天然药物化学 NATURAL PRODUCTS CHEMISTRY

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1 天然药物化学 NATURAL PRODUCTS CHEMISTRY

2 第八章　甾体及其苷类 STEROIDES AND GLUCOSIDES

3 主要内容 1、掌握甾类化合物的分类及结构特征。 2、掌握强心苷苷元部分的结构特征及类型、强心苷糖部分的结构特征及其与苷元的连接方式。
3、强心苷的性状和溶解度，强心苷的酸水解法和酶水解法在强心苷生产中的应用。 4、掌握强心苷的颜色反应及其应用及强心苷的紫外和红外光谱特征。

4 5、掌握甾体皂苷的结构特点和类型及典型代表化合物
6、掌握甾体皂苷的理化性质 7、熟悉皂苷的提取与分离 8、掌握甾体皂苷的化学检识方法及红外波谱特征 9、了解甾体皂苷的紫外光谱、质谱、核磁共振氢谱及生物活性

5 重点与难点 重点：强心苷元及其苷的结构特征及理化性质、提取分离。强心苷化学检识方法及红外波谱特征，甾体皂苷的化学检识方法及红外波谱特征
难点：强心苷的性状和溶解度。皂苷的结构特点和类型，强心苷的酸水解法和酶水解法，甾体皂苷的结构特点和类型

6 第一节 概述 甾体化合物是天然广泛存在的一类化学成分，种类很多，包括动植物甾醇（也称固醇）、胆酸、维生素D、动物激素、肾上腺皮质激素、 植物强心苷、蟾酥毒素、甾体生物碱、甾体药物、昆虫激素等。虽然这些成分来源不同、生理活性不同，但它们的化学结构中都具有甾体母核----环戊烷骈多氢菲。这类成分涉及到生理、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。

7 一、甾体的定义 又名类固醇化合物（steroids），因其结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核，1936年给这类化合物提出一个总称“甾体化合物”，“甾”字很形象化地表示了这类化合物的骨架，即在含有四个稠合环“田”字上面连有三个支链“〈〈〈”。C10、C13上各有一个甲基，称为角甲基。 C17位有侧链。

8 二、研究进展 1903--1932年，甾醇及胆酸的研究阐明了甾体的碳架结构。 1928--1960年，动物激素的发现和工业生产。
年代末，避孕药物的合成及其应用与昆虫激素的发现。

9 三、基本结构和分类 在甾体母核上，大都存在C3羟基，可和糖结合成苷。而C17侧链有显著差别，根据C17侧链结构的不同，可将天然甾类分为不同类型。

10 分类 C17 侧链 A/B B/C C/D C21 甾类 反 顺 强心苷类 顺、反 甾体皂苷类 含氧螺杂环 植物甾醇 脂肪烃 胆酸类 戊酸
羟甲基衍生物 反 顺 强心苷类 不饱和内酯环 顺、反 甾体皂苷类 含氧螺杂环 植物甾醇 脂肪烃 昆虫变态激素 胆酸类 戊酸

11 C21甾类（侧链为羟甲基衍生物） 强心苷类（侧链为不饱和内酯环） 甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环）

12 四、立体化学 甾体母核有七个手性碳原子，C5、C8、C9、C10、C13、C14、C17,故理论上应有27=128种光学异构体，但由于稠环的存在及其引起的空间阻碍，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。

13 1.母核的构型： 甾体化合物的四个环之间，每两个环以 碳碳单键稠和时，可以是顺式的，也可以是 反式的。
A/B环有顺式(5-βH)或反式(5-αH)稠和。 B/C环是反式稠和（8-βH/9-αH)。 C/D环有顺式(14-βH)或 反式稠和(14-αH)。

14 2.取代基的构型： 天然甾类成分C10、C13、C17侧链大多为β-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:β型（实线表示） C3…OH, C10-CH3 反式:α型或epi(表)型 （虚线表示）

15 四、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。
1.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 污绿等颜色变化，最后褪色。

16 2.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，硫酸层显绿色荧光。
3.三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，显黄色、灰蓝色、灰紫色斑点。

17 4.Rosenheim反应： A.样品 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。
B.25%三氯醋酸乙醇液---3%氯胺T水液（4：1） 样品 荧光反应 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 毛地黄强心苷类的区别

18 甾体类化合物显色反应的反应机理较复杂，无色的甾体化合物在无水条件下和浓酸作用，首先是C3含氧小基团的质子化而形成（金羊）盐（此时加水稀释可回收甾醇），进一步则脱水形成共轭双键，然后产生双键移位或双分子聚合或氧化等过程，生成有色物，故有色物多为复杂混合物。例： 三氯化锑反应 黄—红色 胆甾醇（ cholesterol） 3，3‘双（2，4）胆甾二烯 3，5-胆甾二烯

19 第二节 甾体化合物 一、C21甾体化合物 （一）定义
C21甾（C21-steroides）是一类含有21个碳原子的甾体衍生物，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。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。

20 常见天然药物有：玄参科、夹竹桃科、毛茛科等植物。
白首乌 白首乌新苷A 白首乌新苷B

21 紫花洋地黄 地荠普苷 R为洋地黄毒糖 地荠帕尔普苷

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23 （二）存在形式 C21甾类在植物体中除游离存在外，可与糖结合成苷——C21甾苷类。其苷类糖链多和C21甾的C3-OH相连，少数连于C20-OH上。其苷类分子中除2-OH糖外，还有2-去氧糖。

24 1．C21甾苷类大都与皂苷、强心苷共存于中药 中如洋地黄叶和种子中，含有强心苷、皂 苷及C21甾苷（称为洋地黄醇苷或洋地黄醇 苷类）。其无强心作用，水解可生成糖及 苷元。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。

25 2．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。

26 （三）结构特点 A/B反；B/C反；C/D顺。 C5、C6位大多有双键； C20位可能有羰基；C17位上的侧链多为α构型。
C3、C8、C12、C14、C17、C20等位置可能有β–OH；C21位可能有α–OH。 C11、C12羟基可能和醋酸、苯甲酸、桂皮酸等结合成酯。 C3–OH有时和糖缩合成苷类存在。

27 （四）结构类型 Ⅰ Ⅱ

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29 四．理化性质 1．大都是结晶形化合物；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。

30 2．具甾体化合物的颜色反应。 由于C21甾苷类分子中2-去氧糖的存在，故存在Keller—kiliani 颜色反应（强心苷类颜色反应） C21甾苷类溶于含少量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

31 二、海洋甾体化合物 海洋甾体化合物有抗肿瘤活性。 如从海绵中分离的具有强细胞毒的新鞘类酯糖苷就具有抗癌活性。

32 二、海洋甾体化合物

33 第三节 强心苷类 一、定义 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。

34 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。

35 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、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。

36 常见的含强心苷的天然药物 铃兰、紫花洋地黄 R为鼠李糖 铃兰毒苷 洋地黄毒苷

37 黄花夹竹桃 黄夹苷甲 黄夹苷乙

38 羊角拗 R为L－夹竹桃糖 羊角拗苷

39 蟾蜍 蟾毒灵

40 二、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。

41 强心苷生物合成途径

42 三、化学结构和分类 （一）苷元部分 1.基本结构 强心苷是由强心苷元（cardiac aglycone）与糖二部分构成。

43 （1）苷元母核 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。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).

44 （2）取代基 苷元母核上的C3,C14位上都有羟基：
C3位-OH多为β-型---洋地黄毒苷元，少数为α-型(命名时冠以“表”字)——3-表洋地黄毒苷元(3-epidigitoxigenin)。C14位-OH都是β-型(C/D环顺式)。 C10，C13，C 17位有侧链，C10，C13多为β-CH3。 C 17位侧链为不饱和内酯环。 C11,C12和C19位可能连羰基；C4,5、C5,6、C9,11、C16,17可能有双键。

45 天然存在的强心苷元 洋地黄毒苷元 乌沙苷元 夹竹桃苷元 绿海葱苷元 蟾毒素

46 2.结构类型 根据C17位侧链的不饱和内酯环不同分为： 甲型：C17位侧链为五元环的△-内酯
这两类大都是β-构型，个别为α-构型，α-型无强心作用。

47 甲型强心苷元： C17位上连五元不饱和内酯环，即△αβ-γ-内酯----强心甾烯型。以强心甾（cardenolide）为母核命名。

48 乙型强心苷元 C17位上连六元不饱和内酯环，即△αβ，γδ----双烯-δ-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。

49 （二）糖部分 构成强心苷的糖有20多种，根据C2位上有无-OH分为α-OH （2-OH）糖及α-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。

50 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。

51 （三）构成强心苷的糖对强心 作用的影响 构成强心苷的糖数目和种类不同，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：
（三）构成强心苷的糖对强心 作用的影响 构成强心苷的糖数目和种类不同，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<单糖苷>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

52 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

53 （四）糖和苷元的连接方式 强心苷中，多数是几种糖结合成低聚糖形式再与苷元的C3-OH结合成苷，少数为双糖苷或单糖苷。糖和苷的连接方式有三种：
Ⅰ型:苷元-(2,6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)Y Ⅱ型:苷元-(6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)Y Ⅲ型：苷元-（D-葡萄糖）Y 一般初生苷其末端多为葡萄糖。

54 （五）结构举例

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56 四、强心苷的理化性质 （一）理化性质 1. 性状：
强心苷多为无色结晶或无定形粉末，中性物质，有旋光性，C17 侧链为-构型的味苦，α-构型味不苦，但无效。对粘膜有刺激性。

57 2. 溶解度： 强心苷的溶解性与所连糖的种类 和数目有关，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。 弱亲脂性苷微溶于氯仿-乙醇(2:1)，亲脂性苷微溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿-乙醇（3:1）。

58 一般糖基多的原生苷比次生苷或苷元的亲水性强、亲脂性弱，可溶于水等高极性溶剂而难溶于低极性溶剂，多为无定形粉末。 洋地黄毒苷是一个三糖苷，但3分子糖都是洋地黄毒糖，整个分子只有5个羟基，故在水溶液中溶解度小(1: )，溶于氯仿（1:40）。 洋地黄毒苷

59 当糖基与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的比能形成分子内氢键的水溶性大。

60 但糖基和苷元上羟基数目的多少对溶解性也有一定的影响。如乌本苷是一个单糖苷，却有8个羟基，水溶性很大（1:75），难溶于氯仿。

61 3. 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。 （1）C14-OH最易发生脱水反应生成缩水苷元。 （2） 同时存在C14-OH和C16-OH，也易脱水，得到二缩水苷元。

62 （3）如将C3-OH氧化为酮基，则更使C5叔羟基活化，在温热条件下即可脱水而形成烯酮。同样，C16被氧化为酮基，也能促使C14-叔羟基脱水而形成烯酮。
（4） 若C4位有双键，可促使C3-OH与C4-H脱水，生成共轭双键。

63 4. 水解反应： 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、碱水解和乙酰解；生物方法主要有酶水解。糖部分不同，其水解产物难易及产物均不同。

64 （二）苷键的水解 1.酸水解 A. 温和酸水解： 用稀酸（0.02-0.05mol/L) 的盐酸 或硫酸在含水醇中经短时间（半小时至
数小时）加热回流，可使Ⅰ型强心苷水 解成苷元和糖。

65 主要水解苷元和α-去氧糖之间的苷键或 α-去氧糖与α-去氧糖之间的糖苷键。 而α-去氧糖与葡萄糖之间的糖苷键不易断裂。 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。

66 B.  强烈酸水解 用较浓酸（3%--5%）长时间加热回流或同时加压，可水解Ⅱ型和Ⅲ型强心苷，得到定量的葡萄糖。可水解α-羟基糖。因为α位的羟基阻碍了苷原子的质子化，使水解较困难。 但此法常引起苷元失去1分子或数分子水,形成脱水苷元。

67 C.盐酸丙酮法(Mannichhe 和 Siewert法）
该方法是将强心苷置于含1%盐酸的丙酮中，20℃放置两周并时时振摇，可直接得到原生苷元或得到原生苷元的单丙酮化合物和氯代糖的丙酮化合物,再用稀酸水解苷元单丙酮化合物而得到强心苷元。 此法适于对铃蓝毒苷及多数Ⅱ型苷[苷元-(6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)Y ]进行水解，可得到原生苷元。多用于单糖苷。某些Ⅱ型苷如黄甲次苷乙用此法得不到原生苷而是缩水苷元。

68 2.酶水解法 含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，无水解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。 蜗牛酶（一种混合酶，蜗牛肠管消化液经处理而得）几乎能水解所有的苷键，能将强心苷分子的糖逐步水解，直至获得苷元，常用来研究强心苷的结构。

69 紫花洋地黄苷A 紫花苷酶 洋地黄毒苷+D-葡萄糖 紫花洋地黄苷B 紫花苷酶 羟基洋地黄毒苷+D-葡萄糖

70 3. 碱水解法 强心苷的苷键为缩醛结构，可被酸或酶水解，而不被碱水解。碱试剂主要使分子中的酰基水解、内酯环裂开、△20（22）转位及苷元异构化等。

71 A. 酰基的水解 在强心苷的苷元或糖基上常有酰基存在，一般可用碱试剂处理使酯键水解脱去酰基。NaHCO3,KHCO3-----使α-去氧糖上的酰基水解，而α-羟基糖及苷元上的酰基多不被水解； Ca(OH)2,Ba(OH)2----使α-去氧糖、α-羟基糖及苷元上的酰基水解； NaOH碱性太强，不但使所有酰基水解，还使内酯环开裂，故很少使用。

72   B. 内酯环的水解 NaOH或KOH的水溶液使内酯环开裂，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，酸化后不能闭环。

73 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。

74 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。

75 三．颜色反应 强心苷颜色反应很多，根据颜色反应发生在分子的不同部位可分为三类： （一）作用于甾体母核的反应： 1
三．颜色反应 强心苷颜色反应很多，根据颜色反应发生在分子的不同部位可分为三类： （一）作用于甾体母核的反应： 醋酐-浓硫酸反应(Liebermann-burchard rection) 氯仿-浓硫酸反应（Salkowski reaction) 三氯化锑或五氯化锑反应

76 （二）作用于α,β不饱和内酯环的反应： 甲型强心苷在碱性醇溶液中，发生双键转移，生成活性亚甲基，故可与活性亚甲基试剂作用而显色。 乙型强心苷无此类反应。

77 1.Legal反应（亚硝酰铁氰化钠试剂）： 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，样品液呈深红色并渐渐褪去。 2.Raymond反应（间二硝基苯试剂）： 取样品约1mg，以少量的50%乙醇溶解后加入0.1ml1%间二硝基苯乙醇溶液，摇匀后再加入0.2ml20%NaOH溶液，呈紫红色。

78 3.Kedde反应 （3,5-二硝基苯甲酸试剂） 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，产生红或紫红色。 4.Baljet反应（碱性苦味酸试剂） 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。

79 （三）作用于α-去氧糖的反应 1. Keller-kiliani(K-K)反应 此反应是α-去氧糖(2-去氧糖）的特征反应，对游离的α-去氧糖或在反应条件下能水解出α-去氧糖的强心苷都可显色。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α-去氧糖存在，乙酸层渐呈蓝或蓝绿色。但若不显色，不能说明无α-去氧糖。

80 2. 占吨氢醇反应: 取样品加入占吨氢醇试剂，置沸水浴中3min，如含α-去氧糖显红色。 3

81 4.对-硝基苯肼反应：样品反应后呈红色或紫红色。对α-去氧糖和葡萄糖结合的，K-K反应阴性的也可呈阳性反应。
5.对-二甲氨基苯甲醛反应：样品反应后呈灰 红色斑点。

82 五、强心苷的波谱特征 UV 甲型：max220nm (lg 4.34) IR 不饱和内酯环的羰基峰:1800-1700cm-1两个峰。
甲型:1756cm-1 ; 1783cm-1（强度随溶剂增加而减 弱）。 乙型:1718cm-1 ; 1740cm-1

83 MS 甲型：m/z 111, 124, 163, 164 乙型：m/z 109, 123, 135, 136 若分子量>500，应用FAB-MS或FD-MS可将糖-分子-分子打断，灵敏度高；分子离子峰较强；提供糖链连接顺序和糖的种类信息；样品用量少。

84 1H-NMR 1. 18,19 -CH3 1.0 ; 18- CH3 >19 - CH3 2. C10 -CHO  ; C10 -CH2OH 酰化后  (J=12Hz, 2H,ABq) ; 3. C3 -H 3.90 (m) 成苷后向低场位移； C16 -H (若无含氧基团取代)  (m) ; C17 -H 2.80(J=9.5Hz, m或dd)

85 4. 内酯环 五元内酯环 C21 -H 4.50-5.00(J=18Hz, 宽s或t或ABq) C22 -H 5.60-6.0 （宽s）
六元内酯环 C21 -H 7.2 （s） C22 -H 7.8 （d） C23 -H 6.3 （d） 5. 糖分子上的质子 端基氢：-D-glc aa J=6-8Hz -L-rha ae J=2Hz

86 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  2. 可判断A/B环的构象  10- CH  A，B环上的碳 5 -甾体 较5 -甾体向高场位 移2-8ppm 5 -甾体

87 六、强心苷的提取分离 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。同时，强心苷的原生苷和次生苷共存，且很多结构相似的苷同存，故提取分离较难。 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。

88 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

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91 七、强心苷的生理活性 强心苷为心脏兴奋剂，主要作用是延长传导时间，兴奋心肌。其强心作用主要取决于苷元部分，但糖部分可增加强心苷对心肌的亲和力，故对强心苷的生理活性也有影响。

92 （一）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。

93 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。

94 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。

95 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。

96 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。

97 第四节 甾体皂苷 1.定义 具有螺甾烷类化合物结构母核的一类皂苷。 2.分布
一、概述 1.定义 具有螺甾烷类化合物结构母核的一类皂苷。 2.分布 主要分布薯蓣科、百合科、玄参科、菝契科、龙舌兰科等单子叶植物中。

98 3.生物活性 抗生育：杀灭精子、抗早孕 主要用作合成甾体避孕药和激素类药物的原料。 降血糖:伪原知母皂苷AⅢ和原知母皂苷AⅢ
降低胆固醇和免疫调节 抗真菌、杀虫等

99 防治心脑血管疾病： 地奥心血康胶囊——含8种由黄山药中提取的甾体皂苷，总量在90%以上，治疗冠心病。
心脑舒通——由蒺藜果实中提取的总甾体皂苷，用于心脑血管疾病的防治。 盾叶冠心宁——从盾叶薯蓣中提取的水溶性皂苷。

100 抗肿瘤： 从百合科一植物中分离出的一种皂苷OSW-1,此化合物对人的正常细胞几乎没有毒性，而对恶性肿瘤细胞具有强烈毒性。体外生理活性实验表明，它的抗癌活性比目前临床应用的顺铂、紫杉醇等高100倍，有望成为一类新的抗癌药物。

101 二、化学结构 （一）结构特点 2. A/B 顺、反;B/C,C/D反 3. C10, C13具-CH3 4. C3有-OH取代
1.分子具螺缩酮的结构 2. A/B 顺、反;B/C,C/D反 3. C10, C13具-CH3 4. C3有-OH取代 5. C5、C6有时具双键；C12有时具羰基 6. 分子中有三个*C:*C20、*C22、*C25

102 （二）结构分类 甾体皂苷的皂苷元基本骨架属于螺甾烷(spirostane）的衍生物，依照螺甾烷结构
中C25的构型和环的环合状态，可将其分为四种类型。

103 1．螺甾烷醇类（spirostanols）C25为S构型。

104 2．异螺甾烷醇类（isospirostanols) C25为R构型

105 3．呋甾烷醇类（furostanols） F环为开链衍生物

106 4．变形螺甾烷醇类（pseudo-pirostanols） F环为五元四氢呋喃环

107 甾体皂苷元共有27个碳原子组成: （1）分子中含有A,B,C,D,E,F六个环，A,B, C,D为甾体母核---环戊烷多氢菲，C 是E环和F环共有的碳原子，以螺缩酮 的形式相联。 （2）一般B/C 和C/D环稠合为反式（8β, α,13β,14α)，而A/B环有顺式或反 式（5β或5α）。 （3）分子中有含有多个羟基，大多在C3位 有羟基取代。多数为β-型，少数为 α-型。羰基和双键也是常见取代基。

108 （4） 在甾体皂苷元的E,F环中有3个手性碳原子，为C20,C22,C25 。 C20甲基为α型，即C20-甲基位于E环平面的背面，对E环来说是α型，但对F环来说是β型。 C22也为α型。 C25甲基有两种构型，当C25甲基位于环平面上的直立键时为β型，其绝对构型为L型（25S,25L,25βF,Neo）; S型即为螺旋甾烷，由其衍生的皂苷为螺甾烷醇皂苷类（spirostanol saponins）。

109 当C25甲基位于环平面下的平伏键时为α型，其绝对构型为D型（25R，25D,25αF,Iso）.
R型即为异螺旋甾烷。由其衍生的皂苷为异螺甾烷醇皂苷类(isospirotanol saponins)。 两者互为异构体，常共存于植物体内，25R型较稳定 （5）甾体皂苷分子中不含羧基，呈中性，故又称中性皂苷。

110 （三）结构举例

111 三、甾体皂苷的理化性质 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。

112 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. 能与碱式铅盐、钡盐形成沉淀。

113 5. 颜色反应 甾体皂苷在无水条件下，遇某些酸类可产生与三萜皂苷相类似的颜色反应。 甾体皂苷与醋酐－硫酸的颜色反应，最后出现绿色；三萜皂苷最后出现红色。 三萜皂苷三氯醋酸加热到100℃显色，而甾体皂苷加热到60℃就显色。

114 6.甾体皂苷可与甾醇形成分子复合物，甾体皂苷的乙醇溶液可被甾醇（常用胆甾醇）沉淀。除胆甾醇外，凡是含有C3位β－OH的甾醇都可与皂苷结合生成难溶性分子复合物。若C3-OH为α构型，或者是当C3-OH被酰化或生成苷键，就不能与皂苷生成难溶性的分子复合物。生成的分子复合物用乙醚回流提取时，胆甾醇可溶于醚，但皂苷不溶，从而达到纯化皂苷和检查是否有皂苷成分的存在。

115 四、甾体皂苷元的波谱特征 UV (nm)  孤立双键 205-225 900 孤立羰基 285 500
孤立双键 孤立羰基 ,-不饱和酮 共轭双键 C14-OH的判断： nm

116 IR 甾体皂苷元含有螺缩酮结构的侧链，在IR中几乎都能显示出980cm-1(A)、920cm-1 (B)、900cm-1(C)、860cm-1(D)附近的四个特征吸收带，且A带最强。在25S型皂苷或皂苷元中，吸收强度B带>C带。在25R皂苷或皂苷元中吸收强度则是B带<C带 。因此能借以区别C25位二种立体异构体。

117 MS

118 1H-NMR 18,19 -CH3 1.0 (S); 18- CH3 >19 - CH3 21,27 -CH3 1.0 (d); 21- CH3 >27 - CH3

119 五、甾体皂苷的提取分离 方法与基本与三萜皂苷相似，只是甾体皂苷一般不含羧基，呈中性，亲水性较弱。 甲醇或乙醇提取——正丁醇萃取——柱色谱分离（硅胶、sep LH-20、大孔树脂等）。

120 甾体皂苷元的提取： 1.在植物组织中将皂苷水解，然后用低极性溶剂提取皂苷元。 2.先用极性溶剂如甲醇、乙醇、丁醇将皂苷提出，再加酸加热水解，滤出水解物，然后用低极性溶剂提取皂苷元。

121

122 小结： 第一节 概述 掌握甾体的定义、基本结构特征、分类和显色反应。 第二节 甾体化合物 掌握C21甾类化合物的定义、结构特点和类型。

123 第三节 强心苷类 掌握强心苷苷元部分的结构特征及类型，强心苷糖部分的结构特征及其与苷元的连接方式。掌握强心苷的颜色反应，及其应用及强心苷的紫外和红外光谱特征。了解强心苷的质谱和核磁共振氢谱的特征；熟悉强心苷的提取分离方法和生理活性。

124 第四节 甾体皂苷 掌握甾体皂苷的结构特点和类型及典型的代表化合物 掌握甾体皂苷的理化性质 熟悉甾体皂苷类的波谱特征