甾体类化合物
《甾体类化合物》课件
甾体类化合物的药理学特点
由于甾体类化合物在人体多种生理活动中发挥极为重要的作用，科学家们 正对与它们相关的药物的功能、副作用进行深入的研究。
甾体类明对人 体不同类型的疲劳有一定的缓解 作用。
提高运动表现
甾体类药物还可以通过提高运动 员的体能等途径提高运动表现。
日常使用
同时，甾体类药物也可以帮助缓 解由各种原因导致的疲劳，提高 生活质量。
甾体类化合物的未来发展趋势
1
学术研究
应该加强对甾体类化合物的研究和发展，
合成新型药物
2
以更好地认识它们在生物学和医学领域 的作用机制。
应该进一步发展人工合成方法，创造更
具有功能性的甾体类化合物，为研发新
型药物提供原材料。
人体内自然产生的甾体类化合物
1 胆固醇
胆固醇是人体内最常见的 甾体类化合物，也是胆汁 中的主要成分。
2 类固醇激素
3 其他
肾上腺中激素的一类，广 泛参与人体的生长、代谢、 炎症反应以及免疫功能。
还有一些人体内产生的甾 体类化合物，但它们的功 能和作用尚未完全阐明。
甾体类化合物的提取与制备方法
天然提取
3 光学旋光度
4 其他物理性质
甾体类化合物具有光学活性，具有旋光作用。
甾体类化合物的其他物理性质包括比旋光度、 折射率、电导率等。
甾体类化合物的化学性质
1
类固醇基团的反应
甾体类化合物中的类固醇基团对不同反
侧链的反应
2
应具有不同的敏感度。
甾体类化合物中的脂肪酸侧链也可以参
与反应。
3
其他化学性质
甾体类化合物还包括氧化、还原、酰化、 乙酰化等反应。
3
探索新的应用领域
第七章 甾体类化合物
提取分离
注意的问题——防止植物中的酶对成分进行酶解 提取原生苷——必须抑制酶的活性，原料要新鲜，
采集后低温快速干燥 1．提取
常用甲醇或70%乙醇为溶剂进行提取 优点：提取效率高、使酶失去活性
精品课件
2．纯化 ⑴溶剂法——根据化合物的极性选择溶剂进行除杂 ⑵铅盐法
铅盐与杂质可生成沉淀，该沉淀能吸附强心 苷而导致损失。这种吸附和溶液中醇的含量有关
乙型强心苷元
精品课件
O O
绿海葱苷元
OH HO
海葱苷元
3β，14β-二羟基海葱甾-4，20，22-三 烯
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强心苷糖部分
No Image
D-鸡纳糖 D-弩箭子糖 D-6-去氧阿洛糖 L-夫糖
No Image
精品课件
D-洋地黄糖 D-洋地黄毒糖 D-加拿大麻糖 L-黄花夹竹桃糖
强心苷结构
洋地黄毒苷 R=H
10
8
15
H
H
3
5
7
4
6
H
CH 3O
H3C
O
正系（5β-型 ）
别系（5α-型）
A、B-----顺式 正系（5β-型）--C5上的H和C10上角甲基在同侧，实线表示 A、B-----反式 别系（5α-型）-- 精C5品上课件的H和C10上角甲基在同侧，虚线表示
7.1.2 系统命名法
CH3 OH
HO
13β—乙基—3-甲氧基—1，3，5 （10）—甾三烯—17—酮
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乌本苷
绿海葱苷 绿海葱苷A
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精品课件
强心苷一般性质
（一）性状：--- 强心苷是中性化合物，为无
色晶体或无定形粉末。苦味。
甾体类化合物的名词解释
甾体类化合物的名词解释甾体类化合物是一类含有四环结构的有机化合物，其结构特点是四个环均为六元环，并且第三个环和第四个环共用一个碳原子。
甾体类化合物广泛存在于天然界中，具有多种生物活性和药理作用。
一、甾体类化合物的一般结构甾体类化合物的一般结构由A环、B环、C环、D环组成，其中A环和D环为六元环，B环和C环为五元环。
A环和B环之间通过一个碳原子相连，C环和D 环则共用一个碳原子。
这种结构特点赋予了甾体类化合物许多重要的性质和功能。
二、甾体类化合物的代表性成员1. 胆固醇胆固醇是一种常见的甾体类化合物，存在于动物体内，也可通过饮食摄入。
胆固醇在人体中起到多种重要作用，如构建和维护细胞膜的结构和功能、合成维生素D和多种激素等。
但是，过量的胆固醇会增加心血管疾病的风险。
2. 类固醇激素类固醇激素是一类由胆固醇合成的甾体类化合物，包括糖皮质激素、雄激素和雌激素等。
它们在人体内起到调节生理功能和维持内分泌平衡的重要作用。
例如，糖皮质激素能够抑制炎症反应，雄激素和雌激素则参与性别特征的形成和性激素水平的调节。
3. 植物甾醇植物甾醇是一类天然存在于植物中的甾体类化合物，其结构与胆固醇类似。
植物甾醇具有降低胆固醇吸收和降低血液中胆固醇含量的作用，因此常作为功能性食品成分和药物辅助治疗高胆固醇血症。
4. 类固醇类生物碱类固醇类生物碱是一类具有类固醇结构和生物碱性质的甾体类化合物，多存在于植物中。
它们具有抗炎、抗菌、抗肿瘤和免疫调节等多种药理活性，具有重要的药用价值。
例如，甘草中的甘草酸和天然龙胆中的地黄苷都属于类固醇类生物碱。
三、甾体类化合物的应用与挑战由于甾体类化合物具有多种生物活性和药理作用，因此在医药和生命科学领域具有广泛的应用前景。
例如，类固醇激素在炎症、免疫性疾病和器官移植等领域中被广泛应用。
此外，甾体类生物碱也成为新一代抗肿瘤药物的研究热点。
然而，甾体类化合物的研究和应用也面临一些挑战。
首先，合成复杂度高，合成路线繁琐，制约了甾体类化合物的大规模合成和商业化生产。
甾体化合物
甾族化合物广泛存在于动植物组织内，并在动植物生命活动中起着重要的作用。
一、甾族化合物的结构1．基本结构甾类化合物分子中，都含有一个叫甾核的四环碳骨架，环上一般带有三个侧链其通式为：R1、R2一般为甲基，称为角甲基，R3为其它含有不同碳原子数的取代基。
甾是个象形字，是根据这个结构而来的，许多甾体化合物出这三个侧链外，甾核上还有双键、羟基和其他取代基。
二、重要的甾族化合物1．甾醇1）胆甾醇（胆固醇）胆甾醇是最早发现的一个甾体化合物，存在于人及动物的血液、脂肪、脑髓及神经组织中。
3 -羟基-胆甾-5-烯（胆固醇）无色或略带黄色的结晶，m.p148.5℃,在高真空度下可升华，微溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿有机溶剂。
人体内发现的胆结石几乎是由胆甾醇所组成的，胆固醇的名称也是由此而来的。
2）7-脱氢胆甾醇胆甾醇在酶催化下氧化成7-脱氢胆甾醇。
7-脱氢胆甾醇存在于皮肤组织中，在日光照射下发生化学反应，转变为维生素D3：维生素D3是从小肠中吸收Ca2+离子过程中的关键化合物。
体内维生素D3的浓度太低，会引起Ca2+离子缺乏，不足以维持骨骼的正常生成而产生软骨病。
3）麦角甾醇麦角甾醇是一种植物甾醇，最初是从麦角中得到的，但在酵母中更易得到。
麦角甾醇经日光照射后，B环开环而成前钙化醇，前钙化醇加热后形成维生素D2（即钙化醇）。
维生素D2 同维生素D 3一样，也能抗软骨病，因此，可以将麦角甾醇用紫外光照射后加入牛奶和其他食品中，以保证儿童能得到足够的维生素D。
2．胆汁酸3 ,7 ,12 -三羟基-5 -胆烷-24-酸（胆酸）胆汁酸存在于动物的胆汁中，从人和牛的胆汁中所分离出来的胆汁酸主要为胆酸。
胆酸是油脂的乳化剂，其生理作用是使脂肪乳化，促进它在肠的水解和吸收。
故胆酸被称为“动物肥皂”。
3．甾族激素激素是由动物体内各种内分泌腺分泌的一类具有生理活性的化合物，它们直接进入血液或淋巴液中循环至体内不同组织和器官，对各种生理机能和代谢过程起着重要的协调作用。
天然产物化学 第3章 甾体类化合物
O
O
OH
HO
OH
HO
甲型强心苷
乙型强心苷
（三）甾体化合物的显色反应
① Liebermann-Burchard 反应 —— 与浓硫酸-醋酐（1：20）反应显色。 ② Salkowski反应——氯仿中与浓硫酸反应 （氯仿层血红色，硫酸层显绿色）。 ③ Tschugaev反应——与冰醋酸、氯化锌、乙酰氯反 应显色,红-蓝-绿。
O
H OR
+ H3 O
O
H
-HOR
O
+ OR H
+
H பைடு நூலகம்O 2
O
H OH
+
+ H3 O
2-去氧糖苷
苷原子质子化
阳碳离子
2-去氧糖
2-羟基糖易产生下式互变，阻挠了水解反应 的进行，故在此条件下不能水解2-OH糖。
O H OR OH OH
+ H3 O
O
H
互变
O
H OR
+ OR H
2-羟基糖苷
+OH H
Keller-Kiliani反应：
强心苷 Fe
3+
冰醋酸液 （滴加） (FeCl3 or Fe2(SO4)3
+ 浓硫酸
蓝色或蓝绿色 （醋酸层）
应用对象 —— 具有游离的 2- 去氧糖、能水解出 2去氧糖的强心苷
三、强心苷类
强心苷（cardiac glycosides）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
杀软体动物等。
（三）甾体皂苷的生理功能
1、抗真菌、抗细菌和抗病毒活性
很多甾体皂苷有抗真菌活性，最小抑制浓度 （MIC)为 0. 5 ~0. 8μg/mL。一些甾体皂苷有抗革兰 阳性菌及抗病毒的活性。
学习_第九章甾体类化合物
O
CH3
OO
OH
CH3
H
OO
CH3
OH
OO
OH
O
OH
OH
HO
OH
OH
OH
OH O O
CH3
OH
OH OH
毛地黄毒苷 乌本苷
特例 ：亲脂性苷——毛地黄毒苷（含3个糖，共有5个OH） 难溶于水（1：100000）易溶于CHCL3(1:40)
3、MS
EI－MS 139（100％ 基峰）
115 （m 中强峰）
H3C
O+
H3C
HO+
O
126 （w 弱峰） O+
CH3
或 O+..
4、NMR
1、高场 4个CH3 δ C18 ＜ C19 S C21 ＞ C27 d
2、略低场 C16－H ；C26－2H —— 因与O相邻δ处在较低磁场 3、其他CH2，CH 在1.5～2.5之间呈 堆积峰
（硅胶、sep LH-20、大孔树脂等）
中药化学成分预试验
一、预试验的分类：
1、系统预试——检查所有大类的成分
2、分项预试——根据需要，只检查一类 或几类成分
二、药材提取方法
1、水提 冷水—— 可检查：aa、pro
糖、
热水（60℃）——单糖、多
有机酸、苷类、小分子酚类、 鞣
中药化学成分预试验
2、95%EtOH提： 各类苷（香豆素、蒽醌、黄酮、）酚类、有机酸、
22
O
20
O
21
乙型强心苷（六元不饱和内酯）
Δ 20；22 六元内酯；Δ αβ， γδ δ内酯
第八章 甾体类化合物
II 型：苷元（3 ）-（6-去氧糖）x－（D-葡萄糖）y ：
黄夹苷甲（强心灵）
黄花夹竹桃
III型：苷元（3）-（D-葡萄糖）y ：较少见
绿海葱苷
第二节 强心苷
（一）概述 （二）化学结构及分类 （三）理化性质 （四）提取分离 （五）波谱特征
四、强心苷的理化检识
（一）性状 多为无色结晶或无定型粉末。
2.较低波数--αβ不饱和内酯环 C=O正常吸收
2.较低波数--αβ,γδ-不 饱和内酯环C=O正常吸收
(毛花洋地黄毒苷元 1756 cm-1)
（嚏根草苷元1718 cm-1）
两区频率较高―――→ △40 cm-1 ←―――两区频率较低
↓
↓
乙型比甲型多一双键，共轭程度高，频率降低
αβ饱和内酯环C=O吸收峰1786 cm-1 αβ不饱和内酯环C=O吸收峰1756 cm-1 αβ,γδ-不饱和内酯环C=O吸收峰1718 cm-1
蜗 牛 酶
3. 碱催化水解
内酯环的水解： KOH/H2O OH- 开环
H+
环合
* 甲型强心苷: C22活性亚甲基
乙型强心苷在氢氧化钾醇溶液中，不发生双键 转移，但内酯环开裂生成甲酯异构化苷
22
23
20 14
21
O
O
KOH MeOH
OH
COOCH3 OH
OH
COOCH3
-H2O
O
强心苷的颜色反应
现临床上应用多达二、三十种，主要用以治疗 充血性心力衰竭及节律障碍等心脏疾病. 如：西地兰、地高辛（毛花洋地黄叶） 黄夹苷（强心灵，夹竹桃果仁）
动物中至今尚未发现有强心苷类存在 。
(二) 化学结构及分类
甾体类化合物
12
R
17
11
13
16
1 10
9C
D
2
A
B
8 14
15
3
5
7
4
6
一、甾体化合物旳构造与分类
各类甾体成份C17位都有侧链。根据侧链构造旳不同， 又分为许多种类，如表9-1所示。
表9-1 天然甾体化合物旳种类及构造特点
名称
A/B
B/C
C/D
C17-取代基
植物甾醇
顺、反
反
反
8～10
个碳旳
脂肪烃
胆汁酸
顺
(一) 性状 强心苷多为无定形粉末或无色结晶，具有旋光性，C17
位侧链为β构型者味苦，为α构型者味不苦。对粘膜具有 刺激性。
（二） 溶解性 强心苷一般可溶于水、醇、丙酮等极性溶剂，微溶于乙
酸乙酯、含醇氯仿，几乎不溶于乙醚、苯、石油醚等极性小 旳溶剂。
强心苷旳溶解性与分子所含糖旳数目、种类、苷元所含 旳羟基数及位置有关。原生苷因为分子中含糖基数目多，而比其 次生苷和苷元旳亲水性强，可溶于水等极性大旳溶剂，难溶于极 性小旳溶剂。在溶解性旳比较中还需注意糖旳类型、糖和苷元上 羟基旳数目，假如羟基数越多，亲水性则越强，例如乌本苷 （ouabain）虽是单糖苷，但整个分子却有八个羟基，水溶性大 （1:75），难溶于氯仿；洋地黄毒苷虽为三糖苷，但整个分子只 有五个羟基，故在水中溶解度小（1:100000），易溶于氯仿 （1:40）。另外，分子中羟基是否形成份子内氢键，也可影响强 心苷溶解性。可形成份子内氢键者亲水性弱，反之，亲水性强。
4．Rosenheim反应 将样品溶于氯仿，加25%旳 三氯乙酸乙醇溶液，呈红色至紫色。 5．三氯化锑或五氯化锑反应 将样品溶液点于滤 纸上，喷20%三氯化锑或五氯化锑旳氯仿溶液 （不含乙醇和水），于60℃～70℃加热3～5分钟， 样品斑点呈现灰蓝、蓝、灰紫等颜色。
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2.甾醇的酯化反应
规律： e键上的-OH易和-COOH酯 化，与a键上-OH相比可达98%以上。
ClCOO
CH3 OH
CH3 Rຫໍສະໝຸດ OH3β-OH(e键)与氯甲酸乙酯的反应产物占绝大多数， C5-OH与C6-OH(a键)几乎不反应。
3.水解反应
规律：在e键上的酰氧基酯水解速度比在a键 上快许多倍。胆甾醇3β 式快；粪甾醇3α 式快。
A,B环aa型连接
粪甾烷系 (正系)
1
8
C
H
R
3
19C H 3 H
A BH H
H
A,B环顺式(5β系)
CH3
HB A
CH3 R
A,B环ae型连接
18及19位上的甲基称角甲基，在环平面上方(或前方)的角 甲基称β-角甲基，在环平面下方(或后方)的甲基称α-角甲基。 天然存在的甾体化合物中都是β-角甲基，其它基团根据其在 环平面前方还是在环平面的的后方，用β-或α-表示。
面
向
双
键进
攻， R
分
别
得
到胆
甾
-3β
醇与5α ,6α -二中 溴性胆KM 甾n-O34（β冷-）醇。
,5α
,6α -三
R
或OsO4
HO
Br2/CS2
R
HO
OH
OH
5α,6α-二羟基产物 顺式加成产物
HO
B rB r
5α,6β-二溴产物(反 式加成产物)
双键加溴过程：
H O
C H 3
C H 3 R
B r+ HO
两个甾体化合物：
(1) 黄体酮：
分 子 式 为 C21H30O2 ， 学 名 为4-孕甾烯-3,20-二酮，具有保 胎作用，可从胆固醇来合成。 O
(2) 氢化可的松
分子式为C21H30O5 ，又称
皮质醇。具生理活性，主要用
于治疗皮炎和风湿性关节炎，
C11上-OH是β-式，C17上-OH
是α-式 即11β,17α,21-三羟基-4-
22 23
24 25 26 27
(5) 麦角甾烷(Ergostane)
(6) 豆甾烷(Stigmastane)
28 28
29
例：
O
OH
O
17α-羟基-4-孕甾烯3,20-二酮
HH HO
5,7,22-麦角甾三烯-3β-醇
O
HO
O
H
3β-羟基-5 α-胆甾-6-酮
O
H Br
6β-溴-5β-孕甾-7,20二酮
OH)。 CH3
H
H
(e)
(a)H
H(a) H
H (e)
1.甾醇和碱作用
C2H5ONa
HO H
(90%)
HO H
(10%)
5α-胆甾烷-3β-醇(e键)
5α-胆甾烷-3α-醇(a键)
C 2H 5O N a
HO H
(10%)
HO H
(90%)
胆甾烷中羟基在e键上比a键上稳定，因此含量较高，而
粪甾烷的情形正好相反。
第7章甾体化合物 一、概述
二、甾体化合物的性质 三、代表性甾体化合物
一、甾体化合物的结构与命名
甾体化合物在生命活动中起调节和控制
作用。例性激素调节性功能及调节生育，
皮质激素调节水盐代谢及糖的平衡。甾体
1化.甾合体物化主合要物有的胆结构甾醇，胆汁酸，性激R 2素R 3 ， 肾上甾腺体皮化质合激物素基，本甾母体生物碱等R 1 。
(1) 雄(甾)烷(Androstane)
11 19 1
12 18 13
17 16
2
10 9 8 14 15
3
5
7
4
6
(2) 雌(甾)烷(Estrane)
12 18 17
11
1
13
16
2
10 9 8 14 15
3
5
7
4
6
(3) 孕(甾)烷(Pregnane)：
21 20
(4) 胆甾烷(Cholestane)
HO
CH3
CH3 R POCl3--吡 啶
CH3
CH3R
CH3
H2C H 3-次甲基衍生物
由于2-烯键化合物存在超共轭(σ-π共轭) 效应，而3-次 甲基衍生物为端位烯，内能高，因此稳定性为2-烯键化 合物大于3-次甲基衍生物。
6.加成反应
例如胆甾醇的加成反应，因为C18，C19角甲
基都是β -型，所以双键加成时从位阻较小的α -
胆甾醇系：
+
粪 甾
RCOO H
RCOO H
醇 的
情
水解
形
与
胆
甾
醇
+
相
反
HO H
HO H
。
多
少
4.卤化反应
常用PBr3，PCl5作卤化剂。卤化过程中易发
生构型转化(SN2)，也有构型不变产物(e键上引入
卤素)。例下C H 3 列过程C H 引3 R 入卤素构型不变C H 。3
H O
P B r3 B r
核(结构)为环戊稠多氢
化菲，一般含有三个支 链 ， 其 中 R1 、 R2 常 为 甲
环戊稠多氢化菲
基 ， R3 因 化 合 物 不 同 而
异。
甾体化合物的立体构型主要有两大类，分别称为胆甾 烷系和粪甾烷系。
胆甾烷系(别系)
1
8
C
H
R
3
19C H 3 H
A BH H
H
CH3
A
B
H
CH3 R
A,B环反式(5α系)
CH3
+
Br
CH3 R
Br_
HO
CH3 Br
CH3 R
10天后
Br
两个溴都在a键上, 不稳定，易发生消 去反应
CH3
CH3 R
Br
Br HO
粪甾烷系二溴产物，较稳 定，两个溴在e键上，但 OH在a 键上
7.羰基加成-消去反应
R
R
Ph3P=CH 2 W itting反 应
O
H2C
8.氧化反应
常用铬酸、HOBr等氧化剂氧化羟基。氧化规 律：OH处在a键上易氧化。甾醇羟基被氧化活性 次序从易到难排列如下：
二、甾体化合物的一些反应与构象的关系
甾体化合物的反应过程、速度和构象有关，
胆甾烷与粪甾烷的构象如下所示。5α-胆甾
烷构象，A,B环反式，天然界甾体C3上-OH
绝大多数为β-式(e键OH)，C17上R为β-式，
45~α5-胆、甾5烷~6构位象：双键易反应。5β-5粪β甾-粪烷甾构象烷：构CH象3 R， A,B环顺式，C3C上H3 αR-位稳定，CαH3-OH多(e键
孕甾烯-3,20-二酮。
O
CH3 CO CH3 CH3 H
HH
HO CH3
CH2OH CO CH3 OH
H
HH
与氢化可的松相似结构的另一
化合物，无生理作用，与氢化可 的松的差异是C11上-OH是α-式。 (11α-羟基，17α-羟基)
HOH2C O
HO
OH
O
2.甾体化合物命名
结合IUPAC命名法与中文特点，一些母体化合 物的名称表述如下：
O H H
B r H
C H 3 R
5.消去反应
消去反应的结果是脱去一些象H2O一样的小分 子而生成双键产物。
当两个被消去基团处在反式双竖键(双a键)容 易发生消去反应；反式双e键或顺式双竖键都不 易消去。
H C H 3
H 3C O H
C H 3R
PO C l3--吡 啶
C H 3R C H 3
H 3C H 2-烯键化合物