第八章  甾体及苷类
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第八章 甾体及苷类. Steroids and the Glycosides. 第八章 甾体及苷类 Steroids and the Glycosides. 第一节 概述. 甾体: 环戊烷骈多 氢菲的甾体母核. 一、天然甾类成分结构特点. 二、甾类呈色反应. 1. 醋酐 - 浓硫酸 ( Liebermann-Burchard ) 反应 样品 / 冰 HAc + 浓硫酸-醋酐( 1 : 20 )→黄→红→紫→蓝→绿→污绿,最后逐渐褪色。 2. 三氯醋酸( Rosenheim )反应 样品 / 氯仿 + 25% 三氯醋酸乙醇溶液→红至紫色。

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第八章 甾体及苷类

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第八章 甾体及苷类

Steroids and the Glycosides


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第八章 甾体及苷类

Steroids and the Glycosides

第一节概述

甾体:

环戊烷骈多

氢菲的甾体母核


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一、天然甾类成分结构特点


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二、甾类呈色反应

1.醋酐-浓硫酸(Liebermann-Burchard)反应样品/冰HAc + 浓硫酸-醋酐(1:20)→黄→红→紫→蓝→绿→污绿,最后逐渐褪色。

2.三氯醋酸(Rosenheim)反应

样品/氯仿 + 25%三氯醋酸乙醇溶液→红至紫色。

3.三氯化锑(或五氯化锑)反应

样品液/滤纸,喷20%SbCCl3(SbCCl5)60~70℃,样品呈现灰蓝、灰紫斑点。


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第二节 C21甾类

(C21-steroids)

C21甾(孕甾烷)类:

含有21个碳原子的甾体衍生物。

活性:抗炎、抗肿瘤、抗生育


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第三节 强心苷 (cardiac glycoside)

一、强心苷的定义与分布

1、强心苷:是生物界中存在一类对心脏具有显著生物活性的甾体苷类。

强心苷分布:玄参科、夹竹桃科较为普遍

,在百合科、萝摩科、十字花科、毛茛科、

豆科等科属


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二、强心苷的结构与分类

(一)苷元部分

1.强心苷元特点:

A/B、B/C、C/D环

顺: 反: 顺 稠合

C3、C14—β –OH(少数α-构型)

C17 —多β-不饱和内酯环

2.强心苷元的类型:


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(一)苷元部分

2.强心苷元的类型:

⑴强心甾烯(甲型强心苷元)

C17—五元不饱和内酯环

(△α、β-γ-内酯)

强心甾烯(23个C)


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(一)苷元部分

⑵海葱甾烯或蟾蜍甾烯

(乙型强心苷元)

(24个C)

C17—六元不饱和内酯环

(△α(β),γ(δ)-δ-内酯)


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二、强心苷的结构与分类

(二)糖元部分

三种:2,6-二去氧糖、6-去氧糖、α-羟基糖

(1)2,6-二去氧糖(多为3-O-甲基-去氧糖)

洋地黄毒糖L-夹竹桃糖D-加拿大麻糖


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二、强心苷的结构与分类

(二)糖元部分

(2)6-去氧糖

D-毛地黄糖 L-黄花夹竹桃糖 3-O-甲基-6-脱氧-D-

阿洛糖


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二、强心苷的结构与分类

(二)糖元部分

(3)α-羟基糖

β-D-葡萄糖


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二、强心苷的结构与分类

甲型强心苷 乙型强心苷


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三、强心苷的理化性质

(一)理化性质

1.性状与溶解度

无色结晶或无定形粉末,

旋光性,味苦,C17 -α-构型不苦

对粘膜有刺激性

原生苷亲水性强可溶于水、醇等溶剂

次生苷亲水性弱溶于EtOAc、含水氯仿

亲水性强弱与分子中羟基数目和位置有关


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三、强心苷的理化性质

(一)理化性质

2.强碱作用

强心苷 + KOH/H2O→开环,酸性下可逆

强心苷 + KOH/EtOH→开环,酸性不可逆

3.脱水反应

5β-OH (叔羟基)酸水解时易脱水

14β-OH(叔羟基)酸水解时易脱水


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三、强心苷的理化性质

(一)理化性质

4.形成缩醛(3-OH与10-CHO)


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三、强心苷的理化性质

(二)苷键的水解

1.酸催化水解

⑴温和的酸水解法:

条件:0.02~0.05mol/L盐酸或硫酸/含水醇

半小时至数小时加热回流,

特点 :

2-去氧糖间的苷键→ 苷元+ 2-去氧糖

Glc与2-去氧糖苷键 → 二糖或三糖


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三、强心苷的理化性质

(二)苷键的水解

1.酸催化水解

⑵强酸水解法:

条件:3~5%盐酸或硫酸/含水醇

时间延长、加压

特点 :

2-羟基糖等所有苷键均断键→

脱水苷元+单糖


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三、强心苷的理化性质

(二)苷键的水解

2. 酶催化水解

酶水解特点:专属性强

条件温和

强心苷中酶大多水解末端的羟基糖

如:紫花苷酶为β-D-葡萄糖苷酶

毒毛旋花子中有β-D-葡萄糖苷酶

毒毛旋花子双糖酶


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三、强心苷的理化性质

(三)显色反应1.不饱和五元内酯环反应


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(三)显色反应 2-去氧糖反应

1.FeCl3—冰HAc(Keller-Kiliani)反应

供试液水浴蒸干→冰HAc+FeCl3 → 浓硫酸

冰HAc层蓝色

界面处呈红棕色(随苷元不同而异)

游离2-去氧糖

2-去氧糖与苷元连接的苷 ——显色

2-去氧糖与葡萄糖相联

羟基糖连接的二糖、三糖 ——不反应


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三、强心苷的理化性质

(三)显色反应2-去氧糖反应

2.对-二甲氨基苯甲醛反应

强心苷液/滤纸→喷对-二甲氨基苯甲醛试剂

90℃加热30秒→灰红色

(只要有2-去氧糖均呈阳性)


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三、强心苷的理化性质

(三)显色反应2-去氧糖反应

3.沾吨氢醇反应

强心苷固体→沾吨氢醇试剂→水浴热3分→

红色(只要有2-去氧糖)

4.过碘酸反应

强心苷液/滤纸→喷过碘酸、硝基苯胺试剂

90℃热30秒→深黄→喷NaOH/MeOH →绿色


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四、强心苷的波谱特征

(一)紫外光谱

甲型强心苷元 乙型强心苷元

△α、β-γ-内酯 △α(β),γ(δ)-δ-内酯

λmax(nm)220 λmax(nm)295~300


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四、强心苷的波谱特征

(一)紫外光谱

△16(17)α(β)-γ-内酯

λmax(nm)270

△14(15),16(17),α(β)-δ-内酯

λmax(nm)330


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四、强心苷的波谱特征

△α、β-γ-内酯

λmax(nm)220

△8(9)14(15)

λmax(nm)244

苷元中孤立羟基: λmax(nm)300

吸收强度弱


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四、强心苷的波谱特征

(二)红外光谱—KBr压片

1 K

ν=

2π m

△α(β),γ(δ)-δ-内酯

νC=O 1720cm-1

△α、β-γ-内酯

νC=O 1750cm-1


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-γ-内酯 : νC=O 1780cm-1

△α、β-γ-内酯:

νC=O 1750cm-1

△α(β),γ(δ)-δ-内酯:

νC=O 1720cm-1


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四、强心苷的波谱特征

(二)红外光谱—溶剂测试

  • 甲型强心苷元△α、β-γ-内酯在1800-1700cm-1区有两个羰基吸收峰 。

  • 较低波数(强吸收):α,β不饱和C=O产生的正常峰;

    在极性溶剂中,吸收强度基本不变或略加强。

  • 较高波数(弱吸收):非正常吸收峰,它随溶剂极性增大而吸收强度减弱甚至消失。


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五. 强心苷的提取分离

注意的问题:

1. 共存物质:糖类、皂苷、色素、鞣质

2.原生苷水解问题

(一)提取对象与相应措施:

1. 原生苷:抑制酶的活性

⑴新鲜药材,采后低温速干

⑵直接沸水或60~70℃水提取

⑶70~80%乙醇或甲醇提取

(4)药材加中性盐如硫酸铵等,再提取


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五. 强心苷的提取分离

(一)提取对象与相应措施:

2. 次生苷:利用酶的活性

药材+水→25~40℃

发酵12h以上,醇提取


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(二)纯化

1.溶剂法:

种子药材:⑴脱脂,再醇提取

⑵醇提浓缩液,石油醚萃取油脂

(氯仿:甲醇)萃取苷

茎叶药材:去脂溶性色素的方法

醇提浓缩,冷置析胶(叶绿素析出胶状物

醇提浓缩,石油醚萃取色素

醇提浓缩,NaOH,叶绿素被皂化

醇提取液,活性炭脱色


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五. 强心苷的提取分离(二)纯化

2.铅盐法:

醋酸铅沉淀醇提取液中:酸、酚酸、皂苷类

强心苷易被沉淀吸附

3.吸附法:

活性炭短柱吸附:

醇提液中叶绿素等脂溶性色素

氧化铝短柱吸附:

醇提液中糖、水溶性色素、皂苷被吸附

强心苷易被沉淀吸附损失


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五. 强心苷的提取分离

(三)分离

1.两相溶剂萃取法:

依据上面溶解度如何进行萃取法分离

A、B、C?


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五. 强心苷的提取分离(三)分离

2.逆流分配法(CCD):

如:流动相:CHCl3 , 固定相:水

n=3 时, 得到3个流动相CHCl3(亲脂性成分)

3个固定相水相(亲水性成分


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五. 强心苷的提取分离

(三)分离

2.逆流分配法(CCD):

counter current distribution

分离因子β较小,简单萃取几次效果不佳

所以采取多次、连续的萃取分离过程。

例如:黄花夹竹桃苷A、B的分离

9次CCD

氯仿层6~7管:苷A

水层2~5管:苷B


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五. 强心苷的提取分离(三)分离

3.层析分离法:

吸附色谱:苷元、次级苷、单糖苷

分配色谱:弱亲脂性苷类

液滴逆流色谱(DCCC):

droplet counter current chromatography

高速逆流色谱(HSCCC):

High speed counter current chromatography

后二者克服固体载体的不可逆吸附、样品峰拖尾等弊端。


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第四节 甾体皂苷(steroidal saponins)

一、概述

1.甾体皂苷:螺甾烷类化合物衍生的寡糖苷

螺甾烷


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一、概述

2.分布:薯蓣科、百合科、菝葜科等

3.应用:苷元可合成激素类药物

皂苷扩冠、抗肿瘤、降血糖

如:地奥心血康胶囊(黄山药中甾体皂苷)

心脑舒通制剂(蒺藜中甾体皂苷)


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第四节 甾体皂苷

二、甾体皂苷的化学结构与实例

1.分类

螺甾烷醇类(spirostanols) (C25S )

异螺甾烷醇类 (isospirostanols) (C25R)

呋甾烷醇类(furostanols)

变形螺甾烷醇类(pseudo- spirostanols)


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二、甾体皂苷的化学结构与实例

螺甾烷醇类(C25S )


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二、甾体皂苷的化学结构与实例

异螺甾烷醇类 (C25R)


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二、甾体皂苷的化学结构与实例

呋甾烷醇类


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二、甾体皂苷的化学结构与实例

变形螺甾烷醇类


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第四节 甾体皂苷

二、甾体皂苷的化学结构与实例

1.结构特点:

⑴基本骨架: 27个C

6个环,A、B、C、D甾环,E、F螺环

⑵稠合方式:A/B、B/C、C/D

反(顺)、反、反

⑶取代基:C3(26)-OH(糖),C12=O,△

⑷手性碳: C20、 C22、C25


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三、甾体皂苷的理化性质

(一)性状与溶解性

苷元:易结晶,亲脂性强,易溶石油醚、氯仿

苷: MW大,不易结晶,无定形粉末

极性大,易溶于热水、稀醇、含水丁醇

(二)表面活性与溶血作用(类似三萜皂苷)

(呋甾烷皂苷不溶血、表面活性↓)

(三)沉淀反应

1.仅与碱式醋酸铅沉淀(可以与酸性皂苷分离)

2.与胆甾醇沉淀


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三、甾体皂苷的理化性质

(三)沉淀反应

2.与胆甾醇沉淀

⑴过程:EtOH

皂苷/ EtOH +甾醇 Et2O Et2O(甾醇 )

沉淀

皂苷

⑵对甾醇结构的要求:

C3-β-OH,A/B环反式或△5

⑶用途:用于皂苷的分离纯化

⑷呋甾烷醇类皂苷不反应 ,无溶血作用。

三萜皂苷与甾醇形成的复合物不及甾体皂苷稳定。


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三、甾体皂苷的理化性质

(四)呈色反应

1.醋酐-浓硫酸(Liebermann-Burchard)反应

样品/冰HAc + 浓硫酸-醋酐(1:20)

→黄→红→紫→绿→逐渐褪色(甾体皂苷)

→蓝→逐渐褪色(三萜皂苷)

所有的三萜与甾体均可呈色(胆甾醇、胆酸、强心苷、甾体皂苷、C21甾类、蟾毒类)


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三、甾体皂苷的理化性质

四、呈色反应

2.三氯醋酸(Rosenheim)反应

样品液/滤纸 + 25%CCl3COOH→

→ 加热60℃红~紫(甾体皂苷)

→ 加热100℃ 红~紫(三萜皂苷)

原因:?

3. Ehrlich反应

呋甾烷皂苷+HCl.对二甲氨基苯甲醛→红

螺甾烷皂苷+HCl.对二甲氨基苯甲醛→不显色

二者对茴香醛(A)试剂:黄色


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四、甾体皂苷元的波谱性质

1.紫外光谱

2. 红外光谱

(异)螺甾烷皂苷元4个特征峰位:

A B C D

980 920 900 860cm-1

25βF 987 921↑ 897 852cm-1

25αF 982 920 900 ↑ 866cm-1

此规律不适合F环含氧取代的甾体皂苷元


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四、甾体皂苷元的波谱性质

3. 质谱


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四、甾体皂苷元的波谱性质

4. 核磁共振氢谱(1H-NMR)

⑴高场区4个-CH3:

18-CH3 (s)19-CH3(s)

21-CH3(d)27-CH3(d)

薯蓣皂苷元

⑵27-α-CH3 (25R): △δCDCl3-C6D6 = 0.08~0.13ppm

27-β-CH3 (25S): △δCDCl3-C6D6 =-0.02 ppm


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五.甾体皂苷的提取分离

(一)甾体皂苷元的提取

1.醇提—酸水解—有机溶剂提取法

甲醇、乙醇提取皂苷

酸水解或其它方法水解

滤出水解物,氯仿提取

2.酸水解—有机溶剂提取法

原料+酸水→热水解→滤过→水洗药渣

→干燥→ 有机溶剂提取得甾体皂苷元

这是工业生产中常用的方法


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五.甾体皂苷的提取分离

(二)甾体皂苷元的分离

1.吉拉尔腙法:分离羰基皂苷元

吉拉尔试剂T或P(Girard T and P)

2.色谱法

吸附色谱法分离——皂苷元

吸附剂:氧化铝或硅胶

洗脱剂:苯-氯仿、苯-甲醇、氯仿-甲醇

可依次得到极性由小到大的皂苷元


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五.甾体皂苷的提取分离

(三)甾体皂苷的提取

1.皂苷的提取通法(正丁醇萃取法)

2.温水(稀醇)提取—大孔吸附树脂法

温水或醇提取、浓缩后

经大孔树脂柱

水、不同浓度乙醇洗脱

收集醇洗脱液将得到总皂苷。

3.上述1.2法结合

即先正丁醇萃取法,再大孔吸附树脂法


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