中药化学-f甾体类化合物-5中药化学甾.

第九章甾体化合物9.1概述:分类、甾体母核颜色反应9.2甾体皂苷:结构、理化性质、提取、检识、结构研究9.3强心苷:结构、重要理化性质、提取、检识、结构研究9.4胆汁酸：重要性质、提取9.5实例：毛花洋地黄、蟾酥、牛黄麦冬、薤白、黄花夹竹桃、熊胆9.1概述一、定义：甾体母核:环戊烷并多氢菲31245678910111213141819R151617ABCD二、分类类别C17-R甾体皂苷含氧螺杂环强心苷不饱和内酯环蟾毒配基六元不饱和内酯C21甾醇乙基衍生物胆汁酸类戊酸甾醇8~10个碳脂肪烃昆虫变态激素8~10个碳脂肪烃天然甾体结构特点:B/C反式C/D多为反式A/B顺、反：顺式——正系反式——别系C3、C10、C13、C17多为β-构型C3—OH三、甾核的颜色反应机理：无水条件下与酸脱水、缩合、氧化1.Liebermann-Burchard反应试剂：醋酐-浓硫酸（20：1）现象：红紫蓝绿污绿，最后褪色2.Salkowski反应试剂：硫酸/氯仿现象：氯仿层——血红色或青色硫酸层——绿色荧光。3.Rosen-Heimer反应（纸片反应）:试剂：25%三氯醋酸乙醇溶液条件：加热至60℃现象：显红色至紫色4、Tschugaer反应：试剂：氯化锌、乙酰氯/冰醋酸现象：紫红蓝绿5、Kahlenberg反应（纸片反应）：试剂：20%五氯化锑氯仿溶液条件：加热至60~70℃现象：显灰蓝、蓝、灰紫等颜色9.2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，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、龙舌兰科等,麦冬,薤白,百合,玉竹,知母,重楼等;海洋生物、动物（三）生物活性及应用心脑血管病——地奥心血康胶囊（黄山药）、心脑舒通（蒺藜）抗癌——重楼皂苷Ⅰ和Ⅳ降血糖、降胆固醇、调节免疫等甾体皂苷元——合成甾体避孕药和激素类药物二、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，E和F以螺缩酮的形式连接，形成螺甾烷结构。A/B：顺，反B/C：反C/D：反OOABCDEF58910141617181920212223242526272、３个手性碳：20(S)、22(R)、2525(S)——螺甾烷，甲基为直立键，β，L型25(R)——异螺甾烷，甲基为平伏键，α，D型OOABCDEF589101416171819202122232426螺甾烷醇2527HO2726252423222120191817161410985FEDCBOOAHO异螺甾烷醇3、多有羟基：3位及其他羰基：12位双键：5-6位，9-11位，25-27位不含羧基：中性4、组成甾体皂苷的糖：D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖和L-阿拉伯糖；多与3位羟基成苷，也可在1位和26位成苷。（二）分类1、螺甾烷醇型：25(S)约莫皂苷元OOABCDEFH5891014161718192021222324252627HO27252423222120191817161410985EDCBAOHOO2、异螺甾烷醇型：25(R)薯蓣皂苷元222120191817161410985HHHHEDCBAOOglcHOOglcglcRhaglc246原菝契皂苷3、呋甾烷醇型4、变形螺甾烷醇型:少22272021Oglc26O25HOO三、甾体皂苷的理化性质1、性状：无色或白色无定形粉末；熔点均较高；均有旋光性，多为左旋。2、溶解性甾体皂苷——易溶于热水、稀醇，难溶于亲脂性有机溶剂。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：呋甾烷醇型无溶血性。4、发泡性5、沉淀反应：胆甾醇、碱式醋酸铅等甾体皂苷+胆甾醇分子复合物沉淀乙醚回流不溶物（皂苷）6、颜色反应(1)醋酐-浓硫酸：三萜皂苷显红紫色甾体皂苷显蓝绿色(2)三氯醋酸：三萜皂苷100℃显色甾体皂苷60℃显色(3)盐酸二甲氨基苯甲醛试剂(Ehrlich)呋甾烷醇型双糖链皂苷显红色，其他类型甾体皂苷不显色。(4)茴香醛试剂（Anisaldehyde）：黄色四、甾体皂苷的提取分离1、提取丙酮、乙醚沉淀甲醇、稀乙醇提取水饱和的正丁醇萃取大孔树脂柱2、分离沉淀法：丙酮或乙醚，胆甾醇，吉拉得试剂色谱法：硅胶、大孔树脂、羟丙基葡聚糖凝胶、制备HPLC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）显色：25%三氯醋酸；10%硫酸；5%磷钼酸等六、结构研究（一）化学法——同三萜皂苷（二）波谱法1、UVC=C:205~225nmC=O:285nmC=C-C=C:235nmC=C-C=O:240nm甾体皂苷元+浓硫酸270~275nm可用于定量。2、IR螺缩酮结构：4个特征吸收带cm-1:980(A)，920(B)，900(C)，860(D)C25-S构型(螺甾烷醇型):B带强度C带C25-R构型:B带强度C带3、MSEI-MS:m/z:139(基峰);115(中强);126(弱)推测F环取代情况FD-MS:[M+Na]+,[M+Na-162]+,[M+Na-146]+,[M+2H-162]+[M+2Na]2+推测分子量4、NMR1H-NMR:4个-CH3信号：18，19-CH3为单峰，21，27-CH3为双峰27-CH3:C25-R(0.7ppm);C25-S(1.1ppm)13C-NMR:C22螺原子螺甾烷醇型：109.5ppm呋甾烷醇型：90.3ppm变形螺甾烷醇型：120.9ppm5、ORDC11、C12、C15=O:(+)cottonC7、C16=O:(-)cotton无C=O:平坦曲线9.3强心苷一、概述定义：对心脏有显著生理活性的甾体苷类,由强心苷元与糖缩合而成。分布：玄参科、百合科、萝摩科、十字花科、夹竹桃科、毛茛科、卫矛科、桑科等100多种植物活性：加强心肌收缩性，减慢窦性频率，有一定毒性。二、结构与分类1、苷元的结构特点（1）甾核：A/B、C/D多顺式；B/C反式（2）取代：C10-CH3,-CH2OH,-CHOC13-CH3C14-OHβ-构型C17-不饱和内酯环3-羟基与糖成苷（3）根据C17上内酯环结构分两类•甲型强心苷元（强心甾烯类）：C17上为五元不饱和内酯环，多OOOHHHHHO20212223•乙型强心苷元（海葱甾二烯类、蟾蜍甾二烯类）：C17上为六元不饱和内酯，少OOHHOHHHO20212223242、糖的结构特点（1）2-羟基糖（α-羟基糖）：D-glc;L-rha;L-夫糖；D-鸡纳糖；D-洋地黄糖；L-黄花夹竹桃糖（2）2-去氧糖（α-去氧糖）：L-夹竹桃糖；D-洋地黄毒糖；D-加拿大麻糖；D-沙门糖OHOH(H)3CHOHOH3CHOH3OCHOHOH(H)OHOH(H)3CH3OCHHO3CHOH(H)HOOOOOD-洋地黄毒糖D-加拿大麻糖D-洋地黄糖L-夫糖3、苷元与糖的连接方式Ⅰ型：苷元-（2，6-去氧糖）x-（D-葡萄糖）yⅡ型：苷元-（6-去氧糖）x-（D-葡萄糖）yⅢ型：苷元-（D-葡萄糖）x——多为低聚糖苷——Ⅰ型、Ⅱ型多，Ⅲ型少OOOH33CHCH3CHHOHOHOOH2CHHOHOOOOOOOHOOO紫花洋地黄苷A三、结构与活性的关系1、C/D环顺式稠合，14-β羟基2、A/B顺式稠合的甲型，3-β羟基3、C17-不饱和内酯环，β构型4、10位甲基转化为醛基或羟甲基后活性增强，转化为羧基或无甲基后则活性减弱。5、5β,11α,12β-OH，∆4（5）：活性增强；1,6,16β-OH，∆16（17）：活性降低。6、糖的数目、种类与毒性的关系（1）甲型：三糖苷二糖苷单糖苷苷元单糖苷：葡萄糖苷甲氧基糖苷6-去氧糖苷2,6-二去氧糖苷（2）乙型：苷元单糖苷二糖苷乙型甲型四、理化性质1、性状：无定形粉末或结晶。味苦（C17-β），对粘膜有刺激性，有旋光性。2、溶解性：可溶于水、醇及丙酮等极性溶剂，不溶于乙醚等亲脂性有机溶剂。与分子中糖的数目、种类及苷元上羟基的数目、位置有关。3、水解反应（1）温和酸水解试剂：0.02~0.05mol/L的盐酸或硫酸条件：在含水醇中短时间加热回流结果：Ⅰ型强心苷水解成苷元、2-去氧糖和/或低聚糖。Ⅱ型、Ⅲ型不水解。OOOH33CHCH3CHHOHOHOOH2CHHOHOOOOOOOHOOO紫花洋地黄苷A（2）强烈酸水解试剂：3%~5%无机酸条件：长时间加热或加压结果：生成单糖和脱水苷元应用：Ⅱ型、Ⅲ型强心苷（3）氯化氢-丙酮法试剂：1%氯化氢的丙酮溶液条件：20℃放置二周结果：苷元和糖的衍生物应用：多数Ⅱ型强心苷（4）酶水解无水解α-去氧糖的酶Ⅰ型、Ⅱ型强心苷——次级苷和葡萄糖Ⅲ型强心苷——苷元和葡萄糖（5）碱水解1）酰基的水解碳酸氢钠（钾）——2-去氧糖上的酰基氢氧化钙（钡）——羟基糖或苷元上的酰基2）内酯环的水解试剂：氢氧化钠（钾）溶剂：水溶液或醇溶液结果：碱性水溶液中内酯开环，酸化后闭环碱性醇溶液中内酯环开环后生成异构化苷甲型强心苷内酯环双键转位，形成C22活性亚甲基。4、颜色反应（1）甾体母核的显色反应（2）五元不饱和内酯环的反应碱性醇溶液中甲型强心苷C22活性亚甲基的反应：1）Legal反应(亚硝酰铁氰化钠反应)样品1~2mg，溶在2~3滴吡啶中，加1滴3%亚硝酰铁氰化钠和1滴2mol/L氢氧化钠液，显深红色并逐渐褪去。2）kedde反应试剂：3，5-二硝基苯甲酸试剂现象：红色或紫红色3）Raymond反应试剂：间二硝基苯试剂现象：紫红色4）Baljet反应试剂：碱性苦味酸试剂现象：橙色或橙红色（15min）（3）α-去氧糖的反应1）K.K反应操作：样品1mg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。现象：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（红、绿、黄）。范围：游离α-去氧糖或此条件下能水解出α-去氧糖的强心苷。•苷元-（α-去氧糖)x-(葡萄糖）y(x1)•苷元-（α-去氧糖)x2）口占吨氢醇（Xanthydrol）反应试剂：口占吨氢醇试剂条件：水浴加热3分钟现象：红色范围：分子中有α-去氧糖即可3）对-二甲氨基苯甲醛反应（纸片）试剂：对-二甲氨基苯甲醛条件：90℃加热30秒现象：灰红色斑点范围：分子中有α-去氧糖即可4）过碘酸-对硝基苯胺反应（纸片反应）：喷过碘酸钠水溶液，放置10分钟，喷对硝基苯胺试液，灰黄背景下出现深黄斑点（紫外灯下为棕色背景下黄色荧光斑点），喷5%氢氧化钠甲醇液，斑点变为绿色。五、提取分离1、提取一般用70~80%乙醇提取，浓缩，初步纯化：•（1）石油醚脱脂后再提取。•（2）醇提液浓缩，保留适量醇，放置使叶绿素成胶状析出。•（3）吸附法：活性炭、氧化铝、聚酰胺次生苷的提取：先发酵酶解，然后用醋酸乙酯或乙醇提取，也可先用乙醇提取，再酶解。3、分离系统溶剂萃取法粗分色谱法：硅胶、中性氧化铝单糖苷、次生苷、苷元——有机溶剂洗脱极性大的强心苷——含水系统洗脱六、检识1、理化检识醋酐-浓硫酸反应——甾核口占吨氢醇反应——α-去氧糖kedde反应——五元不饱和内酯环（甲型）2、色谱检识硅胶板:乙酸乙酯-甲醇-水;水饱和的丁酮硅藻土或纤维素:甲酰胺或乙二醇作固定相氯仿-丙酮;氯仿-正丁醇显色剂:（1）2%3，5-二硝基苯甲酸乙醇液与2mol/L氢氧化钾等体积混合喷雾——红色（2）1%苦味酸水溶液与10%氢氧化钠水溶液（95：5）混合喷雾，90-100℃加热4-5min——橙红色（3）2%SbCl3/CHCl3溶液喷雾，100℃加热5min——不同强心苷显不同颜色七、结构研究1、UV光谱特征甲型：217~220nm（logε4.20~4.24)乙型：295~300nm（logε3.93）甲型如果增加∆16（17）则红移至270nm；增加∆14（15）、∆16（17）则红移至330nm。2、IR在1800~1700cm-1有2个羰基峰，甲型