2010版第九章甾体类化合物

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Transcript 2010版第九章甾体类化合物

中药化学
第 九 章
主讲教师:何文静
1
本 章 学 习 要 求
•
掌握甾体类化合物的结构特征和分类。
• 掌握强心苷、甾体皂苷的理化性质及颜色反应。
• 熟悉强心苷的酸水解法和酶水解法。
• 掌握强心苷类、甾体皂苷类及其苷元的一般提取
分离方法。
• 了解甾体皂苷、强心苷的波谱特征以及结构测定
方法。
2
2
第九章 甾体类化合物
概述
强心苷类化合物
甾体皂苷
C21甾体化合物
植物甾醇
胆汁酸类化合物
昆虫变态激素
3
第一节
概述
定义:甾体类化合物是广泛存在于自然界中的一类天然
化学成分,包括植物甾醇、胆汁酸、C21甾类、昆虫变态激素、
强心苷、甾体皂苷、甾体生物碱、蟾毒配基等。它们的结构
中都具有环戊烷骈多氢菲的甾体母核。
结构特点
R
17
11
1
9
A
3
HO
10 B
5
C
13
14
D
(1)A/B有顺式、反式,B/C常见反式,C/D有顺式
、反式
(2)C10和C13位有-CH3取代,C17位有-型侧链。
(3)甾核C3位有-OH取代,大多为-型,可与糖结
合成苷。
6
(4)母核的其它位置还可以有-OH 、C=O、双键、
环氧醚等功能基的取代。
4
例: 地奥心血康是中科院成都地奥制药公司研究生
产的从我国特有药用植物黄山药(Dioscorea panthaica
Prain et Burkill)中提取并精制含 8 种甾体皂苷的中药
制剂,自主开发的国家二类新药,连续数年心血管中
成药全国销量第一,是国家85、95重点科研项目,获
得过多项国家级科研成果奖。
临床广泛应用于治疗和预防冠心
病、心绞痛、心肌缺血、心率失常等
心血管疾病,具有疗效确切、作用快
而持久、毒副作用小等特点。
5
5
一、甾体化合物的结构与分类
各类甾体成分C17位均有侧链。根
据侧链结构的不同,又分为许多种类,
如表所示。
R
12
13
11
1
2
A
3
9
10
B
5
4
16
D
C
8
17
15
14
7
6
天然甾体化合物的种类及结构特点
类型
C17侧链
A/B
B/C
C/D
C21甾类
羟甲基衍生物
反
反
顺
强心苷类
不饱和内酯环
顺、反
反
顺
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
6
(三)甾核的重要颜色反应
甾类化合物在无水条件下与某些酸作用,甾核脱水形成双键,
且在浓酸溶液中形成多烯阳碳正离子的盐,而呈现系列颜色变化
(三萜化合物具有类似性质)。
+
¶àϩ̼ÕýÀë×Ó
强
酸:H2SO4,HCl,等
中等强度酸:H3PO4,Cl3CCOOH,等
Lewis
酸:SbCl3, SbCl5,等
7
7
(二)甾核的重要颜色反应
无水条件下与酸反应:脱水、缩合、氧化
1、Liebermann-Burchard反应:
现象:红
紫
蓝
绿
污绿色
将样品溶于冰醋酸或氯仿,加入醋酐-浓硫酸(20:1)
ŨH2SO4-´× ôû(20:1)
Ȯ
~ºì ~×Ï ~À¼
ÑùÆ·ÈÜÓÚ´×ôû
ŨH2SO4-´× ôû(20:1)
ÑùÆ·ÈÜÓÚ´×ôû
À¼
~ÂÌ
Öð½¥ÍÊÉ« ÈýÝÆ
ÔíÜÕ
Öð½¥ÍÊÉ« çÞÌå ÔíÜÕ
8
(2)、氯仿-浓硫酸反应Salkowski reaction
浓硫酸
硫酸层
红色或蓝色
氯仿层
绿色荧光
样品溶于氯仿
(3)、冰醋酸-乙酰氯反应 Tschugaev reaction28
ÒÒ
õ£ÂÈ + ZnCl2
ÑùÆ·±ù´×ËáÈÜÒº
三
萜
µ-ºì ~×Ï ºì
紫红
蓝
绿
甾体
9 9
(4)、三氯乙酸反应 Rosen-Heimer reaction
ÂËÖ½
»òTLC£º
1¡¢ Åç25%ÈýÂÈÒÒ
Ëá-ÒÒ
´¼ÈÜÒº
60oCÏÔºì ~×Ï É«°ßµã çÞÌå ÔíÜÕ
ÑùÆ·µãÑù
ÔíÜÕ
100oCÏÔºì ~×Ï É«°ßµã ÈýÝÆ
2¡¢ ¼Ó
ÈÈ
(5)、五氯化锑反应
Kahlenberg reaction
SbCl5»òSbCl3µÄÂÈ·ÂÈÜÒº 稍加热
ÊԹܣº
ÑùÆ·´¼ÈÜÒº
À¼
¡¢ ×Ï ¡¢ »Ò
1¡¢ ÅçSbCl5»òSbCl3µÄÂÈ·ÂÈÜÒº
ÂËÖ½
»òTLC£º ÑùÆ·µãÑù
2¡¢ ¼Ó
ÈÈ60~70oC
(三萜与甾体现象一样)
À¼
¡¢ »Ò¡¢
»Ò×Ï É«°ßµã
10
第九章 甾体及其苷类
二、强心苷类化合
(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
11
第九章 甾体及其苷类
二、强心苷类化合
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。
*目前国内临床上应用的强心苷类药物均由天然植物中提取分离获得。
12
第二节强心苷类化合
二、化学结构与分类
强心苷是由强心苷元(cardiac aglycones)与糖二部分组成。
1、苷元部分
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)甾体母核A、B、C、D四个环的稠合方
式为A/B环有顺、反两种形式,但多为顺式;
B/C环均为反式;C/D环多为顺式。
13
第二节强心苷类化合
二、化学结构与分类
1、苷元部分
(1)甾体母核部分
2)
C10
R
12
13
11
1
2
A
3
B
5
4
9
10
7
6
16
D
C
8
17
14
15
14
第二节强心苷类化合
二、化学结构与分类
1、苷元部分
(3)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。
O
22
22
23
20
O
21
甲型强心苷元
23
20
O
21
24
O
乙型强心苷元
15
第二节强心苷类化合
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,绝大多数属于此类。
22
23
20
1
3
HO
R
11
13
9
14
21
母核的C-17位上连接的是五元
不饱和内酯环(即Δ--内
酯),大多为-构型,
OH
10
H
17
O
O
6
16
第二节强心苷类化合
二、化学结构与分类
1、苷元部分
(2)不饱和内酯环部分
甲型强心苷元以强心甾(cardenolide)为母核命名,前面
加上各种取代基的位置及名称
23
22
20


O
O
O
O
21
R
14
3
5
OH
HO
HO
H
甲型
H
OH
毛地黄毒苷元


3??,14?-二羟基-5?-强心甾-20(22)
烯17
第二节强心苷类化合
二、化学结构与分类
1、苷元部分
(2)不饱和内酯环部分
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。
22
23
24
20
21
1
R
11
9
3
HO
14
OH
10
H
13
6
17
O
O
母核部分C-17位上连接的是
六元环不饱和内酯环(即
Δ, -双烯--内酯),为
-构型
18
第二节强心苷类化合
二、化学结构与分类
1、苷元部分
(2)不饱和内酯环部分
3)乙型强心苷元
乙型强心苷元以海葱甾(scillanolide)或蟾蜍甾(bufanolide)
为母核命名。前面加上各种取代基的位置及名称
23
22
20

r

21
 24

r

O
O

O
O
R
OH
OH
HO
HO
H
乙型
海葱苷元


3??,14?-二羟基海葱甾4,20,22三烯
19
19
O
O
O
O
H
H
H
H
强心甾烯
强心甾
23
22
20
O
23
24
O
22
20
21
O
24
O
21
H
H
H
H
海葱甾
海葱甾二烯(蟾蜍甾二烯)
20
第二节强心苷类化合
二、化学结构与分类
2、糖部分
1) 2 -羟基糖: C2连接有氧原子的糖,此类糖包含非去氧糖
(如葡萄糖)、6-去氧糖和6-去氧糖-3-甲醚。
即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-毛地黄糖等。
CH3
O
OH
OH
CH3
OH
O
OH
OCH3
OH
O
CH3
OH
OH
OH
OH
D-鸡纳糖
OH
D-毛地黄糖
O CH3
L-黄夹糖
21
第二节强心苷类化合
二、化学结构与分类
2、糖部分
2) 2-去氧糖 α-去氧糖常见于强心苷类,是区别于其它苷类成分
的一个重要特征
(1)2,6-二去氧糖如: D-毛地黄毒糖、D-加拿大麻糖等。
(2)2,6-二去氧糖甲醚如:L-夹竹桃糖、
6 CH3
O OH
HO
CH3
O OH
O OH
CH3
HO
OH
2
D-毛地黄毒糖
OCH3
L-夹竹桃糖
HO
OCH3
D-加拿大麻糖
22
第二节强心苷类化合
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。
23
O
O
CH 3
OO
OH
R
CH 3 O
O OH
紫花洋地黄苷A β-D葡萄糖
CH 3
O
O
OH
H
洋地黄毒苷
RO
OH
O
O
O
OHC
O
OH
HO
OO
CHO
3
OCH 3
CH 2OH
CH 2OH
H 2C OO
OH
O
HO
OH
OH OH
OH
黄夹苷甲
OHC
O
OH
HO
OH
O
OH
绿海葱苷
24
第二节、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:
O
O
毛地黄毒苷
O
O
OH
CH 3
O
H
O
OH
CH 3
O
CH 3
CH 3
O
OH
O
CH 3
O
O
O
OH
O
O
CH 3
OH
OH
O
OH
OH
O
O
CH 2OH
H
OH
紫花毛地黄苷A
25
OH
OH
OH
第二节、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:
O
O
OH
O
C H3
HO
O
O
OH
OH
O
OH
H
OH
O
OH
OH
O
O C H3
OH
黄花夹竹桃糖苷
26
第二节、强心苷类化合物
(二)化学结构与分类
5.实例
1)甲型强心苷
原生苷
次级苷
27
第二节、强心苷类化合物
1)甲型强心苷
28
第二节、强心苷类化合物
(二)化学结构与分类
5.实例
1)甲型强心苷
29
第二节强心苷类化合
二、化学结构与分类
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。
30
第二节强心苷类化合
三、强心苷结构与活性之间的关系
(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;A/B环顺式的甲型强心苷元
必须举杯C3-β羟基,否则无活性
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β-构型,若为α-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β-构型,若脱水成双键或成氧桥,则活
性降低或消失。
31
第二节强心苷类化合
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。
(三)、在苷元或糖上引入乙酰基,活性增强。
32
第二节强心苷类化合
三、构效关系
(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。
甲型:三糖苷<二糖苷<单糖苷>苷元
葡萄糖苷>甲氧基糖苷>6-去氧糖苷>2,6-二去氧糖苷
乙型: 苷元>单糖苷>二糖苷
乙型>甲型
33
表9-2 毒毛旋花子苷元组成的三种苷的毒性比较
化合物名称
LD50 ( 猫 , mg/kg )
毒毛旋花子苷元
0.325
加拿大麻苷(毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻糖)
0.110
k-毒毛旋花子次苷-β(毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻 0.128
糖-D-葡萄糖)
k-毒毛旋花子苷(毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻糖- 0.186
D-(葡萄糖)2
从上表可知,一般甲型强心苷及苷元的毒性规律为:三糖
34
苷<二糖苷<单糖苷>苷元。
表9-3 洋地黄毒苷元与不同单糖结合的苷的毒性比较
化合物名称
LD50(猫,mg/kg)
洋地黄毒苷元
0.459
洋地黄毒苷元-D-葡萄糖
0.125
洋地黄毒苷元-D-洋地黄糖(甲氧基糖苷)
0.200
洋地黄毒苷元-L-鼠李糖(6-去氧糖苷)
0.278
洋地黄毒苷元-加拿大麻糖(2,6-去氧糖苷) 0.288
由上表可知,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。
35
第二节强心苷类化合
四、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,C17 侧链为-构型的味苦,α-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)。
36
第二节强心苷类化合
四、理化性质
(一)理化性质
2.溶解度
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。糖数目越多、糖链越长、游离羟基越
O
多,在水中的溶解度越大
O
O
CH 2OH
HO
O
OH
OH
CH 3
O
O
OH
OH
O
O
O
O
OH
OH
CH 3
OH
CH 3
H
CH 3
O
O
OH
乌本苷
虽只有一个糖,但含8个-OH,
所以水溶性较大
OH
OH
OH
毛地黄毒苷
含3个糖,但只有5个
-OH,所以水溶性小
37
(三)脱水反应
强心苷用混合强酸(例如 3%~5% HCl)进行酸水解
时,苷元往往发生脱水反应。C14 、C5位上的β羟基最易发
O
O
生脱水
O
O
OH
HCI
¡÷
OH
O
+3 D-洋地黄毒糖
(D-洋地黄毒糖)3
羟基洋地黄毒苷
脱水羟基洋地黄毒苷元
O
O
O
O
HCI
OH
¡÷
+ L-鼠李糖 + D-葡萄糖
O
鼠李糖-O-葡萄糖
海葱苷A
38
脱水海葱苷元
第二节强心苷类化合
(四)水解反应
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。
4)适用于Ⅰ型强心苷
因为α位的羟基阻碍了苷键原子的质子化,使水解较困难。
39
第二节强心苷类化合
四、理化性质
(二)苷键的水解
1、酸催化水解
(1)温和酸水解
O
O
OH
1
CH 3
O
CH 3
H
2O
O
CH 3
O
OH
3O
O
OH
4
CH 2OH O
OH
OH
O
OH
OH
紫花毛地黄苷A
温和酸水解
毛地黄毒苷元+2×毛地黄毒
40
4 1glc
糖+毛地黄毒糖—
第二节强心苷类化合
(二)苷键的水解
1、酸催化水解
(2)强酸水解
OH
条件:强酸性(3-5%酸水溶液),加热加压回流数小时。
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。
3)适用于:Ⅱ型和Ⅲ型强心苷
4) α- 羟基糖,阻碍了苷键原子的质子化,使水解较为困
41
难,用温和酸水解无法使其水解。
第二节强心苷类化合
(二)苷键的水解
1、酸催化水解
(2)强酸水解
O
O
OH
OH
CH 3
O
H
O
CH 3
O
O
CH 3
O
HCL
OH
羟基毛地黄毒苷
CH 3
O
+ 3
O
O
OH
OH
OH
O
H
OH
OH
OH
脱水羟基毛地黄毒苷元
42
第二节强心苷类化合
(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1%HCl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。
O
此法适于对铃蓝毒苷
O
C HO
及多数Ⅱ型苷进行水解,
OH
可得到原生苷元。多用于
单糖苷。
O
C H3
缺点:多糖苷极性大,难溶于丙酮,水解反应不易。
O
OH
铃蓝毒苷
43
第二节强心苷类化合
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。
44
第二节强心苷类化合
四、理化性质
(二)苷键的水解
2.酶水解法
(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D-glc苷键。
紫花毛地黄苷A
紫花毛地黄苷B
紫花苷酶
紫花苷酶
毛地黄毒苷+D-葡萄糖
羟基毛地黄毒苷+D-葡萄糖
45
第二节强心苷类化合
四、理化性质
(二)苷键的水解
2.酶水解法
另外:毒毛旋花子中含有 β-D-葡萄糖苷酶( β-D-glucosidase)
和毒毛旋花子双糖酶(strophanthobiase),用他们分别进行
酶解,则断裂的位置不同,使K毒毛旋花子苷水解可生成毒毛旋
花子次苷β和加拿大麻糖苷。
46
第二节强心苷类化合
四、理化性质
(二)苷键的水解
2.酶水解法
毒毛旋花子次苷β
加拿大麻糖苷
47
K毒毛旋花子苷
第二节强心苷类化合
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。
48
练习:紫花毛地黄苷A的水解
O
O
OH
CH3
OO
CH3
O
CH3
O
HO
CH2
Ç¿ÁÒËáË®½â
3, 14
¶¾ÌÇ
-ÑóµØ»Æ
¶¾ÜÕÔª + ÆÏÌ ÑÌÇ + 3 ÑóµØ»Æ
O
OH
O
Ï¡ ËáÎÂºÍ Ë®½â
OH
¶¾ÌÇ +
ÑóµØ»Æ
¶¾ÜÕÔª + ÆÏÌ ÑÌÇ-ÑóµØ»Æ
2 ÑóµØ»Æ
¶¾ÌÇ
O
O
OH
OH
×Ï »¨ ÜÕø
ÑóµØ»Æ
¶¾ÜÕ + ÆÏÌ ÑÌÇ
HO
OH
49
49
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。
50
(1)酰基的水解
碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钙、氢氧化钡等。
α-去氧糖上的酰基最易脱去,用碳酸氢钠、碳酸氢钾
羟基糖或苷元上的酰基须用氢氧化钙、氢氧化钡处理
甲酰基较乙酰基易水解,提取分离时,若用氢氧化钙处 理,
即可水解。
51
(2)内酯环的水解
在碱性水溶液中开环,加酸闭环。
在碱性醇溶液中,反应不可逆。
甲型强心苷内酯环双键转位,形成活性亚甲基。
乙型则发生异构化。
52
例:甲型强心苷内酯环开裂过程
O
22
O
O
O
22
20
20
21
KOH / EtOH
O
17
OH
21
17
Ë«¼üÒì¹¹ »¯
14
14
OH
OH
OH
O
O
Ë«¼üÉϼÓ
³É
O
O
异构化物I
异构化物II
例:乙型强心苷内酯环开裂过程
22
22
20
O
21
O
17
20
KOH / EtOH
21
17
Ë«¼ü
Òì¹¹ »¯
14
14
OH
OH
OH
OH
烯醇式
O
OH
O
H2O
ÍÑË®
O
异构化物
53
五、强心苷的颜色反应
1.C17位上不饱和内酯环的颜色反应 区别甲型、
乙型强心苷。
甲型强心苷的 C17-侧链上有不饱和五元内酯环,
在碱性条件(碱性溶液或吡啶中)下,△20(22)双
键转位至△20(21),C22形成位活性次甲基,此活性
次甲基能够与某些试剂反应而显色。
乙型强心苷在碱液中不能产生活性次甲基,故无此
类反应。
54
1.
C17不饱和内酯环的反应
1)Legal反应:
试剂:亚硝酰铁氰化钠,现象:深红色。
原理:活性亚甲基与活性亚硝基缩合生成异亚硝酰
衍生物的盐而显色
55

2)Raymond反应:试剂:间-二硝基苯,现象:紫红或蓝
3)Kedde反应
试剂:3,5-二硝基苯甲酸,现象:紫红色。
4)Baljet反应
试剂:碱性苦味酸,现象:橙色或橙红色
原理:间二硝基苯与活性亚甲基缩合,再与过量的间
二硝基苯氧化生成醌式结构而显色
56
*反应机理:
Legal 反应的机理可能是由于亚硝酰铁氰化钠
中的亚硝基和活性的次甲基反应生成肟基衍生物,
Fe3+被还原为Fe 2+。
例:Raymond反应的机理
O
O
O
22
20
-
21
OH
O
O
22
N
NO2
O
O2N
20
21
O
NO2
O
×Ϻì ~À¼
É«
5757
常见的显色反应有如下列表中,若产生的有色
物质在可见光区内有最大吸收亦可用于定量。
反应名称
活性次甲基显色反应
试 剂
颜 色
λmax(nm)
Legal 反应
NaFe(NO)CN5·H2O 深红或蓝
470
Kedde 反应
3,5-二硝基苯甲酸
深红或红
590
Raymond反应
间-二硝基苯
紫红或蓝
620
Baljet反应
苦味酸
橙或橙红
490
*应用:此类反应可以在试管内进行,也可以作为薄层层析和纸层析
的显色剂,如先喷以反应试剂,再喷以NaOH/醇溶液,即可显示有色斑
点,放置后颜色逐渐褪去。
58
58
2、作用于α -去氧糖
1)K.K反应
取样品溶于5ml冰醋酸中,加1滴20%三氯化
铁水溶液,混匀,漫漫加入浓硫酸,醋酸层渐显兰
色。界面的颜色随苷元羟基、双键的位置和数目不
同而异。
只对游离的2-去氧糖或在此条件下能解离
出2-去氧糖的强心苷显阳性反应。
K.K反应呈阳性的模式:
苷元-(2-去氧糖)x-(葡萄糖)y (x>1)
苷元-(2-去氧糖)x
59
阴性反应的模式:
苷元-2-去氧糖-(葡萄糖)y
苷元-(α-羟基糖)x
60
(2)与呫吨氢醇(xanthydrol)的反应
OH
O
xanthydrol
¿Ú
º¬2-È¥ÑõÌÇÑùÆ·
Õ¼
¶ÖÇâ´¼ÊÔ¼Á
+ŨÁòËá
ÏÔºì É«
*取样品少许,加此试剂,置水浴上加热 3 分钟,如有
2-去氧糖显红色。反应极为灵敏,可以作为定量分析
61
61
(3)与对-二甲氨基苯甲醛的反应
将强心苷滴于滤纸或硅胶薄板上,吹干后
喷此试剂,并于 90℃ 加热半分钟,如有
2-去氧
糖显灰红色斑点。
试
剂:
1% 对-N,N-二甲氨基苯甲醛 : 浓HCl =
4 : 1
(CH3)2N
CHO
原理: α -去氧糖 经HCl催化影响,产生分子重排,
再与对-二甲氨基苯甲醛缩合所致
62
62
(4)与过碘酸/对硝基苯胺反应
主要做为 TLC 和 PC 的显色反应。
NH2 HCl
2-È¥Ñõ HIO4
ÌÇÑùÆ·
NO2
ÏÔÉî »Æ
É«°ßµã
UV
ÏÔ»Æ
É«Ó«¹â
NaOH / MeOH
ÏÔÂÌÉ«°ßµã
*先喷过碘酸钠,放置十分钟后,再喷对硝基苯胺盐酸溶
液,若有2-去氧糖则出现深黄色斑点,紫外下显黄色荧光;
如再喷以5%的 NaOH/MeOH溶液,斑点显绿色。
63
63
反应原理:
2-去氧糖被高碘酸氧化成丙二醛,丙二醛再与
对硝基苯胺缩合而呈黄色产物。
NH2 HCl
2
CHO
CH2
CHO
CH
CHO
CHOH
NO2
CH
N
CH
CH
NH
NO2
2HCl
NO2
(黄 色)
6464
六、强心苷的提取与分离
强心苷易受酸、碱、酶的作用,有可能发生水
解、脱水及异构化等反应
提取时应注意:
① 若提取原生苷为目的,则要抑制酶的活性,
防止酶解;若提取次生苷为目的,则要利用酶的活
性,进行部分酶解。
② 避免接触酸、碱 。
65
65
第二节强心苷类化合
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70%~80%
EtOH提取。
2.次级苷的提取:利用酶的活性,25~40℃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。
66
第二节强心苷类化合物
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。
67
第二节强心苷类化合物
五、提取分离
(二)纯化
1.溶剂法
68
第二节强心苷类化合物
五、提取分离
(二)纯化
1.溶剂法
69
第二节强心苷类化合物
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:
80%乙醇醇提液
浓缩(保留适当浓度的醇)
叶绿素等脂溶性杂质成胶状沉淀析出
CHCl3-MeOH萃取
放置
过滤除去
强心苷
70
第二节强心苷类化合物
五、提取分离
(二)纯化
2.铅盐沉淀法
铅盐可与一些成分(黄酮、醌类、多糖、皂苷等)生成沉淀,
与强心苷类成分分开。
但铅盐与杂质生成的沉淀能吸附强心苷而导致损失。这种吸附和
溶液中醇的含量有关。
当溶液中醇浓度
时,能降低沉淀对强心苷的吸附,但若醇浓
度太高,则纯化效果
.
例如:提取毛地黄强心苷时,水提取液用碱性Pb(AC)2试剂处
理,强心苷损失达14%,若增加含醇量为40%,则并无损失,71
若醇的量大于50%,,则纯化效果差。
第二节强心苷类化合物
五、提取分离
(二)纯化
3.吸附法:
活性炭柱吸附法:稀醇提取溶液中叶绿素等脂溶性杂质被吸
附而除去
氧化铝柱吸附法:提取液中皂苷、多糖等水溶性杂质被吸附
而除去
72
第二节强心苷类化合物
五、提取分离
(三)分离
1.重结晶法:适用于含量高的强心苷
2.两相溶剂萃取法
利用强心苷在两种互不相溶的溶剂中的分配系数不同进行分
离。 毛花毛地黄中苷A、B、C的分离。
CHCl3
CH3OH
H 2O
苷A
1:225
1:20
几乎不溶
苷B
苷C
1:550
1:2000
1:20
1:20
几乎不溶
几乎不溶
用CHCl3-CH3OH-H2O(5:1:5)为溶剂系统进行两相溶剂萃取
(溶液用量为总苷的1000倍)。 CHCl3 层:苷A和B;水层:苷C
73
第二节强心苷类化合物
五、提取分离
(三)分离
3.逆流分配法 利用分配系数不同进行分离。
4.色谱法
亲脂性强心苷(亲脂性单糖苷、次级苷、苷元):利用吸附色
谱分离,如硅胶色谱等,用正己烷-乙酸乙酯、氯仿-甲醇等
梯度洗脱。
弱亲脂性强心苷:利用分配色谱进行分离,含水硅胶、硅藻土、
纤维素等,常以氯仿-甲醇-水等梯度洗脱。
74
例如:
75
第二节强心苷类化合物
76
提取分离实例:
毛花毛地黄
中苷A、B、
C及西地兰
的分离。
77
第二节强心苷类化合物
七、强心苷的检识
1、理化检识
甾体母核、不饱和内酯环、α-去氧糖等颜色反应
2.色谱检识
(1)、TLC
吸附剂:硅胶、氧化铝、硅酸酶镁
展开剂:氯仿-甲醇-冰乙酸(85:13:2)等
显色剂:2%三氯化锑
1%苦味酸+10%NaOH(95:5)
78
第二节强心苷类化合物
八、强心苷的结构研究
可以用于区别强心苷的类型
(一)紫外光谱:区别甲型强心苷和乙型强心苷
O
甲型强心苷(Δ--内酯):
λmax 220nm(lgε:4.34)
O
乙型强心苷( Δ, -双烯--内酯)
λmax 295~300nm(lgε:3.93)
O
O
79
第二节强心苷类化合物
六、波谱特征
可以用于区别强心苷的类型
(二)红外光谱
强心苷红外光谱特征吸收为不饱和内酯环中羰基产生的,一般
在1700-1800cm-1有两个羰基吸收。
80
第二节强心苷类化合物
六、波谱特征
可以用于区别强心苷的类型
(三)质谱
81
第二节强心苷类化合物
六、波谱特征
(四)1H-NMR
可以用于区别强心苷的类型
对于甲型和乙型强心苷,它们各自的不饱和内酯环的氢谱信息
有所差别,而对于苷元中甾核与糖部分的H信息是相似的。
82
第二节强心苷类化合物
六、波谱特征
(四)1H-NMR
可以用于区别强心苷的类型
苷元:1)C13上-CH3:δ:1.00
2) C10上CHO: δ:9.5~10
3)C10上CH2OH: δ:4.0~5.0
4) C3-OH: C3-H δ:3.9
83
第二节强心苷类化合物
与强心苷有关的一些鉴别方法:
1、甲型强心苷的不饱和五元内酯环,在碱性溶液
中,双键转位可产生活性亚甲基,可与Legal、
试剂、Kedde试剂等发生显色反应;
2、基于2-去氧糖的显色反应:可用Keller-Kiliani
试剂鉴别,显蓝绿色。
3、UV法:不饱和五元内酯环--在220nm处
不饱和六元内酯环--在300nm处有最大吸收;
4、IR法:在1700-1800cm-1都有两个强吸收峰,
但不饱和六元内酯环的,向低移40cm –1。
84
蟾酥强心成分
来源:蟾蜍科动物中华大蟾蜍、黑眶蟾蜍
功效:解毒、止痛、开窍星神
成药:六神丸、喉症丸、救心丸、等。
1、主要化学成分及其结构
(1)蟾蜍甾二烯类
游离蟾蜍甾二烯即乙型强心苷元的结构
强心、止痛。
(2)强心甾烯类
(3)蟾毒色胺类
均含有吲哚环,水溶性部分,具有生物活性的生物
碱
其他类
85
2、有效成分的检识
理化鉴别、薄层色谱、气相色谱、HPLC、电泳法等
理化鉴别
Legal 、 Raymond 、 Kedde 强心甾烯蟾毒
蟾蜍甾二烯
浓硫酸
阳性
颜色变化
86
第三节
甾体皂苷
一、概述
(一)定义
螺甾烷及其相似生源的甾体化合物的低聚糖苷
类,其水溶液经强烈振摇后多产生大量持久性肥皂样泡
沫。
(二)分布
单子叶植物:百合科、薯蓣科、石蒜 科、龙舌兰等。
海洋生物:动物
代表中药:麦冬、百合、知母等
87
三、甾体皂苷类化合物
一、概述
3、生物活性:
(1)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。
(2)降血糖:伪原知母皂苷AⅢ和原知母皂苷AⅢ降低胆固醇和免
疫调节。
(3)抗真菌、杀虫等。
(4)防治心脑血管疾病:
88
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。
盾叶冠心宁——从盾叶薯蓣中提取的水溶性皂苷。
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。
89
三、甾体皂苷类化合物
一、概述
3、生物活性:
(5)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。
90

二、结构与分类
(一)结构特点
1、皂苷元由27个碳组成,共有A.B.C.D.E和F六个环,
其中E和F以螺缩酮的形式连接,形成螺甾烷结构。
22
20
18
19
1
2
9
10
A
3
5
4
12
11
17
13
E
23
25
27
24
O
16
D
C
8
26
F
O
21
14
15
B
6
7
91
2、E环和F环中有3个手性碳:
20(S)、22(R)
25(S)—甲基为直立键(β型),L型,螺甾烷,不稳定
25(R)—甲基为平伏键(α型),D型,异螺甾烷,稳定
3、皂苷元上多有羟基、羰基、双键,但不含羧基,因此
称中性皂苷。
4、组成甾体皂苷的糖以D-葡萄糖、 D-半乳糖、 D-木糖、
L-鼠李糖和L-阿拉伯糖多见,且多与3位羟基成苷,也
可在1位和26位成苷。
92
(二)分类
C25的构型和F环的环合方式
1、螺甾烷醇型:
25(S),如约莫皂苷元
27
O
26
25
20
17
22
O
13
10
HO
螺甾烷醇
93
例:
O
O
O
HO
H
½£ÂéÔíÜÕÔª
sisalagenin
例:
O
O
HO
HO
H
ÝÃÝÖÔíÜÕÔª
9494
2、异螺甾烷醇型:
25(R),如薯蓣皂苷元
O
25
O
HO
异螺甾烷醇
25R 型比 25S 型要稳定。所以 25S 型易转化为 25R 型。
95
例:
O
O
HO
ÊíÓóÔíÜÕÔª
diosgenin
9696
3、呋甾烷醇型:
F环开裂,碳22位上多有羟基或甲基取代;碳26上
羟基均与葡萄糖成苷。是螺甾烷醇型皂苷的生源前体,
称为原皂苷,如原菝契皂苷。
27
OH
25
OH
26
O
HO
呋甾烷醇
97
例:原薯芋皂苷
glc
O
O
HO
O
rha 1-4 glc
1-2
rha
O
O
Ô-Êí ÓóÔíÜÕ
Êí ÓóÔíÜÕ
例:知母皂苷、蒺藜皂苷
9898

4、变形螺甾烷醇型
F环为呋喃环的螺甾烷衍生物,碳26羟基
与葡萄糖成苷。
27
O
25
O
CH2OH
26
HO
变形螺甾烷醇
99
三、甾体皂苷的理化性质
1、性状:
不易结晶,多为无色或白色无定形粉末,
皂苷元则多有较好晶形,与羟基的数目有关。熔
点均较高。均有旋光性,且多为左旋。
2、溶解性
甾体皂苷——易溶于热水、稀醇,难溶于丙酮,
几乎不溶于亲脂性有机溶剂石油醚、苯等。
甾体皂苷元——易溶于甲醇、乙醇、氯仿等有机
溶剂,难溶于水。
3、溶血性:
具表面活性作用,溶血作用(可与胆甾醇形成复合
物),但开环裂解的皂苷往往不具有溶血作用-呋甾
烷醇型无溶血性。
100
三、甾体皂苷类化合物
三、理化性质
4、颜色反应:
1)醋酐-浓硫酸 (Liebermann-Burchard) 反应:
将试样溶于氯仿,加入浓硫酸-醋酐 (1:20)数滴,甾体皂苷颜色
变化:黄
红
紫
蓝
绿色,最后褪色。利用此反
应可大致区别甾体皂苷和三萜皂苷。
(2)、三氯醋酸反应(Rosen-Heimer反应):将样品溶液滴
在滤纸上,喷25%三氯醋酸乙醇溶液:
三萜皂苷:加热至100℃,生成红色,渐变为紫色。
甾体皂苷:加热至60 ℃,有以上颜色变化。
101
(3)、甾体皂苷的特殊的显色反应
E(Ehrlish)试剂
A试剂
(盐酸对-二甲氨基苯甲醛)
(茴香醛)
螺甾类
呋甾类
×
红
色
黄
色
黄
色
102
102
(4)、与胆甾醇的反应
甾体皂苷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。可用于鉴
定和纯化。
ÈýÝÆ
ÔíÜÕ
çÞÌå ÔíÜÕ
µ¨çÞ´¼
µ¨çÞ´¼
³Áµí £¨Îȶ¨ÐÔ
½Ï²î £©
³Áµí
£¨ÎÈ ¶¨ £©
*含 3β-OH的胆甾醇可反应;3α-OH或 3-OH 被
酯化的胆甾醇不能反应。
103
(5)、与金属盐类生成沉淀
皂苷可以与一些金属离子,如:Pb2+、Ba2+ 、
Cu2+等生成络合物沉淀,利用此性质可进行皂苷的
提取和初步分离。
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ÔíÜÕ
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¼îʽ´×Ëá»òBa(OH)2»òÆä
Ëü¼îÐÔ
½ðÊôÑÎÀà
ÖÐÐÔ
ÔíÜÕ
³Áµí
104
104
四、甾体皂苷的提取与分离
甾体皂苷一般无羧基,呈中性,亲水性较弱。
常采用溶剂提取法:
主要使用甲醇或稀乙醇作提取溶剂。提取液浓
缩回收溶剂后,再用水稀释,再经正丁醇萃取或大
孔树脂纯化,得粗皂苷。
粗品皂苷经硅胶柱色谱分离或高效液相制备,
得到皂苷单体。常用洗脱剂:氯仿:甲醇:水混合
溶剂或水饱和的正丁醇。
105
105
1.甾体皂苷的提取
中药粗粉
甲醇或稀醇
提取液
以不同溶剂萃取
粗皂苷
酸水解
以有机溶剂提取
皂苷元
106
2.甾体皂苷的分离
溶剂沉淀法、(乙醚、丙酮),胆固醇沉淀法、
吉拉尔试剂法、(含有羟基的甾体皂苷元)、柱色谱
法等
107
例:从剑麻中提取分离甾体皂苷元
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º£¿ÉÔíÜÕÔª
Âå¿ÉÔíÜÕÔª
108
108
五、甾体皂苷的检识
1、理化检识
显色反应、泡沫试验、溶血试
验
2、色谱检识
硅胶薄层色谱:
氯仿-甲醇-水(65:35:10,下层)
正丁醇-醋酸-水(4:1:5,上层)
25%三氯醋酸;10%硫酸;5%磷钼酸等显色。
109
七、含皂苷的中药实例
1.麦冬
来源:百合科植物麦冬
功效:养阴生津,润肺清心。
药理研究:提高耐缺氧能力,改善冠脉微循环,
具有抗心律失常、降低
血糖。提高机体免疫力。
有效成分:皂苷、多糖、黄酮类。
麦冬分离流程图:P303
110
第四节 C21甾体化合物
一、概述
1.定义
含有21个碳原子的甾体衍生物
具有抗炎、抗肿瘤、抗生育等活性,如黄体酮
2.分布
玄参科、夹竹桃科、毛茛科、萝藦科、
多以苷的形式存在,而且与强心苷同存在同种植物,
但本身没有强心作用。
111
二、结构特点和主要性质
21
CH3
23 ch2
以孕甾烷或异构体为基本骨架
A/B环稠合,B/C多为反式,C/D
为顺式
C17为侧链构型不同
具有甾核的显色反应、还含有α-
去氧糖。
孕甾烷
112
第五节 植物甾醇

一、概述
定义:甾体母核C17位侧链是8~10个碳原子链状侧链的甾
体衍生物
分布:植物广泛分布,以游离状态存在,与油脂共存于种
子与花粉中,也有与糖形成苷的形式或高级脂肪酸酯的
形式存在。
113
二、结构特点与主要性质
A/B环顺式、反式稠合,
B/C多为反式,C/D为反式
C3-OH可与糖成苷
游离植物甾醇有较好的结晶核熔点,溶于有机溶剂,
难溶于水:苷可溶于醇
有甾体母核的颜色反应
114

三、提取分离
植物甾醇经常与油脂共存,在提取分离
时可以用皂化法使油脂皂化为可溶于水的钠
皂或钾皂,与不溶于水的不皂化物分离。即
甾醇类。
115
第六节 胆汁酸类化合物
一、定义
胆烷酸的衍生物,存在于动物胆汁中。
116
胆酸的化学性质:
1、酸性:游离性的和结合性的均呈酸性,难溶于水,
易溶于有机溶剂,与碱成盐后可易溶于水。
2、酯化反应:末端羧基酯化,容易得到胆汁酸酯结
晶,在酸水中回流数小时,可以得到游离的胆汁酸。
3、羟基与羰基的反应
4、颜色反应

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