08甾体及其苷类

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第七章 甾体及其苷类,STEROIDES AND GLUCOSIDES,Section One Introduction,天然广泛存在的一类化学成分，种类很多，包括动植物甾醇（也称固醇）、胆酸、维生素,D,、动物激素、肾上腺皮质激素、 植物强心苷、蟾酥毒素、甾体生物碱、甾体药物、昆虫激素等。虽然这些成分来源不同、生理活性不同，但它们的化学结构中都具有,甾体母核,-,环戊烷骈多氢菲,。这类成分涉及到生理、保健、节育、医药、农业、畜牧业等多方面，对动植物的生命活动起着重要的作用。,一、甾体的定义,又名,类固醇化合物（,steroids,），,因其,结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核，,1936,年给这类化合物提出一个总称,“,甾体化合物,”,，,“,甾,”,字很形象化地表示了这类化合物的骨架，即在含有,四个稠合环,“,田,”,字上面连有,三个支链,“,”,。,C10,、,C13,上各有,一个甲基，称为,角甲基,。,C17,位有侧链。,二、研究进展,1903-1932,年，甾醇及胆酸的研究阐明了,甾体的碳架结构。,1928-1960,年，动物激素的发现和工业生产。,1960-80,年代末，避孕药物的合成及其应,用与昆虫激素的发现。,三、基本结构和分类,在甾体母核上，大都存在,C3,羟基，可和糖结合成苷。而,C17,侧链有显著差别，根据,C17,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/D,C,21,甾类,羟甲基衍生物,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,甾体母核有七个手性碳原子，,C5,、,C8,、,C9,、,C10,、,C13,、,C14,、,C17,故理论上应有,2,7,=128,种光学异构体，但由于稠环的存在及其引起的空间阻碍，实际上可能存在的异构体大大减少，一般只以稳定的构型存在。,四立体化学,1.,母核的构型：,甾体化合物的四个环之间，每两个环以,碳碳单键稠和时，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),稠和。,B/C,环是反式稠和（,8-H/9-H),。,C/D,环有顺式,(14-H),或,反式稠和,(14-H),。,（,1,）正系：,A/B,环为顺式，,B/C,反式，,C/D,反式，,C5-H,及,C10-CH,3,处于环平面同一边，以粪甾烷（,coprostane,）为代表。,（,2,）别系或异系：,A/B,为反式，,B/C,反式，,C/D,反式。,C5-H,及,C10-CH,3,不处于环平面同一边，以胆甾烷（,cholestane,）为代表。,许多甾体化合物，于,C5,处形成双键，故区分,A/B,环稠和时构型的因素不存在，故无正系、别系的区别。,2.,取代基的构型：,天然甾类成分,C10,、,C13,、,C17,侧链大多为,-,构型，以实线表示。由于,C3,上有羟基，故取代基的构型实质上是指,C3,羟基的空间排列，有两种类型的异构体：,C3 -OH, C10-CH,3,顺式,:,型（实线表示）,C3,OH, C10-CH,3,反式,:,型或,epi,(,表,),型 （虚线表示）,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，用这些反应来初步鉴别该类成分或供比色分析。,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。,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。,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，,60-70,加热，,显黄色、灰蓝色、灰紫色斑点。,4.,Rosenheim,反应：,A.,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。,B.25%,三氯醋酸乙醇液,-3%,氯胺,T,水液（,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：,兰色,异羟基毛地黄毒苷类：,灰黄色,6.Lifschutz,反应：,样品冰醋酸液,过氧苯甲酸结晶,（,C,6,H,5,COO,2,H,）,H,2,SO,4,呈色,7.Tortellijaffe,反应：,样品冰醋酸液,2%,溴,-,氯仿液,界面呈,绿色,5.Tschugaev,反应：,样品冰醋酸液,氯化锌,+,乙酰氯,淡红或紫红,其反应机理较复杂，无色的甾体化合物在无水条件下和浓酸作用，首先是,C3,含氧小基团的质子化而形成烊盐（此时加水稀释可回收甾醇），进一步则脱水形成共轭双键，然后产生双键移位或双分子聚合或氧化等过程，生成有色物，故有色物多为复杂混合物。例：,胆甾醇,（,cholesterol,）,三氯化锑反应,黄,红色,3,，,3,双（,2,，,4,）胆甾二烯,3,，,5-,胆甾二烯,一、,C,21,甾体化合物,（一）定义,C,21,甾,(C,21,-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,C,21,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。,（二）存在形式,C,21,甾类在植物体中除游离存在外，可与糖结合成苷,C,21,甾苷类。其苷类糖链多和,C,21,甾的,C,3,-OH,相连，少数连于,C,20,-OH,上。其苷类分子中除,2-OH,糖外，还有,2-,去氧糖。,1,C,21,甾苷类大都与皂苷、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,C,21,甾苷（称为洋地黄醇苷或洋地黄醇,苷类）。其无强心作用，水解可生成糖及,苷元。杠柳的根皮及树皮称北五加皮，其,中含多种甾苷，除强心苷,-,杠柳苷外，还,含,C,21,甾苷。,2,有些植物，不含强心苷，而含,C,21,甾苷，多,存在于萝摩科。如从牛皮消中得到的牛皮消,苷元、本波苷元、林里奥酮等均属,C,21,甾苷。,（三）结构特点,A/B,反；,B/C,反；,C/D,顺。,C,5,、,C,6,位大多有双键；,C,20,位可能有羰基；,C,17,位上的侧链多为,a,构型。,C,3,、,C,8,、,C,12,、,C,14,、,C,17,、,C,20,等位置可能有,b,OH,；,C,21,位可能有,a,OH,。,C,11,、,C,12,羟基可能和醋酸、苯甲酸、桂皮,酸等结合成酯。,C,3,OH,有时和糖缩合成苷类存在。,（四）结构类型,1,大都是结晶形化合物；一般亲脂性较强（分子中往往存在酯键）。可溶于石油醚、乙醚等亲脂性溶剂中，不溶于水；,C,21,甾苷类水溶性增大。,四理化性质,2,具甾体化合物的颜色反应。,由于,C,21,甾苷类分子中,2-,去氧糖,的存在，故存在,Keller,kiliani,颜色反应（强心苷类颜色反应）,C,21,甾苷类溶于含少量,Fe,3+,(Fecl,3,或,Fe,2,(SO4),3,),的冰醋酸，沿管壁滴加浓,H,2,SO,4,界面及醋酸层颜色变化（蓝、蓝绿色）,苷元不同而不同,二、海洋甾体化合物,Section Three,Cardiac Glycosides,一、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,。,但强心苷类能兴奋延髓催吐化学感受区而引起恶心、呕吐等胃肠道反应；且有剧毒，若超过安全剂量时，可使心脏中毒而停止跳动。,其中某些,强心苷,对动物肿瘤有效，主要是,细胞毒,作用。,1,785,年，,W.Withering,使用洋地黄叶治疗水肿，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、大戟科等等。,较,重要的植物有黄花夹竹桃、紫花洋地黄、毛花洋地黄、杠柳、铃蓝、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，而属甾类。,二、生物合成,以甾醇为母体经多次转化而逐渐生成涉及到大约,20,种酶的作用，如还原酶、氧化还原酶、苷化酶、乙酰化酶等。毛地黄中的强心苷元的形成过程：,强心苷生物合成途径：,三、化学结构和分类,（一）苷元部分,1.,基本结构,强心苷是由强心苷元,（,cardiac,aglycone,）,与糖,（,sugar,）,二部分构成。,（,1,）苷元母核,苷元母核,A,B,C,D,四个环的稠合构象对强心苷的理化及生理活性有一定影响。天然界存在的强心苷元,B/C,环是反式，,C/D,环是顺式,，,A/B,环大多数为顺式,-,洋地黄毒苷元,(,digitoxigenin,),，,少数为反式,-,乌沙苷元,(,uzarigenin,).,（,2,）,取代基,苷元母核上的,C,3,C,14,位上都有羟基,：,C,3,位,-OH,多为,-,型,-,洋地黄毒苷元，,少数为,-,型,(,命名时冠以,“,表,”,字,),3-,表洋地黄毒苷元,(,3-epidigitoxigenin),。,C,14,位,-OH,都是,-,型,(C/D,环顺式,),。,C,10,，,C,13,，,C,17,位有侧链，,C,10,，,C,13,多为,-CH,3,。,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；,C,4,5,、,C,5,6,、,C,9,11,、,C,16,17,可能有双键。,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：,C,17,位侧链为,五元环,的,-,内酯,乙型：,C,17,位侧链为,六元环,的,-,内酯,这两类大都是,-,构型，个别为,-,构型，,-,型无强心作用。,甲型,强心苷元,：,C,17,位上连五元不饱和内酯环，即,-,-,内酯,-,强心甾烯型。,以,强心甾,（,cardenolide,）为母核命名。,乙型强心苷元,C,17,位上连六元不饱和内酯环，即,，,-,双烯,-,内酯，分为海葱甾二烯和蟾蜍甾二烯。,以,海葱甾（,scillanolide,）或蟾蜍甾,(,bufanolide,),为母核命名。,（二）糖部分,构成强心苷的糖又,20,多种，根据,C,2,位上有无,-OH,分为,-OH,糖及,-,去氧糖两类。后者主要见于强心苷。,1.,-,羟基糖,除广泛分布于植物界的,D-,葡萄糖、,L-,鼠李糖外，还有：,（,1,）,6-,去氧糖如：,L-,夫糖、,D-,鸡纳糖等。,（,2,）,6-,去氧糖甲醚如：,L-,黄夹糖、,D-,洋地黄糖等。,2.,-,去氧糖,（,1,）,2,6-,二去氧糖如：,D-,洋地黄毒糖等。,（,2,）,2,6-,二去氧糖甲醚如：,L-,夹竹桃糖、,D-,加拿大麻糖等。,（三）构成强心苷的糖对强心 作用的影响,构成强心苷的糖数目和种类不同，对强心苷活性影响不同。,甲型强心苷元及其苷的毒性规律一般为：,苷元,二糖苷,三糖苷,单糖苷的毒性次序为：,葡萄糖苷,甲氧基糖苷,6-,去氧糖苷,2, 6-,去氧糖苷,乙型强心苷元及其苷的毒性规律一般为：,苷元,单糖苷,二糖苷,乙型强心苷元的毒性,相应的甲型强心苷元,（四）糖和苷元的连接方式,强心苷中，多数是几种糖结合成低聚糖形式再与苷元的,C,3,-OH,结合成苷,，少数为双糖苷或单糖苷。糖和苷的连接方式有三种：,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为葡萄糖。,（五）结构举例,四、强心苷的理化性质,（一）理化性质,1.,性状：,强心苷多为无色结晶或无定形粉末，中性物质，有旋光性，,C,17,侧链为,-,构型的,味苦，,-,构型味不苦，但无效。,对粘膜有刺激性。,2,溶解度,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、丙酮等极性溶剂；难溶于乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。 弱亲脂性苷微溶于氯仿,-,乙醇,(,2:1),，亲脂性苷微溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿,-,乙醇,（,3:1,）,。,一般糖基多的原生苷比次生苷或苷元的亲水性强、亲脂性弱，可溶于水等高极性溶剂而难溶于低极性溶剂，多为无定形粉末。,洋地黄毒苷,是一个三糖苷，但,3,分子糖都是洋地黄毒糖，整个分子只有,5,个羟基，故在水溶液中溶解度小,(1:100000000),，易溶于氯仿（,1:40,）。,洋地黄毒苷,当糖基与苷元上的羟基数目相同时，苷元上的羟基,不能形成分子内氢键的比能形成分子内氢键的水溶性大。,如毛花洋地黄苷乙和毛花洋地黄苷丙，都是,四糖苷,，整个分子中有,8,个羟基，四个糖的种类也相同，苷元上羟基的数目也相同，仅位置不同，前者是,C,14, C,16,二羟基，其中,C,16,羟基能和,C,17,内酯环的羰基形成分子内氢键，后者是,C,12,C,14,二羟基，不能形成分子内氢键，所以毛花洋地黄苷丙在水中的溶解度,（,1:18500,）,比毛花洋地黄苷乙大。在氯仿中的溶解度，毛花洋地黄苷丙,（,1:1750,）,小于毛花洋地黄苷乙,（,1:550,）,。,但糖基和苷元上羟基数目的多少对溶解性也有一定的影响。如,乌本苷,是一个单糖苷，却有,8,个羟基，水溶性很大（,1:75,），难溶于氯仿。,乌本苷,3,脱水反应,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。（,1,）,C,14,-OH,最易发生脱水反应生成缩水苷元。（,2,）,同时存在,C,14,-OH,和,C,16,-OH,，也易脱水，得到二缩水苷元。,（,3,）如将,C,3,-OH,氧化为酮基，则更使,C,5,叔羟基活化，在温热条件下即可脱水而形成烯酮。同样，,C,16,被氧化为酮基，也能促使,C,14,-,叔羟基脱水而形成烯酮。,（,4,）,若,C,4,位有双键，可促使,C,3,-OH,与,C,4,-H,脱水，生成共轭双键。,4,水解反应,水解反应是研究强心苷组成的常用方法，分化学方法和生物方法两大类，化学方法主要有酸水解、碱水解和乙酰解；生物方法主要有酶水解。糖部分不同，其水解产物难易及产物均不同。,（二）苷键的水解,1.,酸水解,A.,温和酸水解： 用稀酸（,0.02-0.05mol/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，可使,型强心苷水,解成苷元和糖。,主要水解,苷元和,-,去氧糖之间的苷键或,-,去氧糖与,-,去氧糖之间的糖键。,而,-,去氧糖与葡萄糖之间的糖键不易切断。,对苷元影响较小，不会引起脱水反应。,但不适于,16,位有甲酰基的洋地黄强心苷类，,在此种条件下，,16,位甲酰基水解为羟基，,得不到原生苷元。,B.,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,型和,型强心苷，得到定量的葡萄糖。,可水解,-,羟基糖,。 因为,位的羟基阻碍了苷原子的质子化，使水解较困难。 但此法常引起苷元失去,1,分子或数分子水,形成脱水苷元，即次生苷。,C.,氯化氢丙酮法 （,Mannichhe,和,Siewert,法）,Mannich,和,Siewert,将乌本苷置于含,1%,氯化氢的丙酮中，,20,放置两周并时时振摇，得到原生的乌本苷元单丙酮化合物和氯代,L-,鼠李糖丙酮化合物,再用稀酸水解乌本苷元单丙酮化合物而得到乌本苷元。,此法适于对,铃蓝毒苷,及,多数,型苷,进行水解，可得到,原生苷元,。多用于,单糖苷,。某些,型苷如黄甲次苷乙用此法得不到原生苷而是缩水苷元。,2.,酶水解法,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,（一种混合酶，蜗牛肠管消化液经处理而得）几乎能水解所有的苷键，能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,紫花洋地黄苷,B,紫花苷酶,羟基洋地黄毒苷,+,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,）,转位及苷元异构化,等。,（,1,）酰基的水解,在强心苷的苷元或糖基上常有酰基存在，一般可用碱试剂处理使酯键水解脱去酰基。,NaHCO,3,KHCO,3,-,使,-,去氧糖上的酰基水解，而,-,羟基糖及苷元上的酰基多不被水解；,Ca(OH),2,Ba(OH),2,-,使,-,去氧糖、,-,羟基糖及苷元上的酰基水解；,NaOH,碱性太强，不但使所有酰基水解，还使内酯环破裂，故很少使用。,（,2,）内酯环的水解,NaOH,或,KOH,的水溶液使内酯环开裂，酸化后又闭环。但在强心苷的醇溶液中加,NaOH,或,KOH,内酯环开裂，酸化后不能闭环。,甲型强心苷在醇性,KOH,溶液中，通过内酯环的双键转移和质子转移形成,C22,活性亚甲基，,C14,羟基质子对,C20,的亲电性加成作用而生成内酯型异构化苷，再经皂化作用开环而生成开链型异构化苷。,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。,五颜色反应,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：,（一）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,（二）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,1-2mg,，溶于,2-3,滴吡啶中，加一滴,3%,亚硝酰铁氰化钠溶液和一滴,2mol/L,NaOH,溶液，样品液呈,深红色,并渐渐褪去。,2.,Raymond,反应（间二硝基苯试剂）,：,取样品约,1mg,，以少量的,50%,乙醇溶解后加入,0.1ml1%,间二硝基苯乙醇溶液，摇匀后再加入,0.2ml20%NaOH,溶液，呈,紫红色,。,3.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,3-4,滴，产生,红或紫红色,。,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,15min,后显色。,（三）作用于,-,去氧糖的反应,1.,Keller-,kiliani(K,-K),反应,此反应是,-,去氧糖,的,特征反应,，对游离的,-,去氧糖或或在反应条件下能水解出,-,去氧糖的强心苷都可显色。取样品,1mg,溶于,5ml,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,5ml,浓硫酸，若有,-,去氧糖存在，乙酸层渐呈,蓝或蓝绿色,。但若不显色，不能说明无,-,去氧糖。,2.,吨氢醇反应,:,取样品加入吨氢醇试剂，置 沸水浴中,3min,呈,红色,。,3.,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。,4.,对,-,硝基苯肼反应：,样品反应后呈,红色或紫 红色,。对,-,去氧糖和葡萄糖结合的，,K-K,反应阴性的也可呈阳性反应。,5.,对,-,二甲氨基苯甲醛反应：,样品反应后呈,灰 红色,斑点。,五、强心苷的提取分离,强心苷含量很低，多与,糖类、皂苷、色素、鞣质,等共存，这些成分的存在可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，故提取分离时应注意,控制酸碱性,。,一、提取,原生苷,:,抑制酶的活性,(,冷冻干燥、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、纯化,1.,用乙醚、氯仿脱脂；,2.,用铅盐法除去水溶性杂质；,3.,吸附法,三、分离,常用方法：重结晶、逆流分配法、层析法,六、强心苷的波谱特征,UV,甲型：,max,220nm (,lg,4.34),乙型：,max,295-300nm (,lg,3.93),IR,不饱和内酯环的羰基峰,:,1800-1700cm,-1,两个峰。,甲型,:,1756cm,-1,;,1783cm,-1,（强度随溶剂增加而减,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,，应用,FAB-MS,或,FD-MS,可将糖,-,分子,-,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。,1,H-NMR,1. 18,19,-CH,3,1.0 ;,18- CH3,19 - CH3,2.,C,10,-CHO,10-9.5 ;,C,10,-CH,2,OH,酰化后,4.5-5.0 (J=12Hz,2H,ABq) ;,3. C,3,-H,3.90 (m),成苷后向低场位移,；,C,16,-H (,若无含氧基团取代,),2.0-2.5(m) ;,C,17,-H,2.80(J=9.5Hz, m,或,dd,),4.,内酯环,五元内酯环,C,21,-H,4.50-5.00(J=18Hz,宽,s,或,t,或,ABq,),C,22,-H,5.60-6.0,（宽,s,）,六元内酯环,C,21,-H,7.2,（,s,）,C,22,-H,7.8,（,d,）,C,23,-H,6.3,（,d,）,5.,糖分子上的质子,端基氢：,-D-,glc,aa,J=6-8Hz,-L-,rha,ae,J=2HzHz,13,C-NMR,1.,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 65-91 119-172 177-210,2.,可判断,A/B,环的构象,10- CH3,A,，,B,环上的碳,5,-,甾体,20,较,5,-,甾体高场,2-8,5,-,甾体,12,六、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。,（一）苷元结构与强心作用的关系,1.,强心苷元甾体母核必须具有一定的构象和,C,17,位连接的不饱和内酯环及其,-,构型,是不可缺少的，若异构化为,-,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。,2.,C,14,位上,-OH,只有是,-,构型的才有效,C,14,-,OH,如与邻近的碳原子上的,H,脱水形成双键或与,C,8,脱氢成氧桥，均使强心作用减低或消失。,C,14,-,OH,可能是保持氧的功能和,C/D,环为顺式构象的重要因素。,3.,A/B,环顺式的甲型强心苷元，,C,3,-OH,必须是,-,构型，,-,型无活性。,4.,C,10,-CH,3,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。,5.,引入,5,、,11,、,12,- OH,有增强活性作用，而引入,1,、,6,、,16,- OH,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，引入,4,（,5,）,与引入,5,-OH,的影响相似，能增强活性，而引入,16,（,17,）,则活性消失或显著下降。,7.,无论在苷元或糖基上增加乙酰基都有增强活性的作用。,Section Four,Steroidal,Saponins,一、概述,1.,定义,具有螺甾烷类化合物结构母核的一类皂苷。,2.,分布,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。,3.,生物活性,抗,生育：杀灭精子、抗早孕,主要用作,合成甾体避孕药和激素类药物的原料。,降,血糖,:,伪原知母皂苷,A,和原知母皂苷,A,降,低胆固醇和免疫调节,抗,真菌、杀虫等,防,治心脑血管疾病：,地奥心血康胶囊,含,8,种由黄山药中提取的甾体皂苷，总量在,90%,以上，治疗冠心病。 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。,盾叶冠心宁,从盾叶薯蓣中提取的水溶性皂苷。,抗,肿瘤：,从百合科植物,Ornithogalum,saundersiae,中分离出一种皂苷,OSW-1,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,100,倍，有望成为一类新的抗癌药物。,二、化学结构,（一）结构特点,1.,分子具螺缩酮的结构,2. A/B,顺、反,;B/C,C/D,反,3. C,10,C,13,具,-CH,3,4. C,3,有,-OH,取代,5. C,5,、,C,6,有时具双键；,C,12,有时具羰基,6.,分子中有三个,*,C:,*,C,20,、,*,C,22,、,*,C,25,（二）结构分类,甾体皂苷的皂苷元基本骨架属于螺甾,(,spirostane,）的衍生物，依照螺甾烷结构 中,C25,的构型和环的环合状态,，可将其分为四种类型。,1,螺甾烷醇类（,spirostanols,）,C25,为,S,构型。,2,异螺甾烷醇类（,isospirostanols,) C25,为,R,构型,3,呋甾烷醇类（,furostanols,）,F,环为开链衍生物,4,变形螺甾烷醇类（,pseudo-,pirostanols,）,F,环为五元四氢呋喃环,（,1,）分子中含有,A,B,C,D,E,F,六个环，,A,B, C,D,为甾体母核,-,环戊烷多氢菲，,C22,是,E,环和,F,环共有的碳原子，以螺缩酮 的形式相联。（,2,）一般,B/C,和,C/D,环稠合为反式（,8, 9,13,14),，而,A/B,环有顺式或反 式（,5,或,5,）。,（,3,）分子中有含有多个羟基，大多在,C3,位 有羟基取代。多数为,-,型，少数为,-,型。羰基和双键也是常见取代基。,甾体皂苷元共有,27,个碳原子组成,:,（,4,） 在甾体皂苷元的,E,F,环中有,3,个手性碳原子，为,C20,C22,C25,。,C20,甲基为,型，即,C20,-,甲基位于,E,环平面的背面，对,E,环来说是,型，但对,F,环来说是,型。,C22,也为,型。,C25,甲基有两种构型，当,C25,甲基位于环平面上的直立键时为,型，其绝对构型为,L,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,）,。,当,C25,甲基位于,环平面下的平伏键,时为,型，其绝对构型为,D,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苷皂苷类,(,isospirotanol,saponins,),。,两者互为异构体，常共存于植物体内，,25R,型较稳定 （,5,）甾体皂苷分子中不含羧基，呈,中性,，故又称,中性皂苷,。,（三）结构举例,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,度,显色，而,甾体皂苷,加热到,60,度,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，凡是含有,C3,位,OH,的甾醇都可与皂苷结合生成难溶性分子复合物。,若,C3-OH,为,构型，或者是当,C3-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,UV,(nm),孤立双键,205-225 900,孤立羰基,285 500,-,不饱和酮,240 11000,共轭双键,235,C,14,-OH,的判断,：,307-309 nm,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,980cm,-1,(A),、,920cm,-1,(B),、,900cm,-1,(C),、,860cm,-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,-CH,3,1.0 (d);,21- CH3,27 - CH3,五、甾体皂苷的提取与分离,甾体皂苷元的提取；,1.,在植物组织中将皂苷水解，然后用低极性溶剂提取皂苷元。,2.,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。,