《甾体和其苷》PPT课件.ppt

第 八 章 甾 体 及 其 苷 类 Steroids and Related Saponins 强 心 苷 类第 八 章 甾 体 及 其 苷 类概 述甾 体 化 合 物甾 体 皂 苷1234 1 2 3 4甾 体 的定 义 甾 体 的分 类 立 体构 型 甾 类 成分 的 颜色 反 应第 一 节 概 述 1.定 义 ： 甾 体 又 名 类 固 醇 化 合 物 (steroids)， 其 结 构 中都 具 有 环 戊 烷 骈 多 氢 菲 的 母 核 ， 1936年 给 这 类 化 合 物提 出 一 个 总 称 “ 甾 体 化 合 物 ” 。2. 结 构 特 征 ：A:都 具 有 环 戊 烷 骈 多 氢 菲 的 母 核 ;B:甾 核 四 个 环 有 不 同 的 稠 合方 式 ； C:C-10、 C-13上 各 有 一 个 甲 基 ， 称 为 角 甲 基 ； C-17位有 侧 链 ; D:C-3 位 有 OH取 代 ， 可 与 糖 成 苷 。 R 12 3 4 5 6 78910 11 12 1314 1516 171819 一 、 甾 体 的 定 义 各 种 类 型 的 甾 体 二 、 甾 体 的 分 类在 甾 体 母 核 上 ， 大 都 存 在 C-3羟 基 ， 可 和 糖 结 合 成苷 。 而 C-17侧 链 有 显 著 差 别 ， 根 据 C-17侧 链 结 构 的不 同 ， 可 将 天 然 甾 类 分 为 不 同 类 型 。分 类 C-17侧 链 A/B B/C C/DC21 甾 类 羰 甲 基 衍 生 物 反 反 顺强 心 苷 类 不 饱 和 内 酯 环 顺 、 反 反 反甾 体 皂 苷 类 含 氧 螺 杂 环 顺 、 反 反 反植 物 甾 醇 脂 肪 烃 顺 、 反 反 反 昆 虫 变 态 激 素 脂 肪 烃 顺 反 反胆 酸 类 戊 酸 顺 反 反 母 核 的 构 型 ： 甾 体 化 合 物 的 四 个 环 之 间 ， 每 两 个 环 以 碳 碳 单 键 稠合 时 ， 可 以 是 顺 式 的 ， 也 可 以 是 反 式 的 。 A/B环 有 顺 式 (5-H)或 反 式 (5-H)稠 合 。 B/C环 是 反 式 稠 合 (8-H/9-H)。 C/D环 有 顺 式 (14-H)或 反 式 稠 合 (14-H)。三 、 立 体 构 型 取 代 基 的 构 型 ： 天 然 甾 类 成 分 C-10、 C-13和 C-17侧 链 大 多 为 -构 型 ，以 实 线 表 示 。 由 于 C-3上 有 羟 基 ， 所 以 有 两 种 类 型的 异 构 体 ： 3-OH, CH3-10顺 式 :-型 (实 线 表 示 ) 3-OH, CH3-10反 式 :-型 或 epi-型 (表 -型 ， 虚 线 表 示 ) R 12 3 4 5 6 78 91011 12 1314 151617 18 19 H H H HA BC D HO R 12 3 4 5 6 78 91011 12 1314 151617 18 19 H H H HA BC D HO 四 、 甾 类 成 分 的 颜 色 反 应 甾 类 成 分 在 无 水 条 件 下 ， 用 酸 处 理 ， 能 产 生 各 种 颜色 反 应 ， 可 用 这 些 反 应 来 初 步 鉴 别 该 类 成 分 。1. Liebermann-burchard反 应 ： 样 品 溶 于 冰 醋 酸 ， 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 。 （ 三 萜 皂 苷 紫 红 色 ； 甾 体皂 苷 绿 色 ）2. Salkowski反 应 ： 样 品 溶 于 氯 仿 ， 沿 管 壁 滴 加 浓 硫 酸 ，氯 仿 层 显 血 红 色 或 青 色 ， 硫 酸 层 显 绿 色 荧 光 。 题 目 ： 用 Liebermann-Burchard反 应 可 区别 甾 体 皂 苷 和 三 萜 皂 苷 是 因 为A、 甾 体 皂 苷 颜 色 较 浅B、 三 萜 皂 苷 颜 色 较 浅C、 甾 体 皂 苷 最 后 呈 污 绿 色D、 三 萜 皂 苷 最 后 呈 绿 色E、 二 者 的 变 色 时 间 不 同答 案 ： C 4. Rosen-Heimer反 应 ： 样 品 25%三 氯 醋 酸 乙 醇 液 红 色 紫 色分 子 中 有 共 轭 双 烯 结 构 或 经 三 氯 醋 酸作 用 ， 生 成 物 具 共 轭 双 烯 结 构 。3. 三 氯 化 锑 或 五 氯 化 锑 反 应 ： 将 样 品 醇 溶 液 点 于 滤 纸 上 ， 喷 以 20%三 氯 化 锑 (或 五 氯 化 锑 )氯 仿 溶 液 (不 应 含乙 醇 和 水 )干 燥 后 ， 6070 加 热 ， 显 黄 色 、 灰 蓝 色 、灰 紫 色 斑 点 。 第 二 节 甾 体 化 合 物 C21甾 体类 化 合物 海 洋 甾体 化 合物 一 、 C21甾 体 类 化 合 物1. 定 义 C21甾 (C21-steroides） 是 一 类 含 有 21个 碳 原 子 的 甾体 衍 生 物 ， 由 植 物 中 分 离 出 的 C21甾 类 都 是 以 孕 甾烷 (pregnane)或 其 异 构 体 为 基 本 骨 架 。 是 目 前 广 泛应 用 于 临 床 的 一 类 重 要 药 物 ， 具 有 抗 炎 、 抗 肿 瘤 、抗 生 育 等 方 面 生 物 活 性 。 123 4 5 6 78 91011 12 1314 151617 1819 H H H HA B C DHO H20 21 2. 结 构 特 点v A/B反 ； B/C反 ； C/D顺 。v C-5和 C-6间 大 多 有 双 键 ； C-20位 可 能 有 羰 基 ； C-17位 上 的 侧 链 多 为 a构 型 。v C-3、 C-8、 C-12、 C-14、 C-17、 C-20等 位 置 可 能有 b-OH； C-11位 可 能 有 a-OH。v C-11、 C-12羟 基 可 能 和 醋 酸 、 苯 甲 酸 、 桂 皮 酸 等 结 合 成 酯 。 3 20 8 12 14 17H R1 R2HO R4R3R5 H R1 OHHO R3R2R4 HI II3 8 14 12 1720 3. 存 在 与 分 布 游 离 苷 元 的 形 式 存 在 ； 与 糖 结 合 成 苷 C21甾 体 苷 类 ： 其 苷 类 糖 链 多 和 C21甾 体 的 3-OH相 连 ， 少 数 连 于 20-OH上 。 其 苷 类 分 子 中 的 糖 除 2-OH糖 外 ， 还 有 2-去 氧 糖 。 C21甾 苷 类 大 都 与 皂 苷 、 强 心 苷 共 存 于 中 药 中 ， 多 分布 于 玄 参 科 、 夹 竹 桃 科 、 毛 茛 科 和 萝 摩 科 等 植 物 中 。 杜 楝 中 的 甾 体 化 合 物 H MeH HMeHOH HHO HHHO O H H HH H12 3 45 8911 12 14 1720 1819 2110 6 7 13 15 16H H H MeHMeO H H H HHHO HHH 13 5 6 7 8910 11 1314 171819 20 212 4 12 15 16H H1 2 杜 楝HOHO HO O HO H O AcO H OHH H HH1 2 3 二 、 海 洋 甾 体 化 合 物 Cephalostatin 1Squalamine 2. 化 学 结 构 和 分 类1. 概 述 3. 理 化 性 质4. 波 谱 特 征6. 生 物 活 性5. 提 取 分 离 强 心 苷第 三 节 强 心 苷 类 一 、 概 述1. 定 义强 心 苷 (cardiac glycosides)是 存 在 于 植 物 中 具 有 强 心作 用 的 甾 体 苷 类 化 合 物 ， 由 强 心 苷 元 和 糖 缩 合 而 产生 的 一 类 苷 。 目 前 临 床 应 用 的 有 二 、 三 十 种 ， 用 于 治 疗 充 血 性 心力 衰 竭 及 节 律 障 碍 等 心 脏 疾 病 ， 如 西 地 兰 、 地 高 辛 、毛 地 黄 毒 苷 等 。 但 强 心 苷 类 有 剧 毒 ， 若 超 过 安 全 剂 量 时 ， 可 使 心 脏中 毒 而 停 止 跳 动 。 某 些 强 心 苷 对 动 物 肿 瘤 有 效 ， 主 要 是 细 胞 毒 作 用 。 见 血 封 喉 Antiaris toxicaria 2. 分 布 到 现 在 已 从 十 几 个 科 一 百 多 种 植 物 中 发 现 强 心 苷 类 ，主 要 有 夹 竹 桃 科 、 玄 参 科 、 萝 摩 科 、 卫 矛 科 、 百 合科 和 大 戟 科 等 。 较 重 要 的 植 物 有 黄 花 夹 竹 桃 、 紫 花 洋 地 黄 、 毛 花 洋地 黄 、 杠 柳 、 铃 兰 、 海 葱 、 福 寿 草 、 羊 角 拗 等 。 动 物 中 尚 未 发 现 有 强 心 苷 类 成 分 ， 蟾 蜍 中 所 含 的 蟾毒 也 对 心 肌 有 兴 奋 作 用 ， 具 强 心 作 用 ， 但 其 非 苷 类 ，而 属 甾 体 酯 类 。 二 、 化 学 结 构 和 分 类1. 苷 元 部 分 B/C环 是 反 式 ， C/D环 是 顺 式 ； A/B环 大 多 数 为 顺式 ， 少 数 为 反 式 ; C-3和 C-14位 上 都 有 羟 基 ： 3-OH多 为 -型 ， 少 数为 -型 ， 命 名 时 冠 以 “ 表 ” 字 ； 14-OH都 是 -型 ； C-10和 C-13多 为 -CH3； C-17位 侧 链 为 不 饱 和 内 酯 环 ； C-11, C-12和 C-19位 可 能 连 羰 基 ， 4,5、 5,6、 9,11、 16,17可 能 有 双 键 。 RO OHH O A B C D3 1410 13 1711 1219 O sugar 2. 结 构 类 型 根 据 C-17位 侧 链 的 不 饱 和 内 酯 环 不 同 分 为 ： 甲 型 强 心 苷 ： 17-位 侧 链 为 五 元 环 的 a(b)-内 酯 ; 乙 型 强 心 苷 ： 17-位 侧 链 为 六 元 环 的 a(b),()- -内 酯 ； 这 两 类 的 侧 链 大 都 是 -构 型 ， 个 别 为 -构 型 ， -型无 强 心 作 用 。 RHO OHH 甲型 乙型 OO RHO OHH O 17 17 O 甲 型 强 心 苷 元 甲 型 强 心 苷 元 的 C-17位 上 连 五 元 不 饱 和 内 酯 环 ， 即 a(b)-内 酯 强 心 甾 烯 型 。 以 强 心 甾 (cardenolide)为母 核 命 名 。 甲型 RHO OHH O17 21 232220O HO OHH OO 毛 地 黄 毒 苷 元3,14-二羟基-5-强心甾-20(22)-烯 乙 型 强 心 苷 元 乙 型 强 心 苷 元 的 C-17位 上 上 连 六 元 不 饱 和 内 酯 环 ，即 a(b),()-内 酯 ， 称 为 海 葱 甾 二 烯 和 蟾 酥 甾 二 烯 。以 海 葱 甾 (scillanolide)或 蟾 酥 甾 (bufanolide)为 母 核 命名 。 RHO OHH 乙型 OO1720 212223 24 HO OH OO 海 葱 苷 元3,14-二羟基海葱甾-4,20,22-三烯 OCH3HO OHOH OCH3HO OHOH OH OCH3HO OHOH OH OCH3HO OHOCH 3OH OCH3HO OHOCH3OH D-鸡纳糖 D-弩箭子糖 D-6-去氧阿洛糖 L-黄花夹竹桃糖 D-毛地黄糖OH 3. 糖 部 分 构 成 强 心 苷 的 糖 有 20多 种 ， 根 据 C-2位 上 有 无 -OH分为 -OH糖 及 -去 氧 糖 两 类 。 a-羟 基 糖 除 广 泛 分 布 于 植 物 界 的 D-葡 萄 糖 和 L-鼠 李 糖 外 ， 还 有 ：6-去 氧 糖 如 ： D-鸡 纳 糖 和 D-弩 箭 子 糖 等 。6-去 氧 糖 甲 醚 如 ： L-黄 花 夹 竹 桃 糖 和 D-毛 地 黄 糖 等 。 a-去 氧 糖2,6-二 去 氧 糖 如 ： D-毛 地 黄 毒 糖 等 。2,6-二 去 氧 糖 甲 醚 如 ： L-夹 竹 桃 糖 、 D-加 拿 大 麻糖 等 。 OCH3HO OHOCH 3 OCH3HO OHOCH3 L-夹竹桃糖 D-2-去氧毛地黄糖 OCH3HO OHOR D-毛地黄毒糖 R=HD-加拿大麻糖 RCH3 4. 结 构 举 例甲 型 强 心 苷 紫 花 毛 地 黄 乙 型 强 心 苷 海 葱 三 、 强 心 苷 的 理 化 性 质(一 )性 状 和 溶 解 度 强 心 苷 多 为 无 色 结 晶 或 无 定 形 粉 末 ， 中 性 物 质 ，有 旋 光 性 。 强 心 苷 的 溶 解 性 与 所 连 糖 的 种 类 和 数 目 有 关 ， 一般 可 溶 于 水 、 甲 醇 、 乙 醇 和 丙 酮 等 极 性 溶 剂 ， 略溶 于 含 醇 氯 仿 和 乙 酸 乙 酯 ， 难 溶 于 乙 醚 、 苯 、 石油 醚 等 非 极 性 溶 剂 。 (二 )脱 水 反 应 强 心 苷 中 的 5-OH和 14-OH均 系 叔 羟 基 ， 极 易 脱 水 ，故 强 心 苷 混 合 强 酸 (3% 5% HCl)加 热 水 解 时 ， 苷 元往 往 发 生 脱 水 反 应 ， 得 到 次 生 的 脱 水 苷 元 。 如 果 3-OH氧 化 成 酮 基 ， 则 5-OH更 容 易 脱 水 ， 温 热 下即 可 反 应 ， 形 成 烯 酮 。 同 样 ， 16-羟 基 被 氧 化 成 酮 基 ， 也 可 促 使 14-OH脱 水得 到 烯 酮 。 HO OHOH O A B C D3 1410 13 1711 1219 O (三 )水 解 反 应1. 酸 水 解(1) 温 和 酸 水 解 ： 用 稀 酸 （ 0.020.05 mol/L) 的 盐 酸 或硫 酸 在 含 水 醇 中 经 短 时 间 (半 小 时 至 数 小 时 )加 热 回流 ， 可 水 解 去 氧 糖 的 苷 键 ， 2-羟 基 糖 的 苷 在 此 条 件下 不 被 水 解 。 对 苷 元 影 响 较 小 ， 不 会 引 起 脱 水 反 应 。(2) 强 烈 酸 水 解 : 用 较 浓 酸 (3%5%)， 长 时 间 加 热 回 流或 同 时 加 压 ， 可 水 解 2-羟 基 糖 。 但 此 法 常 引 起 苷 元失 去 1分 子 或 数 分 子 水 ， 形 成 脱 水 苷 元 。 (3) 氯 化 氢 丙 酮 法 (Mannich水 解 )： 将 强 心 苷 置 于 丙 酮 溶液 中 ， 室 温 条 件 下 与 HCl长 时 间 反 应 (约 两 周 ， 反 应 液中 含 HCl 0.41%)， 可 得 到 糖 的 衍 生 物 和 原 来 的 苷 元 。2. 酶 水 解 含 强 心 苷 的 植 物 中 ， 有 水 解 葡 萄 糖 的 酶 ， 无 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 。 蜗 牛 酶 几 乎 能 水 解 所 有 的 苷 键 ， 将 强 心 苷 分 子 的 糖 逐步 水 解 ， 直 至 获 得 苷 元 ， 常 用 来 研 究 强 心 苷 的 结 构 。紫 花 洋 地 黄 苷 A 紫 花 苷 酶 洋 地 黄 毒 苷 + D-葡 萄 糖 3. 碱 水 解 法 强 心 苷 的 苷 键 为 缩 醛 结 构 ， 可 被 酸 或 酶 水 解 ， 而 不被 碱 水 解 。 碱 试 剂 主 要 使 分 子 中 的 酰 基 水 解 、 内 酯环 裂 开 、 20(22)双 键 转 位 及 苷 元 异 构 化 等 。 甲 型 强 心 苷 在 醇 性 KOH溶 液 中 ， 通 过 内 酯 环 的 质子 转 移 ， 双 键 转 位 ， 14-OH与 C-20亲 电 加 成 生 成 内酯 型 异 构 化 物 ， 再 经 皂 化 作 用 开 环 而 生 成 开 链 型 异构 化 物 。 OH O O OH O O O O O O OH OOHKOH EtOH 1420 21 22 14 14内酯型异构化物 开链型异构化物 OH KOHCH3OH 20 2122 开链型异构化物14 O O OH OH COOCH3 O OHCOOCH3 O COOCH323 乙 型 强 心 苷 在 醇 性 KOH溶 液 中 ， 不 发 生 双 键 转 移 ，但 内 酯 环 开 裂 生 成 酯 ， 再 脱 水 形 成 开 链 型 异 构 化 苷 。 (四 )颜 色 反 应强 心 苷 颜 色 反 应 很 多 ， 根 据 颜 色 反 应 发 生 在 分 子 的 不同 部 位 可 分 为 三 类 ：1. 作 用 于 甾 体 母 核 的 反 应 ： (1) Liebermann-burchard反 应 (2) Salkowski反 应 (3) 三 氯 化 锑 或 五 氯 化 锑 反 应 (4) Rosen-Heimer反 应 ：25%三 氯 醋 酸 乙 醇 液 3%氯 胺 T水 溶 液 (4:1).样 品荧 光 反 应 毛 地 黄 强 心 苷 类 的 区 别 毛 地 黄 毒 苷 类 ： 黄 色羟 基 毛 地 黄 毒 苷 类 ： 蓝 色异 羟 基 毛 地 黄 毒 苷 类 ： 灰 黄 色 2. 作 用 于 ,-不 饱 和 内 酯 环 的 反 应 ： 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 试 剂 作 用 而 显 色 。乙 型 强 心 苷 无 此 类 反 应 。(1) Legal反 应 (亚 硝 酰 铁 氰 化 钠 试 剂 ): 取 样 品 12 mg，溶 于 23滴 吡 啶 中 ， 加 一 滴 3%亚 硝 酰 铁 氰 化 钠 溶 液和 一 滴 2 mol/L的 NaOH溶 液 ， 样 品 液 呈 深 红 色 并 渐渐 褪 去 。(2) Kedde反 应 (3,5-二 硝 基 苯 甲 酸 试 剂 ): 取 样 品 的 甲醇 或 乙 醇 溶 液 于 试 管 中 ， 加 入 3,5-二 硝 基 苯 甲 酸 试 剂34滴 ， 产 生 深 红 或 红 色 。 (3) Raymond反 应 (间 二 硝 基 苯 试 剂 ): 取 样 品 约 1 mg，以 少 量 的 50%乙 醇 溶 解 后 加 入 0.1 ml 1%的 间 二 硝 基苯 乙 醇 溶 液 ， 摇 匀 后 再 加 入 0.2 ml 20%的 NaOH溶液 ， 呈 紫 红 色 或 蓝 色 。(4) Baljet反 应 (碱 性 苦 味 酸 试 剂 ): 取 样 品 的 甲 醇 或 乙醇 液 于 试 管 中 ， 加 入 碱 性 苦 味 酸 试 剂 数 滴 ， 呈 现 橙或 橙 红 色 。 有 时 需 放 置 15 min后 显 色 。 3. 作 用 于 -去 氧 糖 的 反 应(1) Keller-Kiliani反 应 : 取 样 品 1 mg溶 于 5 ml冰 乙 酸 中 ，加 一 滴 20%三 氯 化 铁 水 溶 液 ， 倾 斜 试 管 ， 沿 试 管 壁 加入 5 ml浓 硫 酸 。 若 有 -去 氧 糖 存 在 ， 乙 酸 层 渐 呈 蓝 或 蓝 绿 色 ， 硫 酸层 因 苷 元 不 同 而 呈 现 草 绿 、 洋 红 或 黄 棕 色 等 不 同 颜 色 。 该 反 应 只 对 游 离 的 2-去 氧 糖 或 在 反 应 条 件 下 能 水 解出 2-去 氧 糖 的 强 心 苷 显 色 。 (2) 对 -二 甲 氨 基 苯 甲 醛 反 应 ： 可 在 滤 纸 上 反 应 ， 样品 滴 在 滤 纸 上 ， 喷 对 二 甲 氨 基 苯 甲 醛 试 剂 ， 90加 热 ， 反 应 后 呈 灰 红 色 斑 点 。(3) 占 吨 氢 醇 反 应 : 取 样 品 加 入 占 吨 氢 醇 试 剂 ， 置 沸水 浴 上 加 热 3 min， 呈 红 色 。(4) 过 碘 酸 -对 硝 基 苯 胺 反 应 ： 样 品 反 应 后 呈 深 黄 色斑 点 ， 紫 外 灯 下 为 棕 色 背 底 上 现 黄 色 荧 光 斑 点 。本 反 应 可 作 为 TLC的 显 色 方 法 。 四 、 强 心 苷 的 波 谱 特 征1. UV 甲 型 ： max 220 nm (lg 4.34) 乙 型 ： max 295-300 nm (lg 3.93)2. IR不 饱 和 内 酯 环 的 羰 基 峰 : 18001700 cm-1两 个 峰 。 甲 型 : 1756 cm-1 和 1783 cm-1 (强 度 随 溶 剂 极 性 增 加而 减 弱 ) 乙 型 : 1718 cm-1和 1740 cm-1 (强 度 随 溶 剂 极 性 增 加 而 减 弱 ) 3. MS 羟 基 脱 水 ， 醛 基 脱 CO、 脱 甲 基 、 脱 17-内 酯 侧 链 和RDA裂 解 的 碎 片 。 甲 型 ： m/z 111, 124, 163和 164等 含 有 内 酯 或 内 酯 环 加 D环 的 碎 片 乙 型 ： m/z 109, 123, 135和 136等 碎 片 O OHHH CH 2+ O OH CH 2 O OH 3C O OH 3Cm/z 111 m/z 124 m/z 163 m/z 164 O OCH 2+ O OHH H CH 2+ O OH + O OH CH2+m/z 109 m/z 123 m/z 135 m/z 136 若 分 子 量 500， 应 用 FAB-MS可 将 糖 -苷 元 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 。 4. 1H-NMR CH3： 19-Me 10-CHO： 9.510.0; 10-CH2OH： 酰 化 后 4.04.5, ABq, J=12 Hz; H-3： 3.90 (m)， 成 苷 后 向 低 场 位 移 ； H2-16 (若 无 含 氧 基 团 取 代 )： 2.02.5, m; H-17： 2.80, m或 dd, J=9.5 Hz; R HH 1819 0.992 0.792 R HH 1819 0.992 0.900 CHOH19 9.510.0, sCH 2OAcH19 4.004.50, ABq, J=12 HzH 2.80, m or dd17 16 2.02.5, m 3.90, mHO H l 内 酯 环l 五 元 内 酯 环l 六 元 内 酯 环l 5. 糖 单 元 上 的 质 子 端 基 氢 ： b-D-glc aa J=68 Hz a-L-rha ae J=2 Hz 6-去 氧 糖 1.0-1.5 d峰 2-去 氧 糖 aa和 ae dd峰 甲 氧 基 糖 3.50 RHO OHH 乙型 O O 1720 2122 23 24 甲型RHO OHH OO 5.66.0, br s 4.55.0, br s, t, or ABq, J=18 Hz 7.2, s 7.8, d 6.3, d2122 5. 13C-NMRl 一 般 用 比 较 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 65-91 119-172 177-210l 可 判 断 A/B环 的 稠 合 方 式 C-19 A,B环 上 的 碳 5 b-甾 体 24 5 a-甾 体 12 较 5 b -甾 体 低 场 2-8 HH 5 10 5 10 19 19C 12.0C 24.0 1. 提 取原 生 苷 ： 抑 制 酶 的 活 性 (冷 冻 干 燥 、 快 速 提 取 或 快 速干 燥 )， 用 MeOH或 70%EtOH提 取 ；次 生 苷 ： 利 用 酶 的 活 性 ， 用 EtOH或 EtOAc提 取 。2. 纯 化 1. 溶 剂 法 ： 用 石 油 醚 、 乙 醚 脱 脂 ， 醇 提 ； 2. 用 铅 盐 法 除 去 水 溶 性 杂 质 ； 3. 吸 附 法 ： 活 性 炭 或 Al2O3吸 附 色 素 、 糖 类 和 皂 苷 ；3. 分 离 常 用 方 法 ： 萃 取 法 、 逆 流 分 配 法 、 重 结 晶 、 色 谱 法五 、 强 心 苷 的 提 取 分 离 紫花毛地黄叶粉发酵70乙醇提取提取液 浓缩至含醇202831 放置，过滤胶 质(叶绿素等) 清 液 氯仿萃取水 层氯仿层NaOH溶液洗涤 水洗回收氯仿膏状物加丙酮 05 放置24 h结 晶氯仿溶解活性炭脱色浓缩，加入丙酮 析出结晶 毛地黄毒苷的提取分离 六 、 强 心 苷 的 生 理 活 性 . 强 心 苷 为 心 脏 兴 奋 剂 ， 主 要 作 用 是 延 长 传 导 时 间 ，兴 奋 心 肌 。 其 强 心 作 用 主 要 取 决 于 苷 元 部 分 ， 但 糖部 分 可 增 加 强 心 苷 对 心 肌 的 亲 和 力 ， 故 对 强 心 苷 的生 理 活 性 也 有 影 响 。1. 苷 元 结 构 与 强 心 作 用 的 关 系v 强 心 苷 元 甾 体 母 核 必 须 具 有 一 定 的 构 象 ， A/B顺 或反 ， C/D顺 ， 14-OH只 有 是 b-构 型 的 才 有 效 ；vC-17位 连 接 的 不 饱 和 内 酯 环 及 其 b-构 型 是 不 可 缺 少的 ， 若 异 构 化 为 a-型 、 开 环 、 不 饱 和 内 酯 环 被 氢 化或 双 键 位 移 ， 均 无 活 性 或 活 性 显 著 降 低 。 vA/B环 顺 式 的 甲 型 强 心 苷 元 ， C3-OH必 须 是 b-构 型 ，a-型 无 活 性 。 v10-CH3氧 化 成 羟 甲 基 、 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 。v 无 论 在 苷 元 或 糖 基 上 增 加 乙 酰 基 都 有 增 强 活 性 的 作用 。2. 糖 与 强 心 作 用 的 关 系v强 心 苷 中 糖 的 性 质 和 数 目 ， 可 以 影 响 到 其 油 /水 分 配系 数 ， 从 而 影 响 强 心 苷 的 活 性 和 毒 性 。v一 般 来 说 ， 2,6-二 去 氧 糖 的 苷 对 心 肌 和 中 枢 神 经 系统 的 亲 和 力 比 葡 萄 糖 苷 强 ， 其 强 心 活 性 、 毒 性 和 亲脂 性 成 平 行 关 系 。 第 四 节 甾 体 皂 苷提 取 分 离 概 述 化 学 结 构理 化 性 质波 谱 特 征 1. 定 义 甾 体 皂 苷 是 一 类 由 螺 甾 烷 类 化 合 物 与 糖 结 合 形 成的 寡 糖 苷 。 甾 体 皂 苷 分 子 中 不 含 羧 基 ， 呈 中 性 ，故 又 称 中 性 皂 苷 。2. 分 布 甾 体 皂 苷 数 目 非 常 庞 大 ， 主 要 分 布 薯 蓣 科 、 百 合科 、 玄 参 科 、 菝 葜 科 和 龙 舌 兰 科 等 单 子 叶 植 物 中 。一 、 概 述 H HHH OO12 3 4 5 6 78910 11 12 1314 1516171819 20 21 22 23 242526 27 l 抗 生 育 ： 主 要 用 作 合 成 甾 体 避 孕 药 和 激 素 类 药 物的 原 料 ；l 地 奥 心 血 康 胶 囊 含 由 黄 山 药 中 提 取 的 8种 甾 体 皂苷 ， 总 量 在 90%以 上 ， 治 疗 冠 心 病 。l 心 脑 舒 通 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 。l 降 血 糖 ， 降 低 胆 固 醇 和 免 疫 调 节 l 抗 肿 瘤 、 抗 真 菌 、 杀 虫 等3. 生 物 活 性 二 、 化 学 结 构1. 结 构 特 点 分 子 有 27个 碳 构 成 分 子 内 具 螺 缩 酮 的 结 构 A/B 顺 或 反 ； B/C反 , C/D反 C-10, C-13具 b-CH3 C-3有 -OH取 代 C-5、 C-6有 时 具 双 键 ； C-12有 时 具 羰 基 侧 链 中 有 三 个 手 性 碳 ： C-20、 C-22和 C-25 H HH O O 123 4 5 6 78 91011 12 1314 151617 1819 2021 22 23 242526 27 RO A B C D E F 螺 甾 烷 醇 类 (spirostanols) 20-CH3为 型 ， 即 20-CH3位 于 E环 平 面 的 背 面 ， 但 对 F环 来 说是 型 ， 用 20F表 示 。 C-22含 氧 侧 链 也 为 型 ， 用 22F表 示 。 25-甲 基 位 于 F环 平 面 上 的 直 立 键 ， 为 型 ， 其 绝 对 构 型 为 S型(25S， 25L， 25F， neo); S型 即 为 螺 旋 甾 烷 ， 由 其 衍 生 的 皂 苷为 螺 甾 烷 醇 皂 苷 类 (spirostanol saponins)。2. 结 构 分 类 H O O H 16 22 26 252021 27 CH2OCCH 2CH2C C HH3C OO HH3C 26 25 2216 2621 27 20 17 17 菝葜皂苷元5,20 F,22F,25F-spirostan-3-ol E FD H O O H 16 22 26 252021 27 CH2OCCH 2CH2C C CH3H OO HH3C 26 25 2216 2621 27 20 17 17 异菝葜皂苷元5,20F,22F,25F-spirostan-3-ol E FD 25-甲 基 位 于 环 平 面 上 的 平 伏 键 ， 为 型 ， 其 绝 对构 型 为 R型 (25R， 25D， 25F， iso); R型 即 为 异 螺旋 甾 烷 ， 由 其 衍 生 的 皂 苷 为 异 螺 甾 烷 醇 皂 苷 类(isospirostanol saponins)。 异 螺 甾 烷 醇 类 (isospirostanols) H HH OOHO H HH OOHO H O 薯蓣皂苷元 剑麻皂苷元薯 蓣 剑 麻 呋 甾 烷 醇 类 (furostanols) F环 为 开 链 衍 生 物 F环 裂 解 的 双 糖 链 皂 苷 对 Ehrlich试 剂 (盐 酸 对 二 甲氨 基 苯 甲 醛 试 剂 ， E试 剂 )显 红 色 ； 对 茴 香 醛 试 剂(Anisaldehyde， A试 剂 )显 黄 色 ； F环 闭 环 的 单 糖 链 皂 苷 和 螺 旋 甾 烷 衍 生 的 皂 苷 元只 对 A试 剂 显 黄 色 ， 对 E试 剂 不 显 色 。 H HH OOH123 4 5 6 78 91011 12 1314 151617 1819 2021 22 23 24 25 2627 RO OR H HH OOHO H Oglc glcrha 2 原菝葜皂苷glcglc4 HO H O O 菝葜皂苷 -葡萄糖苷酶 菝 葜 菝 葜 皂 苷 变 形 螺 甾 烷 醇 类 (pseudo-pirostanols)F环 为 五 元 四 氢 呋 喃 环 纽替皂苷元H HH O HO O CH2OH 刺 茄 H HH O123 4 5 6 78 91011 12 1314 151617 1819 2021 22 23 2425 26 27 RO O CH2OR 三 、 甾 体 皂 苷 的 理 化 性 质1. 性 状 ： 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 光 性 ， 且 多 为 左 旋 ；2. 溶 解 性 ： 甾 体 皂 苷 元 能 溶 于 亲 脂 性 溶 剂 ； 不 溶 于 水 。 皂 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 。 3. 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 具 有 溶 血作 用 。4. 能 与 碱 式 铅 盐 、 钡 盐 形 成 沉 淀 。5. 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 类 似 的 颜 色 反 应 。甾 体 皂 苷 与 醋 酐 硫 酸 的 颜 色 反 应 ， 最 后 出 现 绿 色 ；三 萜 皂 苷 最 后 出 现 红 色 。三 萜 皂 苷 三 氯 醋 酸 加 热 到 100 显 色 ， 而 甾 体 皂 苷 加热 到 60 就 显 色 。 6. 甾 体 皂 苷 可 与 甾 醇 形 成 分 子 复 合 物 ： 甾 体 皂 苷 的 乙 醇 溶 液 可 被 甾 醇 (常 用 胆 甾 醇 )沉 淀 。 除 胆 甾 醇 外 ， 凡 是 C-3位 有 -OH的 甾 醇 都 可 与 皂 苷结 合 生 成 难 溶 性 分 子 复 合 物 。 若 3-OH为 构 型 ， 或 者 是 当 3-OH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 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 。 四 、 甾 体 皂 苷 元 的 波 谱 特 征1. UV (nm) 孤 立 双 键 205-225 900 孤 立 羰 基 285 500 a,b-不 饱 和 酮 240 11000 共 轭 双 键 235 C14-OH的 判 断 ： max 307-309 nm O降解、氧化脱水甾体皂苷元(含C14-OH) 2. IR 甾 体 皂 苷 元 含 有 螺 缩 酮 结 构 的 侧 链 ， 在 IR中 几 乎都 能 显 示 出 980 cm-1(A)、 920 cm-1 (B)、 900 cm-1(C)、 860 cm-1(D)附 近 的 四 个 特 征 吸 收 带 ， 且 A带 最 强 。 在 25S型 皂 苷 或 皂 苷 元 中 ， B带 C带 。 在 25R皂 苷或 皂 苷 元 中 则 是 B带 19-CH3 21,27 -CH3 1.0, d; 21-CH3 27-CH3 H-16和 H2-26是 联 氧 碳 上 质 子 ， 位 于 较 低 场 ， 容 易辨 认 。 OO OO较 高 场26 26两个H-26位移接近 两个H-26位移差别较大 25R 25S OO OOCDCl3-C6D6 0.080.13 CDCl3-C6D6 -0.0225S25R H HH OOO H OAcAcO 5.63, d, J=12 Hz H 5 1019 HAcO 5.35, dd, J=14, 6 Hz HAcO 2O 2 4 H HH OOHO H OAcAcO H 5 10 19 HAcO 3.52, dd, J=9.5, 9.0 Hz HAcO 2 2 4 H OH 3 I II 5. 13C-NMR 18,19, 21, 27 四 个 甲 基 的 20， 但 是 A/B顺 式 稠 合 时 ，C-19为 23左 右 。 羟 基 取 代 ， 低 场 位 移 ； 苷 化 之 后 ， 引 起 相 应 的 苷 化 位 移 ； 双 键 在 115 150之 间 ； 羰 基 在 170220； C-16为 80左 右 ； C-22为 109左 右 ； H HH OO123 4 5 6 78 91011 12 1314 151617 1819 2021 22 23 242526 27 RO A B C D E F 五 、 甾 体 皂 苷 的 提 取 与 分 离1. 甾 体 皂 苷 元 的 提 取 在 植 物 组 织 中 将 皂 苷 水 解 ， 然 后 用 低 极 性 溶 剂 提 取皂 苷 元 。 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 溶 剂 提取 皂 苷 元 。 药 材 药 材加 酸 水 解 ，水 洗 ， 干 燥 甾 体 苷 元低 极 性 溶 剂 提 取 醇 提 物 或粗 皂 苷 氯 仿残 渣 水 解 产 物水 解 穿 山 龙 （ 干 燥 根 茎 ）加 水 浸 透 后 ， 再 加 入 3.5倍 量 水 ， 加 入 浓 H2SO4使 达 3%浓 度 ， 通 蒸 气 加 压 进 行 水 解 8小 时水 解 物用 水 洗 去 酸 液 ， 干 燥 后 粉 碎 ， 使 含 水 量 不 超 过 6%干 燥 粉 加 6倍 量 汽 油 （ 或 甲 苯 ） ， 连 续 回 流 ， 提 取 20小 时汽 油 提 取 液回 收 汽 油 ， 浓 缩 至 约 1:40,室 温 放 置 ， 使 结 晶完 全 析 出 后 ， 离 心 甩 干粗 制 薯 蓣 皂 苷 元自 乙 醇 或 丙 酮 中 重 结 晶 ， 活 性 炭 脱 色 薯 蓣 皂 苷 元 (mp204-207) 2. 甾 体 皂 苷 的 提 取 水 相亲 脂 性杂 质 总 皂 苷水 部 分 药 材醇 提 物醇 或 稀 醇 提 取 石 油 醚 萃 取 正 丁 醇 萃 取 正 丁 醇 法 水 洗 脱部 分 药 材醇 提 物 浓 缩 至 无 醇 味醇 或 稀 醇 提 取 大 孔 吸 附 树 脂 柱30% 乙醇 50%乙醇 70%乙醇 90%乙醇 纯 乙 醇柱 再 生总 皂 苷 大 孔 树 脂 法皂 苷 类 化 合 物 的 分 离 多 采 用 硅 胶 柱 色 谱 或 HPLC分 离 。 题 目 ： 区 别 甲 型 强 心 苷 元 和 甾 体 皂 苷 元 用A、 Legal反 应B、 Keller-Kiliani反 应C、 Liebermann-Burchard反 应D、 Salkowski反 应E、 Molish反 应答 案 ： A 题 目 ： 活 性 皂 苷 化 合 物 一 般 不 做 成 针 剂 是因 为A、 有 溶 血 作 用B、 久 置 产 生 沉 淀C、 不 能 溶 于 水D、 产 生 泡 沫E、 增 加 黑 色 素答 案 ： A 题 目 ： 没 有 溶 血 作 用 的 皂 苷 是A、 三 萜 皂 苷B、 人 参 总 皂 苷C、 甾 体 皂 苷D、 单 糖 链 皂 苷E、 双 糖 链 皂 苷答 案 ： B 题 目 ： 皂 苷 在 水 中 溶 解 形 成A、 悬 浊 液B、 乳 浊 液C、 真 溶 液D、 胶 体 溶 液E、 水 解 皂 苷答 案 ： D 题 目 ： 某 中 草 药 水 提 液 ， 强 烈 振 摇 后 产 生大 量 持 久 性 泡 沫 ， 可 能 含A、 单 宁B、 多 糖C、 皂 苷D、 蛋 白 质E、 挥 发 油答 案 ： C 题 目 ： 强 心 苷 的 治 疗 剂 量 与 中 毒 剂 量 相 距A、 极 小B、 无 差 异C、 较 大D、 很 大E、 几 乎 无 差 异答 案 ： A 题 目 ： 最 易 被 酸 催 化 水 解 的 苷 是A、 2-羟 基 糖 苷B、 6-去 氧 糖 苷C、 2-氨 基 糖 苷D、 2-去 氧 糖 苷E、 葡 萄 糖 苷答 案 ： D 题 目 ： 强 心 苷 苷 元 与 糖 连 接 的 三 种 方 式 ，共 同 点 是A、 去 氧 糖 在 末 端B、 氨 基 糖 在 末 端C、 葡 萄 糖 在 末 端D、 鼠 李 糖 在 末 端E、 阿 拉 伯 糖 在 末 端答 案 ： C 与 甾 体 皂 苷 最 易 形 成 分 子 复 合 物 的 为A、 胆 甾 醇 -3-葡 萄 糖 苷B、 3-甲 氧 基 胆 甾 醇C、 3-羟 基 胆 甾 醇D、 胆 甾 醇E、 3-乙 酰 化 胆 甾 醇答 案 ： D 题 目 ： 甾 体 皂 苷 元 常 用 的 提 取 分 离 方 法 是A、 汽 油 提 取 法B、 酸 水 解 -有 机 溶 剂 提 取 法C、 胆 甾 醇 沉 淀 法D、 醇 提 取 -正 丁 醇 萃 取 法E、 大 孔 树 脂 法答 案 ： B 题 目 ： 甾 体 皂 苷 有 溶 血 作 用 ， 与 血 红 细 胞的 哪 种 物 质 生 成 水 不 溶 性 复 合 物A、 蛋 白 质B、 酶C、 糖 类D、 胆 甾 醇E、 磷 脂答 案 ： D 题 目 ： 甾 体 皂 苷 一 般 为A、 外 消 旋B、 内 消 旋C、 无 旋 光D、 左 旋E、 右 旋答 案 ： D 题 目 ： 用 麦 芽 糖 酶 水 解 ， 问 强 心 苷 的 ( ) 的苷 键 易 断 裂A、 2-去 氧 糖 与 苷 元B、 6-去 氧 糖 与 6-去 氧 糖C、 6-去 氧 糖 与 苷 元D、 2-去 氧 糖 与 2-去 氧 糖E、 葡 萄 糖 与 2， 6-二 去 氧 糖答 案 ： E 题 目 ： Ehrlich反 应 阳 性 的 是A、 原 薯 蓣 皂 苷B、 葡 萄 糖C、 芦 丁D、 去 氧 胆 酸E、 胆 烷 酸答 案 ： A 题 目 ： Liebermann-Burchard反 应 呈 绿 色的 是A、 萜 类B、 香 豆 素C、 西 地 兰D、 甾 体 皂 苷E、 黄 酮答 案 ： D 题 目 ： 乙 型 强 心 苷 C ， 位 结 合A、 戊 酸B、 乙 基C、 羟 基D、 五 元 不 饱 和 内 酯 环E、 六 元 不 饱 和 内 酯 环答 案 ： E 题 目 ： 胆 汁 酸 属 于 ( )类 化 合 物A、 萜 类B、 香 豆 素C、 脂 肪 酸D、 甾 体E、 黄 酮答 案 ： D