强心苷课件

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第九章强心苷黄夹苷甲黄夹苷乙

1学习目标1掌握天然药物中强心苷类化学成分的提取分离原理及操作技术。知识要求2掌握黄花夹竹桃、毛地黄中强心苷的提取分离原理及操作技术；能力要求3熟练进行黄花夹竹桃、毛地黄中强心苷对的提取分离操作；

2强心苷(cardiacglycosides)是指生物界中一类对心脏有显著生理活性的甾体苷类。强心苷能加强心肌收缩性，减慢窦性频率。主要用于治疗慢性心功能不全，心房纤颤、心房扑动、阵发性心动过速等心脏疾病。强心苷还有兴奋延髓催吐化学感受区和影响中枢神经系统作用，可引起恶心、呕吐等胃肠反应，并能使动物产生眩晕、头痛等症。

3强心苷在植物界分布比较广泛，主要存在于夹竹桃科、玄参科、百合科、萝摩科、十字花科、毛茛科、卫矛科、大蕺科、桑科等十几个科的一百多种植物中强心苷在植物体中主要存于花、叶、种子、鳞茎、树皮和木质部等组织器官中。

4目前临床应用的有二、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起恶心、呕吐等胃肠道反应；且有剧毒，若超过安全剂量时，可使心脏中毒而停止跳动。其中某些强心苷对动物肿瘤有效，主要是细胞毒作用。

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6强心苷的结构式由强心苷元（含甾体母核）与各种不同的糖两部分组成。一、强心苷元有一个环戊烷并多氢菲母核，侧链为不饱和内酯环的甾体化合物。R=五元或六元不饱和内酯环

7苷元母核A,B,C,D四个环的稠合构象对强心苷的理化及生理活性有一定影响。天然界存在的强心苷元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).

8苷元母核上的C3,C14位上都有羟基：C3位-OH多为β-型---洋地黄毒苷元，少数为α-型C14位-OH都是β-型(C/D环顺式)。C10，C13，C17位有侧链，C10，C13多为β-CH3。C17位侧链为不饱和内酯环。C11,C12和C19位可能连羰基；C4,5、C5,6、C9,11、C16,17可能有双键。

9根据C17位侧链的不饱和内酯环不同分为：甲型：C17位侧链为五元环的△-内酯乙型：C17位侧链为六元环的△，-内酯这两类大都是β-构型，个别为α-构型，α-型无强心作用。

10结构类型活性成分主要来源作用与用途强心甾烯类（甲型强心苷元）（此类较多）毛花洋地黄苷丙R=-(洋地黄毒糖)2-3-乙酰洋地黄毒糖-葡萄糖玄参科植物毛花洋地黄（Digitalislanata）的叶临床适用于急性心力衰竭及心房颤动、扑动等。是制备强心药西地蓝（又称去乙酰毛花洋地黄苷丙）和地高辛（digoxin）（又称异羟基洋地黄毒苷）的主要原料。

11结构类型活性成分主要来源作用与用途海葱甾二烯类（蟾蜍甾二烯类）（乙型强心苷元）（此类较少）海葱次苷AR=-鼠李糖海葱Scillamaritima（L.）增加心肌收缩力的作用强且有较强的利尿作用。适用于治疗各种心力衰竭(包括肾功能不全的患者)。

12天然存在的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

13（二）糖元部分三种：2,6-二去氧糖、6-去氧糖、α-羟基糖（1）2,6-二去氧糖（多为3-O-甲基-去氧糖）洋地黄毒糖L-夹竹桃糖D-加拿大麻糖

14（二）糖元部分（2）6-去氧糖D-毛地黄糖L-黄花夹竹桃3-O-甲基-6-脱氧-D-阿洛糖

15（二）糖元部分（3）α-羟基糖β-D-葡萄糖CH2OH

16（三）糖与苷元的连接方式Ⅰ型强心苷：苷元C3-O-（2,6-二去氧糖）x-（D-葡萄糖）y，如紫花洋地黄苷和毒毛花苷。Ⅱ型强心苷：苷元C3-O-（6-去氧糖）x-（D-葡萄糖）y，如黄花夹竹桃苷A和乌本苷。Ⅲ型强心苷：苷元C3-O-（D-葡萄糖）x，如绿海葱苷。

17毛地黄毒苷红海葱苷铃兰毒苷

18毛花洋地黄叶含有40余种强心苷。总强心苷含量为0.4%～1.17%。由五种不同强心苷元与不同的糖缩合而成。五种强心苷元的结构式为：洋地黄毒苷元（digitoxigenin）:R=R′=H羟基洋地黄毒苷元（gitoxigenin）:R=OH,R′=H异羟基洋地黄毒苷元（digoxigenin）:R=H,R′=OH双羟基洋地黄毒苷元（diginatigenin）:R=R′=OH吉他洛苷元（gitALoxigenin）:R=-O-CO-H,R′=H结构举例：

19常见的含强心苷的天然药物铃兰、紫花洋地黄R为鼠李糖铃兰毒苷洋地黄毒苷

20毛花洋地黄

21黄花夹竹桃黄夹苷甲黄夹苷乙

22黄花夹竹桃

23羊角拗R为L－夹竹桃糖羊角拗苷

24蟾蜍

25ABCD①C/D呈顺式才表现出强心作用；②C14羟基脱水则失去强心作用；③C17位不饱和内酯环如果变为α-构型，则强心作用变得很弱甚至消失。1417202210强心苷的构效关系

26ABCD1417202210④C17位不饱和内酯环中双键如被饱和，强心作用将减弱，但毒性也随之减少，安全性提高。⑤C10位甲基被氧化为-CH2OH或-CH=O后，强心作用将加强，但毒性也随之增大。强心苷的构效关系

27ABCD1417202210⑥A/B为顺式稠合时，C3羟基属于β-构型比属于α-构型时的强心作用更大一些；但A/B为反式稠合时，C3羟基属于β-构型或属于α-构型时，其强心作用没有分别。⑦甾核其他位置引入取代基，强心作用各异。强心苷的构效关系

28糖部分与强心活性的关系糖本身不具强心作用，但糖的种类、数目可影响强心苷在水/油中的分配系数，影响对心肌细胞上类脂质的亲和力，从而影响强心活性和毒性。一般乙型强心苷元的毒性大于甲型强心苷元，乙型强心苷的毒性规律为：苷元>单糖苷>双糖苷。强心苷的构效关系

29第二节理化性质

30一、性状强心苷类化合物多为无色晶体或无定形粉末，具有旋光性，对粘膜有刺激性。C17侧连为β-构型者味苦，为α-构型无苦味。

31二、溶解性强心苷一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性较大的溶剂，微溶于醋酸乙酯、含醇氯仿，难溶于乙醚、苯、石油醚等极性小的溶剂。强心苷的溶解性与糖分子数目、种类，苷元中取代基的种类、数目及位置有关。

32洋地黄毒苷一般糖基多的原生苷比次生苷或苷元的亲水性强、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）。

33当糖基与苷元上的羟基数目相同时，苷元上的羟基不能形成分子内氢键的比能形成分子内氢键的水溶性大。如毛花洋地黄苷乙和毛花洋地黄苷丙，都是四糖苷，整个分子中有8个羟基，四个糖的种类也相同，苷元上羟基的数目也相同，仅位置不同，前者是C14,C16二羟基，其中C16羟基能和C17内酯环的羰基形成分子内氢键，后者是C12,C14–二羟基，不能形成分子内氢键，所以毛花洋地黄苷丙在水中的溶解度（1:18500）比毛花洋地黄苷乙大。在氯仿中的溶解度，毛花洋地黄苷丙（1:1750）小于毛花洋地黄苷乙（1:550）。

34乌本苷糖基和苷元上羟基数目对溶解性也有一定的影响。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。

35三、水解性强心苷分子中苷键可被酸、酶水解生成次生苷或苷元，分子中的内酯环和其他酯键可被碱水解。水解反应是研究强心苷的化学组成及改造强心苷化学结构的重要手段。

36(1)温和酸水解：用稀酸（0.02-0.05mol/L)的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Ⅰ型强心苷水解成苷元和糖。1.酸水解主要水解苷元和2-去氧糖之间的苷键或2-去氧糖与2-去氧糖之间的糖键。而2-去氧糖与葡萄糖之间的糖键不易切断。对苷元影响较小，不会引起脱水反应。但不适于16位有甲酰基的洋地黄强心苷类，在此种条件下，16位甲酰基水解为羟基，得不到原生苷元。

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381.酸催化水解(2)强酸水解法：条件：3~5%盐酸或硫酸/含水醇时间延长、加压特点：2-羟基糖等所有苷键均断键→脱水苷元+单糖

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402.碱水解法强心苷的苷键为缩醛结构，可被酸或酶水解，而不被碱水解。碱试剂主要使分子中的酰基水解、内酯环裂开、△20（22）转位及苷元异构化等。

414.酶水解在含强心苷的植物中，存在水解β-D-葡萄糖苷键的酶，而无水解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。酶水解具有专属性，不同的酶切断不同的苷元。

42毒毛旋花子苷元K—毒毛旋花子苷K-毒毛旋花子次苷β加拿大麻苷β-D-glu-苷酶（毒花旋花子双糖酶）

43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

44课堂互动试说出紫花洋地黄苷A在不同水解条件下如温和酸水解、强烈酸水解、酶催化水解的水解产物。

45（一）甾体母核的显色反应四、显色反应1、醋酐-浓硫酸反应取试样溶于冰醋酸，加浓硫酸-醋酐（1∶20）混合液数滴，反应液呈黄→红→蓝→紫→绿等变化，最后褪色。本反应液的呈色变化过程随分子中双键数目与位置不同而有所差异。2、三氯甲烷-浓硫酸反应样品中的三氯甲烷液沿管壁滴加浓硫酸后分层显血红色或青色，硫酸层呈绿色荧光。

464、三氯化锑反应将强心苷的醇溶液点在滤纸或薄层上，喷以20%三氯化锑氯仿溶液（不含乙醇和水），于100℃加热数分钟，在可见光或紫外光下可观察到不同颜色的斑点。3、三氯醋酸反应用三氯醋酸溶解样品后，加数滴25%三氯醋酸醇溶液，可显红色或紫色；若将25%三氯醋酸醇液和3%氯胺T水溶液以4：1混合，可使反应较为稳定，还可以区别毛花洋地黄的各种强心苷元。

47KOHEtOH活性亚甲基（二）五元不饱和内酯环的显色反应

481、3,5二硝基苯甲酸试剂反应（Kedde反应）:取试样的甲醇或乙醇溶液于试管中，加入3,5二硝基苯甲酸试剂（A液：2%的3,5-二硝基苯甲酸甲醇或乙醇溶液；B液：2mol/L氢氧化钾溶液，用前等量混合）3～4滴，产生红色或紫红色。原理与间二硝基苯试剂反应类似，本试剂可作为强心苷纸色谱和薄层色谱的显色试剂，喷雾后显紫红色，几分钟后褪色。

492、间二硝基苯试剂反应（Raymond反应）呈现紫红或蓝色，易褪色

503、碱性苦味酸试剂反应（Baljet反应）：取试样的甲醇或乙醇溶液于试管中，加入碱性苦味酸试剂（A液：1%苦味酸乙醇溶液；B液：5%氢氧化钠水溶液，用前等量混合）数滴，呈现橙色或橙红色，反应有时需要15分钟以后才能显色，原理也是活性亚甲基与苦味酸缩合显色。此缩合产物在485nm波长处有吸收峰，《药典》以此法测定强心苷类药物含量。

514、亚硝酰铁氰化钠试剂反应（Legal反应）：取试样1mg～2mg，溶于2～3滴吡啶中，加3%亚硝酰铁氰化钠试剂和2mol/L氢氧化钠各1滴，反应液呈深红色并渐渐消失。

52（三）作用于α-去氧糖的反应Keller-Kiliani(K-K)反应（三氯化铁-冰醋酸反应）：取试样1mg溶于5ml冰醋酸中，加1滴20%三氯化铁溶液，沿试管壁缓缓加入5ml浓硫酸，观察界面和醋酸层的颜色变化。如有α-去氧糖存在，醋酸层渐呈蓝或蓝绿色。

53过碘酸-对硝基苯胺反应：过碘酸将α-去氧糖氧化成丙二醛，丙二醛与硝基苯胺试剂反应呈深黄色。

54对二甲氨基苯甲醛反应：将试样的醇溶液点在滤纸上，喷以对二甲氨基苯甲醛试剂（1%对二甲氨基苯甲醛的醇溶液4ml加浓盐酸1ml），并于90℃加热，分子中含有α-去氧糖的强心苷可显灰红色斑点。

55呫吨氢醇反应（xanthydrol反应）：取试样1～10μg加入呫吨氢醇试剂（呫吨氢醇10mg溶解于100ml冰醋酸中，加入1ml浓盐酸）1ml，置沸水浴中数分钟后呈红色。本反应非常灵敏，只要分子中有α-去氧糖都能呈色。可用于含α-去氧糖化合物的定性、定量分析。

56第三节提取与分离

57注意的问题：1.共存物质：糖类、皂苷、色素、鞣质2.原生苷水解问题（一）提取对象与相应措施：1.原生苷：抑制酶的活性⑴新鲜药材，采后低温速干⑵直接沸水或60~70℃水提取⑶70~80%乙醇或甲醇提取(4)药材加中性盐如硫酸铵等，再提取

58（一）提取对象与相应措施：2.次生苷：利用酶的活性药材+水→25~40℃发酵12h以上，醇提取五.强心苷的提取分离

59二、分离方法分离强心苷可以采用重结晶法、溶剂萃取法、逆流分溶法和色谱分离法。在大多数情况下需要采用多种方法配合使用，反复分离才能得到单体。

601.溶剂法：种子药材：⑴脱脂，再醇提取⑵醇提浓缩液，石油醚萃取油脂（氯仿:甲醇)萃取苷茎叶药材：去脂溶性色素的方法醇提浓缩，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

612.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

62第四节色谱鉴定强心苷的常用色谱检识方法有纸色谱、薄层色谱等。

63（一）纸色谱纸色谱常用于强心苷的检识。根据强心苷及其苷元的极性不同可选用不同的固定相。(1)如强心苷的亲水性较强，宜选用水为固定相，移动相多选用水饱和的丁酮、乙醇-甲苯-水（4∶6∶1）、氯仿-甲醇-水（10∶2∶5）；(2)如强心苷的亲水性较弱或检识苷元时，可选用甲酰胺为固定相，以甲酰胺饱和的甲苯或苯为移动相。

64（二）薄层色谱吸附薄层色谱由于强心苷分子中含有较多的极性基团，尤其是多糖苷，在氧化铝上吸附作用较强，分离效果较差，因此常采用硅胶作吸附剂，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（8∶5∶5）等溶剂系统作为移动相。这些展开剂中含少量甲酰胺或水可以减少拖尾现象。分配色谱一般选用硅藻土、纤维素为支持剂，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）等溶剂系统作移动相。分配色谱分离检识强心苷类的效果要比吸附薄层色谱好，所得斑点集中，承载分离试样的量较大。

65（三）纸色谱和薄层色谱常用的显色剂适用于甲型强心苷的显色剂1%苦味酸水溶液与10%氢氧化钠水溶液（95∶5）混合，喷后于100℃烘数分钟，显呈橙红色；2%3,5-二硝基苯甲酸乙醇溶液与2mol/L氢氧化钾溶液等体积混合，喷后显红色，数分钟后渐褪色。适用于各类强心苷的显色剂2%三氯化锑的氯仿溶液，喷后于100℃烘数分钟，各种强心苷及苷元显不同颜色；25%三氯醋酸乙醇溶液与3%氯胺T(4∶1)混合，喷后于100℃加热数分钟，在紫外灯下显蓝（紫）、黄（褐）色荧光。

66实例——毛花洋地黄中强心苷的提取毛花洋地黄（Digitalislanata）是玄参科植物，应用于临床已有百年历史，至今仍是治疗心力衰竭的有效药物。毛花洋地黄是制备强心药西地兰（cedilanid，又称去乙酰毛花洋地黄苷丙）和地高辛（digoxin，又称异羟基洋地黄毒苷）的主要原料。西地兰的提制：西地兰是毛花洋地黄苷丙的去乙酰化物。其提制工艺分为提取总苷、分离苷丙、苷丙去乙酰基三步。

671．提取总苷

68知识链接由于要提取的总苷均为原生苷，可溶于乙醇，且乙醇还可抑制酶的活性，防止酶水解的发生，故选用乙醇为提取溶剂。又因强心苷对酸碱不稳定，故醇提液需调至中性再减压回收。继而用氯仿洗除去脂杂（苷丙因在苷甲、乙、丙三者中极性最大，最难溶于氯仿而留在水层），最后利用苷甲、乙、丙均可溶于氯仿-乙醇（3∶1或2∶1）用含醇氯仿萃取出总苷同时与停留在水层中的水杂分离。

69(二)、分离毛花洋地黄苷丙利用毛花洋地黄苷甲、苷乙、苷丙在氯仿中溶解度不同，采用甲醇-氯仿-水混合溶剂系统，可将苷丙与苷甲、苷乙分离。

702．分离苷丙根据苷甲、乙、丙三者的极性和溶解度的差别，可从总苷中分离出苷丙。三者溶解度见表7-1化合物水甲醇乙醇氯仿毛花洋地黄苷甲不溶（1∶16000）1∶201∶401∶125毛花洋地黄苷乙几乎不溶1∶201∶401∶550毛花洋地黄苷丙不溶（1∶18500）1∶201∶451∶1750

71分离流程如下：

72知识链接由于三者的苷元上所含羟基的数目和位置不同，决定了极性由大至小顺序为：苷丙＞苷乙＞苷甲。其中极性小的化合物（苷甲、乙）在非极性溶剂（氯仿）中溶解度大，极性较大者（苷丙）则在极性溶剂（稀甲醇）中溶解度大，据此可用甲醇-氯仿-水混合溶剂萃取，使毛花洋地黄苷甲、乙、丙得以分离。

73（三）水解去乙酰基毛花洋地黄苷丙去乙酰基的反应（即洋地黄毒糖上的酯键水解）较易进行。常采用氢氧化钙或碳酸钾，按苷丙-甲醇-氢氧化钙-水（1g∶33ml∶70mg∶33ml）的配比，先将苷丙溶于甲醇中，氢氧化钙溶于水中，分别滤清，再混合均匀，静置过夜。使水溶液呈弱碱性。水解完毕，用1%的盐酸调至中性。滤过，滤液减压浓缩至约20%的体积，放置过夜，滤过得到粗结晶，用甲醇重结晶即得西地兰纯品（mp．265～268℃）。

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75知识链接碱性试剂可使强心苷分子中的酰基水解、内酯环开裂，但强心苷分子中的苷键不会被碱水解破坏，而且氢氧化钙只能水解去掉酰基,并不能破坏强心苷分子中的内酯环。

76地高辛的制取地高辛是毛花洋地黄苷丙的次级苷，为白色结晶或结晶性粉末。熔点235～245℃（分解），[α]+9.5°～＋12°(吡啶)，无臭，味苦。溶于稀乙醇、吡啶或氯仿与乙醇混合液中。几不溶于水、乙醚、丙酮、醋酸乙酯、氯仿，在80%乙醇中的溶解度比羟基洋地黄毒苷大。利用毛花洋地黄叶中存在的β-D-葡萄糖酶水解除去葡萄糖，再用乙醇提取。

77六神丸是驰名中外的中成药，由牛黄、珍珠粉、麝香、雄黄、冰片、蟾酥6味药组成，除治疗咽喉肿痛外，对疮疽、疖肿及无名肿毒也有良好的疗效。六神丸所含成分蟾酥是一种具有强心作用的固醇混合物，其基本结构与强心苷相似，蟾酥的主要成分有蟾毒配基和蟾酥毒，后者可水解为蟾毒配基，这种化合物易引起窦性心动过缓、束支传导阻滞、房室传导阻滞、室性早搏等，甚至出现心室纤颤，当含有蟾酥的六神丸与地高辛等洋地黄类强心苷合用，由于在致毒方面有协同作用，而易引起中毒反应。接受地高辛治疗的心衰病人忌同时服用含蟾酥成分的六神丸或其中成药及蟾酥制剂。尤其是老年人心血管系统功能减退，如窦房结功能减退，故接受强心甙治疗的老年患者更不宜用六神丸，以策用药安全有效，此外，含蟾酥的中成药还有：养心丹、麝香保心丸、救心丸等，均不宜与地高辛服用，必须联用时应减量和加强监测。知识拓展

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