強(qiáng)心苷

1、第九章 強(qiáng)心苷,,強(qiáng)心苷(cardiac glycosides)是指生物界中一類(lèi)對(duì)心臟有顯著生理活性的甾體苷類(lèi)。強(qiáng)心苷能加強(qiáng)心肌收縮性，減慢竇性頻率。主要用于治療慢性心功能不全，心房纖顫、心房撲動(dòng)、陣發(fā)性心動(dòng)過(guò)速等心臟疾病。 強(qiáng)心苷還有興奮延髓催吐化學(xué)感受區(qū)和影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用，可引起惡心、嘔吐等胃腸反應(yīng)，并能使動(dòng)物產(chǎn)生眩暈、頭痛等癥。,,強(qiáng)心苷在植物界分布比較廣泛，主要存在于夾竹桃科、玄參科、百合科、蘿摩科、十字花科、毛茛科

2、、衛(wèi)矛科、大蕺科、?？频仁畮讉€(gè)科的一百多種植物中 強(qiáng)心苷在植物體中主要存于花、葉、種子、鱗莖、樹(shù)皮和木質(zhì)部等組織器官中。,第一節(jié) 結(jié)構(gòu)分類(lèi)及構(gòu)效關(guān)系,,一、結(jié)構(gòu)與分類(lèi),強(qiáng)心苷是甾體衍生物，根據(jù)所連不飽和內(nèi)酯環(huán)不同，分為甲型強(qiáng)心苷和乙型強(qiáng)心苷；強(qiáng)心苷所連接的糖大多是去氧糖，根據(jù)苷元及與糖連接方式不同，又可分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型強(qiáng)心苷。,（一）苷元部分,強(qiáng)心苷元由甾體母核和不飽和內(nèi)酯環(huán)組成，其甾體母核與其他甾醇立體結(jié)構(gòu)不同。

3、A/B順式 C/D順式 A/B反式 C/D順式,,,,（二）糖的部分,α-羥基糖: C2連接有氧原子的糖，此類(lèi)糖包含非去氧糖（如葡萄糖）、6-去氧糖和6-去氧糖-3-甲醚。α-去氧糖: C2不含有氧原子的糖類(lèi)，主要是2,6-二去氧糖和2,6-二去氧糖-3-甲醚。,（三）糖與苷元的連接方式,Ⅰ型強(qiáng)心苷：苷元C3-O-（2,6-二去氧糖）x-（D-葡萄糖）y，如紫花洋地黃苷A(purpurea glyco

4、side A)和毒毛花苷(strophanthink)。 Ⅱ型強(qiáng)心苷：苷元C3-O-（6-去氧糖）x-（D-葡萄糖）y，如黃花夾竹桃苷A(thevetin A)和烏本苷(ouabain)。Ⅲ型強(qiáng)心苷：苷元C3-O-（D-葡萄糖）x，如綠海蔥苷(scilliglaucoside)。,二、構(gòu)效關(guān)系,構(gòu)效關(guān)系即化學(xué)結(jié)構(gòu)與生物活性之間的關(guān)系。強(qiáng)心苷的生物活性與結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，當(dāng)強(qiáng)心苷中某些結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)，強(qiáng)心作用也隨之改變。強(qiáng)心作用與甾體母

5、核的立體結(jié)構(gòu)、不飽和內(nèi)酯環(huán)和取代基的種類(lèi)、構(gòu)型有關(guān)。糖部分本身不具有強(qiáng)心作用，但可以改變強(qiáng)心苷的水/油分配系數(shù)，影響強(qiáng)心苷對(duì)心肌細(xì)胞膜上類(lèi)脂質(zhì)的親和力，進(jìn)而影響強(qiáng)心作用的強(qiáng)度。,（一）甾體母核與強(qiáng)心作用的關(guān)系,環(huán)的稠合方式:A/B環(huán)為順式稠合的甲型強(qiáng)心苷元，C3羥基為β-構(gòu)型有強(qiáng)心活性，否則無(wú)活性；A/B環(huán)為反式稠合的甲型強(qiáng)心苷元，無(wú)論C3羥基是β-還是α-構(gòu)型對(duì)強(qiáng)心活性無(wú)明顯影響。C/D環(huán)為順式稠合，即C14羥基或氫為β-構(gòu)型時(shí)有強(qiáng)心

6、活性；C/D環(huán)為反式稠和，即C14羥基或氫為α構(gòu)型，或C14羥基與鄰位氫原子脫水形成脫水苷元，強(qiáng)心作用消失。,取代基:當(dāng)C10位的角甲基被醛基或羥基取代時(shí)，強(qiáng)心作用增強(qiáng)。當(dāng)C10位的角甲基被羧基取代或無(wú)角甲基時(shí)，強(qiáng)心作用明顯減弱。如果在甾體母核上引入5β、11α、12β-羥基時(shí)，強(qiáng)心作用增強(qiáng)。引入1β、6β、16β-羥基時(shí)，活性降低；引入雙鍵Δ4（5），活性增強(qiáng)；引入雙鍵Δ16，則活性降低或消失。不飽和內(nèi)酯環(huán): C17側(cè)連上的不飽和內(nèi)

7、酯環(huán)為β-構(gòu)型時(shí)，具有活性。為α構(gòu)型時(shí)，活性減弱；若內(nèi)酯環(huán)的不飽和鍵被飽和，活性大大減弱，毒性亦減弱；若不飽和內(nèi)酯環(huán)水解開(kāi)環(huán)，活性降低或消失。,（二）糖部分與強(qiáng)心活性的關(guān)系,糖本身不具強(qiáng)心作用，但糖的種類(lèi)、數(shù)目可影響強(qiáng)心苷在水/油中的分配系數(shù)，影響對(duì)心肌細(xì)胞上類(lèi)脂質(zhì)的親和力，從而影響強(qiáng)心活性和毒性 。一般乙型強(qiáng)心苷元的毒性大于甲型強(qiáng)心苷元，乙型強(qiáng)心苷的毒性規(guī)律為：苷元>單糖苷>雙糖苷。,第二節(jié) 理化性質(zhì),,一、性狀,強(qiáng)心

8、苷類(lèi)化合物多為無(wú)色晶體或無(wú)定形粉末，具有旋光性，對(duì)粘膜有刺激性。C17側(cè)連為β-構(gòu)型者味苦，為α-構(gòu)型無(wú)苦味。,二、溶解性,強(qiáng)心苷一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等極性較大的溶劑，微溶于醋酸乙酯、含醇氯仿，難溶于乙醚、苯、石油醚等極性小的溶劑。 強(qiáng)心苷的溶解性與糖分子數(shù)目、種類(lèi)，苷元中取代基的種類(lèi)、數(shù)目及位置有關(guān)。,三、水解性,強(qiáng)心苷分子中苷鍵可被酸、酶水解生成次生苷或苷元，分子中的內(nèi)酯環(huán)和其他酯鍵可被堿水解。水解反應(yīng)是研究強(qiáng)心苷的化學(xué)

9、組成及改造強(qiáng)心苷化學(xué)結(jié)構(gòu)的重要手段。,（一）酸水解,溫和酸水解法用稀酸0.02mol/L～0.05 mol/L的鹽酸或硫酸在含水乙醇中經(jīng)短時(shí)間（半小時(shí)至數(shù)小時(shí)）加熱回流，可使苷元與α-去氧糖之間的苷鍵、α-去氧糖與α-去氧糖之間的糖苷鍵水解斷裂，而α-去氧糖與α-羥基糖、α-羥基糖與α-羥基糖之間的糖苷鍵不易被水解。 劇烈酸水解法用3%～5%的鹽酸或硫酸在含水乙醇中加溫加壓的條件下，可使所有的糖苷鍵水解。 氯化氫丙酮法（Mannic

10、h和Siewert法）強(qiáng)心苷的丙酮溶液中加入1%氯化氫試劑，20℃放置兩周?？伤獾玫皆赵吞茄苌铩?（二）堿水解法,酰基的水解:強(qiáng)心苷的苷元或糖分子中常有?；嬖?，在堿性條件下可水解脫去酰基。α-去氧糖上的酰基最易脫去，一般用碳酸氫鈉、碳酸氫鉀水解就可使糖分子上的?；ァＡu基糖或苷元上的?；氂脷溲趸}、氫氧化鋇水解才能除去。?；乃鈼l件較緩和，不能使內(nèi)酯環(huán)水解開(kāi)環(huán)。 內(nèi)酯環(huán)的水解:在強(qiáng)心苷的水溶液中加入氫氧化鈉、氫氧化鉀

11、可使內(nèi)酯環(huán)水解開(kāi)裂，加酸后又環(huán)合成內(nèi)酯環(huán)。甲型強(qiáng)心苷在醇性氫氧化鉀溶液中，Δαßｒ-內(nèi)酯可以發(fā)生雙鍵轉(zhuǎn)位，生成活性亞甲基，并可與某些試劑縮合顯色，用于甲型強(qiáng)心苷元的檢識(shí)。而乙型強(qiáng)心苷不能發(fā)生雙鍵轉(zhuǎn)位的反應(yīng)，不能生成活性亞甲基,（三）酶水解,在含強(qiáng)心苷的植物中，存在水解β-D-葡萄糖苷鍵的酶，而無(wú)水解α-去氧糖的酶，所以酶水解只能除去分子中的葡萄糖，保留α-去氧糖部分生成次生苷。酶水解具有專(zhuān)屬性，不同的酶切斷不同的苷元。,第三

12、節(jié) 檢識(shí)方法,,一、顯色反應(yīng),強(qiáng)心苷的顯色反應(yīng)包括五元不飽和內(nèi)酯環(huán)、α-去氧糖、甾體母核三部分。,（一）五元不飽和內(nèi)酯環(huán)的顯色反應(yīng),間二硝基苯試劑反應(yīng)（Raymond反應(yīng)）,,,3,5二硝基苯甲酸試劑反應(yīng)（Kedde反應(yīng)） :取試樣的甲醇或乙醇溶液于試管中，加入3,5二硝基苯甲酸試劑（A液：2%的3,5-二硝基苯甲酸甲醇或乙醇溶液；B液：2mol/L氫氧化鉀溶液，用前等量混合）3～4滴，產(chǎn)生紅色或紫紅色。原理與間二硝基苯試劑反應(yīng)類(lèi)似，

13、本試劑可作為強(qiáng)心苷紙色譜和薄層色譜的顯色試劑，噴霧后顯紫紅色，幾分鐘后褪色。,,堿性苦味酸試劑反應(yīng)（Baljet反應(yīng)）取試樣的甲醇或乙醇溶液于試管中，加入堿性苦味酸試劑（A液：1%苦味酸乙醇溶液；B液：5%氫氧化鈉水溶液，用前等量混合）數(shù)滴，呈現(xiàn)橙色或橙紅色，反應(yīng)有時(shí)需要15分鐘以后才能顯色，原理也是活性亞甲基與苦味酸縮合顯色。此縮合產(chǎn)物在485nm波長(zhǎng)處有吸收峰，《藥典》以此法測(cè)定強(qiáng)心苷類(lèi)藥物含量。,,亞硝酰鐵氰化鈉試劑反應(yīng)（Lega

14、l反應(yīng)）取試樣1mg～2mg，溶于2～3滴吡啶中，加3%亞硝酰鐵氰化鈉試劑和2mol/L氫氧化鈉各1滴，反應(yīng)液呈深紅色并漸漸消失。,,（二）作用于α-去氧糖的反應(yīng),Keller-Kiliani (K-K)反應(yīng)（三氯化鐵-冰醋酸反應(yīng)）取試樣1mg溶于5ml冰醋酸中，加1滴20%三氯化鐵溶液，沿試管壁緩緩加入5 ml濃硫酸，觀察界面和醋酸層的顏色變化。如有α-去氧糖存在，醋酸層漸呈藍(lán)或藍(lán)綠色。,,過(guò)碘酸-對(duì)硝基苯胺反應(yīng)過(guò)碘酸將α-去氧糖氧化

15、成丙二醛，丙二醛與硝基苯胺試劑反應(yīng)呈深黃色。,,,對(duì)二甲氨基苯甲醛反應(yīng)將試樣的醇溶液點(diǎn)在濾紙上，噴以對(duì)二甲氨基苯甲醛試劑（1%對(duì)二甲氨基苯甲醛的醇溶液4ml加濃鹽酸1ml），并于90℃加熱，分子中含有α-去氧糖的強(qiáng)心苷可顯灰紅色斑點(diǎn)。,,呫噸氫醇反應(yīng)（xanthydrol反應(yīng)）取試樣1～10μg加入?yún)銍崥浯荚噭▍銍崥浯?0mg溶解于100ml冰醋酸中，加入1ml濃鹽酸）1ml，置沸水浴中數(shù)分鐘后呈紅色。本反應(yīng)非常靈敏，只要分子中有α-

16、去氧糖都能呈色?？捎糜诤?去氧糖化合物的定性、定量分析。,（三）作用于甾體母核的反應(yīng),Liebermann-Burchard反應(yīng) 取試樣溶于冰醋酸，加濃硫酸-醋酐（1∶20）混合液數(shù)滴，反應(yīng)液呈黃→紅→藍(lán)→紫→綠等變化，最后褪色。本反應(yīng)液的呈色變化過(guò)程隨分子中雙鍵數(shù)目與位置不同而有所差異。Tschugaeff反應(yīng) 取試樣溶于冰醋酸，加無(wú)水氯化鋅及乙酰氯后煮沸，或取試樣溶于氯仿或二氯甲烷，加冰醋酸、乙酰氯和氯化鋅煮沸，反應(yīng)液呈紫→

17、紅→藍(lán)→綠等變化，B環(huán)有不飽和雙鍵的作用更快。,,Salkowski反應(yīng) 將試樣溶于氯仿，沿試管壁加入濃硫酸，靜置，氯仿層呈血紅色或青色，硫酸層有綠色熒光。Kahlenberg反應(yīng) 將強(qiáng)心苷的醇溶液點(diǎn)在濾紙或薄層上，噴以20%三氯化銻氯仿溶液（不含乙醇和水），于100℃加熱數(shù)分鐘，在可見(jiàn)光或紫外光下可觀察到不同顏色的斑點(diǎn)。,,三氯醋酸-氯胺T(chloramines T反應(yīng)) 將試樣醇溶液點(diǎn)在濾紙（或薄板）上，噴以三氯醋酸-氯胺

18、T試劑（25%三氯醋酸乙醇溶液4 ml加3%氯胺T水溶液1ml混勻），待紙片干后，100℃加熱數(shù)分鐘，于紫外光下觀察。洋地黃毒苷元衍生的苷類(lèi)顯黃色熒光；羥基洋地黃毒苷元衍生的苷類(lèi)顯亮藍(lán)色熒光；異羥基洋地黃毒苷元衍生的苷類(lèi)顯灰藍(lán)色熒光。該反應(yīng)可初步區(qū)別洋地黃類(lèi)的苷元。,二、色譜檢識(shí),強(qiáng)心苷的常用色譜檢識(shí)方法有紙色譜、薄層色譜等。,（一）紙色譜,紙色譜常用于強(qiáng)心苷的檢識(shí)。根據(jù)強(qiáng)心苷及其苷元的極性不同可選用不同的固定相。如強(qiáng)心苷的親水性較強(qiáng)，

19、宜選用水為固定相，移動(dòng)相多選用水飽和的丁酮、乙醇-甲苯-水（4∶6∶1）、氯仿-甲醇-水（10∶2∶5）；如強(qiáng)心苷的親水性較弱或檢識(shí)苷元時(shí)，可選用甲酰胺為固定相，以甲酰胺飽和的甲苯或苯為移動(dòng)相。,（二）薄層色譜,吸附薄層色譜 由于強(qiáng)心苷分子中含有較多的極性基團(tuán)，尤其是多糖苷，在氧化鋁上吸附作用較強(qiáng)，分離效果較差，因此常采用硅膠作吸附劑，以氯仿-甲醇-冰醋酸（85∶13∶2）、二氯甲烷-甲醇-甲酰胺（80∶19∶1）、醋酸乙酯-甲醇-水

20、（8∶5∶5）等溶劑系統(tǒng)作為移動(dòng)相。這些展開(kāi)劑中含少量甲酰胺或水可以減少拖尾現(xiàn)象。分配色譜 一般選用硅藻土、纖維素為支持劑，甲酰胺、二甲基甲酰胺或乙二醇作固定相。氯仿-丙酮（4∶1）、氯仿-正丁醇（19∶1）等溶劑系統(tǒng)作移動(dòng)相。分配色譜分離檢識(shí)強(qiáng)心苷類(lèi)的效果要比吸附薄層色譜好，所得斑點(diǎn)集中，承載分離試樣的量較大。,（三）紙色譜和薄層色譜常用的顯色劑,適用于甲型強(qiáng)心苷的顯色劑 1%苦味酸水溶液與10%氫氧化鈉水溶液（95∶5）混合，

21、噴后于100℃烘數(shù)分鐘，顯呈橙紅色；2%3,5-二硝基苯甲酸乙醇溶液與2mol/L氫氧化鉀溶液等體積混合，噴后顯紅色，數(shù)分鐘后漸褪色。適用于各類(lèi)強(qiáng)心苷的顯色劑 2%三氯化銻的氯仿溶液，噴后于100℃烘數(shù)分鐘，各種強(qiáng)心苷及苷元顯不同顏色；25%三氯醋酸乙醇溶液與3%氯胺T(4∶1)混合，噴后于100℃加熱數(shù)分鐘，在紫外燈下顯藍(lán)（紫）、黃（褐）色熒光。,第四節(jié) 提取與分離方法,,一、提取方法,由于強(qiáng)心苷易受酸、堿、酶的作用，發(fā)生水解

22、、脫水及異構(gòu)化等反應(yīng)。在提取分離時(shí)要注意這些因素的影響和應(yīng)用。在研究或生產(chǎn)中，若以提取分離原生苷為目的時(shí)，須防止酶水解。 常用70%～80%的乙醇為提取溶劑。當(dāng)原料中含脂類(lèi)雜質(zhì)較多時(shí)，須用石油醚或汽油脫脂后再提取。,二、分離方法,分離強(qiáng)心苷可以采用重結(jié)晶法、溶劑萃取法、逆流分溶法和色譜分離法。在大多數(shù)情況下需要采用多種方法配合使用，反復(fù)分離才能得到單體。,第五節(jié)實(shí)例—毛花洋地黃,,,,,一、去乙酰毛花洋地黃苷丙的制取,去乙酰毛花洋地

23、黃苷丙，商品名為西地蘭（cedilanid）。純品為無(wú)色結(jié)晶，mp．265～268℃ (分解)，[α] +12.2℃(75%乙醇)。 制取過(guò)程分為提取總苷、分離苷丙和水解去乙?；齻€(gè)階段。,(二)、分離毛花洋地黃苷丙,利用毛花洋地黃苷甲、苷乙、苷丙在氯仿中溶解度不同，采用甲醇-氯仿-水混合溶劑系統(tǒng)，可將苷丙與苷甲、苷乙分離。,（三）水解去乙酰基,毛花洋地黃苷丙去乙?；姆磻?yīng)（即洋地黃毒糖上的酯鍵水解）較易進(jìn)行。常采用氫氧化鈣或

24、碳酸鉀，按苷丙-甲醇-氫氧化鈣-水（1g∶33ml∶70mg∶33ml）的配比，先將苷丙溶于甲醇中，氫氧化鈣溶于水中，分別濾清，再混合均勻，靜置過(guò)夜。使水溶液呈弱堿性。水解完畢，用1%的鹽酸調(diào)至中性。濾過(guò)，濾液減壓濃縮至約20%的體積，放置過(guò)夜，濾過(guò)得到粗結(jié)晶，用甲醇重結(jié)晶即得西地蘭純品（mp．265～268℃）。,二、地高辛的制取,地高辛是毛花洋地黃苷丙的次級(jí)苷，為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末。熔點(diǎn)235～245℃（分解），[α] +9.5

25、°～＋12°(吡啶)，無(wú)臭，味苦。溶于稀乙醇、吡啶或氯仿與乙醇混合液中。幾不溶于水、乙醚、丙酮、醋酸乙酯、氯仿，在80%乙醇中的溶解度比羥基洋地黃毒苷大。利用毛花洋地黃葉中存在的β-D-葡萄糖酶水解除去葡萄糖，再用乙醇提取。,Ⅰ型強(qiáng)心苷,紫花洋地黃苷A 毒毛花苷K,,,Ⅱ型強(qiáng)心苷,黃花夾竹桃苷A 烏本苷,,,Ⅲ型強(qiáng)心苷