《天然藥物化學》PPT課件.ppt

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1、天然藥物化學 NATURAL PRODUCTS CHEMISTRY,第八章甾體及其苷類,STEROIDES AND GLUCOSIDES,主要內容,1、掌握甾類化合物的分類及結構特征。 2、掌握強心苷苷元部分的結構特征及類型、強心苷糖部分的結構特征及其與苷元的連接方式。 3、強心苷的性狀和溶解度，強心苷的酸水解法和酶水解法在強心苷生產中的應用。 4、掌握強心苷的顏色反應及其應用及強心苷的紫外和紅外光譜特征。,5、掌握甾體皂苷的結構特點和類型及典型代表化合物 6、掌握甾體皂苷的理化性質 7、熟悉皂苷的提取與分離 8、掌握甾體皂苷的化學檢識方法及紅外波譜特征 9、了解甾體皂苷的紫外光譜、質譜、核磁

2、共振氫譜及生物活性,重點與難點,重點：強心苷元及其苷的結構特征及理化性質、提取分離。強心苷化學檢識方法及紅外波譜特征，甾體皂苷的化學檢識方法及紅外波譜特征 難點：強心苷的性狀和溶解度。皂苷的結構特點和類型，強心苷的酸水解法和酶水解法，甾體皂苷的結構特點和類型,第一節(jié) 概述,甾體化合物是天然廣泛存在的一類化學成分，種類很多，包括動植物甾醇（也稱固醇）、膽酸、維生素D、動物激素、腎上腺皮質激素、 植物強心苷、蟾酥毒素、甾體生物堿、甾體藥物、昆蟲激素等。雖然這些成分來源不同、生理活性不同，但它們的化學結構中都具有甾體母核----環(huán)戊烷駢多氫菲。這類成分涉及到生理、保健、節(jié)育、醫(yī)藥、農業(yè)、畜牧業(yè)等多方

3、面，對動植物的生命活動起著重要的作用。,一、甾體的定義,又名類固醇化合物（steroids），因其結構中都具有環(huán)戊烷駢多氫菲的甾核，1936年給這類化合物提出一個總稱“甾體化合物”，“甾”字很形象化地表示了這類化合物的骨架，即在含有四個稠合環(huán)“田”字上面連有三個支鏈“”。C10、C13上各有一個甲基，稱為角甲基。 C17位有側鏈。,二、研究進展,1903--1932年，甾醇及膽酸的研究闡明了甾體的碳架結構。 1928--1960年，動物激素的發(fā)現(xiàn)和工業(yè)生產。 1960--80年代末，避孕藥物的合成及其應用與昆蟲激素的發(fā)現(xiàn)。,三、基本結構和分類,在甾體母核上，大都存在C3羥基，可和糖結合成苷。而

4、C17側鏈有顯著差別，根據(jù)C17側鏈結構的不同，可將天然甾類分為不同類型。,C21甾類（側鏈為羥甲基衍生物） 強心苷類（側鏈為不飽和內酯環(huán)） 甾體皂苷類（側鏈為含氧螺雜環(huán)）,甾體母核有七個手性碳原子，C5、C8、C9、C10、C13、C14、C17,故理論上應有27=128種光學異構體，但由于稠環(huán)的存在及其引起的空間阻礙，實際上可能存在的異構體大大減少，一般只以穩(wěn)定的構型存在。,四、立體化學,1.母核的構型：,甾體化合物的四個環(huán)之間，每兩個環(huán)以 碳碳單鍵稠和時，可以是順式的，也可以是 反式的。 A/B環(huán)有順式(5-H)或反式(5-H)稠和。 B/C環(huán)是反式稠和（8-H/9-H)。 C/D環(huán)有順

5、式(14-H)或 反式稠和(14-H)。,2.取代基的構型：,天然甾類成分C10、C13、C17側鏈大多為-構型，以實線表示。由于C3上有羥基，故取代基的構型實質上是指C3羥基的空間排列，有兩種類型的異構體： C3 -OH, C10-CH3 順式:型（實線表示） C3OH, C10-CH3 反式:型或epi(表)型 （虛線表示）,四、甾類成分的顏色反應,甾類成分在無水條件下，用酸處理，能產生各種顏色反應，用這些反應來初步鑒別該類成分或供比色分析。 1.Liebermann-burchard反應 樣品溶于冰醋酸，加濃硫酸-醋酐(1:20)，產生紅 紫 藍 綠 污綠等顏色變化，最后褪色

6、。,,,,,2.Salkowski反應 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。 3.三氯化銻或五氯化銻反應 將樣品醇溶液點于 濾紙上，噴以20%三氯化銻（或五氯化銻）氯仿溶液（不應含乙醇和水）干燥后，60-70加熱，顯黃色、灰藍色、灰紫色斑點。,4.Rosenheim反應： A.樣品,,25%三氯醋酸乙醇液,紅色、紫色,,,分子中有共軛雙烯結構或經三氯醋 酸作用，生成物具共軛雙烯結構。,,B.25%三氯醋酸乙醇液---3%氯胺T水液（4：1）,樣品,熒光反應,毛地黃強心苷類的區(qū)別,,毛地黃毒苷類：黃色 羥基毛地黃毒苷類：蘭色 異羥基毛地黃毒苷類：灰黃色,,,,

7、甾體類化合物顯色反應的反應機理較復雜，無色的甾體化合物在無水條件下和濃酸作用，首先是C3含氧小基團的質子化而形成（金羊）鹽（此時加水稀釋可回收甾醇），進一步則脫水形成共軛雙鍵，然后產生雙鍵移位或雙分子聚合或氧化等過程，生成有色物，故有色物多為復雜混合物。例：,膽甾醇（ cholesterol）,,三氯化銻反應,黃紅色,3，3雙（2，4）膽甾二烯,,3，5-膽甾二烯,,,第二節(jié) 甾體化合物,一、C21甾體化合物 （一）定義 C21甾（C21-steroides）是一類含有21個碳原子的甾體衍生物，植物中分離出的C21甾類都是以孕甾烷（pregnane）或其異構體為基本骨架。是目前廣泛應用于臨床的

8、一類重要藥物，具有抗炎、抗腫瘤、抗生育等方面生物活性。,常見天然藥物有：玄參科、夾竹桃科、毛茛科等植物。,白首烏,紫花洋地黃,（二）存在形式,C21甾類在植物體中除游離存在外，可與糖結合成苷C21甾苷類。其苷類糖鏈多和C21甾的C3-OH相連，少數(shù)連于C20-OH上。其苷類分子中除2-OH糖外，還有2-去氧糖。,1C21甾苷類大都與皂苷、強心苷共存于中藥 中如洋地黃葉和種子中，含有強心苷、皂 苷及C21甾苷（稱為洋地黃醇苷或洋地黃醇 苷類）。其無強心作用，水解可生成糖及 苷元。杠柳的根皮及樹皮稱北五加皮，其 中含多種甾苷，除強心苷--杠柳苷外，還 含C21甾苷。,2有些植物，不含強心苷，而含C

9、21甾苷，多存在于蘿摩科。如從牛皮消中得到的牛皮消苷元、本波苷元、林里奧酮等均屬C21甾苷。,（三）結構特點,A/B反；B/C反；C/D順。 C5、C6位大多有雙鍵； C20位可能有羰基；C17位上的側鏈多為構型。 C3、C8、C12、C14、C17、C20等位置可能有OH；C21位可能有OH。 C11、C12羥基可能和醋酸、苯甲酸、桂皮酸等結合成酯。 C3OH有時和糖縮合成苷類存在。,（四）結構類型,, ,1大都是結晶形化合物；一般親脂性較強（分子中往往存在酯鍵）?？扇苡谑兔选⒁颐训扔H脂性溶劑中，不溶于水；C21甾苷類水溶性增大。,四理化性質,2具甾體化合物的顏色反應

10、。 由于C21甾苷類分子中2-去氧糖的存在，故存在Kellerkiliani 顏色反應（強心苷類顏色反應） C21甾苷類溶于含少量Fe3+(Fecl3或Fe2(SO4)3) 的冰醋酸，沿管壁滴加濃H2SO4,,界面及醋酸層顏色變化（藍、藍綠色）,苷元不同而不同,,二、海洋甾體化合物,海洋甾體化合物有抗腫瘤活性。 如從海綿中分離的具有強細胞毒的新鞘類酯糖苷就具有抗癌活性。,二、海洋甾體化合物,第三節(jié) 強心苷類,一、定義 強心苷（cardiac glycosides）是存在于植物中具有強心作用的甾體苷類化合物，由強心苷元和糖縮合而產生的一類苷。,目前臨床應用的有二、三十種，用于治療充血性心力衰竭

11、及節(jié)律障礙等心臟疾病，如西地蘭、地高辛、毛地黃毒苷等。 但強心苷類能興奮延髓催吐化學感受區(qū)而引起惡心、嘔吐等胃腸道反應；且有劇毒，若超過安全劑量時，可使心臟中毒而停止跳動。 其中某些強心苷對動物腫瘤有效，主要是細胞毒作用。,1785年，國外使用洋地黃葉治療水腫，到現(xiàn)在已從十幾個科一百多種植物中發(fā)現(xiàn)強心苷類，主要有夾竹桃科、玄參科、蘿摩科、衛(wèi)矛科、百合科、大戟科等等。 較重要的植物有黃花夾竹桃、紫花洋地黃、毛花洋地黃、杠柳、鈴藍、海蔥、福壽草、羊角拗等。 動物中尚未發(fā)現(xiàn)有強心苷類成分，蟾蜍中所含的蟾毒也對心肌有興奮作用，具強心作用，但其非苷類，而屬甾類。,常見的含強心苷的天然藥物,鈴蘭、紫花洋地

12、黃,黃花夾竹桃,羊角拗,R為L夾竹桃糖 羊角拗苷,蟾蜍,蟾毒靈,二、生物合成,以甾醇為母體經多次轉化而逐漸生成，涉及到大約20種酶的作用，如還原酶、氧化還原酶、苷化酶、乙?；傅?。,強心苷生物合成途徑,三、化學結構和分類 （一）苷元部分,1.基本結構 強心苷是由強心苷元（cardiac aglycone）與糖二部分構成。,（1）苷元母核,苷元母核A,B,C,D四個環(huán)的稠合構象對強心苷的理化及生理活性有一定影響。天然界存在的強心苷元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----洋地黃毒苷元(digitoxigenin)，少數(shù)為反式----烏沙苷元(uzarigenin).,（2）取

13、代基,苷元母核上的C3,C14位上都有羥基： C3位-OH多為-型---洋地黃毒苷元，少數(shù)為-型(命名時冠以“表”字)3-表洋地黃毒苷元(3-epidigitoxigenin)。C14位-OH都是-型(C/D環(huán)順式)。 C10，C13，C 17位有側鏈，C10，C13多為-CH3。 C 17位側鏈為不飽和內酯環(huán)。 C11,C12和C19位可能連羰基；C4,5、C5,6、C9,11、C16,17可能有雙鍵。,天然存在的強心苷元,2.結構類型,根據(jù)C17位側鏈的不飽和內酯環(huán)不同分為： 甲型：C17位側鏈為五元環(huán)的-內酯 乙型：C17位側鏈為六元環(huán)的- -內酯 這兩類大都是-構型，個別為-構型，-型

14、無強心作用。,甲型強心苷元：,C17位上連五元不飽和內酯環(huán)，即--內酯----強心甾烯型。以強心甾（cardenolide）為母核命名。,乙型強心苷元,,C17位上連六元不飽和內酯環(huán)，即，----雙烯--內酯，稱為海蔥甾二烯或蟾蜍甾二烯。以海蔥甾（scillanolide）或蟾蜍甾(bufanolide)為母核命名。,（二）糖部分,構成強心苷的糖有20多種，根據(jù)C2位上有無-OH分為-OH （2-OH）糖及-去氧糖（2-去氧糖）兩類。后者主要見于強心苷。 1.-羥基糖 除廣泛分布于植物界的D-葡萄糖、L-鼠李糖外，還有： （1）6-去氧糖如：L-夫糖、D-雞納糖等。 （2）6-去氧糖甲醚如：L

15、-黃夾糖、D-洋地黃糖等。,2. -去氧糖 （1）2,6-二去氧糖如： D-洋地黃毒糖等。 （2）2,6-二去氧糖甲醚如：L-夾竹桃糖、 D-加拿大麻糖等。,（三）構成強心苷的糖對強心 作用的影響,構成強心苷的糖數(shù)目和種類不同，對強心苷活性影響不同。 甲型強心苷元及其苷的毒性規(guī)律一般為： 苷元二糖苷三糖苷 單糖苷的毒性次序為： 葡萄糖苷甲氧基糖苷6-去氧糖苷 2, 6-去氧糖苷,乙型強心苷元及其苷的毒性規(guī)律一般為： 苷元單糖苷二糖苷 乙型強心苷元的毒性相應的甲型強心苷元,（四）糖和苷元的連接方式,強心苷中，多數(shù)是幾種糖結合成低聚糖形式再與苷元的C3-OH結合成苷，少數(shù)為雙糖苷或單糖苷。

16、糖和苷的連接方式有三種： 型:苷元-(2,6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)Y 型:苷元-(6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)Y 型：苷元-（D-葡萄糖）Y 一般初生苷其末端多為葡萄糖。,（五）結構舉例,四、強心苷的理化性質,（一）理化性質 1. 性狀： 強心苷多為無色結晶或無定形粉末，中性物質，有旋光性，C17 側鏈為-構型的味苦，-構型味不苦，但無效。對粘膜有刺激性。,2. 溶解度： 強心苷的溶解性與所連糖的種類 和數(shù)目有關，一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等極性溶劑；難溶于乙醚、苯、石油醚等非極性溶劑。弱親脂性苷微溶于氯仿-乙醇(2:1)，親脂性苷微溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿-乙醇（3:1

17、）。,一般糖基多的原生苷比次生苷或苷元的親水性強、親脂性弱，可溶于水等高極性溶劑而難溶于低極性溶劑，多為無定形粉末。 洋地黃毒苷是一個三糖苷，但3分子糖都是洋地黃毒糖，整個分子只有5個羥基，故在水溶液中溶解度小(1:100000000)，溶于氯仿（1:40）。,洋地黃毒苷,當糖基與苷元上的羥基數(shù)目相同時，苷元上的羥基不能形成分子內氫鍵的比能形成分子內氫鍵的水溶性大。,但糖基和苷元上羥基數(shù)目的多少對溶解性也有一定的影響。如烏本苷是一個單糖苷，卻有8個羥基，水溶性很大（1:75），難溶于氯仿。,烏本苷,3. 脫水反應： 強心苷混合強酸（3%-5%HCl）加熱水解時，苷元往往發(fā)生脫水反應。（1）C1

18、4-OH最易發(fā)生脫水反應生成縮水苷元。（2）同時存在C14-OH和C16-OH，也易脫水，得到二縮水苷元。,（3）如將C3-OH氧化為酮基，則更使C5叔羥基活化，在溫熱條件下即可脫水而形成烯酮。同樣，C16被氧化為酮基，也能促使C14-叔羥基脫水而形成烯酮。 （4）若C4位有雙鍵，可促使C3-OH與C4-H脫水，生成共軛雙鍵。,4. 水解反應： 水解反應是研究強心苷組成的常用方法，分化學方法和生物方法兩大類，化學方法主要有酸水解、堿水解和乙酰解；生物方法主要有酶水解。糖部分不同，其水解產物難易及產物均不同。,（二）苷鍵的水解,1.酸水解 A.溫和酸水解： 用稀酸（0.02-0.05mol/L)

19、 的鹽酸 或硫酸在含水醇中經短時間（半小時至 數(shù)小時）加熱回流，可使型強心苷水 解成苷元和糖。,主要水解苷元和-去氧糖之間的苷鍵或 -去氧糖與-去氧糖之間的糖苷鍵。 而-去氧糖與葡萄糖之間的糖苷鍵不易斷裂。 對苷元影響較小，不會引起脫水反應。 但不適于16位有甲?；难蟮攸S強心苷類， 在此種條件下，16位甲?；鉃榱u基，得不到原生苷元。,B.強烈酸水解,用較濃酸（3%--5%）長時間加熱回流或同時加壓，可水解型和型強心苷，得到定量的葡萄糖?？伤?羥基糖。因為位的羥基阻礙了苷原子的質子化，使水解較困難。但此法常引起苷元失去1分子或數(shù)分子水,形成脫水苷元。,C.鹽酸丙酮法(Mannichhe

20、和 Siewert法）,該方法是將強心苷置于含1%鹽酸的丙酮中，20放置兩周并時時振搖，可直接得到原生苷元或得到原生苷元的單丙酮化合物和氯代糖的丙酮化合物,再用稀酸水解苷元單丙酮化合物而得到強心苷元。 此法適于對鈴藍毒苷及多數(shù)型苷苷元-(6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)Y 進行水解，可得到原生苷元。多用于單糖苷。某些型苷如黃甲次苷乙用此法得不到原生苷而是縮水苷元。,2.酶水解法,含強心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，無水解-去氧糖的酶，所以能水解除去分子中的葡萄糖而保留-去氧糖。蝸牛酶（一種混合酶，蝸牛腸管消化液經處理而得）幾乎能水解所有的苷鍵，能將強心苷分子的糖逐步水解，直至獲得苷元，常用來研究

21、強心苷的結構。,紫花洋地黃苷A,,紫花苷酶,洋地黃毒苷+D-葡萄糖,紫花洋地黃苷B,,紫花苷酶,,,,羥基洋地黃毒苷+D-葡萄糖,3. 堿水解法,強心苷的苷鍵為縮醛結構，可被酸或酶水解，而不被堿水解。堿試劑主要使分子中的?；?、內酯環(huán)裂開、20（22）轉位及苷元異構化等。,A. ?；乃?在強心苷的苷元或糖基上常有?；嬖?，一般可用堿試劑處理使酯鍵水解脫去?；?。NaHCO3,KHCO3-----使-去氧糖上的?；猓?羥基糖及苷元上的?；嗖槐凰?； Ca(OH)2,Ba(OH)2----使-去氧糖、-羥基糖及苷元上的?；猓籒aOH堿性太強，不但使所有酰基水解，還使內酯環(huán)開裂，故很

22、少使用。,B. 內酯環(huán)的水解NaOH或KOH的水溶液使內酯環(huán)開裂，酸化后又閉環(huán)。但在強心苷的醇溶液中加NaOH或KOH內酯環(huán)開裂，酸化后不能閉環(huán)。,甲型強心苷在醇性KOH溶液中，通過內酯環(huán)的雙鍵轉移和質子轉移形成C22活性亞甲基，C14羥基質子對C20的親電性加成作用而生成內酯型異構化苷，再經皂化作用開環(huán)而生成開鏈型異構化苷。,乙型強心苷在醇性KOH溶液中，不發(fā)生雙鍵轉移，但內酯環(huán)開裂生成酯，再脫水形成開鏈型異構化苷。,三顏色反應強心苷顏色反應很多，根據(jù)顏色反應發(fā)生在分子的不同部位可分為三類：（一）作用于甾體母核的反應： 1.醋酐-濃硫酸反應(Liebermann-burchard recti

23、on) 2.氯仿-濃硫酸反應（Salkowski reaction) 3.三氯化銻或五氯化銻反應,（二）作用于,不飽和內酯環(huán)的反應： 甲型強心苷在堿性醇溶液中，發(fā)生雙鍵轉移，生成活性亞甲基，故可與活性亞甲基試劑作用而顯色。 乙型強心苷無此類反應。,1.Legal反應（亞硝酰鐵氰化鈉試劑）： 取樣品1-2mg，溶于2-3滴吡啶中，加一滴3%亞硝酰鐵氰化鈉溶液和一滴2mol/L NaOH溶液，樣品液呈深紅色并漸漸褪去。2.Raymond反應（間二硝基苯試劑）： 取樣品約1mg，以少量的50%乙醇溶解后加入0.1ml1%間二硝基苯乙醇溶液，搖勻后再加入0.2ml20%NaOH溶液，呈紫紅色。,3.K

24、edde反應（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，產生紅或紫紅色。4.Baljet反應（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。有時需放置15min后顯色。,（三）作用于-去氧糖的反應1.Keller-kiliani(K-K)反應 此反應是-去氧糖(2-去氧糖）的特征反應，對游離的-去氧糖或在反應條件下能水解出-去氧糖的強心苷都可顯色。取樣品1mg溶于5ml冰乙酸中，加一滴20%三氯化鐵水溶液，傾斜試管，沿試管壁加入5ml濃硫酸，若有-去氧糖存在，乙酸層漸呈藍或藍綠色。但若不顯色，不

25、能說明無-去氧糖。,2.占噸氫醇反應: 取樣品加入占噸氫醇試劑，置沸水浴中3min，如含-去氧糖顯紅色。3.過碘酸-對硝基苯胺反應：含-去氧糖樣品反應后呈深黃色斑點，紫外燈下為棕色背底上出現(xiàn)黃色熒光斑點。,4.對-硝基苯肼反應：樣品反應后呈紅色或紫紅色。對-去氧糖和葡萄糖結合的，K-K反應陰性的也可呈陽性反應。 5.對-二甲氨基苯甲醛反應：樣品反應后呈灰 紅色斑點。,五、強心苷的波譜特征,UV 甲型：max220nm (lg 4.34) 乙型：max295-300nm (lg 3.93) IR 不飽和內酯環(huán)的羰基峰:1800-1700cm-1兩個峰。 甲型:1756cm-1 ; 1783cm

26、-1（強度隨溶劑增加而減 弱）。 乙型:1718cm-1 ; 1740cm-1,MS 甲型：m/z 111, 124, 163, 164 乙型：m/z 109, 123, 135, 136 若分子量500，應用FAB-MS或FD-MS可將糖-分子-分子打斷，靈敏度高；分子離子峰較強；提供糖鏈連接順序和糖的種類信息；樣品用量少。,1H-NMR 1. 18,19 -CH3 1.0 ; 18- CH3 19 - CH3 2. C10 -CHO 10-9.5 ; C10 -CH2OH ?；?4.5-5.0 (J=12Hz, 2H,ABq) ; 3. C3 -H 3.90 (m)

27、成苷后向低場位移； C16 -H (若無含氧基團取代) 2.0-2.5(m) ; C17 -H 2.80(J=9.5Hz, m或dd),4. 內酯環(huán) 五元內酯環(huán) C21 -H 4.50-5.00(J=18Hz, 寬s或t或ABq) C22 -H 5.60-6.0 （寬s） 六元內酯環(huán) C21 -H 7.2 （s） C22 -H 7.8 （d） C23 -H 6.3 （d） 5. 糖分子上的質子 端基氫：-D-glc aa J=6-8Hz -L-rha ae J=2Hz,13C-NMR 1.

28、一般用比較的方法。 伯碳 仲碳 叔碳 季碳 醇碳 烯碳 羰基碳 12-24 20-41 35-57 27-43 65-91 119-172 177-210 2. 可判斷A/B環(huán)的構象 10- CH3 A，B環(huán)上的碳 5 -甾體 24 較5 -甾體向高場位 移2-8ppm 5 -甾體 12,六、強心苷的提取分離,強心苷含量很低，多與糖類、皂苷、色素、鞣質等共存，這些成分的存在可影響強心苷在溶劑中的溶解度。同時，強心苷的原生苷和次生苷共存，且很多結構相似的苷同存，故提取分離較難。 因酸堿可使強心苷發(fā)生水解、脫水和異構化，故提取分離時應注意控制酸堿

29、性。,一、提取 原生苷:抑制酶的活性(冷凍干燥、快速提取、快速干燥)MeOH、70%EtOH提取。 次生苷:利用酶的活性,EtOH、EtOAc提取。 二、純化 1. 用乙醚、氯仿脫脂； 2. 用鉛鹽法除去水溶性雜質； 3. 吸附法 三、分離 常用方法：重結晶、逆流分配法、層析法,七、強心苷的生理活性,強心苷為心臟興奮劑，主要作用是延長傳導時間，興奮心肌。其強心作用主要取決于苷元部分，但糖部分可增加強心苷對心肌的親和力，故對強心苷的生理活性也有影響。,（一）苷元結構與強心作用的關系 1.強心苷元甾體母核必須具有一定的構象和C17位連接的不飽和內酯環(huán)及其-構型是不可缺少的，若異構化為-型或開環(huán)或不

30、飽和內酯環(huán)被氫化或雙鍵位移，強心作用將變得很弱，甚至消失。,2. C/D環(huán)必須是順式稠合才有強心作用。 3. C14位上-OH只有是-構型的才有效,C14--OH 如與鄰近的碳原子上的H脫水形成雙鍵或與C8脫氫成氧橋，均使強心作用減低或消失。C14- OH可能是保持氧的功能和C/D環(huán)為順式構象的重要因素。,4. A/B環(huán)順式的甲型強心苷元，C3-OH必須是-構型，-型無活性。 5. C10-CH3氧化成羥甲基或醛基或羧酸后，可影響強心作用的強度或毒性，但不是決定因素。,6. 引入5、11、12- OH有增強活性作用，而引入1、6、16- OH有降低活性作用。,7. 在母核上引入雙鍵，對強心作用

31、的影響不一致，引入4（5）與引入5-OH的影響相似，能增強活性，而引入 16（17）則活性消失或顯著下降。 8. 無論在苷元或糖基上增加乙?；加性鰪娀钚缘淖饔?。,第四節(jié) 甾體皂苷,一、概述 1.定義 具有螺甾烷類化合物結構母核的一類皂苷。 2.分布 主要分布薯蕷科、百合科、玄參科、菝契科、龍舌蘭科等單子葉植物中。,3.生物活性,抗生育：殺滅精子、抗早孕 主要用作合成甾體避孕藥和激素類藥物的原料。 降血糖:偽原知母皂苷A和原知母皂苷A 降低膽固醇和免疫調節(jié) 抗真菌、殺蟲等,防治心腦血管疾病： 地奧心血康膠囊含8種由黃山藥中提取的甾體皂苷，總量在90%以上，治療冠心病。 心腦舒通由蒺藜果實中提取

32、的總甾體皂苷，用于心腦血管疾病的防治。 盾葉冠心寧從盾葉薯蕷中提取的水溶性皂苷。,抗腫瘤： 從百合科一植物中分離出的一種皂苷OSW-1,此化合物對人的正常細胞幾乎沒有毒性，而對惡性腫瘤細胞具有強烈毒性。體外生理活性實驗表明，它的抗癌活性比目前臨床應用的順鉑、紫杉醇等高100倍，有望成為一類新的抗癌藥物。,二、化學結構,（一）結構特點 1.分子具螺縮酮的結構 2. A/B 順、反;B/C,C/D反 3. C10, C13具-CH3 4. C3有-OH取代 5. C5、C6有時具雙鍵；C12有時具羰基 6. 分子中有三個

33、*C:*C20、*C22、*C25,（二）結構分類,甾體皂苷的皂苷元基本骨架屬于螺甾烷(spirostane）的衍生物，依照螺甾烷結構 中C25的構型和環(huán)的環(huán)合狀態(tài)，可將其分為四種類型。,1螺甾烷醇類（spirostanols）C25為S構型。,2異螺甾烷醇類（isospirostanols) C25為R構型,3呋甾烷醇類（furostanols） F環(huán)為開鏈衍生物,4變形螺甾烷醇類（pseudo-pirostanols） F環(huán)為五元四氫呋喃環(huán),（1）分子中含有A,B,C,D,E,F六個環(huán)，A,B, C,D為甾體母核---環(huán)戊烷多氫菲，C22 是E環(huán)和F環(huán)共有的碳原子，以螺縮酮

34、的形式相聯(lián)。（2）一般B/C 和C/D環(huán)稠合為反式（8, 9,13,14)，而A/B環(huán)有順式或反 式（5或5）。（3）分子中有含有多個羥基，大多在C3位 有羥基取代。多數(shù)為-型，少數(shù)為 -型。羰基和雙鍵也是常見取代基。,甾體皂苷元共有27個碳原子組成:,（4） 在甾體皂苷元的E,F環(huán)中有3個手性碳原子，為C20,C22,C25 。 C20甲基為型，即C20-甲基位于E環(huán)平面的背面，對E環(huán)來說是型，但對F環(huán)來說是型。 C22也為型。 C25甲基有兩種構型，當C25甲基位于環(huán)平面上的直立鍵時為型，其絕對構型為L型（25S,25L,25F,Neo）; S型即為螺旋甾烷，由其衍生的皂苷為螺甾烷

35、醇皂苷類（spirostanol saponins）。,當C25甲基位于環(huán)平面下的平伏鍵時為型，其絕對構型為D型（25R，25D,25F,Iso）. R型即為異螺旋甾烷。由其衍生的皂苷為異螺甾烷醇皂苷類(isospirotanol saponins)。 兩者互為異構體，常共存于植物體內，25R型較穩(wěn)定 （5）甾體皂苷分子中不含羧基，呈中性，故又稱中性皂苷。,（三）結構舉例,三、甾體皂苷的理化性質,1.性狀 甾體皂苷元有較好晶形。皂苷多為無定形粉末，味苦而辛辣，對人體黏膜有強烈的刺激性；皂苷多具旋光性，且多為左旋。 2.溶解性 甾體皂苷元能溶于親脂性溶劑；不溶于水。皂苷一般可溶于水,易溶于熱水

36、、稀醇，難溶于石油醚、苯、乙醚等親脂性溶劑。,3. 表面活性及溶血作用 甾體皂苷多具有發(fā)泡性，其水溶液振蕩后產生持久性泡沫。甾體皂苷具有溶血作用。 4. 能與堿式鉛鹽、鋇鹽形成沉淀。,5. 顏色反應 甾體皂苷在無水條件下，遇某些酸類可產生與三萜皂苷相類似的顏色反應。 甾體皂苷與醋酐硫酸的顏色反應，最后出現(xiàn)綠色；三萜皂苷最后出現(xiàn)紅色。 三萜皂苷三氯醋酸加熱到100顯色，而甾體皂苷加熱到60就顯色。,6.甾體皂苷可與甾醇形成分子復合物，甾體皂苷的乙醇溶液可被甾醇（常用膽甾醇）沉淀。除膽甾醇外，凡是含有C3位OH的甾醇都可與皂苷結合生成難溶性分子復合物。若C3-OH為構型，或者是當C3-OH被酰化或

37、生成苷鍵，就不能與皂苷生成難溶性的分子復合物。生成的分子復合物用乙醚回流提取時，膽甾醇可溶于醚，但皂苷不溶，從而達到純化皂苷和檢查是否有皂苷成分的存在。,四、甾體皂苷元的波譜特征,UV (nm) 孤立雙鍵 205-225 900 孤立羰基 285 500 ,-不飽和酮 240 11000 共軛雙鍵 235 C14-OH的判斷： 307-309 nm,IR 甾體皂苷元含有螺縮酮結構的側鏈，在IR中幾乎都能顯示出980cm-1(A)、920cm-1 (B)、900cm-1(C)、860cm-1(D)附近的

38、四個特征吸收帶，且A帶最強。在25S型皂苷或皂苷元中，吸收強度B帶C帶。在25R皂苷或皂苷元中吸收強度則是B帶