項目九強(qiáng)心苷化合物

中藥化學(xué)技術(shù)項目九強(qiáng)心苷類化合物項目八強(qiáng)心苷類化合物任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識任務(wù)二毛花洋地黃的提取分離技術(shù)任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識定義：強(qiáng)心苷類(cardiacglycosides)是指生物界中存在的一類對心臟有顯著生理活性的甾體苷類，可用于治療充血性心力衰竭及節(jié)律障礙等心臟疾病。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識

目前臨床應(yīng)用的有二、三十種，用于治療充血性心力衰竭及節(jié)律障礙等心臟疾病，如西地蘭、地高辛、毛地黃毒苷等。

但強(qiáng)心苷類能興奮延髓催吐化學(xué)感受區(qū)而引起惡心、嘔吐等胃腸道反應(yīng)；且有劇毒，若超過安全劑量時，可使心臟中毒而停止跳動。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識

1785年，國外使用洋地黃葉治療水腫，到現(xiàn)在已從十幾個科一百多種植物中發(fā)現(xiàn)強(qiáng)心苷類，主要有夾竹桃科、玄參科、蘿摩科、衛(wèi)矛科、百合科、大戟科等等。尤其在玄參科和夾竹桃科植物中最多。

較重要的植物有黃花夾竹桃、紫花洋地黃、毛花洋地黃、杠柳、鈴藍(lán)、海蔥、福壽草、羊角拗等。

動物中尚未發(fā)現(xiàn)有強(qiáng)心苷類成分，蟾蜍中所含的蟾毒也對心肌有興奮作用，具強(qiáng)心作用，但其非苷類，而屬甾類。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（一）結(jié)構(gòu)與分類強(qiáng)心苷是由強(qiáng)心苷元與糖二部分構(gòu)成。強(qiáng)心苷是甾體衍生物，根據(jù)苷元所連不飽和內(nèi)酯環(huán)不同，分為甲型強(qiáng)心苷和乙型強(qiáng)心苷；強(qiáng)心苷所連接的糖大多是去氧糖，根據(jù)苷元及與糖連接方式不同，又可分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型強(qiáng)心苷。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（一）結(jié)構(gòu)與分類1.苷元部分---甾體母核強(qiáng)心苷元是由甾體母核與C17取代的不飽和內(nèi)酯環(huán)組成任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（一）結(jié)構(gòu)與分類1.苷元部分---甾體母核苷元母核A,B,C,D四個環(huán)的稠合構(gòu)象對強(qiáng)心苷的理化及生理活性有一定影響。天然界存在的強(qiáng)心苷元B/C環(huán)是反式，C/D環(huán)是順式，A/B環(huán)大多數(shù)為順式----洋地黃毒苷元(digitoxigenin)，少數(shù)為反式----烏沙苷元(uzarigenin).任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（一）結(jié)構(gòu)與分類1.苷元部分---取代基苷元母核上的C3,C14位上都有羥基：

C3位-OH多為β-型---洋地黃毒苷元，少數(shù)為α-型(命名時冠以“表”字)——3-表洋地黃毒苷元(3-epidigitoxigenin)。C14位-OH都是β-型(C/D環(huán)順式)。C10，C13，C17位有側(cè)鏈，C10，C13多為β-CH3。C11,C12和C19位可能連羰基；C4,5、C5,6、C9,11、C16,17可能有雙鍵。C17位側(cè)鏈為不飽和內(nèi)酯環(huán)。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（一）結(jié)構(gòu)與分類1.苷元部分---根據(jù)C17側(cè)鏈不飽和內(nèi)酯環(huán)：甲型：C17位側(cè)鏈為五元環(huán)的△-內(nèi)酯乙型：C17位側(cè)鏈為六元環(huán)的△-

-內(nèi)酯這兩類大都是β-構(gòu)型，個別為α-構(gòu)型，α-型無強(qiáng)心作用。

任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（一）結(jié)構(gòu)與分類1.苷元部分---根據(jù)C17為五元環(huán)的△-內(nèi)酯：

任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（一）結(jié)構(gòu)與分類1.苷元部分---根據(jù)C17為六元環(huán)的△-內(nèi)酯：

任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（一）結(jié)構(gòu)與分類2.糖的部分----構(gòu)成強(qiáng)心苷的糖有20多種，根據(jù)C2位上有無-OH分為：α-OH（2-OH）糖α-去氧糖（2-去氧糖）兩類。后者主要見于強(qiáng)心苷。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（一）結(jié)構(gòu)與分類3.糖與苷元的連接方式----根據(jù)糖與苷元的連接方式不同，可分成以下三種類型：Ⅰ型:苷元-(2,6-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）YX=1-3;Y=1-2一般初生苷其末端多為葡萄糖。天然存在的強(qiáng)心苷多數(shù)屬于Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅲ型較少。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識(二)構(gòu)效關(guān)系：即化學(xué)結(jié)構(gòu)與生物活性之間的關(guān)系。

1.甾體母核與強(qiáng)心作用的關(guān)系：強(qiáng)心作用與甾體母核的立體結(jié)構(gòu)、不飽和內(nèi)酯環(huán)和取代基的種類、構(gòu)型有關(guān)。（1）環(huán)的稠合方式（2）取代基（3）不飽和內(nèi)酯環(huán)

任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識(二)構(gòu)效關(guān)系：1.甾體母核與強(qiáng)心作用的關(guān)系：（1）環(huán)的稠合方式：A/B環(huán)為順式稠合的甲型強(qiáng)心苷元，C3羥基為β-構(gòu)型有強(qiáng)心活性，否則無活性；A/B環(huán)為反式稠合的甲型強(qiáng)心苷元，無論C3羥基是β-還是α-構(gòu)型對強(qiáng)心活性無明顯影響。C/D環(huán)為順式稠合，即C14羥基或氫為β-構(gòu)型時有強(qiáng)心活性；C/D環(huán)為反式稠和，即C14羥基或氫為α構(gòu)型，或C14羥基與鄰位氫原子脫水形成脫水苷元，強(qiáng)心作用消失。

任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識(二)構(gòu)效關(guān)系：1.甾體母核與強(qiáng)心作用的關(guān)系：（2）取代基：甾體母核中的取代基對強(qiáng)心活性也有影響。當(dāng)C10位的角甲基被醛基或羥基取代時，強(qiáng)心作用增強(qiáng)。當(dāng)C10位的角甲基被羧基取代或無角甲基時，強(qiáng)心作用明顯減弱。如果在甾體母核上引入5β、11α、12β-羥基時，強(qiáng)心作用增強(qiáng)。引入1β、6β、16β-羥基時，活性降低；引入雙鍵Δ4（5），活性增強(qiáng)；引入雙鍵Δ16，則活性降低或消失。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識(二)構(gòu)效關(guān)系：1.甾體母核與強(qiáng)心作用的關(guān)系：（3）不飽和內(nèi)酯環(huán)：C17側(cè)連上的不飽和內(nèi)酯環(huán)為β-構(gòu)型時，具有活性。為α構(gòu)型時，活性減弱；若內(nèi)酯環(huán)的不飽和鍵被飽和，活性大大減弱，毒性亦減弱；若不飽和內(nèi)酯環(huán)水解開環(huán)，活性降低或消失。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識(二)構(gòu)效關(guān)系：2.糖部分與強(qiáng)心活性的關(guān)系：

糖的種類、數(shù)目可影響強(qiáng)心苷在水/油中的分配系數(shù)，影響對心肌細(xì)胞上類脂質(zhì)的親和力，從而影響強(qiáng)心活性和毒性。甲型強(qiáng)心苷元及其苷的毒性規(guī)律一般為：

苷元<單糖苷>二糖苷>三糖苷單糖苷的毒性次序為：

葡萄糖苷>甲氧基糖苷>6-去氧糖苷>2,6-去氧糖苷任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識(二)構(gòu)效關(guān)系：2.糖部分與強(qiáng)心活性的關(guān)系：

乙型強(qiáng)心苷元及其苷的毒性規(guī)律一般為：苷元>單糖苷>二糖苷乙型強(qiáng)心苷元的毒性>相應(yīng)的甲型強(qiáng)心苷元任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

1.性狀2.溶解性3.水解性4.顯色反應(yīng)5.色譜檢識任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

1.性狀:強(qiáng)心苷類化合物多為無色晶體或無定形粉末，具有旋光性，對粘膜有刺激性。

C17側(cè)連為β-構(gòu)型者味苦，為α-構(gòu)型無苦味。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

2.溶解性：強(qiáng)心苷一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等極性較大的溶劑，微溶于醋酸乙酯、含醇氯仿，難溶于乙醚、苯、石油醚等極性小的溶劑。強(qiáng)心苷的溶解性與糖分子數(shù)目、種類，苷元中取代基的種類、數(shù)目及位置有關(guān)。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

3.水解性

強(qiáng)心苷分子中苷鍵可被酸、酶水解生成次生苷或苷元，分子中的內(nèi)酯環(huán)和其它酯鍵可被堿水解。(1)酸水解1)溫和酸水解法2)強(qiáng)烈酸水解法（2）酶催化水解（3）堿水解法任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

3.水解性(1)酸水解1)溫和酸水解法用稀酸（0.02-0.05mol/L)的鹽酸或硫酸在含水醇中經(jīng)短時間（半小時至數(shù)小時）加熱回流，可使Ⅰ型強(qiáng)心苷水解成苷元和糖。主要水解苷元和α-去氧糖之間的苷鍵或α-去氧糖與α-去氧糖之間的糖苷鍵。而α-去氧糖與葡萄糖之間的糖苷鍵不易斷裂。對苷元影響較小，不會引起脫水反應(yīng)。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

3.水解性(1)酸水解1)溫和酸水解法----紫花洋地黃苷A的溫和酸水解產(chǎn)物任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

3.水解性(1)酸水解1)強(qiáng)烈酸水解法-----用較濃酸（3%--5%）長時間加熱回流或同時加壓，可水解Ⅱ型和Ⅲ型強(qiáng)心苷，得到定量的葡萄糖。

可水解α-羥基糖。因為α位的羥基阻礙了苷原子的質(zhì)子化，使水解較困難。

但此法常引起苷元失去1分子或數(shù)分子水,形成脫水苷元。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

3.水解性(1)酸水解1)強(qiáng)烈酸水解法---紫花洋地黃苷A在此條件下生成縮水苷元任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)（2）酶催化水解：酶水解具有反應(yīng)溫和、專一性強(qiáng)的特點含強(qiáng)心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，在適宜條件下，能水解糖鏈末端的葡萄糖。但無水解α-去氧糖的酶，所以能水解除去分子中的葡萄糖而保留α-去氧糖。

蝸牛酶（一種混合酶，蝸牛腸管消化液經(jīng)處理而得）幾乎能水解所有的苷鍵，能將強(qiáng)心苷分子的糖逐步水解，直至獲得苷元，常用來研究強(qiáng)心苷的結(jié)構(gòu)。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

（2）酶催化水解：----毛花洋地黃苷丙酶水解生成次生苷（地高辛）任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)（2）酶催化水解：---水解具有專屬性，不同的酶水解不同的苷鍵。如毒毛花苷K經(jīng)β-D-葡萄糖酶水解產(chǎn)物是K-毒毛花次苷和β-D-葡萄糖,經(jīng)毒毛花雙糖酶水解,產(chǎn)物是加拿大麻苷和D-葡萄糖。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

（3）堿水解法:強(qiáng)心苷分子中的內(nèi)酯鍵、酰基在不同的堿性條件下可以發(fā)生水解或裂解、雙鍵轉(zhuǎn)位及苷元異構(gòu)化等反應(yīng)。1)?；乃?)內(nèi)酯環(huán)的水解任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

（3）堿水解法:1)?；乃庠趶?qiáng)心苷的苷元或糖基上常有?；嬖?，一般可用堿試劑處理使酯鍵水解脫去酰基。NaHCO3,KHCO3-----使α-去氧糖上的?；猓?羥基糖及苷元上的?；嗖槐凰?；

Ca(OH)2,Ba(OH)2----使α-去氧糖、α-羥基糖及苷元上的?；?；

NaOH堿性太強(qiáng)，不但使所有?；?，還使內(nèi)酯環(huán)開裂，故很少使用。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

（3）堿水解法:

2)內(nèi)酯環(huán)的水解:NaOH或KOH的水溶液使內(nèi)酯環(huán)開裂，酸化后又閉環(huán)。但在強(qiáng)心苷的醇溶液中加NaOH或KOH內(nèi)酯環(huán)開裂，酸化后不能閉環(huán)。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

4.顯色反應(yīng):根據(jù)反應(yīng)發(fā)生在分子的不同部位可以分為（1）作用于甾體母核的反應(yīng)（2）五元不飽和內(nèi)酯環(huán)的顯色反應(yīng)（3）作用于α-去氧糖的反應(yīng)任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

4.顯色反應(yīng):（1）作用于甾體母核的反應(yīng)---與皂苷中同類顯色試劑顯色原理與方法基本相同1）醋酐-濃硫酸反應(yīng)（Liebermann-Burchard反應(yīng)）：2）三氯化銻反應(yīng)(Kahlenberg反應(yīng))3）氯仿-濃硫酸反應(yīng)（Salkowski反應(yīng)）4）冰醋酸-乙酰氯反應(yīng)（Tschugaeff反應(yīng))5)三氯醋酸-氯胺T反應(yīng)(chloraminesT反應(yīng))任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

4.顯色反應(yīng):（1）作用于甾體母核的反應(yīng)---1）醋酐-濃硫酸反應(yīng)（Liebermann-Burchard反應(yīng)）：-----反應(yīng)液呈黃→紅→藍(lán)→紫→綠等變化，最后褪色2）三氯化銻反應(yīng)(Kahlenberg反應(yīng))-----在可見光或紫外光下可觀察到不同顏色的斑點,各種強(qiáng)心苷顯不同的顏色，反應(yīng)靈敏度很高任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

4.顯色反應(yīng):（1）作用于甾體母核的反應(yīng)3）氯仿-濃硫酸反應(yīng)（Salkowski反應(yīng)）----氯仿層呈血紅色或青色，硫酸層有綠色熒光。4）冰醋酸-乙酰氯反應(yīng)（Tschugaeff反應(yīng))----反應(yīng)液呈紫→紅→藍(lán)→綠等變化，B環(huán)有不飽和雙鍵的作用更快任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

4.顯色反應(yīng):（1）作用于甾體母核的反應(yīng)5)三氯醋酸-氯胺T反應(yīng)(chloraminesT反應(yīng))----洋地黃毒苷元衍生的苷類顯黃色熒光；羥基洋地黃毒苷元衍生的苷類顯亮藍(lán)色熒光；異羥基洋地黃毒苷元衍生的苷類顯灰藍(lán)色熒光。該反應(yīng)可初步區(qū)別洋地黃類的苷元。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

4.顯色反應(yīng)（2）五元不飽和內(nèi)酯環(huán)的顯色反應(yīng)甲型強(qiáng)心苷在堿性醇溶液中，發(fā)生雙鍵轉(zhuǎn)移，生成活性亞甲基，故可與活性亞甲基試劑作用而顯色。

乙型強(qiáng)心苷無此類反應(yīng)。

任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

4.顯色反應(yīng)（2）五元不飽和內(nèi)酯環(huán)的顯色反應(yīng)1）間二硝基苯試劑反應(yīng)（Raymond反應(yīng)）---反應(yīng)液呈紫紅色。此法可用于薄層色譜和紙色譜顯色，噴霧后顯紫紅色，5~10分鐘褪色。2）3,5-二硝基苯甲酸試劑反應(yīng)（Kedde反應(yīng)）---反應(yīng)液產(chǎn)生紅色或紫紅色。試劑可作為強(qiáng)心苷紙色譜和薄層色譜的顯色試劑，噴霧后顯紫紅色，幾分鐘后褪色任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

4.顯色反應(yīng)（2）五元不飽和內(nèi)酯環(huán)的顯色反應(yīng)3）堿性苦味酸試劑反應(yīng)（Baljet反應(yīng)）---反應(yīng)液呈現(xiàn)橙色或橙紅色，反應(yīng)有時需要15分鐘以后才能顯色。此縮合物在485nm波長處有吸收峰，《中國藥典》以此法測定強(qiáng)心苷類藥物含量。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

4.顯色反應(yīng):

（3）作用于α-去氧糖的反應(yīng)---由于只有Ⅰ型強(qiáng)心苷連有α-去氧糖，故下列反應(yīng)用于Ⅰ型強(qiáng)心苷的檢識1）Keller-Kiliani(K-K)反應(yīng)（三氯化鐵-冰醋酸反應(yīng)）2）過碘酸-對硝基苯胺反應(yīng)3）對-二甲氨基苯甲醛反應(yīng)4）呫噸氫醇反應(yīng)（xanthydrol反應(yīng)）任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

4.顯色反應(yīng):

（3）作用于α-去氧糖的反應(yīng)1）Keller-Kiliani(K-K)反應(yīng)（三氯化鐵-冰醋酸反應(yīng)）此反應(yīng)是α-去氧糖(2-去氧糖）的特征反應(yīng)，對游離的α-去氧糖或在反應(yīng)條件下能水解出α-去氧糖的強(qiáng)心苷都可顯色。若有α-去氧糖存在，乙酸層漸呈藍(lán)或藍(lán)綠色。但若不顯色，不能說明無2-去氧糖。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)

4.顯色反應(yīng):

（3）作用于α-去氧糖的反應(yīng)3)對-二甲氨基苯甲醛反應(yīng)---樣品反應(yīng)后呈灰紅色斑點。4）呫噸氫醇反應(yīng)（xanthydrol反應(yīng)）---取樣品加入占噸氫醇試劑，置沸水浴中3min，如含2-去氧糖顯紅色。

任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（三）理化性質(zhì)5.色譜檢識:常用色譜檢識方法有紙色譜、薄層色譜等顯色劑：1）適用于甲型強(qiáng)心苷的顯色劑：1%苦味酸水溶液與10%氫氧化鈉水溶液（95∶5）混合，噴后于100℃烘數(shù)分鐘，顯呈橙紅色；2%3,5-二硝基苯甲酸乙醇溶液與2mol/L氫氧化鉀溶液等體積混合，噴后顯紅色，數(shù)分鐘后漸褪色。2）適用于各類強(qiáng)心苷的顯色劑：2%三氯化銻的氯仿溶液，噴后于100℃烘數(shù)分鐘，各種強(qiáng)心苷及苷元顯不同顏色；25%三氯醋酸乙醇溶液與3%氯胺T(4∶1)混合，噴后于100℃加熱數(shù)分鐘，在紫外燈下顯藍(lán)（紫）、黃（褐）色熒光：任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（四）提取與分離方法強(qiáng)心苷含量很低，多與糖類、皂苷、色素、鞣質(zhì)等共存，這些成分的存在可影響強(qiáng)心苷在溶劑中的溶解度。同時，強(qiáng)心苷的原生苷和次生苷共存，且很多結(jié)構(gòu)相似的苷同存，故提取分離較難。因酸堿可使強(qiáng)心苷發(fā)生水解、脫水和異構(gòu)化，故提取分離時應(yīng)注意控制酸堿性。任務(wù)一強(qiáng)心苷的基礎(chǔ)知識（四）提取與分離方法注