08甾体及其苷类.ppt

1、第七章甾体和糖苷，第一节绪论，是自然界中广泛存在的一种化学成分，包括动植物甾醇(也称甾醇)、胆酸、维生素D、动物激素、肾上腺皮质激素、植物强心苷、蟾酥、甾体生物碱、甾体药物、昆虫激素等。虽然这些成分来源不同，生理活性也不同，但它们的化学结构都有类固醇母核-环戊烷-多羟基苯三胺。这种成分涉及生理、保健、节育、医学、农业、畜牧业等，在动植物的生命活动中起着重要的作用。1.类固醇的定义，也称为类固醇。由于它们都有环戊烷、聚羟基苯三烯酮等甾体核，1936年人们提出了“甾体化合物”的通称。“甾体”一词形象地代表了这类化合物的骨架，即“天”一词上有三条支链，含有四个稠环。C10和C13各有一个甲基，称为角

2、甲基。C17有一个侧链。第二，研究进展，从1903年到1932年，甾醇和胆酸的研究阐明了类固醇的碳架结构。从1928年到1960年，动物激素的发现和工业化生产。从20世纪60年代到80年代末，避孕药物的合成和应用以及昆虫激素的发现。第三章。基本结构和分类：C3羟基存在于甾体母核中，与糖结合形成糖苷。然而，C17侧链明显不同，天然类固醇可根据C17侧链的不同结构分为不同类型。类固醇母核有7个手性碳原子，C5、C8、C9、C10、C13、C14和C17，所以理论上应该有27=128个旋光异构体。然而，由于稠环的存在及其引起的空间位阻，可能的异构体大大减少，通常只以稳定构型存在。四立体化学，1。母核

3、构型：当甾体化合物的每两个环通过碳-碳单键融合时，它们可以是顺式或反式的。甲乙环有顺(5-氢)或反(5-氢)缩合。B/C环是反式稠合的(8-氢/9-氢)。碳/丁环有顺式(14-氢)或反式稠合(14-氢)。(1)正规系统：甲/乙环为顺式，乙/丙反式，丙/丁反式，C5-H和C10-CH3在环平面的同一侧，用余甾烷表示。(2)异质性或异质性：甲/乙是反式的，乙/丙是反式的，丙/丁是反式的。C5-H和C10-CH3不在环平面的同一侧，胆甾烷是代表。许多甾体化合物在C5上形成双键，所以没有因素来区分A/B环的稠合构型和时间构型，所以正常体系和其他体系没有区别。取代基的构型：天然甾体成分的C10、C13和

4、C17侧链大多为构型，用实线表示。因为C3上有羟基，取代基的构型本质上是指C3羟基的空间排列。异构体有两种类型：C3-羟基、C10-CH3顺式-:(实线)C3OH、C10-CH3反式-:或表(虚线)。类固醇成分的显色反应，类固醇成分在无水条件下，与酸反应，1。将利贝曼-伯查德反应样品溶解在冰醋酸中，并加入浓硫酸-乙酸酐(1:20 ),导致红、紫、蓝、绿、污绿等颜色变化，最后褪色。2.将Salkowski反应样品溶解在氯仿中，并沿管壁滴加浓硫酸。氯仿层显示血红色或青色，而硫酸层显示绿色荧光。3.三氯化锑或五氯化锑的反应将样品乙醇溶液点在滤纸上，用20%三氯化锑(或五氯化锑)氯仿溶液(不应含有乙醇

5、和水)喷洒，干燥，在60-70加热，出现黄色、灰蓝色和灰紫色斑点。4.罗森海姆反应：a .样品，25%三氯乙酸乙醇溶液，红色、紫色、分子在三氯乙酸作用下具有共轭二烯结构或产物具有共轭二烯结构。，B.25%三氯乙酸乙醇溶液-3%氯胺T水溶液(4: 1)，样品，荧光反应，洋地黄强心甙的差异，洋地黄毒甙：黄色羟基洋地黄毒甙：蓝色异羟基洋地黄毒甙：灰黄色，6。Liftschutz反应：样品冰醋酸7。特尔菲反应：样品冰醋酸溶液，2%溴-氯仿溶液，界面为绿色，5。Tshugaev反应：样品冰醋酸溶液，氯化锌乙酰氯，浅红色或紫红色，其反应机理复杂，无色甾族化合物在无水条件下与浓酸反应，首先，质子化C3含氧小

6、基团形成熔盐(此时，甾醇可用水稀释回收)实例：胆固醇，三氯化锑反应，黄色-红色，3，3双(2，4)胆甾族化合物，3，5-胆甾族化合物，1，定义C21甾族化合物(I)， C21甾体是一类含21个碳原子的甾体衍生物，是目前临床上广泛使用的重要药物，具有抗炎、抗肿瘤和抗生育等生物活性。 (2)存在形式，C21甾族化合物可以与糖结合形成糖苷，植物中的C21甾族糖苷。其大部分糖苷糖链与C21类固醇的C3-羟基相连，少数与C20-羟基相连。除了2-羟基糖，其糖苷分子中还有2-脱氧糖。1C21甾体糖苷大多与洋地黄叶、种子等中药中的皂苷和强心苷共存，含有强心苷、皂苷和C21甾体糖苷(称为洋地黄苷或洋地黄苷)。

7、它没有强心作用，可以通过水解产生糖和苷元。杠柳的根皮和树皮被称为刺五加，其中含有多种甾体糖苷，除杠柳素外，还含有C21甾体糖苷。有些植物不含强心苷，但含有C21甾体苷，大多数存在于蔷薇科。例如，从牛皮中获得的牛皮苷元、苯泊甘醇和林里诺酮都是C21甾体糖苷。(3)结构特征，正反向；乙丙倒置；C/D平滑。大多数C5和C6网站都有双键。C20位可能有羰基；C17位的大部分侧链为构型。BOH；可能存在于C3、C8、C12、C14、C17、C20等地。C21比特可能有aOH。C11和C12羟基可以与乙酸、苯甲酸和肉桂酸结合形成酯。C3OH有时与糖缩合形成糖苷。(4)结构类型，(1)大多是结晶化合物；一般

8、来说，亲脂性很强(分子中经常存在酯键)。溶于亲脂性溶剂，如石油醚和乙醚，不溶于水；C21甾体糖苷的水溶性增加。四种物理和化学性质，与类固醇的两种颜色反应。由于C21甾体糖苷中存在2-脱氧糖，因此存在凯莱氏显色反应(强心苷显色反应)。将C21甾体糖苷溶于含有少量Fe3(FeL3或Fe2(SO4)3)的冰醋酸中，沿管壁滴加浓H2SO4。界面和乙酸层的颜色发生变化(蓝色、蓝绿色)，苷元也不同。第三节强心苷：首先，强心苷是存在于植物中的甾体糖苷，具有强心作用，由强心苷和糖缩合而成。目前，治疗充血性心力衰竭、心律失常和其他心脏疾病的临床应用有20或30种，如西地兰、地高辛和洋地黄毒苷。然而，强心苷可刺激

9、延髓的化学感觉区并引起胃肠道反应，如恶心和呕吐；并且剧毒，如果超过安全剂量，会导致心脏中毒和停止跳动。一些强心苷对动物肿瘤有效，主要是由于细胞毒性。1785年，萎顿用洋地黄叶治疗水肿。迄今为止，已从十余科100多种植物中发现强心苷，主要包括夹竹桃科、玄参科、樟科、卫矛科、百合科、大戟科等。更重要的植物有夹竹桃、洋地黄、洋地黄、杠柳、肚蓝、葱白、福寿草、羊角椒等。动物体内没有发现强心苷，蟾蜍体内的蟾酥对心肌也有兴奋和强心作用，但它不是强心苷，而是类固醇。(2)生物合成，其中甾醇被多次转化并逐渐产生，涉及约20种酶，如还原酶、氧化还原酶、葡萄糖苷酶、乙酰化酶等。洋地黄中强心苷的形成过程：强心苷生物

10、合成途径：化学结构和分类(1)苷元部分，1。强心苷的基本结构由强心苷配基和糖组成。(1)苷元母核及其环甲、乙、丙、丁的缩合构象对强心苷的理化和生理活性有一定的影响。天然强心苷B/C环是反式的，C/D环是顺式的，A/B环大部分是顺式的洋地黄毒苷，少数是反式的乌扎里金环。(2)取代基，并且在苷元母核的C3和C14位上有羟基。C14位上的-羟基是-型(碳/丁环顺式)。C10、C13和C 17有侧链，C10和C13大多是-CH3。C 17侧链是不饱和内酯环。C11、C12和C19位点可以与羰基连接；C4，5，C5，6，C9，11，C16和17可以有双键。2。结构类型，根据C17侧链上不饱和内酯环的不同

11、，可分为：A:-C17侧链上有五元环的内酯；和C17侧链具有六元环的-内酯。这两种类型大多是-构型，有些是-构型，而-型没有强心作用。强心苷：一个五元不饱和内酯环连接到C17位，即内酯-强心剂型。它以强心剂类固醇为母核而命名。B为强心苷，C17与一个六元不饱和内酯环相连，即，-二烯-内酯，可分为葱二烯和蟾蜍甾二烯。它是以西利罗定或蟾毒内酯作为其母核而命名的。(2)糖部分，构成强心苷的糖有20多种，根据-羟基在C2位置的有无，可分为-羟基糖和-脱氧糖。后者主要存在于强心苷中。1.除了广泛分布于植物界的D-葡萄糖和L-鼠李糖外，还有：(1)6-脱氧糖，如L-岩藻糖和D-鸡钠糖。(2)6-脱氧糖甲基

12、醚，如左旋黄糖、右旋洋地黄糖等。2。-脱氧糖(1)2，6-二脱氧糖，如右旋洋地黄毒苷糖。(2)2，6-二脱氧糖甲醚，如夹竹桃、加拿大大麻等。(3)糖成分强心苷对强心作用的影响。组成强心苷的糖的数量和种类对强心苷的活性有不同的影响。A型强心苷及其苷类的毒性规律一般为：苷元二糖苷三苷单糖苷的毒性顺序为苷甲氧基苷6-脱氧苷2，6-脱氧苷，B型强心苷及其苷类的毒性规律一般为：A型强心苷对应于苷元二糖苷B型强心苷的毒性，(4)糖与苷元的连接方式，大部分强心苷为寡糖。糖和糖苷有三种连接方式：型配基-(2，6-脱氧糖)X-(D-葡萄糖)Y型：型配基-(6-脱氧糖)X-(D-葡萄糖)Y型：配基-(D-葡萄糖)

13、Y型。一般来说，一级糖苷的末端主要是葡萄糖。(5)结构实例；(4)强心苷的理化性质；(1)物理和化学性质；(1)性质：强心苷大多为无色结晶或无定形粉末，为具有光学活性的中性物质；C17侧链在构型上是苦的，但在构型上不是苦的，而是无效的。对粘膜有刺激性。2溶解度，强心苷的溶解度与连接糖的类型和数量有关，一般溶于极性溶剂如水、甲醇、乙醇和丙酮；不溶于非极性溶剂，如乙醚、苯和石油醚。弱亲脂性糖苷微溶于氯仿-乙醇(2:1)，而亲脂性糖苷微溶于乙酸乙酯、氯仿水溶液和氯仿-乙醇(3:1)。通常，糖基一级糖苷比二级糖苷或苷元具有更强的亲水性和更弱的亲脂性，并且可溶于高极性溶剂如水，但不溶于低极性溶剂，并且大

14、部分是无定形粉末。洋地黄毒苷是一种三糖苷，但三种糖都是洋地黄毒苷，而且整个分子只有五个羟基，所以它在水溶液(1:10000000)中溶解度很小，很容易溶于氯仿(1:40)。当糖基和苷元上的羟基数目相同时，苷元上的羟基不能形成分子内氢键，分子内氢键比分子内氢键更易溶于水。例如，洋地黄苷B和洋地黄苷C是四糖苷，在整个分子中有八个羟基，四种糖的类型相同，苷元上的羟基数目相同，只是位置不同。前者是C14和C16羟基，其中C16羟基能与C17内酯环上的羰基形成分子内氢键，而后者是C12和C14二羟基，它们不能形成分子内氢键，所以洋地黄苷C在水中的溶解度较大。洋地黄苷C (1:1750)在氯仿中的溶解度小

15、于洋地黄苷B (1:550)。然而，糖基和苷元上的羟基数目对溶解度也有一定的影响。例如，乌苯宁是一种单糖苷，但它有八个羟基，这是高度可溶于氯仿(1:75)。3脱水反应，当强心苷与强酸(3%-5%盐酸)混合加热水解时，苷元经常发生脱水反应。(1)C14-羟基最有可能发生脱水反应形成缩水甘油基。(2)C14-羟基和C16-羟基同时存在，容易脱水生成二缩水甘油。(3)如果C3-羟基被氧化成酮基，C5叔羟基将被活化，其可以在温热条件下脱水形成烯酮。类似地，C16氧化成酮基也可以促进C14-叔羟基脱水形成烯酮。(4)如果在C4有双键，C3-OH和C4-H可以脱水形成共轭双键。水解反应是研究强心苷组成的常

16、用方法，分为化学方法和生物方法两大类。化学方法主要包括酸解、碱解和乙酰解；生物方法主要包括酶水解。水解产物和产品的难度因糖份不同而不同。糖苷键1的水解。酸水解：温和的酸水解：一种强心苷可以通过在含水醇中用稀酸(0.02-0.05摩尔/升)盐酸或硫酸加热回流短时间(半小时至几小时)而水解成苷元和糖。主要水解苷元与-脱氧糖之间的糖苷键或-脱氧糖与-脱氧糖之间的糖键。然而，脱氧糖和葡萄糖之间的糖键不容易切断。它对苷元影响很小，不会引起脱水反应。然而，它不适用于在第16位带有甲酰基的洋地黄强心苷。在此条件下，第16位的甲酰基被水解成羟基，不能得到原始的苷元。b .强酸水解，用浓酸(3%-5%)长时间加热回流或同时加压可水解型和型强心苷，得到定量葡萄糖。可水解的羟基糖。水解是困难的，因为该位点的羟基阻碍了糖苷原子的质子化。然而，这种方法经常导致苷元失去一个分子或几个分子的水，形成脱水苷元，即二级糖苷。c .氯化氢丙酮法(Mannich和Siewert法)，Mannich和Siewert将乌苯宁放入含1%氯化氢的丙酮中