甾體類化合物含甾體皂苷和強心苷分析解析

1、第7章 甾體化合物 一、概述 二、甾體化合物的性質(zhì) 三、代表性甾體化合物 四、甾體皂苷 五、強心苷,一、甾體化合物的結構與命名 甾體化合物在生命活動中起調(diào)節(jié)和控制作用。例性激素調(diào)節(jié)性功能及調(diào)節(jié)生育，皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)水鹽代謝及糖的平衡。甾體化合物主要有膽甾醇，膽汁酸，性激素，腎上腺皮質(zhì)激素，甾體生物堿等。,1.甾體化合物的結構 甾體化合物基本母核(結構)為環(huán)戊稠多氫化菲，一般

2、含有三個支鏈，其中R1、R2常為甲基，R3因化合物不同而異。,環(huán)戊稠多氫化菲,甾體化合物的立體構型主要有兩大類，分別稱為膽甾烷系和糞甾烷系。,膽甾烷系(別系),A,B環(huán)反式(5α系) A,B環(huán)aa型連接,糞甾烷系 (正系),A,B環(huán)順式(5β系) A,B環(huán)ae型連接,18及19位上的甲基稱角甲基，在環(huán)平面上方(或前方)的角甲基稱β-角甲基，在環(huán)平面下方(或后方)的甲

3、基稱α-角甲基。天然存在的甾體化合物中都是β-角甲基，其它基團根據(jù)其在環(huán)平面前方還是在環(huán)平面的的后方，用β-或α-表示。,兩個甾體化合物：(1) 黃體酮： 分子式為C21H30O2，學名為4-孕甾烯-3,20-二酮，具有保胎作用，可從膽固醇來合成。,(2) 氫化可的松 分子式為C21H30O5 ，又稱皮質(zhì)醇。具生理活性，主要用于治療皮炎和風濕性關節(jié)炎，C11上-OH是β-式，C17上-OH是α-式 即11β,17α

4、,21-三羥基-4-孕甾烯-3,20-二酮。,與氫化可的松相似結構的另一化合物，無生理作用，與氫化可的松的差異是C11上-OH是α-式。 (11α-羥基，17α-羥基),2.甾體化合物命名 結合IUPAC命名法與中文特點，一些母體化合物的名稱表述如下：,(1) 雄(甾)烷(Androstane),(2) 雌(甾)烷(Estrane),(3) 孕(甾)烷(Pregnane)：,(6) 豆甾烷(Stigmastane),,(4) 膽

5、甾烷(Cholestane),(5) 麥角甾烷(Ergostane),例：,17α-羥基-4-孕甾烯-3,20-二酮,5,7,22-麥角甾三烯-3β-醇,3β-羥基-5 α-膽甾-6-酮,6β-溴-5β-孕甾-7,20-二酮,二、甾體化合物的一些反應與構象的關系 甾體化合物的反應過程、速度和構象有關，膽甾烷與糞甾烷的構象如下所示。5α-膽甾烷構象，A,B環(huán)反式，天然界甾體C3上-OH絕大多數(shù)為β-式(e鍵OH)，C17上R為β-

6、式，4~5、5~6位雙鍵易反應。5β-糞甾烷構象，A,B環(huán)順式，C3上α-位穩(wěn)定，α-OH多(e鍵OH)。,5α-膽甾烷構象：,5β-糞甾烷構象：,1.甾醇和堿作用,5α-膽甾烷-3β-醇(e鍵) 5α-膽甾烷-3α-醇(a鍵),(90%),(10%),(10%),(90%),膽甾烷中羥基在e鍵上比a鍵上穩(wěn)定，因此含量較高，而糞甾烷的情形正好相反。,2.甾醇的酯化反應,規(guī)律： e鍵上的-OH易和

7、-COOH酯化，與a鍵上-OH相比可達98%以上。,3β-OH(e鍵)與氯甲酸乙酯的反應產(chǎn)物占絕大多數(shù)，C5-OH與C6-OH(a鍵)幾乎不反應。,3.水解反應 規(guī)律：在e鍵上的酰氧基酯水解速度比在a鍵上快許多倍。膽甾醇3β式快；糞甾醇3α式快。,膽甾醇系：,糞甾醇的情形與膽甾醇相反。,多 少,4.鹵化反應 常用PBr3，PCl5作鹵化劑。鹵化過程中易發(fā)生構型轉(zhuǎn)化(SN2)，也有構型不

8、變產(chǎn)物(e鍵上引入鹵素)。例下列過程引入鹵素構型不變。,5.消去反應 消去反應的結果是脫去一些象H2O一樣的小分子而生成雙鍵產(chǎn)物。 當兩個被消去基團處在反式雙豎鍵(雙a鍵)容易發(fā)生消去反應；反式雙e鍵或順式雙豎鍵都不易消去。,2-烯鍵化合物,3-次甲基衍生物,由于2-烯鍵化合物存在超共軛(σ-π共軛) 效應，而3-次甲基衍生物為端位烯，內(nèi)能高，因此穩(wěn)定性為2-烯鍵化合物大于3-次甲基衍生物。,6.加成反應 例如膽甾醇的加

9、成反應，因為C18，C19角甲基都是β-型，所以雙鍵加成時從位阻較小的α-面向雙鍵進攻，分別得到膽甾-3β,5α,6α-三醇與5α,6α-二溴膽甾-3β-醇。,5α,6α-二羥基產(chǎn)物,順式加成產(chǎn)物,5α,6β-二溴產(chǎn)物(反式加成產(chǎn)物),雙鍵加溴過程：,兩個溴都在a鍵上,不穩(wěn)定，易發(fā)生消去反應,糞甾烷系二溴產(chǎn)物，較穩(wěn)定，兩個溴在e鍵上，但OH在a 鍵上,7.羰基加成-消去反應,8.氧化反應 常用鉻酸、HOBr等氧化劑氧化羥基。氧化

10、規(guī)律：OH處在a鍵上易氧化。甾醇羥基被氧化活性次序從易到難排列如下： 11β-OH>>2β-OH>3α-OH>2α(3β)-OH (a鍵) (a鍵) (a鍵) (e鍵) 100 20 3.0 1.3(1.0) 氧化相對速率 Grimmer在1960年用鉻酸氧

11、化各種甾醇得不同速率，以測定甾體化合物碳環(huán)上羥基位置和取向，此為一種有效的分析方法。,雙鍵氧化斷裂常用高錳酸鉀、臭氧化鋅粉水解。,,9.還原反應羰基還原時常用還原劑LiAlH4、NaBH4等，例：,三、代表性甾體化合物 1.甾醇 甾醇是脂肪不能被皂化部分分離得到的飽和或不飽和的第二級醇(仲醇)，無色結晶，幾乎不溶于水，但易溶于有機溶劑。甾醇在C3上-OH都是β-型，在天然界中以游離醇或高級脂肪酸酯形式存在。 主要有三

12、大類： (1) 動物甾醇 動物體內(nèi) (2) 微生物甾醇 酵母菌，霉菌 (3) 植物甾醇 植物體內(nèi),甾醇基本母核：,多數(shù)甾醇C5，C6之間有雙鍵，重要的幾種甾醇見表7-1。 例：膽甾醇，雙鍵位置在5位；麥角甾醇 ，雙鍵位置在5,7,22 位。,(1) 膽甾醇 分子式為C27H46O，俗稱膽固醇，是一種白色結晶，m.p. 149℃，λmax=220nm。1775

13、年由Conrud發(fā)現(xiàn)，是最重要的動物甾醇，動物所有細胞組織內(nèi)，中樞神經(jīng)細胞內(nèi)及皮脂與腎臟內(nèi)特多，在成人體內(nèi)，大約含240克。含膽固醇較高食物有豬油、黃油、動物內(nèi)臟、鵪鶉蛋、墨魚、魷魚籽等。膽固醇易吸收，其酯不被吸收，并受植物甾醇抑制。食物膽甾醇吸收率1/3。 膽固醇在老年人體內(nèi)過高是有害的，可引起高血壓、冠心病、膽結石、動脈硬化等疾病。但在人體內(nèi)并不是越低越好，應將膽固醇保持在一個合理的水平上。,膽固醇對人體健康至關重要：

14、 首先，膽固醇是人體組織結構、生命活動及新陳代謝中必不可少的一種物質(zhì)，它參與細胞與細胞膜的構成； 其次，人體的免疫力，只有在膽固醇的協(xié)作下，才能完成其防御感染、自我穩(wěn)定和免疫監(jiān)視三大功能； 第三，膽固醇是腎上腺皮質(zhì)激素、性激素等的基本原料。如果體內(nèi)膽固醇過低，會造成機體功能紊亂，免疫功能下降，精神狀態(tài)不穩(wěn)定，血管壁變脆，腦溢血的危險增加等。 因此在防治心腦血管疾病時，應進行綜合“治理”，并將膽固醇保持在一個合

15、理的水平上 。,膽甾醇細胞內(nèi)合成過程：(1) 乙酰輔酶-A經(jīng)縮合、水解、輔酶NADPH還原生成(R)-3-甲基-3,5-二羥基戊酸(MVA)。,乙酰輔酶-A MVA,(2) MVA經(jīng)多步轉(zhuǎn)變成角鯊烯(squalene) (甾體化合物母體合成的前體)。,單萜焦磷酸酯,(3) 角鯊烯氧化得2,3-角鯊烯環(huán)氧化物，經(jīng)酶催化環(huán)化聚合，重排甲基與脫去H+得羊毛

16、甾醇，再經(jīng)一系列酶催化反應，最后得到膽甾醇。,羊毛甾醇 膽固醇,思考：如何將膽甾醇轉(zhuǎn)變成(A). 5α-膽甾-3-酮 (B). 5α-膽甾-3β,6α-二醇,膽甾醇用途之一是用來代替薯蕷皂素作原料合成甾體激素。例膽甾醇通過微生物轉(zhuǎn)變成雌酮、A.D.D.等，用A.D.D.可制造蛋白質(zhì)同化激素、雄激素、雌激素、利尿激素、牛肉肥育激素、

17、抗癌劑等。,1,4-雄甾二烯-3,7-二酮,(androsta-1,4-diene-3,17-dione),膽甾醇在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成維生素D3，膽酸，皮質(zhì)激素等。,(2) 麥角甾醇 分子式為C28H44O，白色片狀或針狀結晶，m.p.=165℃， [α] = -130°，λmax=282nm。不溶于水，溶于熱乙醇和乙醚。存在于酵母菌、麥角菌、霉菌中，在空氣中極不穩(wěn)定，一般保存于植物油中。,分子中有三個雙鍵，抗氧化能力強，生理

18、活性大可作為合成甾體激素和藥物的原料，例：,維生素D2,2.甾體皂素 甾體皂素是一類C-27甾體化合物，主要存在于苜蓿、大豆、綠豆、燕麥、蠶豆、碗豆、茄子、菠菜、花、，莧菜、四季豆、大蒜、人參、甘草、茶葉中，其中：苜蓿、大豆、碗豆、花生中含量高。例： 薯蕷皂素：,劍麻皂素：,甾體皂素和水形成親水膠體，有強的表面活性，能形成穩(wěn)定的泡沫，又能起乳化作用，用于充碳酸氣飲料。甾體皂素和糖組成皂苷，天然物可用于飲料，啤酒等的起泡劑

19、，較溫和；也可作洗滌劑；是合成性激素、賢上腺皮質(zhì)激素等藥物的重要原料。 皂素測定方法：植物原料在索氏提取器中用丙酮或乙醚除去脂肪，甲醇萃取得粗提液，再薄層色譜(TLC)測定。,3.甾體激素 甾體激素結構上的特點是C17上沒有長的碳鏈，主要有性激素與腎上腺皮質(zhì)激素。是一類維持生命、保持正常生活、促進性器官發(fā)育、維持生殖的重要生物活性物質(zhì)，不僅能治療多種疾病，而且也是計劃生育及產(chǎn)生免疫抑制等方面不可缺少的藥物。 (1) 性

20、激素 性腺(睪丸或卵巢)的分泌物，有雄性激素，雌性激素，妊娠激素三種。生理作用很強，很少量就能產(chǎn)生極大的影響。,① 睪丸酮 分子式為C19H28O2，學名為17β-羥基-4-雄甾烯-3-酮，針狀結晶，m.p.=155℃，[α]=+209°(c=4，乙醇)，不溶于水，溶于乙醇、醚和其溶劑，在人體內(nèi)不穩(wěn)定。,睪丸酮,② 甲基睪丸酮 分子式C20H30O2，學名17β-羥基-17α-甲基-4-雄甾烯-3-酮，

21、白色晶體，m.p.=162~167℃，[α]=+81°(1%乙醇)，空氣中穩(wěn)定，受光易變化。在人體內(nèi)可合成ADD。,甲基睪丸酮,④ 雌酮 分子式為C18H22O2，學名3-羥基-1,3,5-雌三烯-17-酮。,③ 丙酸睪丸酮 丙酸睪丸酮分子式為C22H32O3，學名為17β-羥基-4-雄甾烯-3-酮丙酸酯，簡稱丙睪酮。白色結晶或結晶性粉末，m.p. 118~123℃，[α] +88°(c=1，乙醇)。

22、不溶于水，略溶于植物油中，易溶于氯仿、乙醇、乙醚等溶劑。,⑤ 苯甲酸雌二醇 分子式為C25H27O3，學名3,17β-二羥基-1,3,5(10)-雌三烯-3-苯甲酸酯。白色結晶，m.p. 191~196℃，[α] +60° (c=1，二氧六環(huán))。不溶于水，略溶于丙酮，微溶于、乙醇或植物油中。進入體內(nèi)水解成雌二醇起作用，雌二醇強度為雌酮的10倍。,⑥ 孕(甾)酮 又稱黃體酮，分子式C21H30O2，學名為4-孕甾烯

23、-3, 20-二酮。白色或微黃色結晶或粉末，m.p.=127~131℃，[α]=+195°(c=0.5，乙醇)。不溶于水，溶于丙酮、二氧六環(huán)和濃硫酸。孕酮有抑制排卵、停止月經(jīng)、抑制動情并使受精卵在子宮中發(fā)育等生理作用。醫(yī)藥上用于防止流產(chǎn)。,妊娠激素有抑制排卵、防止再孕的作用，可作避孕藥，但孕酮口服需要很大的劑量。科學家把結構改造成炔諾酮，極大地提高了效果，且和雌性激素配合使用，效果更佳。它們的結構如下：,炔諾酮(起妊娠激素的

24、作用),炔雌二醇 (起雌性激素作用),(2) 腎上腺皮質(zhì)激素 腎上腺皮質(zhì)激素是產(chǎn)生于腎上腺皮質(zhì)部分的一類激素?，F(xiàn)已由腎上腺皮質(zhì)部分分離出30種甾體化合物，其中有幾種具有激素的性質(zhì)，如皮質(zhì)甾酮、皮質(zhì)酮、11-去氧皮質(zhì)甾酮、皮質(zhì)醇等。它們在結構上有些類似，在C17上都有-COCH2OH基團，C3為酮基，C4~C5間為雙鍵,① 皮質(zhì)醇 又稱氫化可的松，學名11β,17α,21-三羥基-4-孕烯-3,20-二酮。,② 皮質(zhì)酮

25、 皮質(zhì)酮又稱可的松，學名17α,21-二羥基-4-孕烯-3,11,20-三酮。 m.p.=220~224℃，[α]=+209°。,③ 皮質(zhì)甾酮 學名為11β,21-二羥基-4-孕烯-3,20-二酮。,④ 11-去氧皮質(zhì)甾酮 學名為21-羥基-4-孕烯-3,20-二酮。,腎上腺皮質(zhì)激素對糖、蛋白質(zhì)、脂肪的代謝和無機鹽(Na+、K+鹽)代謝有顯著影響，但更重要的是發(fā)現(xiàn)可的松、氫化可的松可治療治療類風濕關節(jié)炎，

26、還可治療支氣管哮喘、皮膚炎癥、過敏等作用，是一類重要藥物。由于天然提取數(shù)量有限，而且比較困難，現(xiàn)已改用工業(yè)合成的方法制造，可由薯芋皂素、膽汁酸等為原料制得，并且還合成了療效更好、副作用小的腎上腺皮質(zhì)激素，如6α-氟-1-去氫皮質(zhì)醇等 。,6α-氟-1-去氫皮質(zhì)醇(6α-氟-11β,17α,21-三羥基-1,4-孕二烯-3,20-二酮),思考：用簡單化學方法區(qū)別下列化合物： A.膽甾醇 B. 雌二醇 C.睪丸酮 D.

27、孕甾酮,甾體皂苷元:27個碳原子，含6個環(huán),C22是螺原子，E、F環(huán)以螺縮酮形式連接。,螺旋甾烷,異螺旋甾烷(絕對構型為D型),常見的甾體皂苷元如劍麻皂苷元是螺旋甾烷醇型衍生物；薯蕷皂苷元屬異螺旋甾烷醇型衍生物。,劍麻皂苷元：,薯蕷皂苷元：,三萜皂苷的皂苷元是三萜類衍生物，其基本骨架由6個異戊二烯單位、30個碳原子組成。,根據(jù)皂苷元的結構，三萜皂苷可分為四環(huán)三萜皂苷和五環(huán)三萜皂苷兩大類。,2.皂苷的理化性質(zhì),用發(fā)泡實驗可以初步判斷皂

28、苷的有無及區(qū)別三萜皂苷與甾體皂苷。,(3)溶血性,皂苷有使血液中的紅細胞破裂的作用，因此在制備皂苷中藥靜脈注射液時須做溶血試驗。 溶血指數(shù):皂苷定量的指標. 溶血指數(shù):是指皂苷對同一動物來源的紅細胞稀懸浮液，在同一的等滲條件、緩沖條件及恒溫下造成完全溶血的最低濃度。,(4)皂苷的水解,一次完成水解，生成皂苷元及糖.分步水解，即部分糖先被水解，或雙糖鏈皂苷中水解一條鏈形成次生苷或前皂苷元。,兩種方式,劇烈水解方法：2～4mol/

29、L無機酸。 劇烈水解過程中皂苷會發(fā)生脫水、環(huán)合、雙鍵位移、取代基移位、構型轉(zhuǎn)化等變化，導致水解產(chǎn)物不是原始皂苷元。如人參皂苷的酸水解得到的苷元是C-20位為R構型的人參二醇或人參三醇，而實際應是四環(huán)三萜類20(S)-原人參二醇或20(S)-原人參三醇。從而造成研究工作的復雜化，有時甚至會得出錯誤的結論。,溫和的水解方法：Smith氧化降解法、酶解法、土壤微生物培養(yǎng)法或光解法等。,例：李伯曼(Liebermann)反應：將樣品溶于

30、乙酐中，加入濃硫酸1滴，呈黃色一紅色一藍色一紫色一綠色等變化，最后褪色。,另：醋酐一濃硫酸反應； 氯仿一濃硫酸反應； 三氯醋酸反應； 五氯化銻反應； 芳香醛一硫酸或高氯酸反應,3.皂苷的提取與分離,,(1) 皂苷元的提取,注意：皂苷元易發(fā)生脫水、環(huán)合、雙鍵移位、取代基移位、構型轉(zhuǎn)化等變化，應避免劇烈的酸水解。,含羰基的皂苷元分離：,(2) 皂苷的精制和分離,特點:簡便，但往往分離不夠完

31、全，難以獲得純品。,A.分段沉淀法,B.膽甾醇沉淀法,C.色譜分離法,a.吸附色譜法:吸附劑常用硅膠和反相硅膠，洗脫劑一般采用混含溶劑。,b.分配色譜法：多用低活性的氧化鋁或硅膠作吸附劑，以不同比例的氯仿-甲醇-水或其他極性較大的有機溶劑進行梯度洗脫。,c.高效液相色譜法：一般用反相色譜柱進行分離,以甲醇-水或乙腈-水系統(tǒng)為流動相分離和純化。,d.大孔吸附樹脂法：適用于甾體或三萜皂苷類成分的初步分離。然后結合硅膠柱色譜或高效液相色譜法進

32、一步分離純化，得到單體皂苷類成分。,4.皂苷的結構鑒定,270～275nm吸收峰：具有E、F螺環(huán)縮酮結構；350nm吸收峰：C-12位上帶有羰基的甾體皂苷元；235nm吸收峰：C-2位、C-3位上均有羥基，且C-5位、C-6位有雙鍵的皂苷元?？捎糜阽摅w皂苷元的定性定量測定。,(1) 紫外光譜,甾體皂苷元近紫外區(qū)無明顯的吸收峰。,甾體皂苷元 產(chǎn)生共軛體系 明顯的吸收峰,,,H2SO4,(2) 紅外光譜,A.區(qū)別C-25

33、的立體異構體;,B.判斷C-11位或C-12位的羰基是否成共軛體系。非共軛體系羰基:1751~1705cm-1一個吸收峰 共軛體系羰基:1697~1693cm-1和1605~1600cm-1二個吸收峰,C.有雙鍵的甾體皂苷元：除在1580~1680cm-1 有紅外吸收峰外，在3070~3085cm-1和680~690cm-1處可見較弱的吸收峰。,(3) 1H-NMR譜,甾體皂苷元：高場區(qū)有4個甲基氫：18-CH3、19- CH3均為單峰

34、，21-CH3、27- CH3均為雙峰。C-16位、C-26位上的氫處于較低場。,27- CH3的化學位移：α-取向(平伏鍵，25R型，D系)比β-取向(直立鍵，25S型，L系)處于較高處。,三萜皂苷元：高場區(qū)出現(xiàn)甲基信號，δ0.18~1.5 左右出現(xiàn)堆積成山的亞甲基信號；低場區(qū)出現(xiàn)一些受雙鍵、羰基或羥基影響的特征氫信號。,(4) 質(zhì)譜,甾體皂苷元：質(zhì)譜對結構測定非常有用,主要是由于來源E環(huán)和F環(huán)的碎片離子在質(zhì)譜中很有特征。質(zhì)譜中均出

35、現(xiàn)一很強的m/z 139基峰和中等強度的m/z 155碎片峰及一個很弱的m/z 126輔助離子峰，這些峰均來自E環(huán)和F環(huán)部分。三萜皂苷:齊墩果-12-烯類及熊果-12-烯類五環(huán)三萜，因其在C-12位和C-13位間有一雙鍵，具有環(huán)己烯結構，很易發(fā)生RDA裂解，將分子分為兩大碎片。,五、強心苷,1. 強心苷的結構分類,化學結構：由強心苷元和糖縮合而成的一類苷。強心苷元均屬甾體衍生物。 結構特征:甾體母核的C-17位上均連接一個不飽和內(nèi)

36、酯環(huán)。,根據(jù)甾體母核的C-17位上不飽和內(nèi)酯環(huán)的不同，可將強心苷元分為：,(1) 強心甾烯類或稱甲型強心苷元,(2) 蟾蜍甾烯類或稱海蔥甾二烯類或乙型強心苷元,(1) 強心甾烯類或稱甲型強心苷元,C-17位上連接的是五元不飽和內(nèi)酯環(huán)即△αβ-γ-內(nèi)酯，故甲型強心苷元共由23個碳原子組成。,(2) 蟾蜍甾烯類或稱海蔥甾二烯類或乙型強心苷元,甾體母核部分的C-17位上連接的六元不飽和內(nèi)酯環(huán)即△αβ,γδ -雙烯-δ-內(nèi)酯，故乙型強心苷元共由

37、24個碳原子組成。,2.強心苷的理化性質(zhì),強心苷多為無色晶體或無定形粉末，中性物質(zhì)，有旋光性。味苦，C-17側(cè)鏈α-構型的味不苦，但無療效。,(1)溶解性,強心苷一般可溶于水、甲醇、丙酮等極性溶劑，難溶于乙醚、苯、石油醚等非極性溶劑。與皂苷類化合物相似，結構中的糖基的數(shù)量和苷元中羥基等極性基團的數(shù)量的多少及位置，決定了化合物的溶解性，使各個強心苷的溶解性差別較大。一般羥基數(shù)量多，有利于同極性溶劑生成更多的分子間氫鍵而增加溶解度。,(2)

38、水解反應,強心苷的苷鍵：酸、酶水酸。酸水解方法包括溫和的酸水解、強烈的酸水解(注意反應條件)。,苷元結構中的不飽和內(nèi)酯環(huán)：堿水解,①溫和的酸水解,主要針對2-去氧糖與苷元形成的苷鍵。因苷元和2-去氧糖之間的苷鍵及兩個2-去氧糖之間的苷鍵極易被酸水解，對苷元影響小，不致引起脫水反應，但是2-羥基糖(如葡萄糖)和2-去氧糖之間的苷鍵在此條件下不易斷裂，因此水解產(chǎn)物中常得到二糖或三糖。,方法：用稀酸(0.02～0.05mol/L的鹽酸或硫酸)

39、在含水醇中經(jīng)短時間(半小時至數(shù)小時)加熱回流，可使強心苷水解成苷元和糖。,②強烈的酸水解,對于不含2-去氧糖的強心苷在稀酸條件下水解較為困難。較劇烈的條件：3％～5％HCl, 增加作用時間或同時加熱，才能使其水解。,上述條件引起苷元發(fā)生脫水反應，得不到原來的苷元。其中，C-14羥基和5β-羥基均系叔羥基，最易發(fā)生脫水反應，C-16羥基也可與C-17氫脫水。,③酶水解,含強心苷的植物中：有選擇性水解β-D-葡萄糖苷鍵的酶共存，沒有可以水解

40、2-去氧糖苷鍵的酶。,與強心苷共存的酶只能使末位的葡萄糖脫離，而不能水解2-去氧糖，從而去除分子中的葡萄糖而保留2-去氧糖。,酶的水解能力：乙型強心苷較甲型強心苷更易被酶水解；一般糖基比乙?；腔馑俣瓤?。 由于酶解法具有條件溫和，選擇性好，產(chǎn)率高等特點，在強心苷生成中有很重要的作用。,應用：利用酶解法使植物體內(nèi)的原生苷水解成強心作用更強的次生苷。因為強心苷的強心作用與分子中糖基數(shù)目有關，即苷的強心作用強度為：單糖苷>二糖苷&

41、gt;三糖苷。,④堿水解,強心苷的結構中，除了苷元上具有不飽和的內(nèi)酯環(huán)，在苷元以及所連接的糖基上常有乙酰取代。堿試劑可使強心苷分子中的酰基水解、內(nèi)酯環(huán)開裂、△20(22)轉(zhuǎn)位及苷元異構化等。同樣的,可以進行溫和的和劇烈的堿水解。,溫和的堿水解：試劑有碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氫氧化鈣和氫氧化鋇?？蛇x擇性地水解?；挥绊憙?nèi)酯環(huán)。,劇烈的堿水解：試劑有氫氧化鈉、氫氧化鉀。 在水溶液中，氫氧化鈉、氫氧化鉀能使強心苷的內(nèi)酯環(huán)開裂，酸化后又可重新閉環(huán)

42、。在醇溶液中，氫氧化鈉、氫氧化鉀也能使內(nèi)酯環(huán)開裂，但同時還使其結構異構化，故酸化也不再有可逆變化。,碳酸氫鈉或碳酸氫鉀主要使2-氧糖上的?；?，而2-羥基糖及苷元的?；槐黄渌?；氫氧化鈣或氫氧化鋇可以使2-去氧糖、2-羥基糖及苷元上的2-羥基糖及苷元酰基水解。,(3)顯色反應,強心苷除了一般苷類的顯色反應外，由于強心苷分子中有甾體母核、不飽和內(nèi)酯環(huán)和α-去氧糖等結構部分，可與一些化學試劑發(fā)生反應而顯特定的顏色。,①甾體母核的顯色

43、反應,無水條件下，強心苷經(jīng)強酸(如硫酸、鹽酸)、中強酸(如磷酸、三氯乙酸)、路易斯酸(如三氯化銻)的作用，甾體母核脫水形成雙鍵，由于雙鍵移位、縮合等形成較長的共軛系統(tǒng)，并在濃酸溶液中形成多烯正碳離子的鹽而呈現(xiàn)一系列的顏色變化。,a．乙酐-濃硫酸反應：強心苷溶于氯仿，加冷乙酐-濃硫酸(3：2)混合液數(shù)滴，反應液呈黃-紅-藍-紫-綠的顏色變化，最后褪色。本反應的顏色變化過程隨分子中羥基、雙鍵的數(shù)目與位置不同而異，羥基多、有不飽和雙鍵的作用較

44、快。,b．Salkowski反應：強心苷溶于氯仿，沿管壁緩緩加入濃硫酸靜置，氯仿層呈血紅色或青色，硫酸層有綠色熒光。,c．三氯化銻反應 d．Tschugaev反應 e．磷酸反應 f．三氯醋酸一氯胺T反應,②α,β-不飽和內(nèi)酯環(huán)的顯色反應,甲型強心苷在堿性醇溶液中，雙鍵由20(22)轉(zhuǎn)移到20(21)，生成C-22活性亞甲基；乙型強心苷在堿性醇溶液中不能產(chǎn)生活性亞甲基。故能用活性亞甲基試劑顯色

45、作用區(qū)別甲型和乙型強心苷。,常用活性亞甲基試劑：,b．間二硝基苯試劑 c．3,5-二硝基苯酸甲試劑d．堿性苦味酸試劑,a．亞硝酰鐵氰化鈉試劑：取樣品1~2mg，溶于2~3滴吡啶中，加1滴3％亞硝酰鐵氰化鈉溶液和1滴2mol／L的氫氧化鈉溶液，反應液呈深紅色并逐漸褪去。,③ α-去氧糖的顯色反應,a．Keller-Kiliani(k k)反應：取樣品lmg溶于5mL冰醋酸中，加l滴20％三氯化鐵水溶液，傾斜試管，沿管壁徐徐加入

46、5mL濃硫酸，觀察界面和乙酸層的顏色變化。如有α-去氧糖存在，乙酸層漸呈藍色。界面的顏色隨苷元羥基、雙鍵位置和數(shù)目不同而異。,b．過碘酸-對硝基苯胺反應：本試劑對強心苷分子中的α-去氧糖反應機理是：過碘酸能使強心苷分子中的α-去氧糖氧化生成丙二醛，丙二醛與對硝基苯胺試液反應呈深黃色。,3.強心苷的提取分離,提取分離單體強心苷的難度：成分復雜；含量較低；發(fā)生水解、脫水及異構等反應。,強心苷有親脂性苷、弱親脂性苷或水溶性苷：,70％～80％

47、的乙醇為提取溶劑，析膠濃縮后用氯仿和氯仿-乙醇溶液依次萃取，將強心苷按極性大小劃分成幾個部分。,各個部分中如有含量較高的組分，可用適當?shù)娜軇┙Y晶，再進一步用適當?shù)娜軇┨崛『笫怪Y晶或純化，但一般還需要用各種色譜方法分離。,常用的色譜方法有硅膠、反相硅膠和氧化鋁吸附色譜及各種分配色譜等。硅膠和氧化鋁吸附色譜一般可用氯仿-甲醇，乙酸乙酯-甲醇等溶劑系統(tǒng)洗脫，反相硅膠吸附色譜可用水-甲醇、甲醇-氯仿等溶劑系統(tǒng)洗脫。以上方法綜合應用，常能使復雜

48、的強心苷混合物得以分離。,4.強心苷的結構鑒定,(1)紫外光譜,強心苷類化合物：分子中苷元部分存在五元或六元不飽和內(nèi)酯環(huán)，其紫外吸收光譜的特征較顯著。,△αβ五元不飽和內(nèi)酯環(huán)的甲型強心苷元：200~217nm(1gε4.20~4.24)處呈現(xiàn)最大吸收 。 △αβ,γδ六元不飽和內(nèi)酯環(huán)的乙型強心苷元：295~300nm(1gε3.39)處呈現(xiàn)最大吸收 。,兩類強心苷元的紫外吸收光譜的特征吸收區(qū)別顯著，可供結構鑒別。,(2)紅外光