中藥化學技術項目九強心苷類化合物項目八強心苷類化合物任務一強心苷的基礎知識任務二毛花洋地黃的提取分離技術任務一強心苷的基礎知識定義：強心苷類(cardiacglycosides)是指生物界中存在的一類對心臟有顯著生理活性的甾體苷類，可用于治療充血性心力衰竭及節律障礙等心臟疾病。任務一強心苷的基礎知識

目前臨床應用的有二、三十種，用于治療充血性心力衰竭及節律障礙等心臟疾病，如西地蘭、地高辛、毛地黃毒苷等。

但強心苷類能興奮延髓催吐化學感受區而引起惡心、嘔吐等胃腸道反應；且有劇毒，若超過安全劑量時，可使心臟中毒而停止跳動。任務一強心苷的基礎知識

1785年，國外使用洋地黃葉治療水腫，到現在已從十幾個科一百多種植物中發現強心苷類，主要有夾竹桃科、玄參科、蘿摩科、衛矛科、百合科、大戟科等等。尤其在玄參科和夾竹桃科植物中最多。

較重要的植物有黃花夾竹桃、紫花洋地黃、毛花洋地黃、杠柳、鈴藍、海蔥、福壽草、羊角拗等。

動物中尚未發現有強心苷類成分，蟾蜍中所含的蟾毒也對心肌有興奮作用，具強心作用，但其非苷類，而屬甾類。任務一強心苷的基礎知識（一）結構與分類強心苷是由強心苷元與糖二部分構成。強心苷是甾體衍生物，根據苷元所連不飽和內酯環不同，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。任務一強心苷的基礎知識（一）結構與分類1.苷元部分---甾體母核強心苷元是由甾體母核與C17取代的不飽和內酯環組成任務一強心苷的基礎知識（一）結構與分類1.苷元部分---甾體母核苷元母核A,B,C,D四個環的稠合構象對強心苷的理化及生理活性有一定影響。天然界存在的強心苷元B/C環是反式，C/D環是順式，A/B環大多數為順式----洋地黃毒苷元(digitoxigenin)，少數為反式----烏沙苷元(uzarigenin).任務一強心苷的基礎知識（一）結構與分類1.苷元部分---取代基苷元母核上的C3,C14位上都有羥基：

C3位-OH多為β-型---洋地黃毒苷元，少數為α-型(命名時冠以“表”字)——3-表洋地黃毒苷元(3-epidigitoxigenin)。C14位-OH都是β-型(C/D環順式)。C10，C13，C17位有側鏈，C10，C13多為β-CH3。C11,C12和C19位可能連羰基；C4,5、C5,6、C9,11、C16,17可能有雙鍵。C17位側鏈為不飽和內酯環。任務一強心苷的基礎知識（一）結構與分類1.苷元部分---根據C17側鏈不飽和內酯環：甲型：C17位側鏈為五元環的△-內酯乙型：C17位側鏈為六元環的△-

-內酯這兩類大都是β-構型，個別為α-構型，α-型無強心作用。

任務一強心苷的基礎知識（一）結構與分類1.苷元部分---根據C17為五元環的△-內酯：

任務一強心苷的基礎知識（一）結構與分類1.苷元部分---根據C17為六元環的△-內酯：

任務一強心苷的基礎知識（一）結構與分類2.糖的部分----構成強心苷的糖有20多種，根據C2位上有無-OH分為：α-OH（2-OH）糖α-去氧糖（2-去氧糖）兩類。后者主要見于強心苷。任務一強心苷的基礎知識（一）結構與分類3.糖與苷元的連接方式----根據糖與苷元的連接方式不同，可分成以下三種類型：Ⅰ型:苷元-(2,6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)YⅡ型:苷元-(6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)YⅢ型：苷元-（D-葡萄糖）YX=1-3;Y=1-2一般初生苷其末端多為葡萄糖。天然存在的強心苷多數屬于Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅲ型較少。任務一強心苷的基礎知識(二)構效關系：即化學結構與生物活性之間的關系。

1.甾體母核與強心作用的關系：強心作用與甾體母核的立體結構、不飽和內酯環和取代基的種類、構型有關。（1）環的稠合方式（2）取代基（3）不飽和內酯環

任務一強心苷的基礎知識(二)構效關系：1.甾體母核與強心作用的關系：（1）環的稠合方式：A/B環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環為順式稠合，即C14羥基或氫為β-構型時有強心活性；C/D環為反式稠和，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。

任務一強心苷的基礎知識(二)構效關系：1.甾體母核與強心作用的關系：（2）取代基：甾體母核中的取代基對強心活性也有影響。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。任務一強心苷的基礎知識(二)構效關系：1.甾體母核與強心作用的關系：（3）不飽和內酯環：C17側連上的不飽和內酯環為β-構型時，具有活性。為α構型時，活性減弱；若內酯環的不飽和鍵被飽和，活性大大減弱，毒性亦減弱；若不飽和內酯環水解開環，活性降低或消失。任務一強心苷的基礎知識(二)構效關系：2.糖部分與強心活性的關系：

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。甲型強心苷元及其苷的毒性規律一般為：

苷元<單糖苷>二糖苷>三糖苷單糖苷的毒性次序為：

葡萄糖苷>甲氧基糖苷>6-去氧糖苷>2,6-去氧糖苷任務一強心苷的基礎知識(二)構效關系：2.糖部分與強心活性的關系：

乙型強心苷元及其苷的毒性規律一般為：苷元>單糖苷>二糖苷乙型強心苷元的毒性>相應的甲型強心苷元任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

1.性狀2.溶解性3.水解性4.顯色反應5.色譜檢識任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

1.性狀:強心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。任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

2.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。任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

3.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，分子中的內酯環和其它酯鍵可被堿水解。(1)酸水解1)溫和酸水解法2)強烈酸水解法（2）酶催化水解（3）堿水解法任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

3.水解性(1)酸水解1)溫和酸水解法用稀酸（0.02-0.05mol/L)的鹽酸或硫酸在含水醇中經短時間（半小時至數小時）加熱回流，可使Ⅰ型強心苷水解成苷元和糖。主要水解苷元和α-去氧糖之間的苷鍵或α-去氧糖與α-去氧糖之間的糖苷鍵。而α-去氧糖與葡萄糖之間的糖苷鍵不易斷裂。對苷元影響較小，不會引起脫水反應。任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

3.水解性(1)酸水解1)溫和酸水解法----紫花洋地黃苷A的溫和酸水解產物任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

3.水解性(1)酸水解1)強烈酸水解法-----用較濃酸（3%--5%）長時間加熱回流或同時加壓，可水解Ⅱ型和Ⅲ型強心苷，得到定量的葡萄糖。

可水解α-羥基糖。因為α位的羥基阻礙了苷原子的質子化，使水解較困難。

但此法常引起苷元失去1分子或數分子水,形成脫水苷元。任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

3.水解性(1)酸水解1)強烈酸水解法---紫花洋地黃苷A在此條件下生成縮水苷元任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質（2）酶催化水解：酶水解具有反應溫和、專一性強的特點含強心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，在適宜條件下，能水解糖鏈末端的葡萄糖。但無水解α-去氧糖的酶，所以能水解除去分子中的葡萄糖而保留α-去氧糖。

蝸牛酶（一種混合酶，蝸牛腸管消化液經處理而得）幾乎能水解所有的苷鍵，能將強心苷分子的糖逐步水解，直至獲得苷元，常用來研究強心苷的結構。任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

（2）酶催化水解：----毛花洋地黃苷丙酶水解生成次生苷（地高辛）任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質（2）酶催化水解：---水解具有專屬性，不同的酶水解不同的苷鍵。如毒毛花苷K經β-D-葡萄糖酶水解產物是K-毒毛花次苷和β-D-葡萄糖,經毒毛花雙糖酶水解,產物是加拿大麻苷和D-葡萄糖。任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

（3）堿水解法:強心苷分子中的內酯鍵、酰基在不同的堿性條件下可以發生水解或裂解、雙鍵轉位及苷元異構化等反應。1)酰基的水解2)內酯環的水解任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

（3）堿水解法:1)酰基的水解在強心苷的苷元或糖基上常有酰基存在，一般可用堿試劑處理使酯鍵水解脫去酰基。NaHCO3,KHCO3-----使α-去氧糖上的酰基水解，而α-羥基糖及苷元上的酰基多不被水解；

Ca(OH)2,Ba(OH)2----使α-去氧糖、α-羥基糖及苷元上的酰基水解；

NaOH堿性太強，不但使所有酰基水解，還使內酯環開裂，故很少使用。任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

（3）堿水解法:

2)內酯環的水解:NaOH或KOH的水溶液使內酯環開裂，酸化后又閉環。但在強心苷的醇溶液中加NaOH或KOH內酯環開裂，酸化后不能閉環。任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

4.顯色反應:根據反應發生在分子的不同部位可以分為（1）作用于甾體母核的反應（2）五元不飽和內酯環的顯色反應（3）作用于α-去氧糖的反應任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

4.顯色反應:（1）作用于甾體母核的反應---與皂苷中同類顯色試劑顯色原理與方法基本相同1）醋酐-濃硫酸反應（Liebermann-Burchard反應）：2）三氯化銻反應(Kahlenberg反應)3）氯仿-濃硫酸反應（Salkowski反應）4）冰醋酸-乙酰氯反應（Tschugaeff反應)5)三氯醋酸-氯胺T反應(chloraminesT反應)任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

4.顯色反應:（1）作用于甾體母核的反應---1）醋酐-濃硫酸反應（Liebermann-Burchard反應）：-----反應液呈黃→紅→藍→紫→綠等變化，最后褪色2）三氯化銻反應(Kahlenberg反應)-----在可見光或紫外光下可觀察到不同顏色的斑點,各種強心苷顯不同的顏色，反應靈敏度很高任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

4.顯色反應:（1）作用于甾體母核的反應3）氯仿-濃硫酸反應（Salkowski反應）----氯仿層呈血紅色或青色，硫酸層有綠色熒光。4）冰醋酸-乙酰氯反應（Tschugaeff反應)----反應液呈紫→紅→藍→綠等變化，B環有不飽和雙鍵的作用更快任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

4.顯色反應:（1）作用于甾體母核的反應5)三氯醋酸-氯胺T反應(chloraminesT反應)----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。該反應可初步區別洋地黃類的苷元。任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

4.顯色反應（2）五元不飽和內酯環的顯色反應甲型強心苷在堿性醇溶液中，發生雙鍵轉移，生成活性亞甲基，故可與活性亞甲基試劑作用而顯色。

乙型強心苷無此類反應。

任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

4.顯色反應（2）五元不飽和內酯環的顯色反應1）間二硝基苯試劑反應（Raymond反應）---反應液呈紫紅色。此法可用于薄層色譜和紙色譜顯色，噴霧后顯紫紅色，5~10分鐘褪色。2）3,5-二硝基苯甲酸試劑反應（Kedde反應）---反應液產生紅色或紫紅色。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，幾分鐘后褪色任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

4.顯色反應（2）五元不飽和內酯環的顯色反應3）堿性苦味酸試劑反應（Baljet反應）---反應液呈現橙色或橙紅色，反應有時需要15分鐘以后才能顯色。此縮合物在485nm波長處有吸收峰，《中國藥典》以此法測定強心苷類藥物含量。任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

4.顯色反應:

（3）作用于α-去氧糖的反應---由于只有Ⅰ型強心苷連有α-去氧糖，故下列反應用于Ⅰ型強心苷的檢識1）Keller-Kiliani(K-K)反應（三氯化鐵-冰醋酸反應）2）過碘酸-對硝基苯胺反應3）對-二甲氨基苯甲醛反應4）呫噸氫醇反應（xanthydrol反應）任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

4.顯色反應:

（3）作用于α-去氧糖的反應1）Keller-Kiliani(K-K)反應（三氯化鐵-冰醋酸反應）此反應是α-去氧糖(2-去氧糖）的特征反應，對游離的α-去氧糖或在反應條件下能水解出α-去氧糖的強心苷都可顯色。若有α-去氧糖存在，乙酸層漸呈藍或藍綠色。但若不顯色，不能說明無2-去氧糖。任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質

4.顯色反應:

（3）作用于α-去氧糖的反應3)對-二甲氨基苯甲醛反應---樣品反應后呈灰紅色斑點。4）呫噸氫醇反應（xanthydrol反應）---取樣品加入占噸氫醇試劑，置沸水浴中3min，如含2-去氧糖顯紅色。

任務一強心苷的基礎知識（三）理化性質5.色譜檢識:常用色譜檢識方法有紙色譜、薄層色譜等顯色劑：1）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，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。2）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：任務一強心苷的基礎知識（四）提取與分離方法強心苷含量很低，多與糖類、皂苷、色素、鞣質等共存，這些成分的存在可影響強心苷在溶劑中的溶解度。同時，強心苷的原生苷和次生苷共存，且很多結構相似的苷同存，故提取分離較難。因酸堿可使強心苷發生水解、脫水和異構化，故提取分離時應注意控制酸堿性。任務一強心苷的基礎知識（四）提取與分離方法注