強心苷

1、第九章 強心苷,,強心苷(cardiac glycosides)是指生物界中一類對心臟有顯著生理活性的甾體苷類。強心苷能加強心肌收縮性，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、陣發(fā)性心動過速等心臟疾病。 強心苷還有興奮延髓催吐化學感受區(qū)和影響中樞神經系統作用，可引起惡心、嘔吐等胃腸反應，并能使動物產生眩暈、頭痛等癥。,,強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、桑科等十幾個科的一百多種植物中 強心苷在植物體中主要存于花、葉、種子、鱗莖、樹皮和木質部等組織器官中。,第一節(jié) 結構分類及構效關系,,一、結構與分類,強心苷是甾體衍生物，根據所連不飽和內酯環(huán)不同，分為甲型強心苷和乙型強心苷；強心苷所連接的糖大多是去氧糖，根據苷元及與糖連接方式不同，又可分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型強心苷。,（一）苷元部分,強心苷元由甾體母核和不飽和內酯環(huán)組成，其甾體母核與其他甾醇立體結構不同。

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，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型強心苷：苷元C3-O-（D-葡萄糖）x，如綠海蔥苷(scilliglaucoside)。,二、構效關系,構效關系即化學結構與生物活性之間的關系。強心苷的生物活性與結構有密切關系，當強心苷中某些結構發(fā)生改變時，強心作用也隨之改變。強心作用與甾體母

5、核的立體結構、不飽和內酯環(huán)和取代基的種類、構型有關。糖部分本身不具有強心作用，但可以改變強心苷的水/油分配系數，影響強心苷對心肌細胞膜上類脂質的親和力，進而影響強心作用的強度。,（一）甾體母核與強心作用的關系,環(huán)的稠合方式:A/B環(huán)為順式稠合的甲型強心苷元，C3羥基為β-構型有強心活性，否則無活性；A/B環(huán)為反式稠合的甲型強心苷元，無論C3羥基是β-還是α-構型對強心活性無明顯影響。C/D環(huán)為順式稠合，即C14羥基或氫為β-構型時有強心

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

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

8、苷類化合物多為無色晶體或無定形粉末，具有旋光性，對粘膜有刺激性。C17側連為β-構型者味苦，為α-構型無苦味。,二、溶解性,強心苷一般可溶于水、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。 強心苷的溶解性與糖分子數目、種類，苷元中取代基的種類、數目及位置有關。,三、水解性,強心苷分子中苷鍵可被酸、酶水解生成次生苷或苷元，分子中的內酯環(huán)和其他酯鍵可被堿水解。水解反應是研究強心苷的化學

9、組成及改造強心苷化學結構的重要手段。,（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短時間（半小時至數小時）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）強心苷的丙酮溶液中加入1%氯化氫試劑，20℃放置兩周。可水解得到原生苷元和糖衍生物。,（二）堿水解法,?；乃?強心苷的苷元或糖分子中常有?；嬖冢趬A性條件下可水解脫去?；?。α-去氧糖上的?；钜酌撊?，一般用碳酸氫鈉、碳酸氫鉀水解就可使糖分子上的?；?。羥基糖或苷元上的?；氂脷溲趸}、氫氧化鋇水解才能除去。?；乃鈼l件較緩和，不能使內酯環(huán)水解開環(huán)。 內酯環(huán)的水解:在強心苷的水溶液中加入氫氧化鈉、氫氧化鉀

11、可使內酯環(huán)水解開裂，加酸后又環(huán)合成內酯環(huán)。甲型強心苷在醇性氫氧化鉀溶液中，Δαßｒ-內酯可以發(fā)生雙鍵轉位，生成活性亞甲基，并可與某些試劑縮合顯色，用于甲型強心苷元的檢識。而乙型強心苷不能發(fā)生雙鍵轉位的反應，不能生成活性亞甲基,（三）酶水解,在含強心苷的植物中，存在水解β-D-葡萄糖苷鍵的酶，而無水解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。酶水解具有專屬性，不同的酶切斷不同的苷元。,第三

12、節(jié) 檢識方法,,一、顯色反應,強心苷的顯色反應包括五元不飽和內酯環(huán)、α-去氧糖、甾體母核三部分。,（一）五元不飽和內酯環(huán)的顯色反應,間二硝基苯試劑反應（Raymond反應）,,,3,5二硝基苯甲酸試劑反應（Kedde反應） :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，產生紅色或紫紅色。原理與間二硝基苯試劑反應類似，

13、本試劑可作為強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（Baljet反應）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）數滴，呈現橙色或橙紅色，反應有時需要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。此縮合產物在485nm波長處有吸收峰，《藥典》以此法測定強心苷類藥物含量。,,亞硝酰鐵氰化鈉試劑反應（Lega

14、l反應）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，反應液呈深紅色并漸漸消失。,,（二）作用于α-去氧糖的反應,Keller-Kiliani (K-K)反應（三氯化鐵-冰醋酸反應）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，醋酸層漸呈藍或藍綠色。,,過碘酸-對硝基苯胺反應過碘酸將α-去氧糖氧化

15、成丙二醛，丙二醛與硝基苯胺試劑反應呈深黃色。,,,對二甲氨基苯甲醛反應將試樣的醇溶液點在濾紙上，噴以對二甲氨基苯甲醛試劑（1%對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-去氧糖的強心苷可顯灰紅色斑點。,,呫噸氫醇反應（xanthydrol反應）取試樣1～10μg加入呫噸氫醇試劑（呫噸氫醇10mg溶解于100ml冰醋酸中，加入1ml濃鹽酸）1ml，置沸水浴中數分鐘后呈紅色。本反應非常靈敏，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,Liebermann-Burchard反應 取試樣溶于冰醋酸，加濃硫酸-醋酐（1∶20）混合液數滴，反應液呈黃→紅→藍→紫→綠等變化，最后褪色。本反應液的呈色變化過程隨分子中雙鍵數目與位置不同而有所差異。Tschugaeff反應 取試樣溶于冰醋酸，加無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，反應液呈紫→

17、紅→藍→綠等變化，B環(huán)有不飽和雙鍵的作用更快。,,Salkowski反應 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 將強心苷的醇溶液點在濾紙或薄層上，噴以20%三氯化銻氯仿溶液（不含乙醇和水），于100℃加熱數分鐘，在可見光或紫外光下可觀察到不同顏色的斑點。,,三氯醋酸-氯胺T(chloramines T反應) 將試樣醇溶液點在濾紙（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℃加熱數分鐘，于紫外光下觀察。洋地黃毒苷元衍生的苷類顯黃色熒光；羥基洋地黃毒苷元衍生的苷類顯亮藍色熒光；異羥基洋地黃毒苷元衍生的苷類顯灰藍色熒光。該反應可初步區(qū)別洋地黃類的苷元。,二、色譜檢識,強心苷的常用色譜檢識方法有紙色譜、薄層色譜等。,（一）紙色譜,紙色譜常用于強心苷的檢識。根據強心苷及其苷元的極性不同可選用不同的固定相。如強心苷的親水性較強，

19、宜選用水為固定相，移動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）；如強心苷的親水性較弱或檢識苷元時，可選用甲酰胺為固定相，以甲酰胺飽和的甲苯或苯為移動相。,（二）薄層色譜,吸附薄層色譜 由于強心苷分子中含有較多的極性基團，尤其是多糖苷，在氧化鋁上吸附作用較強，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）等溶劑系統作為移動相。這些展開劑中含少量甲酰胺或水可以減少拖尾現象。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）等溶劑系統作移動相。分配色譜分離檢識強心苷類的效果要比吸附薄層色譜好，所得斑點集中，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，數分鐘后漸褪色。適用于各類強心苷的顯色劑 2%三氯化銻的氯仿溶液，噴后于100℃烘數分鐘，各種強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℃加熱數分鐘，在紫外燈下顯藍（紫）、黃（褐）色熒光。,第四節(jié) 提取與分離方法,,一、提取方法,由于強心苷易受酸、堿、酶的作用，發(fā)生水解

22、、脫水及異構化等反應。在提取分離時要注意這些因素的影響和應用。在研究或生產中，若以提取分離原生苷為目的時，須防止酶水解。 常用70%～80%的乙醇為提取溶劑。當原料中含脂類雜質較多時，須用石油醚或汽油脫脂后再提取。,二、分離方法,分離強心苷可以采用重結晶法、溶劑萃取法、逆流分溶法和色譜分離法。在大多數情況下需要采用多種方法配合使用，反復分離才能得到單體。,第五節(jié)實例—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）。純品為無色結晶，mp．265～268℃ (分解)，[α] +12.2℃(75%乙醇)。 制取過程分為提取總苷、分離苷丙和水解去乙?；齻€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，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囱蟮攸S毒糖上的酯鍵水解）較易進行。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，靜置過夜。使水溶液呈弱堿性。水解完畢，用1%的鹽酸調至中性。濾過，濾液減壓濃縮至約20%的體積，放置過夜，濾過得到粗結晶，用甲醇重結晶即得西地蘭純品（mp．265～268℃）。,二、地高辛的制取,地高辛是毛花洋地黃苷丙的次級苷，為白色結晶或結晶性粉末。熔點235～245℃（分解），[α] +9.5

25、°～＋12°(吡啶)，無臭，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型強心苷,紫花洋地黃苷A 毒毛花苷K,,,Ⅱ型強心苷,黃花夾竹桃苷A 烏本苷,,,Ⅲ型強心苷