天熱藥物化學(xué)-電子教材:第八章

  根據(jù)其在甾體母核的C-17位上連接的不飽和內(nèi)酯環(huán)的不同，可將強(qiáng)心苷元分為兩類。

   ①甲型強(qiáng)心苷元 （強(qiáng)心甾烯類)：其基本母核為強(qiáng)心甾，由23個碳原子組成。已知的強(qiáng)心苷元中，絕大多數(shù)屬于此類。

  母核的C-17位上連接的是五元不飽和內(nèi)酯環(huán)（即Δ^ab-g-內(nèi)酯)，大多為b-構(gòu)型，個別為a-構(gòu)型。在異構(gòu)化酶的作用下，b-構(gòu)型的強(qiáng)心苷元可轉(zhuǎn)變?yōu)闊o強(qiáng)心作用的或強(qiáng)心作用顯著降低的a-構(gòu)型異構(gòu)體，例如毒毛旋花子種子中含有異構(gòu)化酶，能使C-17位的側(cè)鏈由b-構(gòu)型轉(zhuǎn)變?yōu)閍-構(gòu)型。

  ②乙型強(qiáng)心苷元（蟾蜍甾烯類或海蔥甾二烯類)：其基本母核為蟾蜍甾或海蔥甾，由24個碳原子組成。母核部分C-17位上連接的是六元環(huán)不飽和內(nèi)酯環(huán)（即Δ^{ab, gd}-雙烯-d-內(nèi)酯)，為b-構(gòu)型。

  由乙型強(qiáng)心苷元與糖縮合而成的苷 稱為乙型強(qiáng)心苷。天然界中僅少數(shù)幾種強(qiáng)心苷元屬于這一類型。

2．糖部分

  強(qiáng)心苷中的糖共有20余種。根據(jù)它們的C-2位上有無羥基可以分成a-羥基糖和a-去氧糖兩類。a-去氧糖主要存在于強(qiáng)心苷類化合物的分子中，而在其他苷類化合物分子中則極少見，故在檢識強(qiáng)心苷類時常需要進(jìn)行a-去氧糖的鑒別反應(yīng)。

（1)a-羥基糖 除D-葡萄糖外，還有：

①6-去氧糖如L-鼠李糖等；

② 6-去氧糖甲醚  如D-洋地黃糖等。

（2)a-去氧糖  

①2，6-二去氧糖如D-洋地黃毒糖等；

② 2，6-二去氧糖甲醚  如L-夾竹桃糖、D-加拿大麻糖等。

3．糖和強(qiáng)心苷元的連接方式

  強(qiáng)心苷分子，多數(shù)是幾個單糖結(jié)合成低聚糖的形式，再與苷元的C-3位羥基連接成苷，少數(shù)為雙糖苷或單糖苷。強(qiáng)心苷中糖部分自身雖無強(qiáng)心作用，但卻科增加強(qiáng)心苷對心肌的親和力。

  按與C-3位羥基直接相連的內(nèi)端糖的種類的不同分為以下三種類型：

  I   型強(qiáng)心苷：苷元-（2，6-二去氧糖)x -（D-葡萄糖)y

  II　型強(qiáng)心苷：苷元-（6-去氧糖)x-（D-葡萄糖)y

III  型強(qiáng)心苷：苷元-（D-葡萄糖)y

天然存在的強(qiáng)心苷類以 I型及 II 型較多，III型較少。  

三、理化性質(zhì)  

 1．理化性質(zhì)

1)性狀：強(qiáng)心苷類多為無色結(jié)晶或無定形粉末，中性物質(zhì)，有旋光性。C-17位上的側(cè)鏈為b-構(gòu)型者味苦，而a-構(gòu)型者味不苦，但無強(qiáng)心作用。對粘膜有刺激性。

2)溶解度：可溶于丙酮、甲醇、乙醇、水等極性溶劑，難溶于乙醚、苯、石油醚等非極性溶劑。它們的溶解度也因糖基數(shù)目和性質(zhì)以及苷元中有無親水性基團(tuán)而有差異。

糖基數(shù)目多水溶性強(qiáng)：原生苷>次生苷>苷元（苷元相同)   西地蘭 >地高辛

糖基的種類：去氧糖苷<羥基糖苷（苷元和糖的數(shù)目相同)

苷元部分的羥基數(shù)目越多水溶性增強(qiáng)

烏本苷（單糖苷8個OH)>毛地黃毒苷（三糖苷5個OH )

如羥基數(shù)目相同，則易形成分子內(nèi)氫鍵者水溶性降低

 毛花洋地黃苷B(16-OH) <毛花洋地黃苷C(12-OH)

3)內(nèi)酯性質(zhì)----　與堿作用

甲型強(qiáng)心苷在 KOH水溶液中，可開環(huán)，加酸后可環(huán)合。

甲型強(qiáng)心苷在醇性KOH溶液中，通過內(nèi)酯環(huán)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移和雙鍵轉(zhuǎn)移，C14-羥基質(zhì)子對C20的親電加成作用而生成內(nèi)酯型異構(gòu)化苷，再經(jīng)皂化作用開環(huán)而生成開鏈型異構(gòu)化苷。

乙型強(qiáng)心苷在醇性KOH溶液中，不發(fā)生雙鍵轉(zhuǎn)移，但內(nèi)酯環(huán)開裂生成酯，再脫水形成開鏈型異構(gòu)化苷。

4)內(nèi)脂環(huán)雙鍵的氧化

5)脫水反應(yīng)

強(qiáng)心苷混合強(qiáng)酸（3%-5% HCl)加熱水解時，苷元往往發(fā)生脫水反應(yīng)。

　C14-OH、C5-OH（叔羥基)極易發(fā)生脫水反應(yīng)。

　如將C3-OH、 C16-OH氧化為酮基，則更使C5-叔羥基、C14-叔羥基活化，在溫?zé)釛l件下即可脫水而形成烯酮。

　若C4位有雙鍵，可促使C3-OH脫水，生成共軛雙鍵。

2．苷鍵的水解

  強(qiáng)心苷的苷鍵可以在酸或酶的催化下發(fā)生水解。同時，分子中有的酯鍵結(jié)構(gòu)還能被堿催化水解。因此，強(qiáng)心苷的水解分為化學(xué)方法和生物方法兩大類，化學(xué)方法主要有酸水解、堿水解，生物方法主要有酶水解。

（1)酸催化水解

  ①溫和酸水解法：用稀酸（如0.02~0.05mol/L的鹽酸或硫酸)，在含水醇中經(jīng)短時間（半小時至數(shù)小時)加熱回流。在此條件下，可使 I型強(qiáng)心苷水解生成苷元和糖。因?yàn)檐赵�和a-去氧糖、a-去氧糖和a-去氧糖之間的糖苷鍵極易被酸水解，在此條件下即能被切斷。

  但由a-羥基糖形成的苷鍵則難以水解，故常常得到二糖或三糖。

 ②強(qiáng)烈酸水解法：II型和 III型強(qiáng)心苷中的堂，均非a-去氧糖。必須以高濃度的酸（3%~5%)，增加作用時間或同時加壓，才能使強(qiáng)心苷和糖之間的苷鍵、糖和糖之間的苷鍵全部水解。

  卻常引起苷元發(fā)生脫水反應(yīng)，得不到原來的苷元。

③鹽酸丙酮法  （Mannich水解) 

強(qiáng)心苷溶解于丙酮溶液中，室溫條件下與氯化氫反應(yīng)2周，糖中C2-OH和C3-OH與丙酮反應(yīng)生成丙酮化物，水解后得到原來的苷元和糖的衍生物。

（2)酶水解法

  特點(diǎn)：選擇性，不同性質(zhì)的酶作用于不同的苷鍵。

含強(qiáng)心苷的植物中均有水解b-D-葡萄糖苷鍵的酶共存，但無水解a-去氧糖苷鍵的存在。所以酶能水解除去強(qiáng)心苷分子中的葡萄糖而保留a-去氧糖。

K-毒毛旋花子苷

b-D-葡萄糖苷酶次生苷+Glu

毒毛旋花子雙糖酶  次生苷+Glu-Glu

  一般來說，乙型強(qiáng)心苷較甲型強(qiáng)心苷更易為酶水解；糖基上有乙�；�的強(qiáng)心苷較糖基上無乙�；�的強(qiáng)心苷水解速度慢。

  酶解法在強(qiáng)心苷產(chǎn)生中有很重要的作用。由于甲型強(qiáng)心苷的強(qiáng)心作用與分子中的糖基數(shù)目有關(guān)，即苷的強(qiáng)心作用強(qiáng)度為：單糖苷>二糖苷>三糖苷，所以常利用酶解法使植物體內(nèi)的原生苷水解成強(qiáng)心作用更強(qiáng)的次生苷。

   （3)堿水解法

  強(qiáng)心苷的苷鍵為縮醛結(jié)構(gòu)，可被酸或酶水解，對堿則較穩(wěn)定而不被水解。但是，在堿試劑的作用下，可使強(qiáng)心苷分子中的酰基水解、內(nèi)酯環(huán)開裂、Δ²⁰⁽²²⁾轉(zhuǎn)位及苷元異構(gòu)化等。

　�、佟□；�的水解：在強(qiáng)心苷的苷元或糖基上常有�；�存在，一般可用堿處理使酯鍵水解而脫去�；�。常用的堿有：NaHCO₃、K HCO₃（a-去氧糖上的酰基)、Ca(OH)₂、Ba(OH)₂（a-去氧糖、a-羥基糖上的�；�)，它們能選擇性地水解苷元或糖基上的�；�而不影響內(nèi)酯環(huán)。

　　②　內(nèi)酯環(huán)的水解：在水溶液中，NaOH、KOH能使強(qiáng)心苷的內(nèi)酯環(huán)開裂，酸化后又可重新閉環(huán)。在醇溶液中，NaOH、KOH能使強(qiáng)心苷的內(nèi)酯環(huán)開裂，但同時還使其結(jié)構(gòu)異構(gòu)化，故酸化也不再有可逆變化。

3．顯色反應(yīng)　強(qiáng)心苷除甾體母核所產(chǎn)生的顯色反應(yīng)外，還可因結(jié)構(gòu)中含有不飽和內(nèi)酯環(huán)和a-去氧糖而產(chǎn)生顯色反應(yīng)。

  （1)由不飽和內(nèi)酯環(huán)產(chǎn)生的反應(yīng)

  甲型強(qiáng)心苷的C₁₇側(cè)鏈上有不飽和五元內(nèi)酯環(huán)， 在堿液中，雙鍵轉(zhuǎn)位能形成活性次甲基，從而能夠與某些試劑反應(yīng)而顯色。而乙型強(qiáng)心苷在堿液中不能產(chǎn)生活性次甲基，故無此類反應(yīng)。

   此類反應(yīng)可以在試管內(nèi)進(jìn)行，也可以作為薄層層析和紙層析的顯色劑。

   ①Legal反應(yīng)： NaFe(NO)CN₅·H₂O  深紅或藍(lán)

   ②Kedde反應(yīng) ：   3,5-二硝基苯甲酸  深紅或紅

   ③Raymond反應(yīng)：  間-二硝基苯紫紅或藍(lán) 

 ④Baljet反應(yīng)：  苦味酸  橙或橙紅

（2)由2-去氧糖產(chǎn)生的反應(yīng)

①Keller-Kiliani反應(yīng)：取樣品1mg溶于5ml冰乙酸中，加一滴20%三氯化鐵水溶液，傾斜試管，沿試管壁加入5ml濃硫酸，若有2-去氧糖存在，乙酸層漸呈藍(lán)或藍(lán)綠色。

此反應(yīng)是2-去氧糖的特征反應(yīng)，對游離的2-去氧糖或在反應(yīng)條件下能水解出2-去氧糖的強(qiáng)心苷都可顯色。但若不顯色，不能說明無2-去氧糖。

②對-二甲氨基苯甲醛反應(yīng)：將樣品醇溶液滴于濾紙上，52667788.cn干后，噴對-二甲氨基苯甲醛試劑，90˚C加熱，顯灰紅色斑點(diǎn)。

③呫噸氫醇（Xanthydrol)反應(yīng)：取樣品加入?yún)銍崥浯荚噭?10mg占噸氫醇溶于100ml冰醋酸，加入1ml濃硫酸)，置沸水浴中加熱3min，呈紅色。  

④過碘酸-對硝基苯胺反應(yīng)：TLC和PC的顯色反應(yīng)。先噴過碘酸鈉溶液，室溫放置10min，再噴對硝基苯胺試液，立即在灰黃色背底上出現(xiàn)深黃色斑點(diǎn)，紫外燈下為棕色背底上現(xiàn)黃色熒光斑點(diǎn)。

四、波譜特征 

1．UV  甲型　  lmax  220nm(log約4.34)

乙型　  lmax  295～300nm(log約3.93)　

△16（17)甲型　220，270nm

△8（9)，14（15)甲型　220，240（log約1.8)

用途：區(qū)別甲型和乙型強(qiáng)心苷

2．IR 不飽和內(nèi)酯環(huán)的羰基在1800～1700cm^-1有兩個吸收峰

甲型　1756cm-1（正常峰)

1783cm^-1（非正常峰，強(qiáng)度隨溶劑隨溶劑極性不同而變化，極性增加而減弱)　　

乙型　1718cm-1  （正常峰)

1740cm-1 （非正常峰，強(qiáng)度隨溶劑極性增加而減弱) 　

　　　　　△40cm-1

用途：區(qū)別甲型和乙型強(qiáng)心苷

根據(jù)IR中不飽和C=O峰位不同，區(qū)別甲、乙型強(qiáng)心苷。

根據(jù)非正常峰因溶劑極性增強(qiáng)而吸收強(qiáng)度減弱甚至消失的現(xiàn)象，判斷分子中不飽和內(nèi)酯環(huán)的存在。（顯色反應(yīng)只有甲型陽性，無法判斷乙型的存在)

3．MS

l 苷元　　EI-MS　特點(diǎn)：

1)[M⁺]  弱

2)碎片離子

高質(zhì)區(qū)：M-H₂O,　M-2H₂O,　 M- 3H₂O, M-CHO,　M-CH₃

中質(zhì)區(qū)：保留甾核的碎片，可經(jīng)麥?zhǔn)街嘏藕拖┍�裂解（�?裂解)、α-裂解、RDA　

　　　　　裂解等形成

　 低質(zhì)區(qū)：保留內(nèi)脂環(huán)和內(nèi)脂環(huán)+D環(huán)的離子,可經(jīng)麥?zhǔn)街嘏藕拖┍�裂解（�?裂解)、　

　　　　　α-裂解、

l 五元不飽和內(nèi)脂強(qiáng)心苷元---甲型

　   保留內(nèi)脂環(huán)和內(nèi)脂環(huán)-Ｄ環(huán)的碎片離子m/z111，124

α-裂解和烯丙裂解　m/z　163，164　　

來自甾核的離子m/z　264，249，221，203

羥基洋地黃毒苷元的質(zhì)譜數(shù)據(jù)m/z： 390[M⁺], 372(M-H₂O),354(M-2H₂O),336(M-

3H₂O),321, 264, 246, 228, 221, 213, 203(100), 127, 124

l  六元不飽和內(nèi)脂強(qiáng)心苷元---乙型

裂解方式同甲型， 保留保留內(nèi)脂環(huán)和內(nèi)脂環(huán)-Ｄ環(huán)的碎片離子m/z109，123，136，136

l 強(qiáng)心苷多用FAB-MS、FD-MS、ESI

特點(diǎn)：

1)分子離子峰較強(qiáng)，高質(zhì)區(qū)為(M-H₂O), 和M-糖

2)中質(zhì)區(qū)　苷元-H₂O（基峰)、和苷元甾核碎片峰

3)低質(zhì)區(qū)　主要單糖裂解碎片峰

如digitoxin的MS ：764[M⁺], 634(M-dig+H), 504 (M-dig-dig),  357(苷元-H₂O基峰),339(苷元-2H₂O),203,131(dig-OH強(qiáng))

4.  NMR

¹H-NMR是測定強(qiáng)心苷類化合物結(jié)構(gòu)一種重要方法，其主要特征峰為

l 甲基（-CH₃)C10和C13δ 1.00ppm左右

　與甾核C5、C14位的構(gòu)型有關(guān)（旗幟效應(yīng))，可判斷A/B 環(huán)和C/D的構(gòu)型

C/D順式 A/B反式（5α-H)δC13-CH₃(0.992)比C10-CH₃ (0.767)低場

 A/B順式（5β-H)δC13-CH3(0.0992)和C10-CH₃ (0.900)變化不大

C/D 反式　A/B反式（5α-H)δC13-CH₃(0.692)和C10-CH₃ (0.792)變化不大

  A/B順式（5β-H)δC13-CH₃(0.692)比C10-CH₃ (0.925)較高場

C10-CH₂OHδ4.00~4.50ppm

C10-CHO  δ9.5~10.0ppm

l  脂環(huán)氫

C3-OH  受OH影響　低場δ3.9ppm，成苷后向低場移動

C16-H　δ2.00～2.50ppm，m，

C17-H　δ2.8ppm，dd，J=9.5Hz

C21-H 　 寬單峰或三重峰或ABq峰

l  烯氫質(zhì)子

甲型　C22-Ｈ　δ5.6～6.00ppm，寬　S

乙型　C21-Ｈ　δ7.2ppm ,　 S

　　　C22-H　δ7.8ppm左右,  dd

　 C23-H δ6.3ppm左右,  dd

l  糖上質(zhì)子

1)端基C低場5.0~5.8ppm，

J β–D-glc苷 = 6-8Hz， α–L-rha苷 = 2Hz，

J β–D-去氧糖苷有二重偶合系統(tǒng)（Jaa和Jae)

2) C5’-CH₃  δ1.0~1.5ppm ，J=6.5Hz，m

C2’-CH₂處較高場，2ppm 左右

3)OCH₃ δ3.50ppm

4)與氧同C質(zhì)子在3.5~4.5ppm

¹³C-NMR

特點(diǎn)：

1)脂環(huán)C均在δ30~50ppm（伯C 12~24ppm，仲C20~41，叔C35~57 ppm ，季C 37~43 ppm)

  引入OH 或連氧后則向低場移動

  C3   60~70ppm ，C21 72~76ppm

2)烯C   117~177ppm，  C20170~177ppm，C22  116~120ppm  

3)羰基C   175~220ppm   C23   171~176

4)確定A/B環(huán)構(gòu)型

5α–H（反式)C19-CH3 δ12.00ppm

5β–H（順式)C19-CH3 δ24.00ppm（低場)

五、提取與分離

1．提取

由于強(qiáng)心苷易受酸、堿、酶的作用，發(fā)生水解、脫水及異構(gòu)化等反應(yīng)。因此應(yīng)注意：

  ①如以提取原生苷為目的時，要抑制酶的活性，防止酶解；如以提取次生苷為目的時，要利用酶的活性，進(jìn)行部分酶解。

  ②避免接觸酸、堿。

2．分離

   1)兩相溶劑萃取法  利用強(qiáng)心苷在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同達(dá)到分離目的。

毛花洋地黃總苷中的苷A、B、 C的分離

2)逆流分配法

例：黃花夾竹桃苷Ａ和Ｂ(ThevetinA、B的分離

3)色譜分離

吸附色譜（單糖苷、次生苷、苷元),硅膠、氧化鋁

　  正己烷-乙酸乙酯，苯-丙酮，氯仿-甲醇

分配色譜（原生苷)　硅膠、纖維素、硅藻土

　  乙酸乙酯-甲醇-水，氯仿-甲醇-水

液滴逆流色譜法（DCCC) （原生苷)

制備高效液相色譜（p-HPLC)

六、強(qiáng)心苷的生理活性

結(jié)構(gòu)與強(qiáng)心作用的關(guān)系

C/D 必須順式結(jié)構(gòu)（A/B可順或反)

C17必須有β-不飽和內(nèi)脂環(huán)，C17 -α構(gòu)型或開環(huán)強(qiáng)心作用很弱或消失，內(nèi)脂環(huán)其氫化強(qiáng)心作用減弱，毒性也減弱

C14必須有β-OH，C/D反、 C14脫水強(qiáng)心作用消失

C10-CH₂OH，C10-CHO強(qiáng)心作用強(qiáng)，毒性大

A/B順式，C3-β-OH 強(qiáng)心作用強(qiáng)與α構(gòu)型

糖無強(qiáng)心作用，但其種類和數(shù)目有影響

毛地洋地黃苷元+glc: 糖的數(shù)目增多活性和毒性均減弱

毛地洋地黃苷元+dig: 糖的數(shù)目增多活性影響不大但毒性增強(qiáng)

glc苷強(qiáng)心活性不如2，6二去氧糖苷但毒性小

第四節(jié) 甾體皂苷(steroidal saponins)

（一) 概述

1．定義：甾體皂苷是一類由螺甾烷類化合物與糖結(jié)合的寡糖苷。有的以游離的形式存在，有的則與糖結(jié)合成苷的形式存在，該苷類化合物多數(shù)可溶于水，水溶液振搖后產(chǎn)生似肥皂水溶液樣泡沫，故被稱為甾體皂苷。該類皂苷不具有羧基，呈中性，所以又稱之為中性皂苷。

2．分布：在植物界中分布廣泛，主要分布于薯蕷科、百合科等。

3．生物活性：防止心腦血管疾病，抗腫瘤，降血糖和免疫調(diào)節(jié)等作用。

（二)結(jié)構(gòu)與分類

 甾體皂苷的皂苷元基本骨架屬于螺甾烷的衍生物，結(jié)構(gòu)特征：

　  分子具螺縮酮的結(jié)構(gòu)

A/B順、反;B/C,C/D反

C3有-OH取代

C10, C13具b-CH3，17位側(cè)鏈為b構(gòu)型

C5、C6有時具雙鍵；C12有時具羰基

依照螺甾烷結(jié)構(gòu)中C25的構(gòu)型和環(huán)合狀態(tài)，可將其分為四種類型：

（1)螺甾烷醇類   C25為S構(gòu)型

（2)異螺甾烷醇類   C25為R構(gòu)型

（3)呋甾烷醇類 F環(huán)為開鏈衍生物，不具有皂苷的某些通性：

無溶血作用，不能和膽甾醇形成復(fù)合物 ，   無抗菌活性

區(qū)分螺甾烷醇（異螺甾烷醇)和呋甾烷醇反應(yīng)

螺甾烷醇（異螺甾烷醇)  呋甾烷醇

A試劑（Anisaldehyde)  黃色黃色

（茴香醛試劑)   

E試劑（Ehrlich) 不顯色紅色

（鹽酸－對二甲氨基苯甲醛) 

（4)變形螺甾烷醇類  F環(huán)為五元四氫呋喃環(huán)

（三)理化性質(zhì)

1．甾體皂苷元多有較好的結(jié)晶；若與糖結(jié)合成為苷類，則不易結(jié)晶，多為無色無定形粉末。

   甾體皂苷元易溶于石油醚、苯、氯仿等有機(jī)溶劑，不溶于水；甾體皂苷可溶于水，易溶于熱水，稀醇、熱甲醇和熱乙醇中。幾乎不溶于石油醚、苯等極性小的有機(jī)溶劑。含水的丁醇或戊醇對皂苷的溶解度較好，因此是萃取皂苷時常用的溶劑。

  2．甾體皂苷所具有的表面活性和溶血作用等與三萜皂苷相似，但F環(huán)開裂的皂苷往往不具溶血作用醫(yī)學(xué)全.在線，而且表面活性降低。

  3．甾體皂苷與甾醇形成分子復(fù)合物，甾體皂苷的乙醇溶液可被甾醇（常用膽甾醇)沉淀。條件：1)3β-OH甾醇， 3α-OH或3-OH酯化不能反應(yīng)

 2)5位有雙鍵更易于形成

特點(diǎn)：1)甾體皂苷產(chǎn)生的沉淀比三萜皂苷產(chǎn)生的沉淀穩(wěn)定；

　　　 2)呋甾烷型皂苷不產(chǎn)生沉淀。

  4．甾體皂苷在無水條件下，遇某些酸類亦可產(chǎn)生與三萜相類似的顯色反應(yīng)。

顏色反應(yīng)

   （1)醋酐—濃硫酸反應(yīng) (Liebermann-Burchard 反應(yīng))

 樣品溶于醋酐中，加濃硫酸—醋酐（1:20)

三萜皂苷：黃®紅®紫 

甾體皂苷：黃®紅®紫®藍(lán)®綠

（2)三氯醋酸反應(yīng)（Rosenheim反應(yīng))

  甾體皂苷：三氯醋酸加熱到60度就顯紅或紫色

  三萜皂苷：加熱到100度顯紅或紫色

（四)波譜特征

1．UV

飽  和   甾   體:   無吸收　 　　

　　孤  立   雙   鍵:   　　205 ~ 225 nm　

　  羰  基: 285  nm 弱吸收

a, b-不飽和羰基:  　240  nm

共   軛   二   烯:   235 nm

　　應(yīng)用：推測雙鍵的類型，意義不大

2．IR

應(yīng)用：主要判斷官能團(tuán)、甾體皂苷骨架及構(gòu)型

1)判斷官能團(tuán) （OH，C=O，等)

  OH  伸縮頻率  3625 cm^-1   

C=O  1705 ~1715 cm ^-1  

  12位羰基為a, b-不飽和羰基時: 1600 ~1605 cm ^-1 (nC=C)

1673~1679 cm ^-1 (nC=O)

2)判斷甾體皂苷的C25構(gòu)型 

 螺縮酮

     980cm -1 (A);  920cm ^-1 (B); 900cm ^-1 (C); 860cm ^-1 (D);  A帶最強(qiáng).

25S:強(qiáng)度 B帶 > C帶  3-4倍

  25R:  B帶 < C帶  2倍

二者共存:  B和C帶強(qiáng)度相近

3) 3-OH甾體衍生物A/B環(huán)的構(gòu)型

3-OH甾體衍生物的紅外光譜（彎曲頻率)特征

 

A/B	3-OH	cm-1	3-OH	cm-1
順(5b-H)	a(e)	1044 ~ 1037	b(a)	1036 ~ 1032
反(5a-H)	b(e)	1040 ~ 1037	a(a)	1002 ~ 996
D5	b(e)	1052 ~ 1050	a(a)	1034*

當(dāng)3-OH構(gòu)型已知時，可根據(jù)紅外特征峰來推測A/B的構(gòu)型

3．MS

信息應(yīng)用

分子離子峰：分子量，分子式（ 高分辨質(zhì)譜)

碎片：骨架及取代基（種類、 位置和數(shù)目)

甾體皂苷元的MS特征

1)有中等強(qiáng)度的分子離子峰，質(zhì)核比范圍在400～450（甾體皂苷苷元)

2)在低質(zhì)區(qū)有一個強(qiáng)的基峰: m/z 139，中強(qiáng)峰: m/z 115，弱峰:m/z 126（來自螺旋烷側(cè)鏈裂解的碎片離子峰)

 若C25或C27有－OH取代，這三峰m/z各加16

 若C25、C27為雙鍵連接，這三峰m/z各減2

　　  C23-OH　　無139峰

3)碎片離子可繼續(xù)脫 H₂O 或脫 CO

4)在中質(zhì)區(qū)，有幾組來自甾核或甾核加E環(huán)的離子吸收峰，強(qiáng)度較強(qiáng)：

m/z  386, 357, 347,344, 302, 287,  273, 122

應(yīng)用：根據(jù)MS特征峰可以判斷是否為甾體皂苷元，及取代基的種類、數(shù)目和位置

4．NMR

信息:

化學(xué)位移值------H的類型

偶合常數(shù) ------H的自旋系統(tǒng)

積分面積------H的數(shù)目

1) 甾體皂苷元的化學(xué)位移值

甾體皂苷元含有多個H原子，且多為脂環(huán)H，多數(shù)δ值相近，相互重疊難以辨認(rèn)，只有甲基和與氧同碳的H有些特征

高場區(qū)： 4個CH₃信號

 18、19-CH₃ s 18-CH₃較高場1.0以下

 21、27-CH₃  d J=6.5， 27-CH₃ 較高場1.0以上

l 27-CH₃的δ值可以幫助判斷C25的構(gòu)型

27-CH₃的 d 值與其構(gòu)型有關(guān)：d: a-CH₃(25R) < b-CH₃ (25S)

25R高場  25S 低場

l 26-亞甲基兩個質(zhì)子的δ值可以幫助判斷C25的構(gòu)型

26-CH₂ 

  25R 2H   d  相似  一個峰   3.36ppm

  25S 2H   d   差別較大 兩個峰  3.30、3.95ppm

2)偶合常數(shù)

根據(jù)J值大小不同，可以判斷取代基構(gòu)型

Jaa, 大偶合， Jae, Jee 小偶合

¹³C-NMR

對于皂苷結(jié)構(gòu)測定來說，由于其分子中伯、仲、叔、季碳都有，且同時每種都有幾個，所以這些碳上的質(zhì)子的吸收峰在0.18～1.5ppm左右會出現(xiàn)堆積如山形的吸收峰，所以說PMR對于皂苷類化合物結(jié)構(gòu)測定的意義不太大。

與PMR相比，碳譜總寬度是氫譜的30倍左右，分子結(jié)構(gòu)中微小的差異就可以導(dǎo)致碳譜化學(xué)位移較明顯的變化，同時各種測定技術(shù)（全氫去偶、DEPT等)聯(lián)合應(yīng)用，基本上可以將皂苷苷元中27個C都進(jìn)行歸屬，所以說，碳譜更適合皂苷元的結(jié)構(gòu)測定。

化學(xué)位移-----推測皂苷元的可能骨架。（結(jié)合與已知化合物的¹³CNMR數(shù)據(jù)對照)

 CH₃:  < 20 ppm,

 但是當(dāng)A/B順式 (5b-H), 19-CH₃: 23 ppm

　　　　　　  A/B反式 (5 a -H), 19-CH₃: 12 ppm

與OH相連C: 向低場位移至 60 ~ 90ppm;

如果-OH與糖結(jié)合成苷, 則再向低場位移 6~10 ppm

C=C:   115 ~150 ppm

C=O:   200~ ppm (a, b-不飽和酮, 會向高場位移)

苷化位置的確定---------根據(jù)苷化位移

    OH 成苷：  a-C苷化位移為 +6 ~ 10 ppm

 糖的端基碳 d : 98 ~ 110 ppm

COOH 成苷：C=O苷化位移為 - 2 ~ ppm;

   糖的端基碳 d : 95 ~ 96 ppm

糖與糖連接位置： a-C 苷化位移為 ： + 3 ~ 8 ppm

（五)提取與分離

基本與三萜皂苷相似，只是甾體皂苷一般不含羧基，呈中性，親水性較弱。

  甲醇或乙醇提——正丁醇萃——柱色譜（硅膠、sepLH-20、大孔樹脂等)

  多采用溶劑提取法。主要使用甲醇或稀乙醇作溶劑，提取液回收溶劑后，用水稀釋，經(jīng)正丁醇萃取或大孔純化，得粗皂苷，再經(jīng)過硅膠柱層析分離或高效液相制備，得單體。

常用的洗脫劑：氯仿：甲醇：水混合溶劑或水飽和的正丁醇。

復(fù)習(xí)題

一、簡答下列問題

1．天然甾類化合物包括哪些類型？其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？

2．強(qiáng)心苷類化合物主要有哪幾種類型？寫出其基本結(jié)構(gòu)。

3．簡述強(qiáng)心苷類化合物UV和IR光譜特征。

4．為了從植物中提取原生苷，應(yīng)注意哪些方面？有哪些常用的抑酶的方法？

5．寫出西地蘭和狄戈辛的結(jié)構(gòu)式。

6．簡述強(qiáng)心苷與堿作用特點(diǎn)。

7．簡述強(qiáng)心苷的酸、酶、堿水解的條件及水解后的產(chǎn)物。

8．螺旋甾烷類化合物和異螺旋甾烷類化合物IR光譜有何特征？

9．簡述強(qiáng)心苷的強(qiáng)心作用與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

二、選擇題

A型題

1．C/D環(huán)為順式的化合物是

A.甾體皂苷  B.昆蟲變態(tài)激素  C.植物甾醇  D.膽酸類  E.強(qiáng)心苷

2．從新鮮的植物中提取原生苷時應(yīng)主意考慮的是 

A. 苷的溶解性 B. 苷的極性  C. 苷元的穩(wěn)定性 

D. 苷的酸水解性  E. 植物中存在的酶對苷的水解特性

3．甾體皂苷元的紅外光譜在980(a)、920（b)、900（c)、860（d)附近有4個

特征吸收峰， 異螺旋甾烷型的特征是 。

A .a>b   B. b>c C.c>b   D.d>a   E. c>d

4．K-毒毛旋花子苷（苷元-dig-glu-glu)用0.02mol/LHCl水解，其反應(yīng)產(chǎn)物是

A苷元+dig+2glu B.苷元+dig-glu-glu   C.苷元-dig+glu-glu 

D.苷元-dig-glu+glu  E.脫水苷元+dig+glu+glu

5．鑒別Ⅰ型強(qiáng)心苷與Ⅱ型或Ⅲ型強(qiáng)心苷的反應(yīng)為

A.Lega反應(yīng) B.Baljet反應(yīng) C.Kedde反應(yīng) D.Keller-Kiliani反應(yīng)E.Salkowski反應(yīng)

 

X型題

1．用于鑒別三萜皂苷和甾體皂苷的反應(yīng)有

A. Liebermann-Burchard反應(yīng)  B. Kedde反應(yīng)C. Salkowski反應(yīng)

D Roren-Heimer反應(yīng)  .   E .Brontrager’s反應(yīng)

2．可用于鑒別甲型強(qiáng)心苷和乙型強(qiáng)心苷的反應(yīng)有

A.Legal反應(yīng) B.Kedde反應(yīng) C.Raymond反應(yīng) D.Baljet反應(yīng) E.Salkowski反應(yīng)

3．用于鑒別去氧糖的反應(yīng)有

A.Keller-Kiliani反應(yīng) B.占噸氫醇反應(yīng) C.對-二甲氨基苯甲醛反應(yīng)

D.過碘酸-對硝基苯胺反應(yīng) E.三氯醋酸反應(yīng)

4．西地蘭提取的步驟有

A.發(fā)酵后提取總苷 B.直接提取總苷 C.用兩相溶劑法分離苷丙

D.脫乙酰基  E.硅膠柱層析法分離苷丙

5．呋甾烷類皂苷具有的特性有

A.有溶血作用   B.不能和膽甾醇形成復(fù)合物   C.沒有抗菌活性

D.只對A試劑顯黃色，對E試劑不顯色  E.沒有溶血作用

 三、鑒別下列化合物

1．甲型強(qiáng)心苷和乙型強(qiáng)心苷（化學(xué)方法、紫外、紅外)

2．甾體皂苷和三萜皂苷化學(xué)方法

3．薯蕷皂苷和原薯蕷皂苷

四、完成反應(yīng)式

1 

2