第八章甾体及其苷类.ppt

1、卫生部规划教材天然药物化学（第四版）,一、概述,甾体类在结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核。甾类是通过甲戊二羟酸的生合成途径转化而来。甾核四个环可以有不同 的稠合方式。天然甾类成分可分许 多类型，如下表所示：,一、概述,天然甾类化合物的分类及甾核的稠合方式,C17侧链 A/B B/C C/D,C21甾类 羟甲基衍生物 反 反 顺,强心苷类 不饱和内酯环 顺,反 反 顺,甾体皂苷类 含氧螺杂环 顺,反 反 反,植物甾醇 脂肪烃 顺,反 反 反,昆虫变态激素 脂肪烃 顺 反 反,胆酸类 戊酸 顺 反 反,生源关系：甲戊二羟酸(MVA)途径,乙酰辅酶A 角鲨烯 2,3-氧化角鲨烯 羊毛甾醇,羊毛甾醇,

2、甾体皂苷元,断链,氧化,C21甾类,羊毛甾醇,CH3COOH,甲型强心苷,+C3,乙型强心苷,(C21甾类),天然甾类成分的构型,C10、C13与C17侧链大多为-构型；C3位羟基存在两种排列：与C10同侧为-构型；与C10异侧为-构型,（实线表示）,（虚线表示）,甾核其它位置可能另含羰基、双键等基团。,甾类成分的显色反应,Liebermann-Burchard 反应 与浓硫酸-醋酐（1：20）反应显色。Salkowski反应氯仿中与浓硫酸反应（氯仿层血红色，硫酸层显绿色）。Rosenheim反应与三氯醋酸显红色。三氯化锑或五氯化锑反应显黄色or 紫色。,第二节 甾体化合物,一、C21甾类化合

3、物,1、结构特点：以孕甾烷或异构体为基本骨架,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,A,B,C,D,-羟基,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。C5、C6多具双键 C17多为-构型 少为-构型 C20可有C=O、-OH C11可有-OH C-3、8、12、14、17、20可能有-OH,2、结构说明,（1）A/B呈反式，B/C为反式，C/D为顺式（2）主要结构两种,3、甾苷类成分,（1）通常在C3-OH位与糖形成苷；（2）糖可能是2-羟基糖或2-脱

4、氧糖；4、C21甾苷类成分的研究进展,(1).断节参苷告达亭的五糖苷(2).青阳参苷()青阳参苷元的三糖苷(3).青阳参苷()告达亭的三糖苷,告达亭,五糖苷断节参苷,三糖苷青阳参苷(),青阳参苷元,青阳参苷,二、海洋甾体化合物,Squalamine 新生血管抑制剂类抗癌药,cephalostatins 甾体生物碱,R,第三节、甾体皂苷,（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分离,二、甾体皂苷,概述,甾体皂苷是一类由螺甾烷（spirostane）类化合物衍生的寡糖苷。分布单子叶植物和双子叶植物均有分布 生理活性六七十年代，用于合

5、成甾体避孕药和激素类药物的原料。九十年代发现了新的生物活性，特别是防治心脑血管疾病、抗肿瘤、降血糖和免疫调节等作用。,二、甾体皂苷,例如：,地奥心血康胶囊是由黄山药植物中提取的甾体皂苷制成的，内含8种甾体皂苷（含量在90%以上），对冠心病心绞痛发作疗效显著。薤白皂苷经体外试验显示具有较强的抑制ADP诱导的人血小板聚集作用。心脑舒通为蒺藜Tribulus terres tres果实中提取的总皂苷制剂，临床用于心脑血管病的防治。,二、甾体皂苷,（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分离,二、甾体皂苷,分类,甾体皂苷的皂苷元基本骨架

6、属螺甾烷的衍生物。27个碳 B/C、C/D环反式 C17侧链构型 C22是E与F环共享的碳 以螺缩酮的形式相联,螺甾烷醇类：C25为S构型 异螺甾烷醇类：C25为R构型,25R-,25S-,25,25,22,22,20,呋甾烷醇类：F环为开链衍生物 变形螺甾烷醇类：F环为五元四氢呋喃环,E,E,F,呋甾烷醇,变形螺甾烷醇,22,26,27,27,26,25,22,B/C环、C/D环均为反式；A/B有两种稠合方式。C22是螺碳原子,以螺缩酮形式相连。C17位上侧链为-构型，侧链上有3个*C C17 C27 间碳链的Fischer投影式。,天然甾体皂苷元的结构共性,菝葜皂苷元（S-构型或L-）,1

7、7,20,21,22,23,24,25,26,27,16,26,22,16,26,27,17,20,21,25,E,F,24,C20位甲基是-定向（20F）；C22位含氧链是-定向（22F）；C25位甲基是-定向（25F）。,菝葜皂苷元,异菝葜皂苷元（R-构型或D-）,27,27,25,25,C20位甲基是-定向（20F）；C22位含氧链是-定向（22F）；C25位甲基是-定向（25F）。,异菝葜皂苷元,二、甾体皂苷 分类,1螺甾烷醇类（spirostanols）2异螺甾烷醇类（isospirostanols）,C25位甲基二种差向异构体：,二、甾体皂苷 分类,C25位上甲基位于F环平面上的竖

8、键时为定向，绝对构型为S型螺甾烷醇 又称L型或neo型（25S、25L、25F、neo）C25位上甲基位于F环平面下的横键时定向，绝对构型为R型异螺甾烷醇 又称D型或iso型（25R、25D、25F、iso）,二、甾体皂苷 分类,例如：剑麻皂苷元(sisalagenin),是合成激素的原料,化学名:3-羟基5,20F,22F,25F螺旋甾12-酮简 称:3羟基，5-螺旋甾12-酮,二、甾体皂苷 分类,例如：薯蓣皂苷元(diosgenin)制药工业中重要原料,化学名:5-20F，22F，25F螺旋甾烯-3-醇简 称:5-异螺旋甾烯-3-醇,新潘托洛苷元,25,薤白皂苷,22,20,（双糖链苷）,

9、3,26,二、甾体皂苷 分类,3呋甾烷醇类（furostanols）,由环裂环而衍生的皂苷称为呋甾烷醇皂苷（furostanol saponins）。,二、甾体皂苷 分类,3呋甾烷醇类（furostanols）,环开环的双糖链皂苷，植物根茎经长时间的贮存，其主要的皂苷是薯蓣皂苷，而不再是原薯蓣皂苷。,二、甾体皂苷 分类,3呋甾烷醇类（furostanols）,F环裂解的双糖链皂苷产生的显色反应：E试剂盐酸二甲氨基苯甲醛试剂 A试剂茴香醛（Anisaldehyde）试剂,二、甾体皂苷 分类,3呋甾烷醇类（furostanols）,F环裂解的双糖链皂苷不具有某些皂苷的通性：没有溶血作用 不能与胆甾

10、醇形成复合物 没有抗菌活性螺旋甾烷衍生的单糖链皂苷，则具有明显抗菌作用。如：原菝葜皂苷无溶血作用、不能与胆甾醇形成 复合物、无抗菌活性,呋甾烷醇皂苷与螺甾烷醇皂苷 在理化性质与生理活性上的对照,二、甾体皂苷 分类,4变形螺甾烷醇类（pseudo-spirostanols）,F环为五元四氢呋喃环。天然产物中尚不多见。,变形螺甾烷醇类皂苷,纽替皂苷元衍生物,F,22,25,26,(-D-葡萄糖),(马铃薯三糖或茄三糖),纽替皂苷元衍生物水解可得到两种苷元,纽替皂苷元,异纽替皂苷元,25,27,26,二、甾体皂苷,（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（

11、五）甾体皂苷的提取与分离,二、甾体皂苷 理化性质,理化性质与三萜类化合物类同，如：有较好结晶；苷元易溶极性小的有机溶剂(石油醚、氯仿等)不溶水,1熔点 单羟基242 多数双羟基或单羟酮类介于二者之间。,二、甾体皂苷 理化性质,2表面活性 F环开裂的皂苷多不具溶血作用，且表面活性降低。,甾体皂苷/水+碱式醋酸铅 沉淀 或Ba(OH)2等 碱性盐,二、甾体皂苷 理化性质,3形成分子复合物,可用于纯化皂苷和检查是否有皂苷类成分存在 反应条件：甾醇需有C3-OH三萜皂苷与甾醇形成的分子复合物不及甾体皂苷稳定,二、甾体皂苷 理化性质,4显色反应 在无水条件下，遇某些酸可产生与三萜皂苷相类似的显色反应。,

12、L-B（醋酐-浓硫酸）反应：甾体皂苷颜色变化中出现绿色 三萜皂苷产生红色（无绿色）三氯醋酸反应：甾体皂苷加热至60显色 三萜皂苷加热至100显色,二、甾体皂苷,（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分离,二、甾体皂苷 甾体皂苷元的波谱特征,1.紫外光谱,饱和的甾体化合物在200400nm无吸收不饱和的甾体：孤立双键205225 nm 共轭二烯235 nm C=O285 nm(弱吸收),不饱和酮基240nm(特征吸收)制备成衍生物。如：含-OH化合物，经脱-OH 后在结构中产生双键。借此判断-OH位置。,二、甾体皂苷 甾体皂苷元

13、的波谱特征,2.红外光谱,甾体皂苷元含有螺缩酮结构的侧链，在IR中有四个特征吸收谱带：A980 B920 C900 D860 cm-1应用：区别C25的两种立体异构体的构型 判断C11或C12位的C=O是否成共轭体系 C3-OH与A/B环构型的关系,二、甾体皂苷 甾体皂苷元的波谱特征,区别C25的两种立体异构体的构型,C25Me-取代 吸收强度：C25-S B带 C带 C25-R C带 B带C25CH2OH(羟甲基)取代（无法用上述四条谱带来区别）C25-S有995强吸收 C25-R有 1010强吸收(若F环开裂即无螺缩酮结构，则无995或1010吸收),1000,900,950,10,20,

14、30,40,850,800,cm-1,50,60,70,80,90,A,B,C,D,A,B,C,D,乙酰基菝葜皂苷元,乙酰基丝兰皂苷元,（25R）,（25S）,T%,二、甾体皂苷 甾体皂苷元的波谱特征,判断C-11或C-12位的C=O是否成共轭体系,非共轭体系17051715cm-1有一个峰 C-12羰基共轭产生二个峰 16001605（双键）16731679（羰基）(,不饱和酮结构),二、甾体皂苷 甾体皂苷元的波谱特征,C3-OH与A/B环构型的关系,当C3-OH构型已知时，可利用C3-OH来推测A/B环的构型，见下表：,*石腊糊，其余为CS2溶液。e横键；a竖键苷元-OH伸展频率：3625

15、cm-1 弯曲频率：10301080cm-1,二、甾体皂苷 甾体皂苷元的波谱特征,3.质谱,甾体皂苷元由于分子中有螺甾烷侧链，在质谱中均出现：m/z：139（强，基峰）115（中强）126（弱）辅助离子峰 这些峰的裂解途径如下：（主要是由F环产生）,二、甾体皂苷 甾体皂苷元的波谱特征,二、甾体皂苷 甾体皂苷元的波谱特征,取代基对三个峰的影响：,二、甾体皂苷 甾体皂苷元的波谱特征,4.1H-NMR 高场区的特征信号：,二、甾体皂苷 甾体皂苷元的波谱特征,4.13C-NMR,利用13C-NMR谱的各种技术如：全去偶谱、偏共振去偶谱和高分辨碳谱及驰豫的时间等参数，可以将皂苷元分子中27个碳的特征峰辨

16、认出来。根据已知皂苷的13C谱化学位移数据，参考取代基对化学位移的影响，确定各种各个碳的化学位移推定皂苷元的可能结构。基本鉴定分析方法与三萜及其苷类同。,二、甾体皂苷,（一）概述（二）甾体皂苷化学结构类型（三）甾体皂苷的理化性质（四）甾体皂苷的波谱特征（五）甾体皂苷的提取与分离,二、甾体皂苷 甾体皂苷的提取与分离,实验室和工业生产中多采用溶剂法提取,溶剂多用甲醇或稀乙醇分离：多用硅胶柱层析或高效液相制备色谱法洗脱剂用不同比例的二元、三元等溶剂系统 如：氯仿:甲醇:水等混合溶剂可参见三萜及其苷类一章的提取与分离内容。,甾体皂苷的提取分离,1、与三萜皂苷提取方法相似；2、薯蓣皂苷元的提取方法 水解法 薯蓣皂苷属植物 水3-4倍 浓硫酸（成3%硫酸溶液 通蒸汽加压水解8h 水洗酸性 干燥水解产物 汽油提取20h 浓缩提取液 放置结晶 丙酮重结晶 活性炭脱色。3、薯蓣皂苷元的分离方法,胆甾醇沉淀法分离：粗薯蓣皂苷元 溶于乙醇 饱和胆甾醇水溶液 沉淀完全 过滤 水洗、乙醇洗、乙醚洗沉淀 乙醚回流提取 残留物（即较纯薯蓣皂苷元）。色谱分离法 吸附剂 硅胶；洗脱剂 不同比例的氯仿：甲醇：水,中药薤白