天然药物化学.pptx

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1/7/2022,#,单击此处编辑母版标题样式,天然药物化学,天然药物化学,第1页,知识要求,掌握强心苷结构与分类、水解性、显色反应,熟悉强心苷性状、溶解性、提取分离、色谱判定、实例分析,了解强心苷结构与强心作用关系,能力要求,熟练应用强心苷显色反应区分甲型与乙型强心苷,熟练应用强心苷提取与分离技能。,学会强心苷判别方法,天然药物化学,第2页,一、定义,强心苷,是存在于植物中含有,强心作用,甾体苷类化合物，由强心苷元和糖缩合而产生一类苷。,强心苷是,治疗室率过快心房颤动首选药和慢性心功效不全,主要药品。,天然药物化学,第3页,当前临床应用有二、三十种，用于治疗充血性心力衰竭及节律障碍等心脏疾病，如西地兰、地高辛、毛地黄毒苷等,。,但强心苷类能兴奋延髓催吐化学感受区而引发,恶心、呕吐等胃肠道反应；且有剧毒,，,若超出安全剂量时，可使心脏中毒而停顿跳动,。,其中一些强心苷对动物肿瘤有效，主要是细胞毒作用。,天然药物化学,第4页,1785年，国外使用洋地黄叶治疗水肿，到现在已从十几个科一百各种植物中发觉强心苷类，主要有夹竹桃科、玄参科、萝摩科、卫矛科、百合科、大戟科等等。,尤其在玄参科和夹竹桃科植物中最多,。,较主要植物有黄花夹竹桃、紫花洋地黄、毛花洋地黄、杠柳、铃蓝、海葱、福寿草、羊角拗等。,动物中还未发觉有强心苷类成份,，蟾蜍中所含,蟾毒,也对心肌有兴奋作用，具强心作用，但其非苷类，而属甾类。,天然药物化学,第5页,常见含强心苷天然药品,铃兰、紫花洋地黄,R,为鼠李糖,铃兰毒苷,洋地黄毒苷,天然药物化学,第6页,黄花夹竹桃,黄夹苷甲,黄夹苷乙,天然药物化学,第7页,羊角拗,R,为,L,夹竹桃糖,羊角拗苷,天然药物化学,第8页,蟾蜍,蟾毒灵,天然药物化学,第9页,第一节、结构和分类,一、强心苷元个别,1.基础结构,强心苷是由强心苷元与糖二个别组成。,强心苷元是由甾体母核与C,17,取代不饱和内酯环组成,天然药物化学,第10页,（1）苷元母核,苷元母核A,B,C,D四个环稠合构象对强心苷理化及生理活性有一定影响。天然界存在强心苷元,B/C,环是反式,，,C/D,环是顺式,，,A/B,环大多数为顺式,-,-洋地黄毒苷元(digitoxigenin)，,少数为反式,-乌沙苷元(uzarigenin).,天然药物化学,第11页,（2）,取代基,苷元母核上,C,3,C,14,位上都有羟基,：,C,3,位-OH,多为-型,-洋地黄毒苷元，,少数为-型(,命名时冠以“,表,”字)3-表洋地黄毒苷元(3-epidigitoxigenin)。,C,14,位-OH都是-型(C/D环顺式)。,C,10,，,C,13,，,C,17,位有侧链，C,10,，,C,13,多为,-CH,3,。,C,17,位侧链为不饱和内酯环,。,C,11,C,12,和C,19,位可能连羰基；C,4,5,、,C,5,6,、,C,9,11,、,C,16,17,可能有双键。,天然药物化学,第12页,天然存在强心苷元,洋地黄毒苷元,乌沙苷元,夹竹桃苷元,绿海葱苷元,蟾毒素,天然药物化学,第13页,2.结构类型,依据C,17,位侧链不饱和内酯环不一样分为：,甲型,：C,17,位侧链为,五元环,-,内酯,乙型,：C,17,位侧链为,六元环,-,-,内酯,这两类大都是-构型，个别为-构型，-型无强心作用。,天然药物化学,第14页,甲型强心苷元：,C,17,位上连,五元不饱和内酯环,，即,-,内酯-强心甾烯型。以,强心甾,（cardenolide）为母核命名。,天然药物化学,第15页,乙型强心苷元,C,17,位上连,六元不饱和内酯环,，即,，,-,双烯-内酯，称为海葱甾二烯或蟾蜍甾二烯。以,海葱甾（scillanolide）或蟾蜍甾(bufanolide),为母核命名。,天然药物化学,第16页,二、糖个别,组成强心苷糖有20各种，依据C,2,位上有没有-OH分为-OH（2-OH）糖及-去氧糖（2-去氧糖）两类。后者主要见于强心苷。,1.,-羟基糖,除广泛分布于植物界D-葡萄糖、L-鼠李糖外，还有：,（1）6-去氧糖如：L-夫糖、D-鸡纳糖等。,（2）6-去氧糖甲醚如：L-黄夹糖、D-洋地黄糖等。,天然药物化学,第17页,2.,-去氧糖,（1）2,6-二去氧糖如：D-洋地黄毒糖等。,（2）2,6-二去氧糖甲醚如：L-夹竹桃糖、,D-加拿大麻糖等。,天然药物化学,第18页,组成强心苷糖对强心 作用影响,组成强心苷糖数目和种类不一样，对强心苷活性影响不一样。,甲型强心苷元及其苷毒性规律普通为：,苷元二糖苷三糖苷,单糖苷毒性次序为：,葡萄糖苷甲氧基糖苷6-去氧糖苷 2,6-去氧糖苷,天然药物化学,第19页,乙型强心苷元及其苷毒性规律普通为：,苷元单糖苷二糖苷,乙型强心苷元毒性对应甲型强心苷元,天然药物化学,第20页,三、糖和苷元连接方式,强心苷中，多数是,几个糖结合成,低聚糖形式再与苷元C,3,-OH,结合成苷，少数为双糖苷或单糖苷。糖和苷连接方式有三种：,型:苷元-(2,6-去氧糖),X,-(D-,葡萄糖),Y,型:苷元-(6-去氧糖),X,-(D-,葡萄糖),Y,型：苷元-（D-葡萄糖）,Y,X=1-3;Y=1-2,普通初生苷其末端多为葡萄糖,。,天然存在强心苷多数属于型和型，型较少。,天然药物化学,第21页,结构举例,天然药物化学,第22页,天然药物化学,第23页,第二节 理化性质,一.性状,强心苷多为无色结晶或无定形粉末，中性物质，有旋光性，,C,17,侧链为,-构型味苦，-构型味不苦,，但无效。,对粘膜有刺激性,。,天然药物化学,第24页,二.,溶解性,强心苷溶解性与所连糖种类和数目相关,，普通可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂；难溶于乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。弱亲脂性苷微溶于氯仿-乙醇(2:1)，亲脂性苷微溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿-乙醇（3:1）。,天然药物化学,第25页,普通糖基多原生苷比次生苷或苷元亲水性强、亲脂性弱，可溶于水等高极性溶剂而难溶于低极性溶剂，多为无定形粉末。,洋地黄毒苷,是一个三糖苷，但3分子糖都是洋地黄毒糖，整个分子只有5个羟基，故在水溶液中溶解度小(1:100000000)，溶于氯仿（1:40）。,洋地黄毒苷,天然药物化学,第26页,当糖基与苷元上羟基数目相同时，苷元上羟基不能形成份子内氢键比能形成份子内氢键水溶性大。,天然药物化学,第27页,但糖基和苷元上羟基数目标多少对溶解性也有一定影响。如,乌本苷,是一个单糖苷，却有8个羟基，水溶性很大（1:75），难溶于氯仿。,乌本苷,天然药物化学,第28页,另：脱水反应,强心苷混合强酸（3%-5%HCl）加热水解时，苷元往往发生脱水反应。（1）,C,14,-OH,最易发生脱水反应生成缩水苷元。（2）同时存在C,14,-OH,和C,16,-OH,，也易脱水，得到二缩水苷元。,天然药物化学,第29页,（3）如将C,3,-OH,氧化为酮基，则更使C,5,叔羟基活化，在温热条件下即可脱水而形成烯酮。一样，C,16,被氧化为酮基，也能促使C,14,-,叔羟基脱水而形成烯酮。,（4）若C,4,位有双键，可促使C,3,-OH,与C,4,-H,脱水，生成共轭双键。,天然药物化学,第30页,三.水解性,水解反应是研究强心苷组成常见方法，分化学方法和生物方法两大类，化学方法主要有酸水解、碱水解和乙酰解；生物方法主要有酶水解。糖个别不一样，其水解产物难易及产物均不一样。,天然药物化学,第31页,（一）酸催化水解,1.,温和酸水解：用稀酸,（0.02-0.05mol/L),盐酸,或硫酸在含水醇中经,短时间,（,半小时至,数小时,）加热回流，可使型强心苷水,解成苷元和糖。,天然药物化学,第32页,主要,水解苷元和-去氧糖之间,苷键或,-,去氧糖与-去氧糖之间,糖苷键。,而-去氧糖与葡萄糖之间糖苷键不易断裂。,对苷元影响较小，,不会引发脱水反应,。,但不适于16位有甲酰基洋地黄强心苷类，在此种条件下，16位甲酰基水解为羟基，得不到原生苷元。,天然药物化学,第33页,2.,强烈酸水解,用较浓酸（3%-5%）长时间加热回流或同时加压，可水解型和型强心苷，得到定量葡萄糖。,可水解-羟基糖,。因为位羟基妨碍了苷原子质子化，使水解较困难。但此法常引发苷元失去1分子或数分子水,形成,脱水苷元,。,天然药物化学,第34页,2.酶水解法,酶水解含有反应温和、专一性强特点,含强心苷植物中，,有水解葡萄糖酶，在适宜条件下，,能水解糖链末端葡萄糖,。但无,水解-去氧糖酶,，所以能水解除去分子中葡萄糖而保留-去氧糖。,蜗牛酶,（一个混合酶，蜗牛肠管消化液经处理而得）几乎能水解全部苷键，能将强心苷分子糖逐步水解，直至取得苷元，常见来研究强心苷结构。,天然药物化学,第35页,紫花洋地黄苷A,紫花苷酶,洋地黄毒苷+,D-,葡萄糖,紫花洋地黄苷B,紫花苷酶,羟基洋地黄毒苷+,D-,葡萄糖,天然药物化学,第36页,3.碱水解法,强心苷苷键为缩醛结构，可被酸或酶水解，而不被碱水解。碱试剂主要,使分子中,酰基,水解、内酯环裂开、,20（22）,转位及苷元异构化,等。,天然药物化学,第37页,A.酰基水解,在强心苷苷元或糖基上常有酰基存在，普通可用碱试剂处理使酯键水解脱去酰基。NaHCO,3,KHCO,3,-,使-去氧糖上酰基水解，而-羟基糖及苷元上酰基多不被水解；,Ca(OH),2,Ba(OH),2,-,使-去氧糖、-羟基糖及苷元上酰基水解；NaOH碱性太强，不但使全部酰基水解，还使内酯环开裂，故极少使用。,天然药物化学,第38页,B.内酯环水解,NaOH,或KOH水溶液使内酯环开裂，酸化后又闭环。,但在强心苷醇溶液中加NaOH或KOH内酯环开裂，酸化后不能闭环。,天然药物化学,第39页,四显色反应,强心苷颜色反应很多，依据颜色反应发生在分子不一样部位可分为三类：,（一）作用于甾体母核反应：,1.醋酐-浓硫酸反应(Liebermann-burchard rection)2.氯仿-浓硫酸反应（Salkowski reaction)3.三氯化锑或五氯化锑反应,天然药物化学,第40页,（二）作用于,不饱和内酯环反应：,甲型强心苷在碱性醇溶液中，发生双键转移，生成活性亚甲基，故可与活性亚甲基试剂作用而显色。乙型强心苷无这类反应。,天然药物化学,第41页,甲型强心苷在醇性KOH溶液中，经过内酯环双键转移和质子转移形成C,22,活性,亚甲基,，C,14,羟基质子对C,20,亲电性加成作用而生成内酯型异构化苷，再经皂化作用开环而生成开链型异构化苷。,天然药物化学,第42页,乙型强心苷在醇性KOH溶液中，不发生双键转移，但内酯环开裂生成酯，再脱水形成开链型异构化苷。,天然药物化学,第43页,1.Legal反应（亚硝酰铁氰化钠试剂）：,取样品1-2mg，溶于2-3滴吡啶中，加一滴3%亚硝酰铁氰化钠溶液和一滴2mol/L NaOH溶液，样品液呈深红色并渐渐褪去。,2.Raymond反应（间二硝基苯试剂）,：,取样品约1mg，以少许50%乙醇溶解后加入0.1ml1%间二硝基苯乙醇溶液，摇匀后再加入0.2ml20%NaOH溶液，呈紫红色。,天然药物化学,第44页,3.Kedde反应,（3,5-二硝基苯甲酸试剂）,取样品甲醇或乙醇溶液于试管中，加入3,5-二硝基苯甲酸试剂3-4滴，产生红或紫红色。,4.Baljet反应（碱性苦味酸试剂）,取样品甲醇或乙醇液于试管中，加入碱性苦味酸试剂数滴，展现橙或橙红色。有时需放置15min后显色。,天然药物化学,第45页,小结,.,不饱和五元内酯环反应,反应名称 试剂 颜色,max(nm,),Legal,反应 亚硝酰铁氰化钠 深红或蓝,470,Kedde,反应,3,5-,二硝基苯甲酸 深红或红,590,Raymond,反应 间二硝基苯 紫红或蓝,620,Baljet,反应 苦味酸试剂 橙或橙红,490,条件：碱性，颜色共性：红色系列,试剂：缺,类,天然药物化学,第46页,（三）作用于2-去氧糖反应,1.Keller-kiliani(K-K)反应,此反应是-去氧糖(2-去氧糖）特征反应，对游离-去氧糖或在反应条件下能水解出-去氧糖强心苷都可显色。取样品1mg溶于5ml冰乙酸中，加一滴20%三氯化铁水溶液，倾斜试管，沿试管壁加入5ml浓硫酸，若有-去氧糖存在，乙酸层渐呈蓝或蓝绿色。但若不显色，不能说明无2-去氧糖。,天然药物化学,第47页,2.占吨氢醇反应:,取样品加入占吨氢醇试剂，置沸水浴中3min，如含2-去氧糖显红色。,3.过碘酸-对硝基苯胺反应：,含2-去氧糖样品反应后呈深黄色斑点，紫外灯下为棕色背底上出现黄色荧光斑点。,天然药物化学,第48页,4.对-硝基苯肼反应：,样品反应后呈红色或紫红色。对-去氧糖和葡萄糖结合，K-K反应阴性也可呈阳性反应。,5.对-二甲氨基苯甲醛反应：,样品反应后呈灰 红色斑点。,天然药物化学,第49页,第三节 提取分离,强心苷,含量很低,，多与糖类、皂苷、色素、鞣质,等共存，这些成份存在可影响强心苷在溶剂中溶解度。同时，强心苷原生苷和次生苷共存，且很多结构相同苷同存，故,提取分离较难,。,因酸碱可使强心苷发生水解、脱水和异构化，,故提取分离时应注意控制酸碱性,。,天然药物化学,第50页,注意问题：,1.,共存物质：糖类、皂苷、色素、鞣质,2.,原生苷水解问题,（一）,原生苷：抑制酶活性,新鲜药材，采后低温速干,直接沸水或,6070,水提取,7080%,乙醇或甲醇提取,(4),药材加中性盐如硫酸铵等，再提取,天然药物化学,第51页,（二）次生苷：利用酶活性,药材,+,水,2540,发酵,12h,以上，醇提取,天然药物化学,第52页,天然药物化学,第53页,天然药物化学,第54页,1.,溶剂法：,种子药材：,脱脂，再醇提取,醇提浓缩液，石油醚萃取油脂,（氯仿,:,甲醇,),萃取苷,茎叶药材：,去脂溶性色素方法,醇提浓缩，冷置析胶（叶绿素析出胶状物,醇提浓缩，石油醚萃取色素,醇提浓缩，,NaOH,，叶绿素被皂化,醇提取液，活性炭脱色,二、纯化,天然药物化学,第55页,2.,铅盐法,：,醋酸铅沉淀醇提取液中：,酸、酚酸、皂苷类,强心苷易被沉淀吸附,3.,吸附法：,活性炭短柱吸附：,醇提液中叶绿素等脂溶性色素,氧化铝短柱吸附：,醇提液中糖、水溶性色素、皂苷被吸附,强心苷易被沉淀吸附损失,天然药物化学,第56页,三、分离,（一）两相溶剂萃取法：,氯仿,甲醇,水,毛花洋地黄苷,A,毛花洋地黄苷,B,毛花洋地黄苷,C,1:225,1:550,1:,均,1:20,几乎不溶,依据上面溶解度怎样进行萃取法分离,A,、,B,、,C,？,天然药物化学,第57页,（二）逆流分配法（,CCD,）：,如：流动相：,CHCl,3,，,固定相：水,n=3,时，得到,3,个流动相,CHCl,3,（亲脂性成份）,3,个固定相水相（亲水性成份）,天然药物化学,第58页,分离因子,较小，简单萃取几次效果不佳,所以采取屡次、连续萃取分离过程。,比如：黄花夹竹桃苷,A,、,B,分离,9,次,CCD,氯仿层,67,管：苷,A,水层,25,管：苷,B,天然药物化学,第59页,（三）色谱分离法：,吸附色谱：苷元、次级苷、单糖苷,分配色谱：弱亲脂性苷类,液滴逆流色谱（,DCCC,）：,高速逆流色谱（,HSCCC,）：,后二者克服固体载体不可逆吸附、样品峰拖尾等弊端。,天然药物化学,第60页,第四节 色谱判定,一、纸色谱,强亲脂性,固定相：甲酰胺、丙醇,移动相：甲酰胺饱和苯、甲苯或苯,-,三氯甲烷（,9:1,）,弱亲脂性,固定相：甲酰胺,移动相：二甲苯,-,丁酮,-,甲酰胺（,25:25:2,）,天然药物化学,第61页,亲水性,固定相：水,移动相：水饱和丁醇或丁醇,-,甲苯,-,水（,6:3:1,）,天然药物化学,第62页,二、薄层色谱,吸附薄层色谱,吸附剂：硅胶,展开剂：二氯甲烷,-,甲醇,-,甲酰胺（,80:19:1,）、乙酸乙酯,-,甲醇,-,水（,80:5:5,）,吸附剂：反相硅胶,展开剂：甲醇,-,水或三氯甲烷,-,甲醇,-,水,天然药物化学,第63页,分配薄层色谱,支持剂：硅胶、硅藻土、纤维素,固定相：甲酰胺、,10%-15%,甲酰胺丙酮溶液、二甲基甲酰胺,天然药物化学,第64页,常见显色剂：,3,，,5-,二甲基苯甲酸试剂,25%,三氯乙酸乙醇溶液,天然药物化学,第65页,强心苷生理活性,强心苷为心脏兴奋剂，主要作用是延长传导时间，兴奋心肌。其强心作用主要取决于苷元个别，但糖个别可增加强心苷对心肌亲和力，故对强心苷生理活性也有影响。,天然药物化学,第66页,苷元结构与强心作用关系,1.强心苷元甾体母核必须含有一定构象和C,17,位连接不饱和内酯环及其,-构型是不可缺乏，若异构化为,-型或开环或不饱和内酯环被氢化或双键位移，强心作用将变得很弱，甚至消失。,天然药物化学,第67页,2.C/D环必须是顺式稠合才有强心作用。,3.C,14,位上-OH只有是,-构型才有效,C,14,-,-,OH,如与邻近碳原子上H脱水形成双键或与C,8,脱氢成氧桥，均使强心作用减低或消失。C,14,-,OH,可能是保持氧功效和C/D环为顺式构象主要原因。,天然药物化学,第68页,4.,A/B,环顺式甲型强心苷元，,C,3,-OH,必须是,-构型，,-型无活性。,5.,C,10,-CH,3,氧化成羟甲基或醛基或羧酸后，可影响强心作用强度或毒性，但不是决定原因。,天然药物化学,第69页,6.引入,5,、11,、12,-OH,有增强活性作用，而引入1,、6,、16,-OH有降低活性作用。,天然药物化学,第70页,