第十四章-强心苷.ppt

1、第十四章 强心苷,cardiac glycoside,知识目标：,掌握强心苷元与糖的结构特征、类 型及连接方式 掌握强心苷的性质与鉴别反应 理解强心苷中原生苷与次生苷提取 原理及其在生产中的应用 了解强心苷的色谱鉴定与光谱测定方法,能力目标：,能够解释强心苷的概念；区别强心苷的类型。 用化学方法鉴别甲、乙型强心苷及2-去氧糖。 能够写出强心苷在酸、碱、酶催化下的反应 产物。 熟练使用渗漉、回流、连续回流等方法提取 西地兰、狄戈辛、黄夹苷等常见的强心苷药物。,概 述 基本知识 应用实例 本章小结,本 章 内 容,强心苷的定义： 是生物界中一类对心脏具有显著生物活性的甾体苷类化合物。多存在于一些有

2、毒的植物中 。,临床上常用的强心药物： 去乙酰毛花洋地黄苷C（西地兰 cedilanid） 异羟基洋地黄毒苷（狄戈辛 digoxin） K毒毛旋花子苷、 铃兰毒苷、 黄夹苷等,概 述,结 构 性 质 提 取 分 离 鉴 定 6. 结构测定,基 本 知 识,结 构,按化学结构分类,强心苷元,强心甾母核,结 构,1. 强心苷元特点: (1)A、B、C、D四个环稠合方式: A/BB/CC/D 顺反顺 (2)C3、C14- OH （少数- OH） (3)C17 - -不饱和内酯环,结 构,A/B、B/C、C/D（顺反顺）稠合， 个别成分A/B或C/D环也有反式稠合。,A/B环顺式,A/B环反式,结 构

3、,2. 甲型强心苷元特点:,甲型强心苷元 （强心甾烯）,C17-五元不饱和内酯环 （、-内酯环） 也称为强心甾烯， 由23个碳原子组成 。 命名： 以强心甾烯（cardenolide） 为母核。,结 构,实例1 :甲型强心苷元,3,14-二羟基-5-强心甾-20（22）-烯 （3,14-dihydroxy-5-card-20（22）-enolide）,洋地黄毒苷元 紫花洋地黄 毛花洋地黄 （digitoxigenin）,结 构,实例2:甲型强心苷,乌本苷（ouabain） 又称G-毒毛旋花子苷 （G-strophanthin）,来源旋花羊角拗成熟种子 是速效强心苷，作为测定 强心苷生物效价的标

4、准品,结 构,3. 乙型强心苷元特点:,C17-六元不饱和内酯环 （(),()-内酯） 称为海葱甾烯或蟾酥甾烯 由24个碳原子组成。 命名： 以海葱甾(scillanolide)或蟾酥甾（bufanolide）为母核,乙型强心苷元 （海葱甾烯或蟾酥甾烯）,结 构,实例3:乙型强心苷元海葱苷元,海葱苷元（scillaridin） 海葱（虎眼万年青）,3,14-二羟基-海葱甾-4、20、22-三烯 （3,14-dihydroxy-acilla-4、20、22- trienolide）,结 构,糖的类型,（1）2,6-二去氧糖（多为3-O-甲基-去氧糖）,D-洋地黄毒糖 D-加拿大麻糖 L-夹竹桃糖

5、 D-digitoxose D-cymarose L-oleandrose,结 构,糖的类型,（2）6-去氧糖（多为3-O-甲基-去氧糖）,D-洋地黄糖 D-黄花夹竹桃糖 L-黄花夹竹桃糖 D-digitalose D-thevetose L- thevetose）,结 构,（3）-羟基糖 : D-葡萄糖,糖的类型,（4）糖与苷元的连接方式：,型：苷元-（2 ,6-二去氧糖）- （-羟基糖）y型 型：苷元-（6-去氧糖）-（-羟基糖）y型 型：苷元-（-羟基糖）y型 =13 ， y=12,结 构,具有强心作用 存在毒毛旋花子中,实例4: 型强心苷,结 构,存在弯蕊开口箭， 具有细胞毒性作用。,

6、实例5: 型强心苷,Wattoside F,结 构,实例6: 型强心苷,来源于红海葱。 毒性大，为杀鼠剂。,蟾毒素：由蟾毒配基（如蟾毒它灵，bufotalin）的C3-羟基与辛二酰精氨酸盐等结合的酯，非强心苷类。,来源：蟾蜍（Bufobufo gargarizans）耳后腺、皮 下腺分泌的白色浆液加工成的蟾酥。,功效：攻毒散肿、通窍止痛。,现代药理：强心利尿、升压抗炎、镇咳祛痰、升高 白细胞等多方面活性。,结 构,相关连接,结 构,相关连接,实例：欧蟾毒素,临床应用：作为心力衰竭、呼吸抑制的急救药，但 有些毒性较大，应用时应注意。,精氨酸 辛二酸 蟾毒它灵,性 质,大多是无色结晶或无定形粉末

7、具有旋光性，味苦 C17侧链为-构型时，味不苦 对粘膜有刺激性,性 质,（一）性 状,强心苷：,性 质,（二）溶 解 性,强心苷：一般可溶于甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂，难溶于乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。,原生苷：含糖基数目多且具有葡萄糖，比次生苷和 苷元亲水性强，可溶于水、醇等溶剂。,次生苷：亲水性减弱可溶于乙酸乙酯、含水氯仿、 氯仿-乙醇（41）等溶剂。,性 质,（二）溶 解 性,影响强心苷溶解性的主要因素：,糖的数目及类型，糖多，亲水性增强，其水溶性： -羟基糖6-去氧糖2 ,6-二去氧糖,强心苷中羟基的数目和位置，羟基多，亲水性增强,强心苷中的羟基形成分子内氢键后水溶性减小。,性 质,

8、（二）溶 解 性,例如： 乌本苷水溶性 洋地黄毒苷水溶性,性 质,（三）脱水反应,强心苷以强酸加热水解时，苷元往往发生脱水反应。 尤其C14OH、C5-OH为叔醇羟基，极易脱水生成脱水苷元。见“强烈酸水解”。,（四）水解反应,性 质,1. 酸水解法 （1）温和酸水解法,温和酸水解法条件： 稀酸如0.020.05mol/L的盐酸或硫酸， 含水醇中短时间（半小时至数小时）加热回流。,温和酸水解特点与产物： 可使型强心苷的2-去氧糖苷键水解，生成完整的苷元、2,6-二去氧糖、-羟基糖多以低聚糖形式。,（四）水解反应,性 质,温和酸水解反应实例：,（四）水解反应,性 质,1. 酸水解法 （2）强烈酸水

9、解法,强烈酸水解法条件： 型和型强心苷，均非2-去氧糖，必须增高酸的浓度（11.3mol/L），增加作用时间或同时加压。,强烈酸水解法特点与产物： 用于型和型强心苷，水解彻底，得到定量的糖和脱水苷元。,（四）水解反应,性 质,强烈酸水解反应实例：,（四）水解反应,性 质,1. 酸水解法 （3）盐酸丙酮法（Mannich）水解,盐酸丙酮法水解条件： 丙酮溶液中，在含盐酸0.10.28mol/L的浓度下，在室温条件下长时间放置（约2周）。,盐酸丙酮法特点与产物： 糖分子中具有邻二羟基与丙酮反应，生成丙酮化物，使得在较低酸浓度、低温条件下容易水解，得到原来的苷元与糖的衍生物。,（四）水解反应,性 质

10、,盐酸丙酮法水解实例：,（四）水解反应,性 质,2. 酶水解法,酶水解特点：反应温和、专一性强、容易控制。,酶水解条件：药材粉末加适量水拌匀润湿后，在 3040进行612小时以上。,酶水解产物：次生苷与糖链末段单糖或低聚糖。,（四）水解反应,性 质,酶法水解实例：,去乙酰毛花洋地黄苷丙 狄戈辛 （西地兰）,40， 20h 葡糖糖苷酶,（四）水解反应,性 质,3. 碱水解法,常用的碱：碳酸氢钠（钾）、氢氧化钙（钡）等。,水解对象：强心苷的苷元或糖基上的酰基，可用碱处理使酯键水解脱去酰基。,碱水解应用：毛花洋地黄苷丙在氢氧化钙的作用下脱去乙酰基而制备西地兰。见实例。,提 取,原生苷的提取,提取液的

11、纯化,次生苷的提取,提 取,（一）原生苷的提取法,1.提取原生苷要抑制酶的活性，方法如下：,原料须新鲜，采集后要低温快速干燥，保存期间注 意防潮 ，避免酸碱。,乙醇可以抑制酶活性，通常以70%80%乙醇为提取溶剂，如毛花洋地黄苷的提取 。,加入硫酸铵等无机盐使酶变性，再选择溶剂提取。,提 取,（二）次生苷的提取法,1.提取次生苷要利用酶的活性，方法如下：,将药材粉末加适量水拌匀润湿。,在3040进行612小时以上的酶解。,用乙酸乙酯或乙醇提取次生苷。如狄戈辛的提取。,提 取,（三）提取液的纯化,1.溶剂法：,种子药材：先用石油醚（或溶剂汽油）脱脂后用乙 醇提取，含油脂较多的种子药材可以先用压榨

12、法 。,含叶绿素、树脂较多的植物：乙醇提取，浓缩乙醇 提取液保留适当浓度的乙醇，低温下放置析胶。,乙醇提取液浓缩除去醇后，石油醚萃取脂溶性杂质， 再用氯仿-甲醇混合液萃取强心苷。,提 取,（三）提取液的纯化,2.吸附法：,活性炭吸附：强心苷的稀醇提取液直接通过活性炭 吸附除去叶绿素等脂溶性杂质。,氧化铝吸附：除去与强心苷共存的糖类、皂苷、 水溶性色素等。,聚酰胺吸附：除去鞣质等酚性物质。,分 离,（一）两相溶剂萃取法,1.两相溶剂萃取法的依据： 利用强心苷在二种互不相溶的溶剂中分配系数不同使其分离心。,2. 实例：毛花洋地黄苷甲、乙、丙的苷元含有羟基的数量和位置不同，所以其极性与溶解度不同。,

13、分离流程：,分 离,例如黄花夹竹桃苷A与苷B的分离,固定相：150ml水，预先以氯仿-乙醇（21）饱和，向漏斗No.1中加入1 g黄夹苷混合样品。,流动相：750ml氯仿-乙醇（21）（水饱和）的稀醇。,操作：振摇5分钟，静置使分层。分出漏斗No.1中的氯仿倒入No.2中；而向No.1中又加入750ml氯仿-乙醇（21）的混合溶剂，漏斗No.1和漏斗No.2各振摇5分钟，静置分层依次九次逆流分配（19管）。,（一）两相溶剂萃取法,分 离,黄花夹竹桃苷A、B 的CCD法分离操作示意图,结果：9个固定相中36管主要含有苷A（多一个醛基） 9个流动相中的78管中含有苷B,（二）逆流分溶法,分 离,（

14、三）色谱法,分 离,常用吸附剂：硅胶、反相硅胶色谱及凝胶色谱 Sephadex LH-20等,硅胶吸附色谱常用洗脱剂： 氯仿-甲醇、醋酸乙酯-甲醇等溶剂系统。,反相硅胶色谱常用的洗脱剂： 水-甲醇、甲醇-氯仿等溶剂系统。,高效液相色谱法：对于成分复杂或低含量强心苷能获得较好的分离效果。,强心苷提取实例,分 离,【相关链接】,强心苷wattoside F（抗肿瘤作用）,1甾体母核的反应,（1）醋酐浓硫酸（Liebermann-Burchard）反应,（2）三氯醋酸（Rosenheim）反应,鉴 定,（一）化学鉴定,1甾体母核的反应,鉴 定,（一）化学鉴定,2不饱和五元内酯环的呈色反应,鉴 定,（

15、一）化学鉴定,（1）3,5-二硝基苯甲酸（Kedde）反应,（2）碱性苦味酸（Baljet）反应,2不饱和五元内酯环的呈色反应,鉴 定,（一）化学鉴定,（3）间二硝基苯（Raymond）反应,（4）亚硝酰铁氰化钠（Legal）反应,32-去氧糖的呈色反应,鉴 定,（一）化学鉴定,（1）三氯化铁冰醋酸（Keller-Kiliani）反应,说明：,对2-去氧糖与羟基糖连接的二糖、三糖，因在此条件下不易水解出2-去氧糖，故不呈色，,对游离的2-去氧糖或2-去氧糖与苷元连接的苷显色。,对2-乙酰化的去氧糖不呈色。,32-去氧糖的呈色反应,鉴 定,（一）化学鉴定,（2）对二甲氨基苯甲醛反应,（3）（口占

16、）吨氢醇（xanthydrol）反应,鉴 定,1. 纸色谱法（PC）,（二）色谱鉴定,（2）亲脂性较弱的强心苷,固定相：滤纸用（20 %50%甲酰胺丙酮）溶液处理,移动相：以甲酰胺饱和的苯、甲苯或苯-氯（91）,（1）亲脂性较强的强心苷,固定相：甲酰胺。,移动相：二甲苯-甲乙酮-甲酰胺（25252） 氯仿-四氢呋喃-甲酰胺（50506.5）,鉴 定,1. 纸色谱法（PC）,（二）色谱鉴定,固定相：滤纸用水处理。,移动相：水饱和的丁酮或丁醇-甲苯-水（631）为 展开剂，可获得满意的分离效果。,（3）亲水性的强心苷,显色剂: 碱性3,5-二硝基苯甲酸，显紫红色，置后褪色； 25%三氯醋酸乙醇液，

17、100加热2分钟显红色。,鉴 定,2. 薄层色谱法（TLC）,（二）色谱鉴定,硅胶TLC展开剂： 二氯甲烷-甲醇-甲酰胺（80191） 醋酸乙酯-甲醇-水（8055）,反相硅胶TLC展开剂： 甲醇-水和氯仿-甲醇-水等溶剂,（1）吸附薄层色谱吸附剂有硅胶和反相硅胶,鉴 定,2. 薄层色谱法（TLC）,（二）色谱鉴定,（2）分配薄层色谱,展开剂：二氯甲烷-甲醇-甲酰胺（80191） 醋酸乙酯-甲醇-水（8055）,固定相： 甲酰胺、10%15%甲酰胺丙酮、二甲基甲酰胺等,显色剂：同纸色谱的显色剂。,支持剂：常用硅胶、硅藻土、纤维素,结构 测定,（一）紫外光谱,甲型强心苷元 、-内酯 max 21

18、7220nm,乙型强心苷元 (),()-内酯 max 295300 nm,结构 测定,（一）紫外光谱,16（17）()-内酯 max(nm)270,14(15),16(17),()-内酯 max(nm)330,结构 测定,（一）紫外光谱,紫外光谱测试实例：,、-内酯 max(nm)220 8（9）14(15) max(nm)244,苷元中孤立羟基： max(nm)300，吸收强度弱,结构 测定,（一）红外光谱,1红外光谱（KBr压片）,、-内酯 C=O 1750cm-1,(),()-内酯 C=O 1720cm-1,结构 测定,（一）红外光谱,2红外光谱（在溶剂中测试）,甲型强心苷元、-内酯在1

19、800-1700cm-1区有两个羰基吸收峰 。,较低波数（强吸收）：,不饱和C=O产生的正常峰； 在极性溶剂中，吸收强度基本不变或略加强。 较高波数（弱吸收）：非正常吸收峰，它随溶剂极性增大而吸收强度减弱甚至消失。,结构 测定,（一）红外光谱,3红外光谱（在溶剂中测试实例）,如3-乙酰毛地黄毒苷元在CS2 中，IR光谱有3个C=O峰，其中: 1738cm-1 :Ac上羰基吸收峰 1756cm-1:，-内酯羰基的正常吸收峰 1783cm-1是非正常吸收峰，见图a。 随着溶剂的极性增大，在CHCl3 中测试， 1783cm-1峰明显减弱，见图b。,结构 测定,（一）红外光谱,3红外光谱（在溶剂中测试实例）,毒毛旋花子苷元 在CHCl3中测试有三个羰基吸收峰。 1719cm-1为C10醛羰基吸收。 1756cm-1是，-内酯羰基的正常吸收峰，强度较大。 1783cm-1是非正常吸收峰且吸收较弱。,红外光谱见图c。,结构 测定,（一）红外光谱,3红外光谱（在溶剂中测试实例）,1.毛花洋地黄 2. 紫花洋地黄,应 用 实 例,洋地黄,洋地黄,1. 强心苷结构,来源：毛地黄强心苷主要来自毛花洋地黄（Digitalis lanata）和紫花洋地黄（D. purpurea），从毛花洋地黄叶中已分离出30余种强心苷。,苷元：是