天药甾体和其皂苷类课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,天药甾体和其皂苷类,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,天药甾体和其皂苷类,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,天药甾体和其皂苷类,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,天药甾体和其皂苷类,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,天药甾体和其皂苷类,*,天药甾体和其皂苷类,第一节 概述,一、定义,甾体化合物是天然广泛存在的一类化学成分，种类很多，但它们的化学结构中都具有,环戊烷骈多氢菲的甾核,。,2,天药甾体和其皂苷类,“甾体化合物”中的,“,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“,”。即,C,10,、C,13,上的角甲基和,C,17,位的侧链。,R,3,天药甾体和其皂苷类,甾核四个环的稠合方式,C,17,位的侧链,二、分类依据,4,天药甾体和其皂苷类,分类,C,17,侧链,A/B,B/C,C/D,C,21,甾类,羟甲基衍生物,反,反,顺,强心苷类,不饱和内酯环,顺、反,反,顺,甾体皂苷类,含氧螺杂环,顺、反,反,反,植物甾醇,脂肪烃,顺、反,反,反,昆虫变态激素,脂肪烃,顺,反,反,胆酸类,戊酸,顺,反,反,表,12-1,天然甾类成分,C,17,侧链构成,及甾核的稠合方式,5,天药甾体和其皂苷类,三、甾体母核的取代基及取代基的构型,在甾体母核上，大多存在,C,3,羟基，可和糖结合成苷。,甾核的其他位置还有羰基、双键等取代基。,天然甾类,成分,C,10,、C,13,、C,17,侧链,大多,为,-,构型,，以实线表示。,R,6,天药甾体和其皂苷类,2,）,C,3,-OH,和,C,10,-CH,3,反式:,型或,epi(,表)型（虚线表示）。,1,）,C,3,OH,和,C,10,-CH,3,顺式:,型（实线表示）；,C,3,羟基的空间排列，有两种类型的异构体：,R,R,7,天药甾体和其皂苷类,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，与三萜化合物类似。,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。,8,天药甾体和其皂苷类,2.,Salkowski,反应,将样品溶于氯仿，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。,9,天药甾体和其皂苷类,洋地黄毒强心,苷类的区别,洋地黄毒苷类：,黄色,羟基洋地黄毒苷类：,蓝色,异羟基洋地黄毒苷类：,灰蓝色,B.25%,三氯醋酸乙醇液-3%氯胺,T,水液（4,:1,）,样品,荧光反应,3.Rosen-Heimer,反应：,红色、紫色,25%三氯醋酸乙醇液,A.,样品,10,天药甾体和其皂苷类,4.,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。,11,天药甾体和其皂苷类,第二节 强心苷类,一、强心苷的概述及生物合成,（一）强心苷定义,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。,12,天药甾体和其皂苷类,（,二）强心苷的药理作用,目前临床应用的强心苷达二、三十种，主要用于治疗,充血性心力衰竭,及节律障碍等心脏疾病，如,毛花苷,C,、地高辛、洋地黄毒苷,等。,13,天药甾体和其皂苷类,强心苷的副作用,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。,强心苷的,治疗剂量,与,中毒剂量,相距极,小,。,14,天药甾体和其皂苷类,强心苷存在于许多有毒的植物中。十几个科几百多种植物中含有强心苷类，,主要有,夹竹桃科、玄参科、,萝摩科、卫矛科、百合科、大戟科等。,较重要的植物有紫花毛地黄、毛花毛地黄、海葱、黄花夹竹桃、杠柳、铃蓝、福寿草、羊角拗等。,（三）强心苷的药源,15,天药甾体和其皂苷类,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。,（三）强心苷的药源,16,天药甾体和其皂苷类,二、强心苷的化学结构和分类,强心苷,（,cardiac glycosides）,是由,强心苷元,与,糖,两部分构成。,（一）强心苷元的结构,17,天药甾体和其皂苷类,1.,强心苷元甾核的顺反异构,1.A/B,顺,(,多）；,B/C,反；,C/D,顺。如：,洋地黄 毒苷元。,2.A/B,反（少）；,B/C,反；,C/D,顺。如：,乌沙苷元。,R,18,天药甾体和其皂苷类,2.,强心苷元上的取代基,C,3,位,-OH,多为,型,（洋地黄毒苷元），,少数为,-,型,命名时冠以,表,(,epi),字，如,3,-,表毛地黄毒苷元(,3-,epi,digitoxigenin,)。,C,14,位-,OH,都是,型,(,C/D,环顺式)。,19,天药甾体和其皂苷类,3.,两类,强心苷元,1,）甲型：,C,17,位侧链为,五元环,的,-,-,内酯。,2,）乙型：,C,17,位侧链为,六元环,的,，,-,内酯。,这两类,C,17,位侧链大多是,-,构型，个别为,-,构型，,型无强心作用。,20,天药甾体和其皂苷类,甲型,乙型,3.,两类强心苷元的结构,21,天药甾体和其皂苷类,4.,甲型强心苷的命名,甲型强心苷以,强心甾,（,cardenolide）,为母,核命名。,洋地黄毒苷元,3,，,14,-,二羟基,-5,-,强心甾,-20(22)-,烯,3,，,14-dihydroxy-5-card-20(22)-enolide,22,天药甾体和其皂苷类,5.,乙型强心苷以海葱甾,（,scillanolide,),或蟾蜍 甾,(,bufanolide),为母核命名。,海葱苷元,(scillarenin),3,，,14-,二羟基海葱甾,-4,，,20,，,22-,三烯,3,，,14-dihydroxy-scilla-4,，,20,，,22-trienolide,23,天药甾体和其皂苷类,（二）糖部分,构成强心苷的糖有20多种，根据,C,2,位上,有无,羟基,分为,2-,羟基,糖,及,2-,去氧糖,两类。后者主要见于强心苷。,24,天药甾体和其皂苷类,6,位有羟基,2-,羟基糖,6,位无羟基（,6-,去氧糖）,6-,去氧糖甲醚,D-Glc,D,-,鸡纳糖,D,-,洋地黄糖,D-digitalose,25,天药甾体和其皂苷类,2,-,去氧糖,（1）2,6-二去氧糖。如：,D-,毛地黄毒糖等。,（2）2,6-二去氧糖甲醚。如：,D-,加拿大麻糖等。,D-,洋地黄毒糖,R=H,(D-digitoxose),D-,加拿大麻糖,R=CH,3,(D)-cymarose,26,天药甾体和其皂苷类,（三）糖和苷元的连接方式,强心苷中大多是低聚糖苷，少数是单糖苷或双糖苷。通常按糖的种类以及糖和苷的连接方式有三种：,型:,R-O-(D-O-),1-3,-,(,末端葡萄糖,-O-),1-2,H,型:,R-O-(D-O-),1-3,-H,型：,R-O-,(,末端葡萄糖,-O-)H,R=,苷元,D=,脱氧糖,27,天药甾体和其皂苷类,R1 R2,Lanatoside,A H H,Lanatoside,B H OH,Lanatoside,C OH H,Lanatoside,D OH OH,Lanatoside,E H,OCHO,毛花洋地黄,（,Digitalis lanata,),中的一级苷,（四）五元内酯环结构实例,28,天药甾体和其皂苷类,R1 R2,洋地黄毒苷,digitoxin,H H,羟基洋地黄毒苷,gitoxin,H OH,地高辛,digoxin,OH H,吉他洛,gitaloxin,H,OCHO,毛花洋地黄,（,Digitalis lanata,),中的次级苷,（四）五元内酯环结构实例,29,天药甾体和其皂苷类,（,四）五元内酯环结构实例,紫花洋地黄,（,Digitalis purpurea,),中的一级苷,R,purpurea A,H,purpurea,B,OH,glucogitatoxin,OCHO,30,天药甾体和其皂苷类,（五）海葱中的六元内酯环强心苷,R,海葱苷元,H,原海葱苷,A,-Rha,海葱苷,A,-Rha-glc,葡萄糖海葱苷,A,-Rha-glc-glc,31,天药甾体和其皂苷类,（六）,测定强心苷生物效价的标准品,G-,毒毛旋花子苷（,G-,strophanthin,),，又叫,乌本苷,(,ouabain,),，为速效强心苷，并作为测定强心苷生物效价的标准品。,32,天药甾体和其皂苷类,三、强心苷的理化性质,（一）理化性质,1,.,性状和溶解度 强心苷多为,无色结晶,或,无定形粉末,，,一般可,溶于水、丙酮及醇类,等极性溶剂，,略溶,于乙酸乙酯、含醇氯仿，几乎不溶于乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。,它们的溶解度也因,糖分子数目和性质,以及,苷元分子,中,有无亲水性基团,而有差异。,33,天药甾体和其皂苷类,1,.,性状和溶解度,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。,乌本苷,34,天药甾体和其皂苷类,洋地黄毒苷在水中的溶解度小（,1,：,100 000 000,），,而溶于氯仿（,1,：,40,）。,1,.,性状和溶解度,洋地黄毒苷,35,天药甾体和其皂苷类,当用,NaOH,或,KOH,的水溶液处理强心苷，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。,2,内酯环的水解,36,天药甾体和其皂苷类,2.1,醇性苛性碱对甲型强心苷的作用,异构化物（,）,内酯型,异构化物（,）,开链型,37,天药甾体和其皂苷类,2.2,醇性苛性碱对乙型强心苷的作用,38,天药甾体和其皂苷类,3.,双键氧化。,4.,5-OH,和,14-OH,的脱水。,5.,邻羟基的乙酰化。,6.,C,17,侧链转变为,C,17,侧链。,7.,C,3,-OH,与,C,10,醛基在冷甲醇中用,HCl,处理，形成半缩醛的结构。,39,天药甾体和其皂苷类,8.,酰基水解,强心苷的苷元或糖基上常有酰基，一般可用碱试剂处理使酯键水解，脱去酰基。,40,天药甾体和其皂苷类,8,酰基的水解,A,NaHCO,3,，,KHCO,3,使,去氧糖上的酰基,水解，而,-,羟基糖及苷元上的酰基多不被水解。,41,天药甾体和其皂苷类,例：,NaHCO,3,，,KHCO3,使,2-,去氧糖上的酰基水解。,42,天药甾体和其皂苷类,8,酰基水解,B.,Ca(OH),2,，,Ba(OH),2,使,2-,去氧糖、,2-,羟基糖及苷元上的酰基水解；,C.,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。,43,天药甾体和其皂苷类,（二）苷键的水解,1.酸催化水解,（,1,）,温和酸水解：,用稀酸（0.02-0.05,mol/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，可水解去氧糖的苷键。,44,天药甾体和其皂苷类,1).,主要水解苷元和去氧糖之间的苷键,2).2-,去氧糖与,2-,去氧糖之间的糖苷键。,3).2-,去氧糖与葡萄糖之间的糖苷键不易断裂。,4).,对苷元影响较小，不会引起脱水反应。,5).,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。,温和酸水解具体水解的苷键：,45,天药甾体和其皂苷类,+2,温和酸水解的实例,+,46,天药甾体和其皂苷类,（,2,）剧烈酸水解,2,羟基糖的苷，由于,2,羟基的存在，产生下式互变，阻扰了水解反应的进行，水解较为困难，必须增高酸的浓度（3%-5%），延长水解时间，或同时加压。但由于比较强烈，常引起苷元的脱水，产生缩水的苷元。如：羟基毛地黄毒苷。,47,天药甾体和其皂苷类,2-,羟基糖水解时的结构互变,2-,羟基糖苷,48,天药甾体和其皂苷类,强烈酸水解引起苷元的脱水,49,天药甾体和其皂苷类,（,3,）,盐酸丙酮法(,Mannich,水解）,强心苷的丙酮溶液，室温条件下与,HCl,时间反应（约两周，反应液中含,HCl 0.4%-1%),，糖分子中,C,2,-OH,与,C,3,-OH,与丙酮发生反应，生成丙酮化物，进而水解，可得到原来的苷元和糖的衍生物。,50,天药甾体和其皂苷类,毒毛旋花子苷元,铃兰毒苷,氯代,-L-,鼠李,糖丙酮化物,（,0.4-1%,）,51,天药甾体和其皂苷类,2.酶催化水解,含强心苷的植物中，,有水解葡萄糖的酶，无水解,2-,去氧糖的酶,，所以能水解分子中的葡萄糖而保留,2-,去氧糖。,52,天药甾体和其皂苷类,例,1,紫花毛地黄叶中的紫花苷酶，只能使 紫花毛地黄苷,A,和,B,脱去一分子的,Glc,。,紫花苷酶,紫花洋地黄苷,A,洋地黄毒苷,53,天药甾体和其皂苷类,例,2,酶催化水解毒毛旋花子的苷,毒毛花苷元,加拿大麻苷,K-,毒毛旋花子次苷,K-,毒毛花苷,毒毛旋花子双糖酶,-D-,葡萄糖苷酶,54,天药甾体和其皂苷类,蜗牛酶,蜗牛消化酶,（,snail enzyme,蜗牛肠管消化液经处理而得）是一种混合酶，几乎能水解所有的苷键，能将强心苷分子中糖链逐步水解，直至获得苷元，常用来研究强心苷的结构。,55,天药甾体和其皂苷类,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：,1.,作用于,甾体母核,的反应；,2.,作用于,不饱和内酯环,的反应；,3.,由于,2-,去氧糖,产生的反应。,（三）显色反应,56,天药甾体和其皂苷类,甲型强心苷,在碱性溶液中，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。,2.,作用于,不饱和内酯环的反应,57,天药甾体和其皂苷类,1,).Keller-kiliani(K-K),反应,强心苷,溶于含少量,Fe,3+,的冰醋酸，沿管壁滴加浓硫酸，观察界面和醋酸的颜色变化。若有,2-,去氧糖存在，醋酸层渐呈蓝或蓝绿色。但若不显色，不能说明无,2-,去氧糖。,条件：,此反应只对,游离的,2-,去氧糖,或在反应条件下能,水解出,2-,去氧糖,的强心苷显色。,3.,由于,2-,去氧糖产生的反应,59,天药甾体和其皂苷类,例,1,毒毛花苷,K,和,K-,毒毛旋花子次苷,它们结构中虽然都有,1,分子的加拿大麻糖，但因与葡萄糖相连，均呈,阴性,反应。,毒毛旋花子的苷元,加拿大麻苷,K-,毒毛旋花子次苷,毒毛花苷,K,60,天药甾体和其皂苷类,例：,紫花洋地黄苷,A,和洋地黄毒苷,K-K,反应的颜色差异。,紫花洋地黄苷,A,洋地黄毒苷,61,天药甾体和其皂苷类,2.,对-二甲氨基苯甲醛反应：,样品反应后呈灰红色斑点。,3.,占吨氢醇反应:,取样品加入占吨氢醇试剂，置沸水浴中3,min，,只要分子中有,2-,去氧糖都能显红色。,4.,过碘酸-对硝基苯胺反应：,含,2-,去氧糖样品反应后呈深黄色斑点，紫外灯下为棕色背底上出现黄色荧光斑点。,62,天药甾体和其皂苷类,四、强心苷的提取分离,强心苷在植物中存在的特点：,1.,植物体中所含,强心苷比较复杂,，大多含量较低。,2.,强心苷,多与,糖类、皂苷、色素、鞣质,等共存，这些成分的存在可影响或改变强心苷在许多溶剂中的溶解度。,3.,在植物中，存在与,强心苷,共存的,酶,，因此会产生次级苷，增加了成分的复杂性。,63,天药甾体和其皂苷类,提取时须注意的问题：,如果要提取,原生苷,，必须,抑制酶,的活性，原料要新鲜，采集后要低温快速干燥。,如果要提取,次级苷,，可,利用酶,的活性，进行酶解（,25,40,）可获得次级苷。,注意,控制酸碱性。,64,天药甾体和其皂苷类,（一）提取,原生苷：易溶于水难溶于亲脂性溶剂。,次生苷：易溶于亲脂性溶剂难溶于水。,提取强心苷的溶剂：乙醚、氯仿、氯仿,-,甲醇、甲醇、乙醇等。,常用的提取强心苷的溶剂：,甲醇或,70%,的乙醇,。,65,天药甾体和其皂苷类,（二）纯化,1.,溶剂法,（,1,）原料为种子或油脂类杂质较多（,压榨法或溶剂法,）脱脂 醇或稀醇提取。,66,天药甾体和其皂苷类,药液,水层,石油醚层或苯层（油脂）,药渣,醇或稀醇提取,原料（种子或含油脂类杂质较多）,浓缩，加水悬浮，石油醚或苯萃取,氯仿、甲醇混合液萃取,水层,氯仿甲醇层（强心苷）,（二）纯化,图 溶剂法纯化强心苷,67,天药甾体和其皂苷类,2.,铅盐法,铅盐法,是一种比较有效的纯化方法，但,铅盐与杂质,生成的,沉淀,能,吸附强心苷,而导致损失。这种吸附和溶液中醇的含量有关。当溶液中醇的浓度增加，能降低沉淀对强心苷的吸附，但纯化效果也随之下降。,68,天药甾体和其皂苷类,例,1,提取洋地黄强心苷时，水提液用,Pb(AC),2,处理，强心苷损失达,14%,；,若增加含醇量至,40%,，则并无损失；,醇的量若大于,50%,，则纯化效果差。,2.,铅盐法,69,天药甾体和其皂苷类,3.,吸附法,强心苷的稀醇液通过,活性炭,，提取液中的叶绿素等,脂溶性,的杂质可被吸附而除去。,当提取液通过,Al,2,O,3,，溶液中的糖类、水溶性色素、皂苷等可吸附，从而达到纯化的目的。,70,天药甾体和其皂苷类,1.,两相溶剂萃取法,（三）分离,图 两相溶剂萃取毛花洋地黄总苷中的苷丙,71,天药甾体和其皂苷类,2.,逆流分配法,3.,色谱分离,（三）分离,72,天药甾体和其皂苷类,