中药化学强心苷.ppt

第8章强心苷 Cardicaglycosides 学习目的 1掌握强心苷的结构类型和结构特征2掌握强心苷的理化性质3掌握强心苷的检识4掌握强心苷一般提取 分离方法5熟悉强心苷的结构测定6了解强心苷的含义 分类和生理活性 第一节概述 强心苷 cardiacglycosides 是指生物界中一类对心脏有显著生理活性的甾体苷类 用于治疗充血性心力衰竭和节律障碍等心脏疾病 甾体 糖 1 加强心肌收缩力 减慢窦性心率 临床上主要用于治疗心力衰竭 CardiacFailure 强心作用 2 兴奋延髓催吐化学感受区可引起恶心 呕吐等胃肠反应 3 抗肿瘤活性细胞毒活性 紫花洋地黄 a 毛花洋地黄 黄花夹竹桃 临床上常用的强心苷 Cedilanid西地兰 去乙酰毛花苷注射液 甾体苷元 D 洋地黄毒糖 Digoxine 地高辛口服 D 洋地黄毒糖 甾体苷元 非苷类强心药 受体激动药 多巴酚丁胺及多巴胺属此类 非苷类强心药 磷酸二酯酶抑制药 如氨利酮及米利酮等 非苷类强心药 高血糖素 用于治疗洋地黄无效的急性心力衰竭 顽固性心源性休克 胰岛素胰高血糖素 西地兰 地高辛作用机制 被普遍认为是通过其抑制心肌细胞膜上Na K ATP酶 使心肌细胞内过多的Na 不能泵出到细胞外 然后通过Na Ca2 交换机制使心肌细胞中Ca2 浓度增加 于是心肌细胞的兴奋一收缩耦联作用增强 心肌收缩力增强 ThediscovereroftheheartdrugDigitalis AnAccountoftheFoxgloveanditsMedicaluses WilliamWithering 1785 小剂量的毒物是最好的药物 而再好的药过量就是毒物 第二节结构与分类 结构特征强心苷是由强心苷元与糖缩合而成的一类苷 强心苷元 C3 O 六碳糖 强心苷 甾体母核 C17 不饱和内酯 一 苷元部分 1 甾体母核特点 甾核的四个环稠合方式 2 根据C17 内脂环结构不同分为两类 3 C10 C13 C17的取代基均为 型C13 甲基取代 C10 甲基 甲醇基 醛基 羧基取代 C17 不饱和内酯环取代 4 C14 羟基是强心活性的必备结构 5 C3 OH多为 构型 与连接糖成苷 少数为 构型 如为 构型 则命名前加 表 6 其它位置均可见羟基 羰基等取代 少数有双键 二 糖部分 20余种 根据C2位上有无羟基取代分类 一 羟基糖或2 羟基糖 6 去氧糖6 去氧糖甲醚 二 糖部分 根据C2位上有无羟基取代分类 二 去氧糖或2 去氧糖 2 6 二去氧糖2 6 二去氧糖甲醚 二 糖部分 根据糖的个数分类 单糖 低聚糖 多聚糖根据糖苷键是否水解分类 原生苷 次生苷 三 糖和苷元的连接方式糖与苷元的C3 OH缩合成苷 型 苷元 2 6 二去氧糖 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 yx 1 3 y 1 2植物界中以 型较多 I型强心苷 苷元 2 6 二去氧糖 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 y 第三节结构与强心作用的关系 1 甾体母核A B顺式稠合的甲型强心苷元中 C3位 OH必须是 构型 构型活性降低或消失 C D环须是顺式稠合 C14 OH须是 构型 否则无活性 主要取决于苷元部分 但糖部分对其生理活性也有影响 2 不饱和内酯环C17位连接的 型不饱和内酯环是强心作用的主要基团 如果不饱和内酯环异构化为 型或开环或不饱和内酯环被氢化或双键位移 则无活性或活性显著降低 甲型强心苷元 乙型强心苷元 a 3 取代基C14 羟基是强心活性的必备结构 如C10 CH3 氧化成 CH2OH CHO COOH 影响活性 母核上引入羟基 双键 对活性都有影响 苷元或糖基上增加乙酰基均可增强活性 a 4 糖部分构成强心苷的糖的数目和种类的不同 对强心苷活性影响不同 一般情况下 糖的连接越多 毒性越小 疗效越高 毒性比较 甲型 苷元 单糖苷 二糖苷 三糖苷甲型强心苷的单糖苷 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 第四节理化性质和颜色反应 1 物理性质 性状溶解度2 化学性质 脱水反应酸水解水解反应酶水解碱水解乙酰解3 颜色反应 作用于甾体母核的反应作用于 不饱和内酯环的反应作用于 去氧糖的反应 1物理性质 1 性状 无色晶体或无定形粉末 有旋光性 对粘膜有刺激性 C 17b 苦味C 17a 无苦味 2 溶解度可溶于水 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 2 溶解度强心苷的溶解性随分子中糖基的数目 糖的种类 所含羟基多少和位置的不同而异 糖基数目 原生苷 次生苷 苷元 种类 羟基糖 去氧糖 OH的数目 多 OH 少 OH 位置 不能形成分子内氢键 能形成氢键 羟基数目相同时 3 5 14 16 强心苷 强心苷元 脱水强心苷元 2化学性质 叔醇羟基最易发生脱水 O C C C C OH 双键易使该 OH活化而脱水 1 脱水反应 混合强酸 加热 2 水解反应 化学方法 生物方法 酸水解 碱水解 乙酰解 酶水解 酸水解 温和的酸水解法 强烈的酸水解法 氯化氢丙酮法 温和的酸水解条件 用浓度为0 02 0 05mol L的盐酸或硫酸 在含水醇中 短时间加热回流 水解机制 反应速度 C2 OH会阻碍质子化水解能力 型 型 去氧糖苷 羟基糖苷 特点 仅断裂 去氧糖与苷元之间的糖苷键 去氧糖与 去氧糖之间的糖苷键 不断裂 去氧糖和 羟基糖之间的糖苷键 型强心苷可水解成苷元 去氧糖 低聚糖 型 型不水解 C16 甲酰基的强心苷 甲酰基也易水解 a 完整苷元 单糖或低聚糖 温和酸水解 强烈的酸水解条件 3 5 无机酸 长时间加热或加压 特点 可水解 羟基糖苷 型 型用此法 苷元与糖 糖与糖之间的苷键都切断 得到单糖和脱水苷元使糖完全水解 可得到定量的葡萄糖苷元易脱水 不能得到原型苷元 三毛地黄毒糖羟基毛地黄毒苷 a 脱水苷元 单糖 强烈的酸水解 氯化氢丙酮法 条件 苷溶于1 HCl的丙酮中 室温2周机制 缩酮形成反应 例如 H 缩酮 特点 因缩酮结构 保护苷元免受脱水 可得到原型苷元 适用于多数 型苷 多用于单糖苷 多糖苷难溶于丙酮 用其它溶剂代替丙酮 铃兰毒苷 丙酮化物 丙酮化物 毒毛旋花子苷元 氯代 L 鼠李糖丙酮化合物 水解 碱水解 内酯环水解 酰基水解 20 22 转位 酰基水解机制 碱处理使酯键水解脱去酰基e g 水解酰基化糖 酰基化苷规律 碳酸氢钠 钾 去氧糖酰基水解 氢氧化钙 钡 水解糖和苷元上的酰基 水解速度 去氧糖上的酰基最易脱去 甲酰基 乙酰基 上述四种碱只水解酰基 不影响内酯环 但NaOH KOH由于碱性太强 不仅使所有酰基水解 而且还会使内酯环开裂 内酯环的水解 KOH或NaOH水溶液可使强心苷内酯环开裂 酸化后又闭环 KOH或NaOH醇溶液可使强心苷内酯环开裂 酸化后不闭环 属于不可逆过程 注意 醇性KOH或NaOH溶液中 甲型强心苷由于 20 22 双键转移 而形成活性亚甲基 C22 乙型不转移 但发生异构化 利用活性亚甲基的显色反应 可以区别甲型和乙型强心苷 20 22 移位条件 KOH NaOH的醇溶液中 甲型强心苷 或苷元 中的 20 22 20 21 产生C22活性亚甲基 水解反应 乙酰解条件 苷溶于醋酐与冰醋酸的混合液 加入3 5 量的浓硫酸 室温放置1 10天特点 为确定糖与糖之间的连接位置 乙酰解可开裂一部分苷键 保留另一部分苷键 然后用色谱法鉴定水解得到的乙酰化单糖和乙酰化低聚糖 水解部位 苷键 水解易难 1 6键 1 4和1 3键 1 2键 酶水解速度 糖基上有乙酰基的强心苷 糖基上无乙酰基的强心苷甲型强心苷 乙型强心苷 外来酶 共存酶 强心苷植物中有水解glc的酶 无水解 去氧糖的酶 所以水解除去分子中的葡萄糖而保留 去氧糖 如 蜗牛酶几乎能水解所有的苷键 生物方法 酶水解 温和的酸水解强烈的酸水解碳酸氢钠溶液氢氧化钠的水溶液氢氧化钠的醇溶液 温和的酸水解 强烈的酸水解 碳酸氢钠溶液 氢氧化钠的水溶液 氢氧化钠的醇溶液 1 作用于甾体母核的反应 机制 在一定条件下 甾体化合物经脱水形成双键 双键移位 分子间缩合形成共轭双键系统 并在浓酸溶液中形成多烯阳碳离子的盐而呈现一系列的颜色变化 3颜色反应 乙酐浓硫酸反应 Liebermann Burchard反应 操作 样品溶于冰醋酸 加浓硫酸 乙酐 1 20 反应液呈黄红蓝紫绿等变化 最后褪色 特点 呈色变化过程随分子中双键的数目与位置不同而有所差异 三氯乙酸 氯胺T反应 chloramineT反应 操作 样品醇溶液点在滤纸 或薄层板上 喷以三氯乙酸 氯胺T试剂 纸片干后 100 加热数分钟 紫外光下观察 特点 可利用这一试剂区别洋地黄强心苷的各类苷元 Tschugaev反应 S HOAc ZnCl2 ClAc磷酸反应Salkowski反应 S CHCl3 H2SO4三氯化锑反应 2 作用于 不饱和内酯环的反应 甲型强心苷 机制 甲型强心苷在碱性醇溶液中 双键由20 22 转移到20 21 生成C22活性亚甲基 能与活性亚甲基试剂缩合 氧化 而显色 max 亚硝酰铁氰化钠试剂 Legal反应 操作 样品1 2mg 溶在2 3滴吡啶中 加1滴3 亚硝酰铁氰化钠溶液和1滴2mol L的NaOH溶液 反应液呈深红色并渐渐褪去 机制 特点 凡分子中有活性亚甲基者均有此呈色反应 3 作用于 去氧糖的反应Keller Kiliani K K 反应过程 强心苷 冰醋酸 Fe3 浓硫酸现象 醋酸层蓝或蓝绿色 去氧糖 两液间洋地黄毒苷元 草绿色羟基洋地黄毒苷元 洋红色久置后变暗异羟基洋地黄毒苷元 黄棕色 Keller Kiliani K K 反应特点 去氧糖的特征反应 此反应要求存在 去氧糖或能水解出 去氧糖 对游离的 去氧糖或 去氧糖与苷元连接的苷都能呈色 去氧糖与葡萄糖或其他羟基糖相连接的双糖 叁糖 因在此条件下较难水解出 去氧糖 故不呈色 所以反应阴性时 未必不含此糖 对二甲氨基苯甲醛反应 灰红色占屯氢醇反应 显红色过碘酸 对硝基苯胺反应对硝基苯肼反应 2 去氧糖 过碘酸 黄色 第五节提取分离 1 含量低2 存在形式 结构相似 性质相似的 原生苷 次生苷3 多种杂质共存 e g 糖类 皂苷 糅质4 植物酶共存5 不稳定 易受酸 碱或共存酶的作用 抑制共存酶水解 新鲜原料采收后 尽快干燥 最好在50 60 通风快速烘干或晒干 避潮保存 70 80 的乙醇处理原料 抑制酶的活性加入酶的沉淀剂 一定饱和度的硫酸铵 一 一般提取方法 提取溶剂 70 80 乙醇溶液注意 原料含脂类杂质 先用石油醚脱脂原料含叶绿素 析胶或用活性炭吸附法除去鞣质等杂质 铅盐沉淀 聚酰胺吸附等法除去 二 一般分离方法 1 粗分 除去杂质后的强心苷提取液 如含有醇 可浓缩除去醇 得浓缩水溶液 再用CHCl3和不同比例的CHCl3 MeOH 或EtOH 依次萃取 将强心苷按极性大小划分为亲脂性 弱亲脂性等几个部分 供进一步分离 二 一般分离法 2 精分 通常用 溶剂萃取法 逆流分溶法 色谱分离法 少数 少数含量高的成分 反复重结晶 得单体 多数情况下 往往需要多种方法配合使用 反复分离才能得到单一成分 吸附色谱法 吸附剂 中性氧化铝或硅胶洗脱剂 苯 苯 氯仿 氯仿 氯仿 甲醇特点 一般用于分离亲脂性强心苷 单糖苷或次生苷和苷元 例如 黄花夹竹桃果仁中分离黄夹次苷甲 乙等 分配色谱法 支持剂 硅胶 硅藻土或纤维素洗脱剂 不同比例的氯仿 甲醇 水 乙酸乙酯 甲醇 水 水饱和的丁酮等特点 分离弱亲脂性强心苷效果较好 重结晶 特点 对含量较高的组分 反复结晶 三 分离提取实例 实例 1 去乙酰毛花洋地黄苷丙 西地蓝 的提制来源 玄参科毛花洋地黄的叶主要成分 毛花洋地黄苷甲 乙和丙 弱亲脂性 西地兰溶解性 易溶于MeOH 微溶于EtOH与水 不溶于氯仿和乙醚 共存杂质 叶绿素 树脂 皂苷 蛋白质 水溶性色素 糖类等杂质及植物酶 1 去乙酰毛花洋地黄苷丙 西地蓝 的提制提制步骤 提取总苷苷丙的分离苷丙