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1、天然药物化学第八章甾体现在学习的是第1页，共42页第一节第一节 概述概述n n甾甾体体化化合合物物是是天天然然广广泛泛存存在在的的一一类类化化学学成成分分，种种类类很很多多，包包括括动动植植物物甾甾醇醇（也也称称固固醇醇）、胆胆酸酸、维维生生素素D 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。n n甾体母核甾体母核-环戊烷骈多氢菲环戊烷骈多氢菲。n n应应用用: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。现在学习的是第2页，共42页一、甾体的定义n n又名类固醇化合物类固醇化合物（steroidssteroids），
2、），因其结构中都具有因其结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核.n n19361936年给这类化合物提出一个总称年给这类化合物提出一个总称“甾体化合物甾体化合物”，“甾”字很形象化地表示了这类化合物的骨架，即在含有四即在含有四个稠合环个稠合环“田田”字上面连有三个支链字上面连有三个支链“”。C10C10、C13C13上各有一个甲基，称为角甲基。C17位有侧链。现在学习的是第3页，共42页二、研究进展n n1903-1932年，甾醇及胆酸的研究阐明了甾体的碳架的研究阐明了甾体的碳架结构。结构。n n1928-1960年，动物激素动物激素的发现和工业生产。的发现和工业生产。n n1960-801960-
3、80年代末，年代末，避孕药物避孕药物的合成及其应用与的合成及其应用与昆虫激素昆虫激素的发现。的发现。现在学习的是第4页，共42页三、基本结构和分类n n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。现在学习的是第5页，共42页分类分类C C1717 侧链侧链A/BA/BB/CB/CC/DC/DC C2121 甾类甾类羟甲基衍生物羟甲基衍生物反反反反顺顺强心苷类强心苷类不饱和内酯环不饱和内酯环顺、反顺、反反反反反甾体皂苷类甾体皂苷类含氧螺杂环含氧螺杂环 顺、反顺、反反反反反植物甾醇植物甾醇脂肪烃脂肪烃顺、反顺、反反反反
4、反昆虫变态激素昆虫变态激素脂肪烃脂肪烃 顺顺反反反反胆酸类胆酸类戊酸戊酸顺顺反反反反现在学习的是第6页，共42页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）现在学习的是第7页，共42页 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。四、立体化学现在学习的是第8页，共42页1.母核的构型：n n甾体化合物的四个环之间，每两个环以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，
5、也可以是反式的。反式的。n nA/B环有顺式环有顺式(5-(5-H)H)或反式或反式(5-(5-H)H)稠和。稠和。n nB/CB/C环是反式稠和（环是反式稠和（8-8-H/9-H)H/9-H)。n nC/DC/D环有顺式(14-H)H)或或 反式稠和反式稠和(14-(14-H)H)。现在学习的是第9页，共42页2.取代基的构型：n n天然甾类成分C10、C13、C17侧链大多为-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-CHC3-OH,C10-CH3 顺式:型（实线表示）型（实线表示）C3OH,C10-CHC3OH
6、,C10-CH3 反式:型或型或epi(epi(表)型 （虚线表示）现在学习的是第10页，共42页五、甾类成分的颜色反应n n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。n n1.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。现在学习的是第11页，共42页n n2.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。n n3.三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
7、（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。现在学习的是第12页，共42页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强心苷类的区别毛地黄毒苷类：黄色羟基毛地黄毒苷类：兰色异羟基毛地黄毒苷类：灰黄色现在学习的是第13页，共42页 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
8、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：胆甾醇（cholesterol）三氯化锑反应黄红色3，3双（2，4）胆甾二烯3，5-胆甾二烯现在学习的是第14页，共42页第二节 甾体化合物一、C21甾体化合物（一）定义n nC21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。现在学习的是第15页，共42页现在学习的是第16页，共42页（二）存在形式n n C21甾类在植物体中除游离存在外，可与糖结合成苷
9、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。现在学习的是第17页，共42页 1C21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。举例: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。现在学习的是第18页，共42页 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。现在学习的是第19页，共42页（三）结构特点n
10、A/B反；B/CB/C反；反；C/DC/D顺。顺。n nC C5 5、C C6 6位大多有双键；C C20位可能有羰基；位可能有羰基；C C17位上的侧链多为 构型。构型。nC3、C C8、C1212、C C14、C C17、C20等位置可能有等位置可能有OHOH；C C21位可能有OH。nC1111、C C12羟基可能和醋酸、苯甲酸、桂皮酸等结合成酯。n nC C3OHOH有时和糖缩合成苷类存在。有时和糖缩合成苷类存在。现在学习的是第20页，共42页（四）结构类型（四）结构类型 现在学习的是第21页，共42页现在学习的是第22页，共42页1共性:大都是结晶形化合物；一般亲脂性较强（分子中往往
11、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。二理化性质现在学习的是第23页，共42页2具甾体化合物的颜色反应。由于由于C21甾苷类分子中甾苷类分子中2-2-去氧糖去氧糖的存在，故存在的存在，故存在Kellerkiliani 颜色反应（颜色反应（强心苷类颜色反应强心苷类颜色反应）C C21甾苷类溶于含少量甾苷类溶于含少量FeFe3+3+(Fecl(Fecl3 3或或FeFe2 2(SO4)(SO4)3 3)的冰醋酸，沿管壁滴加浓的冰醋酸，沿管壁滴加浓H H2 2SO4 4界面及醋酸层颜色变化（蓝、蓝绿色）苷元不同而不同现在学习的是第24页，共42页第三节 强心
12、苷类（侧链为不饱和内酯环）一、概述n n强心苷（cardiac glycosides）是存在于植物中具强心作用的甾体苷类化合物，在十几科的几百种植物中含有该类化合物，尤其在玄参科和夹竹桃可植物中最多。n n主要用以治疗充血性心力衰竭及节律障碍等心脏疾患,如西地兰、地高辛、毛地黄毒苷等。现在学习的是第25页，共42页异羟基毛地黄毒苷（狄高辛，Digoxin):现在学习的是第26页，共42页现在学习的是第27页，共42页二、化学结构n n强心苷的结构比较复杂，是由强心苷元与糖两部分构成的。n n按甾类化合物的命名，分甲、乙型。甲型：以强心甾为母核命名，例如毛地黄毒苷元 乙型：以海葱甾（或蟾酥甾）为
13、母核命名，例如海葱苷元现在学习的是第28页，共42页三、理化性质1、性质n n性状性状: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n n内酯环内酯环:遇碱开环,遇酸环合.n n双键：双键：氧化得羰基化合物。n n叔羟基：叔羟基：脱水得次生脱水苷元。n n异构化等其他异构化等其他现在学习的是第29页，共42页2、苷键的水解A、酸催化水解 温和的酸水解：可水解去氧糖的苷键 强酸水解：可水解2-羟基糖的苷键 盐酸丙酮法：可生成苷元丙酮化物B、酶催化水解 有一定的选择性 乙型强心苷较甲型易被酶水解现在学习的是第30页，共42页3、显色反应 强心
14、苷除甾体母核所产生的显色反应外，因结构中含有不饱和内酯环和2-去氧糖而产生显色反应。n n由于不饱和内酯环产生的反应：区别甲、乙型强心苷，原理是活性次甲基反应。n n由于2-去氧糖产生的反应：见P326-327现在学习的是第31页，共42页与强心苷有关的一些鉴别方法1 1、甲型强心苷的不饱和五元内酯环甲型强心苷的不饱和五元内酯环，在碱性溶液中，在碱性溶液中，双键转位可产生活性次甲基，可与双键转位可产生活性次甲基，可与LegalshLegalshLegalshLegalsh试剂、KeddeKeddeKeddeKedde试剂试剂等发生显色反应；等发生显色反应；2 2、基于、基于2 2去氧糖的显色反
15、应：可用可用Keller-Keller-KilianiKiliani试剂试剂试剂试剂鉴别，显蓝绿色。鉴别，显蓝绿色。3 3、UVUVUVUV法法：n n不饱和五元内酯环在不饱和五元内酯环在220nm220nm220nm220nm处处n n不饱和六元内酯环在不饱和六元内酯环在300nm300nm300nm300nm处有最大吸收；处有最大吸收；4 4 4 4、IRIRIRIR法：法：在在17001700170017001800cm-11800cm-1都有两个强吸收峰，但不都有两个强吸收峰，但不饱和六元内酯环的，向低移饱和六元内酯环的，向低移40cm40cm 1 1。现在学习的是第32页，共42页4
16、、强心苷的提取分离提取分离溶剂法铅盐法吸附法液-液萃取法逆流分配法色谱法示例：自学P333的毛地黄毒苷的提取分离现在学习的是第33页，共42页第四节 甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环）n n甾体皂苷（Steroidal saponinsSteroidal saponins）是一类由螺烷甾（Spi-rostanesSpi-rostanes）类化合物与糖结合的苷，主要分布在薯蓣科、百合科、玄参科、菝契科、龙舌兰等科植物中。n n地奥心血康胶囊现在学习的是第34页，共42页一、结构类型 根据C25C25的构型和F F环的状态，分为四类n n1 1、螺甾烷醇类（Spirostanols）:C25C25为S
17、 S构型n n2、异螺甾烷醇类（Isospirostanols）:C25:C25为R R构型n n3、呋甾烷醇类（furostanols）:F:F环为开链式n n4、变形螺甾烷醇类（pseudo-spirostanols）：F F环四氢呋喃环现在学习的是第35页，共42页1 1、螺甾烷类（Spirostanes）:现在学习的是第36页，共42页2、螺甾烷醇类（Spirostanols）:C25为S构型现在学习的是第37页，共42页3、异螺甾烷醇类（Isospirostanols）C25为R构型现在学习的是第38页，共42页4、呋甾烷醇类（furostanols）:F环为开链式现在学习的是第39
18、页，共42页5、变形螺甾烷醇类（pseudo-spirostanols）：F环四氢呋喃环现在学习的是第40页，共42页二、甾体皂苷的理化性质1、甾体皂苷元具亲脂性，多有较好晶型；2、甾体皂苷水溶性大；3、表面活性与溶血作用与三萜皂苷类似，但F F环开裂的甾体皂苷往往不具溶血作用，表面活性也降低；4、甾体皂苷与甾醇可形成分子复合物，可用于鉴定和纯化目的；5、甾体皂苷与醋酐硫酸试剂反应，最后显绿色（三萜皂苷与醋酐硫酸试剂反应，最后显红色）现在学习的是第41页，共42页三、提取分离与结构鉴定n n甾体皂苷的提取分离与三萜皂苷相似n n自学“薯蓣皂苷元的提取分离方法”n n自学“中药薤白中有效成分薤白苷的提取分离与结构鉴定”现在学习的是第42页，共42页