1、天然药化主题医学知识又名又名类固醇化合物（类固醇化合物（steroidssteroids）19361936年给这类化合物提出一个总称年给这类化合物提出一个总称“甾体化合物甾体化合物”ABCD101358917142天然药化主题医学知识总体特点:种类多活性多样、显著结构具有共性3天然药化主题医学知识黄黄 精精扫除白发黄精在，君看他年冰雪容。扫除白发黄精在，君看他年冰雪容。-杜甫杜甫 二、重要植物二、重要植物4天然药化主题医学知识知知 母母5天然药化主题医学知识抗癌抗癌降血糖降血糖抗病原微生物抗病原微生物心血管活性心血管活性抗痴呆抗痴呆雌激素样作用雌激素样作用三、生物活性三、生物活性强心作用强心作
2、用6天然药化主题医学知识四、上市药品四、上市药品7天然药化主题医学知识8天然药化主题医学知识9天然药化主题医学知识81 概述 J甾体结构特点及分类J作用于甾体母核的显色反应 10天然药化主题医学知识一、甾体基本母核l环戊烷骈多氢菲环戊烷骈多氢菲l由由A A、B B、C C、D D四个环稠合而成四个环稠合而成lC C3 3-OH-OH，常和糖结合成苷，常和糖结合成苷lC C1010、C C1313有角甲基取代有角甲基取代lC C1717连有侧链，结构多样连有侧链，结构多样ABCD101358917143124671112151611天然药化主题医学知识二、立体化学ABCD101358917143
3、HHHHC C1010、C C1313、C C1717多为多为构型（位于构型（位于环平面的上方）环平面的上方）A/BA/B环有顺式环有顺式(5-H)(5-H)或反式或反式(5-H)(5-H)稠和稠和B/CB/C环是反式稠和（环是反式稠和（8-H/9-H)8-H/9-H)C/DC/D环有反式稠和环有反式稠和(14-H)(14-H)或顺式或顺式(14-H)(14-H)12天然药化主题医学知识三、分类1 1、C C2121甾类甾类3101317CCH38OOHOOHOOCH3CH3OHHOO13天然药化主题医学知识2 2、强心苷类强心苷类14天然药化主题医学知识OORO123456789101112
4、1314151617181920212223242526273 3、甾体皂苷类甾体皂苷类15天然药化主题医学知识分类分类C C1717 侧链侧链A/BA/BB/CB/CC/DC/DC C2121 甾类甾类羰甲基衍生物羰甲基衍生物反反反反顺顺强心苷类强心苷类不饱和内酯环不饱和内酯环顺、反顺、反反反反反甾体皂苷类甾体皂苷类含氧螺杂环含氧螺杂环顺、反顺、反反反反反植物甾醇植物甾醇脂肪烃脂肪烃顺、反顺、反反反反反昆虫变态激素昆虫变态激素脂肪烃脂肪烃 顺顺反反反反胆酸类胆酸类戊酸戊酸顺顺反反反反16天然药化主题医学知识甾体母核结构特点 环戊烷骈多氢菲环戊烷骈多氢菲 四环、二角、一侧链四环、二角、一侧链
5、四环稠和方式四环稠和方式-因种类不同而异因种类不同而异C C3 3OHOH C C1717侧链侧链:羰甲基衍生物羰甲基衍生物C C2121甾体类甾体类 不饱和内酯不饱和内酯强心苷强心苷含氧螺环含氧螺环甾体皂苷甾体皂苷戊酸戊酸胆酸类胆酸类脂肪烃衍生物脂肪烃衍生物植物甾醇、昆虫变态激素植物甾醇、昆虫变态激素共性差异17天然药化主题医学知识甾类成分在无水条件下，用酸处理，能甾类成分在无水条件下，用酸处理，能产生各种颜色反应，用这些反应来初步产生各种颜色反应，用这些反应来初步鉴别该类成分或供比色分析。鉴别该类成分或供比色分析。四、作用于甾体母核的显色反应18天然药化主题医学知识1.L-B 1.L-B
6、反应样品溶于冰醋酸，加浓硫酸样品溶于冰醋酸，加浓硫酸-醋酐醋酐(1:20)(1:20)产生产生颜色变化颜色变化19天然药化主题医学知识2、氯仿浓硫酸反应 样品溶于氯仿，沿样品溶于氯仿，沿管壁滴加浓硫酸管壁滴加浓硫酸氯仿层显血红色或氯仿层显血红色或青色，硫酸层显绿青色，硫酸层显绿色荧光色荧光20天然药化主题医学知识 样品样品25%25%三氯醋酸乙醇液三氯醋酸乙醇液3 3、RosenheimRosenheim反应反应4 4、三氯化锑或五氯化锑反应、三氯化锑或五氯化锑反应将样品醇溶液点于滤纸上，喷以将样品醇溶液点于滤纸上，喷以20%20%三氯化锑（或三氯化锑（或五氯化锑）氯仿溶液（不应含乙醇和水）干
7、燥后，五氯化锑）氯仿溶液（不应含乙醇和水）干燥后，60-7060-70加热，加热，显显黄色黄色、灰蓝色灰蓝色、灰紫色灰紫色斑点。斑点。21天然药化主题医学知识8-2 C8-2 C2121甾体化合物甾体化合物uC C2121甾是一类含有甾是一类含有2121个碳原子个碳原子的甾体衍生物的甾体衍生物;u由植物中分离出的由植物中分离出的C C2121甾类都是以甾类都是以孕甾烷孕甾烷（或其（或其异构体异构体)为基本骨架为基本骨架;u是目前广泛应用于临床的一类重要药物，具有是目前广泛应用于临床的一类重要药物，具有抗炎抗炎、抗肿瘤抗肿瘤、抗生育抗生育等方面生物活性。等方面生物活性。（一）定义（一）定义22天
8、然药化主题医学知识CH2CH3HHOCOCH3COCH35-孕甾烷孕甾烯醇酮黄体酮O171819202123天然药化主题医学知识（二）存在形式（二）存在形式 C C2121甾类在植物体中除游离存在外，可与糖甾类在植物体中除游离存在外，可与糖结合成苷结合成苷C C2121甾苷类甾苷类。其苷类糖链多和。其苷类糖链多和C C2121甾甾的的C C3 3-OH-OH相连，少数连于相连，少数连于C C2020-OH-OH上。其苷类分子上。其苷类分子中除中除2-OH2-OH糖外，还有糖外，还有2-2-去氧糖去氧糖。24天然药化主题医学知识1 1C C2121甾苷类大都与皂苷、强心苷共存于中药中。甾苷类大都
9、与皂苷、强心苷共存于中药中。如洋地黄叶和种子中，含有强心苷、皂苷及如洋地黄叶和种子中，含有强心苷、皂苷及C C2121甾苷甾苷。洋地黄：玄参科，毛地黄属，别名毛地黄或紫花毛地黄。洋地黄：玄参科，毛地黄属，别名毛地黄或紫花毛地黄。原产欧洲西部，我国各地也有栽培原产欧洲西部，我国各地也有栽培。25天然药化主题医学知识 杠柳的根皮及树皮称北杠柳的根皮及树皮称北五加皮，其中含多种甾五加皮，其中含多种甾苷，除强心苷苷，除强心苷-杠柳苷杠柳苷外，还含外，还含C C2121甾苷。甾苷。26天然药化主题医学知识2 2有些植物，不含强心苷，而含有些植物，不含强心苷，而含C C2121甾苷，多甾苷，多 存在于萝摩
10、科。如从存在于萝摩科。如从牛皮消牛皮消中得到的牛皮消中得到的牛皮消 苷元、本波苷元、林里奥酮等均属苷元、本波苷元、林里奥酮等均属C C2121甾苷。甾苷。牛皮消，其块根为何首乌或白何首乌牛皮消，其块根为何首乌或白何首乌生于山坡林下、路边，或有栽培。主产江苏。生于山坡林下、路边，或有栽培。主产江苏。27天然药化主题医学知识8 83 3 强心苷强心苷一、定义一、定义 强心苷（强心苷（cardiac glycosidescardiac glycosides）是）是存在于植物中具有存在于植物中具有强心作用强心作用的甾体苷类的甾体苷类化合物，由强心苷元和糖缩合而成。化合物，由强心苷元和糖缩合而成。28天
11、然药化主题医学知识18751875年年，W.Withering W.Withering 详细阐述洋地黄的功效详细阐述洋地黄的功效 洋地黄：洋地黄：别名毛地黄、紫花毛地黄。别名毛地黄、紫花毛地黄。玄参科。新兴草药。玄参科。新兴草药。叶含叶含2020多种强心苷。多种强心苷。上市药品：上市药品：地高辛地高辛 西地兰西地兰29天然药化主题医学知识绿毒毛旋花：绿毒毛旋花：夹竹桃科。夹竹桃科。种子含种子含毒毛旋花子苷毒毛旋花子苷-速速效强心苷，针对洋地黄无效强心苷，针对洋地黄无效者。效者。30天然药化主题医学知识J其他较重要的植物有黄花夹竹桃、铃兰、其他较重要的植物有黄花夹竹桃、铃兰、海葱、福寿草、羊角拗
12、、海葱、福寿草、羊角拗、万年青万年青等。等。J动物中尚未发现有强心苷类成分，动物中尚未发现有强心苷类成分，蟾蜍蟾蜍中中所含的蟾毒对心肌有兴奋作用，具强心作所含的蟾毒对心肌有兴奋作用，具强心作用，用，为蟾毒配基非苷类为蟾毒配基非苷类。31天然药化主题医学知识副作用大，引起恶心、呕吐等胃肠道反应。副作用大，引起恶心、呕吐等胃肠道反应。安全范围窄，若超过安全剂量时，可使心脏安全范围窄，若超过安全剂量时，可使心脏中毒而停止跳动。中毒而停止跳动。注意注意32天然药化主题医学知识二、结构与分类二、结构与分类（一）苷元部分（一）苷元部分（二）糖部分（二）糖部分 （三）糖与苷元连接方式（三）糖与苷元连接方式
13、33天然药化主题医学知识（一）苷元部分（一）苷元部分稠和方式：稠和方式：A/BA/B多为顺式；多为顺式；B/CB/C环均为反式；环均为反式；C/DC/D环多为顺式。环多为顺式。C C1010、C C1313、C C1717的取代基均为的取代基均为-构型构型C C1010为甲基或醛基、为甲基或醛基、羟甲基、羧基等含氧羟甲基、羧基等含氧基团；基团；C C1313为甲基取代；为甲基取代；C C1717为为不饱和内酯环不饱和内酯环取代。取代。C C3 3、C C1414位有羟基取代，多数是位有羟基取代，多数是-构型构型强心苷中的强心苷中的糖均是与糖均是与C C3 3羟基缩合形成苷羟基缩合形成苷双键常在
14、双键常在C C4 4、C C5 5位位34天然药化主题医学知识分类分类J C C1717侧链为侧链为五元五元不饱和内酯环，称不饱和内酯环，称甲型甲型强强心苷元。在已知的强心苷元中，心苷元。在已知的强心苷元中，大多数属大多数属于此类于此类。J C C1717侧链为侧链为六元六元不饱和内酯环，称不饱和内酯环，称乙型乙型强强心苷元。自然界中仅少数苷元属此类。心苷元。自然界中仅少数苷元属此类。35天然药化主题医学知识甲型强心苷元甲型强心苷元乙型强心苷元乙型强心苷元 18191736天然药化主题医学知识（二）糖部分的结构（二）糖部分的结构 J构成强心苷的单糖有构成强心苷的单糖有2020多种。常见的有多种
15、。常见的有两类。两类。，是区别，是区别于其它苷类成分的一个重要特征。于其它苷类成分的一个重要特征。37天然药化主题医学知识38天然药化主题医学知识（三）苷元与糖的连接方式（三）苷元与糖的连接方式u强心苷大多是强心苷大多是，少数是单糖苷或双糖苷。，少数是单糖苷或双糖苷。通常按通常按糖的种类以及和苷元的连接方式糖的种类以及和苷元的连接方式，可分为以，可分为以下三种类型：下三种类型：I型型：苷元：苷元-（2 2，6-6-二去氧糖）二去氧糖）x x（D-D-葡萄糖）葡萄糖）y y II 型型：苷元：苷元-（6-6-去氧糖）去氧糖）x（D-D-葡萄糖）葡萄糖）yIII型型：苷元：苷元-（D-D-葡萄糖）
16、葡萄糖）y y 39天然药化主题医学知识紫花洋地黄苷紫花洋地黄苷A A R=-DR=-D葡萄糖葡萄糖黄夹苷甲黄夹苷甲绿海葱苷绿海葱苷40天然药化主题医学知识三、强心苷的理化性质三、强心苷的理化性质（一）（一）性状：性状：u 强心苷多为无色结晶或无定形粉末；强心苷多为无色结晶或无定形粉末；u 中性物质；中性物质；u 有旋光性；有旋光性；u C C17 17 侧链为侧链为-构型的味苦；构型的味苦；u 对粘膜有刺激性。对粘膜有刺激性。41天然药化主题医学知识（二）溶解性（二）溶解性u苷元亲脂性较强；苷元亲脂性较强；u成苷后极性增大；成苷后极性增大；u强心苷的极性与分子中强心苷的极性与分子中羟基的数目
17、羟基的数目有关有关：羟基数目越多，亲水性越强。羟基数目越多，亲水性越强。42天然药化主题医学知识洋地黄毒苷洋地黄毒苷举例举例1 143天然药化主题医学知识水溶性很大（水溶性很大（1:751:75），难溶于氯仿。），难溶于氯仿。乌本苷乌本苷OOCH3OHHOHOHOOHO鼠李糖举例举例2 2L-鼠李糖鼠李糖44天然药化主题医学知识（三）水解反应（三）水解反应分分化学方法和生物方法化学方法和生物方法两大类：两大类：u化学方法主要有化学方法主要有酸水解酸水解、碱水解和乙酰解；、碱水解和乙酰解；u生物方法主要有酶水解。生物方法主要有酶水解。45天然药化主题医学知识酸水解酸水解A.温和酸水解：温和酸水解
18、：用稀（用稀（0.02-0.05mol/L)0.02-0.05mol/L)的盐酸或硫酸在含水的盐酸或硫酸在含水醇中经短时间加热回流，可使醇中经短时间加热回流，可使型强心苷水解成型强心苷水解成苷元和糖，但苷元和糖，但型、型、型难以水解型难以水解。OOHOROOHORHOOHORH+（促使水解难以发生）（促使水解难以发生）互变互变2 2H+2 22 246天然药化主题医学知识B.强烈酸水解强烈酸水解 用较浓酸（用较浓酸（3%-5%3%-5%）长时间加热回流或同时加）长时间加热回流或同时加压，可水解压，可水解型和型和型强心苷。型强心苷。但得不到原生苷元但得不到原生苷元。OOOOHHOH(D-digi
19、toxose)3OOH三脱水羟基毛地黄毒苷元三脱水羟基毛地黄毒苷元羟基毛地黄毒苷羟基毛地黄毒苷3-5%HCl3-5%HCl47天然药化主题医学知识OOOOHOCH3CCH3CH3OH OHOOOOHOHOCH3O=CHOOOHO=CH铃兰毒苷铃兰毒苷1%HCl1%HCl(丙酮丙酮,室温室温/2 weeks)2 weeks)丙酮化物丙酮化物C.盐酸丙酮法盐酸丙酮法48天然药化主题医学知识丙酮化物丙酮化物OHOOOHOHO=CHOCH3CCH3CH3OO+HCl毒毛旋花子苷元毒毛旋花子苷元稀酸水解稀酸水解氯代氯代-L-L-鼠李糖丙酮化合物鼠李糖丙酮化合物49天然药化主题医学知识酶水解法酶水解法 蜗
20、牛酶蜗牛酶（一种混合酶，蜗牛肠管消化液经处（一种混合酶，蜗牛肠管消化液经处理而得）几乎理而得）几乎能水解所有的苷键能水解所有的苷键，能将强心苷分，能将强心苷分子的糖逐步水解，直至获得苷元，常用来子的糖逐步水解，直至获得苷元，常用来研究强研究强心苷的结构心苷的结构。50天然药化主题医学知识作用于甾体母核作用于甾体母核作用于作用于五元不饱和内酯环五元不饱和内酯环的反应的反应作用于作用于2-2-去氧糖去氧糖51天然药化主题医学知识u样品溶于样品溶于冰醋酸冰醋酸，加，加浓硫酸浓硫酸-醋酐醋酐(1:20)(1:20)u产生颜色变化产生颜色变化1.Liebermann-Burchard反应反应作用于甾体母
21、核作用于甾体母核52天然药化主题医学知识u2 2、Salkowski反应：反应：将样品溶于将样品溶于氯仿氯仿，加，加入入硫酸硫酸，氯仿层显血红色，硫酸层显绿色，氯仿层显血红色，硫酸层显绿色荧光。荧光。u3 3、三氯化锑或五氯化锑：、三氯化锑或五氯化锑：纸片反应，样纸片反应，样品斑点显黄、灰蓝、灰紫等颜色。品斑点显黄、灰蓝、灰紫等颜色。作用于甾体母核作用于甾体母核53天然药化主题医学知识 甲型强心苷在碱性醇溶液中，发生双键转移，生成甲型强心苷在碱性醇溶液中，发生双键转移，生成 活性亚甲基，故可与活性亚甲基，故可与活性亚甲基试剂活性亚甲基试剂作用而显色。作用而显色。乙型强心苷无此类反应。乙型强心苷
22、无此类反应。22作用于五元不饱和内酯环的反应作用于五元不饱和内酯环的反应54天然药化主题医学知识Baljet反应Kedde反应Raymond亚硝酰铁氰化钠亚硝酰铁氰化钠苦味酸苦味酸3,5-3,5-二硝基苯甲酸二硝基苯甲酸间二硝基苯间二硝基苯深红深红或或蓝蓝橙色或橙红橙色或橙红深红深红或或红红紫色紫色或或蓝蓝 470470 490 490 590 590 620 620 反应名称反应名称试剂试剂颜色颜色maxmaxLegal反应反应作用于五元不饱和内酯环的反应作用于五元不饱和内酯环的反应55天然药化主题医学知识 过程：强心苷过程：强心苷 冰醋酸冰醋酸+Fe+Fe3+3+浓硫酸浓硫酸 现象：现象：
23、醋酸层醋酸层 蓝绿色蓝绿色 两液间：毛地黄毒苷两液间：毛地黄毒苷 绿色绿色 羟基毛地黄毒苷羟基毛地黄毒苷 洋红色洋红色 异羟基毛地黄毒苷异羟基毛地黄毒苷 黄棕色黄棕色 要求：要求：存在存在2-2-去氧糖或能水解出去氧糖或能水解出2-2-去氧糖去氧糖1 1、Keller-Kiliani反应反应作用于作用于2-2-去氧糖去氧糖56天然药化主题医学知识2 2、呫吨氢醇反应、呫吨氢醇反应 显红色显红色；此反应极为灵敏，分子中的；此反应极为灵敏，分子中的2-2-去氧糖可去氧糖可定量地发生反应，故还可用于定量分析。定量地发生反应，故还可用于定量分析。3 3、对、对-二甲氨基苯甲醛反应二甲氨基苯甲醛反应 2
24、-2-去氧糖显去氧糖显灰红色灰红色斑点。斑点。4 4、过碘酸对硝基苯胺反应、过碘酸对硝基苯胺反应 样品反应后呈样品反应后呈深黄色深黄色斑点，紫外灯下现斑点，紫外灯下现黄色荧光黄色荧光。呫吨氢醇呫吨氢醇作用于作用于2-2-去氧糖去氧糖57天然药化主题医学知识CH2CH=OCH=OCHCH=OCH-OHNO2NH2CHCHCHNNHNO2NO222-2-去氧糖去氧糖过碘酸过碘酸(黄色黄色)58天然药化主题医学知识五、强心苷的提取分离五、强心苷的提取分离 强心苷含量很低，多与强心苷含量很低，多与糖类、皂苷、色素、糖类、皂苷、色素、鞣质鞣质等共存，这些成分的存在可影响强心苷在溶等共存，这些成分的存在可
25、影响强心苷在溶剂中的溶解度。同时，强心苷的原生苷和次生苷剂中的溶解度。同时，强心苷的原生苷和次生苷共存，且很多结构相似的苷同存，故提取较难。共存，且很多结构相似的苷同存，故提取较难。因酸碱可使强心苷发生水解、脱水和异构化，因酸碱可使强心苷发生水解、脱水和异构化，故提取分离时应注意故提取分离时应注意控制酸碱性控制酸碱性。59天然药化主题医学知识一、提取一、提取原生苷原生苷:抑制酶的活性抑制酶的活性(冷冻干燥、快速提取、快冷冻干燥、快速提取、快速干燥速干燥)MeOH)MeOH、70%EtOH70%EtOH提取。提取。次生苷次生苷:利用酶的活性利用酶的活性,EtOH,EtOH、EtOAcEtOAc提
26、取。提取。二、纯化二、纯化 1.1.用乙醚、氯仿脱脂；用乙醚、氯仿脱脂；2.2.用铅盐法除去水溶性杂质；用铅盐法除去水溶性杂质；3.3.吸附法吸附法三、分离三、分离 常用方法：重结晶、逆流分配法、层析法常用方法：重结晶、逆流分配法、层析法60天然药化主题医学知识六、强心苷的波谱特征六、强心苷的波谱特征UV：强心苷类由于具有五元或六元不饱和内酯环，其紫外吸收光谱强心苷类由于具有五元或六元不饱和内酯环，其紫外吸收光谱的特征较显著：的特征较显著：甲型强心苷元在：甲型强心苷元在：217-220nm；乙型强心苷元在：乙型强心苷元在：295-300nm。IR：不饱和内酯环的羰基峰不饱和内酯环的羰基峰:18
27、00-1700cm-1两个峰。两个峰。甲型甲型:1756cm-1;1783cm-1（强度随溶剂增加而减弱）。（强度随溶剂增加而减弱）。乙型乙型:1718cm-1;1740cm-161天然药化主题医学知识MSMS 甲型：甲型：m/z 111,124,163,164 乙型：乙型：m/z 109,123,135,136 若分子量若分子量500，应用，应用FAB-MS或或FD-MS可将糖可将糖-分子分子-分子打断，灵敏度高；分子离子峰较强提分子打断，灵敏度高；分子离子峰较强提供糖链连接顺序和糖的种类信息；样品用量少供糖链连接顺序和糖的种类信息；样品用量少。62天然药化主题医学知识1H-NMR 1.18
28、,19-CH3 1.0;18-CH3 19-CH3 2.C10-CHO 10-9.5（s）;C10-CH2OH 酰化后酰化后 4.5-5.0 (J=12Hz,2H,ABq);3.C3-H 3.90 (m)成苷后向低场位移；成苷后向低场位移；C16-2H(若无含氧基团取代若无含氧基团取代)2.0-2.5(m);C17-H 2.80(J=9.5Hz,m或或dd)63天然药化主题医学知识4.内酯环内酯环 五元内酯环五元内酯环 C21-H 4.50-5.00(J=18Hz,宽宽s或或ABq)C22-H 5.60-6.0（宽（宽s）六元内酯环六元内酯环 C21-H 7.2（s）C22-H 7.8 （d）
29、C23-H 6.3（d）5.糖分子上的质子糖分子上的质子 端基氢：端基氢：-D-glc aa J=6-8Hz -L-rha ae J=2HzO O212223OO22232164天然药化主题医学知识13C-NMR 1.一般用比较的方法一般用比较的方法 伯碳伯碳 仲碳仲碳 叔碳叔碳 季碳季碳 醇碳醇碳 烯碳烯碳 羰基碳羰基碳 12-24 20-41 35-57 27-43 65-91 119-172 177-210 2.可判断可判断A/B环的构象环的构象 10-CH3 A，B环上的碳环上的碳 5 -甾体甾体 20 较较5 -甾体高场甾体高场2-8 5 -甾体甾体 1265天然药化主题医学知识六、
30、强心苷的生理活性六、强心苷的生理活性 强心苷为心脏兴奋剂，主要作用是强心苷为心脏兴奋剂，主要作用是延长传导时间，兴延长传导时间，兴奋心肌奋心肌。其强心作用主要取决于。其强心作用主要取决于苷元部分苷元部分，但糖部分，但糖部分可增加可增加强心苷对心肌的亲和力强心苷对心肌的亲和力，故对强心苷的生理活性也有影响。，故对强心苷的生理活性也有影响。（一）苷元结构与强心作用的关系（一）苷元结构与强心作用的关系1.1.强心苷元甾体母核必须具有一定的构象、强心苷元甾体母核必须具有一定的构象、C C1717位连接有不饱位连接有不饱和内酯环且必须是和内酯环且必须是-构型构型，若异构化为，若异构化为-型或开环或不饱和
31、型或开环或不饱和内酯环被氢化或双键位移，均无毒性或毒性显著降低。内酯环被氢化或双键位移，均无毒性或毒性显著降低。66天然药化主题医学知识2.2.C C1414位上位上-OH-OH只有是只有是-构型的才有效构型的才有效 C C1414-OH OH 如与邻近的碳原子上的如与邻近的碳原子上的H H脱水形成双键或与脱水形成双键或与C C8 8脱脱氢成氧桥，均使强心作用减低或消失。氢成氧桥，均使强心作用减低或消失。C C1414-OH OH可能是可能是保持氧的功能和保持氧的功能和C/DC/D环为顺式构象的重要因素。环为顺式构象的重要因素。3.3.A/BA/B环顺式的甲型强心苷元，环顺式的甲型强心苷元，C
32、 C3 3-OH-OH必须是必须是-构型构型，-型无活性。型无活性。4.C4.C1010-CH-CH3 3氧化成羟甲基或醛基或羧酸后，可影响强心作氧化成羟甲基或醛基或羧酸后，可影响强心作用的强度或毒性，但不是决定因素。用的强度或毒性，但不是决定因素。67天然药化主题医学知识5.引入引入5、11、12-OH有增强活性作用，而引入有增强活性作用，而引入1、6、16-OH有降低活性作用。有降低活性作用。6.在母核上引入双键，对强心作用的影响不一致，在母核上引入双键，对强心作用的影响不一致，引引入入4（5）能增强活性，而引入能增强活性，而引入 16（17）则活性消失或则活性消失或显著下降。显著下降。7
33、.无论在苷元或糖基上无论在苷元或糖基上增加乙酰基都有增强活性的作增加乙酰基都有增强活性的作用。用。68天然药化主题医学知识Section Four Steroidal Saponins 一、概述一、概述1.1.定义定义 具有螺甾烷类化合物结构母核的一类皂苷。具有螺甾烷类化合物结构母核的一类皂苷。2.2.分布分布 主要分布薯蓣科、百合科、玄参科、菝契科、主要分布薯蓣科、百合科、玄参科、菝契科、龙舌兰科等单子叶植物中。龙舌兰科等单子叶植物中。69天然药化主题医学知识3.3.生物活性生物活性抗生育：杀灭精子、抗早孕抗生育：杀灭精子、抗早孕 主要用作主要用作合成甾体避孕药和激素类药物的原料。合成甾体避
34、孕药和激素类药物的原料。降血糖降血糖:伪原知母皂苷伪原知母皂苷AA和原知母皂苷和原知母皂苷AA降低胆固醇和免疫调节降低胆固醇和免疫调节抗真菌、杀虫等抗真菌、杀虫等70天然药化主题医学知识防治心脑血管疾病：防治心脑血管疾病：地奥心血康胶囊地奥心血康胶囊含含8种由黄山药中提取的甾体皂种由黄山药中提取的甾体皂苷，总量在苷，总量在90%以上，治疗冠心病。以上，治疗冠心病。心脑舒通心脑舒通由蒺藜果实中提取的总甾体皂苷，用由蒺藜果实中提取的总甾体皂苷，用于心脑血管疾病的防治。于心脑血管疾病的防治。盾叶冠心宁盾叶冠心宁从盾叶薯蓣中提取的水溶性皂苷。从盾叶薯蓣中提取的水溶性皂苷。71天然药化主题医学知识黄山药
35、黄山药蒺藜蒺藜盾叶薯蓣盾叶薯蓣72天然药化主题医学知识抗肿瘤：抗肿瘤：从百合科植物从百合科植物Ornithogalum saundersiaeOrnithogalum saundersiae中分中分离出一种皂苷离出一种皂苷OSW-1OSW-1,此化合物对人的正常细胞几乎此化合物对人的正常细胞几乎没有毒性，而对恶性肿瘤细胞具有强烈毒性。体外没有毒性，而对恶性肿瘤细胞具有强烈毒性。体外生理活性实验表明，它的抗癌活性比目前临床应用生理活性实验表明，它的抗癌活性比目前临床应用的顺铂、紫杉醇等高的顺铂、紫杉醇等高100100倍，有望成为一类新的抗倍，有望成为一类新的抗癌药物。癌药物。73天然药化主题医学
36、知识J Am Chem Soc 2001,123,(14):3369-3370 74天然药化主题医学知识二、化学结构二、化学结构（一）结构特点（一）结构特点 1.1.分子具螺缩酮的结构分子具螺缩酮的结构 2.A/B 2.A/B 顺、反顺、反;B/C,C/D;B/C,C/D反反 3.C3.C10,10,C C1313具具-CH-CH3 3 4.C 4.C3 3有有-OH-OH取代取代 5.C5.C5 5、C C6 6有时具双键；有时具双键；C C1212有时具羰基有时具羰基 6.6.分子中有三个分子中有三个*C:C:*C C2020、*C C2222、*C C2525OORO1234567891
37、0111213141516171819202122232425262775天然药化主题医学知识（二）结构分类（二）结构分类 甾体皂苷的皂苷元基本骨架属于螺甾甾体皂苷的皂苷元基本骨架属于螺甾(spirostane(spirostane）的衍生物，依照螺甾烷结构）的衍生物，依照螺甾烷结构 中中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，可将其分为四种类型。类型。OORO12345678910111213141516171819202122232425262776天然药化主题医学知识1螺甾烷醇类（螺甾烷醇类（spirostanols）C25为为S构型构型OOHO12345
38、678910111213141516171819202122232425262777天然药化主题医学知识2异螺甾烷醇类（异螺甾烷醇类（isospirostanols)C25为为R构型构型OOHO12345678910111213141516171819202122232425262778天然药化主题医学知识4变形螺甾烷醇类（变形螺甾烷醇类（pseudo-pirostanols）F环为五元四氢呋喃环环为五元四氢呋喃环OHO123456789101112131415161718192021222324252627OCH2OH80天然药化主题医学知识（1）分子中含有）分子中含有A,B,C,D,E,F
39、六个环，六个环，A,B,C,D为甾体母核为甾体母核-环戊烷多氢菲，环戊烷多氢菲，C22 是是E环和环和F环共有的碳原子，以螺缩酮环共有的碳原子，以螺缩酮 的形式相联。的形式相联。（2）一般）一般B/C 和和C/D环稠合为反式（环稠合为反式（8,9,13,14)，而，而A/B环有顺式或反环有顺式或反 式（式（5或或5）。）。（3）分子中有含有多个羟基，大多在）分子中有含有多个羟基，大多在C3位位 有羟基取代。多数为有羟基取代。多数为-型，少数为型，少数为 -型。羰基和双键也是常见取代基。型。羰基和双键也是常见取代基。甾体皂苷元共有甾体皂苷元共有2727个碳原子组成个碳原子组成:81天然药化主题医
40、学知识（4）在甾体皂苷元的在甾体皂苷元的E,F环中有环中有3个手性碳原子，为个手性碳原子，为C20,C22,C25 C20甲基为甲基为型型，即，即C20-甲基位于甲基位于E环平面的背面，对环平面的背面，对E环来环来说是说是型，但对型，但对F环来说是环来说是型型 C22也为也为型型 C25甲基有两种构型甲基有两种构型：当当C25甲基位于环平面上的直立键时为甲基位于环平面上的直立键时为型，型，当当C25甲基位于甲基位于环平面下的平伏键环平面下的平伏键时为时为型型两者互为异构体，常共存于植物体内两者互为异构体，常共存于植物体内.（5）甾体皂苷分子中不含羧基，呈中性，故又称）甾体皂苷分子中不含羧基，呈
41、中性，故又称中性皂苷中性皂苷。82天然药化主题医学知识（三）结构举例（三）结构举例OOOOHOHOOOOHOOOHOHglcglcgalaOCH2OH薯蓣皂苷元H剑麻皂苷元薤白苷丁纽替皂苷元283天然药化主题医学知识三、甾体皂苷的理化性质三、甾体皂苷的理化性质1.1.性状性状：甾体皂苷元有较好晶形。皂苷多为无定形粉末，甾体皂苷元有较好晶形。皂苷多为无定形粉末，味苦而辛辣，对人体黏膜有强烈的刺激性；皂苷多具旋味苦而辛辣，对人体黏膜有强烈的刺激性；皂苷多具旋光性，且多为左旋。光性，且多为左旋。2 2.溶解性溶解性：甾体皂苷元能溶于亲脂性溶剂；不溶于水。皂甾体皂苷元能溶于亲脂性溶剂；不溶于水。皂苷一
42、般可溶于水、稀醇易溶于热水、稀醇，难溶于石油苷一般可溶于水、稀醇易溶于热水、稀醇，难溶于石油醚、苯、乙醚等亲脂性溶剂。醚、苯、乙醚等亲脂性溶剂。84天然药化主题医学知识3.表面活性及溶血作用表面活性及溶血作用 甾体皂苷多具有发泡性，其水溶液振荡后产生持久性泡沫甾体皂苷多具有发泡性，其水溶液振荡后产生持久性泡沫。甾体皂苷具有溶血作用。甾体皂苷具有溶血作用。4.能与碱式铅盐、钡盐形成沉淀能与碱式铅盐、钡盐形成沉淀5.颜色反应颜色反应 甾体皂苷在无水条件下，遇某些酸类可产生与三萜皂苷相甾体皂苷在无水条件下，遇某些酸类可产生与三萜皂苷相类似的颜色反应。类似的颜色反应。甾体皂苷甾体皂苷与醋酐硫酸的颜色反
43、应，最后出现与醋酐硫酸的颜色反应，最后出现绿色绿色；三萜三萜皂苷皂苷最后出现最后出现红色或蓝色红色或蓝色。三萜皂苷三萜皂苷三氯醋酸加热到三氯醋酸加热到100度度显色，而显色，而甾体皂苷甾体皂苷加热到加热到60度度就显色。就显色。85天然药化主题医学知识6.甾体皂苷可甾体皂苷可与甾醇形成分子复合物与甾醇形成分子复合物，甾体皂苷的乙醇溶液可被，甾体皂苷的乙醇溶液可被甾醇（常用胆甾醇）沉淀。甾醇（常用胆甾醇）沉淀。除胆甾醇外，凡是含有除胆甾醇外，凡是含有C3位位OH的甾醇都可与皂苷结合生成的甾醇都可与皂苷结合生成难溶性分子复合物。难溶性分子复合物。若若C3-OH为为构型，或者是当构型，或者是当C3-
44、OH被酰化被酰化或生成苷键，就不能与皂苷生成难溶性的分子复合物。生成的或生成苷键，就不能与皂苷生成难溶性的分子复合物。生成的分子复合物用乙醚回流提取时，胆甾醇可溶于醚，但皂苷不溶分子复合物用乙醚回流提取时，胆甾醇可溶于醚，但皂苷不溶，从而达到纯化皂苷和检查是否有皂苷成分的存在。，从而达到纯化皂苷和检查是否有皂苷成分的存在。86天然药化主题医学知识四、甾体皂苷元的波谱特征四、甾体皂苷元的波谱特征UV (nm)孤立双键孤立双键 205-225 900 孤立羰基孤立羰基 285 500 ,-不饱和酮不饱和酮 240 11000 共轭双键共轭双键 235 C C1414-OH-OH的判断的判断：307
45、-309 nm 甾体皂苷元降解、氧化脱水（含C14-OH）C=OCH387天然药化主题医学知识IRIR 甾体皂苷元含有螺缩酮结构的侧链，在甾体皂苷元含有螺缩酮结构的侧链，在IRIR中几乎都能显示出中几乎都能显示出980cm980cm-1-1(A)(A)、920cm920cm-1-1(B)(B)、900cm900cm-1-1(C)(C)、860cm860cm-1-1(D)(D)附近的四个附近的四个特征吸收带，且特征吸收带，且A A带最强。在带最强。在25S25S型皂苷或型皂苷或皂苷元中，皂苷元中，B B带带CC带。在带。在25R25R皂苷或皂苷元皂苷或皂苷元中则是中则是B B带带C 19-CH3
46、 21,27-CH3 1.0(d);21-CH3 27-CH3 90天然药化主题医学知识五、甾体皂苷的提取与分离甾体皂苷元的提取；甾体皂苷元的提取；1.在植物组织中将皂苷水解，然后用低极性溶剂在植物组织中将皂苷水解，然后用低极性溶剂提取皂苷元。提取皂苷元。2.先用极性溶剂如甲醇、乙醇、丁醇将皂苷提出先用极性溶剂如甲醇、乙醇、丁醇将皂苷提出，再加酸加热水解，滤出水解物，然后用低极性，再加酸加热水解，滤出水解物，然后用低极性溶剂提取皂苷元。溶剂提取皂苷元。91天然药化主题医学知识穿穿山山龙龙（干干燥燥根根茎茎）加加水水浸浸透透后后，再再加加入入3 3.5 5倍倍量量水水，加加入入浓浓H H2 2S
47、 SO O4 4使使达达3 3%浓浓度度，通通蒸蒸气气加加压压进进行行水水解解8 8小小时时水水解解物物用用水水洗洗去去酸酸液液，干干燥燥后后粉粉碎碎，使使含含水水量量不不超超过过6 6%干干燥燥粉粉加加6 6倍倍量量汽汽油油（或或甲甲苯苯），连连续续回回流流，提提取取2 20 0小小时时汽汽油油提提取取液液回回收收汽汽油油，浓浓缩缩至至约约1 1:4 40 0,室室温温放放置置，使使结结晶晶完完全全析析出出后后，离离心心甩甩干干粗粗制制薯薯蓣蓣皂皂苷苷元元自自乙乙醇醇或或丙丙酮酮中中重重结结晶晶，活活性性炭炭脱脱色色薯薯蓣蓣皂皂苷苷元元(m mp p2 20 04 4-2 20 07 7)92天然药化主题医学知识作业1 1、什么是强心苷、什么是强心苷?它的基本化学结构怎样它的基本化学结构怎样?2 2、强心苷中的哪些结构对生理活性是特别重要的强心苷中的哪些结构对生理活性是特别重要的?举例说举例说明在提取过程中如何防止这些结构的改变。明在提取过程中如何防止这些结构的改变。3 3、下列试剂或方法有什么用途、下列试剂或方法有什么用途?KellerKeller KilianiKiliani试剂试剂LiebermannLiebermannBurchardBurchard试验试验过碘酸作用过碘酸作用(暗处放置暗处放置)间硝基苯间硝基苯,KOH,KOH反应反应93天然药化主题医学知识
