第八章 甾体及其苷类

第八章甾体及其苷类本章内容一、概述二、甾体皂苷三、强心苷类

甾类是通过甲戊二羟酸的生物合成途径转化而来。甾体类在结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核其中3位有羟基取代,10、13位有角甲基，17位有侧链。

天然甾类成分C10、C13角甲基和C17侧链大多为

构型。C3羟基有两种构型：

-型：即C3-OH与C10-CH3为顺式；

-型：即C3-OH与C10-CH3为反式。

C21甾类、强心苷和甾体皂苷.天然甾类化合物的分类及甾核的稠合方式C17侧链A/BB/CC/DC21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甾体与四环三萜的结构对比编号颜色反应（1）Liebermann-Burchard反应（L-B反应）醋酐+浓硫酸→红→紫→蓝→绿→污绿→褪色（区别于三萜）（2）Salkowski反应溶于氯仿+浓硫酸；氯仿层→血红色或青色；硫酸层→绿色荧光（3）Rosen-Heimer反应样品+25%三氯醋酸/乙醇溶液；显红色至紫色（反应温度：三萜100oC，甾类60oC）（4）三（五）氯化锑反应：20%三（五）氯化锑氯仿溶液显黄色、灰蓝色、灰紫色C21甾（C21-steroides）是含有21个碳的甾体衍生物。以孕甾烷（pregnane）或其异构体为基本骨架。

C5、C6——多具双键

C17——多为α-构型少为β-构型

C20——可有>C=O、-OHC11——可有α-OHC-3、8、12、14、17、20——可能有β-OH本章内容一、概述二、甾体皂苷三、强心苷类

二、甾体皂苷（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分离

㈠概述

甾体皂苷是一类由螺甾烷（spirostane）类化合物衍生的寡糖苷。分布——单子叶植物和双子叶植物均有分布生理活性——六七十年代，用于合成甾体避孕药和激素类药物的原料。九十年代发现了新的生物活性，特别是防治心脑血管疾病、抗肿瘤、降血糖和免疫调节等作用。例如：

地奥心血康胶囊是由黄山药植物中提取的甾体皂苷制成的，内含8种甾体皂苷（含量在90%以上），对冠心病心绞痛发作疗效显著。薤白皂苷经体外试验显示具有较强的抑制ADP诱导的人血小板聚集作用。心脑舒通为蒺藜[Tribulusterrestres]果实中提取的总皂苷制剂，临床用于心脑血管病的防治。二、甾体皂苷（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分离

㈡分类甾体皂苷的皂苷元基本骨架属螺甾烷的衍生物。

①27个碳

②B/C、C/D环——反式

③C17侧链——β构型

④C22是E与F环共享的碳以螺缩酮的形式相联㈡分类

依螺甾烷结构中C25的构型和F环的环合状态，将其分为四种类型：1．螺甾烷醇类（spirostanols）2．异螺甾烷醇类（isospirostanols）3．呋甾烷醇类（furostanols）4．变形螺甾烷醇类（pseudo-spirostanols）1．螺甾烷醇类（spirostanols）2．异螺甾烷醇类（isospirostanols）C25位甲基二种差向异构体：C25位上甲基位于F环平面上的竖键时——为β定向，绝对构型为S型——螺甾烷醇又称L型或neo型（25S、25L、25βF、neo）C25位上甲基位于F环平面下的横键时——α定向，绝对构型为R型——异螺甾烷醇又称D型或iso型（25R、25D、25αF、iso）例如：剑麻皂苷元(sisalagenin),是合成激素的原料化学名:3β-羟基5α,20βF,22αF,25βF螺旋甾12-酮简称:3β羟基，5α-螺旋甾12-酮例如：薯蓣皂苷元(diosgenin)制药工业中重要原料化学名:△5-20βF，22αF，25αF螺旋甾烯-3β-醇简称:△5-异螺旋甾烯-3-β-醇3．呋甾烷醇类（furostanols）

由Ｆ环裂环而衍生的皂苷——称为呋甾烷醇皂苷（furostanolsaponins）。Ｆ环开环的双糖链皂苷，植物根茎经长时间的贮存，其主要的皂苷是薯蓣皂苷，而不再是原薯蓣皂苷。3．呋甾烷醇类（furostanols）F环裂解的双糖链皂苷产生的显色反应：

E试剂——盐酸对二甲氨基苯甲醛试剂

A试剂——对茴香醛（Anisaldehyde）试剂3．呋甾烷醇类（furostanols）F环裂解的双糖链皂苷不具有某些皂苷的通性：①没有溶血作用②不能与胆甾醇形成复合物③没有抗菌活性螺旋甾烷衍生的单糖链皂苷，则具有明显抗菌作用。如：原菝葜皂苷——无溶血作用、不能与胆甾醇形成复合物、无抗菌活性4．变形螺甾烷醇类（pseudo-spirostanols）F环为五元四氢呋喃环。天然产物中尚不多见。二、甾体皂苷（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分离

理化性质与三萜类化合物类同，如：有较好结晶；苷元易溶极性小的有机溶剂(石油醚、氯仿等)

不溶水1．熔点单羟基<208℃，三羟基>242℃

多数双羟基或单羟酮类介于二者之间。2．表面活性和溶血作用

注意：F环开裂的皂苷多不具溶血作用，且表面活性降低。

3.沉淀反应甾体皂苷/水+碱式醋酸铅

→沉淀或Ba(OH)2等

碱性盐4．形成分子复合物

可用于纯化皂苷和检查是否有皂苷类成分存在

反应条件：甾醇需有C3-β-OH三萜皂苷与甾醇形成的分子复合物不及甾体皂苷稳定二、甾体皂苷（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分离

1.紫外光谱⑴饱和的甾体化合物在200~400nm无吸收⑵不饱和的甾体：孤立双键——205~225nm

共轭二烯——235nm

>C=O——285nm(弱吸收)

α,β不饱和酮基——240nm(特征吸收)⑶制备成衍生物。如：含-OH化合物，经脱-OH

后在结构中产生双键。借此判断-OH位置。2.红外光谱

甾体皂苷元含有螺缩酮结构的侧链，在IR中有四个特征吸收谱带：

A—980B—920C—900D—860cm-1应用：⑴区别C25的两种立体异构体的构型⑵判断C11或C12位的>C=O是否成共轭体系⑶C3-OH与A/B环构型的关系⑴区别C25的两种立体异构体的构型①C25——Me-取代

吸收强度：C25-SB带>C带

C25-RC带>B带②C25——CH2OH(羟甲基)取代（无法用上述四条谱带来区别）

C25-S有——995强吸收C25-R有——1010强吸收

(若F环开裂即无螺缩酮结构，则无995或1010吸收)强度：918cm-1>898cm-1SarsasapogeninM为S构形898918987851⑵判断C-11或C-12位的>C=O是否成共轭体系①非共轭体系——1705~1715cm-1有一个峰②C-12羰基共轭——产生二个峰

1600~1605（双键）

1673~1679（羰基）(α,β不饱和酮结构)⑶C3-OH与A/B环构型的关系

当C3-OH构型已知时，可利用C3-OH来推测A/B环的构型，见下表：*石腊糊，其余为CS2溶液。e—横键；a—竖键苷元-OH——伸展频率：3625cm-1

弯曲频率：1030~1080cm-1二、甾体皂苷（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分离

实验室和工业生产中多采用溶剂法提取溶剂——多用甲醇或稀乙醇分离：多用硅胶柱层析或高效液相制备色谱法洗脱剂——用不同比例的二元、三元等溶剂系统如：氯仿:甲醇:水等混合溶剂可参见三萜及其苷类一章的提取与分离内容。本章内容一、概述二、甾体皂苷三、强心苷类

三、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分离（五）波谱特征（六）生物活性

强心苷（cardiacglycosides）是存在植物中具有强心作用的甾体苷类化合物。是治疗心力衰竭不可缺少的重要药物。

主要用以治疗充血性心力衰竭及节律障碍等心脏疾患如：西地兰、地高辛、毛地黄毒苷等。分布：主要有十几个科几百种植物中含有强心苷，特别以玄参科、夹竹桃科植物最普遍。三、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分离（五）波谱特征（六）生物活性

强心苷是由强心苷元（cardiacaglycones）与糖缩合的一类苷。苷元是由甾体母核及其在C17位连有不饱和内酯环的侧链组成。1．分类主要依据C17位上的取代基即内酯环的大小分成二类：⑴甲型强心苷元：C17侧链是五元不饱和内酯环。⑵乙型强心苷元：C17侧链为六元不饱和内酯环。1.分类⑴甲型强心苷元——母核称为强心甾

(cardanolide)1.分类⑴甲型强心苷元——母核称为强心甾1.分类⑵乙型强心苷元——母核称为海葱甾或蟾酥甾

(scillanolide)(bufanolide)1.分类⑵乙型强心苷元——母核称为海葱甾或蟾酥甾

(scillanolide)(bufanolide)1.分类C3-OH少数为α-构型，命名时冠以表(epi)字，如：2．强心苷糖部分强心苷元均以C3-OH与糖结合形成直链糖苷。所连糖为：⑴2,6-二去氧糖、2,6-二去氧糖甲醚(强心苷中特有)2．强心苷糖部分⑵6-去氧糖、6-去氧糖甲醚⑶一般糖多为D-葡萄糖OOHOHOHD-葡萄糖OHOHCH23．糖的组成及连接方式分三种类型：A1型（Ⅰ型）：苷元—(2,6-二去氧糖)X-(葡萄糖)YA2型（Ⅱ型）：苷元—(6-去氧糖)X-(葡萄糖)YB型（Ⅲ型）：苷元—(葡萄糖)X苷元和糖的连接方式I型强心苷OOHOOOOHOOOHCH3OOOHOHOOHOHCH3CH3CH2OH苷元和糖的连接方式OOCH3OOCH2OHOHOCH3OHOHOHOOHOOHII型强心苷苷元和糖的连接方式III型强心苷4.构成强心苷的糖对强心作用的影响

构成强心苷的糖数目和种类不同，对强心苷活性影响不同。甲型强心苷元及其苷的毒性规律一般为：

苷元<单糖苷>二糖苷>三糖苷

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三、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分离（五）波谱特征（六）生物活性

1．一般性质⑴性状及溶解性多为无色结晶或无定形粉末苷元：多为脂溶性苷:可溶于——水、丙酮、醇类等极性溶剂略溶于——醋酸乙酯、含醇氯仿几不溶于——醚、苯、石油醚等非极性溶剂1．一般性质⑵内酯性质内酯碱解开环用KOH或NaOH水溶液处理→内酯开环→H+→环合*当用醇性苛性碱（KOH/EtOH）溶液处理时，内酯环异构化，遇酸不能复原。NaOHMeOH异构化苷双键转位强心甾烯20OCH3CH3OOCH3活性亚甲基甲型强心苷异构化异构化物乙型强心苷异构化1．一般性质⑶羟基脱水

5β-OH和14β-OH均系叔羟基，极易脱水，故含此取代基的苷类在酸水解时，常得次生的脱水苷元。OHO鼠李糖-O-葡萄糖H++OOO鼠李糖葡萄糖

如果4位有双键，则水解的同时3-羟基与4-氢脱水形成共轭双键

当14位有羟基同时16位也有羟基时，16位羟基也能与17位氢脱水，形成共轭双键OHO葡萄糖H++OOOO鼠李糖+葡萄糖OH鼠李糖-O-2．苷键的水解强心苷中苷键由于糖的结构不同，水解难易有区别，水解产物也有差异。水解方法主要有酸催化水解、酶催化水解。酸催化水解：

(1)温和酸水解

(2)强酸水解

(3)盐酸丙酮法水解2．苷键的水解(1)温和酸水解（避免糖的脱水）采用稀酸—H2SO4、HCl等（0.02~0.05mol/L）反应条件—含水醇短时间加热回流(30min~数小时)水解对象——2-去氧糖不适用于——2-羟基糖水解过程如下：2-羟基糖易产生下式互变，阻挠了水解反应的进行，故在此条件下不能水解2-OH糖。2．苷键的水解(2)强酸水解酸的浓度——3~5%水解条件——延长水解时间；同时加压反应特点——引起苷元脱水；可得到定量葡萄糖如：羟基毛地黄毒苷，用盐酸水解，不能得到羟基毛地黄毒苷元，而得到它的叁脱水产物。（结构中C3连糖、C14-OH、C16-OH）三脱水羟基毛地黄毒苷元三毛地黄毒糖羟基毛地黄毒苷3-5%HCl2．苷键的水解(3)盐酸丙酮法(Mannich水解)反应试剂——HCl、丙酮溶液反应条件——室温条件下与氯化氢长时间反应反应物条件——糖分子中有C2-OH和C3-OH原理——邻二-OH与丙酮反应，生成丙酮化物进而水解特点——可得到原苷元和糖的衍生物注意：如苷元分子也有两个相邻羟基，也能被丙酮化而生成苷元丙酮化物，需再用稀酸加热水解而得到苷元。铃兰毒苷1%HCl(丙酮,室温/2weeks)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酶的水解有专属性，不同性质的酶作用于不同性质的苷键。

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。(4)酶水解毒毛旋花子苷元K—毒毛旋花子苷K-毒毛旋花子次苷β加拿大麻苷β-D-glu-苷酶（毒毛旋花子双糖酶）3．显色反应

强心苷颜色反应是由苷元甾核、不饱和内酯环、2-去氧糖三部分产生。⑴作用于甾体母核的反应与甾体皂苷元反应类同，如L-B反应、三氯醋酸反应（Rosen-Heimer反应）、三氯化锑（或五氯化锑）反应等。全饱和甾类、C3为酮基(无羟基)的化合物呈阴性3．显色反应⑵作用于不饱和内酯环的反应（活性次甲基显色反应）适用对象——主要用于甲型强心苷（作用于五元不饱和内酯环）反应原理——不饱和五元内酯环，在碱性醇溶液中双键转位能形成活性次甲基，从而能够与某些试剂反应而显色。3．显色反应⑵作用于不饱和内酯环的反应（活性次甲基显色反应）

反应名称试剂颜色

max(nm)Legal反应亚硝酰铁氰化钠深红或兰470Kedde反应3,5-二硝基苯甲酸深红或红590Raymond反应间-二硝基苯紫红或兰620Baljet反应苦味酸橙或橙红4903．显色反应⑶作用于2-去氧糖的反应①Keller-Kiliani反应：应用对象——具有游离的2-去氧糖、能水解出2-去氧糖的强心苷

苷元-(α-去氧糖)2-(α-羟基糖)

苷元+α-去氧糖+α-去氧糖-α-羟基糖

能发生K-K反应苷元-α-去氧糖

苷元

+α-去氧糖能发生K-K反应苷元-α-去氧糖-α-羟基糖

苷元

+α-去氧糖-α-羟基糖

不能发生K-K反应苷元-α-羟基糖

苷元-α-羟基糖不能发生K-K反应3．显色反应⑶作用于2-去氧糖的反应②对二甲氨基苯甲醛反应：（作为显色剂）样品点于滤纸上，喷试剂，90℃加热30秒，显灰红色斑点试剂——1%对-二甲氨基苯甲醛乙醇液-浓盐酸4:13．显色反应⑶作用于2-去氧糖的反应③呫吨氢醇（Xanthydrol）反应样品+试剂→水浴加热3分钟→红色试剂——10mg呫吨氢醇溶于100ml冰醋酸，加入1ml浓硫酸④过碘酸-对硝基苯胺反应：（作为显色剂）强心苷+试剂→

黄色三、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分离（五）波谱特征（六）生物活性

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。因酸碱可使强心苷发生水解、脱水和异构化，故提取分离时应注意控制酸碱性。植物体内含有酶解强心苷类的酶，植物原料在保存或提取过程中均可促使强心苷的酶解，产生次级苷，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。1．提取

原生苷:抑制酶的活性(冷冻干燥、快速提取、快速干燥)MeOH、70%EtOH提取。次生苷:利用酶的活性,先酶解再EtOH、EtOAc提取。2．纯化⑴溶剂法——根据化合物的极性选择溶剂进行除杂⑵铅盐法铅盐与杂质可生成沉淀，该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增加醇含量（40%）——能降低沉淀对强心苷的吸附现象。但纯化效果也随之下降。过量的铅试剂能引起一些强心苷的脱酰基反应2．纯化⑴溶剂法⑵铅盐法⑶吸附法——采用活性炭、Al2O3进行吸附经活性炭使叶绿素等脂溶性杂质可被吸附而除去通过Al2O3——糖类、水溶性色素、皂苷等可吸附注意：强心苷亦有可能被吸附而损失3.分离(1)两相溶剂萃取法——依据分配系数的不同(2)逆流分配法——原理同上(3)层析分离分离亲脂性单糖苷、次级苷和苷元

——选择吸附层析（硅胶等）对弱亲脂性成分

——选择分配层析(硅胶、纤维素等为支持剂)西地兰的提取三、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分离（五）波谱特征（六）生物活性

1．紫外光谱UV

主要是由不饱和内酯环引起的吸收甲型苷——220nm（λmax）乙型苷——295~300nm（λmax）2．红外光谱——由不饱和内酯环产生两个吸收峰特征：(在1800~1700cm-1皆产生两个羰基吸收峰)△αβ-γ内酯(甲型)——两个羰基峰△αβ,γδ-δ内酯(乙型)峰位向低波数移40cm-12．红外光谱IR

低波数为正常峰；高波数为非正常峰（随溶剂性质改变而改变）（在极性大的溶剂中，吸收强度减弱甚至消失）应用：①根据IR可区别甲型和乙型强心苷②依非正常峰因溶剂的极性增强而吸收强度减弱甚至消失的现象，可指示不饱和内酯环的存在。三、强心苷类（一）概述（二）化学结构及分类（三）理化性质（四）提取分离（五）波谱特征（六）生物活性

强心苷的化学结构与其强心作用之间有着密切的关系。其苷元甾核要有一定立体结构。1．C/D稠合方式顺式稠合——具有强心作用反式或C14-OH脱水生成脱水苷元——强心作用消失2．C17键的构型C17位有不饱和内酯环且为β-构型——有强心作用C17位为α-构型或开环——强心作用弱或消失3．A/B环与C3-OH的构型甲型强心苷元的强心作用：A/B顺式稠合——C3-OH为β-构型>α-构型A/B反式稠合——C3-OH构型对强心作用无明显影响4．糖部分没有强心作用强心苷中的糖性质和数目，很可能是影响到强心苷在水/油中的分配系数，从而影响到强心苷的活性毒性。

-去氧糖苷对心肌亲和力大活性强，葡萄糖苷活性低但毒性也低。练习题1、活性亚甲基试剂包括:

A：3,5-二硝基苯甲酸

B：三氯化锑

C：对二甲氨基苯甲醛

D：亚硝酰铁氰化钠

2、用缓和酸水解法可使Ⅰ-型强心苷哪些苷键水解断裂?

A：苷元与α-去氧糖之间苷键

B：α-去氧糖与α-去氧糖之间苷键

C：α-去氧糖与葡萄糖之间苷键

D：葡萄糖与葡萄糖之间苷键3、强心苷酶水解时，只能使哪一部分苷键断裂：A：苷元与2,6-去氧糖之间苷键B：2,6-去氧糖之间苷键C：2,6-去氧糖与D-葡萄糖之间苷键D：所有的苷键4、能够区别西地兰与蟾毒灵的反应有:

A：Kedde反应

B：李-布氏反应

C：α-萘酚反应

D：Ｋ-Ｋ反应

5、强心甾烯C3－O－（D－毛地黄毒糖）3－（D-葡萄糖）2属于：Ａ、Ｉ型强心苷Ｂ、Ⅱ强心苷 Ｃ、III型强心苷Ｄ、乙型强心苷

练习题1.用化学方法区别下列化合物练习题2.用化学方法区别下列化合物稀练习题

3.完成下列反应式练习题该化合物属哪