中药化学9甾.ppt

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,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 810个碳脂肪烃 昆虫变态激素 810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-构型 C3OH,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,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6070 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） 抗癌重楼皂苷和 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,2、个手性碳： 20(S)、22(R)、25 25(S)螺甾烷，甲基为直立键，L型 25(R)异螺甾烷，甲基为平伏键，D型,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,2、异螺甾烷醇型： 25(R) 薯蓣皂苷元,3、呋甾烷醇型,4、变形螺甾烷醇型: 少,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、UV C=C: 205225nm C=O: 285nm C=C-C=C: 235nm C=C-C=O: 240nm 甾体皂苷元 + 浓硫酸 270275nm 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 、MS EI-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、NMR 1 H-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),13 C-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：120.9ppm 5、ORD C11、C12、 C15 =O: (+) cotton C7、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, -CHO C13-CH3 C14-OH -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,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,2、糖的结构特点 （1）2-羟基糖（-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（-去氧糖）： L-夹竹桃糖； D-洋地黄毒糖； D-加拿大麻糖； D-沙门糖,D-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 型： 苷元-（2，6-去氧糖）x -（D-葡萄糖）y 型： 苷元-（6-去氧糖）x -（D-葡萄糖）y 型： 苷元-（D-葡萄糖）x 多为低聚糖苷 型、型多， 型少,三、结构与活性的关系 1、 C/D环顺式稠合， 14- 羟基 2、 A/B顺式稠合的甲型，3-羟基 3、 C17-不饱和内酯环，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、5 ,11 ,12-OH，4（5）： 活性增强；1,6,16 -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-），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：0.020.05mol/L的盐酸或硫酸 条件：在含水醇中短时间加热回流 结果：型强心苷水解成苷元、2-去 氧糖和/或低聚糖。 型、型不水解。,（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： 型、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： 多数型强心苷,（4）酶水解 无水解-去氧糖的酶 型、型强心苷次级苷和葡萄糖 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12mg，溶在23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） -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-去氧糖或此条件下能水解 出-去氧糖的强心苷。 苷元-（-去氧糖)x-(葡萄糖）y (x1) 苷元-（-去氧糖)x,2）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-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-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7080%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-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：217220nm（log4.204.24) 乙型：295300nm（ log3.93） 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18001700cm-1有2个羰基峰，甲型在较高波数区（较高波数的峰随溶剂极性增大而减弱或消失），乙型在较低波数区。 3、1H-NMR 甲型： 21-H(2H, br.S / t /dd): 4.55ppm 22-H(1H, br.S): 5.66ppm,乙型： 21-H(1H, S ): 7.2ppm左右 22-H(1H, d ): 7.8ppm左右 23-H(1H, d ): 6.3ppm左右 18, 19-CH3: 1.0 ppm左右(18位在较低场) 3-H(1H, m): 3.9ppm左右 糖5-CH3(3H, d/m): 1.01.5 ppm左右 糖-OCH3(3H, S): 3.5 ppm左右,4、13C-NMR 伯碳 1224 ppm 仲碳 2041 ppm 叔碳 3557 ppm 季碳 2743 ppm 醇碳 6591 ppm 烯碳 119172 ppm 羰基碳 177220 ppm,MS FD-MS, FAB-MS: 推测分子量和糖的连接顺序。 EI-MS: M-H2O+; M-162 +;M-146 +; M-130 +,9.4 胆汁酸类 一、结构特征及分布 甾核：A/B顺反; B/C反; C/D反 取代：3，6，7，12-羟基或羰基； C17-戊酸常与甘氨酸或牛磺酸 结合，以钠盐形式存在。 不同胆汁酸区别：羟基数目、位置、 构型不同 分布：动物的胆汁、胆结石,去氧胆酸：3，12-OH -猪去氧胆酸：3，6-OH 鹅去氧胆酸： 3，7-OH 熊去氧胆酸： 3，7-OH,二、理化性质 1、酸性：难溶于水，能溶于碱水，易溶于有机溶剂。 2、酯化反应： 羧基酯化后成为结晶，在酸水中回流数小时，又可得到游离胆汁酸。,3、羟基和羰基的反应 羟基乙酰化，结晶，水解，羟基。 羟基氧化为羰基，还原除去羰基，得到去氧胆汁酸。 4、颜色反应 （1）甾核反应 （2）Pettenkofer反应： 试剂：10%蔗糖，浓硫酸 现象：界面出现紫色环,（3）Gregory Pascoe反应 试剂：45%硫酸，0.3%糠醛 条件：65 30min 现象：兰色 用途：检识、定量 （4）Hammarsten反应 试剂：20%铬酸 现象：紫色,三、检识 1、理化检识 2、色谱检识 硅胶板： 游离胆汁酸： 异辛烷-乙酸乙酯-冰醋酸(17:7:5) 结合胆汁酸： 异戊醇-冰醋酸-水(18:5:3) 显色：10%磷钼酸，30%硫酸，碘,四、提取分离 动物胆汁 10%NaOH皂化，过滤 滤液 30%H2SO4调PH23 有机溶剂萃取 总胆汁酸,9.5 实例 一、毛花洋地黄 来源 玄参科毛花洋地黄Digitalis lanata 成分 强心苷 原生苷：毛花洋地黄苷甲, 乙, 丙, 丁, 戊等 次生苷：洋地黄毒苷、羟基、异羟基 （地高辛digoxin）、双羟基 （一）结构特点: 甲型; 型 洋地黄毒苷元-(洋地黄毒糖)2-3-乙酰洋地黄毒糖-葡萄糖,（二）提取分离及应用 应用：制备西地蓝(cediland-D) 去乙酰毛花洋地黄苷丙 提取分离：毛花洋地黄叶粗粉 70%EtOH, CHCl3 总强心苷 CHCl3-MeOH-H2O 毛花洋地黄苷丙 Ca(OH)2水解去乙酰基 西地蓝,二、蟾酥 来源 蟾蜍科中华大蟾蜍Bufo bufo gargarizans或黑眶蟾蜍Bufo bufo melanostictus的耳下腺及皮肤腺分泌的白色浆液，经加工干燥而成。