第七章 甾体类化合物

甾体类化合物第七章7.1甾体化合物甾体化合物几乎存在于所有生物中,是生物膜的重要组成部分.具有重要的生理作用，在医药方面得到广泛应用。一类具有环戊烷并多氢菲碳架结构的化合物7.1.1基本结构1314981017121115167561423RCH3CH3*******ABCD7个手性C*C10、C13-----角甲基（或CHO、CH2OH），位于环前方，用实线表示C17-----烃基、含氧基团或其它基团C3-----羟基,此外，可能还有双键构成了各种不同类型的甾体化合物。甾体化合物的命名，常采用俗名，如胆固醇、黄体酮、睾丸酮等。131498101712111516756CH3CH31423HHHRH立体结构A、B-----顺式(正系,粪甾烷)或反式稠合(别系,胆甾烷)B、C-----反式稠合C、D-----反式稠合（强心苷苷元蟾毒苷元除外）131498101712111516756CH3CH31423HHHRH正系（5β-型）别系（5α-型）A、B-----顺式正系（5β-型）--C5上的H和C10上角甲基在同侧，实线表示A、B-----反式别系（5α-型）--C5上的H和C10上角甲基在同侧，虚线表示7.1.2系统命名法OCH3OCH3OHCH3OH13β—乙基—3-甲氧基—1，3，5（10）—甾三烯—17—酮3、17β—二羟基—1，3，5（10）—雌甾三烯（β—雌二醇）1314981017121115167561423RCH3CH3*******ABCDCH3CH3OHOHOHHCH3HOOC3α，7α，12α—三羟基—5β—胆烷—24—酸（胆酸）CH3CH3COCH2OACOHOO17α，21—二羟基孕甾—4—烯—3，11，20—三酮—21—醋酸酯（醋酸可的松）CH3CH3OHCH3CH3CH3Δ5—3β—羟基胆甾烯（胆甾醇）甾醇胆甾酸甾体激素强心苷甾体皂苷7.2重要的甾体化合物分类：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：肝、肾、脑、神经组织中，蛋黄中较多，白色结晶，难溶于水CH3CH3OHCH3CH3CH3正常人血液中含胆固醇2.82~5.95mmol·L-1。如果人体内的胆固醇代谢发生障碍或饮食摄取胆固醇量太多时，就会从血液中沉淀析出，引起结石或血管硬化。7.2.1甾醇类化合物2）7-脱氢胆固醇（动物甾醇）CH3CH2OHCH3CH3CH3CH3CH3OHCH3CH3CH3存在于：人体皮肤，受紫外线照射B环打开，转化成维生素D3维生素D33）麦角固醇（植物固醇）CH3CH3OHCH3CH3CH3CH3CH3CH2OHCH3CH3CH3CH3受紫外线照射B环打开维生素D2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维生素D，类固醇的衍生物，具有抗偻病的作用，所以又叫抗佝偻维生素。维生素D的种类很多，以D2和D3最为重要，两者结构十分相似，D2仅比D3多一个甲基和一个双键。维生素D2是植物中的麦角固醇经紫外线照射后转变而成的，在天然食物中实际上不存在；维生素D3除存在于少数动物性食物之外，主要是皮肤中的7-脱氢胆固醇经紫外线照射后形成的，有人叫它太阳维生素。维生素D3是脂溶性的。在一般情况下，单靠从食物中获得足够的维生素D3是不容易的，所以通过日光浴在体合成维生素D3是一个别重要途径。维生素D包括：胆酸、脱氧胆酸（7-脱氧胆酸）、鹅胆酸（12-脱氧胆酸）、石胆酸（7、12-脱氧胆酸）结构特征：A、B顺式稠合；C3C7C12上羟基为α构型；链端有羧基7.2.2胆甾酸CH3OHCH3HOHOHCH3HOOC1）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。HOCOOHOHOH中药实例：牛黄、熊胆胆汁中的胆酸常与甘氨酸和牛磺酸结合成甘氨胆酸和牛磺胆酸，这种结合胆酸总称胆汁酸，其结构式如下：HOCONHCH2COOHOHOHHOCONHCH2CH2SO3HOHOH甘氨胆酸牛磺胆酸胆汁酸在碱性胆汁中常以钠盐或钾盐的形式存在，称为胆盐。它能使油脂在肠中乳化，易于水解、消化和吸收。CH3CH3COCH2OACOHOO内分泌腺分泌的化学活性物质，根据来源与生理功能分：7.2.3甾体激素1）肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素是产生于肾上腺皮质部分的一类激素。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。结构特征：3位上有酮基；双键；如：可的松OCOCH2OHHO可的松皮质酮CHOCOCH2OHHOOOCOCH2OHHOOH醛固酮氢化可的松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。醛固酮的作用是维持人体血液中钾离子和钠离子的平衡。钾离子不仅在维持人体细胞内液的渗透压上起到决定性的作用，而且还具有维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋性等重要作用。性激素分为雄性激素和雌性激素两大类。2）性激素OOHOCOCH3睾丸酮(皋丸酮)黄体酮(雌性激素)CH3CH3OOOHHHOHHOCOCH37.2.4强心苷类化合物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、海葱等强心苷是存在植物中具有强心作用的甾体苷类化合物，是治疗心力衰竭不可缺少的重要药物。是由强心苷元（甾核）与糖缩合（配基）的一类苷。强心苷存在的中草药含强心苷的中草药：毛花洋地黄黄花夹竹桃铃兰羊角拗顶冰花草罗布麻北五加皮海葱万年青甲型强心苷元甲型强心苷元（强心甾烯）：C17-五元不饱和内酯环（△αβ-γ-内酯）强心苷分类洋地黄毒苷元3-表洋地黄毒苷元乌沙苷元夹竹桃苷元3β，14β-二羟基-5β-强心甾-20（22）-烯3α，14β-二羟基-5β-强心甾-20（22）-烯乙型强心苷元乙型强心苷元（海葱甾二烯或蟾蜍甾二烯）：C17-六元不饱和内酯环（△αβ，γδ-δ-内酯）OOHOHO绿海葱苷元海葱苷元3β，14β-二羟基海葱甾-4，20，22-三烯OCH3OHOHHOHOHOCH3OHOHHOHOCH3OHOHHOHOHHOOCH3OHHOHOHHO,,,,OCH3OHOHOHHOOCH3OHHOHOHOCH3OHOHOHOCH3OHOHOHHOCH3CH3CH3,,,,D-鸡纳糖D-弩箭子糖D-6-去氧阿洛糖L-夫糖D-洋地黄糖D-洋地黄毒糖D-加拿大麻糖L-黄花夹竹桃糖强心苷糖部分乌本苷洋地黄毒苷R=H强心苷结构绿海葱苷绿海葱苷A强心苷一般性质（一）性状：---强心苷是中性化合物，为无色晶体或无定形粉末。苦味。（二）溶解性---可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮。难溶于乙醚、苯、石油醚等亲脂性有机溶剂。强心苷的提取分离（一）提取原生苷用水或醇类溶剂提取，提取时要抑制酶的活性，原料要新鲜，低温快速干燥，提取时要避免酸碱的影响；次生苷或强心苷元用亲脂性溶剂提取，要利用酶的活性或酸碱进行水解（二）纯化溶剂法、铅盐法、吸附法（三）分离1、两相溶剂萃取法2、色谱法提取分离注意的问题——防止植物中的酶对成分进行酶解提取原生苷——必须抑制酶的活性，原料要新鲜，采集后低温快速干燥1．提取常用甲醇或70%乙醇为溶剂进行提取优点：提取效率高、使酶失去活性2．纯化⑴溶剂法——根据化合物的极性选择溶剂进行除杂⑵铅盐法铅盐与杂质可生成沉淀，该沉淀能吸附强心苷而导致损失。这种吸附和溶液中醇的含量有关增加醇含量——能降低沉淀对强心苷的吸附现象。但纯化效果也随之下降。过量的铅试剂能引起一些强心苷的脱酰基反应2．纯化⑴溶剂法⑶吸附法——采用活性炭、Al2O3进行吸附经活性炭使叶绿素等脂溶性杂质可被吸附而除去通过Al2O3——糖类、水溶性色素、皂苷等可吸附注意：强心苷亦有可能被吸附而损失3.分离分离(1)两相溶剂萃取法——依据分配系数的不同(2)层析分离分离亲脂性单糖苷、次级苷和苷元——选择吸附层析（硅胶等）对弱亲脂性成分——选择分配层析(硅胶、纤维素等为支持剂)7.2.5.甾体皂苷类化合物（一）概述甾体皂苷是一类由螺甾烷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。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。心脑舒通为蒺藜果实中提取的总皂苷制剂，临床用于心脑血管病的防治。（二）分类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螺旋甾烷依螺甾烷结构中C25的构型和环的环合状态，将其分为四种类型：1．螺甾烷醇类2．异螺甾烷醇类3．呋甾烷醇类4．变形螺甾烷醇类OOEF251．螺甾烷醇类2．异螺甾烷醇类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，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．呋甾烷醇类由Ｆ环裂环而衍生的皂苷——称为呋甾烷醇皂苷。OOOglcOHglcRhaglcglcH42原菝葜皂苷6菝葜皂苷β-葡萄糖苷酶失C26位葡萄糖由Ｆ环裂环而衍生的皂苷——称为呋甾烷醇皂苷。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4．变形螺甾烷醇类F环为五元四氢呋喃环。天然产物中尚不多见。OOCH2OHOH纽替皂苷元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