第九章 强心苷.

Presentation on theme: "第九章 强心苷."— Presentation transcript:

1 第九章 强心苷

2 强心苷(cardiac glycosides)是指生物界中一类对心脏有显著生理活性的甾体苷类。
强心苷能加强心肌收缩性，减慢窦性频率。主要用于治疗慢性心功能不全，心房纤颤、心房扑动、阵发性心动过速等心脏疾病。 强心苷还有兴奋延髓催吐化学感受区和影响中枢神经系统作用，可引起恶心、呕吐等胃肠反应，并能使动物产生眩晕、头痛等症。

3 强心苷在植物界分布比较广泛，主要存在于夹竹桃科、玄参科、百合科、萝摩科、十字花科、毛茛科、卫矛科、大蕺科、桑科等十几个科的一百多种植物中
强心苷在植物体中主要存于花、叶、种子、鳞茎、树皮和木质部等组织器官中。

4 第一节 结构分类及构效关系

5 一、结构与分类 强心苷是甾体衍生物，根据所连不饱和内酯环不同，分为甲型强心苷和乙型强心苷；强心苷所连接的糖大多是去氧糖，根据苷元及与糖连接方式不同，又可分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型强心苷。

6 （一）苷元部分 强心苷元由甾体母核和不饱和内酯环组成，其甾体母核与其他甾醇立体结构不同。 A/B顺式 C/D顺式 A/B反式 C/D顺式

7 （二）糖的部分 α-羟基糖: C2连接有氧原子的糖，此类糖包含非去氧糖（如葡萄糖）、6-去氧糖和6-去氧糖-3-甲醚。

8 （三）糖与苷元的连接方式 Ⅰ型强心苷：苷元C3-O-（2,6-二去氧糖）x-（D-葡萄糖）y，如紫花洋地黄苷A(purpurea glycoside A)和毒毛花苷(strophanthink)。 Ⅱ型强心苷：苷元C3-O-（6-去氧糖）x-（D-葡萄糖）y，如黄花夹竹桃苷A(thevetin A)和乌本苷(ouabain)。 Ⅲ型强心苷：苷元C3-O-（D-葡萄糖）x，如绿海葱苷(scilliglaucoside)。

9 二、构效关系 构效关系即化学结构与生物活性之间的关系。强心苷的生物活性与结构有密切关系，当强心苷中某些结构发生改变时，强心作用也随之改变。强心作用与甾体母核的立体结构、不饱和内酯环和取代基的种类、构型有关。糖部分本身不具有强心作用，但可以改变强心苷的水/油分配系数，影响强心苷对心肌细胞膜上类脂质的亲和力，进而影响强心作用的强度。

10 （一）甾体母核与强心作用的关系 环的稠合方式:A/B环为顺式稠合的甲型强心苷元，C3羟基为β-构型有强心活性，否则无活性；A/B环为反式稠合的甲型强心苷元，无论C3羟基是β-还是α-构型对强心活性无明显影响。C/D环为顺式稠合，即C14羟基或氢为β-构型时有强心活性；C/D环为反式稠和，即C14羟基或氢为α构型，或C14羟基与邻位氢原子脱水形成脱水苷元，强心作用消失。

11 取代基:当C10位的角甲基被醛基或羟基取代时，强心作用增强。当C10位的角甲基被羧基取代或无角甲基时，强心作用明显减弱。如果在甾体母核上引入5β、11α、12β-羟基时，强心作用增强。引入1β、6β、16β-羟基时，活性降低；引入双键Δ4（5），活性增强；引入双键Δ16，则活性降低或消失。 不饱和内酯环: C17侧连上的不饱和内酯环为β-构型时，具有活性。为α构型时，活性减弱；若内酯环的不饱和键被饱和，活性大大减弱，毒性亦减弱；若不饱和内酯环水解开环，活性降低或消失。

12 （二）糖部分与强心活性的关系 糖本身不具强心作用，但糖的种类、数目可影响强心苷在水/油中的分配系数，影响对心肌细胞上类脂质的亲和力，从而影响强心活性和毒性 。 一般乙型强心苷元的毒性大于甲型强心苷元，乙型强心苷的毒性规律为：苷元>单糖苷>双糖苷。

13 第二节 理化性质

14 一、性状 强心苷类化合物多为无色晶体或无定形粉末，具有旋光性，对粘膜有刺激性。C17侧连为β-构型者味苦，为α-构型无苦味。

15 二、溶解性 强心苷一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性较大的溶剂，微溶于醋酸乙酯、含醇氯仿，难溶于乙醚、苯、石油醚等极性小的溶剂。
强心苷的溶解性与糖分子数目、种类，苷元中取代基的种类、数目及位置有关。

16 三、水解性 强心苷分子中苷键可被酸、酶水解生成次生苷或苷元，分子中的内酯环和其他酯键可被碱水解。水解反应是研究强心苷的化学组成及改造强心苷化学结构的重要手段。

17 （一）酸水解 温和酸水解法用稀酸0.02mol/L～0.05 mol/L的盐酸或硫酸在含水乙醇中经短时间（半小时至数小时）加热回流，可使苷元与α-去氧糖之间的苷键、α-去氧糖与α-去氧糖之间的糖苷键水解断裂，而α-去氧糖与α-羟基糖、α-羟基糖与α-羟基糖之间的糖苷键不易被水解。 剧烈酸水解法用3%～5%的盐酸或硫酸在含水乙醇中加温加压的条件下，可使所有的糖苷键水解。 氯化氢丙酮法（Mannich和Siewert法）强心苷的丙酮溶液中加入1%氯化氢试剂，20℃放置两周。可水解得到原生苷元和糖衍生物。

18 （二）碱水解法 酰基的水解:强心苷的苷元或糖分子中常有酰基存在，在碱性条件下可水解脱去酰基。α-去氧糖上的酰基最易脱去，一般用碳酸氢钠、碳酸氢钾水解就可使糖分子上的酰基除去。羟基糖或苷元上的酰基须用氢氧化钙、氢氧化钡水解才能除去。酰基的水解条件较缓和，不能使内酯环水解开环。 内酯环的水解:在强心苷的水溶液中加入氢氧化钠、氢氧化钾可使内酯环水解开裂，加酸后又环合成内酯环。甲型强心苷在醇性氢氧化钾溶液中，Δαßｒ-内酯可以发生双键转位，生成活性亚甲基，并可与某些试剂缩合显色，用于甲型强心苷元的检识。而乙型强心苷不能发生双键转位的反应，不能生成活性亚甲基

19 （三）酶水解 在含强心苷的植物中，存在水解β-D-葡萄糖苷键的酶，而无水解α-去氧糖的酶，所以酶水解只能除去分子中的葡萄糖，保留α-去氧糖部分生成次生苷。 酶水解具有专属性，不同的酶切断不同的苷元。

20 第三节 检识方法

21 一、显色反应 强心苷的显色反应包括五元不饱和内酯环、α-去氧糖、甾体母核三部分。

22 （一）五元不饱和内酯环的显色反应 间二硝基苯试剂反应（Raymond反应）

23 3,5二硝基苯甲酸试剂反应（Kedde反应） :取试样的甲醇或乙醇溶液于试管中，加入3,5二硝基苯甲酸试剂（A液：2%的3,5-二硝基苯甲酸甲醇或乙醇溶液；B液：2mol/L氢氧化钾溶液，用前等量混合）3～4滴，产生红色或紫红色。原理与间二硝基苯试剂反应类似，本试剂可作为强心苷纸色谱和薄层色谱的显色试剂，喷雾后显紫红色，几分钟后褪色。

24 碱性苦味酸试剂反应（Baljet反应）取试样的甲醇或乙醇溶液于试管中，加入碱性苦味酸试剂（A液：1%苦味酸乙醇溶液；B液：5%氢氧化钠水溶液，用前等量混合）数滴，呈现橙色或橙红色，反应有时需要15分钟以后才能显色，原理也是活性亚甲基与苦味酸缩合显色。此缩合产物在485nm波长处有吸收峰，《药典》以此法测定强心苷类药物含量。

25 亚硝酰铁氰化钠试剂反应（Legal反应）取试样1mg～2mg，溶于2～3滴吡啶中，加3%亚硝酰铁氰化钠试剂和2mol/L氢氧化钠各1滴，反应液呈深红色并渐渐消失。

26 （二）作用于α-去氧糖的反应 Keller-Kiliani (K-K)反应（三氯化铁-冰醋酸反应）取试样1mg溶于5ml冰醋酸中，加1滴20%三氯化铁溶液，沿试管壁缓缓加入5 ml浓硫酸，观察界面和醋酸层的颜色变化。如有α-去氧糖存在，醋酸层渐呈蓝或蓝绿色。

27 过碘酸-对硝基苯胺反应过碘酸将α-去氧糖氧化成丙二醛，丙二醛与硝基苯胺试剂反应呈深黄色。

28 对二甲氨基苯甲醛反应将试样的醇溶液点在滤纸上，喷以对二甲氨基苯甲醛试剂（1%对二甲氨基苯甲醛的醇溶液4ml加浓盐酸1ml），并于90℃加热，分子中含有α-去氧糖的强心苷可显灰红色斑点。

29 呫吨氢醇反应（xanthydrol反应）取试样1～10μg加入呫吨氢醇试剂（呫吨氢醇10mg溶解于100ml冰醋酸中，加入1ml浓盐酸）1ml，置沸水浴中数分钟后呈红色。本反应非常灵敏，只要分子中有α-去氧糖都能呈色。可用于含α-去氧糖化合物的定性、定量分析。

30 （三）作用于甾体母核的反应 Liebermann-Burchard反应 取试样溶于冰醋酸，加浓硫酸-醋酐（1∶20）混合液数滴，反应液呈黄→红→蓝→紫→绿等变化，最后褪色。本反应液的呈色变化过程随分子中双键数目与位置不同而有所差异。 Tschugaeff反应 取试样溶于冰醋酸，加无水氯化锌及乙酰氯后煮沸，或取试样溶于氯仿或二氯甲烷，加冰醋酸、乙酰氯和氯化锌煮沸，反应液呈紫→红→蓝→绿等变化，B环有不饱和双键的作用更快。

31 Salkowski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。
Kahlenberg反应 将强心苷的醇溶液点在滤纸或薄层上，喷以20%三氯化锑氯仿溶液（不含乙醇和水），于100℃加热数分钟，在可见光或紫外光下可观察到不同颜色的斑点。

32 三氯醋酸-氯胺T(chloramines T反应) 将试样醇溶液点在滤纸（或薄板）上，喷以三氯醋酸-氯胺T试剂（25%三氯醋酸乙醇溶液4 ml加3%氯胺T水溶液1ml混匀），待纸片干后，100℃加热数分钟，于紫外光下观察。洋地黄毒苷元衍生的苷类显黄色荧光；羟基洋地黄毒苷元衍生的苷类显亮蓝色荧光；异羟基洋地黄毒苷元衍生的苷类显灰蓝色荧光。该反应可初步区别洋地黄类的苷元。

33 二、色谱检识 强心苷的常用色谱检识方法有纸色谱、薄层色谱等。

34 （一）纸色谱 纸色谱常用于强心苷的检识。根据强心苷及其苷元的极性不同可选用不同的固定相。如强心苷的亲水性较强，宜选用水为固定相，移动相多选用水饱和的丁酮、乙醇-甲苯-水（4∶6∶1）、氯仿-甲醇-水（10∶2∶5）；如强心苷的亲水性较弱或检识苷元时，可选用甲酰胺为固定相，以甲酰胺饱和的甲苯或苯为移动相。

35 （二）薄层色谱 吸附薄层色谱 由于强心苷分子中含有较多的极性基团，尤其是多糖苷，在氧化铝上吸附作用较强，分离效果较差，因此常采用硅胶作吸附剂，以氯仿-甲醇-冰醋酸（85∶13∶2）、二氯甲烷-甲醇-甲酰胺（80∶19∶1）、醋酸乙酯-甲醇-水（8∶5∶5）等溶剂系统作为移动相。这些展开剂中含少量甲酰胺或水可以减少拖尾现象。 分配色谱 一般选用硅藻土、纤维素为支持剂，甲酰胺、二甲基甲酰胺或乙二醇作固定相。氯仿-丙酮（4∶1）、氯仿-正丁醇（19∶1）等溶剂系统作移动相。分配色谱分离检识强心苷类的效果要比吸附薄层色谱好，所得斑点集中，承载分离试样的量较大。

36 （三）纸色谱和薄层色谱常用的显色剂 适用于甲型强心苷的显色剂 1%苦味酸水溶液与10%氢氧化钠水溶液（95∶5）混合，喷后于100℃烘数分钟，显呈橙红色；2%3,5-二硝基苯甲酸乙醇溶液与2mol/L氢氧化钾溶液等体积混合，喷后显红色，数分钟后渐褪色。 适用于各类强心苷的显色剂 2%三氯化锑的氯仿溶液，喷后于100℃烘数分钟，各种强心苷及苷元显不同颜色；25%三氯醋酸乙醇溶液与3%氯胺T(4∶1)混合，喷后于100℃加热数分钟，在紫外灯下显蓝（紫）、黄（褐）色荧光。

37 第四节 提取与分离方法

38 一、提取方法 由于强心苷易受酸、碱、酶的作用，发生水解、脱水及异构化等反应。在提取分离时要注意这些因素的影响和应用。在研究或生产中，若以提取分离原生苷为目的时，须防止酶水解。 常用70%～80%的乙醇为提取溶剂。当原料中含脂类杂质较多时，须用石油醚或汽油脱脂后再提取。

39 二、分离方法 分离强心苷可以采用重结晶法、溶剂萃取法、逆流分溶法和色谱分离法。在大多数情况下需要采用多种方法配合使用，反复分离才能得到单体。

40 第五节 实例—毛花洋地黄

41

42 一、去乙酰毛花洋地黄苷丙的制取 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，mp．265～268℃ (分解)，[α] ℃(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。

43 (二)、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。

44 （三）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（1g∶33ml∶70mg∶33ml）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（mp．265～268℃）。

45 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235～245℃（分解），[α] +9.5°～＋12°(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β-D-葡萄糖酶水解除去葡萄糖，再用乙醇提取。

46 Ⅰ型强心苷 紫花洋地黄苷A 毒毛花苷K

47 Ⅱ型强心苷 黄花夹竹桃苷A 乌本苷

48 Ⅲ型强心苷 绿海葱苷

49 剧烈酸水解法 缩水羟基洋地黄毒苷元

50 氯化氢丙酮法