甲醇等混合溶剂，甲醇等混合溶剂，由于强心苷尤其是原生苷一般极性较大，吸附层由于强心苷尤其是原生苷一般极性较大，吸附层析往往分离效果不好，改用析往往分离效果不好，改用分配层析分配层析能得到较好能得到较好的分离效果。的分离效果。常用的支持剂有硅藻土、纤维素，常用的支持剂有硅藻土、纤维素，以甲酰胺为固定相，甲酰胺饱和的氯仿、苯或甲以甲酰胺为固定相，甲酰胺饱和

40、的氯仿、苯或甲酰胺饱和的氯仿酰胺饱和的氯仿: :丙酮（丙酮（4:14:1）为洗脱剂，对极性）为洗脱剂，对极性较强的苷分离效果较好。较强的苷分离效果较好。4.4.提取实例提取实例4.1 4.1 铃兰毒苷的提取铃兰毒苷的提取4.2 4.2 西地蓝的提取西地蓝的提取 医药用西地蓝是医药用西地蓝是毛花洋地黄苷丙的去乙酰化物毛花洋地黄苷丙的去乙酰化物，用于急性和慢性心力衰竭、心房颤动等。用于急性和慢性心力衰竭、心房颤动等。其能溶于水、其能溶于水、甲醇或乙醇，微溶于氯仿。甲醇或乙醇，微溶于氯仿。 提取总苷提取总苷分离苷丙分离苷丙 粗总苷中所含毛花洋地黄苷甲、乙、丙的粗总苷中所含毛花洋地黄苷甲、乙、丙的苷元

41、由于羟基的数目和位置不同，使得它们的极性苷元由于羟基的数目和位置不同，使得它们的极性和溶解度有差异。极性大小顺序为和溶解度有差异。极性大小顺序为 苷丙苷丙 苷乙苷乙 苷甲苷甲去乙酰基去乙酰基 氢氧化钙或碳酸钾氢氧化钙或碳酸钾 水解水解4.3 4.3 黄花夹竹桃黄花夹竹桃 继续分离强心灵（夹竹桃次生苷混合物）继续分离强心灵（夹竹桃次生苷混合物）成成5 5种单体，可用柱色谱。以种单体，可用柱色谱。以中性氧化铝中性氧化铝作吸附剂，作吸附剂，苯苯- -氯仿（氯仿（1:11:1、1:31:3、1:41:4）、氯仿、氯仿）、氯仿、氯仿- -甲醇（、甲醇（、99:199:1、98:298:2）、甲醇依次洗脱

42、，合并相同组分，分）、甲醇依次洗脱，合并相同组分，分别用甲醇重结晶，一次得单乙酰黄夹次苷乙、黄夹别用甲醇重结晶，一次得单乙酰黄夹次苷乙、黄夹次苷乙、黄夹次苷甲、黄夹次苷丙、黄夹次苷丁。次苷乙、黄夹次苷甲、黄夹次苷丙、黄夹次苷丁。第六节 强心苷的检识1.1.理化检识理化检识 主要利用强心苷分子结构中甾体母核、不主要利用强心苷分子结构中甾体母核、不饱和内酯环、饱和内酯环、-去氧糖的颜色反应。常用李去氧糖的颜色反应。常用李- -布布氏反应、呫吨氢醇反应、氏反应、呫吨氢醇反应、legallegal反应（可区分甲乙反应（可区分甲乙型）型） 2.2.色谱检识色谱检识纸色谱纸色谱 一般对亲脂性较强的强心苷及

43、苷元一般对亲脂性较强的强心苷及苷元，多将滤，多将滤纸预先以甲酰胺或丙二醇浸渍数分钟后座固定相，纸预先以甲酰胺或丙二醇浸渍数分钟后座固定相，以苯或甲苯（用甲酰胺饱和）为移动相。以苯或甲苯（用甲酰胺饱和）为移动相。若强心若强心苷亲脂性较弱苷亲脂性较弱，可改为极性较大的溶剂，如二甲苯，可改为极性较大的溶剂，如二甲苯和丁酮的混合液，或氯仿、苯和乙醇的混合液，氯和丁酮的混合液，或氯仿、苯和乙醇的混合液，氯仿仿- -四氢呋喃四氢呋喃- -甲酰胺（）、丁酮甲酰胺（）、丁酮- -二甲苯二甲苯- -甲酰胺甲酰胺（50:50:450:50:4）等溶剂系统作流动相。）等溶剂系统作流动相。对亲水型较对亲水型较强的强心

44、苷强的强心苷，宜用水浸透滤纸作固定相，以饱和的，宜用水浸透滤纸作固定相，以饱和的丁酮或乙醇丁酮或乙醇- -甲苯甲苯- -水（水（4:6:14:6:1）、）、氯仿氯仿- -甲醇甲醇- -水（水（10:2:510:2:5；10:4:510:4:5；10:8:510:8:5）作移动）作移动相，展开效果好。相，展开效果好。薄层色谱薄层色谱 可分为吸附薄层色谱和分配薄层色谱。可分为吸附薄层色谱和分配薄层色谱。吸附色谱吸附色谱 常用硅胶作吸附剂常用硅胶作吸附剂 以氯仿以氯仿- -甲醇甲醇- -冰乙酸冰乙酸（85:13:285:13:2）、乙酸乙酯）、乙酸乙酯- -甲醇甲醇- -水（水（8:5:58:5:5

45、）等系统）等系统作展开剂。作展开剂。分配色谱分配色谱 对分离强心苷的效果较吸附薄层更好，所得对分离强心苷的效果较吸附薄层更好，所得斑点集中，承载分离的样品量较大。斑点集中，承载分离的样品量较大。 常用硅藻土、纤维素作支持剂，以甲酰胺、常用硅藻土、纤维素作支持剂，以甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙二醇等作固定相，氯仿二甲基甲酰胺、乙二醇等作固定相，氯仿- -丙酮丙酮（4:14:1）、氯仿）、氯仿- -正丁醇（正丁醇（19:119:1）等溶剂系统作展开）等溶剂系统作展开剂，分离极性较强的强心苷类化合物。剂，分离极性较强的强心苷类化合物。显色剂：显色剂： 2% 3,5- 2% 3,5-二硝基苯甲酸乙醇溶液与

46、二硝基苯甲酸乙醇溶液与2mol/L2mol/L氢氢氧化钾溶液等体积混合，喷后强心苷显红色，几分氧化钾溶液等体积混合，喷后强心苷显红色，几分钟后退色。钟后退色。 1% 1%苦味酸水溶液与苦味酸水溶液与10%10%氢氧化钠水溶液氢氧化钠水溶液（95:595:5）混合，喷后于）混合，喷后于9090100100烘烘4 45 5分钟，强分钟，强心苷呈橙红色。心苷呈橙红色。 2% 2%三氯化锑的氯仿溶液，喷后于三氯化锑的氯仿溶液，喷后于100100烘烘5 5分分钟，各种强心苷及苷元显不同的颜色。钟，各种强心苷及苷元显不同的颜色。本章作业 1. 1.强心苷的基本母核，结构上有哪些主强心苷的基本母核，结构上有

47、哪些主要特征，它与一般甾体化合物有何不同？要特征，它与一般甾体化合物有何不同？ 2. 2.强心苷的结构和生理活性的关系？强心苷的结构和生理活性的关系？ 3. 3.如何分离甾体皂苷及强心苷？如何分离甾体皂苷及强心苷？第八节 甾体皂苷1.1.概念和分布概念和分布 甾体皂苷是一类甾体皂苷是一类由螺甾烷类化合物与糖结合由螺甾烷类化合物与糖结合的的寡糖苷寡糖苷，主要分布在薯蓣科、百合科、玄参科、，主要分布在薯蓣科、百合科、玄参科、菝葜科、龙舌兰科等植物中。菝葜科、龙舌兰科等植物中。 早期甾体皂苷元被用于合成早期甾体皂苷元被用于合成甾体避孕药和激甾体避孕药和激素类药物素类药物，后发现还可防治心脑血管疾病、

48、抗肿瘤、，后发现还可防治心脑血管疾病、抗肿瘤、降血糖和免疫调节。降血糖和免疫调节。心脑舒通为蒺心脑舒通为蒺藜总皂苷制剂藜总皂苷制剂薯蓣皂苷薯蓣皂苷地奥心血康胶囊地奥心血康胶囊薤白皂苷可诱导家兔血小板凝集薤白皂苷可诱导家兔血小板凝集重楼甾体皂苷重楼甾体皂苷 云南白药云南白药2.2.甾体皂苷的化学结构和实例甾体皂苷的化学结构和实例甾体皂元的基本骨架：螺甾烷的衍生物（甾体皂元的基本骨架：螺甾烷的衍生物（2727个碳）个碳）171720202222212125252727262624241616 甾体皂苷的皂苷元基本骨架属于甾体皂苷的皂苷元基本骨架属于螺甾烷螺甾烷的衍的衍生物，依照螺甾烷结构中生物，依

49、照螺甾烷结构中C C2525的构型和环的环合状态，的构型和环的环合状态，可将其分为四种类型：可将其分为四种类型：202022222525螺甾烷醇类螺甾烷醇类 C C2525为为S S构型构型异螺甾烷醇类异螺甾烷醇类 C C2525为为R R构型构型2525螺甾烷型皂苷螺甾烷型皂苷异螺甾烷型皂苷异螺甾烷型皂苷呋甾烷醇类呋甾烷醇类 F F环为开链衍生物环为开链衍生物222227272626不具有皂苷通性，无溶血作用，无抗菌活性。不具有皂苷通性，无溶血作用，无抗菌活性。变形螺甾烷醇类变形螺甾烷醇类 F F环为五元四氢呋喃环为五元四氢呋喃环。环。2222F272725252626 B/C B/C环、环

50、、C/DC/D环均为环均为反反式；式；A/BA/B有两种稠合方式。有两种稠合方式。 C C2222是是螺碳原子螺碳原子, ,以以螺缩酮螺缩酮形式相连。形式相连。 C C1717位上侧链为位上侧链为-构型，侧链上有构型，侧链上有3 3个个*C*C甾体皂苷元可同时拥有多个羟基，且甾体皂苷元可同时拥有多个羟基，且C C3 3羟基多为羟基多为-取向。取向。甾体皂苷元可能含有双键和羰基，一般羰基处于甾体皂苷元可能含有双键和羰基，一般羰基处于C C1212位，双键处在位，双键处在C C5 5-C-C6 6间。间。 天然甾体皂苷元的结构共性天然甾体皂苷元的结构共性菝葜皂苷元（菝葜皂苷元（S-构型或构型或L-

51、）1717202021212222232324242525262627271616262622221616262627271717202021212525E EF F2424异菝葜皂苷元（异菝葜皂苷元（R-构型或构型或D-）272727272525252517172222薯蓣皂苷元薯蓣皂苷元剑麻皂苷元剑麻皂苷元25255-20F5-20F，22F22F，25F-25F-螺甾烯螺甾烯-3-3-醇醇3-3-羟基羟基 -20 -20F F,22,22F F,25 ,25 F F- -螺旋甾螺旋甾-12-12-酮酮新潘托洛苷元新潘托洛苷元2525薤白皂苷薤白皂苷222220203 326263.3.甾

52、体皂苷的理化性质甾体皂苷的理化性质溶解性溶解性: :甾体皂苷元溶于亲脂性溶剂；甾体皂苷甾体皂苷元溶于亲脂性溶剂；甾体皂苷溶于水。溶于水。熔点：熔点：208208以上以上( (随羟基数目升高随羟基数目升高).).具有溶血作用与表面活性作用。具有溶血作用与表面活性作用。水溶液与碱式水溶液与碱式Pb(Ac)Pb(Ac)2 2或或Ba(OH)Ba(OH)2 2形成沉淀。形成沉淀。其乙醇溶液与胆甾醇其乙醇溶液与胆甾醇(3-OH)(3-OH)形成沉淀。形成沉淀。显色反应：与三萜皂苷类似。显色反应：与三萜皂苷类似。4.4.甾体皂苷的提取与分离甾体皂苷的提取与分离 方法基本与三萜皂苷相似，只是甾体皂苷一方法基

53、本与三萜皂苷相似，只是甾体皂苷一般不含羧基，呈中性，亲水性相对较弱。般不含羧基，呈中性，亲水性相对较弱。薯蓣皂苷元的分离方法薯蓣皂苷元的分离方法 胆甾醇沉淀法分离：胆甾醇沉淀法分离： 粗薯蓣皂苷元粗薯蓣皂苷元 溶于乙醇溶于乙醇 饱和胆甾醇水溶饱和胆甾醇水溶液液 沉淀完全沉淀完全 过滤过滤 水洗、乙醇洗、乙醚水洗、乙醇洗、乙醚洗沉淀洗沉淀 乙醚回流提取乙醚回流提取 残留物（即较纯薯蓣残留物（即较纯薯蓣皂苷元）。皂苷元）。 色谱分离法色谱分离法 吸附剂吸附剂 硅胶；硅胶； 洗脱剂洗脱剂 不同比例的不同比例的氯仿：甲醇：水氯仿：甲醇：水 薯蓣皂苷元提取薯蓣皂苷元提取薤白干燥鳞茎（薤白干燥鳞茎（36K

54、g）5.5.甾体皂苷的检识甾体皂苷的检识理化检识理化检识 方法与三萜皂苷相似，主要利用皂方法与三萜皂苷相似，主要利用皂苷的理化性质，如显色反应、泡沫试验、溶苷的理化性质，如显色反应、泡沫试验、溶血试验等。常用李血试验等。常用李- -布氏反应、三氯乙酸反布氏反应、三氯乙酸反应、五氯化锑反应、香草醛应、五氯化锑反应、香草醛- -硫酸和盐酸硫酸和盐酸- -对对二甲氨基苯甲醛反应等。二甲氨基苯甲醛反应等。色谱检识色谱检识 甾体皂苷的色谱检识可采用吸附薄层色谱甾体皂苷的色谱检识可采用吸附薄层色谱和分配薄层色谱。常用硅胶作吸附剂或支持剂，和分配薄层色谱。常用硅胶作吸附剂或支持剂，用中性系统展开。用中性系统

55、展开。亲水性强的皂苷亲水性强的皂苷，用分配色谱，用分配色谱效果较好。若采用吸附薄层色谱（对于效果较好。若采用吸附薄层色谱（对于亲水性较亲水性较弱弱的）常用展开剂有氯仿的）常用展开剂有氯仿- -甲醇甲醇- -水（水（65:35:10,65:35:10,下下层）、正丁醇层）、正丁醇- -醋酸醋酸- -水（水（4:1:54:1:5）等；）等；亲脂性皂苷亲脂性皂苷和苷元和苷元，用苯，用苯- -甲醇、氯仿甲醇、氯仿- -甲醇、氯仿甲醇、氯仿- -苯等。苯等。 薄层常用显色剂：薄层常用显色剂： 三氯醋酸、三氯醋酸、10%10%浓硫酸乙醇溶液、磷钼酸和浓硫酸乙醇溶液、磷钼酸和五氯化锑等，喷雾后加热，不同的皂苷和苷元显五氯化锑等，喷雾后加热，不同的皂苷和苷元显不同颜色。不同颜色。 本章作业 1. 1.强心苷的基本母核，结构上有哪些主强心苷的基本母核，结构上有哪些主要特征，它与一般甾体化合物有何不同？要特征，它与一般甾体化合物有何不同？ 2. 2.强心苷的结构和生理活性的关系？强心苷的结构和生理活性的关系？ 3. 3.如何分离甾体皂苷及强心苷？如何分离甾体皂苷及强心苷？