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10月17日
第3章中药化学成分与药效物质基础
第九节强心苷（下）
强心苷是生物界中存在的一类对心脏具有强心作用等显著生理活性的甾体苷类。
主要存在于植物体中，易被水解生成次生苷，提取分离较为困难。动物中至今尚未发现强心苷类成分，中药蟾酥是一类具有强心作用的甾体化合物，但不属于苷类，属于蟾毒配基的脂肪酸酯类。
三、理化性质(★★★)(一)物理性质
1.性状
强心苷多为无定形粉末或无色结晶，具有旋光性，C-17侧链为β构型者味苦，为α构型者味不苦。对黏膜具有刺激性。
2.溶解性
强心苷一般可溶于水、醇和丙酮等极性溶剂，微溶于乙酸乙酯、含醇氯仿，几乎不溶于乙醚、苯和石油醚等极性小的溶剂。而苷元则难溶于水等极性溶剂，易溶于乙酸乙酯、氯仿等有机溶剂。
强心苷的溶解性与分子中所含糖的数目、种类、苷元所含的羟基数及位置有关。
(1)糖的数目：原生苷由于分子中含糖基数目多，而比其次生苷和苷元的亲水性强，可溶于水等极性大的溶剂，难溶于极性小的溶剂。许多原生苷由于亲水性较强而不易结晶，为无定型粉末。
(2)羟基数目：强心苷的溶解性与糖的类型、苷元上羟基的数目有关。羟基数越多，亲水性则越强，例如乌本苷(乌本苷元-L-鼠李糖)虽是单糖苷，但整个分子有8个羟基，水溶性大(1∶75)，难溶于氯仿;洋地黄毒苷虽为三糖苷(3个糖基都是α-去氧糖)，但分子只有5个羟基，故在水中溶解度小(1∶)，易溶于氯仿(1∶40)。
(3)羟基的位置：分子中羟基是否形成分子内氢键，也可影响强心苷的溶解性。当糖基和苷元上的羟基数目相同时，可形成分子内氢键者，其亲水性弱，反之，亲水性强。例如，毛花洋地黄苷乙和毛花洋地黄苷丙均为四糖苷，整个分子有8个羟基，其糖的种类和苷元上的羟基数目均相同，仅羟基的位置不同，前者是C14,C16-二羟基，其中C16羟基能与C17β-内酯环的羰基形成分子内氢键，而后者是C14,C12-二羟基，不能形成分子内氢键，所以毛花洋地黄苷乙在水中的溶解度(几乎不溶)比毛花洋地黄苷丙(1∶)小;而在氯仿中的溶解度则相反，毛花洋地黄苷乙(1∶)大于毛花洋地黄苷丙(1∶)。
分子中有无更多的双键、羰基、甲氧基和酯键等也能影响强心苷的溶解度。
(二)化学性质
1.强心苷的颜色反应及其应用
强心苷的颜色反应可由甾体母核、不饱和内酯环和α-去氧糖产生。
(1)甾体母核的颜色反应：甾体类化合物在无水条件下用酸处理，能产生各种颜色反应。
①Liebermann-Burchard反应：将样品溶于冰醋酸或氯仿中，加醋酐-浓硫酸(20∶1)，产生红→紫→蓝→绿→污绿等颜色变化，最后褪色。
②Salkowski反应：将样品溶于氯仿，沿管壁缓缓加入浓硫酸，硫酸层显血红色或蓝色，氯仿层显绿色荧光。
③Tschugaevff反应：将样品溶于冰醋酸中，加乙酰氯数滴及氯化锌结晶数粒，稍加热或取样品溶于氯仿，加冰醋酸、乙酰氯、氯化锌煮沸，反应液呈现紫红→蓝→绿颜色的变化。
④三氯化锑反应：将样品溶于氯仿或醇溶液点于滤纸或薄层板上，喷以20%三氯化锑的氯仿溶液(不应含乙醇和水)，干燥后60℃~70℃加热3~5min，显蓝色、灰蓝色、灰紫色等多种颜色斑点。
⑤三氯乙酸-氯胺T反应：将样品溶液点于滤纸或薄层板上，喷25%的三氯乙酸-氯胺T试剂，晾干后于℃加热数分钟，置紫外灯下观察。洋地黄毒苷类显黄色荧光;羟基洋地黄毒苷类显亮蓝色荧光;异羟基洋地黄毒苷类显蓝色荧光。
(2)C-17位上不饱和内酯环的颜色反应：甲型强心苷在碱性醇溶液中，由于五元不饱和内酯环上的双键移位产生C-22活性亚甲基，能与活性亚甲基试剂作用而显色。乙型强心苷无此类反应。
①Legal反应：取样品1~2mg，溶于2~3滴吡啶中，加3%亚硝酰铁氰化钠溶液和2mol/L氢氧化钠溶液各1滴，反应液呈深红色并渐渐褪去。
②Raymond反应：取样品约1mg，以少量50%乙醇溶解后加入间二硝基苯乙醇溶液0.1ml，摇匀后再加入20%氢氧化钠0.2ml，反应液呈蓝紫色。
③Kedde反应：取样品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%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，溶液呈红色或紫红色。
本试剂可用于强心苷纸色谱和薄层色谱显色剂，喷雾后显紫红色，几分钟后褪色。
④Baljet反应：取样品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。使用前等量混合)数滴，呈橙色或橙红色。此反应有时发生较慢，需放置15分钟以后才能显色。
表3-38
强心苷的颜色反应
作用部位
反应
特征
甾体母核
Liebermann-Burchard（醋酐-浓硫酸）反应
红→紫→蓝→绿→污绿最后褪色
Salkowski反应
硫酸层显血红色或蓝色，氯仿层显绿色荧光
Tschugaev反应
紫红→蓝→绿
三氯化锑反应
灰蓝色、蓝色、灰紫色斑点
三氯乙酸-氯胺T反应
区别洋地黄类强心苷的各种苷元
C-17位上不饱和内酯环（区别甲乙型强心苷）
Legal（亚硝酰铁氰化钠试剂）反应
深红色并渐渐褪去
Raymond（间二硝基苯试剂）反应
蓝紫色
Kedde（3,5-二硝基苯甲酸试剂）反应
红色或紫红色
Baljet（碱性苦味酸试剂）反应
橙色或橙红色
α-去氧糖
Keller-Kiliani（K-K）反应
如有α-去氧糖，则乙酸层显蓝色
呫吨氢醇（Xanthydrol）反应
红色
对-二甲氨基苯甲醛反应
灰红色斑点
过碘酸钠-对硝基苯胺反应
黄色斑点转绿
(3)α-去氧糖颜色反应：α-去氧糖共有下列四个颜色反应。
①Keller-Kiliani(K-K)反应：观察界面和乙酸层的颜色变化。如有α-去氧糖，则乙酸层显蓝色。界面的显色，是由于浓硫酸对苷元所起的作用逐渐向下层扩散。其显色随苷元羟基、双键的位置和数目不同而异，可显红色、绿色、黄色等，但久置后因炭化作用，均转为暗色。
此反应只对游离的α-去氧糖或α-去氧糖与苷元连接的苷显色，对α-去氧糖和葡萄糖或其他羟基糖连接的二糖、三糖及乙酰化的α-去氧糖不显色，因为在此条件下不能水解出α-去氧糖。故此反应阳性可肯定α-去氧糖的存在，但对此反应不显色的有时未必具有完全的否定意义。
②呫吨氢醇(Xanthydrol)反应：若分子中有α-去氧糖即显红色。此反应极为灵敏，分子中的α-去氧糖可定量地发生反应，故还可用于定量分析。
③对-二甲氨基苯甲醛反应：分子中若有α-去氧糖可显灰红色斑点。
④过碘酸钠-对硝基苯胺反应：将样品的醇溶液点于滤纸或薄层板上，先喷过碘酸钠水溶液，于室温放置10分钟，再喷对硝基苯胺试液，则迅速在灰黄色背底上出现深黄色斑点，置紫外灯下观察则为棕色背底上出现黄色荧光斑点。再喷以5%氢氧化钠甲醇溶液，则斑点转为绿色。
2.水解反应
强心苷的苷键可被酸或酶催化水解，分子中的内酯环和其他酯键能被碱水解。水解反应可分为化学方法和生物方法。前者主要有酸水解和碱水解;后者有酶水解。
(1)酸水解：分为温和酸水解、强烈酸水解和氯化氢-丙酮法水解。
①温和酸水解：用稀酸如0.02~0.05mol/L的盐酸或硫酸，在含水醇中经短时间加热回流，可使Ⅰ型强心苷水解为苷元和糖。因为苷元和α-去氧糖之间、α-去氧糖与α-去氧糖之间的糖苷键极易被酸水解，在此条件下即可断裂。而α-去氧糖与α-羟基糖、α-羟基糖与α-羟基糖之间的苷键在此条件下不易断裂，常常得到二糖或三糖。由于此水解条件温和，对苷元的影响较小，不致引起脱水反应，对不稳定的α-去氧糖亦不致分解。如：
稀酸温和水解
紫花洋地黄苷A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-洋地黄双糖)
稀酸温和水解
K-毒毛旋花子苷毒毛旋花子苷元+毒毛旋花子三糖
[D-加拿大麻糖-(D-葡萄糖)2]
此法不宜用于16位有甲酰基的洋地黄强心苷类的水解，因16位甲酰基即使在这种温和的条件下也能被水解。
②强烈酸水解：Ⅱ型和Ⅲ型强心苷中苷元直接相连的均为α-羟基糖，由于糖的α-羟基阻碍了苷键原子的质子化，使水解较为困难，用温和酸水解无法使其水解，必须增高酸的浓度(3%~5%盐酸或硫酸)，延长作用时间或同时加压，才能使α-羟基糖定量地水解下来。但常引起苷元结构的改变，即苷元失去一分子或数分子水形成脱水苷元，而得不到原生苷元。
③氯化氢-丙酮法(Mannich和Siewert法)：将强心苷置于含1%氯化氢的丙酮溶液中，20℃放置2周。因糖分子中C-2羟基和C-3羟基与丙酮反应，生成丙酮化物，进而水解，可得到原生苷元和糖衍生物。例如以此法水解铃兰毒苷。
本法适合于多数Ⅱ型强心苷的水解。但是，多糖苷因极性太大，难溶于丙酮中，则水解反应不易进行或不能进行。此外，也并非所有能溶于丙酮的强心苷都可用此法进行酸水解，例如黄夹次苷乙用此法水解只能得到缩水苷元。
(2)酶水解：酶水解有一定的专属性。不同性质的酶，作用于不同性质的苷键。在含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶，但无水解α-去氧糖的酶，所以能水解除去分子中的葡萄糖，保留α-去氧糖而生成次级苷。如：
紫花苷酶
紫花洋地黄苷A洋地黄毒苷+D-葡萄糖(紫花苷酶为β-葡萄糖苷酶)
含强心苷的植物中均有相应的水解酶共存，故分离强心苷时，常可得到一系列同一苷元的苷类，其区别仅在于D-葡萄糖数目的不同。
苷元类型不同，被酶解难易程度也不同。毛花洋地黄苷和紫花洋地黄毒苷用紫花苷酶酶解，前者糖基上有乙酰基，对酶作用阻力大，故水解慢，后者水解快。一般来说，乙型强心苷较甲型强心苷易被酶水解。
由于甲型强心苷的强心作用与分子中糖基数目有关，其强心作用的大小为：单糖苷二糖苷三糖苷，因此常利用酶水解使植物体中的原生苷水解成强心作用更强的次生苷。
(3)碱水解：强心苷的苷键不被碱水解。但强心苷分子中的酰基、内酯环会受碱的影响，发生裂解、双键移位和苷元异构化等反应。
四、含有强心苷类化合物的常用中药(★★☆)
(一)香加皮
1.香加皮中主要强心苷
香加皮中含有甲型强心苷类化合物，其主要成分为杠柳毒苷和杠柳次苷，该类强心苷的苷元主要有两类：periplogenin和xysmalogenin。
2.香加皮中强心苷的毒性表现
香加皮毒性主要来源于杠柳毒苷，香加皮生药制剂给猫灌胃1g/kg可致死。中毒后血压先升后降，心收缩力增强，继而减弱，心率不齐，乃至心肌纤颤而死亡。
香加皮长期毒性实验表明，香加皮可降低大鼠的心、脾、卵巢指数，增加大鼠的睾丸、肾指数，对肝、肺、肾上腺、胸腺、脑指数无明显影响。
(二)罗布麻叶
1.罗布麻叶中主要强心苷
罗布麻叶中含有甲型强心苷类化合物，包括1个苷元：毒毛旋花子苷元;3个苷：加拿大麻苷、毒毛旋花子苷元-β-D-毛地黄糖苷、毒毛旋花子苷元-β-D-葡萄糖基-(1→4)-β-D-毛地黄糖苷。
2.罗布麻中强心苷的毒性表现
罗布麻叶一般来说毒性较低，但剂量不宜过大，否则亦会引起心脏等方面的毒性反应。
表3-39
含有强心苷类化合物的常用中药及其主要成分
中药材
成分类型
主要成分
香加皮
甲型强心苷
杠柳毒苷和杠柳次苷
罗布麻叶
甲型强心苷
1个苷元：毒毛旋花子苷元；3个苷：加拿大麻苷、毒毛旋花子苷元-β-D-毛地黄糖苷、毒毛旋花子苷元-β-D-葡萄糖基-（1→4）-β-D-毛地黄糖苷
阿虎医学