甾體及其苷課件

第八章甾體及其苷類甾體化合物有多種類型，它們結(jié)構(gòu)中都具有環(huán)戊烷駢多氫菲的母核第一節(jié)概述一、甾體類化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)“甾”“田”:

四個(gè)稠合環(huán)“甾”C10、C13上各有一個(gè)角甲基，C17位有側(cè)鏈，且為β構(gòu)型“〈〈〈”:

在含有四個(gè)稠合環(huán)“田”字上面連有三個(gè)支鏈在甾體母核上，大多存在C3羥基，多為β構(gòu)型，可和糖結(jié)合成苷。C17側(cè)鏈有顯著差別環(huán)的稠和方式A/B環(huán)有順式或反式稠合；B/C環(huán)是反式；C/D環(huán)有順式或反式稠和三、甾類成分的顏色反應(yīng)(1)Liebermann-Burchard反應(yīng)

樣品溶于冰醋酸，加濃硫酸-醋酐(1:20)，產(chǎn)生紅→紫→藍(lán)→綠→污綠等顏色變化，最后褪色。(2)Salkowski反應(yīng)

樣品溶于氯仿，沿管壁滴加濃硫酸，氯仿層顯血紅色或青色，硫酸層顯綠色熒光。四、甾體化合物的生合成途徑

甾體化合物是由甲戊二羥酸的生物合成途徑轉(zhuǎn)化而來，可以衍生成甾醇類、C21甾類、強(qiáng)心苷元類、甾體皂苷元類等等。乙酰輔酶A角鯊烯（squalene）

2，3-氧化角鯊烯羊毛甾醇一、定義是存在于植物中具有強(qiáng)心作用的甾體苷類化合物。用于治療充血性心力衰竭及節(jié)律障礙等心臟疾病，如西地蘭、地高辛、毛地黃毒苷等。強(qiáng)心苷在玄參科、夾竹桃科植物中存在最多。動(dòng)物中尚未發(fā)現(xiàn)強(qiáng)心苷。第二節(jié)強(qiáng)心苷類二、強(qiáng)心苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)和分類強(qiáng)心苷是由強(qiáng)心苷元（cardiacaglycone）與糖二部分構(gòu)成。天然存在的強(qiáng)心苷元B/C環(huán)是反式，C/D環(huán)是順式A/B環(huán)大多數(shù)為順式---毛地黃毒苷元(digitoxigenin)

少數(shù)為反式---烏沙苷元(uzarigenin).1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)苷元母核上的C3，C14位上都有羥基

C3位-OH多為β-型——洋地黃毒苷元少數(shù)為α-型(命名時(shí)冠以“表”字)

eg：3-表洋地黃毒苷元C14位-OH都是β-型(C/D環(huán)順式)C10位大多是CH3

，也可能是CHO、CH2OH、COOH。取代基C13位都是CH3。C17位側(cè)鏈為不飽和內(nèi)酯環(huán)。

C4，5、C5，6、C9，11、C16，17可能有雙鍵。甾核上16-β-OH可與不同脂肪酸結(jié)合成酯。C11，C12位可能連羰基取代基糖部分強(qiáng)心苷中的糖均與苷元C3-OH結(jié)合成苷除六碳醛糖、6-去氧糖、6-去氧糖甲醚和五碳醛糖外，還有僅存在于強(qiáng)心苷及C21甾類中的特殊的2，6-二去氧糖和2，6-二去氧糖甲醚強(qiáng)心苷糖基上還可能有乙酰基個(gè)別強(qiáng)心苷元還和氨基糖結(jié)合2、分類甲型強(qiáng)心苷元：C17位側(cè)鏈為五元環(huán)的△-內(nèi)酯乙型強(qiáng)心苷元：C17位側(cè)鏈為六元環(huán)的△-

，

-內(nèi)酯這兩類大都是β-構(gòu)型，個(gè)別為α-構(gòu)型，α-型無強(qiáng)心作用。毛地黃甲型強(qiáng)心苷R1R2毛地黃毒苷HH羥基毛地黃毒苷HOH異羥基毛地黃毒苷OHH（2）乙型強(qiáng)心苷元C17位上連六元不飽和內(nèi)酯環(huán)，即△αβ，γδ-δ-內(nèi)酯，以海蔥甾（scillanolide）或蟾蜍甾(bufanolide)為母核命名。乙型強(qiáng)心苷海蔥苷A綠海蔥苷

1.性狀：強(qiáng)心苷多為無色結(jié)晶或無定形粉末三、強(qiáng)心苷的理化性質(zhì)（一）理化性質(zhì)

2.溶解度強(qiáng)心苷的溶解性與所連糖的種類和數(shù)目有關(guān)

毛地黃毒苷：3分子糖洋地黃毒糖，整個(gè)分子只有5個(gè)羥基，故在水溶液中溶解度小(1:100000000)，可溶于氯仿（1:40）。毛地黃毒苷

烏本苷是一個(gè)單糖苷，卻有8個(gè)羥基，水溶性很大（1:75），難溶于氯仿。3.內(nèi)酯環(huán)性質(zhì)NaOH或KOH的水溶液使內(nèi)酯環(huán)開裂，酸化后又閉環(huán)。若用醇性苛性堿溶液處理，內(nèi)酯環(huán)異構(gòu)化，酸化后不能閉環(huán)。醇性KOH溶液中，甲型強(qiáng)心苷內(nèi)酯環(huán)雙鍵轉(zhuǎn)位，形成C22活性亞甲基，C14羥基質(zhì)子對(duì)C21親電加成，生成內(nèi)酯型異構(gòu)化物(A)再經(jīng)堿的作用，內(nèi)酯環(huán)開環(huán)生成開鏈型異構(gòu)化物(B)。（1）甲型強(qiáng)心苷內(nèi)酯開環(huán)

乙型強(qiáng)心苷在醇性KOH溶液中，不發(fā)生雙鍵轉(zhuǎn)移，但內(nèi)酯環(huán)開裂生成酯，再脫水形成開鏈型異構(gòu)化苷。（2）乙型強(qiáng)心苷內(nèi)酯開環(huán)4.內(nèi)酯環(huán)的氧化開裂

內(nèi)酯環(huán)上的雙鍵經(jīng)臭氧氧化可得醛酮化合物，再經(jīng)KHCO3水解，得酮醇化合物，再用過碘酸氧化，可得17-羰基化合物。也可直接用KMnO4-CH3COCH3氧化得17-羧基化合物。5.脫水反應(yīng)強(qiáng)心苷元中C14

、C5位上的β羥基是叔羥基，容易發(fā)生脫水，進(jìn)行酸水解時(shí)，苷元往往生成次生的脫水苷元。羥基洋地黃毒苷脫水羥基洋地黃毒苷元(D-洋地黃毒糖)3+3D-洋地黃毒糖+L-鼠李糖

+D-葡萄糖

海蔥苷A脫水海蔥苷元

鼠李糖-O-葡萄糖

若強(qiáng)心苷的C10位有醛基取代，在冷甲醇中用HCl處理，C3-OH能與C10-醛基形成半縮醛結(jié)構(gòu)6.半縮醛形成反應(yīng)強(qiáng)心苷C17β-內(nèi)酯，在二甲基甲酰胺（DMF）中與甲苯磺酸鈉（NaOTs）和醋酸鈉加熱110℃反應(yīng)24h，即可異構(gòu)化17-α內(nèi)酯構(gòu)型。7.C17鍵異構(gòu)化反應(yīng)8.鄰二羥基反應(yīng)強(qiáng)心苷分子中若有鄰二羥基，可被過碘酸鈉氧化，生成雙甲?；衔?，繼續(xù)被四氫硼鈉反應(yīng)，可得二醇衍生物。（二）苷鍵的水解1.酸催化水解（1）溫和酸水解：

用稀酸（0.02-0.05mol/L的HCL或H2SO4）在含水醇中經(jīng)短時(shí)間（半小時(shí)至數(shù)小時(shí)）加熱回流，可水解去氧糖的苷鍵?！镒⒁猓褐饕廛赵挺?去氧糖之間的苷鍵或α-去氧糖與α-去氧糖之間的糖苷鍵。而α-去氧糖與2-OH糖之間的糖苷鍵不易斷裂（2）劇烈酸水解

用較濃酸（3%-5%）長(zhǎng)時(shí)間加熱回流或加壓，可水解2-羥基糖。

★缺點(diǎn)：常引起苷元失去1分子或數(shù)分子水，形成脫水苷元。

將強(qiáng)心苷置于含0.4%-1%鹽酸的丙酮中，室溫下約反應(yīng)兩周，糖分子中C2-OH和C3-OH與丙酮反應(yīng)，生成丙酮化物，再用稀酸水解，可得原來的苷元和糖的衍生物。（3）鹽酸丙酮法(Mannich水解）如鈴蘭毒苷的水解+鈴蘭毒苷毒毛旋花子苷元HClCH3COCH3

蝸牛消化酶（一種混合酶，蝸牛腸管消化液經(jīng)處理而得）幾乎能水解所有的苷鍵，能將強(qiáng)心苷分子的糖逐步水解。---可用來研究強(qiáng)心苷的結(jié)構(gòu)2.酶催化水解紫花毛地黃苷A紫花苷酶毛地黃毒苷＋D-葡萄糖紫花毛地黃苷B紫花苷酶羥基毛地黃毒苷＋D-葡萄糖3、堿水解強(qiáng)心苷的苷鍵不被堿水解。但強(qiáng)心苷分子中的?；?、內(nèi)酯環(huán)會(huì)受堿的影響，發(fā)生水解或裂解、雙鍵移位、苷元異構(gòu)化等反應(yīng)。?；乃庖话阌锰妓釟溻c、碳酸氫鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋇等可水解?；挥绊憙?nèi)酯環(huán)?！鳱aHCO3,KHCO3：使α-去氧糖上的酰基水解，而α-羥基糖及苷元上的?；嗖槐凰?；▲Ca(OH)2,Ba(OH)2:使α-去氧糖、α-羥基糖及苷元上的?；猓弧鳱aOH：堿性太強(qiáng)，不但使所有?；猓€使內(nèi)酯環(huán)破裂，故很少使用。內(nèi)酯環(huán)的水解在水溶液中，氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液可使內(nèi)酯環(huán)開裂，加酸后可再環(huán)合；但在醇溶液中，氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液使內(nèi)酯環(huán)開環(huán)后生成異構(gòu)化苷，酸化亦不能再環(huán)合，不可逆反應(yīng)。（三）顯色反應(yīng)

強(qiáng)心苷顏色反應(yīng)很多，根據(jù)顏色反應(yīng)發(fā)生在分子的不同部位可分為三類：作用于甾體母核的反應(yīng)作用于α,β不飽和內(nèi)酯環(huán)的反應(yīng)作用于2-去氧糖的反應(yīng)1.作用于α，β不飽和內(nèi)酯環(huán)的反應(yīng)甲型強(qiáng)心苷的不飽和五元內(nèi)酯環(huán)，在堿性醇溶液中，可發(fā)生雙鍵轉(zhuǎn)位，生成活性次甲基，能與硝基苯類試劑作用而顯色（P335表8-2）。乙型強(qiáng)心苷在堿性溶液中不產(chǎn)生活性次甲基，故無此類反應(yīng)（1）Legal反應(yīng)（亞硝酰鐵氰化鈉試劑）：

取樣品1-2mg，溶于2-3滴吡啶中，加1滴3%亞硝酰鐵氰化鈉溶液和1滴2mol/LNaOH溶液，樣品液呈深紅色或藍(lán)色并漸漸褪去。（2）Kedde反應(yīng)（3,5-二硝基苯甲酸試劑）：

取樣品的甲醇或乙醇溶液于試管中，加入3,5-二硝基苯甲酸試劑3-4滴，產(chǎn)生深紅或紫紅色此反應(yīng)機(jī)制可能是由于活性亞甲基與活性亞硝基縮合生成異亞硝酰衍生物的鹽而呈色，凡分子中有活性亞甲基者均有此呈色反應(yīng)。（4）Baljet反應(yīng)（堿性苦味酸試劑）：取樣品的甲醇或乙醇液于試管中，加入堿性苦味酸試劑數(shù)滴，呈現(xiàn)橙或橙紅色。有時(shí)需放置15min后顯色。（3）Raymond反應(yīng)（間二硝基苯試劑）：取樣品約1mg，以少量的50%乙醇溶解后加入0.1ml的1%間二硝基苯乙醇溶液，搖勻后再加入0.2ml的20%NaOH溶液，呈紫紅色或藍(lán)色。2.作用于2-去氧糖的反應(yīng)（1）

Keller-kiliani(K-K)反應(yīng)此反應(yīng)是α-去氧糖(2-去氧糖）的特征反應(yīng)試劑包括冰醋酸、濃硫酸和三氯化鐵。對(duì)游離的2-去氧糖或在反應(yīng)條件下能水解出2-去氧糖的強(qiáng)心苷都可顯色，乙酸層漸呈藍(lán)或藍(lán)綠色。如有α-去氧糖，乙酸層顯藍(lán)色。界面的呈色，由于是濃硫酸對(duì)苷元所起的作用逐漸向下層擴(kuò)散，其顯色隨苷元羥基、雙鍵的位置和數(shù)目不同而異，可顯紅色、綠色、黃色等久置后因炭化作用，均轉(zhuǎn)為暗色?！镒⒁猓捍朔磻?yīng)只對(duì)游離的α-去氧糖或可水解出游離α-去氧糖的強(qiáng)心苷呈色。α-去氧糖和葡萄糖或其他羥基糖連接的雙糖、三糖及乙?；摩?去氧糖，在此條件下不能水解出α-去氧糖而不呈色。(P323)若不顯色，能否說明無α-去氧糖？（2）對(duì)-二甲氨基苯甲醛反應(yīng)：

將強(qiáng)心苷溶液滴在濾紙上，干后，噴對(duì)-二甲氨基苯甲醛試劑（1％－對(duì)-二甲氨基苯甲醛乙醇－濃HCl4:1），加熱，若有2-去氧糖，呈灰紅色斑點(diǎn)。

（3）呫噸氫醇（xanthydrol）反應(yīng):取樣品加入?yún)銍崥浯荚噭?0mg呫噸氫醇溶于100ml冰醋酸，加1ml濃H2SO4），置沸水浴中3min，含2-去氧糖顯紅色。（4）過碘酸-對(duì)硝基苯胺反應(yīng)：在薄層上先噴過碘酸鈉溶液，室溫放置10min，再噴對(duì)硝基苯胺試劑，含2-去氧糖樣品反應(yīng)后呈深黃色斑點(diǎn)，紫外燈下為棕色背底上出現(xiàn)黃色熒光斑點(diǎn)。此反應(yīng)可用于薄層層析和紙層析的顯色。五、強(qiáng)心苷的波譜特征

（一）UV甲型強(qiáng)心苷：max220nm(lg4.34)乙型強(qiáng)心苷：max295-300nm(lg3.93)用于甲型與乙型強(qiáng)心苷及苷元的鑒別（二）IR

不飽和內(nèi)酯環(huán)的羰基峰:1800-1700cm-1有兩個(gè)羰基吸收。較低波數(shù)的是αβ不飽和羰基產(chǎn)生的正常吸收,較高波數(shù)的是不正常吸收。甲型強(qiáng)心苷:

1756cm-1

；1783cm-1（3-乙酰毛花洋地黃毒苷元）乙型強(qiáng)心苷:

1718cm-1；1740cm-1（嚏根草苷元）用于甲型與乙型強(qiáng)心苷及苷元的鑒別（三）MS強(qiáng)心苷苷元的MS裂解方式較多，有羥基的脫水，醛基脫CO，脫CH3，脫C17-內(nèi)酯側(cè)鏈和雙鍵的RDA裂解。除此以外，還可出現(xiàn)一些由較復(fù)雜的裂解方式產(chǎn)生的特征碎片。甲型強(qiáng)心苷元：m/z111，124，163，164乙型強(qiáng)心苷元：m/z109，123，135，136（四）1H-NMR強(qiáng)心苷元在δ1.00左右，出現(xiàn)18，19-CH3的甲基單峰

18-CH3>19-CH3C10-CHO：9.50-10.00（四）1H-NMR甲型強(qiáng)心苷（五元內(nèi)酯環(huán)）

C21-H：4.50-5.00(J=18Hz,寬s或t或ABq)C22-H：5.60-6.00（寬s）乙型強(qiáng)心苷（六元內(nèi)酯環(huán)）

C21-H：7.2（s）

C22-H：7.8（d，J=9.5Hz）

C23-H：6.3（d，J=9.5Hz）（五）

13C-NMR

10-CH3

A，B環(huán)上的碳

5-甾體

24較5-甾體向高場(chǎng)位移2-8ppm

5-甾體

12

故可用來判斷A/B環(huán)的構(gòu)象

2,6-二去氧糖和6-去氧糖的13C-NMR化學(xué)位移值見表8-4(P328)。（五）

13C-NMR

C-20：177

C-22：117-121C=O：170

C-20，C-23：高場(chǎng)

C-21，C-22：低場(chǎng)

C=O：160六、強(qiáng)心苷的提取分離強(qiáng)心苷含量很低，多與糖類、皂苷、色素、鞣質(zhì)等共存，這些成分的存在可影響強(qiáng)心苷在溶劑中的溶解度。強(qiáng)心苷的原生苷和次生苷共存，且很多結(jié)構(gòu)相似的苷同存，故提取分離較難。因酸堿可使強(qiáng)心苷發(fā)生水解、脫水和異構(gòu)化，故提取分離時(shí)應(yīng)注意控制酸堿性。一、提取

要考慮到原生苷、次生苷的極性選擇溶劑。常用MeOH、70%EtOH提取，提取效率高，同時(shí)抑制酶的活性。

二、純化1、溶劑法：用石油醚、氯仿等去除雜質(zhì)。2、鉛鹽法：除去水溶性雜質(zhì)有效方法，但生成的雜質(zhì)沉淀可能吸附強(qiáng)心苷。純化效果與醇的濃度有關(guān)。3、吸附法活性炭：除去葉綠素等脂溶性雜質(zhì)氧化鋁：除去糖、水溶性色素、皂苷等雜質(zhì)。三、分離常用方法

1、兩相溶劑萃取法

2、逆流分配法

3、色譜法七、強(qiáng)心苷的強(qiáng)心作用與化學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)系①甾體母核（環(huán)的稠和方式）強(qiáng)心苷元甾體母核必須具有一定的立體結(jié)構(gòu)，C/D環(huán)必須是式順稠合才有強(qiáng)心作用。(C/D環(huán)為反式無強(qiáng)心作用)②不飽和內(nèi)酯環(huán)C17位必須連接一個(gè)不飽和內(nèi)酯環(huán)，且為-構(gòu)型；若不飽和內(nèi)酯環(huán)異構(gòu)化為-型或開環(huán)，強(qiáng)心作用減弱，甚至消失。若不飽和內(nèi)酯環(huán)雙鍵被飽和，強(qiáng)心作用減弱，毒性也減弱，可應(yīng)用。③取代基C10-CH3氧化成羥甲基或醛基后，作用稍有增強(qiáng)，毒性也增大。C10-CH3轉(zhuǎn)化為羧基或無角甲基，生理活性減弱。若C14-OH脫水形成脫水苷元，則強(qiáng)心作用消失。④糖部分糖無強(qiáng)心作用，但糖的性質(zhì)和數(shù)目對(duì)強(qiáng)心作用有影響，可能是糖影響強(qiáng)心苷的水/油分配系數(shù)引起。2,6-二去