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1、第七章甾體及其苷類STEROIDESANDGLUCOSIDESSectionOneIntroduction天然廣泛存在的一類化學(xué)成分,種類很多,包括動植物甾醇(也稱固醇)、膽酸、維生素D、動物激素、腎上腺皮質(zhì)激素、植物強心苷、蟾酥毒素、甾體生物堿、甾體藥物、昆蟲激素等。雖然這些成分來源不同、生理活性不同,但它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)中都具有甾體母核----環(huán)戊烷駢多氫菲。這類成分涉及到生理、保健、節(jié)育、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等多方面,對動植物的生命活動起著重要的作用。一、甾體的定義又名類固醇化合物(steroids),因其結(jié)構(gòu)中都具有環(huán)戊烷
2、駢多氫菲的甾核,1936年給這類化合物提出一個總稱“甾體化合物”,“甾”字很形象化地表示了這類化合物的骨架,即在含有四個稠合環(huán)“田”字上面連有三個支鏈“〈〈〈”。C10、C13上各有一個甲基,稱為角甲基。C17位有側(cè)鏈。二、研究進展1903--1932年,甾醇及膽酸的研究闡明了甾體的碳架結(jié)構(gòu)。1928--1960年,動物激素的發(fā)現(xiàn)和工業(yè)生產(chǎn)。1960--80年代末,避孕藥物的合成及其應(yīng)用與昆蟲激素的發(fā)現(xiàn)。三、基本結(jié)構(gòu)和分類在甾體母核上,大都存在C3羥基,可和糖結(jié)合成苷。而C17側(cè)鏈有顯著差別,根據(jù)C17側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的不同,可將天
3、然甾類分為不同類型。分類A/BB/CC/DC21甾類反反順強心苷類順、反反反甾體皂苷類順、反反反植物甾醇順、反反反昆蟲變態(tài)激素順反反膽酸類順反反C17側(cè)鏈羰甲基衍生物不飽和內(nèi)酯環(huán)含氧螺雜環(huán)脂肪烴脂肪烴戊酸甾體母核有七個手性碳原子,C5、C8、C9、C10、C13、C14、C17,故理論上應(yīng)有27=128種光學(xué)異構(gòu)體,但由于稠環(huán)的存在及其引起的空間阻礙,實際上可能存在的異構(gòu)體大大減少,一般只以穩(wěn)定的構(gòu)型存在。四.立體化學(xué)甾的基本結(jié)構(gòu)和命名甾族化合物是廣泛存在于動植物中的重要天然產(chǎn)物。在這類化合物的分子式中,都含有一個環(huán)戊烷并多
4、氫菲的基本骨架,并且?guī)в腥齻€側(cè)鏈,其通式可表示為:其中R1和R2一般為甲基,通常把這種甲基稱為角甲基。R3為具有2,4,5,8,9,10個碳原子的側(cè)鏈。甾是個象形字。是根據(jù)這個結(jié)構(gòu)而來,“田”表示四個環(huán)“<<<”則表示為三個側(cè)鏈。甾族化合物的立體結(jié)構(gòu)甾族化合物的立體化學(xué)比較復(fù)雜。只就A,B,C,D四個環(huán)講,就有六個手性碳原子,因此可能有立體異構(gòu)體的數(shù)目為26=64個,但天然產(chǎn)甾族化合物現(xiàn)知的只有兩種構(gòu)型,一種是A和B環(huán)以反式相并聯(lián)。另一種是A和B環(huán)以順式相并聯(lián)。而B和C環(huán),C和D環(huán)之間多是以反式相并聯(lián)的。構(gòu)象式為AB反式構(gòu)象
5、式為A.B順式從構(gòu)型看與甾體所連接的基團,可以在環(huán)平面之前,也可以在環(huán)平面之后,一般將甾族化合物分子中環(huán)平面之上的基團稱為β-構(gòu)型,用實線表示;把在環(huán)平面之下的基團稱為α-構(gòu)型,用虛線表示;未知構(gòu)型者,稱為ζ鍵,用波線(~~)表示。5α-膽甾烷-3-醇的兩種異構(gòu)體如下:5α-膽甾烷-3β-醇5α-膽甾烷-3α-醇甾族的種類根據(jù)甾族化合物的存在和化學(xué)結(jié)構(gòu)可以分為:甾醇、膽汁酸、甾族激素、甾族生物堿等1.甾醇甾醇根據(jù)存在的地方分為動物甾醇和植物甾醇兩類。膽甾醇和多角甾醇可以作為這兩類甾醇的代表,它們的結(jié)構(gòu)如下膽甾醇麥角甾醇麥角甾
6、醇在紫外光照射下,通常一系列中間產(chǎn)物最后產(chǎn)物生成維生素D22.膽汁酸膽汁酸是用水解的方法從膽汁仲分離出來的一系列羧酸。從人和牛膽汁中所分離出來膽汁酸主要為膽酸及去氧膽酸:紫外光膽酸去氧膽酸在膽汁中膽汁酸是以膽鹽的形式存在的,即膽汁酸中的羧基與甘氨酸(H2NCH2COOH)或牛黃酸(H2NCH2CH2SO3H)中的氨基形成酰胺鍵,而以后者的羧基或磺酸基形成鹽。膽鹽的作用是脂肪乳化,促進它在腸中的水解和吸收。3.甾族激素甾族激素包括性激素和腎上腺皮質(zhì)激素性激素又分為雌性激素和雄性激素兩類。雌性激素及雄性激素是決定性征的物質(zhì)。如雄
7、酮激素雌二醇雌酮激素(從男人尿中得到)(豬卵巢中提?。ㄔ袐D尿中提?。┤斯ず铣傻募に匾胰仓Z酮雌性激素A環(huán)是芳環(huán),是一個酚,而雄酮激素A環(huán)是飽和的環(huán),是一個二級醇,一個苯環(huán)和一個環(huán)己烷之差,決定了兩性的區(qū)別。腎上腺皮質(zhì)激素是哺乳動物腎上腺皮質(zhì)所分泌的??傻乃墒瞧渲械囊环N可的松控制糖類的新陳代謝,有治療風濕性關(guān)節(jié)炎和促進機體生理機能的作用??傻乃善べ|(zhì)甾酮四、甾類成分的顏色反應(yīng)甾類成分在無水條件下,用酸處理,能產(chǎn)生各種顏色反應(yīng),用這些反應(yīng)來初步鑒別該類成分或供比色分析。1.Liebermann-burchard反應(yīng)樣品溶于冰醋酸,
8、加濃硫酸-醋酐(1:20),產(chǎn)生紅紫藍綠污綠等顏色變化,最后褪色。三萜皂苷也有此反應(yīng),顏色變化稍慢,且不出現(xiàn)污綠色。但甾體皂苷顏色變化快,在顏色變化的最后呈現(xiàn)污綠色;2.Salkowski反應(yīng)樣品溶于氯仿,沿管壁滴加濃硫酸,氯仿層顯血紅色或青色,硫酸層顯綠色熒光。3.三氯化銻或五氯化銻反應(yīng)