第七章甾体化合物

1、 第 七 章 甾体类化合物甾体化学结构中都具有甾体母核-环戊烷骈多氢菲。 甾体类在结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核。甾类是通过甲戊二羟酸的生物合成途径转化而来。天然甾类化合物的分类C21甾: 是含有21个碳的甾体衍生物。以孕甾烷或其异构体为基本骨架。 C5、C6多具双键 C17多为-构型,少为-构型 C20可有C=O、-OH C11可有-OH C-3、8、12、14、17、20可能有-OH 强心苷 ： 是存在于植物中具有强心作用的甾体苷类化合物，由强心苷元和糖缩合而产生的一类苷。 海洋甾体化合物 ：不少海洋甾体化合物具有显著的抗肿瘤活性。海洋甾体化合物具有活性强、结构复杂的特点。 第一节 强心

2、苷（考点；结构类型，甲乙型） 强心苷是存在于植物中具有强心作用的甾体苷类化合物，由强心苷元和糖缩合而产生的一类苷。 强心苷是治疗室率过快心房颤动的首选药和慢性心功能不全的主要药物。第一节、 结构和分类 1.基本结构：强心苷是由强心苷元与糖二部分构成。 一.强心苷元部分：强心苷元是由甾体母核与C17取代的不饱和内酯环组成 。 （1）苷元母核 ： 苷元母核A、B、C、D四个环的稠合构象对强心苷的理化及生理活性有一定影响。 2. 结构类型：根据C17位侧链的不饱和内酯环不同分为：甲型：C17位侧链为五元环的ab-g内酯 （五元不饱和内酯环）； 乙型：C17位侧链为六元环的ab-gd -g内酯（六元不

3、饱和内酯环） 这两类大都是-构型，个别为-构型，-型无强心作用。二、糖部分 根据C2位上有无-OH分为-OH （2-OH）糖及-去氧糖（2-去氧糖）两类。后者主要见于强心苷。 强心苷中，多数是几种糖结合成低聚糖形式再与苷元的C3-OH结合成苷，少数为双糖苷或单糖苷。糖和苷的连接方式有三种： 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）Y X=1-3; Y=1-2 一般初生苷其末端多为葡萄糖。 天然存在的强心苷多数属于型和型，型较少。 (区别题 1.2.3. )强心苷的结构与活性的关系（考点） 强心苷的化学结构对其生理活

4、性有较大影响。强心苷的强心作用取决于苷元部分，主要是甾体母核的立体结构、不饱和内酯环的种类及一些取代基的种类及其构型。糖部分本身不具有强心作用，但可影响强心苷的强心作用强度。强心苷的强心作用强弱常以对动物的毒性（致死量）来表示。 影响强心苷强心作用大小的因素有以下： 1 .甾体母核 ： 甾体母核的立体结构与强心作用关系密切。 2.不饱和内酯环： C17所连不饱和内酯环必须是构型（17-H），不饱和内酯环不能发生开环，氧化或双键移位，否则强心作用降低或消失。 3.取代基 4.糖部分 ： 强心苷中的糖本身不具有强心作用，但它们的种类、数目对强心苷的毒性会产生一定的影响。一般来说，苷元连接糖形成单糖

5、苷后，毒性增加。随着糖数的增多，分子量增大，苷元相对比例减少，又使毒性减弱。 一般甲型强心苷及苷元的毒性规律为：（三糖苷二糖苷单糖苷）苷元。单糖苷因水溶性低于二糖及三糖苷，而亲脂性强，与心肌细胞膜三的类脂质亲合力强，故毒性大。 苷元相同的单糖苷，糖越接近心肌正常代谢产物，则毒性越强。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。 乙型强心苷元及其苷的毒性规律一般为： 苷元单糖苷二糖苷 乙型强心苷元的毒性相应的甲型强心苷元第二节 理化性质 ： 一. 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b-构型的味苦，-构型味不苦，但无效。对粘膜有刺激性

6、。（制药的注意，胶囊） 三. 水解性 1.温和酸水解：用稀酸（0.02-0.05mol/L) 的盐酸或硫酸在含水醇中经短时间（半小时至数小时）加热回流，可使型强心苷水解成苷元和糖。 主要水解苷元和-去氧糖之间的苷键或-去氧糖与-去氧糖之间的糖苷键。 而-去氧糖与葡萄糖之间的糖苷键不易断裂 ；对苷元影响较小，不会引起脱水反应。 2.强烈酸水解 ： 用较浓酸（3%-5%）长时间加热回流或同时加压，可水解型和型强心苷，得到定量的葡萄糖。可水解-羟基糖。 但此法常引起苷元失去1分子或数分子水，形成脱水苷元。酸对所有的苷都水解。 四 显色反应（考点 区别用的试剂与方法。） 强心苷颜色反应很多，根据颜色反

7、应发生在分子的不同部位可分为三类：（一）作用于甾体母核的反应： 1.醋酐-浓硫酸反应 2.氯仿-浓硫酸反应 3.三氯化锑或五氯化锑反应 （二 ） ：作用于,不饱和内酯环的反应： 甲型强心苷在碱性醇溶液中，发生双键转移，生成活性亚甲基，故可与活性亚甲基试剂作用而显色。乙型强心苷无此类反应。（区别甲型和乙型） 甲型强心苷在醇性KOH溶液中，通过内酯环的双键转移和质子转移形成C22活性亚甲基，C14羟基质子对C20的亲电性加成作用而生成内酯型异构化苷，再经皂化作用开环而生成开链型异构化苷。 乙型强心苷在醇性KOH溶液中，不发生双键转移，但内酯环开裂生成酯，再脱水形成开链型异构化苷。 1.Legal反

8、应（亚硝酰铁氰化钠试剂）都是考点：取样品1-2mg，溶于2-3滴吡啶中，加一滴3%亚硝酰铁氰化钠溶液和一滴2mol/L NaOH溶液，样品液呈深红色并渐渐褪去。2.Raymond反应（间二硝基苯试剂）： 取样品约1mg，以少量的50%乙醇溶解后加入0.1ml1%间二硝基苯乙醇溶液，摇匀后再加入0.2ml20%NaOH溶液，呈紫红色。 3.Kedde反应（3,5-二硝基苯甲酸试剂） ： 取样品的甲醇或乙醇溶液于试管中，加入3,5-二硝基苯甲酸试剂3-4滴，产生红或紫红色。4.Baljet反应（碱性苦味酸试剂）： 取样品的甲醇或乙醇液于试管中，加入碱性苦味酸试剂数滴，呈现橙或橙红色。有时需放置15

9、min后显色。 小结 不饱和五元内酯环反应（考点：记住中文试剂，颜色） 反应名称 试剂 颜色 max(nm)Legal反应 亚硝酰铁氰化钠 深红或蓝 470Kedde反应 3,5-二硝基苯甲酸 深红或红 590Raymond反应 间二硝基苯 紫红或蓝 620Baljet反应 苦味酸试剂 橙或橙红 490 第二节 皂苷定义 ：该类化合物溶于水后，形成的水溶液经振摇后能产生大量持久性、似肥皂样的泡沫，这类化合物称为皂苷。 分类1、甾体皂苷 2、三萜皂苷 生物活性 1、甾体皂苷类 （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； （3） 降低胆固醇和免疫

10、调节 （甘草酸） ；（4）抗真菌、杀虫等；（5）防治心脑血管疾病； （6）抗肿瘤。 2、三萜皂苷类 如：乌苏酸为夏枯草等植物的抗癌活性成分，雪胆甲素是山苦瓜的抗癌活性成分 人参皂苷能促进RNA蛋白质的生物合成，调节机体代谢，增强免疫功能。 七叶皂苷具有明显的抗渗出、抗炎、抗淤血作用，能恢复毛细血管的正常的渗透性，提高毛细血管张力，控制炎症，改善循环，对脑外伤及心血管病有较好的治疗作用。 柴胡皂苷能抑制中枢神经系统，有明显的抗炎作用，并能减低血浆中胆固醇和甘油三酯的水平。 按苷元结构分为（考点） 1、甾体皂苷：具有27个C的螺旋甾烷或异螺旋甾烷结构； 2、三萜皂苷：具有30个C组成，由6个异戊二

11、烯单位。 一、甾体皂苷 ：由甾体皂苷元与糖组成，苷元具有27个碳，其基本碳架称为螺旋甾烷及其异构体异螺旋甾烷。 （一）甾体皂苷元的结构特点 （考点1,4,6,7） 1、分子中含有A、B、C、D、E、F六个环，A、B、C、D环为甾体母核；C17位上侧链和C16骈合为五元含氧环（呋喃环E），E环上又以螺缩酮形式连接六元含氧环（吡喃环F），共同组成螺旋甾烷结构。 4、分子中有多个羟基，大多数在C3位上有羟基，多为-型并常与糖结合成苷。6、分子中有三个手性碳：C20、C22、C25 。7、甾体皂苷分子大多不含羧基，呈中性，故甾体皂苷又称为中性皂苷。二、 三萜皂苷分类 是由30个碳组成的萜类化合物，由六

12、个异戊二烯单位组成。三萜皂苷分子多含有-COOH，又称为酸性皂苷。三萜皂苷的分类多按其苷元中30个碳组成环的数目多少，分为四环三萜皂苷和五环三萜皂苷。四环三萜类 1羊毛脂烷型 2达玛烷型 3甘遂烷型 4环阿屯烷型 5葫芦烷型 6楝烷型 五环三萜 1齐墩果烷型 2乌苏烷型 3羽扇豆烷型 4木栓烷型第二节 理化性质 性 状：苷元多有较好结晶； 苷不易结晶，多为无色无定形粉末。 溶解性： 苷元溶石油醚、苯、乙醚、氯仿等有机溶剂 ； 不溶于水。 苷易溶于热水、稀醇、热MeOH、EtOH； 含水丁醇、戊醇对皂苷的溶解度较好。不溶或难溶乙醚、苯等极性小的有机溶剂 味: 苦而辛辣，粉末对人体粘膜有强烈刺激性

13、，尤其鼻内粘膜的敏感性最大，吸入鼻内能引起喷嚏。因此，有的皂苷内服，能刺激消化道粘膜，产生反射性粘液腺分泌，而用于祛痰止咳。起泡性（考点4） 1.具有表面活性剂的作用，能降低水溶液的表面张力。（清洁剂，乳化剂） 2、皂苷的水溶液经振摇能产生大量而持久性的泡沫，不因加热而消失（与蛋白质水溶液产生的泡沫相区别）； 3、皂苷的起泡作用决定于皂苷分子中亲脂性的皂苷元部分及亲水性的多糖部分比例；4、皂苷水溶液振摇后产生的持久性泡沫与溶液的PH有关； 中性皂苷在碱性条件下产生较稳定的泡沫，在酸性的条件下泡沫不稳定；（甾体皂苷） 酸性皂苷在碱性或酸性条件下，产生的泡沫的持久性相同。(三萜皂苷) 用此现象可以

14、区别甾体皂苷与三萜皂苷(区别)。溶血性（考点 ：原理 ） 皂苷又称皂毒类，是指其有溶血作用，即由于其可与细胞膜上的胆固醇生成不溶于水的复合物，生成沉淀，破坏了血红细胞的正常渗透，使血球内渗透压增加而发生崩解，产生溶血作用。 一般单皂苷溶血作用明显，双皂苷包括中性皂苷溶血作用较弱，酸性皂苷中等程度的溶血作用，皂苷元无溶血作用。 皂苷的水溶液大多能破坏红细胞而有溶血作用。（不能静脉注射给药）皂苷水溶液肌肉注射易引起组织坏死，口服则无溶血作用。（可能在肠胃不被吸收的原故） 溶血机理（考点）： 皂苷/水 + 胆甾醇- 分子复合物沉淀 ，导致红细胞不能正常渗透 -细胞内渗透压增加-发生崩解-产生溶血现象

15、。 并非所有的皂苷都产生溶血现象，如：人参皂苷。 人参皂苷能促进RNA蛋白质的生物合成，调节机体代谢，增强免疫功能。 （人参三醇果酸为苷元，溶血作用，人参二醇为苷元抗溶血作用）。 溶血与结构的关系（区别1、甾体皂苷 2、三萜皂苷； ） ： 和糖部分有关：某些双链皂苷（无溶血作用）酶解单糖链皂苷（具有溶血作用） 一些有溶血作用的三萜酯皂苷E环上脂键被水解生成物仍是皂苷（无溶血作用） 显色反应： 由于皂苷类化合物结构中常有：-OH、=等，因此，在无水条件下，与强酸（硫酸、磷酸、高氯酸）、中等强酸（三氯乙酸）、Lewis酸（氯化锌、三氯化铝、三氯化锑）作用，会产生颜色变化或荧光。主要是使羟基脱水、增

16、加双键结构，再经双键移位、双分子缩合等反应生成共轭双烯系统，又在酸作用下形成阳碳离子盐而呈色。全饱和的、C-3无羟基或羰基的化合物呈阴性反应。（作用于母核） 1.醋酐-浓硫酸反应（Liebermann-Burchard反应甾体皂苷颜色变化快，在颜色变化的最后呈现蓝绿色；而三萜皂苷颜色变化稍慢，且不出现蓝绿色，只能显红或紫色。 用此法可以初步区别甾体皂苷和三萜皂苷。2. 氯仿-浓硫酸反应 （Salkowski反应） 试样溶于氯仿中加入浓硫酸后，氯仿层显红色或蓝色，硫酸层有绿色荧光出现。3、三氯醋酸反应 （Rosen-Heimer反应） 样品溶液点于滤纸上，喷25%三氯醋酸乙醇溶液，甾体皂苷在加热

17、60 时即可显示红色紫色斑点，而三萜皂苷需加热至100，才显色。4、 五氯化锑反应（kahlenberg反应） 将样品醇溶液点于滤纸上，喷以20%三氯化锑（或五氯化锑）氯仿溶液（不应含乙醇和水）干燥后，60-70 加热，显黄色、灰蓝色、灰紫色斑点，在紫外灯下显蓝紫色荧光（甾体皂苷则显黄色荧光）。 注意：五氯化锑腐蚀性很强，宜少量配置，用后倒掉。5、 冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff反应）： 样品溶于冰醋酸，加乙酰氯数滴及氯化锌结晶数粒，稍加热，则呈现淡红色或紫色。凡具有三萜母核结构的化合物，均能产生上述反应。如：三萜苷元、三萜皂苷。沉淀反应 皂苷的水溶液可以和铅盐、钡盐、铜盐等产生沉淀

18、。酸性皂苷（通常指三萜皂苷）的水溶液加入硫酸铵、醋酸铅或其他中性盐类即生成沉淀。中性皂苷（通常指甾体皂苷）的水溶液则需加入碱式醋酸铅或氧化钡等碱性盐类才能生成沉淀。利用这一性质进行皂苷的提取和初步分离。皂苷的水解 皂苷酸水解多采用缓和酸水解，两相酸水解、酶解或Smith降解法。其原因为：一般酸水解时，易引起皂苷元的结构变化，而得不到真正的苷元。 如：女贞子中齐墩果酸的提取，用氯仿和酸水15%盐酸两相进行提取其中的苷元与苷。第三节 提取与分离 （皂苷） 强心苷含量很低，多与糖类、皂苷、色素、鞣质等共存，这些成分的存在可影响强心苷在溶剂中的溶解度。同时，强心苷的原生苷和次生苷共存，且很多结构相似的苷同存，故提取分离较难。因酸碱可使强心苷发生水解、脱水和异构化，故提取分