甾体化合物的重要性
天然药物化学史话_甾体化合物_郭瑞霞
・专论・天然药物化学史话:甾体化合物郭瑞霞1, 2,李力更2*,王于方2,王磊2,张嫚丽2,詹文红2,史清文2*1. 石家庄学院化工学院药物化学教研室,河北石家庄 0500352. 河北医科大学药学院天然药物化学教研室,河北石家庄 050017摘要:甾体化合物是一类重要的天然产物,在人类发展史上不仅为人类的健康做出了特殊的贡献,而且其立体结构的特殊性方面也在有机化学发展史,特别是有机化学理论上占有极其重要的地位,完善了立体化学理论。
通过对甾体化合物的发现、生物活性、重要化合物的立体结构以及有机立体化学理论的发展、合成研究等发展历史进行简要介绍,为相关科研人员在教学和科研工作中提供一些启发和思路。
关键词:甾体化合物;甾体皂苷;甾体激素;立体结构;立体化学;合成中图分类号:R284 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2016)08 - 1251 - 14DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.08.001Historical story on natural medicinal chemistry:SteroidsGUO Rui-xia1, 2, LI Li-geng2, W ANG Y u-fang2, W ANG Lei2, ZHANG Man-li2, ZHAN Wen-hong2, SHI Qing-wen21. Department of Medicinal Chemistry, College of Chemical Engineering, Shijiazhuang College, Shijiazhuang 050035, China2. Department of Natural Medicinal Chemistry, College of Pharmaceutical Sciences, Hebei Medical University, Shijiazhuang050017, ChinaAbstract: Steroids are the most important class of natural products. In the history of the development of human beings, not only steroidal compounds have made the special contribution for human health, but also its special stereochemical structure plays an important role in the development of organic chemistry, especially organic chemistry theory, which could improve the stereochemical theory. In this paper, the discovery, biological activity, the stereochemical structure of important compounds, stereochemistry, and the synthesis of steroids are briefly introduced for the purpose to broaden their horizon and provide some ideas for young teachers in the teaching and scientific research.Key words: steroids; steroidal saponins; steroid hormone; stereostructure; stereochemistry; synthesis甾体(steroids)是一类结构非常特殊的天然产物,其分子母体结构中都含有环戊烷骈多氢菲(cyclopentano-perhydrophenanthrene)碳骨架,此骨架又称甾核(steroid nucleus)。
天然药物化学12-甾体及其苷类
拓展应用领域
探索甾体及其苷类在保健品、化妆品和农业等领域的应用价值,推动其多元化发展。
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THANKS
药物改造
对具有潜力的甾体及其苷 类进行结构改造,以提高 其生物活性和降低副作用。
药物组合
探索甾体及其苷类与其他 药物的联合应用,以提高 疗效和降低耐药性。
未来研究方向
深入研究甾体及其苷类的合成和生物合成途径
了解其来源和生产方法,为资源开发和可持续利用提供支持。
加强药理和毒理学研究
全面评估甾体及其苷类的药效和安全性,为临床应用提供依据。
来源,如ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ激素、肾上腺皮质激素等。
抗肿瘤药物
02
部分12-甾体化合物具有抗肿瘤活性,可用于抗肿瘤药物的开发。
抗病毒药物
03
一些12-甾体化合物具有抗病毒活性,可用于抗病毒药物的开发。
中药和草药中的应用
中药成分
12-甾体化合物是许多中药的有效成分,如知母、黄柏等。
草药活性成分
一些草本植物中含有的12-甾体化合物具有显著的生理活性,可用于草药的开发。
海洋生物甾体
海洋生物中的甾体化合物具有特殊的结构和生物 活性,如海藻中的贝塔谷固醇等。
生物活性
01 02
动物甾体的生物活性
胆固醇是动物细胞膜的重要成分,参与细胞信号转导;胆汁酸具有促进 脂溶性物质吸收的作用;甾体激素如肾上腺皮质激素和性激素等对动物 的生长发育和代谢具有重要调节作用。
植物甾体的生物活性
抗肿瘤作用
甾体及其苷类化合物具有抗肿瘤作用,能够抑 制肿瘤细胞的生长、增殖和转移。
这些化合物主要通过诱导肿瘤细胞凋亡、抑制 肿瘤细胞增殖和血管生成等机制发挥抗肿瘤作 用。
甾体类化合物含甾体皂苷和强心苷
甾体化合物的立体构型主要有两大类,分别称为胆甾烷系和粪甾烷系。 胆甾烷系(别系) A,B环反式(5α系) A,B环aa型连接
粪甾烷系 (正系)
A,B环顺式(5β系) A,B环ae型连接 18及19位上的甲基称角甲基,在环平面上方(或前方)的角甲基称β-角甲基,在环平面下方(或后方)的甲基称α-角甲基。天然存在的甾体化合物中都是β-角甲基,其它基团根据其在环平面前方还是在环平面的的后方,用β-或α-表示。
麦角甾醇 分子式为C28H44O,白色片状或针状结晶,m.p.=165℃, [α] = -130°,λmax=282nm。不溶于水,溶于热乙醇和乙醚。存在于酵母菌、麦角菌、霉菌中,在空气中极不稳定,一般保存于植物油中。 分子中有三个双键,抗氧化能力强,生理活性大可作为合成甾体激素和药物的原料,例: 维生素D2
11-去氧皮质甾酮 学名为21-羟基-4-孕烯-3,20-二酮。
02
单击此处添加小标题
6α-氟-1-去氢皮质醇 (6α-氟-11β,17α,21-三羟基-1,4-孕二烯-3,20-二酮)
单击此处添加小标题
思考:用简单化学方法区别下列化合物: A.胆甾醇 B. 雌二醇 C.睾丸酮 D.孕甾酮
科技风销售汇报
单击此处添加副标题
环戊稠多氢化菲
02
一、甾体化合物的结构与命名
甾体化合物在生命活动中起调节和控制作用。例性激素调节性功能及调节生育,皮质激素调节水盐代谢及糖的平衡。甾体化合物主要有胆甾醇,胆汁酸,性激素,肾上腺皮质激素,甾体生物碱等。
1.甾体化合物的结构
甾体化合物基本母核(结构)为环戊稠多氢化菲,一般含有三个支链,其中R1、R2常为甲基,R3因化合物不同而异。
表性甾体化合物 甾醇 甾醇是脂肪不能被皂化部分分离得到的饱和或不饱和的第二级醇(仲醇),无色结晶,几乎不溶于水,但易溶于有机溶剂。甾醇在C3上-OH都是β-型,在天然界中以游离醇或高级脂肪酸酯形式存在。 主要有三大类: 动物甾醇 动物体内 微生物甾醇 酵母菌,霉菌 植物甾醇 植物体内
天然产物化学-甾体及其苷类
• 3. 表面活性及溶血作用 甾体皂苷多具 有发泡性,其水溶液振荡后产生持久性 泡沫。甾体皂苷具有溶血作用。 • 4. 能与碱式铅盐、钡盐形成沉淀。 • 5. 颜色反应 甾体皂苷在无水条件下,遇 某些酸类可产生与三萜皂苷相类似的颜 色反应。 • 甾体皂苷与醋酐-硫酸的颜色反应,最 后出现绿色;三萜皂苷最后出现红色。 • 三萜皂苷三氯醋酸加热到100度显色,而 甾体皂苷加热到60度就显色。
24
O
16
HO
3
2.异螺甾烷醇类(isospirostanols) C25为R构型
21 20 17 14 8 7 6 15
O
22 23
26
25 27
18 12 19 1 2 10 5 4 11 9 13
24
O
16
HO
3
3.呋甾烷醇类(furostanols) F环为开链衍生物
21 20 17 14 8 7 6 15
CH3 CH2
CH3 C O
H
HO CH3 C O
5-孕甾烷
孕甾烯醇酮
O
黄体酮
Steroidal Saponins
一、概述 1.定义 具有螺甾烷类化合物结构母核的一 类皂苷。 2.分布 主要分布薯蓣科、百合科、玄参科、 菝契科、龙舌兰科等单子叶植物中。
• 3.生物活性 • 抗生育:杀灭精子、抗早孕 主要用作合成 甾体避孕药和激素类药物的原料。 • 降血糖:伪原知母皂苷AⅢ和原知母皂苷AⅢ • 降低胆固醇和免疫调节 • 抗真菌、杀虫等
干燥粉 加6倍量汽油(或甲苯),连续回流,提取20小时 汽油提取液 室温放置,使结晶 回收汽油,浓缩至约1:40 , 完全析出后,离心甩干 粗制薯蓣皂苷元 自乙醇或丙酮中重结晶,活性炭脱色 薯蓣皂苷元(mp204-207)
甾体化合物的名词解释
甾体化合物的名词解释甾体化合物是一类含有三个六元环和一个五元环的脂环化合物。
它们是体内合成激素、维生素和其他生物活性物质的重要组成部分。
甾体化合物的结构具有独特的环状形式,这使得它们在生物学过程中发挥了重要的作用。
本文将对甾体化合物的结构、作用机制以及在人体健康中的重要性进行解释。
甾体化合物的结构特点是由四个螺环组成,其中三个六元环呈平面,一个五元环则向外突出。
这种结构使得甾体化合物具有平衡和稳定性,有利于其在生物体内的合成和功能发挥。
这些化合物的命名常以“甾”字开始,如胆甾醇、类固醇等,以突出其特有的结构。
甾体化合物在生物体内发挥着多种重要的生物学功能。
其中最为广为人知的是类固醇激素的调节作用。
类固醇激素是一类具有甾体结构的生物活性物质,包括雄激素、雌激素和肾上腺皮质激素等。
它们通过与细胞内的受体结合,调节基因的表达,从而影响人体的生长、发育、代谢和免疫等生理过程。
此外,甾体化合物还参与胆汁酸合成、维生素D合成以及细胞膜的结构和功能调节等过程。
甾体化合物在人体健康中的重要性不可忽视。
胆甾醇,即我们俗称的“胆固醇”,是一种人体必需的脂类物质。
它作为细胞膜的重要组分,维持细胞的完整性和功能。
此外,胆固醇还是合成激素、胆汁酸以及维生素D的前体物质,对于人体的正常代谢和健康至关重要。
然而,高胆固醇水平与心血管疾病的发生密切相关,因此,合理控制胆固醇摄入量是维护心血管健康的重要措施。
除了胆固醇外,类固醇激素也是人体健康不可或缺的一部分。
它们在维持人体内分泌平衡、性腺发育、骨骼健康以及免疫调节中发挥着关键作用。
然而,过度使用类固醇类药物或体内合成异常可能会导致一系列副作用,如骨骼疏松、肌肉萎缩等。
因此,在医学应用和药物治疗中,对类固醇激素的使用需要谨慎,并在医务人员的指导下进行。
此外,甾体化合物还有其他一些重要的功能。
维生素D就是一种具有甾体结构的物质,它在人体中调节钙磷代谢、维持骨骼健康、促进免疫系统功能等方面起着至关重要的作用。
第三章 甾体类化合物
(三)强心苷的生理功能
选择性作用于心脏,加强心肌收缩力,使脉动 加速,具有强心、利尿作用,是治疗慢性心功能 不全(充血性心力衰竭)最常用、最有效的药物。 临床上,主要用做强心剂。但此类药物毒性大, 不易控制,易出现中毒症状甚至死亡。
三、甾体皂苷
(一)甾体皂苷的结构、分类
甾体皂苷是以甾体为苷元的糖苷化合物。按皂 苷元结构的不同,甾体皂苷分为胆甾烷型皂苷、螺 甾烷型皂苷和呋喃甾烷型皂苷。
(三) C21甾类化合物的性质及生理作用
C21甾体化合物分子中有2 -去氧糖的存在, 能呈 Keller-Kiliani颜色反应。在体外实验中,C21甾苷具 有清除超氧阴 离子自由基和羟自由基的能力;在动 物实验中,它能够调节免疫功能,抵抗内源性自由 基对机体的氧化损伤,因此,C21甾苷日益受到广泛 重视。
二、C21甾类化合物
(一)结构
C21甾(C21-steroides)是含有21个碳的甾体衍生物。 以孕甾烷(pregnane)或其异构体为基本骨架。
21 CH3 20 CH2
H
孕甾烷
(二)C21甾类化合物的存在
C21甾体是萝藦科植物中普遍存在的化学成分, 另外在玄参科、夹竹桃科、 毛茛科等植物中也发 现了 C21甾体成分。在植物中,C21甾类化合物主要 以游离形式存在,也以苷的形式存在。与之结合成 苷的糖有2-羟基糖,也有2-去氧糖。糖链多和 C3 — OH相连,也有C20的一OH。
(二)强心苷的性质
1、理化性质 中性化合物,多为无色结晶或无定形粉末, 味苦,有旋光性 可溶于——水、丙酮、醇类等极性溶剂 略溶于——醋酸乙酯、含醇氯仿 几不溶于——醚、苯、石油醚等非极性溶剂
稳定性较差 酸或酶——发生水解、叔羟基脱水或异构化反应
天然药物中甾体类化合物的研究进展
天然药物中甾体类化合物的研究进展天然药物中甾体类化合物的研究进展摘要:对天然药物中甾体类化合物分别在不同领域不同种类的各类化合物进行系统的整理和研究,药物概述,药理活性,分离方法,等作一系统各类的研究。
关键词:天然药物,各类化合物系统研究正文:1.重要甾体化合物概述1.1甾体皂甙(Steroidal saponins)是植物中一类重要的生物活性物质,甾体皂甙的研究在天然产物化学中一直占有重要的地位。
有关甾体皂甙的分离、鉴定和结构测定的研究已有较多报道。
甾体皂甙的甙元是含有27个碳原子的螺甾醇或呋甾醇,大多存在于单子叶植物的百合科,石蒜科和薯蓣科等植物中。
[1]1.2强心苷是一类具选择性强心作用的药物,又称强心甙或强心配糖体,仅分布在被子植物中,如玄参科、夹竹桃科、百合科等,具有加强心肌收缩力、减慢心率对心肌电影响等药理作用,临床上主要用以治疗慢性心功能不全,此外又可治疗某些心律失常,尤其是室上性心律失常,近些年发现其还有抗肿瘤作用。
2.药理活性2.1天然甾体皂甙的生物活性研究及其临床应用,最早为法国的专利,报道薯蓣皂甙元(diosgenin)及其甙有抗关节炎作用。
前苏联的科研人员发现高加索薯蓣中的皂甙提取物有降胆固醇的作用,临床实验也有证明。
80年代Ravikumer 等发现云南白药中的薯蓣皂甙有抗癌活性。
从龙舌兰科的植物(Dracaena afromontan)中分离出的新甾体皂甙(afromontoside)具有抑制KB细胞的活性。
另外,美国Pfizer 制药公司用替告皂甙元(tigogenin)和海柯皂甙元(Hecogenin)为甾体母核所合成的纤维双糖甙有很强的降血脂作用。
我国也有很多有关甾体皂甙生物活性的报道。
例如,从重楼属植物中分离出的甾体皂甙,具有止血、免疫调节、抗肿瘤及对心血管系统的作用。
从叉蕊薯蓣(Dioscorea collettii)中分离得到的叉蕊皂甙Ⅱ有很明显的降胆固醇活性。
甾体化合物的重要性综述
综述甾体化合物的重要性【摘要】甾体以环戊烷并多氢菲—甾核衍生的一类化合物的总称。
它的种类有甾体皂苷、强心苷、蟾毒配基、C21甾醇、胆汁酸类、甾醇、昆虫变态激素。
它能治疗心脑血管疾病、抗癌、降血糖、降胆固醇、调节免疫力、合成甾体避孕药和激素类药物。
【关键词】甾体种类心脑血管疾病调节免疫力甾体避孕药甾体是广泛存在于自然界中的一类天然化学成分,包括植物甾醇,胆汁酸,C21甾类,昆虫变态激素,强心苷,甾体皂苷,甾体生物碱,蟾毒配基等.尽管种类繁多,但它们的结构中都环戊烷并多氢菲。
本综述就甾体的对于人得重要性方面进行综述。
1.甾体皂苷( steroidal saponins)是天然产物中一类重要的化学成分,大多都具有一定的生理性,在天然产物化学研究中日趋活跃。
据不完全统计,超过90 个科的植物含有甾体皂苷,尤以单子叶植物的百合科、石蒜科、薯蓣科和龙舌兰科等植物报道最多。
由于含甾体皂苷成分的动植物药有相当的疗效。
所以,人们在应用和研究方面越来越广泛。
例如: Dracaena draco 被用于抗腹泻和止血[ 1 ] ,蒺藜用于治疗眼病、浮肿、腹胀、高血压、皮癣和气管炎[ 2 ] , Chlorophytummalayense 对肿瘤有潜在的细胞毒活性[ 3 ] , A gave americana有通便和利尿的作用[ 4 ] , Solanum nigrum 在中国和日本用于对各种癌症的治疗[ 5 ] ,白首乌民间用于滋补药膳,是一种有前途的抗衰老药物[ 6 ] ,虎眼万年青民间用于抗肿瘤[ 7 ] ,西陵知母用于治疗烦热消渴,骨蒸劳热,肺热咳嗽等[ 8 ] 。
它的结构特征甾体皂苷的结构比较复杂,但苷元母核基本为螺甾烷型(spirostane) Ⅰ或呋甾烷型(furostane)Ⅱ。
2.强心苷的治疗心脏及抗癌的作用强心苷是一类具有选择性强心作用的药物,又称强心配糖体。
苷是一类有机化合物,其分子由一个醇基或醇样基团(配基、苷元)结合于数量不等的糖分子而构成。
【全文】甾体类化合物(含甾体皂苷和强心苷)
R
R
中性KMnO4(冷)
或OsO4
HO
Br2/CS2
R
HO
OH
OH
5α,6α-二羟基产物 顺式加成产物
HO
BrBr
5α,6β-二溴产物(反 式加成产物)
双键加溴过程:
CH3
CH3 R
HO
Br+ HO
CH3
CH3 R
Br_
+
Br
CH3
CH3 R
HO
Br
10天后
Br
两个溴都在a键上, 不稳定,易发生消 去反应
(1) 性激素
性腺(睾丸或卵巢)的分泌物,有雄性激素,雌性激素, 妊娠激素三种。生理作用很强,很少量就能产生极大的 影响。
① 睾丸酮
分子式为C19H28O2,学名为17β-羟基-4-雄甾烯-3-酮, 针状结晶,m.p.=155℃,[α]=+209°(c=4,乙醇),不溶 于水,溶于乙醇、醚和其溶剂,在人体内不稳定。
Br H
5.消去反应
消去反应的结果是脱去一些象H2O一样的小分子而生 成双键产物。
当两个被消去基团处在反式双竖键(双a键)容易发生消 去反应;反式双e键或顺式双竖键都不易消去。
H CH3
H3C OH
CH3 R
POCl3--吡啶
H3C
CH3
CH3 R
H 2-烯键化合物
CH3
CH3 R
HO
POCl3--吡啶
1.甾体化合物的结构
甾体化合物基本母核(结构) 为环戊稠多氢化菲,一般含 有三个支链,其中R1、R2常 为甲基,R3因化合物不同而 异。
R2 R3 R1
环戊稠多氢化菲
甾体化合物的立体构型主要有两大类,分别称为胆甾 烷系和粪甾烷系。
天然产物之甾体化合物
• 1936年人们将这类化合物命名为“甾体化合物”
• 20世纪后半叶,甾体化学得到了飞速发展
1.2 分类及结构
1.3 甾体化合物的生物合成途径
甾体化合物是由甲戊二羟酸的生物合成途径转化而来,可以衍生 成甾醇类、C21甾类、强心苷元类、甾体皂苷元类等等,如图所示。
天然产物
——甾体化合物
小组成员:张发进(制作) 周孟欣(汇报)
2020年5月10日
目录:
一.甾体化合物的概述 二.甾体化合物的性质 三.甾醇 四.甾体激素 五.胆汁酸
一.甾体化合物
• 甾体(steroids)是一类结构非常特殊的天然产 物,其分子母体结构中都含有环戊烷骈多氢菲 (cyclopentano-perhydrophenanthrene)碳骨架, 此骨架又称甾核(steroid nucleus)。甾体化合 物是天然产物中最广泛出现的成分之一,几乎 所有生物体自身都能生物合成甾体化合物。
持生命、保持正常生活、促进性器官发育、维持生育的重要生物活性物质。
它们通过血液传递,以很小的剂量在靶细胞上与受体结合而起作用,具有极
高的专属性。当体内甾体激素水平下降或缺乏时,机体就会产生严重的症候
群,丧失生殖力,甚至危及生命。
20 21
18
R
1
12
11
19
C
13 17 16
D
2
10 9
AB
14 8
羟基的类固醇。它们均以环戊烷多氢菲为基 本结构,并含有羟基,故称为固醇类化合物。 甾醇常以游离状态或以酯的形式广泛存在于 动植物体内。
浅谈甾体化合物
图1.甾体图2.类固醇浅谈甾体化合物摘要:本文主要介绍了甾体化合物的构成,种类,分布和在生命体中发挥的作用,并重点介绍了几种重要的甾体化合物尤其是胆固醇的结构以及作用。
并说明了类固醇激素类药物的作用以及滥用的危害。
关键词:甾体;类固醇;胆固醇;激素生命体独特具有的化合物有很多种,甾体化合物(见图1)作为其中的一种,在生命体中发挥着重要的作用。
甾体化合物是重要的类脂,它是一类具有环戊烷并多氢菲碳架结构的化合物。
它广泛存在于动植物体内,具有重要的生理作用,在医药方面得到广泛应用。
甾体类化合物在生命体中主要以类固醇类物质(见图2)存在,类固醇是广泛分布于生物界的一大类环戊稠全氢化菲衍生物的总称,又称类甾醇、甾族化合物。
类固醇包括固醇(如胆固醇、羊毛固醇、谷甾醇、豆甾醇、麦角甾醇),胆汁酸和胆汁醇,类固醇激素(如肾上腺皮质激素、雄激素、雌激素),昆虫的蜕皮激素,强心苷和皂角苷配基以及蟾蜍毒等。
此外还有人工合成的类固醇药物如抗炎剂(氢化泼尼松、地塞米松),促进蛋白质合成的类固醇药物和口服避孕药等。
类固醇化合物不含结合的脂肪酸,是非皂化性脂质;这类化合物属于类异戊二烯物质,是由三萜环化再经分子内部重组和化学修饰而生成的,它的主要构成方式【1】:(1) 在第10位C-原子和第13位C-原子处存在角式甲基。
(2) 第17位C-原子带有固定的取代基:胆固醇有8个C-原子的分支碳链,皮质激素有一个富有氧的2个C-原子长的侧链,天然的雄激素和雌激素有一个酮基或羟基。
(3) 在天然的固醇和类固醇的第3位C-原子上,经常存在一个氧功能基(酮或羟基,以3-酮或3-羟表示)。
(4) 化合物的双键经常出现在A 环C-4和C-5之间(用4-烯表示),在B 环是C-5和C-6之间(5-烯),很少在C-1和C-2之间(1-烯)或16和17之间(16-烯)。
还有些类固醇也有更多的双键。
雌激素的A 环是芳香化的。
图3.胆固醇下面介绍几种重要的类固醇。
第三章-甾体
性质:
维生素D2、D3是脂溶性维生素,对热、碱较稳定。通常烹调方法 不会损失,光及酸促进其异构化,脂肪酸败也可引起维生素D破 坏。 具有抗佝偻病作用,为了防止小孩得佝偻病,软骨病,应经常晒 太阳,食用含维生素D的食品,如鱼肝油。牛奶及蛋黄等。
作用:
(三) 胆酸
胆酸是人和动物胆汁中的一种由体化合物。 其结构特点是:母核无双键,C3、C7、C12、上连有 羟基,C17 上连有五碳原子的羧酸。其结构如下:
甾体雌激素
O CH 3 C H3 OH CH 3 OH OH
HO
HO
HO
雌酮
雌二醇
雌三醇
结构特点: 1.
雌甾烷母核(18-甲基)
2. A环芳构化,17β-OH
OH CH3 C
CH
炔雌醇
HO H
性质:
1. 酚羟基:可以溶于NaOH水溶液 2. 乙炔基:乙醇溶液溶液遇硝酸银试液产生白色炔雌醇银 沉淀 3. 17α位引入乙炔基,17β-羟基代谢受阻(口服活性是 雌二醇的10~20倍) 用途:与孕激素合用有抑制排卵作用,和减轻突发性出血等 副作用,可以和炔诺酮,或甲地孕酮配伍制成口服 避
12 11 1 2 A 10 B 5 6 9 C 8 7
13
17 16 D 15
14
HO
3 4
胆固醇
紫外线
CH2 HO
HO
7-脱氢胆固醇
维生素D3
2. 麦角固醇
麦角固醇是一种植物甾醇。存在于麦角 (霉菌)中,酵母中含量较多。其结构与 7-脱氢胆固醇相似,在C17所连的烃基上 多了一个双键和一个甲基,在紫外线照射 下,B环也能打开,生成维生素D2。
OH CONHCH2COOH
OH CONHCH2CH2SO3H
第七章 甾族化合物
糖部分的结构
①2-羟基糖 (1)六碳醛糖、五碳醛糖:如D-葡萄糖等 (2)6-去氧糖如:L-呋糖、D-鸡纳糖等。 (3)6-去氧糖甲醚如:L-黄夹糖、D-毛地黄糖等。
CH3 OH OH O OCH3 OH
CH2OH O OH OH OH
CH3 O
OH
OH
OH OH OH
D-葡萄糖
D-鸡纳糖
D-毛地黄糖
② 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、
L-夹竹桃糖。
6 5 4
1 3
2
OCH3
D-digitoxose
D-cymarose
L-oleandrose
O
如:紫花洋地黄中的甲型强心苷
O
OH
CH3 O O CH3 O O OH CH3 OO
新陈代谢中必不可少的一种物质;与人体的免疫力有
关,只有在胆固醇的协助下,人体才能完成防御感染
自我稳定和免疫监视三大功能;是肾上腺皮质激素、
性激素的基本原料。体内胆固醇过低,会造成机体功
能紊乱,免疫力下降,精神状态不稳定,血管变脆等。 但体内胆固醇过高,可引起高血压、冠心病、胆结石、 动脉硬化等疾病。
R
H H3C OH H
CH3
CH3 R
POCl3 吡啶
H3C H
R
CH3 HO CH3 H
CH3 R
POCl3 吡啶
H2C H
(6)加成反应
含双键的甾族化合物,易发生加成反应。 加成时从位阻较小的-面进攻。如胆甾醇的加成。
R
R
HO
OH OH
HO
R
甾体化合物的性质
甾体化合物在某些条件下可以被氧化,导致其化学结构发生变化。例如,甾醇可以被氧化成酮或醛。
还原
与氧化相反,甾体化合物也可以被还原。例如,可以将酮还原成醇。
取代反应与合成反应
取代反应
在甾体化合物中,某些位置上的氢原子 可以被其他基团取代。例如,在胆固醇 中,某些氢原子可以被乙酸基取代。
VS
合成反应
用途
甾体化合物可以作为药物原料、添加剂、化妆品成分等,为人类健康和生活品 质的提高做出了贡献。
02 甾体化合物的结构特性
甾环结构
01
甾环是甾体化合物的基本骨架,由四个六元碳环组成,呈环 己烷的构象。
02
甾环中的碳原子均为饱和碳,分别与四个不同的基团相连, 形成四个角。
03
甾环中的碳-碳键长和键角均相等,具有高度的对称性。
甾体化合物可以通过一系列的合成反应来 制备。这些反应通常涉及多个步骤,并需 要特定的条件和试剂。例如,通过一系列 的反应可以将简单的化合物转化为胆固醇 。
05 甾体化合物的生物活性
激素类甾体化合物
雄激素
雄激素是男性主要的性激素,它 能够促进男性性器官的发育和精 子的生成,同时还能促进蛋白质 合成和肌肉生长。
心血管类甾体化合物
心血管类甾体化合物是一类具有心血管保护 作用的化合物,它们主要通过调节血脂、抑 制血小板聚集、舒张血管等途径来发甾体化合物的应用
药物研发
01
甾体激素类药物
包括性激素和肾上腺皮质激素, 具有显著的生理和药理活性,在 临床上有广泛应用。
抗肿瘤药物
02
03
其他工业应用
化妆品
甾体化合物在化妆品中用作保湿剂、柔润剂等,提高产 品的护肤效果。
高分子材料
(完整版)第十七章萜类和甾体化合物
(完整版)第⼗七章萜类和甾体化合物第⼗七章萜类和甾体化合物萜类化合物(Terpenoids )和甾体化合物(Steroids )⼴泛存在于⾃然界中,有的能直接⽤来治疗疾病,有的是合成药物的原料,因此它们与药物的关系⾮常密切。
第⼀节萜类化合物萜类化合物多是从植物提取得到的⾹精油(挥发油)的主要成分。
如:柠檬油、松节油、薄荷油等。
它们多是不溶于⽔,易挥发,具有⾹味的油状物质,有⼀定的⽣理及药理活性,如祛痰、⽌咳、驱风、发汗和镇痛等作⽤。
⼴泛⽤于⾹料和医药等。
⼀、结构与分类(⼀)结构及异戊⼆烯规律萜类化合物是由异戊⼆烯(Isoprene )作为基本⾻架单元,可以看成是由两个或两个以上异戊⼆烯单位以头尾相连或互相聚合⽽成,这种结构特征称为“异戊⼆烯规律”。
因此,萜类化合物是异戊⼆烯的低聚合物以及它们的氢化物和含氧衍⽣物的总称。
C CH 2CHCH 3CH 21234头尾头尾头尾头尾头尾头尾异戊⼆烯⽉桂烯柠檬烯⽉桂烯是两分⼦异戊⼆烯头尾相连;⽽柠檬烯是两分⼦异戊⼆烯之间的1,2和1,4加成。
(⼀分⼦异戊⼆烯⽤3,4位双键与另⼀分⼦异戊⼆烯进⾏1,4加成)。
所以,异戊⼆烯规律在萜类成分的结构测定中具有很⼤应⽤价值。
(⼆)分类萜类化合物根据分⼦中所含异戊⼆烯⾻架的多少可分为单萜、倍半萜、⼆萜等。
见表19-1。
表19-1 萜类化合物的分类异戊⼆烯单元数碳原⼦数类别2 10 单萜类3 15 倍半萜4 20 ⼆萜类6 30 三萜类8 40 四萜类>8 >40 多萜类⼆、单萜类化合物单萜类化合物是有两个异戊⼆烯单元构成。
根据两个异戊⼆烯单元的连接⽅式不同,单萜有可以分成为链状单萜、单环单萜和双环单萜。
(⼀)链状单萜化合物链状单萜类化合物具有如下的碳架结构:这是两个异戊⼆烯头尾相连⽽成。
很多链状单萜都是⾹精的主要成分,例如:⽉桂油中的⽉桂烯、玫瑰油中的⾹叶醇、橙花油中的橙花醇、柠檬油中的柠檬醛(α-柠檬醛和β-柠檬醛)、玫瑰油及⾹茅油中的⾹茅醇等。
甾体化合物
H3C
H3C
H
OCOCH 3
H
OH
HO H
(五)甾体皂苷 又称:甾体皂素 水解后生成甾体皂苷元和糖类 存在于:百合科、玄参科、薯蓣科、龙舌兰科中 用途:是合成甾体化合物的原料(如激素等) 甾体皂苷元的基本结构:螺甾烷
H3C
O
CH3
H3C
CH3
O H3C
H
第二节 甾体化合物
一、基本结构: 环戊烷稠多氢化菲
四、重要的甾体化合物 甾醇 胆甾酸 甾体激素 强心苷和蟾毒 甾体皂苷
(一)甾醇
分:动物甾醇、植物甾醇
1、胆甾醇 又称:胆固醇 特征:C3上有β-羟基,C5—C6间有双键, 存在于:动物的血液、肝、肾、脑、神经组织中,蛋黄中较 多,无色或略黄色的结晶,难溶于水
H3C
CH3
H3C
CH3
H3C
HO
2、 7-脱氢胆甾醇(动物甾醇) 特征:C3上有β-羟基
16
2
10
8
15
H
H
3
5
7
4
6
H
(二)系统命名法
双键用Δ5 (省略的为6), Δ510 命名时烷改为烯
例如:
H3C
O
CH 3O
13β—乙基—3-甲氧基—1,3,5(10)—甾三烯—17—酮
OH CH3
HO 3、17β—二羟基—1,3,5(10)—雌甾三烯(β—雌二醇)
CH3
OH CH3
CH3
O 17α—甲基—17β-羟基雄甾—4—烯—3—酮(甲基睾丸素)
第二节 甾体化合物
又称类固醇化合物,存在于生物体内的
天然物质 例如:胆固醇
H3C H3C
甾体化合物简介,有什么功效?
甾体化合物简介,有什么功效?
目录
•1拼音
•2英文参考
•3注解
1拼音
zāi tǐ huà hé wù
2英文参考
Sterols
3注解
化学结构中都具有甾体母核,即它的基本碳架具有一个“环戊烷骈多氢菲”的母核和三个侧链。
这类成分的甾体母核上,都在C3有羟基,并可和糖结合成甙,而C17侧链上育显著差别,根据C17链不同可以分为胆酸类、强心甙、甾醇和昆虫变态激素、C21甾体类、甾体皂甙和甾体生物堿等。
甾体化合物广泛存在于动植物体内,许多具有各种生物活性,它们的应用非常广泛,有些被采用治疗疾病或发展生产,如治疗过敏性疾病的氢化可的松、避孕药黄体酮、利尿剂安体舒通、合成甾体激素的薯蓣皂甙元、强心作用的狄戈辛、蟾毒甙等都是甾体化合物。
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甾体化合物的重要性摘要:甾体化合物是重要的类脂,它是一类具有环戊烷骈多氢菲碳架结构的化合物,广泛存在于动植物体内,具有重要的生理作用,在医药方面得到广泛的应用,因此此类化合物对人类显得如此之重要。
关键词:甾体化合物生理活性疾病应用一.甾体化合物的简介甾体化合物中都含有一个由四环组成的骨架叫做环戊烷骈多氢菲,在母核环上的C13和C10常连有甲基称为角甲基,在C17上连有烃基,在基本结构上海含有羟基、羧基、双键等官能团,其数量和位置各异,构成了各种不同类型的甾体化合物。
其命名主要采用俗名,如胆固醇、黄体酮、睾丸酮等。
甾体母核: 环戊烷并多氢菲,其结构如下31245678910111213141819R151617A BC D许多载体化合物都有较强的生理活性,临床上广泛应用于抗炎、抗过敏、抗休克等。
载体药物的发现及药物成功的合成是近半个世纪以来医药工业取得最引人注目的两大进展之一载体药物也仅次于抗生素的第二大类的药物。
二.甾体化合物的分类根据C17上连接的基团不同可以分为①植物甾醇②甾体皂苷类③强心苷类④昆虫变态激素⑤C21甾类⑥胆汁酸类三.各类甾体化合物的生理活性1.胆固醇与人体的关系在人体和动物的脑、脊髓、以及血液中都存在胆固醇,其中正常人的血液中胆固醇的含量是 2.82~5.95mmol/L。
若人体内的胆固醇代谢发生障碍或者摄入量太多时,就会从血液中沉淀析出,引起血管硬化和结石胆固醇在肝中降解的代谢产物,是胆汁的重要成分,有助于脂质在肠道的消化吸收。
2.7—脱羟胆固醇与胆固醇不同的是,该结构中的C7—C8之间含有双键,它存在于人体皮肤中,在紫外线的照射下,能转化为维生素D3。
麦角固醇结构与其结构相似,再C17所连的烃基上多了一个双键和一个甲基。
它是一种植物甾醇,再紫外线的照射下能转化为维生素D2.以上两种维生素都属于D组维生素,是脂溶性维生素,具有抗佝偻病作用,因此小孩可通过是当地赛阳光,多吃含有维生素D的食物,如鱼肝油,牛奶、蛋黄等可以预防佝偻病、软骨病。
3.甾体皂苷螺甾烷及其相似生源的甾体化合物的低聚糖苷,其水溶液经强烈振摇后多产生大量持久性肥皂样泡沫。
分布单子叶植物:百合科、薯蓣科、石蒜科、龙舌兰科等,麦冬,薤白,百合,玉竹,知母,重楼等; 海洋生物、动物。
地奥心血康胶囊(黄山药)、对冠心病、心绞痛发作疗效显著,总有效率未91%;重楼皂苷Ⅰ和Ⅳ能抗癌;降血糖、降胆固醇、调节免疫等甾体皂苷元——合成甾体避孕药和激素类药物。
心脑舒通(蒺藜)已在心脑血管病得以应用,具有扩张冠状动脉、改善冠状动脉循环作用,对缓解心绞痛、改善心肌缺血有较好疗效。
甾体皂苷是天然产物中的一类重要的化学成分。
目前,从植物中已被发现的甾体皂苷化合物大多具有一定的生物(抗菌)活性;从其化学结构上看,其苷元母核基本为螺甾烷型和呋甾烷型[1]。
Carotenuto 等报道[2-3]从葱属植物韭葱(Alliumporrum)和A.minutiflorumde 的块茎中分离得到具有抗真菌活性的甾体皂苷4.强心苷对心脏有显著生理活性的甾体苷类,由强心苷元与糖缩合而成。
主要分布于植物中的玄参科、百合科、萝摩科、十字花科、夹竹桃科、毛茛科、卫矛科桑科等100多种植物。
具有加强心肌收缩性,减慢窦性频率的活性,有一定毒性。
强心苷具有强心作用,目前临床上应用的达二三十种,主要用以治疗充血性心力衰竭及戒律障碍等心脏疾病,如毛花丙苷、地高辛、洋地黄毒苷等。
动物中至今尚未发现有强心苷类存在,具有强心作用的是由蟾蜍皮下腺分泌的分泌物种所含有的蟾蜍配基类及其脂类。
强心苷的生物活性:强心苷是治疗心力衰竭不可缺少的重要药物,但在临床应用中发现治疗指数和不易控制等缺点,故目前仍有必要继续寻找和研究新的强心苷。
强心苷的作用和他的毒性与其均有着极其密切的联系。
根据C 17上内酯环结构分两类甲型强心苷元(强心甾烯类): C 17上为五元不饱和内酯环多OOOHHH HHO20212223乙型强心苷元(海葱甾二烯类、蟾蜍甾二烯类):C 17上为六元不饱和内酯少5.胆酸类C 17-戊酸常与甘氨酸或牛磺酸结合,以钠盐形式存在。
不同胆汁酸区别:羟基数目、位置、构型不同,分布于动物的胆汁、胆结石个重要因素。
胆汁酸的分泌也高度影响着胆固醇、磷脂、胆红素分泌入胆汁。
胆汁酸主动运输所产生的渗透压导致水和电解质分泌入胆管增加,从而使胆汁流过胆管的量增加。
胆汁酸在胆囊中的生理作用胆汁酸在胆囊中储存浓缩5-10倍。
进餐后,胆囊在胰酶分泌素作用下发生收缩。
在收缩过程中,胆囊的作用像马达,驱动肠肝循环。
通常情况下,在进餐消化后30分钟内,十二指肠中的胆汁酸浓度急剧升高。
胆汁酸的功能①促进脂类的消化吸收②抑制胆固醇在胆汁中析出沉淀(结石)6.甾体激素甾体激素按来源可分为性激素和肾上腺激素①性激素性激素分为雄性激素和雌性激素两大类,如雄性激素中的睾丸酮,雌性激素黄体酮雌、孕激素临床资料显示, 某些女性癫痫患者在月经期痫性发作次数多, 月经周期晚期减少, 提示痫性发作可能与体内性激素周期性变化有关。
以经期性癫痫妇女为研究对象, 发现孕酮/ 雌二醇比率明显减低, 提示孕激素减少或激素增多与经期性癫痫相关, 卵巢激素的周期性变化可能影响癫痫发作的易感性[7] 。
当前, 神经甾体激素作为新的神经调质对神经系统产生广泛的影响, 已成为神经科学研究的又一热点[ 8]。
雌、孕激素为小分子脂溶性甾体激素, 易于透过血脑屏障, 进入脑后对脑的结构和功能产生影响, 已经证明中枢神经系统( CNS) 存在雌、孕激素受体及其mRNA[ 9, 10] 。
①肾上腺皮质激素该类激素是产于肾上腺皮质部的一类激素。
现已提取出二十余种固醇类激素,其中七种有较强的生理活性,对体内,水、盐、糖和蛋白质的代谢具有重要作用。
肾上腺皮质激素简称皮质激素, 是肾上腺皮质分泌的多种内分泌激素的总称。
化学上属于街类化合物。
其母体结构为:凡风这类化合物对物理、化学、生物以及免疫等多种原因引起的炎症都有很强的抗炎作用, 同时具有抗毒作用, 抗休克作用等。
自 4 0 年代以胆酸为原料合成了药物可的松以来, 便开始了对这类药物的结构与其抗炎活性关系的研究。
50 年代初,R ie d 和sab 。
偶然发现9 。
一氟氢化可的松具有其母体氢化可的松n 倍的活性, 从而对这类药物的结构改造便成为一个极受重视的课题5.蟾酥[来源] 蟾蜍科中华大蟾蜍Bufo bufo gargarizans或黑眶蟾蜍Bufo bufo melanostictus的耳下腺及皮肤腺分泌的白色浆液,经加工干燥而成。
[功效] 解毒、止痛、开窍醒神[成分] 蟾蜍甾二烯类强心甾烯类蟾毒色胺类(吲哚类生物碱)6.牛黄[来源] 牛科牛Bos taurus domesticus的干燥胆结石[功效] 解痉、清心豁痰、开窍、息风、解毒等。
[成分] 胆红色、胆汁酸、胆固醇等胆酸、去氧胆酸(松弛平滑肌)、猪去氧胆酸、石胆酸、鹅去氧胆酸7.麦冬[来源] 百合科麦冬Ophiopogon japonicus的干燥块根。
[功效] 养阴生津、润肺清心[成分] 皂苷、黄酮、多糖等甾体皂苷:麦冬皂苷B,C,D,E,F,G等苷元:鲁斯考皂苷元、薯蓣皂苷元等糖:glc, ara, rha, xyl,8.薤白[来源] 百合科小根蒜的鳞茎[功效] 通阳散结,行气导滞[成分] 甾体皂苷薤白苷A,D,E,F,J,K,L等苷元:tigogenin(替告皂苷元), smilagenin(异菝契皂苷元), samogenin(沙漠皂苷元)等。
糖:glc, gal9.植物甾醇植物甾醇广泛存在于植物的根、茎、叶、果实和种子中,是植物细胞膜的主要成分,所有植物种子的油脂中都含有甾醇。
植物甾醇具有一定的抗菌活性,如李端等从蓝桉果实中分离获得的β-谷甾醇,发现其对梨果仙人掌斑点病菌有一定的抑制生长作用,MIC 值为0.2 mg/mL[4]。
王冬梅等在研究卷叶黄精根茎化学成分及抗菌活性时,发现β-谷甾醇对杨树溃疡病原菌及棉黄萎病原菌有一定的抑制作用;胡萝卜苷(谷甾醇-3-O-葡萄糖苷)还对玉米大斑病原菌有抑制作用[5]。
Atta-Ur-Rahman 等[6]发现来源于Joly ma laminarioides 的岩藻甾醇(fucosterol)对弯孢霉(Curvularia lunata)、黑葡萄穗(Stachybotrys atra)和犬小孢子霉(Microsporum canis)等霉菌类病原真菌有抑制作用11.甾体内酯化合物Choudhary 等[6] 从凝固睡茄(Withania coagulance)中分离得到2 种甾体内酯化合物:14,15β-环氧醉茄内酯Ⅰ(14,15β-epoxywithanolideⅠ)和17β-羟基醉茄内酯K(17β-hydroxywithanolide K),其中后者对植物病原真菌稻黑孢霉(Nigrospora oryzae)、曲霉(Aspergillus niger)、新月弯孢霉(C. lunata)、小孔菌(M. canis)和粗皮北风菌(Pleurotus ostereatus)具有弱抑制作用(MIC=300 μg/mL)。
14,15β-环氧醉茄内酯Ⅰ和17β-羟基醉茄内酯K 的结构甾体化合物具有较高的细胞穿透性和膜接受性,是自然界中一类重要的天然化合物。
甾体结构的微小变化有时会引起其本身生理活性的巨大改变,因此对甾体化合物的研究一直都是化学家高度关注的热点之一。
通过对甾体母核或支链结构进行改造,研究其构效关系,有望得到具有更高生物活性或具有某种特殊生理功能的甾体化合物。
在许多已知的甾体物质中,甾体内酯化合物由于具有特殊的生物活性引起了广泛关注。
四.总结从以上可知甾体化合物于人类的疾病、生活息息相关,因此,所以对其结构、性质、分类、生理活性、提取分离应用方面上的研究显得尤为重要。
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