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。
ÁòËáï§ »ò´×Ëá»òÆä
ËüÖÐÐÔ
½ðÊôÑÎÀà
ËáÐÔ
ÔíÜÕ
³Áµí
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
½£ Âé
ÓÃ
1.5MÁòËáË®½â4Сʱ£¨ ʹ´Î ¼¶ÜÕË®½â£©
¹ý ÂË£¬Ë®Ï´ ÖÁ
ÖÐ
ÐÔ
°èʯ»ÒÈ飬¸ÉÔÒÒ
´¼Ìá È¡
Ìá È¡ Òº
Ò©Ôü¼°Æä
Ëü³Áµí
Ëữ£¬»î ÐÔ
Ì¿ÍÑÉ«£¬¹ý ÂË
O
R
ÂË Òº
O
ŨËõ
Ì¿ ·Û
£¨ Îü¸½É«ËØ¡¢ À¯µÈÇ×Ö¬ÐÔ
³É·Ö£©
½á ¾§
HO
H
R= H
Ìæ¸æÔíÜÕÔª
R= O= º£¿ÉÔíÜÕÔª
R= HO Âå¿ÉÔíÜÕÔª
95%ÒÒ
´¼Ï´ ÖÁ
ÖÐ
ÐÔ
×ÜçÞÌå ÔíÜÕÔª
ÈÜÓÚ
¼×´¼£¬½ø
ÐÐ
ÖùÉ«Æ×
·ÖÀ룬ÂÈ·Â:¼×´¼Ï´ ÍÑ£¨ 95:5£©
ÊÕ¼¯Ï´ ÍÑÒº²¢TLC¼ì²é
ÓÃ
¼ªÀ-µÂÊÔ¼Á
´¦ Àí
Ìæ¸æÔíÜÕÔª
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

117