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第九章本章内容第一节概述第二节甾体皂苷第三节强心苷类第一节概述一、结构与分类甾体类在结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核。又名类固醇化合物（steroids），因其结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾核，1936年给这类化合物提出一个总称“甾体化合物”，“甾”字很形象化地表示了这类化合物的骨架，即在含有四个稠合环“田”字上面连有三个支链“〈〈〈”。C10、C13上各有一个甲基，称为角甲基。C17位有侧链。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：甾体基本母核天然甾类化合物的分类及甾核的稠合方式C17侧链A/BB/CC/DC21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甾体母核有七个手性碳原子，C5、C8、C9、C10、C13、C14、C17,故理论上应有27=128种光学异构体，但由于稠环的存在及其引起的空间阻碍，实际上可能存在的异构体大大减少，一般只以稳定的构型存在。母核的构型：甾体化合物的四个环之间，每两个环以碳碳单键稠和时，可以是顺式的，也可以是反式的。A/B环有顺式(5-βH)或反式(5-αH)稠和。B/C环是反式稠和（8-βH/9-αH)。C/D环有顺式(14-βH)或反式稠和(14-αH)。ABCD101358917143HHHH二、生物合成途径甾类是通过甲戊二羟酸的生合成途径转化而来甲戊二羟酸角鲨烯（squalene）2，3-氧化角鲨烯（2，3-oxidosqualene）羊毛甾醇（三萜）OHOOHOHOHOOOHCH2OHOHOOHHOOOHOOOHOHOHOHOO+CH3COOH羊毛甾醇甾醇类C21甾类[O]甾体皂苷元甲型强心苷元乙型强心苷元+C3三、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，经加热后能产生各种颜色反应。这类颜色反应的机理较复杂，1976年日本人建议此类反应的机理是甾类化合物与酸（硫酸或Lewis酸）作用，经脱水、缩合、氧化等过程生成阳碳离子盐有色物。OHHH+H2O++++3,5-胆甾二烯(Ⅰ)3,3′-双（2，4）胆甾二烯（Ⅱ）1.Liebermann-Burchard反应样品（氯仿）+硫酸－乙酐（1：20）红→紫→蓝→绿→污绿（最后褪色）也可将样品溶于冰乙酸，加硫酸-乙酐（1:20）试剂产生同样的反应。2.Salkowski反应3.Tschugaev反应4.Rosen-Heimer反应5.Kahlenberg反应第二节甾体皂苷（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）甾体皂苷的提取与分离（五）甾体皂苷的波谱特征第二节甾体皂苷㈠概述新定义甾体皂苷是一类螺旋甾烷（spirostane）及其生源相似的甾族化合物的低聚糖苷。老定义甾体皂苷为植物界存在的一类,其水溶液振摇后可产生大量持久性肥皂样泡沫，具溶血作用，能与胆甾醇形成复合物沉淀的苷类化合物。分布——主要分布在单子叶植物中，大多存在于百合科、薯蓣科、石蒜科和龙舌兰科，菠萝科、棕榈科、茄科、玄参科、菝葜科、豆科、姜科、延龄草科等植物中也有存在。此外，由多种海洋生物和动物体内亦分离到一系列结构特殊的甾体皂苷。生理活性——六七十年代，用于合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[Tribulusterrestres]果实中提取的总皂苷制剂，临床用于心脑血管病的防治。大蒜的甾体皂苷(降血糖、降胆固醇)欧铃兰次甾体皂苷(抗菌)蜘蛛抱蛋甾体皂苷(杀灭钉螺)重楼甾体皂苷Ⅰ和甾体皂苷Ⅳ(细胞毒)甾体皂苷元是合成甾体激素的原料（如薯蓣甾体皂苷元）甾体皂苷一般都能产生溶血作用（少数例外，反而抗溶血），因此又称皂毒素，不能做成静脉注射剂。甾体皂苷分子不具-COOH，故称又中性皂苷。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第二节甾体皂苷甾体皂苷的皂苷元基本骨架属螺甾烷的衍生物。①27个碳②B/C、C/D环——反式③C17侧链——β构型④C22是E与F环共享的碳以螺缩酮的形式相联O2225261013O2017HHHHEF螺旋甾烷一、结构特点：1、分子中都有A、B、C、D、E、F六个环，C1~C17组成A~D环形成环戊烷骈多氢菲的母核，C17上的侧链C22与C16结成骈合的五元含氧环（E环），E环与F环以螺缩酮形式相连，C18和C19两个角甲基均为β-型。组成螺旋甾烷结构或异螺旋甾烷结构。2、环的稠合方式：A/B环有顺式（5β-OH）也有反式骈合（5α-OH）。B/C环，C/D环一般都为反式（故个别C/D为顺式）。3、官能团：①羟基:常为1～3个，多连在C3，且多为β-型并常连糖成苷，其他位也可取代（也有α、β-方向）。②双键：多为Δ5（6）,也有Δ9(11)，Δ25(27)型③羰基：C12最常见（有利于合成皮质激素）④一般不具-COOH因此称中性甾体皂苷。⑤新近发现有取代.4、侧链（C20~C27）螺旋甾:按Fischer投影式规定，C26氧化态最高为顶端投影，取代基在左侧为β-型，右侧为α-型，C25连-CH3左取向为L-型，右取向为D-型。（1）C25-CH3:25βF(25L,25S,neo、L-型)（2）C22-O:22αF(3)C20-CH3:20βFOOCH3HCH3HCHCH3COCHHCHHCHCH3CH2O17161820212223242526271618172021222324252627螺旋甾异螺旋甾OOCH3HHCH3CHCH3COCHHCHHCCH3HCH2O17161820212223242526271618172021222324252627（1）C25-CH325αF（25R,iso、D-型）。（2）C22-O:同螺旋甾烷(3)C20-CH3:二、分类依螺甾烷结构中C25的构型和环的环合状态，将其分为以下类型：1．螺甾烷醇类（spirostanols）2．异螺甾烷醇类（isospirostanols）O2225261013O2017OH27O2225261013O2017OH27EFEF螺甾烷醇异螺甾烷醇RSC25C25易转化差向异构体C25位甲基二种差向异构体：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）C25位上甲基位于F环平面下的横键时——α定向，绝对构型为R型——异螺甾烷醇又称D型或iso型（25R、25D、25αF、iso）OOEF25例如：剑麻皂苷元(sisalagenin),是合成激素的原料化学名:3β-羟基5α,20βF,22αF,25βF螺旋甾12-酮简称:3β羟基，5α-螺旋甾12-酮OOOHOH剑麻皂苷元例如：薯蓣皂苷元(diosgenin)制药工业中重要原料化学名:△5-20βF，22αF，25αF螺旋甾烯-3β-醇简称:△5-异螺旋甾烯-3-β-醇OOOH薯蓣皂苷元3．呋甾烷醇类（furostanols）由Ｆ环裂环而衍生的皂苷——称为呋甾烷醇皂苷（furostanolsaponins）。OOOglcOHglcRhaglcglcH42原菝葜皂苷6菝葜皂苷β-葡萄糖苷酶失C26位葡萄糖Ｆ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。OOOglcOHglcRhaRha42原薯蓣皂苷苦杏仁酶酶解薯蓣皂苷失C26位葡萄糖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F环裂解的双糖链皂苷黄色黄色A试剂E试剂F环闭环的单糖链皂苷和螺旋甾烷衍生皂苷元黄色A试剂不显色E试剂F环裂解的双糖链皂苷不具有某些皂苷的通性：①没有溶血作用②不能与胆甾醇形成复合物③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4.变形螺旋甾烷醇类（F环为四氢呋喃环）5.C25上可连-OH（不连H），可连羟甲基（不连-CH3）,或Δ25(27)组成甾体皂苷常见的糖及成苷方式1.单糖D-glc,D-gal,L-Rha,D-xyl,L-ara,L-Fuc,D-glcA，这些糖可以不同的方式与甾体皂苷元上的-OH缩合成苷。2.成苷形式：（多为单糖链甾体皂苷，少为双糖链甾体皂苷）（1）单糖链甾体皂苷:多在C3-OH成苷,且多为支链链糖,也有直链糖(少)。(2)双糖链甾体皂苷：（为数不多，有些是呋甾烷连糖成苷）另外甾体皂苷水解一部分糖（单糖链甾体皂苷缩短糖链，双糖链甾体皂苷成为单糖链）生成的次级苷，称次皂苷。三．性质1.性状甾体皂苷多为白色或乳白色无定形粉末,但甾体皂苷元大多有完好的结晶。2．发泡性（表面活性作用）甾体皂苷可降低水溶液的表面张力，。其水溶液经振摇能产生持久性的泡沫，并不因加热而消失（可作甾体皂苷鉴别用）：泡沫试验：区别中性皂苷和酸性皂苷：3．溶解性甾体皂苷由于连糖的数目及种类不同，以及水解程度不同而产生次皂苷或甾体皂苷元，在结构上都有一定的差异，因此在溶解性上也有所不同，一般说：4．溶血作用绝大多数甾体皂苷稀的水溶液能使血液中红细胞破裂而出现溶血：不同的甾体皂苷溶血作用不同，溶血作用的强弱可用溶血指数表示。并不是所有的甾体皂苷都有溶血作用。酯甾体皂苷苷元部分的酯键水解后失去溶血作用。。某些萜类（如三萜皂苷），胺类和酸败的油脂类也可因起溶血，因此在进行溶血试验时要注意将甾体皂苷纯化后再做（胆甾醇沉淀，沉淀得到的甾体皂苷再作溶血试验）。5．沉淀反应（1）金属盐沉淀甾体皂苷可与铅盐产生沉淀，酸性和中性皂苷的沉淀反应有差异。利用此性质可鉴别或分离中性和酸性皂苷（2）胆甾醇沉淀（C3-OH为β-型的甾醇都可产生沉淀）：甾体皂苷可与胆甾醇生成分子复合物而产生沉淀，而且沉淀作用有如下规律：具3β-OH，A/B环反式或Δ5结构的甾醇与甾体皂苷形成的分子复合物稳定。具3α-OH，或3β-OH被酯化成苷的甾醇，不能与甾体皂苷产生沉淀。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-β-OH三萜皂苷与甾醇形成的分子复合物不及甾体皂苷稳定甾体皂苷EtOH甾醇沉淀分子复合物乙醚回流提取乙醚皂苷（甾醇）（不溶乙醚）+（如胆甾醇）6．水解反应(1)酸水解但甾体皂苷所连多是α-OH糖，因此要进行剧烈水解：由于条件剧烈，因此常使苷元产生脱水，双键移位，构型异构，环合的反应。由于剧烈水解产生苷元结构的变化，因此常寻求温和条件的水解方法：可将糖和完全水解掉。（2）酶解：A.利用植物体内的酶能酶解部分糖得到次甾体皂苷。如：B.糖苷酶水解可全部水解糖与苷元得所有苷键而苷元不影响。（3）Smith降解法（4）微生物培养酶水解7．熔点和旋光度（1）熔点甾体皂苷的熔点一般都高达200～350℃,熔融前,已开始分解,所以：熔点不明显，或测得的多为分解点，甾体皂苷混熔点和乙酰化物混熔点往往不下降，用熔点判断纯度不可靠。（2）旋光度旋光度与对照品旋光度值对照比熔点鉴定可靠8．颜色反应甾体皂苷颜色反应与强心苷有些相同，都是一些强酸或Lewis酸，其机理目前还是不太清楚（水解苷元、脱水、双键移位、分子缩合形成共轭阳炭离子显色等）（1）醋酐－浓硫酸反应（Liebermann-Burchard反应）此反应可鉴别甾体和三萜甾体皂苷。（2）三氯醋酸反应(Rosen-Heimen)(3)氯仿－浓硫酸反应（salkowski）(4)冰醋酸－乙酸氯反应（Tcchugaeff）（5）五氯化锑(Kahlenberg)(6)Ehrlich试剂反应螺旋甾型皂苷无此反应。四、甾体