甾体化合物的性质
C21甾体化合物 (2)
Ⅰ型:苷元-(2,6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)Y Ⅱ型:苷元-(6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)Y Ⅲ型:苷元-(D-葡萄糖)Y
• 强心苷的理化性质
性状:强心苷多为无色结晶或无定形粉末,
中性物质,有旋光性,C17 侧链为-构型的 味苦,α-构型味不苦,但无效。对粘膜有 刺激性。
11 1 10 5 14
17
• 甾体化合物的分类
C17侧链 C21甾类 强心苷类 甾体皂苷类 植物甾醇 昆虫变态激素 羟甲基衍生物 不饱和内酯环 含氧螺杂环 脂肪烃 脂肪烃 A/B 反 顺/反 顺/反 顺/反 顺 B/C 反 反 反 反 反 C/D 顺 顺 反 反 反
胆酸类
戊酸
顺
反
反
• 甾体化合物的颜色反应:与三萜类化合物类似, 在无水条件下,与强酸/中强酸反应,会产生颜色 变化或荧光,可以以此来鉴别皂苷。 醋酐-浓硫酸反应(Liebermann-Burchard反应):
OH
OH OH
O
O
O HCO OH HO OH 毒毛旋花子苷元
氯代-L-鼠李糖丙酮化合物
水解反应: 酶水解:含强心苷的植物中,有水解葡萄
糖的酶,无水解α-去氧糖的酶,所以能水 解除去分子中的葡萄糖而保留α-去氧糖。
生产中常用蜗牛酶(一种混合酶,蜗牛肠管消 化液经处理而得),这种酶几乎能水解所有的 苷键,能将强心苷分子的糖逐步水解,直至获 得苷元,常用来研究强心苷的结构。
毛地黄毒苷类:黄色 毛地黄强心苷类的区别 羟基毛地黄毒苷类:兰色
异羟基毛地黄毒苷类:灰黄色
甾类化合物 •C21甾体化合物 •强心苷 •甾体皂苷
C21甾体(C21-steroides)化合物
甾体类化合物
氢化可的松天然存在的糖皮质 激素,抗炎作用为可的松的 1.25倍,也具有免疫抑、抗毒 作用、并有留水、留钠及排钾 作用。
16
2)性激素 性激素分为雄性激素和雌性激素两大类。
OH
CH 3
CO
O 睾丸酮(皋丸酮)
O
黄体酮(雌性激素)
.
17
7.2.4 强心苷类化合物
O
强心苷是存在植物中
O
具有强心作用的甾体苷类
黄花夹竹桃 羊角拗 罗布麻 海葱
.
19
强心苷分类
甲型强心苷元(强心甾烯) :
C17-五元不饱和内酯环(△αβ-γ-内酯)
甲型强心苷元
.
20
3β,14β-二羟基-5β-强 心甾-20(22)-烯
3α,14β-二羟基-5β-强 心甾-20(22)-烯
洋地黄毒苷元
3-表洋地黄毒苷元
.
乌沙苷元
夹竹桃苷元
2.异螺甾烷醇类
C25 S
27
易转化
O
26
20
22
F
E 17
O
13
25
O 26
20
22
F
E 17
O
13
C25 R
25
27
10
10
HO
HO
螺甾烷醇
异螺甾烷醇
差向异构体
.
38
C25位甲基二种差向异构体:
O
25
F
E
O
C25位上甲基位于F环平面上的竖键时
——为β定向,绝对构型为S型——螺甾烷醇
又称L型或neo型(25S、25L、25βF、neo)
CH3 R
12
17
甾体化合物的性质
酶解法条件温和,选择性好,产率高,在强心苷生 成中有很重要的作用。
甾醇和碱的作用
C2H5ONa
5α-胆甾烷-3α-醇
5α-胆甾烷-3β-醇
C2H5ONa 5β-粪甾烷-3β-醇 5β-粪甾烷-3α-醇
3位羟基半径较大,处于a键时与C1、C5的氢有排斥力,即1,3-二 直立键相互作用,同时与C1、C5有两个邻交叉型相互作用。当羟 基位于e键时与C1、C5的氢无排斥力,与C1、C5有两个对交叉型 相互作用,较稳定。平衡有利于e键羟基。
该法降解条件温和,适用于皂苷的结构研究,可避免 用酸水解苷元发生脱水或构型的变化,得到真正的苷元。
强心苷温和的酸水解
该法主要针对2-去氧糖与苷元形成的苷键,由于该苷 键极易水解,对苷元影响小,用稀酸(0.02~0.05mol/L的 盐酸或硫酸)在含水醇中经短时间(半个小时至数小时) 加热回流,可使强心苷水解为苷元和糖。
将25%的三氯醋酸乙醇液和3%氯胺T水溶液 以4:1混合,喷在滤纸上与强心苷反应,干后90℃ 加热数分钟,于紫外光下观察可显黄绿色、蓝色、 灰蓝色荧光。
强心苷α,β-不饱和内酯的显色反应
Kedde反应:
将样品点在滤纸上,滴加3,5-二硝基苯甲酸 试剂,显紫红色斑点。
强心苷2-脱氧糖的显色反应
Keller-Kiliani反应:
强心苷强烈的酸水解
对于不含2-去氧糖的强心苷在稀酸条件下水解较为 困难,必须增大酸的浓度(3%~5%),增加作用时间 或同时加压,才能使其水解,但此条件引起苷元发生水 解,得不到原来的苷元。
强心苷的酶水解
在含有强心苷的植物中均含有选择性水解强心苷βD-葡萄糖苷键的酶共存,但是尚未可以水解2-去氧糖苷 键的酶。因此,与强心苷共存的酶只能使末位的葡萄糖 脱离,而不能水解2-去氧糖,从而去除分子中的葡萄糖而 保留2-去氧糖。 酶的水解能力主要受到强心苷结构类型的影响,一 般来说,乙型强心苷较甲型强心苷更易被水解;一般糖 基比乙酰化糖基水解速度快。
甾体类化合物的名词解释
甾体类化合物的名词解释甾体类化合物是一类含有四环结构的有机化合物,其结构特点是四个环均为六元环,并且第三个环和第四个环共用一个碳原子。
甾体类化合物广泛存在于天然界中,具有多种生物活性和药理作用。
一、甾体类化合物的一般结构甾体类化合物的一般结构由A环、B环、C环、D环组成,其中A环和D环为六元环,B环和C环为五元环。
A环和B环之间通过一个碳原子相连,C环和D 环则共用一个碳原子。
这种结构特点赋予了甾体类化合物许多重要的性质和功能。
二、甾体类化合物的代表性成员1. 胆固醇胆固醇是一种常见的甾体类化合物,存在于动物体内,也可通过饮食摄入。
胆固醇在人体中起到多种重要作用,如构建和维护细胞膜的结构和功能、合成维生素D和多种激素等。
但是,过量的胆固醇会增加心血管疾病的风险。
2. 类固醇激素类固醇激素是一类由胆固醇合成的甾体类化合物,包括糖皮质激素、雄激素和雌激素等。
它们在人体内起到调节生理功能和维持内分泌平衡的重要作用。
例如,糖皮质激素能够抑制炎症反应,雄激素和雌激素则参与性别特征的形成和性激素水平的调节。
3. 植物甾醇植物甾醇是一类天然存在于植物中的甾体类化合物,其结构与胆固醇类似。
植物甾醇具有降低胆固醇吸收和降低血液中胆固醇含量的作用,因此常作为功能性食品成分和药物辅助治疗高胆固醇血症。
4. 类固醇类生物碱类固醇类生物碱是一类具有类固醇结构和生物碱性质的甾体类化合物,多存在于植物中。
它们具有抗炎、抗菌、抗肿瘤和免疫调节等多种药理活性,具有重要的药用价值。
例如,甘草中的甘草酸和天然龙胆中的地黄苷都属于类固醇类生物碱。
三、甾体类化合物的应用与挑战由于甾体类化合物具有多种生物活性和药理作用,因此在医药和生命科学领域具有广泛的应用前景。
例如,类固醇激素在炎症、免疫性疾病和器官移植等领域中被广泛应用。
此外,甾体类生物碱也成为新一代抗肿瘤药物的研究热点。
然而,甾体类化合物的研究和应用也面临一些挑战。
首先,合成复杂度高,合成路线繁琐,制约了甾体类化合物的大规模合成和商业化生产。
天然产物化学 第3章 甾体类化合物
O
O
OH
HO
OH
HO
甲型强心苷
乙型强心苷
(三)甾体化合物的显色反应
① Liebermann-Burchard 反应 —— 与浓硫酸-醋酐(1:20)反应显色。 ② Salkowski反应——氯仿中与浓硫酸反应 (氯仿层血红色,硫酸层显绿色)。 ③ Tschugaev反应——与冰醋酸、氯化锌、乙酰氯反 应显色,红-蓝-绿。
O
H OR
+ H3 O
O
H
-HOR
O
+ OR H
+
H பைடு நூலகம்O 2
O
H OH
+
+ H3 O
2-去氧糖苷
苷原子质子化
阳碳离子
2-去氧糖
2-羟基糖易产生下式互变,阻挠了水解反应 的进行,故在此条件下不能水解2-OH糖。
O H OR OH OH
+ H3 O
O
H
互变
O
H OR
+ OR H
2-羟基糖苷
+OH H
Keller-Kiliani反应:
强心苷 Fe
3+
冰醋酸液 (滴加) (FeCl3 or Fe2(SO4)3
+ 浓硫酸
蓝色或蓝绿色 (醋酸层)
应用对象 —— 具有游离的 2- 去氧糖、能水解出 2去氧糖的强心苷
三、强心苷类
强心苷(cardiac glycosides)是存在植物中具
有强心作用的甾体苷类化合物,是治疗心力衰竭
杀软体动物等。
(三)甾体皂苷的生理功能
1、抗真菌、抗细菌和抗病毒活性
很多甾体皂苷有抗真菌活性,最小抑制浓度 (MIC)为 0. 5 ~0. 8μg/mL。一些甾体皂苷有抗革兰 阳性菌及抗病毒的活性。
学习_第九章甾体类化合物
O
CH3
OO
OH
CH3
H
OO
CH3
OH
OO
OH
O
OH
OH
HO
OH
OH
OH
OH O O
CH3
OH
OH OH
毛地黄毒苷 乌本苷
特例 :亲脂性苷——毛地黄毒苷(含3个糖,共有5个OH) 难溶于水(1:100000)易溶于CHCL3(1:40)
3、MS
EI-MS 139(100% 基峰)
115 (m 中强峰)
H3C
O+
H3C
HO+
O
126 (w 弱峰) O+
CH3
或 O+..
4、NMR
1、高场 4个CH3 δ C18 < C19 S C21 > C27 d
2、略低场 C16-H ;C26-2H —— 因与O相邻δ处在较低磁场 3、其他CH2,CH 在1.5~2.5之间呈 堆积峰
(硅胶、sep LH-20、大孔树脂等)
中药化学成分预试验
一、预试验的分类:
1、系统预试——检查所有大类的成分
2、分项预试——根据需要,只检查一类 或几类成分
二、药材提取方法
1、水提 冷水—— 可检查:aa、pro
糖、
热水(60℃)——单糖、多
有机酸、苷类、小分子酚类、 鞣
中药化学成分预试验
2、95%EtOH提: 各类苷(香豆素、蒽醌、黄酮、)酚类、有机酸、
22
O
20
O
21
乙型强心苷(六元不饱和内酯)
Δ 20;22 六元内酯;Δ αβ, γδ δ内酯
【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。
甾体类化合物
12
R
17
11
13
16
1 10
9C
D
2
A
B
8 14
15
3
5
7
4
6
一、甾体化合物旳构造与分类
各类甾体成份C17位都有侧链。根据侧链构造旳不同, 又分为许多种类,如表9-1所示。
表9-1 天然甾体化合物旳种类及构造特点
名称
A/B
B/C
C/D
C17-取代基
植物甾醇
顺、反
反
反
8~10
个碳旳
脂肪烃
胆汁酸
顺
(一) 性状 强心苷多为无定形粉末或无色结晶,具有旋光性,C17
位侧链为β构型者味苦,为α构型者味不苦。对粘膜具有 刺激性。
(二) 溶解性 强心苷一般可溶于水、醇、丙酮等极性溶剂,微溶于乙
酸乙酯、含醇氯仿,几乎不溶于乙醚、苯、石油醚等极性小 旳溶剂。
强心苷旳溶解性与分子所含糖旳数目、种类、苷元所含 旳羟基数及位置有关。原生苷因为分子中含糖基数目多,而比其 次生苷和苷元旳亲水性强,可溶于水等极性大旳溶剂,难溶于极 性小旳溶剂。在溶解性旳比较中还需注意糖旳类型、糖和苷元上 羟基旳数目,假如羟基数越多,亲水性则越强,例如乌本苷 (ouabain)虽是单糖苷,但整个分子却有八个羟基,水溶性大 (1:75),难溶于氯仿;洋地黄毒苷虽为三糖苷,但整个分子只 有五个羟基,故在水中溶解度小(1:100000),易溶于氯仿 (1:40)。另外,分子中羟基是否形成份子内氢键,也可影响强 心苷溶解性。可形成份子内氢键者亲水性弱,反之,亲水性强。
4.Rosenheim反应 将样品溶于氯仿,加25%旳 三氯乙酸乙醇溶液,呈红色至紫色。 5.三氯化锑或五氯化锑反应 将样品溶液点于滤 纸上,喷20%三氯化锑或五氯化锑旳氯仿溶液 (不含乙醇和水),于60℃~70℃加热3~5分钟, 样品斑点呈现灰蓝、蓝、灰紫等颜色。
第十五章 脂类萜类和甾体化合物 第3节甾体化合物
第十五章 脂类、萜类和甾体化合物
本章知识与技能目标
1. 掌握:油脂的组成、结构、命名和理化性质。 2. 熟悉:皂化值、碘值和酸值的意义。 3. 掌握:萜类的定义、分类和基本结构。 4. 掌握:甾体化合物的定义和基本结构。 5. 了解:一些常见的萜类、甾体化合物。 6. 掌握脂类、萜类、甾体化合物的基本结构。 7. 会运用异戊二烯规则分析萜类化合物的结构。
胆甾醇在人和动物体内主要以 脂肪酸酯的形式存在,是真核生物 细胞膜的重要成分,生物膜的流动 性与其密切相关。胆固醇也是生物 CH3 合成胆甾酸和甾体激素等前体,在
CH3
体内有重要作用。但胆固醇摄入过 量和代谢发生障碍,胆固醇会从血 清中沉积在动脉血管壁上,导致冠 心病和动脉硬化症。
2、7-脱氢胆甾醇及维生
HO 7 脱氢胆甾醇
CH 3 CH 3
日光
HO
H 3C H 3C
H 维 生 素 D3
CH 3 CH 3
3、麦角甾醇维生素D2
H3C H3C
H3C
HH HO
麦角甾醇
CH 3 CH 3
CH 3 紫外光
HO
H3C H3C
CH 3 CH 3
CH 3
H 维生素 D2
(二)胆甾酸
基本结构:
环戊烷并多氢菲
R
R2 R3
11
1 CH3
12 CH3
17
13
C
16
D
R1
2
9
14
15
10 8
A
3
5
B
7
4
6
NEXT
甾核的表示方法:
甾族化合物的立体化学复杂。因仅就环上而言,就有六个 手性碳原子,可能有的立体异构体数目为26 = 64个。
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
《甾体类化合物》课件
侧链的氧化和环化
氧化反应:将甾体类化合物的侧链进行氧化,生成相应的氧化产物 环化反应:将氧化产物进行环化,生成相应的环化产物 反应条件:氧化反应和环化反应需要在特定的条件下进行,如温度、压力、催化剂等 产物性质:环化产物具有特定的化学性质和生物活性,可以用于药物合成、农药合成等领域
甾体激素类药物
其他生物活性
抗炎作用:抑制炎症反应,减 轻炎症症状
抗肿瘤作用:抑制肿瘤细胞生 长,诱导肿瘤细胞凋亡
抗病毒作用:抑制病毒复制, 减轻病毒感染症状
抗氧化作用:清除自由基,保 护细胞免受氧化损伤
新药研发方向
心血管药物:开发新型心血管 药物,如降血脂、降血压等
抗病毒药物:研究甾体类化 合物在抗病毒方面的作用
政策支持:政府对 医药行业的扶持政 策将促进甾体类化 合物市场的发展
国际合作:跨国合 作将促进甾体类化 合物市场的全球化 发展
汇报人:
甾体激素类药物是甾体类化合物的重要应用领域 主要包括糖皮质激素、性激素、肾上腺皮质激素等 具有抗炎、抗过敏、抗休克等作用 在临床上广泛应用于治疗各种疾病,如哮喘、过敏、风湿病等
甾体抗炎药
甾体类化合物:包括皮质激素、性激素等 应用:在抗炎、抗过敏、抗风湿等方面有广泛应用 作用机制:抑制炎症介质的生成和释放,减轻炎症反应 代表药物:地塞米松、泼尼松等
增强机体免疫功 能:通过增强机 体免疫功能,提 高机体对肿瘤细 胞的识别和杀伤 能力,达到抗肿
瘤的效果
抗病毒作用
抑制病毒复制:通 过抑制病毒RNA或 DNA的合成,阻止 病毒复制
干扰病毒组装:干 扰病毒蛋白质的组 装,阻止病毒成熟
激活免疫系统:刺 激免疫系统,增强 机体对病毒的抵抗 力
抑制病毒感染:直 接抑制病毒对宿主 细胞的感染,保护 细胞免受损伤
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
第七章甾体化合物
C21甾:是含有21个碳的甾体衍生物。以孕甾烷或其异构体为基本骨架。
C5、C6——多具双键
C17——多为α-构型,少为β-构型
C20——可有>C=O、-OH
C11——可有α-OH
C-3、8、12、14、17、20——可能有β-OH强心苷: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。海洋甾体化合物:不少海洋甾体化合物具有显著的抗肿瘤活性。海洋甾体化合物具有活性强、结构复杂的特点。第一节强心苷(考点;结构类型,甲乙型)强心苷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。强心苷是治疗室率过快心房颤动的首选药和慢性心功能不全的主要药物。
强心苷的结构与活性的关系(考点)强心苷的化学结构对其生理活性有较大影响。强心苷的强心作用取决于苷元部分,主要是甾体母核的立体结构、不饱和内酯环的种类及一些取代基的种类及其构型。糖部分本身不具有强心作用,但可影响强心苷的强心作用强度。强心苷的强心作用强弱常以对动物的毒性(致死量)来表示。
影响强心苷强心作用大小的因素有以下:1 .甾体母核:甾体母核的立体结构与强心作用关系密切。2.不饱和内酯环:C17所连不饱和内酯环必须是β-构型(17α-H),不饱和内酯环不能发生开环,氧化或双键移位,否则强心作用降低或消失。3.取代基4.糖部分:强心苷中的糖本身不具有强心作用,但它们的种类、数目对强心苷的毒性会产生一定的影响。一般来说,苷元连接糖形成单糖苷后,毒性增加。随着糖数的增多,分子量增大,苷元相对比例减少,又使毒性减弱。一般甲型强心苷及苷元的毒性规律为:(三糖苷<二糖苷<单糖苷)>苷元。单糖苷因水溶性低于二糖及三糖苷,而亲脂性强,与心肌细胞膜三的类脂质亲合力强,故毒性大。苷元相同的单糖苷,糖越接近心肌正常代谢产物,则毒性越强。单糖苷的毒性次序为:葡萄糖苷>甲氧基糖苷>6-去氧糖苷>2,6-去氧糖苷。乙型强心苷元及其苷的毒性规律一般为:苷元>单糖苷>二糖苷乙型强心苷元的毒性>相应的甲型强心苷元
甾体化合物的性质
甾体皂苷的酸水解
由于甾体皂苷所含的糖是α-羟基糖,因此水解所需条 件较为剧烈,一般2~4mol/L无机酸即可,也可以用酸性较 强的高氯酸。由于水解条件较为剧烈,所得的水解产物往 往为人工次生物,得不到原始甾体皂苷元。
酶解法条件温和,选择性好,产率高,在强心苷生 成中有很重要的作用。
甾醇和碱的作用
C2H5ONa
5α-胆甾烷-3α-醇
5α-胆甾烷-3β-醇
C2H5ONa 5β-粪甾烷-3β-醇 5β-粪甾烷-3α-醇
3位羟基半径较大,处于a键时与C1、C5的氢有排斥力,即1,3-二 直立键相互作用,同时与C1、C5有两个邻交叉型相互作用。当羟 基位于e键时与C1、C5的氢无排斥力,与C1、C5有两个对交叉型 相互作用,较稳定。平衡有利于e键羟基。
该法降解条件温和,适用于皂苷的结构研究,可避免 用酸水解苷元发生脱水或构型的变化,得到真正的苷元。
强心苷温和的酸水解
该法主要针对2-去氧糖与苷元形成的苷键,由于该苷 键极易水解,对苷元影响小,用稀酸(0.02~0.05mol/L的 盐酸或硫酸)在含水醇中经短时间(半个小时至数小时) 加热回流,可使强心苷水解为苷元和糖。
将25%的三氯醋酸乙醇液和3%氯胺T水溶液 以4:1混合,喷在滤纸上与强心苷反应,干后90℃ 加热数分钟,于紫外光下观察可显黄绿色、蓝色、 灰蓝色荧光。
强心苷α,β-不饱和内酯的显色反应
Kedde反应:
将样品点在滤纸上,滴加3,5-二硝基苯甲酸 试剂,显紫红色斑点。
强心苷2-脱氧糖的显色反应
Keller-Kiliani反应:
甾体皂苷的酶水解
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酶解法条件温和,选择性好,产率高,在强心苷生 成中有很重要的作用。
甾醇和碱的作用
C2H5ONa
5α-胆甾烷-3α-醇
5α-胆甾烷-3β-醇
C2H5ONa 5β-粪甾烷-3β-醇 5β-粪甾烷-3α-醇
3位羟基半径较大,处于a键时与C1、C5的氢有排斥力,即1,3-二 直立键相互作用,同时与C1、C5有两个邻交叉型相互作用。当羟 基位于e键时与C1、C5的氢无排斥力,与C1、C5有两个对交叉型 相互作用,较稳定。平衡有利于e键羟基。
将25%的三氯醋酸乙醇液和3%氯胺T水溶液 以4:1混合,喷在滤纸上与强心苷反应,干后90℃ 加热数分钟,于紫外光下观察可显黄绿色、蓝色、 灰蓝色荧光。
强心苷α,β-不饱和内酯的显色反应
Kedde反应:
将样品点在滤纸上,滴加3,5-二硝基苯甲酸 试剂,显紫红色斑点。
强心苷2-脱氧糖的显色反应
Keller-Kiliani反应:
消去反应
POCl3-吡啶
POCl3-吡啶
POCl3-吡啶
POCl3-吡啶
由产物的稳定性(超共轭效应)可知反式双a键位置时容易发生 消去反应。
加成反应
中性KMnO4(冷) 或OsO4 胆甾醇 5α,6α-二羟基产物
含有双键的甾体化合物易发生加成反应,由于角甲基为β型,所 以加成时从位阻较小的α面向双键进攻。
KMnO4
t-BuOH,K2CO3,35℃
还原反应
1.LiAlH4 2.H2O
羰基还原时常用LiAlH4、NaBH4等作还原剂,由于甾环的特殊结 构,羰基还原后常得到一种构型为主的产物。
Brδ+-Brδ-
Br-
10d后
双键加溴产物中两个溴在反式双a键位置,不稳定,易发生消 去反应,放置10d后可转化为粪甾烷系二溴产物。
氧化反应
常用铬酸、HOBr等氧化剂氧化羟基,羟基位于a键上易被氧化。 氧化活性: 11β-OH>>2β-OH>3α-OH>2α(3β)-OH (a键) (a键)(a键) (e键) 100 20 3.0 1.3(1.0) 双键氧化断裂常用高锰酸钾、臭氧氧化锌粉水解。
Salkowaki反应:
将样品溶于氯仿,沿管壁缓慢加入硫酸静置,氯仿层 显血红色或青色,硫酸层显绿色荧光。
三氯化锑或五氯化锑反应:
将样品的醇溶液点于滤纸上,晾干,喷以20%的三氯 (五氯)化锑氯仿溶液,干燥后于约60~70℃加热3~5min, 斑点显黄、灰蓝、灰紫等颜色。
强心苷甾体骨架的显色反应
糖苷酶是一类催化糖苷生物合成的酶,在合适的条 件下它也能催化糖苷的分解。由于酶几乎是在与生物体内 相同条件下催化底物的化学反应,采用糖苷酶来裂解苷键 可最大限度地减少反应过程中苷元的化学反应,而且酶解 选择性强。
甾体皂苷的Smith降解
Smith降解是常用的氧化开裂法。 该法分为三步: 第一步在水或烯醇溶液中,用NaIO4在室温条件下将糖 氧化裂解为二元醛; 第二步将二元醛用NaBH4还原为醇,以防醛与醛进一步 缩合而使水解困难; 第三步调解pH=2 左右,室温放置让其水解。
Outline
物理性质 化学性质 显色反应 苷键的水解 甾体化合物的一些反应与构象的关系
物理性质
简单甾体化合物或甾体苷元多为结晶 体,多数难溶或不溶于水,易溶于石油醚、 氯仿等有机溶剂。 苷类化合物则多为无定形粉末,一般 可溶于水、甲醇等极性溶剂,难溶于乙醚、 苯、石油醚等极性溶剂,结构中的糖基的 数量和苷元中羟基等极性基团的数量的多 少及位置,决定了化合物的溶解性,使各 苷类的溶解性差别较大。
该法降解条件温和,适用于皂苷的结构研究,可避免 用酸水解苷元发生脱水或构型的变化,得到真正的苷元。
强心苷温和的酸水解
该法主要针对2-去氧糖与苷元形成的苷键,由于该苷 键极易水解,对苷元影响小,用稀酸(0.02~0.05mol/L的 盐酸或硫酸)在含水醇中经短时间(半个小时至数小时) 加热回流,可使强心苷水解为苷元和糖。
于试液中加入0.5%FeCl3的乙酸溶液,沿管 壁加入浓硫酸,两液面间显棕色或其他颜色。乙 酸层显蓝色。
甾体皂苷的酸水解
由于甾体皂苷所含的糖是α-羟基糖,因此水解所需条 件较为剧烈,一般2~4mol/L无机酸即可,也可以用酸性较 强的高氯酸。由于水解条件较为剧烈,所得的水解产物往 往为人工次生物,得不到原始甾体皂苷元。
强心苷强烈的酸水解
对于不含2-去氧糖的强心苷在稀酸条件下水解较为 困难,必须增大酸的浓度(3%~5%),增加作用时间 或同时加压,才能使其水解,但此条件引起苷元发生水 解,得不到原来的苷元。
强心苷的酶水解
在含有强心苷的植物中均含有选择性水解强心苷βD-葡萄糖苷键的酶共存,但是尚未可以水解2-去氧糖苷 键的酶。因此,与强心苷共存的酶只能使末位的葡萄糖 脱离,而不能水解2-去氧糖,从而去除分子中的葡萄糖而 保留2-去氧糖。 酶的水解能力主要受到强心苷结构类型的影响,一 般来说,乙型强心苷较甲型强心苷更易被水解;一般糖 基比乙酰化糖基水解速度快。
甾醇的酯化反应
吡啶液
甾醇e键上的羟基易酯化,与a键上的羟基相比可达98% 以上。
水解反应
水解 + +
多
少
+
水解
少 +
多
以胆甾醇系脂化物为例说明e键上的酰氧基水解速率比在a键上快 得多。胆甾醇中3β式酰氧基脂水解速率快,而粪甾醇3α式酰氧 基脂水解速率快。
氯化反应
PBr3
卤化反应常用PBr3、PCl3作卤化剂。过程中易发生构型 转化,e键上引入卤素时则为构型不变产物。
甾体母核的显色反应
Liebermann-Burchard 反应:
将样品溶于少量乙醇,取乙醇提取液l~2ml, 挥去乙醇,残渣溶解或悬浮于乙酸酐中,沿管壁 加入0.5ml浓硫酸,两液层间呈紫色环,且乙酸酐 层呈蓝色,证明含有甾体结构。 红-紫-蓝-绿-褪色 甾体皂苷
黄-红-紫-蓝-褪色
三萜皂苷
甾体母核的显色反应