天然药物化学-第八章-甾体及其苷类课件

1、第 八 章,天然药物化学,甾体及其苷类 steroids,二、强心苷类化合物,三、甾体皂苷类化合物,第八章 甾体及其苷类,一、概述,第八章 甾体及其苷类 一、概述,1概念： 甾体类化合物是天然广泛存在的一类化学成分，种类很多，但结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核。,B,D,C,A,第八章 甾体及其苷类 一、概述,3分类 根据侧链结构的不同，天然甾类成分又分为许多类型：,第八章 甾体及其苷类 一、概述,4通性 甾类成分在无水条件下，遇强酸亦能产生各种颜色反应，与三萜化合物类似。,（2）Salkowski反应（氯仿-浓H2SO4反应） （3）Rosenheim反应（三氯乙酸反应） （4）三氯化锑或五氯化锑反应,二、强心苷类化合物,三、甾体皂苷类化合物,第八章 甾体及其苷类,一、概述,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（一）概述 1概念：强心苷是存在于植物中具有强心作用的甾体苷类化合 物。 2生物活性：具有强心作用，主要用以治疗充血性心力衰竭及 节律障碍等心脏疾患。 临床上常用药物：西地兰、地高辛、毛地黄毒苷、铃兰毒苷 3分布：强心苷存在于许多有毒的植物中，已知主要有十几个 科几百种植

2、物，尤以玄参科、夹竹桃科植物最普遍。,在植物体内主要存在于果、叶或根中。 动物中至今未发现强心苷类成分存在。如蟾蜍中强心成分为蟾毒配基及其酯类（蟾酥毒类），而非苷类成分。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,强心苷是由强心苷元（cardiac aglycones）与糖二部分组成。,（二）化学结构与分类,强心苷元是甾体衍生物，具有甾体母核，在17位连接一个不饱和内酯环侧链。,1、苷元部分,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（二）化学结构与分类,1、苷元部分,1）天然存在的强心苷元的甾体母核B/C环均反式，C/D环顺式，A/B环顺式为主。,（1）甾体母核部分,C10,2）,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（二）化学结构与分类,1、苷元部分,（2）不饱和内酯环部分 根据其在甾体母核的C-17位上连接的不饱和内酯环的不 同，可将强心苷元分为两类。,甲型强心苷元,乙型强心苷元,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（二）化学结构与分类,1、苷元部分,（2）不饱和内酯环部分,1）甲型强心苷元（强心甾烯类）：其基本母核为强心甾，由23个碳原子组成。已知的强心苷元中，绝大多

3、数属于此类。,母核的C-17位上连接的是五元不饱和内酯环（即-内酯），大多为-构型，,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（二）化学结构与分类,（2）不饱和内酯环部分,1、苷元部分,3）乙型强心苷元（蟾蜍甾烯类或海葱甾二烯类）：其基本母核为蟾蜍甾或海葱甾，由24个碳原子组成。,母核部分C-17位上连接的是六元环不饱和内酯环（即, -双烯-内酯），为-构型,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（二）化学结构与分类,2、糖部分,D-毛地黄糖,除有六碳醛糖（如葡萄糖） 、6-去氧糖（如鼠李糖、鸡纳糖（quinovose） 、6-去氧糖甲醚（如D-毛地黄糖）和五碳醛糖外，还有仅存于强心苷中特殊的2，6-二去氧糖（D-毛地黄毒糖（D-digitoxose） ，2，6-二去氧糖甲醚（D-加拿大麻糖（D-cymarose） ）。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（二）化学结构与分类,3糖和强心苷元的连接方式 按与C-3位羟基直接相连的内端糖的种类的不同分为以下三种类型： I型强心苷：苷元-（2，6-二去氧糖）x （D-葡萄糖）y II型强心苷：苷元-（6-去氧糖）x （D-葡萄

4、糖）y III型强心苷：苷元-（D-葡萄糖）y 天然存在的强心苷类以 I 型及II 型较多，III型较少。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（二）化学结构与分类,3糖和强心苷元的连接方式,I型强心苷代表化合物：,地高辛,西地兰,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（二）化学结构与分类,3糖和强心苷元的连接方式,I型强心苷代表化合物：,毛地黄毒苷,紫花毛地黄苷A,4,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（二）化学结构与分类,3糖和强心苷元的连接方式,II型强心苷代表化合物：,黄花夹竹桃糖苷,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（二）化学结构与分类,4.强心苷的命名,甲型强心苷元以强心甾（cardenolide）为母核命名， 乙型强心苷元以海葱甾（scillanoside）或蟾酥甾（bufanolide）为母核命名，前面加上各种取代基的位置及名称。,2）乙型强心苷：乙型强心苷主要存在于百合科、景天科等植物中，如海葱（Scilla maritima）中得到的原海葱苷A、海葱苷A、葡萄糖海葱苷A等。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（二）化学结构与分类,5

5、.实例,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,三、构效关系 （一）、强心苷元甾体母核要有一定的立体构型,1、A/B环顺式或反式均有强心活性。 2、C/D环必须顺式，若反式则无活性。,（二）、强心苷元上取代基要有一定的立体构型,1、C17-位不饱和内酯环必须是-构型，若为-构型、或开环或内酯环被氢化或双键位移，则无活性或活性降低同时毒性也降低。 2、C14-位-OH必须为-构型，若脱水成双键或成氧桥，则活性降低或消失。,（三）、在苷元或糖上引入乙酰基，活性增强。,（四）、糖,一般由2，6-二去氧糖衍生的苷的活性、毒性大于葡萄糖衍 生的苷。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,三、构效关系,（二）、强心苷元上取代基要有一定的立体构型,3.C10-CH3氧化成-CH2OH或CHO后，作用增强，毒性也加大。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,四、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，C17 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

6、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）理化性质,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,四、理化性质,强心苷的水溶性由分子中糖的数目、性质、苷元中极性基团(-OH)的多少而决定。,乌本苷虽只有一个糖，但含8个-OH，所以水溶性较大,毛地黄毒苷含3个糖，但只有5个-OH，所以水溶性小,2溶解度,（一）理化性质,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,四、理化性质,（二）苷键的水解,1、酸催化水解,（1）温和酸水解,条件：稀酸（0.02-0.05mol/L的HCl或H2SO4）在含水醇中经短时间（半小时至数小时）加热回流，,水解特点：1）保持苷元结构。 2）水解不完全，只能水解2-去氧糖的苷键，包 括2-去氧糖与苷元、 2-去氧糖与2-去氧糖之 间的苷键断裂。 3）2-羟基糖苷键不能水解。,因为位的羟基阻碍了苷键原子的质子化，使水解较困难。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,四、理化性质,（二）苷键的水解,1、酸催化水解,（2）强酸水解,条件：强酸性（3-5%酸水溶液），加热加

7、压回流数小时。,水解特点：1）所有糖均水解 2）苷元上的羟基，发生脱水反应而得不到完整的 原生苷元。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,四、理化性质,（二）苷键的水解,1、酸催化水解,3）盐酸丙酮水解法(Mannich水解）,条件：强心苷在含1HCL的丙酮溶液中，在20条件下放置约2周。 糖分子中的C2-OH和C3-OH与丙酮反应，生成丙酮化物，进而水解。 可得到原来的苷元和糖的衍生物。,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。,铃蓝毒苷,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,四、理化性质,（二）苷键的水解,（2）酶水解法 1）含强心苷的植物中均有水解-D-葡萄糖苷键的酶，但无水解-去氧糖苷键的酶存在。所以酶能水解除去强心苷分子中的葡萄糖而保留-去氧糖。,2）酶的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。 如：紫花毛地黄叶中存在的紫花苷酶，只能水解紫花毛地黄苷A和B中的Dglc苷键。,另外：毒毛旋花子中含有水解 -D-葡萄糖苷酶（ -D-glucosidase）和毒毛旋花子双糖酶（strophanthobiase），用他们分别进行酶解

8、，则断裂的位置不同，见下图。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,四、理化性质,（二）苷键的水解,（2）酶水解法,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。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,四、理化性质,（二）苷键的水解,（2）酶水解法,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（四）、显色反应 1.甾体母核的反应 Liebermann-Burchard反应： 2.不饱和内酯环的反应,四、理化性质,甲型强心苷结构中的五元不饱和内酯环在碱性溶液中发生双键移位，产生活性亚甲基，可与某些试剂反应产生颜色。乙型强心苷不发生反应。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（四）、显色反应 2.不饱和内酯环的反应,四、理化性质,1）Legal反应： 试剂：亚硝酰铁氰化钠，现象：深红色。,2）Kedde反应 试剂：3,5-二硝基苯甲酸，现象：紫红色。,3）Baljet反应 试剂：碱性苦味酸，现象：橙色或橙红色,4）Raymond反应：试剂：间-二硝基苯，现象：紫红或蓝,第八章 甾体及其苷

9、类 二、强心苷类化合物,（四）、显色反应 3. 2-去氧糖的反应,四、的理化性质,1)Keller-Kiliani反应 （K-K反应） 强心苷冰醋酸溶液，加少量FeCl3，沿管壁加浓H2SO4，上层（冰醋酸层）渐呈绿色或蓝绿色，界面颜色随苷元而不同。 该反应只对游离2-去氧糖或在此条件下能水解出2-去氧糖的苷显色。,例如：紫花毛地黄苷A和毛地黄毒苷，它们虽都有三分子毛地黄毒糖，但前者的呈色深度为后者的2/3，这是由于前者在此条件下只能水解二分子毛地黄毒糖，另一分子毛地黄毒糖与葡萄糖相连，较难水解而不能褪色。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,（四）、显色反应 3. 2-去氧糖的反应,四、的理化性质,3) 对-二甲氨基苯甲醛反应：,4) 过碘酸-对硝基苯胺反应：现象：黄色,2)Xanthydrol反应 强心苷固体少许，加占吨氢醇试剂，加热3分钟，显红色。 只要分子中有2-去氧糖，均呈阳性反应。,强心苷醇溶液滴在滤纸上,晾干,喷对-二甲氨基苯甲醛试剂,90 加热30min,灰红色斑点,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,五、提取分离,(一）提取 1.原生苷的提取：新鲜药材为原料，抑制酶的活性。原生苷易溶于水、醇等极性溶剂，难溶于亲脂性溶剂，故用7080EtOH提取。 2.次级苷的提取：利用酶的活性，2540进行酶解。次级苷易溶于亲脂性溶剂而难溶于水。一般用CHCl3提取，也可提取原生苷再进行酶解，酶解完全后再用CHCl3萃取。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,五、提取分离,(二）纯化,1.溶剂法 原料如果是种子或含油脂多时。 1)先用压榨法或溶剂法脱脂，然后再用醇或稀醇提取。 2)也可以先用醇或稀醇提取，提取液浓缩去醇后再以石油醚萃取脱脂，用氯仿-甲醇萃取除去亲水性杂质。 见下页流程图。,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,五、提取分离,(二）纯化,1.溶剂法,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类化合物,五、提取分离,(二）纯化,1.溶剂法,如果是药材地上部分，叶绿素含量会比较高，除去方法：,第八章 甾体及其苷类 二、强心苷类

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