一.概述
强心苷(cardiacglycosides)是存在植物中具有强心作用的甾体苷类化合物。是治疗心力衰竭不可缺少的重要药物。
主要用以治疗充血性心力衰竭及节律障碍等心脏疾患如:西地兰、地高辛、毛地黄毒苷等。
分布:主要有十几个科几百种植物中含有强心苷,特别以玄参科、夹竹桃科植物最普遍
二、结构与分类
1、苷元的结构特点
(1)甾核的四个环:A/B顺反、以顺式为主;B/C反式;C/D多为顺式(14β-H)。
(2)C10、C13、C17取代基均为β型,C13为甲基取代,C10为甲基或含氧基;C17为不饱和内酯环。
(3)根据内酯环结构不同分为两类:甲型强心苷(强心甾烯类):C17上为五元不饱和内酯环。<br>乙型强心苷(海葱甾二烯类):C17上为六元不饱和内酯环,较少。<br>
(4)强心苷3-β羟基连接糖成苷。14-β羟基是强心活性的必备结构。
(5)其它位置均可见羟基、羰基等取代,少数有双键。
2、糖的结构特点(强心苷中的糖类,根据糖分子中C2含氧程度的不同,可分成α-羟基糖和α-去氧糖:)
1) α-羟基糖C2联结有氧原子的糖,此类糖包含非去氧糖(如葡萄糖)、6去氧糖和6去氧糖3-甲醚。
2) α-去氧糖C2不含有氧原子糖类,主要是2,6-二去氧糖和2,6-二去氧-3-甲醚。
3.苷元与糖的链接方式
I型强心苷:苷元-(2,6去氧糖)(D-葡萄糖)y,如紫花洋地黄苷A和毒毛花苷。
II型强心苷:苷元~(6去氧糖)X(D葡萄糖)y,如黄花夹竹桃苷A。
Ⅲ型强心苷:苷元·(D-葡萄糖)X,如绿海葱苷。植物中的强心首以I型、Ⅱ型较多,Ⅲ型较少。
三、结构与活性的关系
糖部分本身不具有强心作用,但可以改变强心苷的水油分配系数,影响强心苷对心肌细胞膜上类脂质的亲和力,进而影响强心作用的强度。
(一)甾体母核与强心作用的关系
1.环的稠合方式
(1)C/D环须顺式稠合。一旦这种稠合被破坏,将失去强心作用。
(2)A/B环为顺式稠合的甲型强心苷元,必须具C3-β羟基,否则无活性
(3)A/B环为反式稠合的甲型强心苷元,无论C3是β-羟基还是α-羟基均有活性。
2.不饱和内脂环
(1)不饱和内酯环β-构型时,有活性;为α构型时,活性减弱;
(2)若α、β不饱和键转化为饱和键,活性大为减弱,但毒性也减弱;
(3)若内酯环开裂,活性降低或消失。
3.取代基
(二)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。
毒性规律
1.甲型强心苷:苷元<单糖苷>二糖苷>三糖苷
2.乙型强心苷:苷元>单糖苷>二糖苷
3.乙型强心苷>甲型强心苷
单糖苷的毒性次序为:葡萄糖苷>甲氧基糖苷>6去氧糖苷>2,6-去氧糖苷
四、理化性质
1.性状:大多为无色结晶或无定形粉末。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。<br>
2.溶解性
强心苷一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙围等极性较大的溶剂,微溶于醋酸乙酯、含醇氨仿,难溶于乙鞋、苯、石油等极性小的溶剂。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。如课强心苷分子中的糖及苷元结构中含有较多的基,则极性强,亲水性亦强。若分子中含有羟基的数目较少,则极性弱,亲脂性强。
3、苷键的裂解
(1)温和酸水解
用浓度为0.02~0.05moL的盐酸或硫酸,在含水醇中短时间加热回流。
只能使2去氧糖苷键裂解,2-去氧糖和2-羟基糖之间的苷键及羟基糖之间的苷键不会裂解。I型强心苷可水解成苷元、2-去氧糖、低聚糖。Ⅱ型、Ⅲ型不水解。
紫化洋地黄苷A经温和酸水解后生成洋地黄毒苷元+2分子D-洋地黄毒糖+D-洋地黄双糖(D-洋地黄毒糖-D-葡萄糖)
紫化洋地黄苷A经温和酸水解后生成洋地黄毒苷元+2分子D-洋地黄毒糖+D-洋地黄双糖(D-洋地黄毒糖-D-葡萄糖)
(2)强烈酸水解(Ⅱ型、Ⅲ型用此法)
3%~5%无机酸长时间加热,可使所有苷键裂解生成单糖和脱水苷元。
(3)氯化氢丙法:
将强心苷置含1%氨化氢的丙围溶液中,20℃放置二周即得。可水解只接一个6-去氧糖的强心苷
(4)酶解只水解葡萄糖:乙型强心苷较甲型强心苷易被酶水解
4、与碱的作用分子中的内酯环和酰基等可与碱作用。
(1)内酯环与碱的作用
氢氧化钠、氢氧化钾水溶液中开环,加酸闭环。
氢氧化钾醇溶液中,甲型强心苷内酯环双键转位,形成活性亚甲基。乙型则异构化。
(2)酰基与碱的作用
α-去氧糖上的酰基:碳酸氢钠、碳酸氢钾<br>羟基糖或苷元上的酰基:氢氧化钙、氢氧化钡<br>
五、颜色反应
1.作用于甾体母核:同甾体的显色反应。
2.作用于五元不饱和内酯环的反应(只有甲型强心苷显色)
1)Legal反应:取样品1~2mg,溶在2~3滴吡啶中,加1滴3%亚硝酰铁氰化钠和1滴氢氧化钠液,显深红色并逐渐褪去。
2)kedde反应:3,5-二硝基苯甲酸试剂,红或紫红色。
3)Raymond反应:间二硝基苯的乙醇液,显紫红色。
4)Bajt反应:又称碱性苦味酸试剂反应。呈现橙色或橙红色。此反应有时发生较慢,放置15分钟以后才能显色。
3.作用于α-去氧糖
1)K.K反应
取样品溶于5m冰醋酸中,加1滴20%三氯化铁水溶液,混匀,浸浸加入浓硫酸,酸层流显兰色。界面的颜色随苷元羟基、双键的位置和数目不同而异。
KK反应呈阳性的模式:苷元·(2-去氧糖)x-(葡萄糖)y,苷元·(2-去氧糖)x
阴性反应的模式:苷元-2羟基糖葡萄糖)y,苷元~(α-羟基糖)X
2)呫吨氢醇反应
可用作定量分析
只要分子中有2去氧糖即可显红色(需水浴加热3分钟)。
六、检识
1、理化检识
甾体母核:Libermann一Burchard反应、Rosen-Heimer反应etc.
不饱和内酯环:Legal/反应、Kedde)反应etc.
α-去氧糖:K一K反应、贴吨氢醇反应etc
2、色谱检识
①PC
亲脂性较强的强心苷及苷元:<br>固定相:甲酰胺、丙二醇etc.<br>移动相:苯、甲苯etc.<br>亲水性较强的强心苷:<br>固定相:水<br>移动相:水饱和丁或乙醇-甲苯-水(4:6:1)<br>
②TLC
吸附TLC:多以硅胶为吸附剂,以氢仿甲醇-冰乙酸(85:13:2)、二氢甲烷甲醇甲酰胺(80:19:1)为展开剂。<br>极性较小的苷元及一些单糖苷,亦可用L0妇、g0、【gS0作吸附剂,以乙醚或氢仿-甲醇(99:1)为展开剂。<br>
分配TLC:常用硅藻土、纤维素作支持剂,以甲酰安、二甲基甲酰胺、乙二醇等作固定相,氯仿-丙留(4:1)、氯仿正丁醇(19:1)等溶剂系统为展开剂。<br>显色剂:1%苦味酸水溶液与10%水溶液(95:5)混合后,喷后于90"100℃烘4"5in,点橙红色。<br>
七、提取分离
1、原生苷的提取
抑制酶的活性,般用70~80%乙醇提取,浓缩。
初步纯化
(1)溶剂法:先用氯仿除亲脂性的杂质,再加乙醇使含醇量为20%左右,用氯仿或醋酸乙提总苷。毛花洋地黄总苷(混合苷)中苷甲、乙、丙的分离<br>
(2)铅盐法:先用乙除色素,再加饱和的中性醋酸铅沉淀。
(3)吸附法:用新烧的氧化镁或活性炭吸附提取液,再以甲醇解吸附。
2、次生苷的提取
先发酵酶解,然后用醋酸乙酯或乙醇提取。也可先用乙醇提取,再酶解。
3、分离
溶剂萃取法粗分
色谱法:硅胶<br>单糖苷、次生苷、苷元—有机溶剂洗脱<br>极性大的强心苷一含水系统洗脱<br>
·除去叶绿素的方法
1.稀碱皂T化<br>2醇液软缩<br>3醇液活性炭吸附<br>
八、结构研究
1、UV
甲型强心苷元:△aβ、Y内环217~220nm(lgE4.20-4.24)<br>乙型强心苷元:△aβ、V5-6-内环295-300nm(lg3.93)<br>
2、IR
甲型强心苷元:△aβ、Y内酯环,在18001700cm-1处有两个张基吸收峰(1750、1780cm-1左右)。较低波数者为正常吸收,较高波数者为不正常吸收,随溶剂极性增大而降低,若用KB压片测定则该刻吸收峰消失。
乙型强心苷元:△aβ、V5-5-内环在1800~1700cm-1区域内的两个张基吸收峰较甲型强心苷元向低波数位移约40cm-1(1718、1740cm-1左右)。
3、MS
强心苷的主要开裂方式是苷键的。断裂,而苷元的开裂方式较多,也较复杂,除RDA裂解、羟基的脱水、脱甲基外,还有一些由复杂开裂产生的特征碎片。<br>
九、中药实例
(一)毛花洋地黄
为玄参科植物,临床运用已有百年历史,现仍为治疗心力衰的有效物,叶富含强心苷类化合物,达30余种,多为次生苷。以苷甲和借丙的含里较高,是制备西地蓝去乙酰毛花详地黄苷丙速效强心药和地戈辛(异资基鲜地黄毒苷中效)的主要原料。
(二)黄花夹竹桃
为夹竹桃科植物,性寒味苦,有强心利尿、祛痰定喘、祛瘀、镇痛等功效,用于治疗心力衰竭等。其果仁含多种强心成分,含量高达8~10%。从黄花夹桃中得到的次生苷混合物(强心灵),强心效价比原生苷高5倍左右。
(三)蟾蜍
蟾酥是蟾蜍科动物中华大蟾蜍(Bufobufogargarizans)或黑眶蟾蜍(Bufo bufo melanostictus)<br>等的耳下腺及皮肤腺分泌的白色浆液,经加工干燥而成。解毒,消肿,强心,止痛。<br><br>