第三章甾體類化合物

1、第三章第三章 甾體類化合物甾體類化合物本 章 內(nèi) 容一、概一、概 述述二、二、C21甾體化合物甾體化合物三、強(qiáng)心苷類三、強(qiáng)心苷類四、甾體皂苷四、甾體皂苷一、概述 甾體類化合物廣泛存在于植物、動(dòng)物體內(nèi)和微生物代謝產(chǎn)物中,在動(dòng)植物生命過程中起著十分重要的作用，被譽(yù)為“生命的鑰匙”。在植物界以植物甾醇、甾體皂苷、強(qiáng)心苷、甾體生物堿等形式存在，在動(dòng)物界以甾醇、性激素、 腎上腺皮質(zhì)激素、膽汁酸等形式存在。（一）（一）甾體化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及分類甾體化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及分類甾體類在結(jié)構(gòu)中都具有環(huán)戊烷駢多氫菲的甾核。甾核四個(gè)環(huán)可以有不同的稠合方式。 天然甾類成分可分許 多類型，如下表所示：甾體基本母核ABCD天

2、然甾類化合物的分類及甾核的稠合方式 C17側(cè)鏈側(cè)鏈 A/B B/C C/DC21甾類 羥甲基衍生物 反 反 順強(qiáng)心苷類 不飽和內(nèi)酯環(huán) 順,反 反 順甾體皂苷類 含氧螺雜環(huán) 順,反 反 反植物甾醇 脂肪烴 順,反 反 反昆蟲變態(tài)激素 脂肪烴 順 反 反膽酸類 戊酸 順 反 反（二）（二）甾體化合物的生物合成途徑甾體化合物的生物合成途徑乙酰輔酶A 角鯊烯 2,3-氧化角鯊烯 羊毛甾醇HOHOOO羊毛甾醇羊毛甾醇甾體皂苷元甾體皂苷元HO斷鏈斷鏈氧化氧化HOOC C2121甾類甾類羊毛甾醇羊毛甾醇HOOCH3COOHHOOHOO甲型強(qiáng)心苷甲型強(qiáng)心苷+ C3HOOHOO乙型強(qiáng)心苷乙型強(qiáng)心苷(C(C212

3、1甾類甾類) )（三）甾體化合物的顯色反應(yīng)（三）甾體化合物的顯色反應(yīng) Liebermann-Burchard Liebermann-Burchard 反應(yīng)反應(yīng) 與濃硫酸與濃硫酸- -醋酐（醋酐（1 1：2020）反應(yīng)顯色。）反應(yīng)顯色。 SalkowskiSalkowski反應(yīng)反應(yīng)氯仿中與濃硫酸反應(yīng)氯仿中與濃硫酸反應(yīng) （氯仿層血紅色，硫酸層顯綠色）。（氯仿層血紅色，硫酸層顯綠色）。 TschugaevTschugaev反應(yīng)反應(yīng)與冰醋酸、氯化鋅、乙酰氯反與冰醋酸、氯化鋅、乙酰氯反應(yīng)顯色應(yīng)顯色, ,紅紅- -藍(lán)藍(lán)- -綠。綠。Rosen-heimRosen-heim反應(yīng)反應(yīng)與三氯醋酸顯紅色至紫色。與

4、三氯醋酸顯紅色至紫色。三氯化銻或五氯化銻反應(yīng)三氯化銻或五氯化銻反應(yīng)顯藍(lán)色、灰藍(lán)色、灰顯藍(lán)色、灰藍(lán)色、灰 紫紫色。色。（一）結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu)C21甾（C21-steroides）是含有21個(gè)碳的甾體衍生物。以孕甾烷（pregnane）或其異構(gòu)體為基本骨架。CH220CH321H孕甾烷二、二、C C2121甾類化合物甾類化合物（二）（二）C C2121甾甾類化合物的存在類化合物的存在 C C2121甾體是蘿甾體是蘿藦藦科植物中普遍存在的化學(xué)成分，科植物中普遍存在的化學(xué)成分，另外在玄參科、夾竹桃科、另外在玄參科、夾竹桃科、 毛茛科等植物中也發(fā)毛茛科等植物中也發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)了 C C2121甾體成分。在植物中

5、，甾體成分。在植物中，C C2121甾類化合物主要甾類化合物主要以游離形式存在，也以苷的形式存在。與之結(jié)合成以游離形式存在，也以苷的形式存在。與之結(jié)合成苷的糖有苷的糖有2-2-羥基糖，也有羥基糖，也有2-2-去氧糖。糖鏈多和去氧糖。糖鏈多和C C3 3 OHOH相連，也有相連，也有C C2020的一的一OHOH。（三）（三） C C2121甾甾類化合物的性質(zhì)及生理作用類化合物的性質(zhì)及生理作用 C21甾體化合物分子中有2 -去氧糖的存在， 能呈Keller-Kiliani顏色反應(yīng)。在體外實(shí)驗(yàn)中，C21甾苷具有清除超氧陰 離子自由基和羥自由基的能力；在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，它能夠調(diào)節(jié)免疫功能，抵抗內(nèi)源性自由

6、基對(duì)機(jī)體的氧化損傷，因此，C21甾苷日益受到廣泛重視。（四）（四） C C2121甾甾類化合物的類化合物的提取提取 2g樣品，95%乙醇50mL進(jìn)行索氏抽提4h。Keller-Kiliani反應(yīng)：應(yīng)用對(duì)象具有游離的2-去氧糖、能水解出2-去氧糖的強(qiáng)心苷強(qiáng)心苷Fe3+(FeCl3 or Fe2(SO4)3冰醋酸液+ +濃硫酸藍(lán)色或藍(lán)綠色（滴加）（醋酸層）三、強(qiáng)心苷類三、強(qiáng)心苷類 強(qiáng)心苷（cardiac glycosides）是存在植物中具有強(qiáng)心作用的甾體苷類化合物，是治療心力衰竭不可缺少的重要藥物。分布：存在于許多有毒的植物中，特別以玄參科、夾竹桃科植物最普遍。（一）強(qiáng)心苷的結(jié)構(gòu)、分類及重要化合

7、物（一）強(qiáng)心苷的結(jié)構(gòu)、分類及重要化合物 1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 強(qiáng)心苷是由強(qiáng)心苷元（強(qiáng)心苷是由強(qiáng)心苷元（cardiac aglycones）與）與糖縮合的一類苷。苷元是由甾體母核及其在糖縮合的一類苷。苷元是由甾體母核及其在C17位位連有不飽和內(nèi)酯環(huán)的側(cè)鏈組成。連有不飽和內(nèi)酯環(huán)的側(cè)鏈組成。2、分類、分類 主要依據(jù)主要依據(jù)C17位上的取代基即內(nèi)酯環(huán)的大小位上的取代基即內(nèi)酯環(huán)的大小分成二類：分成二類：甲型強(qiáng)心苷：甲型強(qiáng)心苷：C17側(cè)鏈?zhǔn)莻?cè)鏈?zhǔn)俏逶伙柡蛢?nèi)酯環(huán)五元不飽和內(nèi)酯環(huán)。乙型強(qiáng)心苷：乙型強(qiáng)心苷：C17側(cè)鏈為側(cè)鏈為六元不飽和內(nèi)酯環(huán)六元不飽和內(nèi)酯環(huán)。甲型強(qiáng)心苷元母核稱為強(qiáng)心甾 (cardanolide)OO

8、RHOH202122231819甲型內(nèi)酯20(22)五元內(nèi)酯()OOHOHOH毛地黃毒苷元3,14-二羥基-5-強(qiáng)心甾-20（22）- 烯3 ,14 -dihydroxy-5 -card-20(22)-enolide乙型強(qiáng)心苷元母核稱為海蔥甾或蟾酥甾 (scillanolide)(bufanolide)OORHOH202122231819乙型 內(nèi)酯20,22六元內(nèi)酯,()OOOHOH海蔥苷元3,14-二羥基海蔥甾4,20,22-三烯3 ,14 -dihydroxy-acilla-4,20,22-trienolide（二）強(qiáng)心苷的性質(zhì)（二）強(qiáng)心苷的性質(zhì)1、理化性質(zhì)中性化合物，多為無色結(jié)晶或無定形

9、粉末，味苦，有旋光性可溶于水、丙酮、醇類等極性溶劑略溶于醋酸乙酯、含醇氯仿幾不溶于醚、苯、石油醚等非極性溶劑穩(wěn)定性較差穩(wěn)定性較差酸或酶發(fā)生水解、叔羥基脫水或異構(gòu)化反應(yīng)堿溶液內(nèi)酯環(huán)異構(gòu)化，遇酸不能復(fù)原。2、苷鍵的水解、苷鍵的水解強(qiáng)心苷中苷鍵由于糖的結(jié)構(gòu)不同，水解難易有區(qū)別，水解產(chǎn)物也有差異。水解方法主要有酸催化水解、酶催化水解。酸催化水解： (1)溫和酸水解 (2)強(qiáng)酸水解 (3)鹽酸丙酮法水解（1）溫和酸水解）溫和酸水解采用稀酸H2SO4、HCl等（0.020.05mol/L）反應(yīng)條件含水醇溶液中短時(shí)間加熱 回 流(30min數(shù)小時(shí))水解對(duì)象2-去氧糖不適用于2-羥基糖2-羥基糖易產(chǎn)生下式互變

10、，阻撓了水解反應(yīng)的進(jìn)行，故在此條件下不能水解2-OH糖。OHOROHOROHOHOHH3O-HOROH2HH3O+2-去氧糖苷2-去氧糖苷原子質(zhì)子化陽碳離子OHOROHOHOROHH3OHOHOROHH+互變2-羥基糖苷阻擾了水解反應(yīng)的進(jìn)行(2)強(qiáng)酸水解強(qiáng)酸水解(2-羥基糖羥基糖)酸的濃度35 %水解條件延長(zhǎng)水解時(shí)間；同時(shí)加壓反應(yīng)特點(diǎn)反應(yīng)劇烈,引起苷元脫水，產(chǎn)生縮水苷元。(3)鹽酸丙酮法鹽酸丙酮法(Mannich水解水解)反應(yīng)試劑丙酮溶液、0.4%-1.0%HCl反應(yīng)條件室溫條件下與氯化氫長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)(2周)反應(yīng)物條件糖分子中有C2-OH原 理C2-OH與丙酮反應(yīng)，生成丙酮化物，進(jìn)而水解特 點(diǎn)可

11、得到原苷元和糖的衍生物3、酶催化水解、酶催化水解 在含強(qiáng)心苷的植物中均有水解強(qiáng)心苷的酶共存，其水解部位主要是末位的葡萄糖，產(chǎn)生只含脫氧糖或葡萄糖的次級(jí)苷元，與苷元直接相連的葡萄糖一般不易被植物所含的酶水解。 如紫花毛地黃苷 A 和 B被紫花苷酶水解脫去一分子葡萄糖后依次生成毛地黃毒苷和羥基毛地黃毒苷。 糖的結(jié)構(gòu)、苷元類型不同，被水解的難度也有區(qū)別，如糖分子上有乙 醜基，對(duì)酶作用的阻力較大，使苷的水解速率變慢,一般來說乙型強(qiáng)心苷較甲型強(qiáng)心苷易為酶水解。(三三)強(qiáng)心苷的生理功能強(qiáng)心苷的生理功能 選擇性作用于心臟，加強(qiáng)心肌收縮力，使脈動(dòng)加速，具有強(qiáng)心、利尿作用，是治療慢性心功能不全（充血性心力衰竭）

12、最常用、最有效的藥物。臨床上，主要用做強(qiáng)心劑。但此類藥物毒性大，不易控制，易出現(xiàn)中毒癥狀甚至死亡。三、甾體皂苷三、甾體皂苷（一）甾體皂苷的結(jié)構(gòu)、分類 甾體皂苷是以甾體為苷元的糖苷化合物。按皂苷元結(jié)構(gòu)的不同，甾體皂苷分為膽甾烷型皂苷、螺甾烷型皂苷和呋喃甾烷型皂苷。 集中分布在單子葉植物的百合科、薯蕷科和龍舌蘭科等植物中；在雙子葉植物的豆科、玄參科、蒺藜科、苦木科和煎科的少數(shù)種中也有分布。在植物中的含量較高，并在植物的各個(gè)部位都有分布，但含量有很大的不同，并隨植物的生長(zhǎng)季節(jié)和地域而變化。 （二）甾體皂苷的（二）甾體皂苷的性質(zhì)性質(zhì) 難以結(jié)晶，呈白色粉末,易吸水，易溶于水和甲醇，在正丁醇和戊醇中也有一定的溶解度；利用正丁醇和水可將皂苷與糖 類、蛋白質(zhì)等親水性成分分離。大多數(shù)皂苷能形成泡沫和膠束，是很強(qiáng)的表面 活性劑，它們能增加水不溶物在水中的溶解,能與膽固醇形成復(fù)合物,能在細(xì)胞膜上打洞和引起溶血。 用途：洗滌、食品和化妝品的乳化、殺魚、殺蟲、殺軟體動(dòng)物等。（三）（三）甾體甾體皂皂苷的生理功能苷的生理功能 1、抗真菌、抗細(xì)菌和抗病毒活性抗真菌、抗細(xì)菌和抗病毒活性 很多甾體皂苷有抗真菌活性，最小抑制濃度（MIC)為 0. 5 0. 8g/mL。一些甾體皂苷有抗革蘭陽性菌及抗病毒的活性。 2、細(xì)胞毒性和抗腫瘤活性細(xì)胞毒性和抗腫瘤