一、強心苷
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強心苷是生物界中存在的一類對心臟有顯著生理活性的甾體苷類,是由強心苷元與糖縮合的一類苷。
?。ǘ娦能盏慕Y構與分類
1.苷元部分的結構:強心苷由強心苷元與糖縮合而成。天然存在的強心苷元是C17側鏈為不飽和內(nèi)酯環(huán)的甾體化合物。其結構特點如下:
?。?)甾體母核A、B、C、D四個環(huán)的稠合方式為A/B環(huán)有順、反兩種形式,但多為順式;B/C環(huán)均為反式;C/D環(huán)多為順式。
?。?)C10、Cl3醫(yī)學教`育網(wǎng)搜集整理、Cl7的取代基均為β型。Cl0為甲基或醛基、羥甲基、羧基等含氧基團,C13為甲基取代,Cl7為不飽和內(nèi)酯環(huán)取代。C3、Cl4位有羥基取代,C3羥基多數(shù)是β構型,強心苷中的糖均是與C3羥基縮合形成苷。C14羥基為β構型。
?。?)根據(jù)Cl7不飽和內(nèi)酯環(huán)的不同,強心苷元可分為兩類。
?、貱l7側鏈為五元不飽和內(nèi)酯環(huán)(△αβ-γ-內(nèi)酯),稱強心甾烯類,即甲型強心苷元。在已知的強心苷元中,大多屬于此類。
②C17側鏈為六元不飽和內(nèi)酯環(huán)(△αβ,γδ-δ-內(nèi)酯),稱海蔥甾二烯類或蟾蜍甾二烯類,即乙型強心苷元。自然界中僅少數(shù)苷元屬此類,如中藥蟾蜍中的強心成分蟾毒配基類。
2.糖部分的結構:構成強心苷的糖有20多種。根據(jù)它們C2位上有無羥基可以分成α-羥基糖(2-羥基糖)和α-去氧糖(2-去氧糖)兩類。α-去氧糖常見于強心苷類,是區(qū)別于其它苷類成分的一個重要特征。
3.苷元和糖的連接方式
強心苷大多是低聚糖苷,少數(shù)是單糖苷或雙糖苷。通常按糖的種類以及和苷元的連接方式,可分為以下三種類型:
?、裥停很赵?(2,6-去氧糖)x-(D-葡萄糖)y,如紫花洋地黃苷A。
?、蛐停很赵?(6-去氧糖)x-(D-葡萄糖)y,如黃夾苷甲。
?、笮停很赵?(D-葡萄糖)y,如綠海蔥苷。
植物界存在的強心苷,以Ⅰ、Ⅱ型較多,Ⅲ型較少。大量的研究證明,強心苷的化學結構對其生理活性有較大影響。強心苷的強心作用取決于苷元部分,主要是甾體母核的立體結構、不飽和內(nèi)酯環(huán)的種類及一些取代基的種類及其構型。糖部分本身不具有強心作用,但可影響強心苷的強心作用強度。
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強心苷的顏色反應可由甾體母核、不飽和內(nèi)酯環(huán)和α-去氧糖產(chǎn)生。
1.C17位上不飽和內(nèi)酯環(huán)的顏色反應
甲型強心苷在堿性醇溶液中,五元不飽和內(nèi)酯環(huán)上的雙鍵移位產(chǎn)生C22活性亞甲基,能與活性亞甲基試劑作用而顯色。乙型強心苷在堿性醇溶液中,不能產(chǎn)生活性亞甲基,無此類反應。所以,利用此類反應可區(qū)別甲、乙型強心苷。
?。?)Legal反應:又稱亞硝酰鐵氰化鈉試劑反應。取樣品1~2mg,溶于吡啶2~3滴中,加3%亞硝酰鐵氰化鈉溶液和2mol/L氫氧化鈉溶液各1滴,反應液呈深紅色并漸漸退去。
(2)Raymond反應:陽性反應是反應液呈紫紅色。
(3)Kedd反應:又稱3,5-二硝基苯甲酸試劑反應。陽性反應是反應液呈紅色或紫紅色。
?。?)Baljet反應:又稱堿性苦味酸試劑反應。陽性反應是反應液呈現(xiàn)橙色或橙紅色。
2.α-去氧糖顏色反應
?。?)Keller-Kiliani(K-K)反應:此反應在冰乙酸溶液中進行,如有α-去氧糖,乙酸層顯藍色。界面的顏色隨苷元羥基、雙鍵的位置和數(shù)目不同而異,可顯紅色、綠色、黃色等。
注意此反應只對游離的α-去氧糖或α-去氧糖與苷元連接的苷顯色,對α-去氧糖和葡萄糖或其他羥基糖連接的二糖、三糖及乙?;?alpha;-去氧糖不顯色。因它們在此條件下不能水解出α-去氧糖。
此反應陽性可肯定α-去氧糖的存在,但對此反應不顯色的有時未必具有完全的否定意義。
?。?)呫噸氫醇反應:反應試劑為呫噸氫醇試劑,此反應極為靈敏,只要分子中有α-去氧糖即顯紅色,且分子中的α-去氧糖可定量地發(fā)生反應,故還可用于定量分析。
?。?)對-二甲氨基苯甲醛反應:分子中若有α-去氧糖可顯灰紅色斑點。
?。?)過碘酸-對硝基苯胺反應:此反應可在濾紙或薄層板上進行,反應過程是先噴過碘酸鈉水溶液,再噴對硝基苯胺試液,則迅速在灰黃色背底上出現(xiàn)深黃色斑點,置紫外燈下觀察則為棕色背底上出現(xiàn)黃色熒光斑點。再噴以5%氫氧化鈉甲醇溶液,則斑點轉為綠色。
3.甾體母核的顏色反應
?。?)醋酐-濃硫酸反應(Liebermann-Burchard)
(2)索爾柯維斯基反應(Salkowski)
?。?)五氯化銻反應
二、甾體皂苷
?。ㄒ唬╃摅w皂苷的含義
甾體皂苷是一類由螺甾烷類化合物與糖結合而成的甾體苷類,其水溶液經(jīng)振搖后多能產(chǎn)生大量肥皂水溶液樣的泡沫,故稱為甾體皂苷。
?。ǘ╃摅w皂苷的結構與分類
1.甾體皂苷的結構特征
?。?)甾體皂苷由甾體皂苷元與糖縮合而成。苷元由27個碳原子組成,基本碳架是螺甾烷。
?。?)苷元結構中有六個環(huán),其中,A、B、C、D四個環(huán)為甾體母核,E環(huán)和F環(huán)以螺縮酮形式相連接,構成螺甾烷結構。
(3)E環(huán)和F環(huán)中有C20、C22、和C25三個手性碳原子。
C25的絕對構型可能有兩種,為S型,又稱L型或neo型,為螺甾烷;
C25的絕對構型為R型,又稱D型或iso型,為異螺甾烷。
?。?)苷元分子常在C3位上連有羥基,多為β取向,糖基多與苷元的C3-OH成苷。也有在其它位如C1、C26位置上成苷。
?。?)組成甾體皂苷的糖以D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖和L-阿拉伯糖較為常見。寡糖鏈可能為直鏈或分枝鏈。皂苷元與糖可能形成單糖鏈皂苷或雙糖鏈皂苷。
?。?)甾體皂苷分子結構中不含羧基,呈中性,故又稱中性皂苷(三萜皂苷又稱為酸性皂苷)。
2.甾體皂苷的分類
按螺甾烷結構中C25的構型和F環(huán)的環(huán)合狀態(tài),將甾體皂苷分為四種類型。
(1)螺甾烷醇型(C25的絕對構型為S型):由螺甾烷衍生的皂苷為螺甾烷醇型皂苷。如從中藥知母中分得的知母皂苷A-Ⅲ。
?。?)異螺甾烷醇型(C25的絕對構型為R型):由異螺甾烷衍生的皂苷為異螺甾烷醇型皂苷。如從薯蕷科薯蕷屬植物根莖中提取的薯蕷皂苷。
(3)呋甾烷醇型:由F環(huán)裂環(huán)而衍生的皂苷稱為呋甾烷醇型皂苷。呋甾烷醇型皂苷中C3位成苷外,C26-OH上多與葡萄糖成苷,但其苷鍵易被酶解。
?。?)變形螺甾烷醇型:由F環(huán)為呋喃環(huán)的螺甾烷衍生的皂苷為變形螺甾烷醇型皂苷。其C26-OH為伯醇基,均與葡萄糖成苷。
(三)甾體皂苷的理化性質
1.性狀
甾體皂苷大多為無色或白色無定形粉末,而甾體皂苷元多有較好的結晶形狀。熔點都較高,苷元的熔點常隨羥基數(shù)目增加而升高。甾體皂苷和苷元均具有旋光性,且多為左旋。
2.溶解性
甾體皂苷一般可溶于水,易溶于熱水、稀醇,難溶于丙酮,幾不溶于或難溶于石油醚、苯、乙醚等親脂性溶劑。甾體皂苷元則難溶或不溶于水,易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有機溶劑。
3.沉淀反應
甾體皂苷的乙醇溶液可與甾醇(常用膽甾醇)形成難溶的分子復合物而沉淀。甾體皂苷與膽甾醇生成的分子復合物的穩(wěn)定性強于三萜皂苷,故可利用此性質進行分離。
甾體皂苷還可與堿式醋酸鉛或氫氧化鋇等堿性鹽類生成沉淀。
4.顏色反應
甾體皂苷在無水條件下,和某些酸類亦可產(chǎn)生與甾體化合物共同的顏色反應,這些反應與三萜皂苷的顯色反應也很相似。
區(qū)別甾體皂苷、三萜皂苷——甾體皂苷在進行醋酐-濃硫酸反應(Liebermann-Burchard反應)時,其顏色變化最后出現(xiàn)綠色,三萜皂苷最后出現(xiàn)紅色。
(四)甾體皂苷的提取與分離
1.甾體皂苷的提取
?。?)多利用皂苷的溶解性,采用溶劑法。
?。?)主要使用稀甲醇或稀乙醇作溶劑,提取液回收溶劑后,用丙酮、乙醚沉淀或加水醫(yī)學教`育網(wǎng)搜集整理后用水飽和正丁醇萃取,或用大孔樹脂處理等方法,得到粗皂苷。
?。?)甾體皂苷元可用有機溶劑進行提取。
?。?)實驗室中常自原料中先提取粗皂苷,將粗皂苷加酸加熱水解,然后用苯、氯仿等有機溶劑自水解液中提取皂苷元。
?。?)工業(yè)生產(chǎn)常將植物原料直接在酸性溶液中加熱水解,水解物水洗干燥后,再用有機溶劑提取。
2.甾體皂苷的分離
分離混合甾體皂苷的方法與三萜皂苷相似,常采用溶劑沉淀法(乙醚、丙酮)、膽甾醇沉淀法、吉拉爾試劑法(含羰基的甾體皂苷元)、硅膠柱色譜法(洗脫劑多采用CHCl3-MeOH-H2O系統(tǒng))、大孔吸附樹脂柱色譜、葡聚糖凝膠SephadexLH-20柱色譜及液滴逆流色譜(DCCC)等方法進行分離。