1、第十三章 甾体类化合物2010年6月812日学习内容n概述（掌握）n甾体皂苷（熟悉）nC21甾类化合物（了解）n强心苷（重点掌握）n甾体类化合物是广泛存在于自然界中的一类天然化学成分，包括植物甾醇、胆汁酸、C21甾类、昆虫变态激素、强心苷、甾体皂苷、甾体生物碱、蟾毒配基等。尽管种类繁多，但它们的结构中都具有环戊烷并多氢菲的甾体母核。 R167891011121314151617ABCD4532前言根据C17位侧链结构的不同分类。名称A/BB/CC/DC17-取代基植物甾醇顺、反反反810个碳的脂肪烃胆汁酸顺反反C4H9COOHC21甾醇反反顺C2H5昆虫变态激素顺反反810个碳的脂肪烃强心苷顺
2、、反反顺五元不饱和内酯环蟾毒配基顺、反反反六元不饱和内酯环甾体皂苷顺、反反反含氧螺杂环甾体生物碱甾体化合物的结构与分类甾体类化合物的显色反应n甾体类化合物在无水条件下用酸处理，能产生各种颜色反应。1、Liebermann-Burchard反应：将样品溶于氯仿，加浓硫酸-醋酐（1:20），产生红紫蓝绿污绿等颜色变化，最后褪色。2、氯仿-浓硫酸反应：将样品溶于氯仿，加入硫酸，氯仿层显红色或青色，硫酸层显绿色荧光。3、冰醋酸-乙酰氯反应：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、氯化锌煮沸，反应液呈现紫红蓝绿的变化。4、三氯醋酸反应：将样品溶于氯仿，加25%的三
3、氯乙酸乙醇溶液，加热至60呈红色至紫色。5三氯化锑或五氯化锑反应：将样品溶液点于滤纸上，喷20%三氯化锑或五氯化锑的氯仿溶液（不含乙醇和水），于6070加热35分钟，样品斑点呈现灰蓝、蓝、灰紫等颜色。甾体皂苷的结构分类OOOHOOOH螺甾烷醇型C25-S或L构型（取代基在a键）异螺甾烷醇型C25-R或D构型（取代基在e键）2021181922螺原子2324252627OOHHOH2COH呋甾烷醇型变形螺甾烷醇型OOOH结构小结n含有27个碳原子；n螺甾烷醇型、异螺甾烷醇型化合物有A、B、C、D、E、F六个环；nC22为螺原子；n呋甾烷型化合物F环开裂；n变形螺甾烷型化合物F环为五元环。呋甾烷型
4、化合物可以转变为螺甾烷型化合物OOHO糖OGlc原菝葜皂苷菝葜皂苷OOO糖理化性质1、性状：同三萜皂苷。2、熔点：同三萜皂苷。3、溶解性：同三萜皂苷。4、表面活性与溶血活性：同三萜皂苷，呋甾烷型化合物无溶血活性。显色反应1、螺甾烷醇型、异螺甾烷醇型、变形螺甾烷醇型、呋甾烷醇型遇茴香醛试剂均显黄色。2、呋甾烷醇型遇对二甲胺基苯甲醛-浓盐酸试剂成红色。螺甾烷醇型、异螺甾烷醇型IR区别n螺甾烷醇型、异螺甾烷醇型化合物在IR中有4个吸收谱带，分别为980cm-1（A）、920cm-1 (B)、900cm-1 (C)、860cm-1 (D)。螺甾烷醇型：B带C带 异螺甾烷醇型：B带C带C21甾类化合物n
5、基本骨架与取代基： C5-C6大多有双键，C20有羰基，C3、C8、C12、C14、C17、C20可能有-OH；C11、C12的OH可能与酸成酯。CH3反式反式顺式孕甾烷代表化合物1CH3OOOOOH糖地芰普苷代表化合物2CH3OOOH糖OHOHOO断节参苷强心苷类化合物n强心苷（cardiac glycosides）是生物界中存在的一类对心脏有显著生理活性的甾体苷类，是由强心苷元与糖缩合的一类苷。它们主要分布于夹竹桃科、玄参科、百合科、萝摩科、十字花科等十几个科的一百多种植物中。常见的含有强心苷类成分的植物有毛花洋地黄、紫花洋地黄、黄花洋地黄、夹竹桃、毒毛旋花子、铃兰、海葱等。u学习内容包括
6、：1、结构与分类（掌握） 2、理化性质（掌握） 3、提取分离（了解） 4、鉴别（掌握） 5、构效关系（掌握）结构与分类一、苷元部分1、基本母核2、取代基：3-OH（或），14- OH。3、分类：甲型强心苷与乙型强心苷；型、型、型强心苷。OO顺式顺式反式分类u根据C17不饱和内酯环的不同，强心苷元可分为两类。1、C17侧链为五元不饱和内酯环，称强心甾烯类，即甲型强心苷元。在已知的强心苷元中，大多数属于此类。2、C17侧链为六元不饱和内酯环，称海葱甾二烯类，即乙型强心苷元。自然界中仅少数苷元属此类，如中药蟾蜍中的强心成分蟾毒配基类。OHOOOHHH20212223242021222324OOHOO
7、HHH强心甾 强心甾烯海葱甾 海葱甾二烯（蟾蜍甾二烯） 强心苷的糖部分n构成强心苷的糖有20多种。根据它们C2位上有无羟基可以分成-羟基糖（2-羟基糖）和-去氧糖（2-去氧糖）两类。-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。OCH3OHOHHOH OHOCH3OHOHH OHOCH3OHOHHOH OHHOOCH3OHHOH OHHO,OCH3OHOH OHHOOCH3OHHOH OHOCH3OHOH OHOCH3OHOH OHHOCH3CH3CH3,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 苷元和糖
8、的连接方式n通常按糖的种类以及和苷元的连接方式，可分为以下三种类型：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）yOOOOOOO HOOC H3C H3C H3O HO HO HORH OO H CC H3HOCH2O HOO HOC H2O HO HHO HOOOO HOO H COOC H2O HO HOO HHOOOO HOC H3OO紫花洋地黄苷A -D葡萄糖 黄夹苷甲 绿海葱苷甲型强心苷的代表化合物1毛地黄强心苷类n毛地黄毒苷极性小，多口服。n羟基毛地黄毒苷，极性稍强，乙酰化后可用于治疗。n异羟基毛地黄毒
9、苷，极性强，多注射用药。OOOHO糖R1R2R1=R2=H 毛地黄毒苷R1=H R2=OH 羟基毛地黄毒苷R1=OH R2=H 异羟基毛地黄毒苷甲型强心苷的代表化合物2ROOOHOROHR=CHO R=H 毒毛旋花子苷元R=CHO R=加拿大麻糖-Glc-Glc 毒毛旋花子苷n毒毛旋花子苷的作用与洋地黄毒苷相似，作用迅速而短暂，吸收不规则，毒性强，经乙酰化后用于病人对洋地黄强心苷的耐受量的观察。乙型强心苷的代表化合物OHOOCO(CH2)nCONHCHCOOH(CH2)3NHCNH2NHn蟾毒配基的毒性大，临床上多用西蟾毒配基用于心力衰竭、呼吸抑制的急救。蟾毒配基理化性质n一、性状（了解）n二
10、、溶解性（熟悉）n三、脱水反应（熟悉）n四、水解反应（重点掌握）一、性状n强心苷多为无定形粉末或无色结晶；具有旋光性；C17位侧链为构型者味苦，为构型者味不苦；对粘膜具有刺激性。二、溶解性n与母核极性基团的数目和糖的种类、数目有关（连接去氧糖影响水溶性）。n强心苷一般可溶于水、醇、丙酮等极性溶剂，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。 强心苷用混合强酸（例如 35 HCl）进行酸水解时，苷元往往发生脱水反应。C14 、C5位上的羟基最易发生脱水。OOO HOO HOOH C I(D-洋地黄毒糖)3+3 D-洋地黄毒糖脱水羟基洋地黄毒苷元羟基洋地黄毒苷三、脱水反应O
11、OHOOOOHCI+ L-鼠李糖 + D-葡萄糖 鼠李糖-O-葡萄糖 脱水海葱苷元 海葱苷A四、水解反应 温和酸水解1、酸水解 强酸水解 盐酸-丙酮水解2、酶水解3、碱水解 酰基的水解 内酯环的水解 碱的水解 碱的醇解（一）、酸水解1、温和酸水解法n用稀酸0.020.05mol/L的盐酸或硫酸，在含水醇中经短时间加热回流，可使I型强心苷水解为苷元和糖。n由于此水解条件温和，对苷元的影响较小，不致引起脱水反应，对不稳定的-去氧糖亦不致分解。 2、强酸水解法n型和型强心苷与苷元直接相连的均为- 羟基糖，由于糖的2-羟基阻碍了苷键原子的质子化，使水解较为困难，用温和酸水解无法使其水解，必须增高酸的浓
12、度（3%5%），延长作用时间或同时加压，才能使-羟基糖定量地水解下来，但常引起苷元结构的改变，失去一分子或数分子水形成脱水苷元。例OOOHO糖OHOO5%HCln将强心苷置于含氯化氢（0.41%）的丙酮溶液中，20放置两周。因糖分子中C2羟基和C3羟基与丙酮反应，生成丙酮化物，进而水解，可得到原苷元和糖衍生物。3、氯化氢-丙酮法（Mannich水解法）例CHOOOOHOHOOHOHOHCH3OCHOOOOHOHOOOOHCH3OCH3CH3CHOOOOHOHOHHCl丙酮n酶水解有一定的专属性。不同性质的酶，作用于不同性质的苷键。在含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，但无水解-去氧糖的酶，所以
13、能水解除去分子中的葡萄糖，保留-去氧糖而生成次级苷。 （二）酶水解（三）碱水解n强心苷的苷键不被碱水解。但强心苷分子中的酰基、内酯环会受碱的影响，发生水解或裂解、双键移位、苷元异构化等反应。n常用的碱： NaHCO3、KHCO3、Ca(OH)2 、 Ba(OH)2 、NaOH、KOH。注意：不同的碱水解部位不同。nNaHCO3、KHCO3、Ca(OH)2 、 Ba(OH)21.-去氧糖上的酰基最易脱去，用NaHCO3、KHCO3 处理即可，2.而羟基糖或苷元上的酰基须用Ca(OH)2 、 Ba(OH)2处理才可。n上述四种碱只水解酰基，不影响内酯环。（1）酰基的水解强心苷的苷元或糖上常有酰基存
14、在，它们遇碱可水解脱去酰基。例：OOCOCH3CH3OHOOOOOHCH3OHOOONaHCO3n在水溶液中，氢氧化钠、氢氧化钾溶液可使内酯环开裂，加酸后可再环合；n在醇溶液中，氢氧化钠、氢氧化钾溶液使内酯环开环后生成异构化苷，酸化亦不能再环合成原来的内酯环，为不可逆反应。（2）内酯环的水解醇性苛性碱处理甲型强心苷结果OHOOOHOOOOOOHCOOHOKOHEtOH醇性苛性碱处理乙型强心苷结果OHOOH3COOCOHHOH2COH3COOCH2CKOHEtOH-H2O强心苷的提取n植物中的强心苷成分复杂，含量低，常与糖类、皂苷、色素、鞣质等共存。n提取原生苷时注意酸碱对强心苷结构的影响，同时
15、注意抑制酶的活性；提取次级苷时利用酶的活性。强心苷的纯化与分离n溶剂法n铅盐沉淀法（可能导致强心苷损失及结构改变）n吸附法（活性炭、氧化铝）n萃取法n层析法强心苷的鉴定1、不饱和内酯环发生的反应 强心苷的不饱和内酯环在醇性苛性碱的作用下可以发生双键的转位而形成活性次甲基，因此可以和活性次甲基试剂发生反应，呈现颜色，用于鉴别。常见的反应 名称 试剂 颜色Legal反应 亚硝酰铁氰化钾 深红或蓝kedde反应 二硝基苯甲酸 紫红Raymond反应 间-二硝基苯 紫红Baljet反应 苦味酸 橙红色2、2-去氧糖反应（1）对二甲氨基苯甲醛-浓盐酸反应：90加热30s，灰红色斑点。（2）呫吨氢醇反应：
16、取样品少许，加呫吨氢醇试剂（呫吨氢醇10mg溶于冰乙酸100ml中，加入浓硫酸1ml）1ml，置水浴上加热3分钟，只要分子中有-去氧糖即显红色。2、2-去氧糖反应（3）过碘酸-对硝基苯胺：2-去氧糖被氧化缩合而呈黄色。（4）Keller-Kiliani（K-K）反应：取样品1mg，用冰乙酸5ml溶解，加20%的三氯化铁水溶液1滴，混匀后倾斜试管，沿管壁缓慢加入浓硫酸5ml，观察界面和乙酸层的颜色变化。如有-去氧糖，乙酸层显蓝色。3、光谱鉴别（UV）OHOOOHOOOOOOOOHO218nm244nm300nm270nm330nmn强心苷的强心作用取决于苷元部分，糖部分本身不具有强心作用，但可影
17、响强心苷的强心作用强度。n影响部位：1、甾体母核 2、不饱和内酯环 3、取代基 4、糖部分强心苷的结构与活性的关系1、C/D环须顺式稠合，一旦这种稠合被破坏，将失去强心作用。若C14羟基为构型时即表明C/D环顺式稠合，若为构型或脱水形成脱水苷元，则强心作用消失。2、A/B环为顺式稠合的甲型强心苷元，必须具C3-羟基，否则无活性。A/B环为反式稠合的甲型强心苷元，无论C3是-羟基还是-羟基均有活性。3、不饱和内酯环：C17侧链上、-不饱和内酯环为-构型时，有活性；为构型或双键被饱和后时，活性减弱。4、取代基：如C10位的角甲基转化为醛基或羟甲基时，其生理活性增强；C10位的角甲基转为羧基或无角甲基，则生理活性明显减弱。5、糖部分：一般来说，苷元连接糖形成单糖苷后，毒性增加。随着糖数的增多，分子量增大，苷元相对比例减少，又使毒性减弱。2，6-二去氧糖强心活性强，毒性大，葡萄糖的活性低，但毒性也小。小结n甾体类化合物的分类与显色反应n甾体皂苷的分类、结构特点与显色反应。n强心苷的分类、代表化合物。n毛花洋地黄毒苷类的构效关系。n强心苷的酸水解、碱水解反应。n强心苷的显色反应、构效关系。
