皂苷和强心苷.ppt

第八章第八章皂苷和强心苷皂苷和强心苷.教学目的与要求v1.熟悉皂苷、强心苷的主要结构类型及理化性质熟悉皂苷、强心苷的主要结构类型及理化性质v2.掌握皂苷、强心苷的颜色反应及其应用掌握皂苷、强心苷的颜色反应及其应用v3.掌握强心苷的酸水解法和酶水解法及其应用掌握强心苷的酸水解法和酶水解法及其应用v4.熟悉皂苷、强心苷的一般提取分离方法熟悉皂苷、强心苷的一般提取分离方法v5.了解皂苷、强心苷的波谱特征了解皂苷、强心苷的波谱特征.v经典含义经典含义存在于植物体内一类比较复杂的存在于植物体内一类比较复杂的苷类苷类 化合物，其水溶液振摇后可产生持久化合物，其水溶液振摇后可产生持久 的肥皂样泡沫，的肥皂样泡沫，因此而得名。因此而得名。v现代含义现代含义螺甾烷螺甾烷以及与其以及与其生源途径相似的甾族生源途径相似的甾族化化 合物的合物的低聚糖苷低聚糖苷或或三萜类化合物三萜类化合物的的低聚低聚 糖苷。糖苷。第一节第一节 皂苷皂苷.一、皂苷的分类及结构特点一、皂苷的分类及结构特点 皂苷皂苷 甾体皂苷甾体皂苷 三萜皂苷三萜皂苷 螺甾烷醇型螺甾烷醇型:25 S(L)（C25-甲基直立甲基直立a键、键、为为型）型）异螺甾烷醇型异螺甾烷醇型:25 R(D)(C25-甲基平伏甲基平伏e 键、为键、为 型型)变形螺甾烷醇型变形螺甾烷醇型：F环变形为呋喃甾烷（五环变形为呋喃甾烷（五 元含氧环）元含氧环）呋甾烷型呋甾烷型：F环裂环环裂环,C26-OH多与葡萄糖相多与葡萄糖相 连成苷连成苷 四环三萜皂苷四环三萜皂苷 五环三萜皂苷五环三萜皂苷 达玛甾烷型达玛甾烷型 羊毛脂甾烷型羊毛脂甾烷型-香树脂烷型香树脂烷型(齐墩果烷型齐墩果烷型 )-香树脂烷型（乌苏烷型香树脂烷型（乌苏烷型）羽扇豆烷型羽扇豆烷型.(一一)甾体皂苷甾体皂苷1、甾体皂苷的结构特征、甾体皂苷的结构特征：甾体皂苷由甾体皂苷由 甾体皂苷元与糖（甾体皂苷元与糖（-羟基糖）缩合羟基糖）缩合而而成。甾体皂苷元由成。甾体皂苷元由27个碳原子、六个环组成，其基本个碳原子、六个环组成，其基本碳架是碳架是螺甾烷螺甾烷的衍生物。的衍生物。ABCDEF123456789101112131415161718192021222324252627.（3）C25的绝对构型依其上甲基的取向不同有两种：的绝对构型依其上甲基的取向不同有两种：vC-25甲基是甲基是-构型称为螺甾烷构型称为螺甾烷绝对构型为绝对构型为L(S)型型，vC-25甲基是甲基是-构型称为异螺甾烷构型称为异螺甾烷绝对构型为绝对构型为D(R)型型。（1）甾体皂苷元中有六个环，甾体皂苷元中有六个环，A、B、C、D四个环四个环具有具有甾体母核甾体母核结构结构,C-22是螺原子是螺原子,E、F环以环以螺缩酮螺缩酮形式连接。形式连接。（2）A、B环有顺、反两种稠合方式。环有顺、反两种稠合方式。B、C环和环和CD环环均为反式稠合。均为反式稠合。C25-甲基甲基 直立直立a键、为键、为型型 L型型(25S 25L 25)平伏平伏e键、为键、为 型型 D型（型（25R 25D 25 )螺甾烷型螺甾烷型 异螺甾烷型异螺甾烷型.(4)取代基团：取代基团：vOH 多在多在C3-位或其他位置位或其他位置,且多为且多为-型型v羰基羰基 多在多在C12-位位v双键双键 多在多在5,9（11）,少数在少数在25（27）位位v甾体皂苷不含羧基，呈中性，故称为中性皂苷甾体皂苷不含羧基，呈中性，故称为中性皂苷。(5)常见的糖有常见的糖有:D-葡萄糖、葡萄糖、D-半乳糖、半乳糖、D-木糖、木糖、L-鼠李糖、鼠李糖、L-阿阿拉伯糖及拉伯糖及D-葡萄糖醛酸、葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸等较为常见半乳糖醛酸等较为常见,此外此外也可见到夫糖和加拿大麻糖及也可见到夫糖和加拿大麻糖及6-去氧葡萄糖和去氧葡萄糖和6-去氧半去氧半乳糖。乳糖。(6)成苷的位置成苷的位置:与苷元与苷元C-3上的羟基连接成苷上的羟基连接成苷,也有在也有在C-1 或或C-26位置上成苷的。位置上成苷的。.2.甾体皂苷苷元的结构类型甾体皂苷苷元的结构类型异螺甾烷醇型异螺甾烷醇型 螺甾烷醇型螺甾烷醇型.变形螺甾烷醇型变形螺甾烷醇型呋甾烷醇型呋甾烷醇型.（1）三萜皂苷苷元为）三萜皂苷苷元为30个碳原子组成的三萜类衍生个碳原子组成的三萜类衍生 物物,大多数在大多数在24或或28位有羧基位有羧基,故又称故又称酸性酸性皂苷。皂苷。（2）常见的糖有）常见的糖有D-葡萄糖、葡萄糖、D-半乳糖、半乳糖、D-木糖、木糖、L-阿拉伯糖、阿拉伯糖、L-鼠李糖、鼠李糖、D-葡萄糖醛酸、葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛半乳糖醛 酸，另外还有酸，另外还有D-呋糖、呋糖、D-鸡纳糖、鸡纳糖、D-芹糖、乙酰基芹糖、乙酰基 和乙酰氨基糖等。和乙酰氨基糖等。（3）成苷的位置多为）成苷的位置多为3位醇位醇皂苷或皂苷或28位酯位酯皂苷；另外皂苷；另外 也有也有16、21、23、29位等醇羟基成苷。位等醇羟基成苷。（4）常见的三萜皂苷有单糖链三萜皂苷、双糖链三）常见的三萜皂苷有单糖链三萜皂苷双糖链三 萜皂苷和三糖链皂苷萜皂苷和三糖链皂苷(二二)三萜皂苷三萜皂苷1、三萜皂苷的结构特点、三萜皂苷的结构特点.2、三萜皂苷元的结构类型：、三萜皂苷元的结构类型：常见的有四环三萜皂苷和常见的有四环三萜皂苷和 五环三萜皂苷。五环三萜皂苷。（1）四环三萜皂苷元）四环三萜皂苷元:其基本骨架也是甾体结构母核，其基本骨架也是甾体结构母核，A/B、B/C、C/D环均为反式稠合。环均为反式稠合。羊毛脂甾烷型羊毛脂甾烷型 达玛甾烷型达玛甾烷型.-香树脂烷型香树脂烷型又称齐墩果烷型又称齐墩果烷型A/B、B/C、C/D环环为反式稠合为反式稠合D/E环为顺式稠合环为顺式稠合 -香树脂烷型香树脂烷型又称乌苏烷型又称乌苏烷型 A/B、B/C环环为反式稠合为反式稠合C/D、D/E环为环为顺式稠合顺式稠合（2）五环三萜皂苷元类型）五环三萜皂苷元类型.羽扇豆烷型羽扇豆烷型A/B、B/C、C/D、D/E 环均为反式稠合环均为反式稠合木栓烷型木栓烷型A/B、B/C、C/D、D/E 环均为反式稠合环均为反式稠合.二、皂苷的理化性质二、皂苷的理化性质 1、性状、性状 皂苷皂苷大多为无色或乳白色无定形粉末（低聚糖大多为无色或乳白色无定形粉末（低聚糖 苷，极性大，分子量大）；苷，极性大，分子量大）；皂苷元皂苷元（极性小）大多有完好结晶；（极性小）大多有完好结晶；皂苷皂苷多数具有苦而辛辣味，对粘膜有强烈刺激多数具有苦而辛辣味，对粘膜有强烈刺激 性，尤其鼻粘膜，易引起喷嚏性，尤其鼻粘膜，易引起喷嚏。皂苷皂苷大多具吸湿性。大多具吸湿性。.2、溶解性、溶解性 皂苷皂苷（低聚糖苷，极性大）易溶于水、稀（低聚糖苷，极性大）易溶于水、稀醇、含水丁醇，醇、含水丁醇，难溶于丙酮、乙醚等；难溶于丙酮、乙醚等；次生皂苷次生皂苷（极性降低）（极性降低）易溶于醇、丙酮、易溶于醇、丙酮、乙酸乙酯等；乙酸乙酯等；皂苷皂苷的助溶作用（表面活性剂作用），可的助溶作用（表面活性剂作用），可以增大其他成分在水中的溶解度。以增大其他成分在水中的溶解度。.3 3、表面活性、表面活性、表面活性、表面活性 皂苷水溶液经强烈振摇能产生大量持久性泡沫，皂苷水溶液经强烈振摇能产生大量持久性泡沫，且不因加热而消失。且不因加热而消失。原因：皂苷分子中原因：皂苷分子中 糖糖糖糖亲水性亲水性亲水性亲水性 苷元苷元苷元苷元亲脂性亲脂性亲脂性亲脂性 降低水溶液表面张力作用所致，但也有些皂苷起泡性降低水溶液表面张力作用所致，但也有些皂苷起泡性不明显。不明显。三萜皂苷酸水液的泡沫和碱水液的泡沫持续时间相同三萜皂苷酸水液的泡沫和碱水液的泡沫持续时间相同甾体皂苷碱水液泡沫比酸水液的泡沫持续时间长几倍甾体皂苷碱水液泡沫比酸水液的泡沫持续时间长几倍.4、溶血作用、溶血作用（1 1）溶血性）溶血性）溶血性）溶血性 ：皂苷的水溶液能破坏红血球而有溶血作皂苷的水溶液能破坏红血球而有溶血作皂苷的水溶液能破坏红血球而有溶血作皂苷的水溶液能破坏红血球而有溶血作用。但用。但用。但用。但F F环开环的皂苷没有溶血性。环开环的皂苷没有溶血性。环开环的皂苷没有溶血性。环开环的皂苷没有溶血性。（2 2）溶血指数：）溶血指数：）溶血指数：）溶血指数：皂苷对同一来源的红细胞稀悬浮液，在皂苷对同一来源的红细胞稀悬浮液，在皂苷对同一来源的红细胞稀悬浮液，在皂苷对同一来源的红细胞稀悬浮液，在一定条件下（相同一定条件下（相同一定条件下（相同一定条件下（相同pHpH、等渗、恒温等）造成完全溶血的、等渗、恒温等）造成完全溶血的、等渗、恒温等）造成完全溶血的、等渗、恒温等）造成完全溶血的最低浓度。最低浓度。最低浓度。最低浓度。例如例如例如例如 薯蓣皂苷的溶血指数为薯蓣皂苷的溶血指数为薯蓣皂苷的溶血指数为薯蓣皂苷的溶血指数为1 1：400000400000，甘草皂苷的溶血指数为甘草皂苷的溶血指数为甘草皂苷的溶血指数为甘草皂苷的溶血指数为1 1：40004000。（3 3）溶血原因）溶血原因）溶血原因）溶血原因 多数皂苷多数皂苷多数皂苷多数皂苷+红细胞壁上的胆甾醇红细胞壁上的胆甾醇红细胞壁上的胆甾醇红细胞壁上的胆甾醇不溶性复合物不溶性复合物不溶性复合物不溶性复合物 破坏血红细胞的正常渗透性破坏血红细胞的正常渗透性破坏血红细胞的正常渗透性破坏血红细胞的正常渗透性 使细胞内渗透压增加而崩裂使细胞内渗透压增加而崩裂使细胞内渗透压增加而崩裂使细胞内渗透压增加而崩裂.5、与金属盐的沉淀反应、与金属盐的沉淀反应酸性皂苷酸性皂苷+中性盐（硫酸铵、醋酸铅）中性盐（硫酸铵、醋酸铅）沉淀沉淀酸性皂苷酸性皂苷+碱性醋酸铅碱性醋酸铅 沉淀沉淀中性皂苷中性皂苷+碱性醋酸铅、氢氧化钡碱性醋酸铅、氢氧化钡 沉淀沉淀应用：分离两种皂苷应用：分离两种皂苷6、与胆甾醇的沉淀反应、与胆甾醇的沉淀反应：皂苷与胆甾醇可形成皂苷与胆甾醇可形成 分子复合物的沉淀。生成的分子复合物沉淀分子复合物的沉淀。生成的分子复合物沉淀 用乙醚回流提取时，胆甾醇可溶于乙醚，用乙醚回流提取时，胆甾醇可溶于乙醚，皂苷不溶。沉淀规律如下皂苷不溶。沉淀规律如下:.凡有凡有3-OH，A/B环反式稠合环反式稠合(5-H)或或5的的 平展结构的甾醇，与皂苷形成的分子复合物的平展结构的甾醇，与皂苷形成的分子复合物的 溶度积最小。溶度积最小。凡有凡有3-OH或或3-OH经酯化或成苷的甾醇，经酯化或成苷的甾醇，不能与皂苷形成难溶性分子复合物。不能与皂苷形成难溶性分子复合物。三萜皂苷与甾醇形成的分子复合物的稳定性三萜皂苷与甾醇形成的分子复合物的稳定性 低于甾体皂苷与甾醇形成的分子复合物。低于甾体皂苷与甾醇形成的分子复合物。.皂苷在无水条件下可与强酸、中等强酸、皂苷在无水条件下可与强酸、中等强酸、Lewis酸酸等作用下发生颜色反应：等作用下发生颜色反应l醋酐醋酐-浓硫酸反应（浓硫酸反应（Liebermann-Burchard反应）反应）黄黄 红红 紫紫 蓝蓝 褪色褪色 黄黄 红红 紫紫 蓝蓝 绿色绿色 褪色褪色l五氯化锑反应（五氯化锑反应（Kahlenberg反应）反应）l三氯醋酸反应（三氯醋酸反应（Rosen-Heimer反应）反应）l氯仿氯仿-浓硫酸反应（浓硫酸反应（Salkowski反应）反应）l冰醋酸冰醋酸-乙酰氯反应（乙酰氯反应（Tschugaeff反应）反应）7、皂苷的颜色反应、皂苷的颜色反应.三、皂苷的提取分离三、皂苷的提取分离甾体皂苷甾体皂苷主要作为合成激素等的原料，故以主要作为合成激素等的原料，故以 提取苷元较为实用。提取苷元较为实用。三萜皂苷三萜皂苷为许多中药的有效活性成分，故以为许多中药的有效活性成分，故以 提取原生苷为主。提取原生苷为主。（一）皂苷苷元的提取与分离（一）皂苷苷元的提取与分离方法方法1原才料原才料加水，加水，36保温保温2448小时浸泡预发酵小时浸泡预发酵3%硫酸加热水解硫酸加热水解36小时，小时，过滤，水洗，干燥过滤，水洗，干燥1、皂苷苷元的提取、皂苷苷元的提取料渣料渣.料渣料渣石油醚、或甲苯连续回流石油醚、或甲苯连续回流46小时提取小时提取 提取液提取液适当回收溶剂，放置析晶，抽滤适当回收溶剂，放置析晶，抽滤皂苷元粗品皂苷元粗品乙醇或丙酮处理，活性炭脱色重结晶乙醇或丙酮处理，活性炭脱色重结晶皂苷元皂苷元.方法方法2.原材料原材料稀醇水溶液提取稀醇水溶液提取皂苷皂苷两相酸水解法、酶水解、两相酸水解法、酶水解、两相酸水解法、酶水解、两相酸水解法、酶水解、smithsmith降解降解降解降解法法法法水解液水解液皂苷元皂苷元苯、氯仿等有机溶剂萃取苯、氯仿等有机溶剂萃取萃取液萃取液回收溶剂回收溶剂.色谱分离法色谱分离法吸附原理：吸附原理：硅胶、氧化铝硅胶、氧化铝苯苯-氯仿、苯氯仿、苯-甲醇、氯仿甲醇、氯仿-甲醇不同比例洗脱甲醇不同比例洗脱 2、皂苷苷元的分离、皂苷苷元的分离.（二）皂苷的提取与分离（二）皂苷的提取与分离n-BOH(n-BOH(皂苷皂苷皂苷皂苷)水水水水(水溶性杂质）水溶性杂质）水溶性杂质）水溶性杂质）1、皂苷的提取：、皂苷的提取：原材料原材料原材料原材料稀醇提取稀醇提取稀醇提取稀醇提取乙醇液乙醇液乙醇液乙醇液 料渣料渣料渣料渣浓缩后，石油醚浓缩后，石油醚浓缩后，石油醚浓缩后，石油醚-水萃取水萃取水萃取水萃取石油醚石油醚石油醚石油醚 水水水水n-BOHn-BOH萃取萃取萃取萃取.水洗水洗水洗水洗 30%30%乙醇乙醇乙醇乙醇 50%50%乙醇乙醇乙醇乙醇 70%70%乙醇乙醇乙醇乙醇 TLC TLC检查皂苷，合并洗脱液，浓缩，检查皂苷，合并洗脱液，浓缩，检查皂苷，合并洗脱液，浓缩，检查皂苷，合并洗脱液，浓缩，醇溶醇溶醇溶醇溶+丙酮（乙醚）丙酮（乙醚）丙酮（乙醚）丙酮（乙醚）皂苷沉淀皂苷沉淀皂苷沉淀皂苷沉淀(醇醇醇醇/丙酮法丙酮法丙酮法丙酮法)n-BOH(n-BOH(皂苷皂苷皂苷皂苷)浓缩浓缩浓缩浓缩浓缩液浓缩液浓缩液浓缩液大孔吸附树脂大孔吸附树脂大孔吸附树脂大孔吸附树脂.2、皂苷的分离（分配色谱）：、皂苷的分离（分配色谱）：正相柱层析正相柱层析 支持剂：硅胶支持剂：硅胶 固定相：水固定相：水 流动相：氯仿：甲醇：水流动相：氯仿：甲醇：水 CH2 2Cl2 2:甲醇：水甲醇：水反相柱层析反相柱层析 固定相：固定相：RP-18、RP-8、RP-2 流动相：甲醇：水，乙腈：水流动相：甲醇：水，乙腈：水.试剂类型试剂类型 鉴别特点鉴别特点 鉴别意义鉴别意义用于两类用于两类皂苷的区别皂苷的区别 四、皂苷的检识及结构测定四、皂苷的检识及结构测定（一）（一）皂苷的化学检识皂苷的化学检识 颜色反应颜色反应 醋酐醋酐-浓硫酸浓硫酸反应反应甾体皂苷最甾体皂苷最后呈蓝绿色后呈蓝绿色三萜皂苷最后三萜皂苷最后显红或紫红色显红或紫红色 三氯醋酸反应三氯醋酸反应 三萜皂苷加热至三萜皂苷加热至100 才显色才显色 用于两类用于两类皂苷的区别皂苷的区别 甾体皂苷加热至甾体皂苷加热至60即可显色即可显色.盐酸盐酸-对二甲氨基苯甲醛对二甲氨基苯甲醛（Ehrlich试剂，简称试剂，简称 E试剂）试剂）螺甾烷醇类螺甾烷醇类 皂苷不显色皂苷不显色 呋甾烷醇类呋甾烷醇类皂苷显红色皂苷显红色 茴香醛茴香醛-硫酸硫酸(Anisaldehyde,简称简称A试剂）试剂）螺甾螺甾醇类醇类 皂苷皂苷显黄色显黄色 呋甾呋甾醇类皂醇类皂苷苷显黄色显黄色可用于两类可用于两类不同苷元不同苷元皂苷的区别皂苷的区别可用于两类可用于两类不同苷元不同苷元皂苷的区别皂苷的区别.官能团官能团 （max）孤立双键孤立双键 205225nm（900）羰基羰基 285nm（500）a、-不饱和酮基不饱和酮基 240nm（11000）饱和的甾体皂苷元与共轭双键饱和的甾体皂苷元与共轭双键 235nm浓硫酸浓硫酸 40，1hr 220 275nm（二）波谱特征检识（二）波谱特征检识1、紫外特征（、紫外特征（UV饱和的甾体皂苷元饱和的甾体皂苷元 紫外区无吸收紫外区无吸收依吸收峰的位置（依吸收峰的位置（max）及吸光系数（）及吸光系数（）与标准图谱相对照，即可用于不同皂苷元的鉴别与标准图谱相对照，即可用于不同皂苷元的鉴别.甾体皂苷的螺缩酮结构在红外光谱的指纹区表现特甾体皂苷的螺缩酮结构在红外光谱的指纹区表现特征性四个吸收峰：征性四个吸收峰：2红外光谱（红外光谱（IR）可用于可用于C-25构型的鉴别（两种皂苷元的鉴别）构型的鉴别（两种皂苷元的鉴别）25 D(R)系：系：980 cm-1(A)、920 cm-1(B)、900 cm-1(C)、860 cm-1(D);其中其中A带最强，带最强，C带较带较B带强带强 34倍倍 25L(S)系：系：980 cm-1(A)、920 cm-1(B)、9900 cm-1(C)、860 cm-1(D);其中其中A带最强，带最强，B带较带较C带强带强2倍倍 当当F环开裂，无螺缩酮结构，无此特征。环开裂，无螺缩酮结构，无此特征。.当甾环当甾环11或或12位有羰基时位有羰基时,则在则在17511705cm-1处只有一处只有一个吸收峰；且个吸收峰；且11位羰基的吸收频率比位羰基的吸收频率比12位羰基的高。位羰基的高。若若12位羰基形成位羰基形成，-共轭体系，则在共轭体系，则在16051600cm-1（双键）及（双键）及16971673cm-1（羰基）处各有一个吸收峰羰基）处各有一个吸收峰.甾体皂苷的螺缩酮结构甾体皂苷的螺缩酮结构 139（基峰）、（基峰）、115（中）、（中）、126（弱）（弱）若若C25-OH 或或 C27-OH+16 155（基峰）、（基峰）、131（中）、（中）、142（弱）（弱）OH乙酰化乙酰化OAc +58 197（基峰）（基峰）OH甲基化甲基化OMe +30 169（基峰）（基峰）若若25（27）-2 137（基峰）、（基峰）、113（中）、（中）、124（弱）（弱）若若C17 OH 139减弱、减弱、126（基峰）、（基峰）、155、153二个峰二个峰推断推断F-环的取代情况环的取代情况 3.质谱（质谱（MS）.m/z 139（基峰）（基峰）m/z 115（中）（中）m/z 126辅助离子辅助离子 m/z 137 m/z 113 m/z 124 五环三萜皂苷在五环三萜皂苷在12位和位和13位间有一双键，具有环己烯的位间有一双键，具有环己烯的结构，很容易发生结构，很容易发生RDA（逆（逆Diels-Alder）裂解，将分子）裂解，将分子分为两大碎片。根据生成的碎片离子峰可以确定分为两大碎片。根据生成的碎片离子峰可以确定A、B环环及及D、E环上取代的性质、数目几位置。环上取代的性质、数目几位置。.1HNMR特征：特征：在高场区出现在高场区出现 18、19、21、27-CH3的信息特征；的信息特征；4、核磁共振、核磁共振 1.10 (25 S、L-型型)0.7 (25R、D-型型)依依27-H D、L-构型判断构型判断21-CH3 3H d 27-CH3 3H d 18-CH3 3H s19-CH3 3H s18-CH3处于较高场处于较高场27-CH3处于较高场处于较高场.v（2）在低场区出现）在低场区出现C16 H C26-2H的信息特征，的信息特征，而且，依而且，依C26-2H化学位移的差值（化学位移的差值（）可用于）可用于D、L-构型的判断构型的判断C26-2H D-型：（型：（25R)3.3、3.95；L-型型 （25 S)3.36v（3）结构中的许多亚甲基、次甲基质子堆积成复杂峰图）结构中的许多亚甲基、次甲基质子堆积成复杂峰图相近相近：L-型型 （25 S)相差比较大：相差比较大：D-型：（型：（25R)3.3.v13CNMR:碳谱宽度比氢谱宽碳谱宽度比氢谱宽30倍，分子微小差异倍，分子微小差异 即可引起碳谱化学位移的区别，并可利用全氢去即可引起碳谱化学位移的区别，并可利用全氢去 偶、偏共振去偶、高分辨碳谱等得到的信息参数偶、偏共振去偶、高分辨碳谱等得到的信息参数 几乎可以将皂苷元分子几乎可以将皂苷元分子27个碳原子（包括季碳、个碳原子（包括季碳、羰基碳原子）的特征峰全部辨认出来。羰基碳原子）的特征峰全部辨认出来。v甾体皂苷元碳谱特征及位移规律：甾体皂苷元碳谱特征及位移规律：v21、18、19、27-甲基碳原子甲基碳原子在在 20ppm以下以下v16-碳原子碳原子 在在80ppm左右左右v26-碳原子碳原子 在在109ppm左右左右v双键碳原子双键碳原子 115150ppmv羰基碳原子羰基碳原子 200ppm左右左右v碳原子被含氧基团取代，碳原子被含氧基团取代，+4045ppm.含义含义:是指存在于植物体内的一类对心脏具有显是指存在于植物体内的一类对心脏具有显 著生物活性的著生物活性的甾体苷类甾体苷类化合物。化合物。第二节第二节 强心苷类强心苷类.一、一、强心苷的结构与分类强心苷的结构与分类（一）苷元部分：（一）苷元部分：为甾体衍生物。其结构特征为：为甾体衍生物。其结构特征为：1.甾体母核的四个环为甾体母核的四个环为顺顺-反反-顺顺的稠合方式的稠合方式2.苷元的苷元的3-位、位、14-位常连有羟基，且多为位常连有羟基，且多为-型型3.甾体母核的甾体母核的C17-位上连接不饱和内酯环位上连接不饱和内酯环依据内酯环大小的不同，依据内酯环大小的不同，强心苷元可分为强心苷元可分为强心甾烯强心甾烯甲型强心苷元甲型强心苷元 海葱甾烯（蟾蜍甾二烯）海葱甾烯（蟾蜍甾二烯）乙型强心苷元乙型强心苷元.强心甾烯强心甾烯 海葱甾烯（蟾蜍甾二烯）海葱甾烯（蟾蜍甾二烯）3-OH 14-OH 3-OH 14-OH 甲型强心苷元甲型强心苷元 乙型强心苷元乙型强心苷元 甲型强心苷甲型强心苷 乙型强心苷乙型强心苷 3-位连接糖基位连接糖基 3-位连接糖基位连接糖基.1.糖的类型糖的类型:构成强心苷的糖有构成强心苷的糖有20多种多种,根据根据C2上有无上有无羟基可分为羟基可分为-羟基糖羟基糖(2-羟基糖羟基糖)和和 -去氧糖去氧糖(2-去氧去氧糖糖)。-去氧糖去氧糖(2-去氧糖去氧糖)常见于强心苷常见于强心苷,是区别于其是区别于其它苷类成分的一个重要特征。它苷类成分的一个重要特征。(1)-OH糖：除糖：除D-葡萄糖、葡萄糖、L-鼠李糖外还有鼠李糖外还有6-去氧去氧 糖如糖如L-夫糖、夫糖、D-鸡纳糖、鸡纳糖、D-弩箭子糖、弩箭子糖、D-6去氧去氧 阿洛糖；阿洛糖；6-去氧糖甲醚如去氧糖甲醚如L-黄花夹竹桃糖、黄花夹竹桃糖、D-洋洋 地黄糖等地黄糖等 (2)-去氧糖：去氧糖：2、6-二去氧糖，如二去氧糖，如D-洋地黄毒糖；洋地黄毒糖；2、6-二去氧糖甲醚，如二去氧糖甲醚，如L-夹竹桃糖、夹竹桃糖、D-加拿大加拿大 麻糖、麻糖、D-迪吉糖和迪吉糖和D-沙门糖等沙门糖等 （二）糖基部分（二）糖基部分.2、常见糖的结构：、常见糖的结构：L-鼠李糖鼠李糖L-夫糖夫糖D-鸡纳糖鸡纳糖D-葡萄糖葡萄糖.L-黄花夹竹桃糖黄花夹竹桃糖D-弩箭子糖弩箭子糖D-6-去氧阿洛糖去氧阿洛糖L-夹竹桃糖夹竹桃糖2,6-二去氧糖二去氧糖.D-加拿大麻糖加拿大麻糖D-迪吉糖迪吉糖D-洋地黄毒糖洋地黄毒糖D沙门糖沙门糖D-洋地黄糖洋地黄糖.（三）苷元和糖的连接方式（三）苷元和糖的连接方式I型强心苷型强心苷 苷元苷元-(2、6-二去氧糖二去氧糖)-(D-葡萄糖葡萄糖)II型强心苷型强心苷 苷元苷元-(6-去氧糖去氧糖)(D-葡萄糖葡萄糖)III型强心苷型强心苷 苷元苷元-(D-葡萄糖葡萄糖)强心苷大多是强心苷大多是低聚糖苷低聚糖苷，少数是单糖苷或双糖，少数是单糖苷或双糖苷。通常按糖的种类和苷元的连接方式，可分为以下苷。通常按糖的种类和苷元的连接方式，可分为以下三种类型：三种类型：自然界存在的强心苷以自然界存在的强心苷以、型较多型较多,型较少。型较少。x=13，y=12.v 1性状性状：大多为无色结晶或无定形粉末：大多为无色结晶或无定形粉末。具有。具有 旋光性。味苦，对粘膜有刺激性。旋光性。味苦，对粘膜有刺激性。v 2溶解性溶解性 水水 甲醇、甲醇、乙醇、乙醇、丙酮丙酮 乙酸乙酯、乙酸乙酯、含水氯仿、含水氯仿、氯仿氯仿-甲醇（甲醇（3：1）乙醚、苯、乙醚、苯、石油醚石油醚 原生苷原生苷 次生苷次生苷+小小 +微溶微溶 可溶可溶 难溶难溶 难溶难溶二、强心苷的理化性质二、强心苷的理化性质.水解特点水解特点:苷元与苷元与-去氧糖及去氧糖及 -去氧糖与去氧糖与 -去氧糖去氧糖 之间之间 的苷键开裂的苷键开裂,不会引起苷元脱水。不会引起苷元脱水。3、水解反应、水解反应(1)酸水解酸水解温和酸水解温和酸水解水解条件水解条件:0.020.05mol/L HCl或或H2SO4在在含水醇溶液中含水醇溶液中 短时加热短时加热用用 途途:型强心苷水解为苷元和糖。型强心苷水解为苷元和糖。.水解条件水解条件:35%HCI,延长加热时间或加压延长加热时间或加压 水解特点水解特点:所有苷键断裂所有苷键断裂 用途用途:I、II、III型强心苷的水解型强心苷的水解 此法易产生脱水苷元此法易产生脱水苷元 氯化氢氯化氢-丙酮法丙酮法 水解条件水解条件:1%HCl丙酮溶液丙酮溶液20放置两周放置两周 水解特点水解特点:糖分子中的糖分子中的C2和和C3羟基与丙酮反应生成丙羟基与丙酮反应生成丙 酮化物酮化物,进而水解可得到原生苷元和糖衍生物进而水解可得到原生苷元和糖衍生物 用途用途:II型强心苷的水解型强心苷的水解强烈酸水解强烈酸水解.+铃兰毒苷铃兰毒苷丙酮缩铃兰毒苷丙酮缩铃兰毒苷毒毛旋花子苷元毒毛旋花子苷元氯代丙酮缩氯代丙酮缩 L-鼠李糖鼠李糖.水解条件水解条件：水、：水、36左右、左右、24 hr水解特点水解特点：专属性强，不同性质的酶，作用于不同性质：专属性强，不同性质的酶，作用于不同性质 的苷键的苷键。乙型强心苷比甲型强心苷易水解。乙型强心苷比甲型强心苷易水解 植物体内只有水解葡萄糖的酶，无水解植物体内只有水解葡萄糖的酶，无水解-去氧糖的酶。去氧糖的酶。酶能水解除去葡萄糖，保留酶能水解除去葡萄糖保留-去氧糖而生产次生苷。去氧糖而生产次生苷。苷元类型不同，被酶水解的难易程度也不同，一般来说苷元类型不同，被酶水解的难易程度也不同，一般来说乙型强心苷比甲型强心苷易水解。乙型强心苷比甲型强心苷易水解。用途用途：研究强心苷的结构。：研究强心苷的结构。（2）酶水解）酶水解.（3）碱水解）碱水解 强心苷的苷键不被碱水解，但分子中的强心苷的苷键不被碱水解，但分子中的酰基酰基、内酯内酯环会受碱的影响，发生水解或裂解、双键位移、苷元异环会受碱的影响，发生水解或裂解、双键位移、苷元异构化等反应。构化等反应。酰基的碱水解酰基的碱水解水解条件水解条件：NaHCO3、KHCO3、Ca(OH)2、Ba(OH)2 水解特点水解特点：NaHCO3和和KHCO3主要使主要使2-去氧糖上的酰去氧糖上的酰 基水解，而基水解，而2-羟基糖或苷元上的酰基不水解；羟基糖或苷元上的酰基不水解；而而Ca(OH)2和和Ba(OH)2可使可使2-去氧糖、去氧糖、2-羟基羟基 糖及苷元上的酰基水解，但内酯环不水解。糖及苷元上的酰基水解，但内酯环不水解。应用：应用：鉴别鉴别2-去氧糖和去氧糖和2-羟基糖或苷元羟基糖或苷元.内酯环的碱水解内酯环的碱水解 在在水溶液水溶液中中KOH和和NaOH可使内酯环开裂，加酸后可使内酯环开裂，加酸后可再环合；可再环合；在在醇溶液醇溶液中中KOH和和NaOH可使内酯环开裂后生成异可使内酯环开裂后生成异构化苷，酸化也不能再环合为原来的内酯环，是不可逆构化苷，酸化也不能再环合为原来的内酯环，是不可逆反应。反应。.甲型强心苷在甲型强心苷在KOH醇溶液中通过内酯环的电子转移、双醇溶液中通过内酯环的电子转移、双键移位，双键由键移位，双键由20（22）转移到）转移到20（21），生成），生成C22活活性亚甲基，以及性亚甲基，以及C14位羟基质子对位羟基质子对C20位的双键亲电加成位的双键亲电加成反应而生成内酯型异构化苷，再经皂化开环形成开链型反应而生成内酯型异构化苷，再经皂化开环形成开链型异构化苷。异构化苷。应用：应用：与活性亚甲基试剂反应，用于鉴别甲型和乙型与活性亚甲基试剂反应，用于鉴别甲型和乙型 强心苷。强心苷。.乙型强心苷在乙型强心苷在KOH醇溶液中不发生双键位移，但醇溶液中不发生双键位移，但内酯环开裂生成甲酯异构化苷。内酯环开裂生成甲酯异构化苷。.4、脱水反应、脱水反应(D-洋地黄毒糖洋地黄毒糖)3 强心苷用混合强酸（如强心苷用混合强酸（如35%HCl或或H2SO4）进行）进行酸水解时，苷元往往发生脱水反应。酸水解时，苷元往往发生脱水反应。C3-、C14-上的上的-OH最容易发生脱水。最容易发生脱水。HCl3D-洋地黄洋地黄毒糖毒糖+羟基洋地黄毒糖苷羟基洋地黄毒糖苷脱水羟基洋地黄毒苷元脱水羟基洋地黄毒苷元水解反应的副反应，应注意避免水解反应的副反应，应注意避免.5、显色反应：由甾体母核、不饱和内酯环和、显色反应：由甾体母核、不饱和内酯环和 -去氧糖三部分产生。去氧糖三部分产生。（1）作用于甾核的颜色反应）作用于甾核的颜色反应 醋酐醋酐-浓硫酸（浓硫酸（L-B）反应）反应 Salkowski（氯仿（氯仿-浓硫酸）反应浓硫酸）反应 三氯醋酸三氯醋酸-氯胺氯胺T(Rosenheim)反应反应 三氯化锑（五氯化锑）反应三氯化锑（五氯化锑）反应（2）作用于五元不饱和内酯环的颜色反应作用于五元不饱和内酯环的颜色反应 甲型甲型强心苷强心苷C17侧链上的五元不饱和内酯环在侧链上的五元不饱和内酯环在碱性碱性溶溶液中双键转移形成液中双键转移形成活性亚甲基活性亚甲基,该活性亚甲基能与某些试该活性亚甲基能与某些试剂反应而剂反应而显色显色。反应在可见光区有最大吸收，也可用于。反应在可见光区有最大吸收，也可用于定量分析；乙型强心苷在碱性溶液中无此类反应定量分析；乙型强心苷在碱性溶液中无此类反应。.Legal反应反应Kedde反应反应Raymand反应反应Baljet反应反应反应名称反应名称 试剂试剂 颜色颜色 maxNa2Fe(NO)CN52H2O亚硝酰铁氰化钠亚硝酰铁氰化钠深红或蓝深红或蓝470nm 3,5-二硝基苯甲酸二硝基苯甲酸深红或红深红或红590nm 间间-二硝基苯二硝基苯紫红或蓝紫红或蓝苦味酸苦味酸橙或橙红橙或橙红620nm 490nm 此类反应可在试管内进行，也可以此类反应可在试管内进行，也可以作为作为TLC或或PC的的显色剂。用于甲型与乙型强心苷的鉴别显色剂。用于甲型与乙型强心苷的鉴别.（3）作用于）作用于-去氧糖的颜色反应去氧糖的颜色反应Keller-Kiliani（K-K）反应：将强心苷溶于含少量）反应：将强心苷溶于含少量 Fe3+的冰醋酸，沿试管壁滴加浓硫酸，醋酸层渐呈的冰醋酸，沿试管壁滴加浓硫酸，醋酸层渐呈 蓝色或蓝绿色，界面处随苷元不同显不同颜色。蓝色或蓝绿色，界面处随苷元不同显不同颜色。对二甲氨基苯甲醛反应：将强心苷的醇溶液滴在滤纸对二甲氨基苯甲醛反应：将强心苷的醇溶液滴在滤纸 上，干后喷上，干后喷1%对二甲氨基苯甲醛乙醇溶液对二甲氨基苯甲醛乙醇溶液-浓盐酸浓盐酸(4:1),并并于于90加热加热30秒，显灰红色斑点。秒，显灰红色斑点。过碘酸过碘酸-对硝基苯胺反应对硝基苯胺反应:过碘酸能将过碘酸能将2-去氧糖氧化生去氧糖氧化生 成丙二醛成丙二醛,再与对硝基苯胺缩合而显黄色。再与对硝基苯胺缩合而显黄色。.三、三、强心苷的提取分离强心苷的提取分离强心苷提取分离比较困难，原因：强心苷提取分离比较困难，原因：v1.含强心苷成分比较复杂，且含量较低；含强心苷成分比较复杂，且含量较低；v2.强心苷为多糖苷强心苷为多糖苷,常与多糖、皂苷、色素、鞣质常与多糖、皂苷、色素、鞣质 等性质相近成分共存；等性质相近成分共存；v3.共存酶的存在及酸、碱等，易造成强心苷的水解，共存酶的存在及酸、碱等，易造成强心苷的水解，使成分复杂化；使成分复杂化；（一）强心苷的提取：（一）强心苷的提取：原生苷和次生苷，在溶解性上有亲水性、弱亲脂性、原生苷和次生苷，在溶解性上有亲水性、弱亲脂性、亲脂性之分，但均能溶于甲醇、乙醇中。一般常用甲醇亲脂性之分，但均能溶于甲醇、乙醇中。一般常用甲醇或或7080%乙醇作溶剂乙醇作溶剂，提取效率高，且能使酶失去活性。，提取效率高，且能使酶失去活性。.1、提取、提取溶剂法（相似者相溶原理）：溶剂法（相似者相溶原理）：原生苷：原生苷：甲醇、乙醇甲醇、乙醇 次生苷：次生苷：乙醚、氯仿、氯仿乙醚、氯仿、氯仿-甲醇混合溶剂甲醇混合溶剂 2、除杂、除杂 v溶剂法溶剂法:油脂类杂质，先用压榨法或石油醚脱脂油脂类杂质，先用压榨法或石油醚脱脂v静置析胶法：将醇提液浓缩至适当醇浓度后静置，静置析胶法：将醇提液浓缩至适当醇浓度后静置，使叶绿素等脂溶性杂质成胶状沉淀析出使叶绿素等脂溶性杂质成胶状沉淀析出 后，过滤除去；后，过滤除去；v吸附法吸附法:活性炭可除去叶绿素等脂溶性杂质；氧化铝活性炭可除去叶绿素等脂溶性杂质；氧化铝 可除去糖类、水溶性色素、皂苷等杂质，注可除去糖类、水溶性色素、皂苷等杂质，注 意调整醇浓度，避免强心苷被吸附而损失。意调整醇浓度，避免强心苷被吸附而损失。.3、分离纯化、分离纯化 v两相溶剂萃取法两相溶剂萃取法：依分配系数差异（：依分配系数差异（K）v逆流分溶法：逆流分溶法：依分配系数差异（依分配系数差异（K）v液滴逆流分溶法（液滴逆流分溶法（DCCC）:依分配系数差异（依分配系数差异（K）v色谱分离法：亲脂性苷（单糖苷、次生苷、苷元）采色谱分离法：亲脂性苷（单糖苷、次生苷、苷元）采 用吸附色谱，一般用硅胶为吸附剂，正己烷用吸附色谱，一般用硅胶为吸附剂，正己烷-乙酸乙乙酸乙 酯、苯酯、苯-丙酮、氯仿丙酮、氯仿-甲醇、乙酸乙酯甲醇、乙酸乙酯-甲醇为溶剂进行甲醇为溶剂进行 梯度洗脱；弱亲脂性苷（原生苷）：选用分配色谱，梯度洗脱；弱亲脂性苷（原生苷）：选用分配色谱，用硅胶、硅藻土、纤维素为支持剂，甲酰胺、二甲基用硅胶、硅藻土、纤维素为支持剂，甲酰胺、二甲基 甲酰胺为固定相，以乙酸乙酯甲酰胺为固定相，以乙酸乙酯-甲醇甲醇-水或氯仿水或氯仿-甲醇甲醇-水进行梯度洗脱。水进行梯度洗脱。当组分复杂时，往往需几种方法配合应用反复分当组分复杂时，往往需几种方法配合应用反复分离，才能达到满意的分离效果。离，才能达到满意的分离效果。.四、强心苷的检识四、强心苷的检识（一）（一）理化检识理化检识：主要是利用其分子结构中甾体母核、主要是利用其分子结构中甾体母核、不饱和内酯环、不饱和内酯环、-去氧糖的颜色反应。常用的有去氧糖的颜色反应。常用的有Liebermann-Burchard反应、反应、Keller-Killiani反应、反应、Legal反应和反应和Kedde反应等。反应等。若样品的显色反应表明有甾体母核和若样品的显色反应表明有甾体母核和-去氧糖，则去氧糖，则基本可判定样品含强心苷；若基本可判定样品含强心苷；若Legal反应或反应或Kedde反应也反应也呈阳性，则表明样品所含成分属于甲型强心苷类；反之呈阳性，则表明样品所含成分属于甲型强心苷类；反之则可能是乙型强心苷类。则可能是乙型强心苷类。.（二）色谱检识：（二）色谱检识：1、纸色谱检识：、纸色谱检识：亲脂性强的强心苷：以甲酰胺或丙二醇为固定相，以亲脂性强的强心苷：以甲酰胺或丙二醇为固定相，以苯或甲苯（用固定相饱和）为流动相苯或甲苯（用固定相饱和）为流动相亲水性强的强心苷：以水浸透滤纸为固定相，以水饱和亲水性强的强心苷：以水浸透滤纸为固定相，以水饱和的正丁醇或乙醇的正丁醇或乙醇-甲苯甲苯-水（水（4:6:1）、氯仿）、氯仿-甲醇甲醇-水水(10:2:5、10:4:5、10:8:5）为流动相）为流动相2、薄层色谱检识、薄层色谱检识:吸附吸附TLC：硅胶为吸附剂，氯仿：硅胶为吸附剂，氯仿-甲醇甲醇-冰醋酸冰醋酸（85:13:2）、二氯甲烷）、二氯甲烷-甲醇甲醇-甲酰胺甲酰胺(80:19:1)、乙酸、乙酸乙酯乙酯-甲醇甲醇-水水(8:5:5)等溶剂系统为展开剂等溶剂系统为展开剂分配分配TLC(反相硅胶反相硅胶):以硅藻土、纤维素为支持剂，以以硅藻土