天然藥化主題醫(yī)學知識

動植物甾醇（也稱固醇）膽酸維生素D動物激素腎上腺皮質激素植物強心苷甾體皂苷引言

一、種類又名類固醇化合物（steroids）1936年給這類化合物提出一個總稱“甾體化合物”總體特點:種類多活性多樣、顯著結構具有共性黃精掃除白發(fā)黃精在，君看他年冰雪容。

----杜甫

二、重要植物知母抗癌降血糖抗病原微生物心血管活性抗癡呆雌激素樣作用三、生物活性強心作用四、上市藥品§8－1概述

甾體結構特點及分類作用于甾體母核的顯色反應一、甾體基本母核環(huán)戊烷駢多氫菲由A、B、C、D四個環(huán)稠合而成C3-OH，常和糖結合成苷C10、C13有角甲基取代C17連有側鏈，結構多樣二、立體化學C10、C13、C17多為β構型（位于環(huán)平面的上方）A/B環(huán)有順式(5-βH)或反式(5-αH)稠和B/C環(huán)是反式稠和（8-βH/9-αH)C/D環(huán)有反式稠和(14-αH)或順式(14-βH)三、分類1、C21甾類2、強心苷類3、甾體皂苷類分類C17

側鏈A/BB/CC/DC21

甾類羰甲基衍生物反反順強心苷類不飽和內(nèi)酯環(huán)順、反反反甾體皂苷類含氧螺雜環(huán)順、反反反植物甾醇脂肪烴順、反反反昆蟲變態(tài)激素脂肪烴順反反膽酸類戊酸順反反甾體母核結構特點

環(huán)戊烷駢多氫菲＋四環(huán)、二角、一側鏈四環(huán)稠和方式--因種類不同而異C3－OH

C17－側鏈:羰甲基衍生物——C21甾體類不飽和內(nèi)酯——強心苷含氧螺環(huán)——甾體皂苷戊酸——膽酸類脂肪烴衍生物——植物甾醇、昆蟲變態(tài)激素共性差異甾類成分在無水條件下，用酸處理，能產(chǎn)生各種顏色反應，用這些反應來初步鑒別該類成分或供比色分析。四、作用于甾體母核的顯色反應1.L-B反應樣品溶于冰醋酸，加濃硫酸-醋酐(1:20)產(chǎn)生顏色變化2、氯仿－濃硫酸反應

樣品溶于氯仿，沿管壁滴加濃硫酸氯仿層顯血紅色或青色，硫酸層顯綠色熒光樣品25%三氯醋酸乙醇液紅色-紫色3、Rosenheim反應4、三氯化銻或五氯化銻反應將樣品醇溶液點于濾紙上，噴以20%三氯化銻（或五氯化銻）氯仿溶液（不應含乙醇和水）干燥后，60-70℃加熱，顯黃色、灰藍色、灰紫色斑點?！?-2C21甾體化合物

C21甾是一類含有21個碳原子的甾體衍生物;由植物中分離出的C21甾類都是以孕甾烷（或其異構體)為基本骨架;是目前廣泛應用于臨床的一類重要藥物，具有抗炎、抗腫瘤、抗生育等方面生物活性。（一）定義1718192021（二）存在形式

C21甾類在植物體中除游離存在外，可與糖結合成苷——C21甾苷類。其苷類糖鏈多和C21甾的C3-OH相連，少數(shù)連于C20-OH上。其苷類分子中除2-OH糖外，還有2-去氧糖。

1．C21甾苷類大都與皂苷、強心苷共存于中藥中。如洋地黃葉和種子中，含有強心苷、皂苷及C21甾苷。洋地黃：玄參科，毛地黃屬，別名毛地黃或紫花毛地黃。原產(chǎn)歐洲西部，我國各地也有栽培。

杠柳的根皮及樹皮稱北五加皮，其中含多種甾苷，除強心苷--杠柳苷外，還含C21甾苷。2．有些植物，不含強心苷，而含C21甾苷，多存在于蘿摩科。如從牛皮消中得到的牛皮消苷元、本波苷元、林里奧酮等均屬C21甾苷。牛皮消，其塊根為何首烏或白何首烏生于山坡林下、路邊，或有栽培。主產(chǎn)江蘇。§8－3強心苷一、定義強心苷（cardiacglycosides）是存在于植物中具有強心作用的甾體苷類化合物，由強心苷元和糖縮合而成。1875年，W.Withering詳細闡述洋地黃的功效

洋地黃：

別名毛地黃、紫花毛地黃。玄參科。新興草藥。葉含20多種強心苷。

上市藥品：

地高辛

西地蘭綠毒毛旋花：夾竹桃科。種子含毒毛旋花子苷-速效強心苷，針對洋地黃無效者。其他較重要的植物有黃花夾竹桃、鈴蘭、海蔥、福壽草、羊角拗、萬年青等。動物中尚未發(fā)現(xiàn)有強心苷類成分，蟾蜍中所含的蟾毒對心肌有興奮作用，具強心作用，為蟾毒配基非苷類。副作用大，引起惡心、嘔吐等胃腸道反應。安全范圍窄，若超過安全劑量時，可使心臟中毒而停止跳動。注意二、結構與分類（一）苷元部分（二）糖部分（三）糖與苷元連接方式（一）苷元部分

稠和方式：A/B多為順式；B/C環(huán)均為反式；C/D環(huán)多為順式。C10、C13、C17的取代基均為β-構型C10為甲基或醛基、羥甲基、羧基等含氧基團；C13為甲基取代；C17為不飽和內(nèi)酯環(huán)取代。C3、C14位有羥基取代，多數(shù)是β-構型強心苷中的糖均是與C3羥基縮合形成苷雙鍵常在C4、C5位分類C17側鏈為五元不飽和內(nèi)酯環(huán)，稱甲型強心苷元。在已知的強心苷元中，大多數(shù)屬于此類。

C17側鏈為六元不飽和內(nèi)酯環(huán)，稱乙型強心苷元。自然界中僅少數(shù)苷元屬此類。甲型強心苷元乙型強心苷元

181917（二）糖部分的結構

構成強心苷的單糖有20多種。常見的有6-去氧糖和2，6-二去氧糖兩類。2，6-二去氧糖常見于強心苷類，是區(qū)別于其它苷類成分的一個重要特征。D-洋地黃糖D-洋地黃毒糖（三）苷元與糖的連接方式強心苷大多是低聚糖苷，少數(shù)是單糖苷或雙糖苷。通常按糖的種類以及和苷元的連接方式，可分為以下三種類型：

I型：苷元-（2，6-二去氧糖）x－（D-葡萄糖）y

II型：苷元-（6-去氧糖）x－（D-葡萄糖）yIII型：苷元-（D-葡萄糖）y

紫花洋地黃苷AR=β-D葡萄糖ⅢⅠⅡ黃夾苷甲綠海蔥苷三、強心苷的理化性質（一）性狀：強心苷多為無色結晶或無定形粉末；中性物質；有旋光性；C17側鏈為-構型的味苦；對粘膜有刺激性。（二）溶解性苷元親脂性較強；成苷后極性增大；強心苷的極性與分子中羥基的數(shù)目有關：羥基數(shù)目越多，親水性越強。

洋地黃毒苷舉例1在水溶液中溶解度很小(1:100000000)，溶于氯仿（1:40）。水溶性很大（1:75），難溶于氯仿。烏本苷舉例2L-鼠李糖（三）水解反應分化學方法和生物方法兩大類：化學方法主要有酸水解、堿水解和乙酰解；生物方法主要有酶水解。①酸水解A.

溫和酸水解：

用?。?.02-0.05mol/L)的鹽酸或硫酸在含水醇中經(jīng)短時間加熱回流，可使Ⅰ型強心苷水解成苷元和糖，但Ⅱ型、Ⅲ型難以水解。（促使水解難以發(fā)生）互變2H+22B.

強烈酸水解

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型強心苷。但得不到原生苷元。

三脫水羥基毛地黃毒苷元羥基毛地黃毒苷3-5%HCl鈴蘭毒苷1%HCl(丙酮,室溫/2weeks)丙酮化物C.鹽酸丙酮法丙酮化物毒毛旋花子苷元稀酸水解氯代-L-鼠李糖丙酮化合物②酶水解法

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，能將強心苷分子的糖逐步水解，直至獲得苷元，常用來研究強心苷的結構。

(四)顯色反應作用于甾體母核作用于五元不飽和內(nèi)酯環(huán)的反應作用于2-去氧糖

樣品溶于冰醋酸，加濃硫酸-醋酐(1:20)產(chǎn)生顏色變化1.Liebermann-Burchard反應作用于甾體母核2、Salkowski反應：將樣品溶于氯仿，加入硫酸，氯仿層顯血紅色，硫酸層顯綠色熒光。3、三氯化銻或五氯化銻：紙片反應，樣品斑點顯黃、灰藍、灰紫等顏色。作用于甾體母核

甲型強心苷在堿性醇溶液中，發(fā)生雙鍵轉移，生成活性亞甲基，故可與活性亞甲基試劑作用而顯色。乙型強心苷無此類反應。22作用于五元不飽和內(nèi)酯環(huán)的反應Baljet反應Kedde反應Raymond亞硝酰鐵氰化鈉苦味酸3,5-二硝基苯甲酸間二硝基苯深紅或藍橙色或橙紅深紅或紅紫色或藍

470490590620

反應名稱試劑顏色λmaxLegal反應作用于五元不飽和內(nèi)酯環(huán)的反應※

過程：強心苷冰醋酸+Fe3+濃硫酸※

現(xiàn)象：醋酸層藍綠色兩液間：毛地黃毒苷綠色羥基毛地黃毒苷洋紅色異羥基毛地黃毒苷黃棕色※

要求：存在2-去氧糖或能水解出2-去氧糖1、Keller-Kiliani反應作用于2-去氧糖2、呫噸氫醇反應顯紅色；此反應極為靈敏，分子中的2-去氧糖可定量地發(fā)生反應，故還可用于定量分析。

3、對-二甲氨基苯甲醛反應

2-去氧糖顯灰紅色斑點。

4、過碘酸－對硝基苯胺反應樣品反應后呈深黃色斑點，紫外燈下現(xiàn)黃色熒光。

呫噸氫醇作用于2-去氧糖2-去氧糖過碘酸(黃色)五、強心苷的提取分離

強心苷含量很低，多與糖類、皂苷、色素、鞣質等共存，這些成分的存在可影響強心苷在溶劑中的溶解度。同時，強心苷的原生苷和次生苷共存，且很多結構相似的苷同存，故提取較難。因酸堿可使強心苷發(fā)生水解、脫水和異構化，故提取分離時應注意控制酸堿性。一、提取原生苷:抑制酶的活性(冷凍干燥、快速提取、快速干燥)MeOH、70%EtOH提取。次生苷:利用酶的活性,EtOH、EtOAc提取。二、純化

1.用乙醚、氯仿脫脂；

2.用鉛鹽法除去水溶性雜質；

3.吸附法三、分離常用方法：重結晶、逆流分配法、層析法六、強心苷的波譜特征UV：強心苷類由于具有五元或六元不飽和內(nèi)酯環(huán)，其紫外吸收光譜的特征較顯著：

甲型強心苷元在：217-220nm；乙型強心苷元在：295-300nm。IR：

不飽和內(nèi)酯環(huán)的羰基峰:1800-1700cm-1兩個峰。甲型:1756cm-1;

1783cm-1（強度隨溶劑增加而減弱）。乙型:1718cm-1;

1740cm-1MS

甲型：m/z111,124,163,164

乙型：m/z109,123,135,136

若分子量>500，應用FAB-MS或FD-MS可將糖-分子-分子打斷，靈敏度高；分子離子峰較強提供糖鏈連接順序和糖的種類信息；樣品用量少。1H-NMR

1.18,19

-CH3

1.0;18-CH3>19-CH3

2.

C10-CHO10-9.5（s）;C10-CH2OH?；?.5-5.0(J=12Hz,2H,ABq);3.C3-H3.90(m)成苷后向低場位移；

C16-2H(若無含氧基團取代)2.0-2.5(m);C17-H2.80(J=9.5Hz,m或dd)4.內(nèi)酯環(huán)五元內(nèi)酯環(huán)

C21-H4.50-5.00(J=18Hz,寬s或ABq)C22-H5.60-6.0（寬s）

六元內(nèi)酯環(huán)

C21-H7.2（s）

C22-H7.8（d）

C23-H6.3（d）5.糖分子上的質子端基氫：-D-glcaaJ=6-8Hz

-L-rhaaeJ=2Hz13C-NMR

1.一般用比較的方法伯碳仲碳叔碳季碳醇碳烯碳羰基碳

12-2420-4135-5727-4365-91119-172177-210

2.可判斷A/B環(huán)的構象

10-CH3A，B環(huán)上的碳

5-甾體20較5-甾體高場2-85-甾體12六、強心苷的生理活性

強心苷為心臟興奮劑，主要作用是延長傳導時間，興奮心肌。其強心作用主要取決于苷元部分，但糖部分可增加強心苷對心肌的親和力，故對強心苷的生理活性也有影響。（一）苷元結構與強心作用的關系1.強心苷元甾體母核必須具有一定的構象、C17位連接有不飽和內(nèi)酯環(huán)且必須是-構型，若異構化為-型或開環(huán)或不飽和內(nèi)酯環(huán)被氫化或雙鍵位移，均無毒性或毒性顯著降低。2.C14位上-OH只有是-構型的才有效

C14-OH如與鄰近的碳原子上的H脫水形成雙鍵或與C8脫氫成氧橋，均使強心作用減低或消失。C14-OH可能是保持氧的功能和C/D環(huán)為順式構象的重要因素。3.A/B環(huán)順式的甲型強心苷元，C3-OH必須是-構型，-型無活性。4.C10-CH3氧化成羥甲基或醛基或羧酸后，可影響強心作用的強度或毒性，但不是決定因素。

5.引入5、11、12-OH有增強活性作用，而引入1、6、16-OH有降低活性作用。6.在母核上引入雙鍵，對強心作用的影響不一致，引入4（5）能增強活性，而引入

16（17）則活性消失或顯著下降。7.無論在苷元或糖基上增加乙?；加性鰪娀钚缘淖饔?。SectionFourSteroidalSaponins

一、概述1.定義

具有螺甾烷類化合物結構母核的一類皂苷。2.分布主要分布薯蕷科、百合科、玄參科、菝契科、龍舌蘭科等單子葉植物中。3.生物活性抗生育：殺滅精子、抗早孕主要用作合成甾體避孕藥和激素類藥物的原料。降血糖:偽原知母皂苷AⅢ和原知母皂苷AⅢ降低膽固醇和免疫調(diào)節(jié)抗真菌、殺蟲等防治心腦血管疾?。旱貖W心血康膠囊——含8種由黃山藥中提取的甾體皂苷，總量在90%以上，治療冠心病。心腦舒通——由蒺藜果實中提取的總甾體皂苷，用于心腦血管疾病的防治。盾葉冠心寧——從盾葉薯蕷中提取的水溶性皂苷。黃山藥蒺藜盾葉薯蕷抗腫瘤：

從百合科植物Ornithogalumsaundersiae中分離出一種皂苷OSW-1,此化合物對人的正常細胞幾乎沒有毒性，而對惡性腫瘤細胞具有強烈毒性。體外生理活性實驗表明，它的抗癌活性比目前臨床應用的順鉑、紫杉醇等高100倍，有望成為一類新的抗癌藥物。JAmChemSoc2001,123,(14):3369-3370

二、化學結構（一）結構特點

1.分子具螺縮酮的結構

2.A/B順、反;B/C,C/D反

3.C10,C13具-CH3

4.C3有-OH取代

5.C5、C6有時具雙鍵；C12有時具羰基

6.分子中有三個*C:*C20、*C22、*C25（二）結構分類

甾體皂苷的皂苷元基本骨架屬于螺甾(spirostane）的衍生物，依照螺甾烷結構中C25的構型和環(huán)的環(huán)合狀態(tài)，可將其分為四種類型。

1．螺甾烷醇類（spirostanols）C25為S構型

2．異螺甾烷醇類（isospirostanols)

C25為R構型

3．呋甾烷醇類（furostanols）

F環(huán)為開鏈衍生物

4．變形螺甾烷醇類（pseudo-pirostanols）

F環(huán)為五元四氫呋喃環(huán)

（1）分子中含有A,B,C,D,E,F六個環(huán)，A,B,

C,D為甾體母核---環(huán)戊烷多氫菲，C22

是E環(huán)和F環(huán)共有的碳原子，以螺縮酮

的形式相聯(lián)。

（2）一般B/C和C/D環(huán)稠合為反式（8β,

9α,13β,14α)，而A/B環(huán)有順式或反

式（5β或5α）。

（3）分子中有含有多個羥基，大多在C3位

有羥基取代。多數(shù)為β-型，少數(shù)為

α-型。羰基和雙鍵也是常見取代基。甾體皂苷元共有27個碳原子組成:（4）在甾體皂苷元的E,F環(huán)中有3個手性碳原子，為C20,C22,C25

C20甲基為α型，即C20-甲基位于E環(huán)平面的背面，對E環(huán)來說是α型，但對F環(huán)來說是β型

C22也為α型

C25甲基有兩種構型：

當C25甲基位于環(huán)平面上的直立鍵時為β型，當C25甲基位于環(huán)平面下的平伏鍵時為α型

兩者互為異構體，常共存于植物體內(nèi).

（5）甾體皂苷分子中不含羧基，呈中性，故又稱中性皂苷。

（三）結構舉例三、甾體皂苷的理化性質1.性狀：甾體皂苷元有較好晶形。皂苷多為無定形粉末，味苦而辛辣，對人體黏膜有強烈的刺激性；皂苷多具旋光性，且多為左旋。2.溶解性：甾體皂苷元能溶于親脂性溶劑；不溶于水。皂苷一般可溶于水、稀醇易溶于熱水、稀醇，難溶于石油醚、苯、乙醚等親脂性溶劑。3.表面活性及溶血作用

甾體皂苷多具有發(fā)泡性，其水溶液振蕩后產(chǎn)生持久性泡沫。甾體皂苷具有溶血作用。4.能與堿式鉛鹽、鋇鹽形成沉淀5.顏色反應

甾體皂苷在無水條件下，遇某些酸類可產(chǎn)生與三萜皂苷相類似的顏色反應。甾體皂苷與醋酐－硫酸的顏色反應，最后出現(xiàn)綠色；三萜皂苷最后出現(xiàn)紅色或藍色。三萜皂苷三氯醋酸加熱到100度顯色，而甾體皂苷加熱到60度就顯色。6.甾體皂苷可與甾醇形成分子復合物，甾體皂苷的乙醇溶液可被甾醇（常用膽甾醇）沉淀。

除膽甾醇外，凡是含有C3位β－OH的甾醇都可與皂苷結合生成難溶性分子復合物。若C3-OH為α構型，或者是當C3-OH被?；蛏绍真I，就不能與皂苷生成難溶性的分子復合物。生成的分子復合物用乙醚回流提取時，膽甾醇可溶于醚，但皂苷不溶，從而達到純化皂苷和檢查是否有皂苷成分的存在。