《[药学]第八章 甾体及其苷类课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[药学]第八章 甾体及其苷类课件.ppt（108页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,第八章,甾体及其苷类steroides and saponins,主讲：白素平,第一节 概述,第二节 C21甾类化合物,第三节 强心苷类化合物,第四节 甾体皂苷,第八章 甾体及其苷类,第一节 概述,甾体化合物（steroides）:又名类固醇化合物。化学结构中具有甾体母核-环戊烷骈多氢菲的一类化合物。该类化学成分广泛存在自然界，种类很多。其应用涉及到生理、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。,甾核,第一节 概述,甾体母核结构特点,四环、二角、一侧链 不同于四环三萜“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“”。C
2、10、C13上各有一个角甲基,C17位有一侧链，多为-构型。,甾体母核结构特点,2.四环稠和方式因种类不同而异,4.C17侧链,第一节 概述,甾体母核结构特点,甾核的显色反应:类似三萜,第一节 概述,甾类成分在无水条件下，用酸处理，能产生各种颜色反应,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
3、醇和水）干燥后，60-70加热，显黄色、灰蓝色、灰紫色斑点。,4.Rosen-Heimer反应：,B.25%三氯醋酸乙醇液-3%氯胺T水液（4：1）,样品,荧光反应,强心苷类的区别,甾体母核的显色反应,第二节 C21甾类化合物,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。,一、定义,孕甾烷,C21甾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、结构特点,A/B反；B/C反；C/D顺。,C5、C6位大多有双键；C20位可能有羰基；C17位上的侧链多为
4、构型。,C3、C8、C12、C14、C17、C20等位置可能有OH；C11位可能有OH。,C11、C12羟基可能和醋酸、苯甲酸、桂皮酸等结合成酯。,C3OH可以和糖结合成苷类存在。,第二节 C21甾类化合物,三、存在形式,第二节 C21甾类化合物,C21甾类存在形式,游离存在C21甾苷类,糖链多和C3-OH成苷少数和C20-OH成苷,C21甾苷类,C21甾苷元糖,2-OH糖2-去氧糖,萝摩科鹅绒腾属植物断节参：断节参苷，五糖苷,告达亭,靑阳参苷,靑阳参苷,鹅绒腾属靑阳参抗癫痫的有效成分：,告达亭,靑阳参苷元,三糖苷,靑阳参苷靑阳参苷,第三节 强心苷类化合物,一、强心苷的概述,二、强心苷的化学结
5、构及实例,三、强心苷的理化性质,四、强心苷的波谱特征,五、强心苷的提取分离,六、强心苷的生理活性,第三节 强心苷类化合物,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。,一、强心苷的概述,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（戈）辛、毛地黄毒苷等。但有剧毒，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。,分布强心苷存在于许多有毒的植物中。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
6、矛科、百合科、大戟科等等。较重要的植物有黄花夹竹桃、紫花毛地黄、毛花毛地黄、海葱、铃蓝、杠柳、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.,第三节 强心苷类化合物,第三节 强心苷类化合物,二、强心苷的化学结构及实例,强心苷元（cardiac aglycone）糖（sugar）,强心苷基本结构,强心苷中的糖均与苷元C3-OH结合形成苷，均为单糖链苷。糖均以直链连接，糖可多至5个，少数为双糖苷或单糖苷。,（一）强心苷元部分,二、强心苷的化学结构及实例,苷元骨架甾体母核（甾核）四环、二角、一侧链,天然界存在的强心苷元B/C环是反式，C/
7、D环是顺式，A/B环大多数为顺式-毛地黄毒苷元(digitoxigenin)，少数为反式-乌沙苷元(uzarigenin)。C 17多为侧链。,结构特点,苷元母核上的C3,C14位 上都有羟基：C14-OH为-型 C3-OH多为-型；少数为-型(表，epi-)C11,C12和C19位可能连羰基；C4,5、C5,6、C9,11、C16,17可能有双键。C 17位侧链为不饱和内酯环。,二、强心苷的化学结构及实例,取代基,二、强心苷的化学结构及实例,强心苷的分类,根据C17位侧链的不饱和内酯环不同分为：,甲型强心苷乙型强心苷,二、强心苷的化学结构及实例,甲型强心苷：骨架上有23个碳原子C17侧链为，
8、不饱和五元内酯环,-内酯,甲型强心苷,二、强心苷的化学结构及实例,乙型强心苷：骨架上有24个碳原子C17侧链为双不饱和六元内酯环,-内酯,乙型强心苷,二、强心苷的化学结构及实例,强心苷元的命名,甲型强心苷元：以强心甾（cardenolide）为母 核命名。,毛地黄毒苷元digitoxigenin,3,14-二羟基-5-强心甾-20(22)-烯3,14-dihydroxy-5-card-20(22)-enolide,乙型强心苷元：以海葱甾（scillanolide）或蟾酥 甾（bufanolide）为母核命名。,二、强心苷的化学结构及实例,强心苷元的命名,海葱苷元scillarenin,3,14
9、-二羟基-海葱甾-4,20,22-三烯3,14-dihydroxy-scilla-20,20,22-trienolide,（二）糖部分,构成强心苷的糖有20多种，根据C2位上有无-OH分为2-羟基糖和2-去氧糖两类。,1.2-羟基糖,（1）六碳醛糖、五碳醛糖：如D-葡萄糖等（2）6-去氧糖如：L-呋糖、D-鸡纳糖等。（3）6-去氧糖甲醚如：L-黄夹糖、D-毛地黄糖等。,二、强心苷的化学结构及实例,D-鸡纳糖,D-毛地黄糖,L-黄花夹竹桃糖,2.2-去氧糖（1）2,6-二去氧糖如：D-毛地黄毒糖等。（2）2,6-二去氧糖甲醚:如D-加拿大麻糖等、L-夹竹桃糖。,二、强心苷的化学结构及实例,3.强
10、心苷糖基上还可能有乙酰基取代,D-digitoxose,D-cymarose,二、强心苷的化学结构及实例,（三）结构举例,五元内酯环强心苷 毛地黄强心苷,毛花毛地黄,紫花毛地黄,毛花毛地黄强心苷,毛地黄毒苷元羟基毛地黄毒苷元异羟基毛地黄毒苷元双羟基毛地黄毒苷元吉他洛苷元,紫花毛地黄强心苷,毛地黄毒苷元羟基毛地黄毒苷元吉他洛苷元,与不同糖成苷,大多为次极苷,二、强心苷的化学结构及实例,D-毛地黄毒糖,常见的毛花毛地黄强心苷 甲型 强心苷,R1 R2digitoxin(毛地黄毒苷)H H gitoxin(羟基毛地黄毒苷)H-OHdigoxin(异羟基毛地黄毒苷-OH H 地戈辛),次级苷,gita
11、loxin(吉他洛苷)H,R1 R2 lanatoside（毛花毛地黄苷）A H Hlanatoside（毛花毛地黄苷）B H OHlanatoside（毛花毛地黄苷）C OH Hlanatoside（毛花毛地黄苷）D H OCOH,一级苷,去乙酰毛花毛地黄苷C西地兰速效强心苷,毛花毛地黄强心苷 甲型 强心苷,D-毛地黄毒糖,2.六元内酯环强心苷 存在于百合科、景天科、鸢尾科、毛茛科、檀香科、楝科中。如海葱苷类：,二、强心苷的化学结构及实例,R海葱苷元 H原海葱苷A-rha(鼠李糖)海葱苷 A-rha-glc葡萄糖海葱苷A-rha-glc-glc,第三节 强心苷类化合物,三、强心苷的理化性质,
12、（一）性状（二）溶解度（三）脱水反应（四）水解反应（五）显色反应,（一）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。,（二）溶解度：强心苷一 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）。其溶解性与所连糖的种类和数目有关。,三、强心苷的理化性质,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。,三、强心苷的理化性质,毛地黄毒
13、苷3毛地黄毒糖,毛地黄毒苷是一个三糖苷，但3分子糖都是毛地黄毒糖，整个分子只有5个羟基，故在水溶液中溶解度小，但溶于氯仿（1:40）。,（三）脱水反应：强心苷在强酸（3%-5%HCl）条件下加热水解时，苷元羟基易发生脱水反应成烯。得到次生的脱水苷元。,三、强心苷的理化性质,1.5-OH和14-OH最易发生脱水反应生成缩水苷元。,2.同时存在14-OH和16-OH，也易脱水，得到二缩水苷元。如羟基毛地黄毒苷。,3.如将3-OH氧化为酮基，则更使C5叔羟基活化，在温热条件下即可脱水而形成烯酮。同样，16-OH被氧化为酮基，也能促使C14-叔羟基脱水而形成烯酮。,（四）水解反应,三、强心苷的理化性质
14、,苷键内酯环和其它酯键,强心苷,水解反应是研究强心苷组成、改造强心苷结构的重要方法。,强心苷的苷键水解难易和水解产物因组成糖的不同而有所差异。,酸或酶催化水解,碱水解,三、强心苷的理化性质,酸水解：水解苷键。可分为温和酸水解、强酸水解 和盐酸-丙酮法水解,（1）温和酸水解,水解条件：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。,原生苷元对苷元影响较小（或次及苷）寡糖或单糖根据糖之间连接的苷键不同 而异,可水解2-去氧糖的苷键不能水解2-羟基糖的苷键。,水解苷键：,水解产物：,K-毒毛旋花子苷,毒毛旋花子苷元D-加拿大麻糖-(D-葡萄糖)2,稀酸
15、温和水解,毒毛旋花子苷元原生苷元寡糖（三糖）毒毛旋花子三糖,D-加拿大麻糖-(D-葡萄糖)2,温和酸水解不能得到单糖：D-加拿大麻糖和D-葡萄糖,毛地黄毒苷,D-毛地黄毒糖,稀酸温和水解,毛地黄毒苷元原生苷元单糖3分子毛地黄毒糖,（2）强烈酸水解,三、强心苷的理化性质,水解条件：较浓酸（3%-5%）长时间加热 回流或同时加压。,能水解2-羟基糖的苷键。可水解2-去氧糖的苷键,水解苷键：,次生苷元脱水苷元单糖组成糖苷的糖,水解产物：,K-毒毛旋花子苷,毒毛旋花子苷元D-加拿大麻糖-(D-葡萄糖)2,强烈酸水解水解,脱水毒毛旋花子苷元次生苷元单糖D-加拿大麻糖和D-葡萄糖,强烈酸水解不能得到原生苷
16、元：毒毛旋花子苷元,三、强心苷的理化性质,（3）盐酸-丙酮法(Mannich法）,强心苷于丙酮溶液中，室温条件下长时间与氯化氢反应（约2周，溶液中HCl含量1），糖分子中C2-OH羟基和C3-OH羟基与丙酮反应，生成丙酮缩合物，进而水解，可得到原生苷元和糖衍生物。,例如以此法水解铃兰毒苷（convallatoxin）其反应如下:,铃兰毒苷,L-鼠李糖,含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，所以能水解除去分子中的葡萄糖。,2.酶水解法,三、强心苷的理化性质,紫花毛地黄苷A,紫花毛地黄苷A,紫花苷酶,毛地黄毒苷+D-葡萄糖,D-葡萄糖,毛地黄毒苷元,(D-毛地黄毒糖)3,毛地黄毒苷,水解葡萄糖苷,蜗
17、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。,提取分离,得到原生苷破坏酶次生苷利用酶,三、强心苷的理化性质,3.碱水解 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。（1）酰基水解 强心苷的苷元或糖上常有酰基存在，它们遇碱可水解脱去酰基。如：毛花毛地黄苷C，碱性条件下水解，毛地黄毒糖可脱去乙酰基，生成去乙酰基毛地黄苷C西地兰。,三、强心苷的理化性质,（2）内酯环的水解,三、强心苷的理化性质,可逆水解NaOH或KOH的水溶液使内酯环 开裂，酸化后
18、又闭环。,不可逆水解 NaOH或KOH的的醇溶液使内 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。,三、强心苷的理化性质,三、强心苷的理化性质,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。,三、强心苷的理化性质,（五）显色反应,甾核的显色反应：4个不饱和内酯环显色反应2-去氧糖显色反应,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
19、试剂作用而 显色。乙型强心苷无此类反应。区别两类强心苷。,Liebermann-Burchard,Salkowski,三氯化锑或五氯化锑反应,Rosen-Heimer,（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1滴3%亚硝酰铁氰化钠溶液和1滴2mol/L 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3-4滴，产生红或紫红色。,（3）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，
20、摇匀后再加入0.2ml 20%NaOH溶液，呈紫红色。,（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。,甲型强心苷的显色反应,2.2-去氧糖显色反应,三、强心苷的理化性质,（1）Keller-kiliani(K-K)反应 此反应是2-去氧糖的特征反应，对游离的2-去氧糖或在反应条件下能水解出2-去氧糖的强心苷都可显色。取样品1mg溶于5ml冰乙酸中，加1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2-去氧糖存在，乙酸层渐呈蓝或蓝绿色。界面呈色随苷元不同而异。但若不显色，不能说明无2-
21、去氧糖。,过碘酸对硝基苯胺反应：强心苷醇溶液滴于滤纸上，先喷过碘酸钠水溶液，室温放置10分钟，再喷对硝基苯胺试液，出现浓黄色斑点，紫外灯下观察为黄色荧光斑点。再喷以NaOH甲醇溶液，则色点转为绿色。,（3）占吨氢醇（xanthydrol）反应:取固体样品少许，加入占吨氢醇试剂，置沸水浴上加热3min，呈红色。,第三节 强心苷类化合物,四、强心苷的波谱特征,（一）紫外光谱（UV）,甲型强心苷max 220 nm左右,乙型强心苷 max 295-300 nm,16,17甲型强心苷 max 220 nm max 270 nm左右,区分两种强心苷,乙型强心苷 低波数位移40cm-11718cm-1（正
22、常吸收）1740cm-1（非正常吸收）,（二）红外光谱（IR）,四、强心苷的波谱特征,不饱和内酯环的羰基峰:1800-1700cm-1两个峰。,甲型强心苷1756cm-1（正常吸收）1783cm-1（非正常吸收）强度随溶剂极性增大而减弱甚至消失,区分两种强心苷,四、强心苷的波谱特征,（三）质谱（MS）,m/z 111,m/z 124,m/z 164,m/z 163,甲型强心苷元质谱特征：m/z 111,124,163,164,1.甲型强心苷元,2.乙型强心苷元,四、强心苷的波谱特征,m/z 109,m/z 123,m/z 136,m/z 135,乙型强心苷元质谱特征：m/z 109,123,1
23、35,136,四、强心苷的波谱特征,3.甾核的碎片离子 C3-OH和C14-OH取代的甾核，D-环裂解产生如下碎片离子,m/z 264,m/z 249,m/z 203,m/z 221,强心苷元质谱特征：m/z 264,249,221,203,如果甾核上有羟基或羰基取代，这些离子的质荷比会产生相应的质量位移。,2.C10-CHO 9.5-10 ppm(1H,s);C10-CH2OH,H-19处于低场,3-4ppm之间 C10-CH2OAc,H-19更低场，4.5-5.0 ppm(2H,ABq,J=12Hz)3.C3-H 3.90 ppm(m),成苷后向低场位移,四、强心苷的波谱特征,（三）核磁共
24、振氢谱（1H-NMR）,18,19-CH3：H1.0左右(3H,S)18-CH3 19-CH3,18,19,H-22,5.60-6.0 ppm（宽单峰，brs）H-21,4.50-5.00(brs或t或AB q,J=18Hz)六元内酯环 H-21 7.2 ppm（s）H-22 7.8 ppm（d）H-23 6.3 ppm（d）,五元内酯环,四、强心苷的波谱特征,4.内酯环,端基氢:-D-glc,d,aa,J=6-8Hz-L-rha,d,ae,J=2Hz-D-2-去氧糖,aa,ae,dd峰。,四、强心苷的波谱特征,5.糖分子上的质子,6-去氧糖甲醚：C5-Me,1.0-1.5ppm,d,J=6-
25、7HzOMe,3.5ppm左右，s,-D-glc,-L-rha,四、强心苷的波谱特征,（四）核磁共振碳谱（13C-NMR）判断骨架（23个C信号）,甲基：s18-Me,16ppmMe-195,24 ppm5,12 ppm,5,24,5,12,16,非连氧碳 20-43ppm,连氧碳65-91 ppm苷化位移,66.8,71.3,83-86,烯碳：C-22,119121ppmC-22,171177ppm,171-177,117-121,72-76,羰基:C-23,176 ppm,176,第三节 强心苷类化合物,五、强心苷的提取分离,植物中强心苷含量很低，多与糖类、皂苷、色素、鞣质 等共存，这些成
26、分的存在可影响强心苷在溶剂中的溶解度。植物中酶解强心苷的酶，使强心苷的原生苷和次生苷共存，且很多结构相似的苷同存，故分离较难。提取过程注意 酶的问题。提取原生苷，抑制酶的活性。新鲜，低温快速干燥。提取次生苷，利用酶的活性。酶解（25-40C）。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。,五、强心苷的提取分离,（一）提取 原生苷:易溶于水难溶于亲脂性溶剂次生苷:易溶于亲脂性溶剂难溶于水,均溶于,甲醇、乙醇,常用甲醇或70%80%乙醇作溶剂，提取效率高，且能使酶失去活性。,（二）纯化 溶剂法 原料为种子：,先脱脂后醇提压榨法、溶剂法先醇提再以石油醚、苯脱脂，再以氯仿甲醇
27、混合液萃取，提出强心苷,原料为地上部分：醇提液浓缩后放置，叶绿素等脂溶性 杂质成胶状沉淀析出。,五、强心苷的提取分离,2.铅盐法：可除去水溶性杂质。但导致强心苷损失。,3.吸附法：活性碳除去叶绿素等脂溶性杂质。,（三）分离 常用方法：重结晶、逆流分配法、层析法,层析法,亲脂性成分单糖苷、次级苷、苷元 硅胶吸附色谱 弱亲脂性成分原生苷 分配色谱,第三节 强心苷类化合物,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 强心作用与甾体母核的构象有
28、关 1.C/D环必须是顺式，C14必须有羟基。如C/D环为反 式或C14-OH 脱水生成脱水苷元，强心作用消失。,2.C17位必须连接-构型不饱和内酯环。如异构化 为-型或开环，强心作用减弱或消失。3.A/B环顺式（5）的甲型强心苷元，C3-OH为-构型强心作用大于-构型。4.C10-CH3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。,（二）糖对强心作用的影响 2,6-二去氧糖衍生的苷，亲脂性较强，与心肌和中枢神经系统的亲和力比葡萄糖苷强，其强心作用比葡萄糖苷强，但毒性也大。,六、强心苷的生理活性,第四节 甾体皂苷,一、甾体皂苷概述,二、甾体皂苷的化学结构和实例,
29、三、甾体皂苷的理化性质,四、甾体皂苷的波谱特征,五、甾体皂苷的提取分离,第四节 甾体皂苷,一、甾体皂苷概述,1概念：定义：螺旋甾烷类化合物（C-27甾体）与糖结合形成的寡糖苷。存在形式：有的以游离的形式存在，有的则与糖结合成苷的形式存在。该苷类化合物多数可溶于水，水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫，故被称为甾体皂苷。该类皂苷不具有羧基（不同于三萜皂苷），呈中性，所以又称之为中性皂苷。（三萜皂苷称为酸性皂苷）。,一、甾体皂苷概述,2.分布：在植物中分布广泛，迄今发现的甾体化合物已达一万种以上，主要分布于薯蓣科、百合科和茄科植物中，其它科如玄参科、菝葜科、豆科、鼠李科的一些植物中也含有甾体皂苷。常
30、用中药知母、麦冬、七叶一枝花中也含有大量甾体皂苷。,3.生物活性：防治心血管疾病、抗肿瘤、降血糖和免疫调节作用。一些甾体皂苷类药物开始进入临床使用。如治疗冠心病、心绞痛的地奥心血康胶囊，含有从植物黄山药中提取的8种甾体皂苷。甾体皂苷元是医药工业中生产黄体酮、性激素及皮质激素的重要原料。,一、甾体皂苷概述,二、甾体皂苷的化学结构,第四节 甾体皂苷,甾体皂苷的组成,螺旋甾烷,-螺旋甾烷的衍生物,1.螺旋甾烷的结构特点：a.由27个碳原子组成。含有A、B、C、D、E、F六个环 A、B、C、D环为甾体母核即环戊烷骈多氢菲，C-17-侧链,E、F环以缩酮形式相连接。C-22与16、26位形成螺缩酮，E环
31、为呋喃环，F环为吡喃环,二、甾体皂苷的化学结构,二、甾体皂苷的化学结构,b甾核环的稠合方式：B/C环和C/D环为反式稠合（8、9 和13、14）。,C-25：,a键取代，25Se键取代，25R,C-20和C-22:20S、22R,R/S构型表示法,c.C17 侧链有三个手性碳：C-20、C-22、C-25,手性碳的相对构型表示方法：（相对于F环）,20F,22F,25F;,20F,22F,25F;25R,25D,25S,25L,a.螺（旋）甾烷类 spirostane 25F,25S,25L,b.异螺（旋）甾烷类 isospirostane 25F,25R,25D,螺甾烷和异螺甾烷互为差向异构
32、体（25-epimer），常共存于植物中。25R型稳定，因此25S型极易转化为25R型。,2.分类：据螺甾烷结构中C-25构型和环合状态，分为4类,c.呋甾烷类 furostane F环裂环为开链衍生物 C-22半缩酮结构,d.变形螺（旋）甾烷类 pseudo-spirostane F环为呋喃环 呋喃螺（旋）甾烷类 furospirostane,2.分类：据螺甾烷结构中C-25构型和环合状态，分为4类,二、甾体皂苷的化学结构,羟基：大多为3-OH,C-1、2、4、5、6、11、12也可 能有羟基取代（、）。,羰基：3、6、7、11、12、15位，大多于12位。,双键：一般5,6，可能 9,11
33、之间，少数25,27。,3.取代基的位置,12,成苷位置：大多是C3-OH成苷。,4.螺甾烷的空间构型,5-H,A/B环反式稠合，,3-OH（e键）,5-H,A/B环顺式稠合，,3-OH（e键）,二、甾体皂苷的化学结构,5.甾体皂苷实例 薯蓣皂苷（diosein）：存在于薯蓣科薯蓣属植物的根茎中，水解得薯蓣皂苷元，为异螺甾烷的衍生物。,薯蓣皂苷元5-20 F，22F，25F-螺旋甾烯-3-醇5-异螺旋甾烯-3-醇25R-3-hydroxy-5-spirostene,3-OH成苷形成薯蓣皂苷,二、甾体皂苷的化学结构,剑麻皂苷元：是螺甾烷的衍生物,剑麻皂苷元3-羟基-5,20 F,22F,25F-
34、螺旋甾-12-酮3-羟基-5-螺旋甾-12-酮25S-3-hydroxy-5-spirostan-12-one,3-OH成苷形成剑麻皂苷,二、甾体皂苷的化学结构,沿阶草皂苷D：,1-OH成苷,大多螺甾烷皂苷为单糖链苷，少数为双糖链苷,二、甾体皂苷的化学结构,原菝葜皂苷：是呋甾烷（F裂环）的双糖链皂苷,-葡萄糖苷酶,原菝葜皂苷,菝葜皂苷,呋甾烷类皂苷多是双糖链皂苷,二、甾体皂苷的化学结构,变形螺甾烷醇皂苷类：天然产物中不多见,颠茄皂苷A R=,颠茄皂苷B R=,变形螺甾烷类,变形螺甾烷醇皂苷类多是双糖链皂苷,如茄属植物颠茄中分离得到的颠茄皂苷A和B，是双糖链苷。,水解,水解,原生苷元,次生苷元,
35、二、甾体皂苷的化学结构,螺甾烷异螺甾烷呋甾烷变形螺甾烷,一般形成单糖链皂苷,一般形成双糖链皂苷,26位连接一个葡萄糖,甾体皂苷结构：,1.甾体皂苷元具亲脂性，能溶于石油醚、苯、乙 醚、氯仿等 有机溶剂，而不溶于水；多有较好结 晶。2.甾体皂苷极性加大，水溶性大，可溶于水、稀 醇、热甲醇和热乙醇中，不溶或难溶于乙醚、苯 等极性小的有机溶剂。不易结晶，大多为无色定 形粉末。3.表面活性与溶血作用，与三萜皂苷类似，但F环开 裂的甾体皂苷（呋甾烷醇皂苷类）不具溶血作用。,三、甾体皂苷的理化性质:,第四节、甾体皂苷,4.甾体皂苷与甾醇（常用胆甾醇）可形成分子复 合物，从乙醇中沉淀出来，可用于鉴定和纯化
36、目的；三萜皂苷与甾醇形成得分子复合物不及 甾体皂苷稳定。5.Liebermann-Burchard reaction 甾体皂苷与醋酐硫酸试剂反应，最后显绿色 三萜皂苷与醋酐硫酸试剂反应，最后显红色,三、甾体皂苷的理化性质:,第四节、甾体皂苷,四、甾体皂苷元的波谱特征,（一）、红外光谱IR,螺缩酮的特征吸收：,25S(25F)型：B带 C带,区别25位构型,F环裂环（呋甾烷）：无螺缩酮的特征吸收,25R(25F)型：B带 C带,螺甾烷,异螺甾烷,与25位构型有关,乙酰基菝葜皂苷元987，921，897，852 cm-1921879,乙酰基丝兰皂苷元982，920，900，886 cm-19209
37、00,25S-,25R-,四、甾体皂苷元的波谱特征,（二）、质谱MS,螺甾烷和异螺甾烷衍生物的裂解规律：,m/z 139,或,m/z 126,基峰,辅助离子峰,四、甾体皂苷元的波谱特征,麦氏重排,+,m/z 115，中强,（异）螺甾烷的甾体皂苷及苷元：质谱中均出现m/z 139、115、126三个碎片峰，其中139为基峰，126为弱的辅助离子峰。若C25或C27有羟基取代，三峰质量上移16amu,m/z 155m/z 131、m/z 142。若C25、C27有双键取代，三峰质量上移2amu,m/z 137m/z 113、m/z 124。若 C17有羟基取代，m/z 139基峰减弱，m/z 12
38、6成基峰,四、甾体皂苷元的波谱特征,（三）、核磁共振氢谱1H-NMR,甲基特征峰：高场区4个甲基（18、19、21、27）。18、19-CH3为单峰，18高场于19；21、27-CH3为双峰（J=7Hz左右），27较高场;若25位有羟基取代，27-CH3单峰，低场位移。,连氧碳上的氢：16和26位的氢，较低场，35ppm,易辨认其它碳上的氢：化学位移接近，重叠严重，难以辨认。,25位的构型：根据 CH3-27判断 e键高场于a键 CH3-27（25R）CH3-27（25S）根据 H-26判断 e键接近；a键差别大 25R:H2-26化学位移接近 25S：H2-26化学位移差别较大,四、甾体皂苷
39、元的波谱特征,（四）、核磁共振碳谱13C-NMR,甾体皂苷元的27个碳信号均可辨认 连氧碳（含氧取代基）：6090 ppm.苷化位移：羟基与糖结合成苷，低场位移610ppm。如，3OH苷化，C3的化学位移达到80ppm以上。双键：在115150ppm之间 羰基：在200ppm左右,四、甾体皂苷元的波谱特征,甾体皂苷元的碳谱特征：,甲基：5-H,19-CH3 20ppm；5-H,19-CH3低场位移至23ppm左右。螺缩酮：C-22，109 ppm左 右（C）；C-16,80 ppm左右（CH）；C-26,65-67 ppm之间（CH2）。,（四）、核磁共振碳谱,5,20,5,23ppm,109
40、,80,65-67,(25R)-5-螺甾-3-醇A/B反式,(25R)-5-螺甾-3-醇A/B顺式,80.7,80.9,109.0,109.1,66.7,66.8,16.5,16.4,12.4,23.8,14.5,14.4,17.1,17.1,五、甾体皂苷的 提取与分离,甾体皂苷的提取分离方法，与三萜皂苷相似。但甾体 皂苷为中性皂苷，亲水性较弱。a.甾体皂苷目前多采用溶剂法提取，主要以甲醇或稀乙 醇提取；b.提取液回收溶剂后，以水稀释，依次用氯仿、乙酸乙 酯、正丁醇萃取；c.甾体皂苷元在氯仿部分 d.甾体皂苷在正丁醇部分：正丁醇部分经大孔树脂，水 洗去糖，再以甲醇洗脱得总皂苷。再经硅胶柱色谱或
41、 制备HPLC，以不同比例氯仿甲醇水或水饱和的 正丁醇洗脱，得到单体皂苷。,甾体皂苷元的提取（经济实用价值）1.先水解，后提取：在植物组织中将皂苷水解，然后用低极性溶剂提取皂苷元。2.先提取，后水解：先用极性溶剂如甲醇、乙醇或丁醇将皂苷提出，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。例如：薯蓣皂苷元的提取,五、甾体皂苷的 提取与分离,川龙薯蓣,熟悉C21甾类化合物的结构特征掌握强心苷结构特征及分类掌握强心苷酸水解、酶水解及碱水解掌握强心苷的颜色反应及其应用及强心苷的紫外和红外光谱特征了解强心苷的质谱和核磁共振谱的特征掌握甾体皂苷的结构特点和类型及典型代表化合物熟悉甾体皂苷的波谱特征及提取分离,本章小结,1.强心苷的各水解方法的范围有什么不同？2.用什么显色反应可鉴别甲型强心苷和乙型强心苷？为什么可以区别？3.如何鉴别强心苷和甾体皂苷？Libermann反应可以吗？4.用什么鉴定手段可鉴别甾体皂苷元的R型和S型？5.强心苷元与甾体皂苷元的波谱特征是什么？如何利用波谱技术鉴别两类化合物？,思考题,菝葜皂苷元25S,蒜皂苷25R,(D-毛地黄毒糖)3,羟基地毛黄毒苷,脱水羟基毛地黄毒苷元,+3 D-毛地黄毒糖,三、强心苷的理化性质,C,(氯仿乙醇萃取),
