第八章 甾体类化合物

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表9-2 毒毛旋花子苷元组成的三种苷的毒性比较 化合物名称 毒毛旋花子苷元 LD50 （ 猫 ， mg/kg） 0.325
加拿大麻苷（毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻糖） 0.110 k-毒毛旋花子次苷-β（毒毛旋花子苷元-D-加拿大0.128 麻糖-D-葡萄糖） k- 毒毛旋花子苷（毒毛旋花子苷元 -D- 加拿大麻0.186 糖-D-（葡萄糖）2 从上表可知，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。
强心苷大多是低聚糖苷，少数是单糖苷或双糖苷。 通常按糖的种类以及和苷元的连接方式，可分为以下 三种类型： I 型：苷元-（2，6-去氧糖）x－（D-葡萄糖）y ，
O O
CH 3 OO CH 3 O O OH CH 3 O O OH OH
R 紫花洋地黄苷A β-D葡萄糖
洋地黄毒苷 H
20
RO OH
II 型
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2.不饱和内酯环
C17侧链上α、β-不饱和内酯环为β-构型时，有活 性；为α构型时，活性减弱。
若α、β不饱和键转化为饱和键，活性大为减弱，
但毒性也减弱；若内酯环开裂，活性降低或消失。
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3.取代基

强心苷元甾核中一些基团的改变亦将对生理活
性产生影响。如C10位的角甲基转化为醛基或
羟甲基时，其生理活性增强；C10位的角甲基
O
23 22 20 24 23 22 20
O
24
O
21
O
21
H H H H
海葱甾
海葱甾二烯（蟾蜍甾二烯）
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强心苷元实例
O
O
O
O
OH HO
OH HO
洋地黄毒苷元
O O
3-表洋地黄毒苷元
O O
OCH2CH3
OHC
OH HO
OH HO
蟾毒素
绿海葱苷元
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2．糖部分的结构
构成强心苷的糖有20多种。根据它们C2位上有无羟 基可以分成两类。 （1）α-羟基糖： 除D-葡萄糖、L-鼠李糖外，还有6-去氧糖如L-夫糖、 D-鸡纳糖等；6-去氧糖甲醚如L-黄花夹竹桃糖、D洋地黄糖等。
C
8 7
A
3
B
甾体化合物可分为两种类型：A/B环顺式稠合的称正系；A/B
环反式稠合的称别系。通常这类化合物的C10、C13、C17侧链大 都是β 构型，C3上有羟基，且多为β 构型。甾体母核的其他位 置上也可以有羟基、羰基、双键等官能团。
6
二、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9-1(p249) 所示。
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三、强心苷的结构与活性的关系
大量的研究证明，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 的种类及构型。糖部分本身不具有强心作用，但可 影响强心苷强心作用的强度。 强心苷的强心作用强弱常以对动物的毒性（致死量） 来表示。
如甲酸、乙酸等以酯的形式存在。
在C11、C12和C19位可能出现羰 基。有的母核含有双键，双键常 在C4、C5位或C5、C6位。
3 OH
C
13 14 OH
D
A
4
B
6
13
（3）强心苷元分类
①C17侧链为五元不饱和内酯环（△αβ-γ-内酯），称 强心甾烯类，即甲型强心苷元。在已知的强心苷元中，
大多数属于此类。
9
强心苷的存在部位

强心苷可以存在于植物体的叶、花、种子、
鳞茎、树皮和木质部等不同部位。在同一植
物体中往往含有几个或几十个结构类似、理
化性质近似的苷，同时还有相应的水解酶存
在。另外，强心苷结构复杂，性质不够稳定，
易被水解生成次生苷，给提取分离工作带来
一定的困难。
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强心苷的生物活性

强心苷是一类选择性作用于心脏的化合物。临床
1.酸水解
O O
CH3 OO CH3 O O OH CH3 O O
OH
O O
CH3 O
CH3 O
稀酸温和酸水解
+ 2
OH HO
H,OH
17
CH3 O HO H , OH
CH3 O H , OH HO
CH3 O H , OH
OH
HO
OH
OH OH
OH OH
D-鸡纳糖
CH3 HO O OCH3 H, OH OH
D-弩箭子糖
HO O
D-6-去氧阿洛糖
O CH3 HO H , OH HO
CH3 HO H , OH OCH3
OH
D-洋地黄糖 L-黄花夹竹桃糖
上主要用于治疗慢性心功能不全，以及一些心率
失常等心脏疾患。据报道，某些强心苷有细胞毒
活性，动物试验表明可抑制肿瘤。此外，强心苷
类化合物有一定Байду номын сангаас毒性，它能致恶心、呕吐等胃
肠道反应，能影响中枢神经系统产生眩晕、头痛
等症。
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二、强心苷的结构与分类
1 、苷元部分的结构 强心苷由强心苷元与糖缩合 而成。天然存在的强心苷元是C17侧链为不饱和内 酯环的甾体化合物。其结构特点如下：
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1.甾体母核

甾体母核的立体结构与强心作用关系密切的是C/D环须
顺式稠合。一旦这种稠合被破坏，将失去强心作用。若
C14羟基为β构型时即表明C/D环顺式稠合，若为α构型或 脱水形成脱水苷元，则强心作用消失。

A/B环为顺式稠合的甲型强心苷元，必须具C3-β羟基， 否则无活性。A/B环为反式稠合的甲型强心苷元，无论 C3是β-羟基还是α-羟基均有活性。
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（二） 溶解性
一般可溶于水、醇、丙酮等极性溶剂（强心苷的原
生苷和次生苷，在溶解性上有亲水性、弱亲脂性、亲
脂性之分，但均能溶于甲醇、乙醇中），微溶于乙酸 乙酯、含醇氯仿，几乎不溶于乙醚、苯、石油醚等极 性小的溶剂。 强心苷的溶解性与分子所含糖的数目、种类、苷元 所含的羟基数及位置有关。 此外，分子中是否形成分子内氢键，也影响强心苷 溶解性。
戊酸
C21甾醇 昆虫变态激素
强心苷 蟾毒配基 甾体皂苷 甾体生物碱
反 顺
顺、反 顺、反 顺、反
反 反
反 反 反
顺 反
顺 反 反
C2H5 8～10个碳的脂肪 烃
不饱和内酯环 六元不饱和内酯 环 含氧螺杂环
5
天然甾体化合物的结构特点
R
12 11 19 1 2 10 5 4 6 9 18 13 D 14 15 20 17 16
R
13 17
C
14 8 7
D
16 15
A
3 4 5
B
6
4
一、甾体化合物的结构与分类
各类甾体成分C17位均有侧链。根据侧链结构的不同， 又分为许多种类，如表9-1所示。 表9-1 天然甾体化合物的种类及结构特点
名称 植物甾醇
胆汁酸
A/B 顺、反
顺
B/C 反
反
C/D 反
反
C17-取代基 8～10个碳的脂肪 烃
O
22 23
O
22
O
18 20 12 1 2 3 4 19 10 5 11 13 9 8 7 6 14 17 21
O
20 21
16 15
H H H
H
强心甾
强心甾烯
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（3）强心苷元分类

②C17侧链为六元不饱和内酯环（△αβ，γδ-δ-内 酯），称海葱甾二烯类或蟾蜍甾二烯类，即乙型 强心苷元。自然界中仅少数苷元属此类，如中药 蟾蜍中的强心成分蟾毒配基类。
L-夫糖
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（2）α-去氧糖： 常见于强心苷类，是区别于其 它苷类成分的一个重要特征。 有2，6-二去氧糖如D-洋地黄毒糖等；2，6-二 去氧糖甲醚如L-夹竹桃糖、D-加拿大麻糖等。
CH3 O H , OH HO OH HO OCH3 CH3 O H , OH
D-洋地黄毒糖
D-加拿大麻糖
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3．苷元和糖的连接方式
34
实例
O O
CH3 OO CH3 OH
O
O OH CH3 O OH OH O OH
乌本苷 （水溶性大，难溶于氯仿）
洋地黄毒苷 （水溶性小，易溶于氯仿）
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（三）脱水反应
强心苷用混合强酸进行酸水解时，苷元往往发生脱水 反应。C14 、C5位上的β 羟基最易发生脱水
O O OH O O
HCI
O OH
第八章 甾体类化合物
1
教学基本要求

1、熟悉甾体类化合物的结构与分类。 2、掌握强心苷的结构类型、理化性质、检识 及提取分离方法。 3、掌握甾体皂苷结构、分类、理化性质、检 识及提取分离方法。 4、熟悉碳－21甾体化合物及植物甾醇。 5、熟悉胆汁酸类化合物。
2


第八章 甾体类化合物
（steroids）
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表9-3 洋地黄毒苷元与不同单糖结合的苷的毒性
化合物名称 洋地黄毒苷元 洋地黄毒苷元-D-葡萄糖 LD50（猫， mg/kg） 0.459 0.125 0.200
洋地黄毒苷元-D-洋地黄糖
洋地黄毒苷元-L-鼠李糖
0.278
0.288
洋地黄毒苷元-加拿大麻糖
甲型强心苷中，同一苷元的单糖苷，其毒性的强弱取决于糖的种类。 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
乙酰辅酶A
角鲨烯（squalene） 羊毛甾醇
2，3-氧化角鲨烯（2，3-oxidosqualene）
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三、甾体类化合物的颜色反应

甾体类化合物在无水条件下用酸处理，能产生各种颜色反
应。这类颜色反应的机理较复杂，是甾类化合物与酸作用，
经脱水、缩合、氧化等过程生成有色物。

1．Liebermann-Burchard反应 将样品溶于氯仿，加硫 酸-乙酐（1:20），产生红→紫→蓝→绿→污绿等颜色变 化，最后褪色。
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乙型强心苷的毒性
在乙型强心苷及苷元中，苷元的作用大于苷，其 毒性规律为：苷元＞单糖苷＞二糖苷。 比较甲、乙两型强心苷元时发现，通常乙型强心 苷元的毒性大于甲型强心苷元。
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四、强心苷的理化性质 (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。
OHC
OH
HO O
OH
OH
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练习
1、强心苷元是甾体母核C-17侧链为不饱和内酯 环，甲型强心苷元17位侧链为 A.六元不饱和内酯环 C.五元饱和内酯环 E.七元不饱和内酯环 B.五元不饱和内酯环 D.六元饱和内酯环
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A.苷元-（葡萄糖）y B.苷元-2，6-二去氧糖 C.苷元-（2，6-二去氧糖）x-（D-葡萄糖）y D.苷元 E.苷元-（6-去氧糖）x-（D-葡萄糖）y 2、按苷元3位连接糖的类型不同，强心苷可分 为I、II、III，I型结构为 3、II型结构为 4、III型结构为
8
第二节 强心苷类化合物
（cardiac glycosides）
一、强心苷概述
是生物界中存在的一类对心脏有显著生理活性的甾体苷类，
是由强心苷元与糖缩合的一类苷。
它们主要分布于夹竹桃科、玄参科、百合科、萝摩科、 十字花科等十几个科的一百多种植物中。常见的有毛花洋地黄、 紫花洋地黄、黄花夹竹桃、毒毛旋花子、铃蓝、海葱、羊角拗 等。
△
+3 D-洋地黄毒糖
(D-洋地黄毒糖)3
羟基洋地黄毒苷
脱水羟基洋地黄毒苷元
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（四）苷键的水解（酸水解、碱水解、酶解）
A. 温和酸水解： 用稀酸（0.02-0.05mol/L) 的盐酸或硫酸在含水醇中 经短时间（半小时至数小时）加热回流，可水解去氧 糖的苷键。（选择性） 主要水解苷元和α -去氧糖之间的苷键或 α -去氧糖与α -去氧糖之间的糖苷键。 不水解： α -去氧糖与α -羟基糖， α -羟基糖 之间的苷键
转为羧基或无角甲基，则生理活性明显减弱。
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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。如毒毛旋花子 苷元组成的三种苷的毒性比较，结果见表9-2。
概述
强心苷类化合物
甾体皂苷
C21甾体化合物
植物甾醇
胆汁酸类化合物 昆虫变态激素
3
第一节 概述
甾体类化合物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、强心苷、甾体皂苷、
甾体生物碱等。尽管种类繁多，但它们的结构中都具有环戊 烷骈多氢菲的甾体母核。
12 11 1 2 10 9
（1）环的稠合方式为A/B环有顺、反两种形式，
但多为顺式；B/C环均为反式；C/D环多为顺式。
12
（2）取代基
C10、C13、C17的取代基均为β型。 C3、C14位有羟基取代。母核其 它位置也可能有羟基取代，其中 16β-OH有时与小分子有机酸，
12 11 19 10 5 18 20 17 21 O 22 23 O

苷元-（6-去氧糖）x－（D-葡萄糖）y ，如黄夹苷甲。
O O
OHC OH CH2OH CH2 OO O OCH3 HO OHOH OH
21
HO
OO CHO 3
OH OH
III型

苷元-（D-葡萄糖）y ， 如绿海葱苷。
植物界存在的强心苷，以I、II型较多，III型较少。
O O
CH2OH O