1、,第十三章 强心苷,具选择性强心作用的甾体苷类化合物。又称强心甙或强心配糖体。临床上主要用以治疗心功能不全，此外又可治疗某些心律失常，尤其是室上性心律失常。结构类型 理化性质 提取分离与鉴定方法,目前临床应用的有二、三十种，用于治疗充血性心力衰竭及节律障碍等心脏疾病，如西地兰、地高辛、毛地黄毒苷等。 但强心苷类能兴奋延髓催吐化学感受区而引起恶心、呕吐等胃肠道反应；且有剧毒，若超过安全剂量时，可使心脏中毒而停止跳动。 其中某些强心苷对动物肿瘤有效，主要是细胞毒作用。,西地兰,1785年，国外使用洋地黄叶治疗水肿，到现在已从十几个科一百多种植物中发现强心苷类，主要有夹竹桃科、玄参科、萝摩科、卫矛科
2、、百合科、大戟科等等。 较重要的植物有黄花夹竹桃、紫花洋地黄、毛花洋地黄、杠柳、铃蓝、海葱、福寿草、羊角拗等。 动物中尚未发现有强心苷类成分，蟾蜍中所含的蟾毒也对心肌有兴奋作用，具强心作用，但其非苷类，而属甾类。,天然存在的强心苷元,常见的含强心苷的天然药物,铃兰、紫花洋地黄,黄花夹竹桃,羊角拗,R为L夹竹桃糖 羊角拗苷,蟾蜍,蟾毒灵,一、结构及分类,（一）强心苷元（结构）1.强心苷元特点 （1）四个环，稠和方式 （2）C3、C14有羟基 （3）强心苷元C11、C12 （4）C17位连有不饱和内酯环。,2.强心苷元的类型,依据不饱和内酯环，强心苷元分为两类： （1）甲型强心苷元（五元不饱和内酯
3、） （2）乙型强心苷元（六元不饱和内酯）,强心甾烯,海葱甾烯或 蟾酥甾烯,3.强心苷元的命名(了解) 甲型强心苷是以强心甾烯为母核，根据取代基及其构型、甾体母核的稠合方式进行命名的。 乙型强心苷是以海葱甾或蟾酥甾为母核。,甲型强心苷元：,C17位上连五元不饱和内酯环，即-内酯-强心甾烯型。以强心甾（cardenolide）为母核命名。,乙型强心苷元,C17位上连六元不饱和内酯环，即，-双烯-内酯，称为海葱甾二烯或蟾蜍甾二烯。以海葱甾（scillanolide）或蟾蜍甾(bufanolide)为母核命名。,（二）糖的类型,- 羟基糖、2，6-二去氧糖、6-去氧糖 构成强心苷的糖有20多种，根据C
4、2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。 1.-羟基糖除广泛分布于植物界的D-葡萄糖、L-鼠李糖外，还有： （1）6-去氧糖如：L-夫糖、D-鸡纳糖等。 （2）6-去氧糖甲醚如：L-黄夹糖、D-洋地黄糖等。,2. -去氧糖 （1）2,6-二去氧糖如： D-洋地黄毒糖等。 （2）2,6-二去氧糖甲醚如：L-夹竹桃糖、D-加拿大麻糖等。,（三）糖与苷元的连接方式 型 ：苷元-（ 2，6-二去氧糖）-（ - 羟基糖） 型 ：苷元-（ 6-去氧糖）-（ - 羟基糖） 型 ：苷元-（ - 羟基糖） 较少,构成强心苷的糖对强心作用的影响,构成强心苷的糖数
5、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,二、性质,（一）性状：多为无色晶体或无定形粉末，中性物质，有旋光性。C17位上的侧链为-构型者味苦，而-构型者味不苦，但无疗效。对粘膜有刺激性。 （二）溶解性 1. 溶解性强心苷一般可溶于水、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。弱亲脂性苷略溶于氯仿-乙醇（21），亲脂性苷略溶于乙酸乙脂、含水氯仿、氯仿-乙醇（31）
6、等。 2. 影响溶解性的因素强心苷的溶解性随着分子中所含糖基的数目、糖的种类以及苷元中所含的羟基多少和位置不同而异。,（三）脱水反应强酸加热水解时，苷元发生脱水反应，生成脱水苷元。 （四）苷键水解 水解法是研究强心苷组成的常用方法，分化学方法和生物方法两大类。化学方法主要有酸水解，碱水解；生物方法主要有酶水解。强心苷的苷键水解难易因组成糖的不同而异，水解产物亦不同。 1酸水解法 （1）温和酸水解：用稀酸如0.020.05mol/L的盐酸或硫酸在含水醇中经短时间（自半小时至数小时）加热回流，可使型强心苷水解成苷元和糖。此法可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，对去氧糖与- 羟
7、基糖之间的苷键不易切断，对苷元的影响小，不致引起脱水反应，对不稳定的去氧糖亦不致分解，故常得到双糖和叁糖。,（2）强烈酸水解： 型和型强心苷中的糖，均非去氧糖，由于羟基阻挠了苷原子的质子化，使水解反应较为困难，不能用上法使之水解，必须增高酸的浓度（35），增加作用时间或同时加压，在这种情况下，才能得到定量的葡萄糖，但易得到缩水苷元。 此外，常用冰乙酸-水-浓盐酸（355510）混合液（Kiliani混合液）来水解强心苷类，沸水浴上加热1小时即能水解完全。（3）盐酸丙酮法： 丙酮溶液，在稀盐酸下，糖分子中邻二羟基与丙酮作用，生成丙酮化物，使在较低酸浓度、较低温度下水解，得到苷元与糖的丙酮化物。,
8、2. 酶水解法 酶反应温和，专一性强。 在含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，但无水解去氧糖的酶，所以能水解除去分子中的葡萄糖而保留去氧糖。 水解后得次生苷 选用蜗牛酶，水解强心苷，可逐步水解，得苷元,3. 碱水解法 碱试剂可使强心苷分子中的酰基水解，内酯环裂开、20(22)转位及苷元异构化等。 （1）酰基水解 常用来水解强心苷中酰基的碱有碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钙、氢氧化钡；碳酸氢钠、碳酸氢钾主要使去氧糖上的酰基水解，而羟基糖及苷元上的酰基往往不被水解；氢氧化钙、氢氧化钡可以使去氧糖上的、羟基糖上的、苷元上的酰基水解。氢氧化钠的碱性太强，不但能使糖基和苷元上的酰基全部水解，而且还使内酯环破
9、裂，不常用。甲酰基较乙酰基活泼易水解，提取分离用氢氧化铅处理时已有使甲酰基水解的危险。,（2）内酯环的水解 NaOH或KOH水溶液可使强心苷内酯环开裂，酸化后又闭环，但在强心苷的醇溶液中加NaOH或KOH内酯环开裂，酸化后不再有可逆变化。甲型强心苷在醇性氢氧化钾溶液中，通过内酯环的双键转移和质子转移形成C22活性亚甲基，是许多颜色反应的基础，乙型强心苷则无此反应。,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。,三、提取,从中药中提取分离强心苷是比较困难： 主要
10、原因是强心苷含量比较低，且同一植物中常含有许多结构相近，性质相似的强心苷，每一苷又有原生苷、次生苷之分； 其次是因为强心苷常与许多糖类、皂苷、鞣质等杂质共存，从而影响了强心苷的溶解度； 第三是在提取分离中强心苷易受酸、碱或共存酶的作用，发生水解，脱水，异构化等反应，使生理活性降低，因此在提取时要控制酸碱性和抑制酶的活性。 一般常用的提取溶剂为7080的甲醇或乙醇，油脂及叶绿素多者要先进行脱脂。再用铅盐沉淀法或聚酰胺吸附法除去与其共存的杂质，最后再用CHCl3和CHCl3：MeOH不同比例依次萃取，将强心苷按极性大小分为几个部分，以备进一步分离用。,（一）原生苷的提取在注意抑制酶的活性，防止酶解
11、。原料需新鲜，采集后要低温快速干燥，保存期间要注意防潮。可用乙醇提取破坏酶的活性，通常采用70%-80%的乙醇为提取溶剂，同时要避免酸碱的影响。或加入硫酸铵等无机盐使酶变性，再选择溶剂提取。（二）次生苷的提取 有些次生苷的药理活性较高，且毒副作用。所以直接从植物中提取次生苷，这时要利用酶的活性，可将药材粉末加适量水拌匀润湿后，在30-40进行6-7小时以上的酶解，再用乙酸乙酯或乙醇提取次生苷。如狄戈辛的撮取。,（三）撮取液的纯化1.溶剂法 对于种子药材需先用石油醚（或溶剂汽油）脱脂后再用乙醇提取；含油脂较多的种子药材还可以先采用压榨法，含叶绿素、树脂较多的植物，也可先用乙醇提取，浓缩乙醇提取液
12、保留适当浓度的乙醇，放置使叶绿素在低温下析出胶状沉淀，也可以将乙醇提取液浓缩除去醇后，用石油醚从浓缩液中萃取脂溶性杂质。再用氯仿-甲醇混合液萃取强心苷，水溶性杂质留在水溶液中。2.吸附法通过活性碳可以吸附除去叶绿素等脂溶性杂质。糖类、皂苷、水溶性色素等可用氧化铝吸附。鞣质等酚性物质可被聚酰胺吸附除去，但强心苷也可能被吸附，其吸附量与溶液中的乙醇含量有关。,四、分离,分离混合强心苷，通常采用溶剂萃取法、逆流分溶法和色谱分离法等，对于少数含量高的成分，可采用反复重结晶的方法得到单体。但在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。 两相溶剂萃取法: 逆流分溶法: 色谱分离法:硅胶
13、、反相硅胶色谱及凝胶色谱等,五、鉴定,（一）化学鉴定 1、甾体母核的反应：原理：甾体母核在无水的条件下，遇酸能产生不同颜色，常用的酸有强酸（硫酸、高氯酸）、中强酸（三氯乙酸）、Lewis酸（三氯化锑）。 （1）醋酐-浓硫酸反应：将样品溶于冰乙酸，加浓硫酸-醋酐试剂，反应液呈黄红蓝紫绿等变化，最后褪色。、反应过程：取西地兰针剂，倒入蒸发皿中蒸干后，加入0.5ml醋酐（约10滴），不要对着眼睛，因为对眼睛有刺激性。加入1滴浓硫酸后观察颜色变化，可看到颜色呈黄红蓝紫绿污绿等变化，最后褪色。（注意提醒学生要离远点观察，防止刺激眼睛） （2）三氯乙酸氯胺T（chloramine T）反应： （3） Sa
14、lkowski反应：将试样溶于氯仿，沿试管壁加入浓硫酸，静置，氯仿层呈血红色或青色，硫酸层有绿色荧光。 （4）三氯化锑（或五氯化锑）反应：,2、不饱和五元内酯环的显色反应原理：甲型强心苷类C17位连有不饱和五元内酯环，在强碱的醇溶液中双键转位能形成活性次甲基，从而能与某些试剂缩合显色。而具有六元不饱和内酯环的乙型强心苷因不能产生活性次甲基，而无此反应。 （1）3，5-二硝基苯甲酸试剂（Kedde反应）：取样品的醇溶液，加3，5二硝基苯甲酸试剂，如产生红色或深红色，表示可能含有强心苷。此反应用于区别甲型和乙型强心苷。结合实验讲解反应过程：取西地兰针剂（含水），倒入蒸发皿中，蒸干后加适量乙醇溶解并
15、转移至试管里，先加1-2滴NaOH，再加2-3滴3，5-二硝基苯甲酸，可以观察到颜色由无色转变成红色。 （2）碱性苦味酸试剂（Baljet反应）： （3）间二硝基苯试剂（Raymond反应）： （4）亚硝酰铁氰化钠试剂（Legal反应）：,3、 2-去氧糖的显色反应 （1）Keller-Kiliani（K-K）反应：该反应为-去氧糖的特征性反应，对游离的-去氧糖或在此条件下能水解产生游离-去氧糖的苷都能反应显色。方法：假阴性结果： （2）对-二甲氨基苯甲醛反应： （3）占吨氢醇反应：,一、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
16、活性,EtOH、EtOAc提取。 二、纯化1. 用乙醚、氯仿脱脂；2. 用铅盐法除去水溶性杂质；3. 吸附法 三、分离常用方法：重结晶、逆流分配法、层析法,苷元结构与强心作用的关系1.强心苷元甾体母核必须具有一定的构象和C17位连接的不饱和内酯环及其-构型是不可缺少的，若异构化为-型或开环或不饱和内酯环被氢化或双键位移，强心作用将变得很弱，甚至消失。,2. C/D环必须是顺式稠合才有强心作用。 3. C14位上-OH只有是-构型的才有效,C14-OH 如与邻近的碳原子上的H脱水形成双键或与C8脱氢成氧桥，均使强心作用减低或消失。C14- OH可能是保持氧的功能和C/D环为顺式构象的重要因素。,
17、4. A/B环顺式的甲型强心苷元，C3-OH必须是-构型，-型无活性。 5. C10-CH3氧化成羟甲基或醛基或羧酸后，可影响强心作用的强度或毒性，但不是决定因素。,6. 引入5、11、12- OH有增强活性作用，而引入1、6、16- OH有降低活性作用。,7. 在母核上引入双键，对强心作用的影响不一致，引入4（5）与引入5-OH的影响相似，能增强活性，而引入 16（17）则活性消失或显著下降。 8. 无论在苷元或糖基上增加乙酰基都有增强活性的作用。,（二）色谱鉴定 纸色谱薄层色谱显色剂,应用实例,毛花洋地黄强心苷 （一）结构（二）提取分离方法,第五节 实例毛花洋地黄,去乙酰毛花洋地黄苷丙的制
18、取,去乙酰毛花洋地黄苷丙，商品名为西地兰（cedilanid）。纯品为无色结晶，mp265268 (分解)， +12.2(75%乙醇)。制取过程分为提取总苷、分离苷丙和水解去乙酰基三个阶段。,分离毛花洋地黄苷丙,利用毛花洋地黄苷甲、苷乙、苷丙在氯仿中溶解度不同，采用甲醇-氯仿-水混合溶剂系统，可将苷丙与苷甲、苷乙分离。,水解去乙酰基,毛花洋地黄苷丙去乙酰基的反应（即洋地黄毒糖上的酯键水解）较易进行。常采用氢氧化钙或碳酸钾，按苷丙-甲醇-氢氧化钙-水（1g33ml70mg33ml）的配比，先将苷丙溶于甲醇中，氢氧化钙溶于水中，分别滤清，再混合均匀，静置过夜。使水溶液呈弱碱性。水解完毕，用1%的盐酸调至中性。滤过，滤液减压浓缩至约20%的体积，放置过夜，滤过得到粗结晶，用甲醇重结晶即得西地兰纯品（mp265268）。,二、地高辛的制取,地高辛是毛花洋地黄苷丙的次级苷，为白色结晶或结晶性粉末。熔点235245（分解）， +9.512(吡啶)，无臭，味苦。溶于稀乙醇、吡啶或氯仿与乙醇混合液中。几不溶于水、乙醚、丙酮、醋酸乙酯、氯仿，在80%乙醇中的溶解度比羟基洋地黄毒苷大。利用毛花洋地黄叶中存在的-D-葡萄糖酶水解除去葡萄糖，再用乙醇提取。,
