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文檔簡(jiǎn)介
第九章中藥化學(xué)強(qiáng)心苷白第一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類(一)概述(二)化學(xué)結(jié)構(gòu)及分類(三)理化性質(zhì)(四)提取分離(五)波譜特征(六)生物活性第二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一定義:強(qiáng)心苷(cardiacglycosides)是存在于植物中具有強(qiáng)心作用的甾體苷類化合物,由強(qiáng)心苷元和糖縮合而產(chǎn)生的一類苷。
第三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一目前臨床應(yīng)用的有二、三十種,用于治療充血性心力衰竭及節(jié)律障礙等心臟疾病,如西地蘭、地高辛、毛地黃毒苷等。但強(qiáng)心苷類能興奮延髓催吐化學(xué)感受區(qū)而引起惡心、嘔吐等胃腸道反應(yīng);且有劇毒,若超過安全劑量時(shí),可使心臟中毒而停止跳動(dòng)。其中某些強(qiáng)心苷對(duì)動(dòng)物腫瘤有效,主要是細(xì)胞毒作用。第四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一1785年,W.Withering使用洋地黃葉治療水腫,到現(xiàn)在已從十幾個(gè)科一百多種植物中發(fā)現(xiàn)強(qiáng)心苷類,主要有夾竹桃科、玄參科、蘿摩科、衛(wèi)矛科、百合科、大戟科等等。較重要的植物有黃花夾竹桃、紫花洋地黃、毛花洋地黃、杠柳、鈴藍(lán)、海蔥、福壽草、羊角拗等。動(dòng)物中尚未發(fā)現(xiàn)有強(qiáng)心苷類成分,蟾蜍中所含的蟾毒也對(duì)心肌有興奮作用,具強(qiáng)心作用,但其非苷類,而屬甾類。
第五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一天然存在的強(qiáng)心苷元洋地黃毒苷元烏沙苷元夾竹桃苷元綠海蔥苷元蟾毒素OOOHHO第六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一常見的含強(qiáng)心苷的天然藥物鈴蘭、紫花洋地黃R為鼠李糖鈴蘭毒苷洋地黃毒苷OOOHRO第七頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一黃花夾竹桃黃夾苷甲黃夾苷乙第八頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一羊角拗R為L(zhǎng)-夾竹桃糖羊角拗苷第九頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一蟾蜍蟾毒靈第十頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一生物合成:以甾醇為母體經(jīng)多次轉(zhuǎn)化而逐漸生成,涉及到大約20種酶的作用,如還原酶、氧化還原酶、苷化酶、乙?;傅?。第十一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類(一)概述(二)化學(xué)結(jié)構(gòu)及分類(三)理化性質(zhì)(四)提取分離(五)波譜特征(六)生物活性第十二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一二、化學(xué)結(jié)構(gòu)和分類
強(qiáng)心苷是由強(qiáng)心苷元(cardiacaglycone)與糖二部分構(gòu)成。(一)苷元部分1.基本結(jié)構(gòu)(1)苷元母核
苷元母核A,B,C,D四個(gè)環(huán)的稠合構(gòu)象對(duì)強(qiáng)心苷的理化及生理活性有一定影響。天然界存在的強(qiáng)心苷元B/C環(huán)是反式,C/D環(huán)是順式,A/B環(huán)大多數(shù)為順式如洋地黃毒苷元(digitoxigenin),少數(shù)為反式如烏沙苷元(uzarigenin).第十三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第十四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(2)取代基苷元母核上的C3,C14位上都有羥基:
C3位-OH多為β-型如洋地黃毒苷元,少數(shù)為α-型(命名時(shí)冠以“表”字)如3-表洋地黃毒苷元(3-epidigitoxigenin)。
C14位-OH都是β-型(C/D環(huán)順式)。此外:1β,2α,5(α或β),11(α或β),12(α或β),15β,16β位有時(shí)也有-OH取代。
16β-OH有時(shí)與HCOOH,CH3COOH,異戊酸成酯。第十五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一C10,C13,C17位有側(cè)鏈,C10,C13多為β-CH3。C17位側(cè)鏈為不飽和內(nèi)酯環(huán),多為β-構(gòu)型。C11,C12和C19位可能連羰基;C4,5、C5,6、C9,11、C16,17可能有雙鍵。-O-(環(huán)氧基):多位于7,8β,8,14β,11,12β位。第十六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一2.結(jié)構(gòu)類型根據(jù)C17位側(cè)鏈的不飽和內(nèi)酯環(huán)不同分為:甲型:C17位側(cè)鏈為五元環(huán)的△-內(nèi)酯乙型:C17位側(cè)鏈為六元環(huán)的△-
-內(nèi)酯這兩類大都是β-構(gòu)型,個(gè)別為α-構(gòu)型,α-型無強(qiáng)心作用。
第十七頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一甲型強(qiáng)心苷元:C17位上連五元不飽和內(nèi)酯環(huán),即△αβ-γ-內(nèi)酯----強(qiáng)心甾烯型。以強(qiáng)心甾(cardenolide)為母核命名。
第十八頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一乙型強(qiáng)心苷元
C17位上連六元不飽和內(nèi)酯環(huán),即△αβ,γδ----雙烯-δ-內(nèi)酯,稱為海蔥甾二烯或蟾蜍甾二烯。以海蔥甾(scillanolide)或蟾蜍甾(bufanolide)為母核命名。
第十九頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一C3-OH少數(shù)為α-構(gòu)型,命名時(shí)冠以表(epi)字,如:第二十頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一命名:俗名法:按植物來源定為某某苷元。系統(tǒng)法命名法:按苷元分類,寫出某某苷元,然后再標(biāo)明取代基的名稱,位置(構(gòu)型)。第二十一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第二十二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第二十三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第二十四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(二)糖部分構(gòu)成強(qiáng)心苷的糖有20多種,根據(jù)C2位上有無-OH分為α-OH(2-OH)糖及α-去氧糖(2-去氧糖)兩類。后者主要見于強(qiáng)心苷。1.-羥基糖除廣泛分布于植物界的D-葡萄糖、L-鼠李糖外,還有:(1)6-去氧糖如:L-夫糖、D-雞納糖等。(2)6-去氧糖甲醚如:L-黃夾糖、D-洋地黃糖等。第二十五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第二十六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一2.-去氧糖(1)2,6-二去氧糖如: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。第二十七頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(三)糖和苷元的連接方式
強(qiáng)心苷中,多數(shù)是幾種糖結(jié)合成低聚糖形式再與苷元的C3-OH結(jié)合成苷,少數(shù)為雙糖苷或單糖苷。糖和苷的連接方式有三種:
Ⅰ型:苷元-(2,6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)YⅡ型:苷元-(6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)Y
Ⅲ型:苷元-(D-葡萄糖)Y
一般初生苷其末端多為葡萄糖。植物界存在的強(qiáng)心苷,以I、II型較多,III型較少
第二十八頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一例:
I型第二十九頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一II型:第三十頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一III型:第三十一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
大量的研究證明,強(qiáng)心苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)其生理活性有較大影響。強(qiáng)心苷的強(qiáng)心作用取決于苷元部分,主要是甾體母核的立體結(jié)構(gòu)、不飽和內(nèi)酯環(huán)的種類及一些取代基的種類及其構(gòu)型。糖部分本身不具有強(qiáng)心作用,但可影響強(qiáng)心苷的強(qiáng)心作用強(qiáng)度。強(qiáng)心苷的強(qiáng)心作用強(qiáng)弱常以對(duì)動(dòng)物的毒性(致死量)來表示。(四)強(qiáng)心苷的結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系第三十二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一1.甾體母核
甾體母核的立體結(jié)構(gòu)與強(qiáng)心作用關(guān)系密切。
(1)C/D環(huán)反式稠合(C14-OH或H處于α-構(gòu)型),C14-OH發(fā)生脫水(C8,C15),強(qiáng)心作用降低或消失。(2)甲型強(qiáng)心苷A/B順式3β-OH有活性,3α-OH無活性
A/B反式3-OH(β或α)有活性2.不飽和內(nèi)酯環(huán)
C17所連不飽和內(nèi)酯環(huán)必須是β-構(gòu)型(17α-H),不飽和內(nèi)酯環(huán)不能發(fā)生開環(huán),氧化或雙鍵移位,否則強(qiáng)心作用降低或消失。
第三十三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一3.取代基
強(qiáng)心苷元甾核中一些基團(tuán)的改變亦將對(duì)生理活性產(chǎn)生影響。如C10位的角甲基轉(zhuǎn)化為醛基或羥甲基時(shí),其生理活性增強(qiáng);
C10位的角甲基轉(zhuǎn)為羧基或無角甲基,則生理活性明顯減弱。引入5β,11α,12β-OH活性升高
1β,6β,16β-OH活性降低引入△4(5)活性升高△16(17)活性降低或消失增加成CH3CO-(糖或苷元)活性
第三十四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一4.糖部分
強(qiáng)心苷中的糖本身不具有強(qiáng)心作用,但它們的種類、數(shù)目對(duì)強(qiáng)心苷的毒性會(huì)產(chǎn)生一定的影響。一般來說,苷元連接糖形成單糖苷后,毒性增加。隨著糖數(shù)的增多,分子量增大,苷元相對(duì)比例減少,又使毒性減弱。如毒毛旋花子苷元組成的三種苷的毒性比較,結(jié)果見表。第三十五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一表毒毛旋花子苷元組成的三種苷的毒性比較
化合物名稱LD50(貓,mg/kg)毒毛旋花子苷元0.325加拿大麻苷(毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻糖)0.110k-毒毛旋花子次苷-β(毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻糖-D-葡萄糖)0.128k-毒毛旋花子苷(毒毛旋花子苷元-D-加拿大麻糖-D-(葡萄糖)20.186
從上表可知,一般甲型強(qiáng)心苷及苷元的毒性規(guī)律為:三糖苷<二糖苷<單糖苷>苷元。單糖苷因水溶性低于二糖及三糖苷,而親脂性強(qiáng),與心肌細(xì)胞膜三的類脂質(zhì)親合力強(qiáng),故毒性大。
第三十六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一表洋地黃毒苷元與不同單糖結(jié)合的苷的毒性比較
化合物名稱LD50(貓,mg/kg)洋地黃毒苷元0.459洋地黃毒苷元-D-葡萄糖0.125洋地黃毒苷元-D-洋地黃糖0.200洋地黃毒苷元-L-鼠李糖0.278洋地黃毒苷元-加拿大麻糖0.288苷元相同的單糖苷,糖越接近心肌正常代謝產(chǎn)物,則毒性越強(qiáng)。由上表可知,單糖苷的毒性次序?yàn)椋浩咸烟擒眨炯籽趸擒眨?-去氧糖苷>2,6-去氧糖苷。第三十七頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一乙型強(qiáng)心苷元及其苷的毒性規(guī)律一般為:苷元>單糖苷>二糖苷乙型強(qiáng)心苷元的毒性>相應(yīng)的甲型強(qiáng)心苷元第三十八頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類(一)概述(二)化學(xué)結(jié)構(gòu)及分類(三)理化性質(zhì)(四)提取分離(五)波譜特征(六)生物活性第三十九頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類㈢理化性質(zhì)1.一般性質(zhì)⑴性狀
多為無色結(jié)晶或無定形粉末.味苦(C17位側(cè)鏈為α構(gòu)型者無苦味且不具旋光性)。對(duì)粘膜具有刺激性。第四十頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(2)溶解性:
苷:可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等極性溶劑;微溶于乙酸乙酯、含醇氯仿;
不溶于乙醚、苯、石油醚等極性小的溶劑;
弱親酯性苷:略溶于氯仿-乙醇(2:1)強(qiáng)親酯性苷:略溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿-乙醇(3:1)苷元:易溶于乙酸乙酯、氯仿等弱極性溶劑;難溶于水、丙酮等極性溶劑;第四十一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
在分析苷解釋某些強(qiáng)心苷的溶解性質(zhì),還必須注意:A、苷元相同,非去氧糖多,水溶解性大例如:原生苷>次極苷;B、分子中羥基多(非締合羥基),水溶性大例如:烏本苷>洋地黃苷;第四十二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第四十三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一C.分子中羥基發(fā)生締合,水溶性減小例如:毛花洋地黃苷C>毛花洋地黃苷B第四十四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一原因:
第四十五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類㈢理化性質(zhì)(3)內(nèi)酯性質(zhì)①內(nèi)酯堿解開環(huán)用KOH或NaOH水溶液處理→內(nèi)酯開環(huán)→H+→環(huán)合*當(dāng)用醇性苛性堿(KOH/EtOH)溶液處理時(shí),內(nèi)酯環(huán)異構(gòu)化,遇酸不能復(fù)原。第四十六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類㈢理化性質(zhì)②內(nèi)酯雙鍵的氧化開環(huán)內(nèi)酯環(huán)也可直接用高錳酸鉀-丙酮(KMnO4-CH3COCH3)氧化得17-羧基化合物。第四十七頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(4)羥基脫水
5β-OH和14β-OH均系叔羥基,極易脫水,故含此取代基的苷類在酸水解時(shí),常得次生的脫水苷元。(1)C14-OH最易發(fā)生脫水反應(yīng)生成縮水苷元。
(2)
同時(shí)存在C14-OH和C16-OH,也易脫水,得到二縮水苷元。(3)如將C3-OH氧化為酮基,則更使C5叔羥基活化,在溫?zé)釛l件下即可脫水而形成烯酮。同樣,C16被氧化為酮基,也能促使C14-叔羥基脫水而形成烯酮。(4)
若C4位有雙鍵,可促使C3-OH與C4-H脫水,生成共軛雙鍵。第四十八頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第四十九頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第五十頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類㈢理化性質(zhì)(5)形成半縮醛結(jié)構(gòu)
C10位有醛基取代時(shí),在冷甲醇中用鹽酸處理,C3-OH能與C10-醛基形成半縮醛的結(jié)構(gòu)。第五十一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類㈢理化性質(zhì)(6)C-17鍵異構(gòu)化C-17β-內(nèi)酯在二甲基甲酰胺(DMF)中可與甲苯磺酸鈉(NaOTs)和醋酸鈉反應(yīng)即可異構(gòu)化為α-內(nèi)酯。第五十二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類㈢理化性質(zhì)(7)鄰二羥基的氧化有鄰二-OH取代,可被過碘酸鈉(NaIO4)氧化,生成雙甲?;衔?,繼被NaBH4還原,可得二醇衍生物。鄰二-OH在A環(huán)的C2、C3位,同時(shí)C11又有羰基取代,反應(yīng)形成半縮醛結(jié)構(gòu)。常法乙?;瘎t可恢復(fù)羰基結(jié)構(gòu),而得二乙酰衍生物。第五十三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第五十四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一2.苷鍵的水解強(qiáng)心苷中苷鍵由于糖的結(jié)構(gòu)不同,水解難易有區(qū)別,水解產(chǎn)物也有差異。水解方法主要有酸催化水解、酶催化水解。酸催化水解:
(1)溫和酸水解
(2)強(qiáng)酸水解
(3)鹽酸丙酮法水解第五十五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(1)溫和酸水解采用稀酸—H2SO4、HCl等(0.02~0.05mol/L)反應(yīng)條件—含醇短時(shí)間加熱回流(30min~數(shù)小時(shí))水解對(duì)象——2-去氧糖不適用于——2-羥基糖水解過程如下:第五十六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一2-羥基糖易產(chǎn)生下式互變,阻撓了水解反應(yīng)的進(jìn)行,故在此條件下不能水解2-OH糖。第五十七頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
I型苷元+α-去氧糖-o-葡萄糖+數(shù)個(gè)α-
去氧糖
由于條件溫和,苷元不會(huì)發(fā)生脫水反應(yīng),并僅選擇性地水解α-去氧糖苷鍵,因此常得到α-去氧糖的單糖,連有g(shù)lc雙糖,三糖等低聚糖。但不適于16位有甲?;难蟮攸S強(qiáng)心苷類,在此種條件下,16位甲?;鉃榱u基,得不到原生苷元。0.02-0.05mol/L鹽酸或硫酸烯醇(2%左右)加熱0.5-數(shù)小時(shí)第五十八頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一例:
第五十九頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類㈢理化性質(zhì)(2)強(qiáng)酸水解酸的濃度——3~5%水解條件——延長(zhǎng)水解時(shí)間;同時(shí)加壓反應(yīng)特點(diǎn)——引起苷元脫水;可得到定量葡萄糖如:羥基毛地黃毒苷,用鹽酸水解,不能得到羥基毛地黃毒苷元,而得到它的叁脫水產(chǎn)物。(結(jié)構(gòu)中C3連糖、C14-OH、C16-OH)I、Ⅱ、Ⅲ型強(qiáng)心苷均可水解。
第六十頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三脫水羥基毛地黃毒苷元三毛地黃毒糖羥基毛地黃毒苷3-5%HCl第六十一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類㈢理化性質(zhì)(3)鹽酸丙酮法(Mannich水解)反應(yīng)試劑——HCl、丙酮溶液反應(yīng)條件——室溫條件下與氯化氫長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)反應(yīng)物條件——糖分子中有C2-OH和C3-OH原理——鄰二-OH與丙酮反應(yīng),生成丙酮化物進(jìn)而水解特點(diǎn)——可得到原苷元和糖的衍生物第六十二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一鈴蘭毒苷1%HCl(丙酮,室溫/2weeks)丙酮化物第六十三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一丙酮化物毒毛旋花子苷元氯代-L-鼠李糖丙酮化合物水解第六十四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一又例:烏本苷的酸水解過程H+加熱烏本苷元R:鼠李糖丙酮(烏本苷元單丙酮化合物)第六十五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
Mannich和Siewert法主要用于Ⅱ型苷中的單糖苷,Ⅱ型苷中的多糖苷難溶于丙酮可用丁酮,環(huán)己酮或丙酮——二氧六環(huán)混合溶劑代替丙酮溶劑。此法不能適用所有的Ⅱ型苷,如黃夾次苷乙用此法水解只能得到縮水苷元。第六十六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(4)酶水解法含強(qiáng)心苷的植物中,有水解葡萄糖的酶,無水解α-去氧糖的酶,所以能水解除去分子中的葡萄糖而保留α-去氧糖。
蝸牛酶(一種混合酶,蝸牛腸管消化液經(jīng)處理而得)幾乎能水解所有的苷鍵,能將強(qiáng)心苷分子的糖逐步水解,直至獲得苷元,常用來研究強(qiáng)心苷的結(jié)構(gòu)。
第六十七頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第六十八頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
另外,無論是哪一種酶,水解不具乙?;腔盏乃俣?gt;具有乙?;腔?。乙型強(qiáng)心苷比甲型苷易水解。
第六十九頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(5)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,而不被堿水解。堿試劑主要使分子中的?;?、內(nèi)酯環(huán)裂開、△20(22)轉(zhuǎn)位及苷元異構(gòu)化等。第七十頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一A.?;乃庠趶?qiáng)心苷的苷元或糖基上常有?;嬖?,一般可用堿試劑處理使酯鍵水解脫去?;?。NaHCO3,KHCO3-----使α-去氧糖上的酰基水解,而α-羥基糖及苷元上的?;嗖槐凰?;
Ca(OH)2,Ba(OH)2----使α-去氧糖、α-羥基糖及苷元上的?;?;
NaOH堿性太強(qiáng),不但使所有?;?,還使內(nèi)酯環(huán)開裂,故很少使用。第七十一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
B.內(nèi)酯環(huán)的水解
NaOH或KOH的水溶液使內(nèi)酯環(huán)開裂,酸化后又閉環(huán)。但在強(qiáng)心苷的醇溶液中加NaOH或KOH內(nèi)酯環(huán)開裂,酸化后不能閉環(huán)。第七十二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
甲型強(qiáng)心苷在醇性KOH溶液中,通過內(nèi)酯環(huán)的雙鍵轉(zhuǎn)移和質(zhì)子轉(zhuǎn)移形成C22活性亞甲基,C14羥基質(zhì)子對(duì)C20的親電性加成作用而生成內(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。第七十三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一乙型強(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。第七十四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一3.顯色反應(yīng)
強(qiáng)心苷顏色反應(yīng)是由苷元甾核、不飽和內(nèi)酯環(huán)、2-去氧糖三部分產(chǎn)生。⑴作用于甾體母核的反應(yīng)與甾體皂苷元反應(yīng)類同,如L-B反應(yīng)、三氯醋酸反應(yīng)(Rosen-Heimer反應(yīng))、三氯化銻(或五氯化銻)反應(yīng)等。全飽和甾類、C3為酮基(無羥基)的化合物呈陰性第七十五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一⑵作用于不飽和內(nèi)酯環(huán)的反應(yīng)(活性次甲基顯色反應(yīng))適用對(duì)象——主要用于甲型強(qiáng)心苷(作用于五元不飽和內(nèi)酯環(huán))反應(yīng)原理——不飽和五元內(nèi)酯環(huán),在堿性溶液中雙鍵轉(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。第七十六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
反應(yīng)名稱試劑顏色
max(nm)Legal反應(yīng)亞硝酰鐵氰化鈉深紅或蘭470Kedde反應(yīng)3,5-二硝基苯甲酸深紅或紅590Raymond反應(yīng)間-二硝基苯紫紅或蘭620Baljet反應(yīng)苦味酸橙或橙紅490第七十七頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一間二硝基苯反應(yīng)機(jī)理:第七十八頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類㈢理化性質(zhì)⑶作用于2-去氧糖的反應(yīng)①Keller-Kiliani反應(yīng):兩液間:毛地黃毒苷綠色羥基毛地黃毒苷洋紅色異羥基毛地黃毒苷黃棕色應(yīng)用對(duì)象——具有游離的2-去氧糖、能水解出2-去氧糖的強(qiáng)心苷第七十九頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類㈢理化性質(zhì)②對(duì)二甲氨基苯甲醛反應(yīng):(作為顯色劑)樣品點(diǎn)于濾紙上,噴試劑,90℃加熱30秒,顯灰紅色斑點(diǎn)試劑——1%對(duì)-二甲氨基苯甲醛乙醇液-濃鹽酸4:1第八十頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類㈢理化性質(zhì)③呫噸氫醇(Xanthydrol)反應(yīng)樣品+試劑→水浴加熱3分鐘→紅色試劑——10mg呫噸氫醇溶于100ml冰醋酸,加入1ml濃硫酸④過碘酸-對(duì)硝基苯胺反應(yīng):(作為顯色劑)強(qiáng)心苷+試劑→黃色第八十一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一2-去氧糖過碘酸(黃色)第八十二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一三、強(qiáng)心苷類(一)概述(二)化學(xué)結(jié)構(gòu)及分類(三)理化性質(zhì)(四)提取分離(五)波譜特征第八十三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一四、提取分離
無論提取分離哪一種成分,我們都要考慮“兩個(gè)分開”的問題,即把所要的成分與不要的成分(雜質(zhì))分開,把這一類成分中的各個(gè)單體分開,同時(shí)還要注意所要成分不能發(fā)生任何結(jié)構(gòu)上的變化。因此在設(shè)計(jì)提取分離方案時(shí)常常要考慮“雜質(zhì)”,“所要成分的混合程度”和“成分的穩(wěn)定性”這三個(gè)因素的影響。提取分離強(qiáng)心苷也是這樣,要考慮這三個(gè)影響因素。第八十四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一雜質(zhì):多為糖類、皂苷、色素、鞣質(zhì)、油脂等成分,量大,水溶性雜質(zhì)(皂苷還可增加脂溶性強(qiáng)心苷在水中的溶解度,乳化、助溶作用)溶解度與強(qiáng)心苷相似,純化困難。強(qiáng)心苷多為中性,故不能用黃酮(如蘆?。┠菢拥膲A溶酸沉法純化去雜質(zhì)。
混合程度:多為幾個(gè)到幾十個(gè)單體苷混合共存,結(jié)構(gòu)性質(zhì)相似,可借分離利用的性質(zhì)少。(酸堿性,特殊官能團(tuán)不可能利用,只有溶解度即極性可能利用)分離困難
穩(wěn)定性差:易酶解,遇酸堿易產(chǎn)生脫水,異構(gòu)化,水解反應(yīng),提取分離時(shí)必須謹(jǐn)慎(保酶,殺酶,酸堿處理要溫和)
提取分離的影響因素:第八十五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(一)提取
主要利用強(qiáng)心苷的溶解度進(jìn)行。(溶于水,甲醇,乙醇,含醇的氯仿)最常用甲醇或70%~80%乙醇提?。涸蘸痛紊找灿杏煤嫉腃HCl3提?。捍紊?、脂溶性苷提原生苷:先殺酶,再提取提次生苷:先借酶解,再提取第八十六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(二)純化
(1)溶劑法
多用于去油脂(種子)和葉綠素(葉)這樣一些脂溶性雜質(zhì),方法為:將非強(qiáng)心苷類成分除去的過程,稱為純化第八十七頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第八十八頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
此法大生產(chǎn)多采用。第八十九頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一2、鉛鹽法
皂苷多用于去鞣質(zhì)水溶性雜質(zhì)酸性樹脂,水溶性色素第九十頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第九十一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一3、吸附法
用吸附劑吸附除去雜質(zhì),常用的吸附劑有:
活性炭:除葉綠素、糖聚酰胺:除鞣質(zhì)、水溶性色素
氧化鋁:除鞣質(zhì)、皂苷、葉綠素、水溶性色素
第九十二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一4、提取純化參考流程
含強(qiáng)心苷植物由于含雜質(zhì)較多,因此純化處理往往不是一步就可達(dá)到目的的,常要用幾步綜合處理才能去掉大部分雜質(zhì),講義中所提到流程可供參考:
第九十三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第九十四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
經(jīng)此流程拿到得粗總苷,除其中某一個(gè)化合物的含量特別高,可用重結(jié)晶的方法拿到單體之外,一般必須經(jīng)進(jìn)一步的分離方能拿到單體。第九十五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(三)分離:
是指將粗總苷分成一個(gè)個(gè)的單體苷。1.萃取法:
利用各單體苷在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進(jìn)行分離。第九十六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
例:毛花洋地黃總苷中苷A、B、C的分離:
水MeOHCHCl3苷A不溶(1:16000)1:201:225苷B幾不溶1:201:550苷C不溶
(1:18500)
1:201:1750苷C在CHCl3中溶解度最小第九十七頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一2.逆流分配法(CCD法)
實(shí)際上是一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩相萃取分配,可以將分配系數(shù)很相近的化合物分開。
第九十八頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一例:黃花夾竹桃總苷中苷中A、B、C的分離
第九十九頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一3.色譜法
因前面幾種經(jīng)典方法不能分離的強(qiáng)心苷,就只能用色譜法分離了。吸附或分配色譜均可用與分離強(qiáng)心苷。
吸附色譜用于分離苷元或者親酯性苷(單糖苷或次級(jí)苷)。固定相:硅膠,氧化鋁移動(dòng)相:苯-甲醇,氯仿-甲醇,乙酸乙酯-甲醇等。分配色譜均用于分離弱親酯性苷固定相:硅膠,硅藻土味單體的正相色譜移動(dòng)相:氯仿-甲醇-水,乙酸乙酯-甲醇-水或用液滴逆流色譜法(DCCC法),多用氯仿-甲醇-水(故此法太昂貴,我們國內(nèi)少用。)第一百頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一五、鑒定方法:
(一)色譜法:
主要是TLC和PC,多用分配色譜:
TLC:硅膠,硅藻土、纖維素為擔(dān)體固定相:甲酰胺、乙二醇
移動(dòng)相:
氯仿-丙酮(4:1)、氯仿-正丁醇(19:1)
PC:多為含水或醇系統(tǒng),如B.A.W或仲丁醇-水(飽和)等。顯色劑:活性亞甲基試劑,三氯乙酸-氯胺T試劑第一百零一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(二)波譜特征:
1.UV:強(qiáng)心苷中能有UV吸收的主要是內(nèi)酯環(huán):
甲型強(qiáng)心苷:λmax
:217-220nm,logε4.2-4.24
Δ16(17)與Δαβ共軛,270,強(qiáng)吸收Δ14(15),16(17),330,強(qiáng)吸收孤立-C=O(C11,C12,C19等),300,小峰成肩峰
第一百零二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一乙型強(qiáng)心苷:λmax
:295-300nm,logε約3.93Δ22(23)λmax出現(xiàn)紅移。孤立-C=O吸收在此區(qū)域出峰,而被掩蓋。2、IR:
也主要是不飽和內(nèi)酯環(huán)上羰基的吸收。
甲型強(qiáng)心苷元:(溶劑CS2)
υc=o:1800-1700cm-1兩個(gè)吸收峰
第一百零三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一1780非正常峰可因測(cè)定溶劑(介質(zhì))的極性增大而消失。
例:去葡萄糖桂竹香毒苷:υmax(氯仿):1780cm-1,1740cm-1,改用KBr壓片1780cm-1峰消失第一百零四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一乙型強(qiáng)心苷元:在1800~1700cm-1處:υc=o也有二個(gè)吸收峰,但因是Δαβ,γδ所至。因此-C=O的鍵力常數(shù)進(jìn)一步降低,一般移動(dòng)40cm-1。如嚏根草苷元:υmax(氯仿):1718cm-1(正常),1740cm-1(非正常)借此可與甲型苷區(qū)別第一百零五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一3、NMR:1H-NMR:
強(qiáng)心苷的1H-NMR由于甾核的脂肪H太多,一般難以全部解析的(δ0.9~2.6左間位置堆積如“干常堆”),主要苷元上的幾個(gè)特征質(zhì)子的信號(hào):第一百零六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(2)C10-CH3及C13-CH3
C10-CH3
δ:1.00左右,各出一個(gè)單峰,δ值與甾核上的C5、C14構(gòu)型有關(guān):C13-CH3第一百零七頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第一百零八頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一(3)C10-CHO:δ10.0-9.50S
(4)C10-CH2-O-CO-CH3:-CH2-:δ4.50-4.00qJ=12Hz(ABq型)
因C10為*C,-CH2-的二個(gè)H同時(shí)-OOC-CH3體積大,旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生位阻,因此磁不等價(jià)。
(5)C16-2H及C17-H:
C16-2H:無含氧取代2.5-2.0mC17-H:無含氧取代2.8m或ddJ=9.5Hz鄰位雙鍵的吸電作用(6)C3-H:δ3.90m成苷低移
糖的質(zhì)子多用去偶法區(qū)別
第一百零九頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一13C-MR:
在研究甾類化合物的基礎(chǔ)上,K.Tori及T.yamauchi先后研究了毛地黃毒苷元和烏沙苷元及其衍生物的碳譜,并用化學(xué)位移理論,共振去偶和寬帶去偶以及與結(jié)構(gòu)相關(guān)化合物進(jìn)行了比較,歸屬了所有碳的信號(hào),并總結(jié)出部分甾核上取代基的化學(xué)位移特點(diǎn),其化學(xué)位移值例于表9-2。
第一百一十頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一毛地黃苷元第一百一十一頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第一百一十二頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第一百一十三頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一
T.yamauchi等報(bào)道了烏沙苷元及其衍生物的碳譜數(shù)據(jù),見表9-3。
烏沙苷元
第一百一十四頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第一百一十五頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一第一百一十六頁,共一百二十七頁,編輯于2023年,星期一碳譜特點(diǎn):
強(qiáng)心苷甾體母核各類碳的化學(xué)位移值范圍碳的類型化學(xué)位移碳的類型化學(xué)位移伯碳12~24醇碳65~91仲碳20~41烯碳119~172叔碳35~57羰基碳177~220
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