强心苷的化学结构
(一)结构特征
强心苷由强心苷元与糖缩合而成。天然存在的强心苷元是C-17侧链为不饱和内酯环的甾体化合物。其结构特点如下:
1.甾体母核A、B、c、D四个环的稠合方式为A/B环,有顺、反两种形式,但多为顺式;B/C环均为反式;C/D环多为顺式。
2.甾体母核C-10、C-13、C-17的取代基均为β型。C-10多有甲基或醛基、羟甲基、羧基等含氧基团,C-13为甲基取代,C-17为不饱和内酯环取代。C-3、C-14有羟基取代,C-3羟基多数是β构型,少数是α构型,强心苷中的糖常与C-3羟基缩合形成苷。C-14羟基均为B构型。有的母核含有双键,双键常在C-4、C-5位或C-5、C-6位。
(二)分类
根据C-17位不饱和内酯环的不同,将强心苷元分为两类。
1.甲型强心苷元(强心甾烯类)
甾体母核的C-17位侧链为五元不饱和内酯环(△α,β一γ一内酯),基本母核称为强心甾,由23个碳原子构成。在已知的强心苷元中,大多数属于此类。
2.乙型强心苷元(海葱甾二烯或蟾蜍甾二烯类)
甾体母核的C-17位侧链为六元不饱和内酯环(△αγ,γδ一δ一内酯),基本母核为海葱甾或蟾蜍甾。自然界中仅少数苷元属此类,如中药蟾蜍中的强心成分蟾毒配基类。
(三)理化性质
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位侧链为β构型者昧苦,为α构型者味不苦。对黏膜具有**性。
2、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***,难溶于**、苯、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、***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
糖基多的原生苷比其次生苷和苷元的亲水性强,可溶于水等极性大的溶剂,而难溶于极性小的溶剂。许多原生苷由于分子中含糖基数目多,亲水性较强而不易结晶,为无定形粉末。
(2)羟基数目
强心苷的溶解性随其分子中糖的类型、苷元上羟基的数目不同而异。羟基数越多,亲水性则越强,例如乌本苷(乌本苷元一L一鼠李糖)虽是单糖苷,但整个分子有8个羟基,水溶性大(1:75),难溶于***;洋地黄毒苷虽为三糖苷,但分子中的3个糖基都是α-去氧糖,整个分子只有5个羟基,故在水中溶解度小(1:100000),易溶于***(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,整个分子中具有8个羟基,其糖的种类和苷元上羟基的数目均相同,仅羟基的位置不同,前者是14,16一二羟基,其中16一羟基能与17B一内酯环的羰基形成分子内氢键,而后者是12,14一二羟基,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(1:18500)小;而在***中的溶解度则相反,毛花洋地黄苷乙(1:550)大于毛花洋地黄苷丙(1:1750)。
分子中有无更多的双键、羰基、甲氧基、酯键等也能影响强心苷的溶解度。