1、第八章,甾体及其苷类,Steroids and Glycosides,目的要求： 1掌握甾体及其苷类的结构特征和类型。 2掌握强心苷、甾体皂苷的理化性质、颜色反 应及其应用。 3掌握强心苷的酸水解法和酶水解法。 4了解强心苷的一般提取分离方法，掌握甾体皂苷及苷元的提取方法。,一、概述 二、 C21甾类化合物和海洋甾体化合物 三、强心苷类化合物 四、甾体皂苷类化合物,本 章 内 容,一、概述,种类：动植物甾醇（也称固醇）、胆酸、C21甾、植物强心苷、蟾酥毒素、昆虫激素等。特征：甾体母核-环戊烷骈多氢菲涉及到生理、保健、节育、医药、农业、畜牧业等多方面，对动植物的生命活动起着重要的作用。,一、概述
2、,定义 又名类固醇化合物， 1936年-“甾体化合物”。 C-10、C-13上各有一个甲基，称为角甲基 C-17位有侧链。,研究进展,一、概述,1903-1932年 对甾醇及胆酸的研究阐明了 甾体的碳架结构。 1928-1960年 发现动物激素和开始工业生产。 1960-80年代末 避孕药物的合成及其应用， 发现昆虫变态激素。,基本结构和分类,一、概述,在甾体母核上，大都存在C-3羟基，可和糖结合成苷。而C-17侧链有显著差别，根据C-17侧链结构的不同，可将天然甾类分为不同类型。,一、概述,基本结构和分类,立体化学,一、概述,甾体母核有八个手性碳原子，C3、C5、C8、C9、C10、C13、
3、C14、C17,故理论上应有28个光学异构体，但由于稠环的存在及其引起的空间障碍，实际上可能存在的异构体大大减少，一般只以稳定的构型存在。,一、概述,母核的构型,A/B环有顺式(5-H)或反式(5-H)稠和。 B/C环是反式稠和（8-H/9-H)。 C/D环有顺式(14-H)或 反式稠和(14-H)。,立体化学,正系：A/B环为顺式，B/C反式，C/D反式，C5-H及C10-CH3处于环平面同一边，以粪甾烷（coprostane）为代表。,一、概述,立体化学,一、概述,别系或异系：A/B为反式，B/C反式，C/D反式。C5-H及C10-CH3 不处于环平面同一边，以胆甾烷（cholestane
4、）为代表。,立体化学,一、概述,许多甾体化合物，于C5处形成双键，故区分A/B环稠和时构型的因素不存在，故无正系、别系的区别。如：黄体酮、睾丸素、胆甾醇等。,立体化学,例 外,取代基的构型,一、概述,天然甾类成分C10、C13、C17侧链大多为-构型，以实线表示。由于C3上有羟基，故取代基的构型实质上是指C3羟基的空间排列，有两种类型的异构体：C3 OH, C10 CH3 顺式:型（实线表示）C3 OH, C10 CH3 反式:型 或 epi(表)型 （虚线表示）,立体化学,一、概述,生源途径通过甲戊二羟酸的生物合成途径转化而来。乙酰辅酶A 角鲨烯 2,3-氧化角鲨烯 羊毛甾醇,甾醇,甾体皂苷
5、元,一、概述,甾类成分的颜色反应,甾类成分在无水条件下，用酸处理，能产生各种颜色反应，用这些反应来初步鉴别该类成分或供比色分析。 注：全饱和的甾类、C3无羟基者为阴性。,Liebermann-burchard反应 样品溶于冰醋酸，加浓硫酸-醋酐(1:20)，产生红 紫 蓝 绿等颜色变化，最后褪色。,一、概述,Salkowski反应 样品溶于氯仿，沿管壁滴加浓硫酸，氯仿层显血红色或青色，硫酸层显绿色。三氯化锑或五氯化锑反应 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，显灰蓝色、灰紫色斑点。,甾类成分的颜色反应,Rosenheim反
6、应A.样品,一、概述,25%三氯醋酸乙醇液,红色、紫色,分子中有共轭双烯结构或经三氯醋 酸作用，生成物具共轭双烯结构。,甾类成分的颜色反应, 60C,B.25%三氯醋酸乙醇液-3%氯胺T水液（4:1）,强心苷,荧光反应,毛地黄强心 苷类的区别,毛地黄毒苷类：黄色 羟基毛地黄毒苷类：兰色 异羟基毛地黄毒苷类：灰黄色,一、概述,Rosenheim反应,甾类成分的颜色反应,反应机理 无色的甾体化合物在无水条件下和浓酸作用，首先是C3含氧小基团脱水形成双键，然后产生双键移位或双分子聚合或氧化等过程，生成复杂有色混合物。,一、概述,胆甾醇（ cholesterol）,三氯化锑反应,黄红色,3，3-双（2
7、，4）胆甾二烯,3，5-胆甾二烯,甾类成分的颜色反应,一、概述 二、 C21甾类化合物和海洋甾体化合物 三、强心苷类化合物 四、甾体皂苷类化合物,本 章 内 容,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,C21甾,C21甾(C21-steroides）是一类含有21个碳原子的甾体衍生物，分布于玄参科、夹竹桃科、毛茛科、萝藦科。由植物中分离出的C21甾类都是以孕甾烷（pregnane）或其异构体为基本骨架。 C21甾是目前广泛应用于临床的一类重要药物，具有抗炎、抗肿瘤、抗生育等方面生物活性。,C21甾,存在形式,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,C21甾类在植物中游离存在或与糖结合成苷； 苷类糖链多和C
8、3-OH相连，少数连于C20-OH； 苷类分子中除2-OH糖外，还有2-去氧糖。,C21甾,C21甾苷类大都与皂苷、强心苷共存于中药中：洋地黄叶和种子中，含有强心苷、皂苷及C21甾苷。 杠柳的根皮及树皮称北五加皮，其中含多种甾苷，除强心苷杠柳苷外，还含C21甾苷。,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,存在形式,C21甾,洋地黄,有些植物，不含强心苷，而含C21甾苷，多存在于萝摩科。如从牛皮消中得到的牛皮消苷元、本波苷元、林里奥酮等均属C21甾苷。,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,C21甾,存在形式,牛皮消,结构特点,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,A/B反；B/C反；C/D顺。C5、C6位大
9、多有双键；C20位可能有羰基；C17位上的侧链多为-构型。C3、C8、C12、C14、C17、C20等位置可能有OH；C11位可能有OH。,C21甾,结构类型,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,C21甾,C11、C12羟基可能和醋酸、苯甲酸、桂皮酸等结合成酯。 C3OH有时和糖缩合成苷类存在。,理化性质,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,大都是结晶性化合物；一般亲脂性较强（分子 中往往存在酯键），可溶于石油醚、乙醚等 亲脂性溶剂中，不溶于水；C21甾苷类水溶性 增大。,具甾体化合物的颜色反应C21甾苷类分子中存在2-去氧糖，则Keller kiliani 颜色反应阳性（强心苷类颜色反应）。,C
10、21甾,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,C21甾苷类化合物溶于含少量Fe3+FeCl3或Fe2(SO4)3的冰醋酸，沿管壁滴加浓H2SO4,界面及醋酸层颜色变化（蓝、蓝绿色）,苷元不同而不同,理化性质,C21甾,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,海洋甾体化合物,该类化合物具有以下特点：活性强、结构复杂，多是从海洋动物体内分 离得到的；分子结构中往往含有多个酚羟基、氮原子或硫原子等。发现了不少具有显著抗肿瘤活性的海洋甾体化合物。,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,海 绵,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,珊 瑚,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,珊 瑚,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,白 斑
11、 角 鲨(Squalus acanthias),二、 C21甾类和海洋甾体化合物,海洋甾体化合物,Squalamine (从白斑角鲨中分离，作为新生血管抑制剂类抗癌药进入期临床试验 ),蠕 虫,海洋甾体化合物,二、 C21甾类和海洋甾体化合物,Cephalostatin 1 (从南非一种海洋蠕虫中得到，目前正进行抗肿瘤活性评价）,一、概述 二、 C21甾类化合物和海洋甾体化合物 三、强心苷类化合物 四、甾体皂苷类化合物,本 章 内 容,三、 强心苷类,概述,强心苷（cardiac glycosides）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。,目前临床应用
12、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。 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。 某些强心苷对动物肿瘤有效，主要是细胞毒作用。,三、 强心苷类,三、 强心苷类,生物合成,以甾醇为母体经多次转化而逐渐生成，涉及到大约20种酶的作用，如还原酶、氧化还原酶、苷化酶、乙酰化酶等。例：毛地黄中的强心苷元的形成过程：,甾醇,C21甾,强心苷,三、 强心苷类,化学结构和分类,强心苷是由强心苷元（cardiac aglycone）与糖（sugar）二部分构成。,II,R1= R2=
13、H 洋地黄毒苷,苷元母核,三、 强心苷类,化学结构和分类,天然界存在的强心苷元B/C环是反式、C/D环是顺式、A/B环大多数为顺式-洋地黄毒苷元(digitoxigenin)，少数为反式-乌沙苷元(uzarigenin). 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。,分类,三、 强心苷类,化学结构和分类,根据C17位侧链的不饱和内酯环的不同分为：甲型：C17位侧链为五元环的-内酯 乙型：C17位侧链为六元环的，-内酯 这两类大都是-构型，个别为-构型， -型无强心作用。,三、 强心苷类,化学结构和分类,甲型强心苷元,C17位上连五元不饱和内酯环，即-内酯。23个
14、C原子，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。24个C原子，以海葱甾（scillanolide）或蟾蜍甾(bufanolide)为母核命名。,三、 强心苷类,化学结构和分类,这两类C17位大都是-构型，个别为-构型。在异构化酶的作用下，-构型的强心苷元可转变为无强心作用的或强心作用显著降低的-构型异构体：例如:毒毛旋花子种子中含有异构化酶，能使C-17位的侧链由-构型转变为-构型。,三、 强心苷类,化学结构和分类,毒毛旋花,C3、C14位上都有羟基：C3-OH多为-型-洋地黄毒苷元，少数为-型命名时冠以“表” (epi)3
15、-表洋地黄毒苷元。C14位-OH都是-型(C/D环顺式)； C10，C13多为-CH3； C11,C12位可能有羰基；C4,5、C5,6、 C9,11、C16,17可能有双键。,取代基,三、 强心苷类,化学结构和分类,原海葱苷 A,糖部分,种类：20多种 常见糖：六碳醛糖、6-去氧糖、6-去氧糖甲醚 特征糖：2，6-二去氧糖和2，6-二去氧糖甲醚仅存在于强心苷中，作为强心苷类化合物区别于其他化合物的特征。,三、 强心苷类,化学结构和分类,D-洋地黄毒糖 L-夹竹桃糖,D洋地黄糖 D-加拿大麻糖,糖和苷元的连接方式,多数是几种糖结合成低聚糖形式再与苷元的C3-OH连接成苷。糖虽然没有强心作用，但
16、是可以增加强心苷对心肌的亲和力。,三、 强心苷类,化学结构和分类,日蟾蜍它灵毒类,I 型： 苷元-(2, 6-二去氧糖)x-(D-葡萄糖)yII 型： 苷元-(6-去氧糖)x-(D-葡萄糖)yIII 型：苷元-(D-葡萄糖)y,糖和苷元的连接方式,三、 强心苷类,化学结构和分类,结构举例,毛花毛地黄,原生苷：毛花毛地黄苷 C， 亲水强，注射,II,毛地黄毒苷 (digitoxin) R1=R2=H，亲脂性较强，口服治疗慢性病,地高辛 (digoxin) R1=OH R2=H，注射速效强心药,西地兰，注射 (deslanoside),OH,酶解去glc 脱乙酰基,I,结构举例,原海葱苷 A (p
17、roscillaridin A),n=26 日蟾蜍它灵毒类 (gamabufotalitoxins),三、 强心苷类,强心苷的理化性质 理化性质苷键的水解显色反应,理化性质,性状多为无色结晶或无定形粉末，中性物质，有旋光性，对粘膜有刺激性。 C17 侧链为-构型的味苦，-构型味不苦，但无效。,三、 强心苷类,化学结构和分类,溶解度苷元：溶于有机溶剂，难溶于水。苷： 溶于水、丙酮及醇类等极性溶剂；略溶于乙酸乙酯、含醇氯仿；几不溶于醚、苯、石油醚等非极性溶剂。,苷的溶解度因糖分子数目和种类以及 苷元分子中有无亲水性基团而有差异。,三、 强心苷类,化学结构和分类,溶解度,一般糖基多的原生苷比次生苷或
18、苷元的亲水性强，可溶于水等高极性溶剂而难溶于低极性溶剂。,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,当苷的羟基数目相同时，苷元上的羟基不能形成分子内氢键的比能形成分子内氢键的水溶性大。 如毛花洋地黄苷乙和苷丙四糖苷、四个糖的种类相同、苷元上羟基数目相同（8个羟基）,仅位置不同，前者是C14, C16-二羟基，其中C16-羟基能和C17内酯环的羰基形成分子内氢键，后者是C12,C14 二羟基，不能形成分子内氢键，所以苷丙在水中的溶解度（1:18500）比苷乙大(几不溶）。在氯仿中的溶解度，毛花洋地黄苷丙（1:1750）小于毛花洋地黄苷乙（1:550）。,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,溶解度,三、 强
19、心苷类,强心苷的理化性质,毛花洋地黄苷乙,分子内氢键,强心苷的理化性质,三、 强心苷类,糖基和苷元上羟基数目的多少对溶解性有一定的影响。,溶解度,乌本苷 水溶（1:75） 难溶于氯仿,洋地黄毒苷 水 (1:10万) 氯仿（1:40）,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,理化性质,在适当条件下，可发生内酯环开裂、 双键氧化、脱水等。,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,理化性质,强心苷分子中内酯环的反应,内酯环用KOH或者NaOH的水溶液处理，内酯环开裂，酸化后复原。用醇性苛性碱溶液处理时，内酯环异构化，酸化后不能复原。,甲型强心苷在醇性KOH溶液中，通过内酯环的质子转移和双键转移，C14-羟基质子
20、对C20的亲电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。,亲电加成,强心苷分子中内酯环的反应,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,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。,强心苷分子中内酯环的反应,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,脱水反应,强心苷混合强酸（3%-5% HCl）加热水解时，苷元往往发生脱水反应。 C14-OH、C5-OH（叔羟基）易发生脱水反应。 如将C3-OH、 C16-OH氧化为酮基，则更使C5-叔羟基、C14-叔羟基活化，在温热条件下即可脱水而形成烯酮。 若C4位有双键，可促使C3-OH脱水，生成
21、共轭双键。,三、 强心苷类,强心苷的理化性质 理化性质苷键的水解显色反应,三、 强心苷类,苷键的水解*,强心苷的理化性质,水解反应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、乙酰解；生物方法主要有酶水解。糖部分不同，其水解难易及产物均不同。,苷键,酸或酶,苷元 + 糖,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,酸催化水解,（1）温和酸水解 用稀酸（0.020.05mol/L的HCl或H2SO4）在含水醇中经短时间加热回流，可水解2-去氧糖的苷键。2-羟基糖的苷在此条件下不易断裂。,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,温和酸水解,主要水解苷元和2-去氧糖之间的苷键
22、或2-去氧 糖与2-去氧糖之间的糖键。 2-去氧糖与葡萄糖之间的糖键不易切断。 对苷元影响较小，不会引起脱水反应。 但不适于16位有甲酰基的洋地黄强心苷类，在此种条件下，16位甲酰基水解为羟基，得不到原生苷元。,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,紫花毛地黄苷A,苷元+2分子毛地黄毒糖+1分子二糖(毛地黄毒糖-Glu),H+,1,2,3,4,温和酸水解,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,酸催化水解,（2）强酸水解 35%的HCl或H2SO4，延长时间或加压，可以水解2-羟基糖苷，但是常会引起苷元的脱水。,羟基毛地黄毒苷,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,（3）盐酸丙酮法（Mannich水解） 强
23、心苷溶解于丙酮溶液中，室温条件下与氯化氢反应2周，糖中C2-OH和C3-OH与丙酮反应生成丙酮化物，水解后得到原来的苷元和糖的衍生物。,铃兰毒苷 毒毛旋花子苷元,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,如果苷元分子中也有两个相邻羟基，则也可以被盐酸丙酮法丙酮化。如要得到原苷元，则还需进行温和酸水解。,如果要研究糖，则可用强酸水解；,如果要研究苷元，则应选择能使苷元保存完好 的温和酸水解或盐酸丙酮法；,结 论,乌本苷 乌本苷元单丙酮化合物,乌本苷元,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,酶催化水解,特点：选择性，不同性质的酶作用于不同的苷键。 注意：含强心苷的植物中，有水解葡萄糖苷键的酶，无水解2-去氧糖
24、苷键的酶，所以能水解除去分子中的葡萄糖而保留2-去氧糖。,毒毛旋花子 -D-葡萄糖苷酶 次生苷+Glu 毒毛旋花子双糖酶 次生苷+Glu-Glu,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,酶催化水解,-D-葡萄糖苷酶,K-毒毛旋花子苷,毒毛旋花子双糖酶,加拿大麻苷,K-毒毛旋花子次苷,紫花洋地黄苷A,紫花苷酶,洋地黄毒苷 + D-葡萄糖,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,酶催化水解,洋地黄毒苷元- (D-洋地黄毒糖)3- D-葡萄糖,洋地黄毒苷元 - (D-洋地黄毒糖)3,苷元类型不同，被酶解难易不同。 通常乙型强心苷较甲型易被酶水解。,三、 强心苷类,强心苷的理化性质 理化性质苷键的水解显色反应,三
25、、 强心苷类,显色反应* 根据颜色反应发生在分子的不同部位，分为以下类型:,甾体母核反应不饱和内酯环产生的反应2-去氧糖产生的反应,强心苷的理化性质,三、 强心苷类,甾体母核反应,强心苷的理化性质,1. Liebermann-burchard反应 2. Salkowski反应 3. 三氯化锑或五氯化锑反应,醋酐浓硫酸,氯仿浓硫酸,加热，显黄色、灰蓝色、灰紫色,甲型强心苷类：C17侧链上不饱和五元内酯环，在碱性溶液中，双键移位形成活性次甲基，从而能与某些试剂反应而显色。,不饱和内酯环产生的反应,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,不饱和内酯环产生的反应,乙型强心苷
26、在碱性溶液中不能产生活性次甲基，故无此类反应。,1. Legal反应（亚硝酰铁氰化钠）： 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，样品液呈深红色或蓝色, 并渐渐褪去。 2. Raymond反应（间二硝基苯）： 取样品约1mg，以少量的50%乙醇溶解后加入0.1ml 1%间二硝基苯乙醇溶液，摇匀后再加入0.2ml 20% NaOH溶液，呈紫红色或蓝色。,不饱和内酯环产生的反应,3. Kedde反应（3,5-二硝基苯甲酸） 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，产生红或深红色。 4. Baljet反应（碱性
27、苦味酸） 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15min后显色。,不饱和内酯环产生的反应,注 意,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,此类反应可在试管内进行, 可用来区分甲、乙型强心苷;可以作为薄层色谱或纸色谱的显色剂；由于这些反应生成的有色产物在可见光区通常具有最大吸收峰，因此也可用于定量 分析。,1. Keller-kiliani（三氯化铁-冰醋酸）反应 取样品1mg溶于5ml冰乙酸中，加一滴20%三氯化铁水溶液，倾斜试管，沿试管壁加入5ml浓硫酸，若有2-去氧糖存在，乙酸层渐呈蓝或蓝绿色。,三、 强心苷类,强心苷的理化性质,作用于2-去氧糖的反应
28、,此反应是2-去氧糖的特征反应，对游离的2-去氧糖或在反应条件下能水解出2-去氧糖的强心苷都可显色。但若不显色，不能说明无2-去氧糖。,K-毒毛旋花子苷,作用于2-去氧糖的反应,2. 呫吨氢醇（xanthydrol）反应: 取样品加入呫吨氢醇试剂(10mg占吨氢醇溶于100ml冰醋酸，加入1ml浓硫酸），置沸水浴中加热3min，呈红色。 3. 对-二甲氨基苯甲醛反应： 样品醇溶液滴于滤纸上，干后，喷对-二甲氨基苯甲醛试剂，90C加热，显灰红色斑点。,所有含有2-去氧糖的苷,过碘酸-对硝基苯胺反应：TLC和PC的显色反应。先喷过碘酸钠溶液，室温放置10min，再喷对硝基苯胺试液，立即在灰黄色背底
29、上出现深黄色斑点，紫外灯下为棕色背底上现黄色荧光斑点。,作用于2-去氧糖的反应,三、 强心苷类,强心苷的波谱特征,UV* 甲型：max 220nm (lg 4.34) 乙型：max 295-300nm (lg 3.93),三、 强心苷类,强心苷的波谱特征,IR* 不饱和内酯环的羰基在1800-1700cm-1有两个峰。 甲型:1756cm-1 ; 1783cm-1（强度随溶剂极性增加而减弱）。乙型:1718cm-1 ; 1740cm-1 （强度随溶剂极性增加而减弱）。,三、 强心苷类,1756,1783,1738,CS2,CHCl3,3-乙酰毛地黄毒苷元,三、 强心苷类,根据IR中不饱和C=O
30、峰位不同，区别甲、乙型强心苷。根据非正常峰因溶剂极性增强而吸收强度减弱甚至消失的现象，判断分子中不饱和内酯环的存在。（显色反应只有甲型阳性，无法判断乙型的存在）,总 结,三、 强心苷类,强心苷的波谱特征,MS 苷元 (EI-MS) 1. M+弱； 2. 羟基脱水、醛基脱CO、脱甲基、脱C17-内酯侧链； 3. 双键RDA裂解；,特征碎片 甲型：m/z 111, 124, 163, 164,MS 苷元 (EI-MS),乙型：m/z 109, 123, 135, 136,MS 苷元 (EI-MS),4. 特征碎片,三、 强心苷类,MS,苷 (FAB-MS或FD-MS) 1. 灵敏度高； 2. 分子
31、离子峰较强； 3. 样品用量少(10g)； 4. 适于苷的分子量及糖连接顺序的测定； 5. 可提供糖的种类信息； 6. 一般：苷-糖-H2O（基峰）。,强心苷的波谱特征,MS,洋地黄毒苷 MW 764,634 (M-131+H+),504 (634-131+H+),374 (504-131+H+),130,260,390,三、 强心苷类,1H-NMR 1. 18, 19-CH3 1.0 (s); 18-CH3 19-CH3,强心苷的波谱特征,A/B反式 19-CH3 0.767 18-CH3 0.992,H,A/B 顺式 19-CH3 0.900 18-CH3 0.992,1H-NMR 1.
32、18, 19-CH3 1.0 (s); 18-CH3 19-CH3,三、 强心苷类,强心苷的波谱特征,三、 强心苷类,强心苷的波谱特征,2. C10 -CHO 9.5 10.0 (s); 3. C3 -H 3.90 (m) ; 成苷后向低场位移； C16 -H (若无含氧基团取代) 2.0-2.5(m) ; C17 -H 2.80 (J=9.5Hz, m或dd),1H-NMR,五元内酯环 H - 21 4.50-5.00 (宽s或t或q) H - 22 5.60-6.00（宽s） 六元内酯环 H - 21 7.2 （s） H - 22 7.8 （d） H - 23 6.3 （d）,4. 内酯环
33、,5. 糖上的质子 端基氢： 5.0 左右-D-glc aa d, J=6-8 Hz -L-rha ae J=2Hz或s-D-2-去氧糖苷 aa, ae dd,三、 强心苷类,强心苷的波谱特征,1H-NMR,三、 强心苷类,强心苷的波谱特征,13C-NMR,1. 一般用比较的方法伯碳 仲碳 叔碳 季碳 醇碳 烯碳 羰基碳 12-24 20-41 35-57 27-43 65-91 119-172 177-210 通过比较，可确定糖的种类、数目及连接位置。,三、 强心苷类,强心苷的波谱特征,2. 可判断A/B环的构象 19-CH3 19-CH3 A/B 顺式 24 A/B 反式 12,提取分离,
34、三、 强心苷类,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。植物中含酶解强心苷的酶，可促使原生苷产生次生苷，且很多结构相似的苷共存，故分离较难。 因酸碱可使强心苷发生水解、脱水和异构化，故提取分离时应注意控制酸碱性。,三、 强心苷类,1原生苷的提取 -必须抑制酶的活性原料新鲜，采集后要低温快速干燥。选用甲醇、70%乙醇加热提取，提取效率高，且能破坏酶的活性。2次级苷的提取：先进行酶解（2540C）得次级苷。选用亲脂性的溶剂，如乙醚、氯仿、氯仿-甲醇混合溶剂等进行提取。,提 取,提取分离,三、 强心苷类,提取分离,纯化分离,1两相溶剂萃取法 2逆
35、流分配法 3色谱法,三、 强心苷类,提取分离,1两相溶剂萃取法,例：毛花毛地黄总苷中苷A、B、C的分离A B（C16-OH） C（C12-OH） CHCl3 1:225 1:550 1:2000 MeOH 1:20 1:20 1:20 H2O 均不溶用CHCl3MeOHH2O(5:1:5) 系统，溶剂量为总苷的1000倍，苷A和B分配到CHCl3层，苷C留在水层，即可达到分离效果。,2逆流分配法（CCD),黄花夹竹桃苷 A RCHO 极性大 水B RCH3 小 氯仿 750ml 流动相 CHCl3 : EtOH（2:1） 150ml 固定相 水,九次逆流分配，由氯仿层6-7管得苷B，水层2-5
36、管得苷A。,苷元和亲脂性苷：硅胶吸附色谱 洗脱剂：正己烷-乙酸乙酯、苯-丙酮、氯仿-甲醇、 乙酸乙酯-甲醇极性较大的苷：反相硅胶色谱（RP18） 洗脱剂：甲醇-水、乙腈-水另外：HPLC等,3. 色谱法,提取分离实例,提取分离实例,一、概述 二、 C21甾类化合物和海洋甾体化合物 三、强心苷类化合物 四、甾体皂苷类化合物,本 章 内 容,四、甾体皂苷类,定义 (Steroidal Saponins) 苷元为螺甾烷的甾体糖苷类化合物。,含氧螺杂环的螺原子（螺缩酮）,27个C,四、甾体皂苷类,分 布：薯蓣科、百合科、菝葜科、玄参科等 常用中药：知母、麦冬、七叶一枝花、黄山药等 应用及活性： 1）甾
37、体皂苷元-医药工业中生产黄体酮、性激素及皮质激素等的重要原料。 2）某些甾体皂苷-抗肿瘤、防止心血管疾病、降血糖及免疫调节活性。,四、甾体皂苷类,例如： 地奥心血康胶囊-黄山药总甾体皂苷（含有8种甾体皂苷，含量在90%以上，可以治疗冠心病、心绞痛，疗效显著。） 心脑舒通-蒺藜总皂苷（用于心脑血管病的防治，具有扩冠、改善冠脉循环的作用，对缓解心绞痛、改善心肌缺血有较好的疗效。）,1.分子具螺缩酮的结构 2. A/B顺、反;B/C,C/D反 3. C3有-OH取代 4. C10, C13具-CH3，17位侧链为构型5. C5、C6有时具双键；C12有时具羰基,四、甾体皂苷类,结构特点：,化学结构,
38、四、甾体皂苷类,分类：根据皂苷元C-25的构型 和 F环的环合状态,螺甾烷醇类(spirostanols) C25为S构型异螺甾烷醇类(isospirostanols) C25为R构型呋甾烷醇类 (furostanols) F环开裂变形螺甾烷醇类 (pseudo-spirostanols) F环为五元四氢呋喃环,螺甾烷,1 螺甾烷醇类（Spirostanols）:,四、甾体皂苷类,四、甾体皂苷类,2异螺甾烷醇类（isospirostanols),四、甾体皂苷类,spirostanes and isospirostanes,二者互为异构体, 常共存于植物体内, 25R型稳定,spirostane
39、s isospirostanes,四、甾体皂苷类,剑麻皂苷元 薯蓣皂苷元 *3-羟基-5-螺旋甾-12-酮 5-异螺旋甾烯-3-醇合成甾体激素和甾体避孕药的原料,3呋甾烷醇类（furostanols）,四、甾体皂苷类,furostanols,26位糖苷键易酶解，后环合,原菝葜皂苷：无抗菌活性 菝葜皂苷：抗菌,四、甾体皂苷类,furostanols,不具有皂苷的某些通性：无溶血作用不能和胆甾醇形成复合物无抗菌活性,四、甾体皂苷类,螺甾烷醇（异螺甾烷醇） 呋甾烷醇 A试剂（Anisaldehyde） （茴香醛试剂） 黄色 黄色 E试剂（Ehrlich） （盐酸对二甲氨基苯甲醛） 不显色 红色,区分
40、螺甾烷醇（异螺甾烷醇）和呋甾烷醇 *,四、甾体皂苷类,4变形螺甾烷醇类（pseudo-spirostanols）,四、甾体皂苷类,pseudo-spirostanols,少见，存在26位糖苷键水解后重排,aculeatigide A,nuatigenin,isonuatigenin,重排,命名：,（一）苷元标明取代基位置、构型、种类、5H-构型及母核的类型,异菝葜皂苷元,剑麻皂苷元,3-OH-5-异螺旋甾烷 5-异螺旋甾烷-3-醇,3-羟基-5-螺旋甾-12-酮,四、甾体皂苷类,四、甾体皂苷类,5-异螺旋甾烯-3-醇 3-OH-5-异螺旋甾烯 3-OH-异螺旋甾-5-烯,薯蓣皂苷元,2 ，3
41、-二羟基-螺旋甾-5，25（27）-二烯,（二）皂苷,3-OH-异螺旋甾-5-烯-3-O-葡萄糖苷,如果: 3-O- -D-pyroGlc- -L-pyroRha,6-1,3-OH-异螺旋甾-5-烯-3-O-L-吡喃鼠李糖基- (16)-D-吡喃葡萄糖苷,四、甾体皂苷类,理化性质,四、甾体皂苷类,1.性状 甾体皂苷元有较好晶形。皂苷多为无定形粉末，味苦而辛辣，对人体黏膜有强烈的刺激性；皂苷多具旋光性，且多为左旋。,2. 溶解性 甾体皂苷元能溶于亲脂性溶剂；不溶于水。 皂苷一般可溶于水，易溶于热水、稀醇，难溶于石油醚、苯、乙醚等亲脂性溶剂。含水的丁醇或戊醇对皂苷的溶解度较好, 是萃取皂苷常用的溶
42、剂。,四、甾体皂苷类,理化性质,四、甾体皂苷类,3. 表面活性及溶血作用 甾体皂苷多具有发泡性，其水溶液振荡后产生持久性泡沫。甾体皂苷具有溶血作用。 4. 和金属盐类沉淀甾体皂苷为中性皂苷,能与碱式醋酸铅或氢氧化钡等碱性盐类形成沉淀。,理化性质,四、甾体皂苷类,5. 颜色反应,无水条件强酸（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）现象：颜色变化或荧光。,原理：羟基脱水，生成双键结构，再经双键移位、双分子缩合生成共轭双烯系统，又在酸作用下形成阳碳离子盐。阴性：全饱合的、3位无羟基或羰基的化合物。,四、甾体皂苷类,5. 颜色反应,四、甾体皂苷类,（1）醋
43、酐浓硫酸反应 (Liebermann-Burchard 反应)样品溶于醋酐中，加浓硫酸醋酐（1:20） 三萜皂苷：黄红紫 甾体皂苷：黄红紫蓝绿（2）三氯醋酸反应（Rosenheim反应）甾体皂苷：三氯醋酸加热到60度就显红或紫色三萜皂苷：加热到100度显红或紫色,四、甾体皂苷类,6. 和甾醇沉淀甾体皂苷乙醇溶液+甾醇,分子复合物沉淀,乙醚回流,乙醚溶液 不溶物,胆甾醇,皂苷,四、甾体皂苷类,甾体皂苷的波谱特征(一) UV 应用：推测双键的类型饱 和 甾 体: 无吸收孤 立 双 键: 205 225 nm羰 基: 285 nm 弱吸收, -不饱和羰基: 240 nm共 轭 二 烯: 235 nm
44、,四、甾体皂苷类,(二) IR 应用：主要判断官能团、甾体皂苷骨架及构型1、判断官能团 （OH，C=O，等）OH 伸缩频率 3625 cm-1,C=O 1705 1715 cm -1 12位羰基为, -不饱和羰基时: 1600 1605 cm -1 (C=C)1673 1679 cm -1 (C=O),四、甾体皂苷类,2. 判断甾体皂苷的C25构型 *螺缩酮 980cm -1 (A); 920cm -1 (B); 900cm -1 (C); 860cm -1 (D); A带最强.,25S: 强度 B带 C带 3-4倍25R: B带 C带 2倍 二者共存: B和C带强度相近,A,B,C,D,四、
45、甾体皂苷类,3. 3-OH甾体衍生物A/B环的构型,3-OH甾体衍生物的红外光谱（弯曲频率）特征,当3-OH构型已知时，可根据 红外特征峰来推测A/B的构型,四、甾体皂苷类,有中等强度的分子离子峰，质核比范围在400450（甾体皂苷苷元）在低质区有一个强的基峰: m/z 139，中强峰: m/z 115，弱峰: m/z 126若C25或C27有OH取代，这三峰m/z各加16若C25、C27为双键连接，这三峰m/z各减2,甾体皂苷元的MS特征,m/z 139基峰,基峰: m/z 139 中强峰: m/z 115 弱峰 : m/z 126,C22O醚的 裂解,裂解,H转移,13 / 17断裂,m/
46、z 126,基峰: m/z 139 中强峰: m/z 115 弱峰 : m/z 126,或,C22O醚的 裂解,甲基转移,20 / 17 开裂,裂解,基峰: m/z 139 中强峰: m/z 115 弱峰 : m/z 126,m/z 115,麦氏重排,C22C20醚的 裂解,3) 碎片离子可继续脱 H2O 或脱 CO 4）在中质区，有几组来自甾核或甾核加E环的离子吸收峰，强度较强： m/z 386, 357, 347, 344, 302, 287, 273, 122,四、甾体皂苷类,甾体皂苷元的MS特征,m/z 386 m/z 357 m/z 347,应用：根据MS特征峰可以判断是否为甾体皂苷 元，以及取代基的种类、数目和位置,四、甾体皂苷类,(四) 1H NMR 信息: 1、化学位移值-H的类型 2、偶合常数 -H的自旋系统 3、积分面积-H的数目,四、甾体皂苷类,1. 甾体皂苷元的化学位移值 高场区： 4个CH3信号18、 19-CH3 s 18-CH3 较高场21、27-CH3 d J=6.5， 27-CH3 较高场,四、甾体皂苷类,皂苷元的波谱特征,
