第九章 甾体类化合物
概述
强心苷类化合物
甾体皂苷
C21甾体化合物
植物甾醇
胆汁酸类化合物
昆虫变态激素
第一节 概述
甾体类化合物是广泛存在于自然界中的一类天然化学成
分，包括植物甾醇、胆汁酸,C21甾类、昆虫变态激素、强心
苷、甾体皂苷、甾体生物碱、蟾毒配基等。尽管种类繁多，
但它们的结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾体母核。
R
1
6
7
8
910
11
12
13
14 15
16
17
A B
C D
4
5
3
2
一、甾体化合物的结构与分类
各类甾体成分 C17位均有侧链。根据侧链结构的不同，
又分为许多种类，如表 9-1所示。
表 9-1 天然甾体化合物的种类及结构特点
名称 A/B B/C C/D C17-取代基
植物甾醇 顺、反 反 反 8～ 10个碳的
脂肪烃
胆汁酸 顺 反 反 戊酸
C21甾醇 反 反 顺 C2H5
昆虫变态激素 顺 反 反 8～ 10个碳的
脂肪烃
强心苷 顺、反 反 顺 不饱和内酯环
蟾毒配基 顺、反 反 反 六元不饱和内
酯环
甾体皂苷 顺、反 反 反 含氧螺杂环
甾体生物碱
天然甾体化合物的 B/C环都是反式,C/D环多为反式,A/B
环有顺、反两种稠合方式。由此，甾体化合物可分为两种类型：
A/B环顺式稠合的称正系，即 C5上的氢原子和 C10上的角甲基都
伸向环平面的前方，处于同一边，为 β 构型，以实线表示；
A/B环反式稠合的称别系（ allo），即 C5上的氢原子和 C10上的
角甲基不在同一边，而是伸向环平面的后方，为 α 构型，以虚
线表示。通常这类化合物的 C10,C13,C17侧链大都是 β 构型，
C3上有羟基，且多为 β 构型。甾体母核的其他位置上也可以有
羟基、羰基、双键等功能团。
二、甾体化合物的生合成途径
甾体化合物是由甲戊二羟酸的生物合成途径转化而来，
可以衍生成甾醇类,C21甾类、强心苷元类、甾体皂苷元类
等等。如图 9 -1所示。
乙酰辅酶 A 角鲨烯（ squalene）
2,3-氧化角鲨烯（ 2,3-oxidosqualene） 羊毛甾醇
OH
O
OH
OH
OH
O
O
OH
C H
2
O H
O H
O
OH
H
O
O
OH
O
O
OH
O H
OH
O H
O
O
三、甾体类化合物的颜色反应
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。这类颜色反应的机理较复杂，是甾类化合物与酸
作用，经脱水、缩合、氧化等过程生成有色物。
1,Liebermann-Burchard反应 将样品溶于氯仿，加硫酸 -
乙酐（ 1:20），产生红 → 紫 → 蓝 → 绿 → 污绿等颜色变化，
最后褪色。也可将样品溶于冰乙酸，加试剂产生同样的反
应。
2,Salkowski反应 将样品溶于氯仿，加入硫酸，氯仿层显
血红色或青色，硫酸层显绿色荧光。
3,Tschugaev反应 将样品溶于冰乙酸，加几粒氯化锌和乙
酰氯共热；或取样品溶于氯仿，加冰乙酸、乙酰氯、氯化
锌煮沸，反应液呈现紫红 → 蓝 → 绿的变化。
4,Rosenheim反应 将样品溶于氯仿，加 25%的
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的氯仿溶液
（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。
第二节 强心苷类化合物
一、强心苷概述
强心苷（ cardiac glycosides）是生物界中存在的一类对心
脏有显著生理活性的甾体苷类，是由强心苷元（ cardiac
aglycones）与糖缩合的一类苷。
它们主要分布于夹竹桃科、玄参科、百合科、萝摩科、十
字花科等十几个科的一百多种植物中。常见的有毛花洋地黄
（ Digitalis lanata ）、紫花洋地黄（ Digitalis purpurea ）、黄
花夹竹桃（ Peruviana peruviana）、毒毛旋花子
（ Strophanthus kombe ）、铃蓝（ Convallaria keiskei ）、海
葱（ Scilla maritime ）、羊角拗（ Stropanthus divaricatus）等
二、强心苷的结构与分类
1,苷元部分的结构 强心苷由强心苷元与糖缩合而成。天
然存在的强心苷元是 C17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） C10,C13,C17的取代基均为 β型。 C10为甲基或醛基、羟
甲基、羧基等含氧基团,C13为甲基取代,C17为不饱和内酯环
取代。 C3,C14位有羟基取代,C3羟基多数是 β构型，少数是 α
构型，强心苷中的糖均是与 C3羟基缩合形成苷。 C14羟基为 β构
型。母核其它位置也可能有羟基取代，一般位于 1β,2α,5β、
11α,11β,12α,12β,15β,16β，其中 16β-OH有时与小分子
有机酸，如甲酸、乙酸等以酯的形式存在。在 C11,C12和 C19位
可能出现羰基。有的母核含有双键，双键常在 C4,C5位或 C5、
C6位。
（ 3）根据 C17不饱和内酯环的不同，强心苷元可分为两类。①
C17侧链为五元不饱和内酯环（△ αβ-γ-内酯），称强心甾烯类
（ cardenolides），即甲型强心苷元。在已知的强心苷元中，
大多数属于此类。② C17侧链为六元不饱和内酯环（△ αβ,γδ-δ-
内酯），称海葱甾二烯类 (scillanolides)或蟾蜍甾二烯类
(bufanolide)，即乙型强心苷元。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。
O
H
O
O
O
H
H
H
20
21
22
23
24
20
21
22
23
24
O
O
H
O
O
H
H
H
β α
1
2
3
4
5
6
7
10 8
9
11
12
13
14
15
16
17
19
18
20
21
22
23
22
21
20
强心甾 强心甾烯
海葱甾 海葱甾二烯（蟾蜍甾二烯）
2．糖部分的结构 构成强心苷的糖有 20多种。根据它们
C2位上有无羟基可以分成 α-羟基糖（ 2-羟基糖）和 α-去
氧糖（ 2-去氧糖）两类。 α-去氧糖常见于强心苷类，是
区别于其它苷类成分的一个重要特征。
（ 1） α-羟基糖：除 D-葡萄糖,L-鼠李糖外，还有 6-去氧
糖如 L-夫糖（ L-fucose）,D-鸡纳糖（ D-quinovose）、
D-弩箭子糖（ D-antiarose）,D-6-去氧阿洛糖（ D-6-
deoxyallose）等； 6-去氧糖甲醚如 L-黄花夹竹桃糖（ L-
thevetose）,D-洋地黄糖（ D-digitalose）等。
（ 2） α-去氧糖：有 2,6-二去氧糖如 D-洋地黄毒糖
（ D-digitoxose）等； 2,6-二去氧糖甲醚如 L-夹竹桃糖
（ L-oleandrose）,D-加拿大麻糖（ D-cymarose）,D-
迪吉糖（ D-diginose）和 D-沙门糖（ D-sarmentose）等。
O
C H
3
O H
O H
H O
H O H
O
C H
3
O HO H
H O H
O
C H
3
O HO H
H O
H O H
H O
O
C H
3
O H
H O
H O HH O,,,,
O
C H
3
O
H O
H O HH O
O
C H
3
O H
H O
H O H
O
C H
3
O H
O H O H
O
C H
3
O
H O
H O H
H O
C H
3
C H
3
C H
3
,,,,
D-鸡纳糖 D-弩箭子糖 D-6-去氧阿洛糖 L-夫糖
D-洋地黄糖 D-洋地黄毒糖 D-加拿大麻糖 L-黄花夹竹桃糖
3．苷元和糖的连接方式
强心苷大多是低聚糖苷，少数是单糖苷或双糖苷。
通常按糖的种类以及和苷元的连接方式，可分为以下三
种类型：
I 型：苷元 -（ 2,6-去氧糖） x－（ D-葡萄糖） y,如紫
花洋地黄苷 A（ purpurea glycoside A）。
II 型：苷元 -（ 6-去氧糖） x－（ D-葡萄糖） y,如黄夹苷
甲（ thevetin A）。
III型：苷元 -（ D-葡萄糖） y, 如绿海葱苷
（ scilliglaucoside）。
植物界存在的强心苷，以 I,II型较多,III型较少
O
O
O
O
O
O
O H
O
O
C H
3
C H
3
C H
3
O H
O H
O H
OR
H O
O H C
C H
3
H
OCH 2
O H
O
O H
O
C H
2
O H
O H
H
O H
O O
O
O H
O
O H C
O
O
C H
2
O H
O H
O
O H
H
O
O
O
O H
O
C H
3
O
O
紫花洋地黄苷 A β-D葡萄糖
洋地黄毒苷 H
黄夹苷甲 绿海葱苷
大量的研究证明，强心苷的化学结构对其生理活性有较
大影响。强心苷的强心作用取决 于苷元部分，主要是甾体母
核的立体结构、不饱和内酯环的种类及一些取代基的种类及
其构型。糖部分本身不具有强心作用，但可影响强心苷的强
心作用强度。强心苷的强心作用强弱常以对动物的毒性（致
死量）来表示。
1.甾体母核 甾体母核的立体结构与强心作用关系密切的是
C/D环须顺式稠合。一旦这种稠合被破坏，将失去强心作用。
若 C14羟基为 β构型时即表明 C/D环顺式稠合，若为 α构型或脱
水形成脱水苷元，则强心作用消失。 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。 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。
三、强心苷的结构与活性的关系
2.不饱和内酯环 C17侧链上 α,β-不饱和内酯环为 β-构型
时，有活性；为 α构型时，活性。
3.取代基 强心苷元甾核中一些基团的改变亦将对生理活
性产生影响。如 C10位的角甲基转化为醛基或羟甲基时，其生
理活性增强； C10位的角甲基转为羧基或无角甲基，则生理活
性明显减弱。
4.糖部分 强心苷中的糖本身不具有强心作用，但它们的
种类、数目对强心苷的毒性会产生一定的影响。一般来说，
苷元连接糖形成单糖苷后，毒性增加。随着糖数的增多，分
子量增大，苷元相对比例减少，又使毒性减弱。如毒毛旋花
子苷元组成的三种苷的毒性比较，结果见表 9-2。
表 9-2 毒毛旋花子苷元组成的三种苷的毒性比较
化合物名称 LD50 （ 猫, mg/kg）
毒毛旋花子苷元 0.325
加拿大麻苷 （ 毒毛旋花子苷元 -D-加拿大麻糖 ） 0.110
k-毒毛旋花子次苷 -β（ 毒毛旋花子苷元 -D-加拿大麻
糖 -D-葡萄糖 ）
0.128
k-毒毛旋花子苷 （ 毒毛旋花子苷元 -D-加拿大麻糖 -
D-（ 葡萄糖 ） 2
0.186
从上表可知，一般甲型强心苷及苷元的毒性规律为：三糖
苷＜二糖苷＜单糖苷＞苷元。
表 9-3 洋地黄毒苷元与不同单糖结合的苷的毒性比较
化合物名称 LD50（ 猫, mg/kg）
洋地黄毒苷元 0.459
洋地黄毒苷元 -D-葡萄糖 0.125
洋地黄毒苷元 -D-洋地黄糖 0.200
洋地黄毒苷元 -L-鼠李糖 0.278
洋地黄毒苷元 -加拿大麻糖 0.288
由上表可知，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、强心苷的理化性质
(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
的溶剂。
强心苷的溶解性与分子所含糖的数目、种类、苷元所含
的羟基数及位置有关。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。在溶解性的比较中还需注意糖的类型、糖和苷元上
羟基的数目，如果羟基数越多，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）。此外，分子中羟基是否形成分子内氢键，也可影响强
心苷溶解性。可形成分子内氢键者亲水性弱，反之，亲水性强。
（三）脱水反应
强心苷用混合强酸（例如 3％～ 5％ HCl）进行酸水解时，
苷元往往发生脱水反应。 C14, C5位上的 β 羟基最易发生脱水
O
O
O H
O
O H
O
O
HCI
△
O
O H
O
O
O
O
HCI
△
(D-洋地黄毒糖 )3
+3 D-洋地黄毒糖
羟基洋地黄毒苷 脱水羟基洋地黄毒苷元
鼠李糖 -O-葡萄糖
+ L-鼠李糖 + D-葡萄糖
海葱苷 A 脱水海葱苷元
（四）水解反应
化学方法主要有酸水解、碱水解；生物方法有酶水解。
1.酸水解
（ 1）温和酸水解 用稀酸 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。
（ 2） 强烈酸水解 Ⅱ 型和 Ⅲ 型强心苷与苷元直接相连的均为 α- 羟
基糖, 由于糖的 2-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%）, 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, 失去一分子或数分
子水形成脱水苷元 。
（ 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℃ 放置两周。因糖分子中 C2羟基和
C3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。
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。
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，发生水解或裂解、双键移位、苷元异
构化等反应。
（ 1） 酰基的水解 强心苷的苷元或糖上常有酰基存在, 它们遇
碱可水解脱去酰基 。 一般用碳酸氢钠, 碳酸氢钾, 氢氧化钙,
氢氧化钡等 。 α-去氧糖上的酰基最易脱去, 用碳酸氢钠, 碳
酸氢钾处理即可, 而羟基糖或苷元上的酰基须用氢氧化钙,
氢氧化钡处理才可 。 甲酰基较乙酰基易水解, 提取分离时,
若用氢氧化钙处理, 即可水解 。
上述四种碱只水解酰基, 不影响内酯环 。 氢氧化钠, 氢
氧化钾由于碱性太强, 不仅使所有酰基水解, 而且还会使内
酯环开裂 。
（ 2） 内酯环的水解 在水溶液中, 氢氧化钠, 氢氧化钾溶液可使
内酯环开裂, 加酸后可再环合；在醇溶液中, 氢氧化钠, 氢氧
化钾溶液使内酯环开环后生成异构化苷, 酸化亦不能再环合成
原来的内酯环, 为不可逆反应 。
甲型强心苷在氢氧化钾的醇溶液中，通过内酯环的质子转移、
双键转移，以及 C14位羟基质子对 C20位的亲电加成作用而生成内
酯型异构化苷，再经皂化作用开环形成开链型异构化苷。
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。
五、强心苷的颜色反应
1.C17位上不饱和内酯环的颜色反应
（ 1） Legal反应 又称亚硝酰铁氰化钠试剂反应 。 取样品 1～
2mg,溶于吡啶 2～ 3滴中, 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退去 。
此反应机制可能是由于活性亚甲基与活性亚硝基缩合生成异亚
硝酰衍生物的盐而呈色, 凡分子中有活性亚甲基者均有此呈
色反应 。
[ F e ( C N ) 5 N O ] CH
2 [ F e ( C N ) 5 N = C ]
O
O
-2
+ + 2 O H
-4
+ H 2
2.α-去氧糖颜色反应
（ 1） Keller-Kiliani（ K-K） 反应 取样品 1mg,用冰乙酸
5ml溶解, 加 20%的三氯化铁水溶液 1滴, 混匀后倾斜试管,
沿管壁缓慢加入浓硫酸 5ml,观察界面和乙酸层的颜色变化 。
如有 α-去氧糖, 乙酸层显蓝色 。 界面的呈色, 由于是浓硫酸对
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 。
（ 2）呫吨氢醇（ Xanthydrol）反应 取样品少许，加
呫吨氢醇试剂（呫吨氢醇 10mg溶于冰乙酸 100ml中，加入浓硫
酸 1ml） 1 ml，置水浴上加热 3分钟，只要分子中有 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。
概述
强心苷类化合物
甾体皂苷
C21甾体化合物
植物甾醇
胆汁酸类化合物
昆虫变态激素
第一节 概述
甾体类化合物是广泛存在于自然界中的一类天然化学成
分，包括植物甾醇、胆汁酸,C21甾类、昆虫变态激素、强心
苷、甾体皂苷、甾体生物碱、蟾毒配基等。尽管种类繁多，
但它们的结构中都具有环戊烷骈多氢菲的甾体母核。
R
1
6
7
8
910
11
12
13
14 15
16
17
A B
C D
4
5
3
2
一、甾体化合物的结构与分类
各类甾体成分 C17位均有侧链。根据侧链结构的不同，
又分为许多种类，如表 9-1所示。
表 9-1 天然甾体化合物的种类及结构特点
名称 A/B B/C C/D C17-取代基
植物甾醇 顺、反 反 反 8～ 10个碳的
脂肪烃
胆汁酸 顺 反 反 戊酸
C21甾醇 反 反 顺 C2H5
昆虫变态激素 顺 反 反 8～ 10个碳的
脂肪烃
强心苷 顺、反 反 顺 不饱和内酯环
蟾毒配基 顺、反 反 反 六元不饱和内
酯环
甾体皂苷 顺、反 反 反 含氧螺杂环
甾体生物碱
天然甾体化合物的 B/C环都是反式,C/D环多为反式,A/B
环有顺、反两种稠合方式。由此，甾体化合物可分为两种类型：
A/B环顺式稠合的称正系，即 C5上的氢原子和 C10上的角甲基都
伸向环平面的前方，处于同一边，为 β 构型，以实线表示；
A/B环反式稠合的称别系（ allo），即 C5上的氢原子和 C10上的
角甲基不在同一边，而是伸向环平面的后方，为 α 构型，以虚
线表示。通常这类化合物的 C10,C13,C17侧链大都是 β 构型，
C3上有羟基，且多为 β 构型。甾体母核的其他位置上也可以有
羟基、羰基、双键等功能团。
二、甾体化合物的生合成途径
甾体化合物是由甲戊二羟酸的生物合成途径转化而来，
可以衍生成甾醇类,C21甾类、强心苷元类、甾体皂苷元类
等等。如图 9 -1所示。
乙酰辅酶 A 角鲨烯（ squalene）
2,3-氧化角鲨烯（ 2,3-oxidosqualene） 羊毛甾醇
OH
O
OH
OH
OH
O
O
OH
C H
2
O H
O H
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O
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O
三、甾体类化合物的颜色反应
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。这类颜色反应的机理较复杂，是甾类化合物与酸
作用，经脱水、缩合、氧化等过程生成有色物。
1,Liebermann-Burchard反应 将样品溶于氯仿，加硫酸 -
乙酐（ 1:20），产生红 → 紫 → 蓝 → 绿 → 污绿等颜色变化，
最后褪色。也可将样品溶于冰乙酸，加试剂产生同样的反
应。
2,Salkowski反应 将样品溶于氯仿，加入硫酸，氯仿层显
血红色或青色，硫酸层显绿色荧光。
3,Tschugaev反应 将样品溶于冰乙酸，加几粒氯化锌和乙
酰氯共热；或取样品溶于氯仿，加冰乙酸、乙酰氯、氯化
锌煮沸，反应液呈现紫红 → 蓝 → 绿的变化。
4,Rosenheim反应 将样品溶于氯仿，加 25%的
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的氯仿溶液
（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。
第二节 强心苷类化合物
一、强心苷概述
强心苷（ cardiac glycosides）是生物界中存在的一类对心
脏有显著生理活性的甾体苷类，是由强心苷元（ cardiac
aglycones）与糖缩合的一类苷。
它们主要分布于夹竹桃科、玄参科、百合科、萝摩科、十
字花科等十几个科的一百多种植物中。常见的有毛花洋地黄
（ Digitalis lanata ）、紫花洋地黄（ Digitalis purpurea ）、黄
花夹竹桃（ Peruviana peruviana）、毒毛旋花子
（ Strophanthus kombe ）、铃蓝（ Convallaria keiskei ）、海
葱（ Scilla maritime ）、羊角拗（ Stropanthus divaricatus）等
二、强心苷的结构与分类
1,苷元部分的结构 强心苷由强心苷元与糖缩合而成。天
然存在的强心苷元是 C17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） C10,C13,C17的取代基均为 β型。 C10为甲基或醛基、羟
甲基、羧基等含氧基团,C13为甲基取代,C17为不饱和内酯环
取代。 C3,C14位有羟基取代,C3羟基多数是 β构型，少数是 α
构型，强心苷中的糖均是与 C3羟基缩合形成苷。 C14羟基为 β构
型。母核其它位置也可能有羟基取代，一般位于 1β,2α,5β、
11α,11β,12α,12β,15β,16β，其中 16β-OH有时与小分子
有机酸，如甲酸、乙酸等以酯的形式存在。在 C11,C12和 C19位
可能出现羰基。有的母核含有双键，双键常在 C4,C5位或 C5、
C6位。
（ 3）根据 C17不饱和内酯环的不同，强心苷元可分为两类。①
C17侧链为五元不饱和内酯环（△ αβ-γ-内酯），称强心甾烯类
（ cardenolides），即甲型强心苷元。在已知的强心苷元中，
大多数属于此类。② C17侧链为六元不饱和内酯环（△ αβ,γδ-δ-
内酯），称海葱甾二烯类 (scillanolides)或蟾蜍甾二烯类
(bufanolide)，即乙型强心苷元。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。
O
H
O
O
O
H
H
H
20
21
22
23
24
20
21
22
23
24
O
O
H
O
O
H
H
H
β α
1
2
3
4
5
6
7
10 8
9
11
12
13
14
15
16
17
19
18
20
21
22
23
22
21
20
强心甾 强心甾烯
海葱甾 海葱甾二烯（蟾蜍甾二烯）
2．糖部分的结构 构成强心苷的糖有 20多种。根据它们
C2位上有无羟基可以分成 α-羟基糖（ 2-羟基糖）和 α-去
氧糖（ 2-去氧糖）两类。 α-去氧糖常见于强心苷类，是
区别于其它苷类成分的一个重要特征。
（ 1） α-羟基糖：除 D-葡萄糖,L-鼠李糖外，还有 6-去氧
糖如 L-夫糖（ L-fucose）,D-鸡纳糖（ D-quinovose）、
D-弩箭子糖（ D-antiarose）,D-6-去氧阿洛糖（ D-6-
deoxyallose）等； 6-去氧糖甲醚如 L-黄花夹竹桃糖（ L-
thevetose）,D-洋地黄糖（ D-digitalose）等。
（ 2） α-去氧糖：有 2,6-二去氧糖如 D-洋地黄毒糖
（ D-digitoxose）等； 2,6-二去氧糖甲醚如 L-夹竹桃糖
（ L-oleandrose）,D-加拿大麻糖（ D-cymarose）,D-
迪吉糖（ D-diginose）和 D-沙门糖（ D-sarmentose）等。
O
C H
3
O H
O H
H O
H O H
O
C H
3
O HO H
H O H
O
C H
3
O HO H
H O
H O H
H O
O
C H
3
O H
H O
H O HH O,,,,
O
C H
3
O
H O
H O HH O
O
C H
3
O H
H O
H O H
O
C H
3
O H
O H O H
O
C H
3
O
H O
H O H
H O
C H
3
C H
3
C H
3
,,,,
D-鸡纳糖 D-弩箭子糖 D-6-去氧阿洛糖 L-夫糖
D-洋地黄糖 D-洋地黄毒糖 D-加拿大麻糖 L-黄花夹竹桃糖
3．苷元和糖的连接方式
强心苷大多是低聚糖苷，少数是单糖苷或双糖苷。
通常按糖的种类以及和苷元的连接方式，可分为以下三
种类型：
I 型：苷元 -（ 2,6-去氧糖） x－（ D-葡萄糖） y,如紫
花洋地黄苷 A（ purpurea glycoside A）。
II 型：苷元 -（ 6-去氧糖） x－（ D-葡萄糖） y,如黄夹苷
甲（ thevetin A）。
III型：苷元 -（ D-葡萄糖） y, 如绿海葱苷
（ scilliglaucoside）。
植物界存在的强心苷，以 I,II型较多,III型较少
O
O
O
O
O
O
O H
O
O
C H
3
C H
3
C H
3
O H
O H
O H
OR
H O
O H C
C H
3
H
OCH 2
O H
O
O H
O
C H
2
O H
O H
H
O H
O O
O
O H
O
O H C
O
O
C H
2
O H
O H
O
O H
H
O
O
O
O H
O
C H
3
O
O
紫花洋地黄苷 A β-D葡萄糖
洋地黄毒苷 H
黄夹苷甲 绿海葱苷
大量的研究证明，强心苷的化学结构对其生理活性有较
大影响。强心苷的强心作用取决 于苷元部分，主要是甾体母
核的立体结构、不饱和内酯环的种类及一些取代基的种类及
其构型。糖部分本身不具有强心作用，但可影响强心苷的强
心作用强度。强心苷的强心作用强弱常以对动物的毒性（致
死量）来表示。
1.甾体母核 甾体母核的立体结构与强心作用关系密切的是
C/D环须顺式稠合。一旦这种稠合被破坏，将失去强心作用。
若 C14羟基为 β构型时即表明 C/D环顺式稠合，若为 α构型或脱
水形成脱水苷元，则强心作用消失。 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。 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。
三、强心苷的结构与活性的关系
2.不饱和内酯环 C17侧链上 α,β-不饱和内酯环为 β-构型
时，有活性；为 α构型时，活性。
3.取代基 强心苷元甾核中一些基团的改变亦将对生理活
性产生影响。如 C10位的角甲基转化为醛基或羟甲基时，其生
理活性增强； C10位的角甲基转为羧基或无角甲基，则生理活
性明显减弱。
4.糖部分 强心苷中的糖本身不具有强心作用，但它们的
种类、数目对强心苷的毒性会产生一定的影响。一般来说，
苷元连接糖形成单糖苷后，毒性增加。随着糖数的增多，分
子量增大，苷元相对比例减少，又使毒性减弱。如毒毛旋花
子苷元组成的三种苷的毒性比较，结果见表 9-2。
表 9-2 毒毛旋花子苷元组成的三种苷的毒性比较
化合物名称 LD50 （ 猫, mg/kg）
毒毛旋花子苷元 0.325
加拿大麻苷 （ 毒毛旋花子苷元 -D-加拿大麻糖 ） 0.110
k-毒毛旋花子次苷 -β（ 毒毛旋花子苷元 -D-加拿大麻
糖 -D-葡萄糖 ）
0.128
k-毒毛旋花子苷 （ 毒毛旋花子苷元 -D-加拿大麻糖 -
D-（ 葡萄糖 ） 2
0.186
从上表可知，一般甲型强心苷及苷元的毒性规律为：三糖
苷＜二糖苷＜单糖苷＞苷元。
表 9-3 洋地黄毒苷元与不同单糖结合的苷的毒性比较
化合物名称 LD50（ 猫, mg/kg）
洋地黄毒苷元 0.459
洋地黄毒苷元 -D-葡萄糖 0.125
洋地黄毒苷元 -D-洋地黄糖 0.200
洋地黄毒苷元 -L-鼠李糖 0.278
洋地黄毒苷元 -加拿大麻糖 0.288
由上表可知，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、强心苷的理化性质
(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
的溶剂。
强心苷的溶解性与分子所含糖的数目、种类、苷元所含
的羟基数及位置有关。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。在溶解性的比较中还需注意糖的类型、糖和苷元上
羟基的数目，如果羟基数越多，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）。此外，分子中羟基是否形成分子内氢键，也可影响强
心苷溶解性。可形成分子内氢键者亲水性弱，反之，亲水性强。
（三）脱水反应
强心苷用混合强酸（例如 3％～ 5％ HCl）进行酸水解时，
苷元往往发生脱水反应。 C14, C5位上的 β 羟基最易发生脱水
O
O
O H
O
O H
O
O
HCI
△
O
O H
O
O
O
O
HCI
△
(D-洋地黄毒糖 )3
+3 D-洋地黄毒糖
羟基洋地黄毒苷 脱水羟基洋地黄毒苷元
鼠李糖 -O-葡萄糖
+ L-鼠李糖 + D-葡萄糖
海葱苷 A 脱水海葱苷元
（四）水解反应
化学方法主要有酸水解、碱水解；生物方法有酶水解。
1.酸水解
（ 1）温和酸水解 用稀酸 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。
（ 2） 强烈酸水解 Ⅱ 型和 Ⅲ 型强心苷与苷元直接相连的均为 α- 羟
基糖, 由于糖的 2-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%）, 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, 失去一分子或数分
子水形成脱水苷元 。
（ 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℃ 放置两周。因糖分子中 C2羟基和
C3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。
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。
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，发生水解或裂解、双键移位、苷元异
构化等反应。
（ 1） 酰基的水解 强心苷的苷元或糖上常有酰基存在, 它们遇
碱可水解脱去酰基 。 一般用碳酸氢钠, 碳酸氢钾, 氢氧化钙,
氢氧化钡等 。 α-去氧糖上的酰基最易脱去, 用碳酸氢钠, 碳
酸氢钾处理即可, 而羟基糖或苷元上的酰基须用氢氧化钙,
氢氧化钡处理才可 。 甲酰基较乙酰基易水解, 提取分离时,
若用氢氧化钙处理, 即可水解 。
上述四种碱只水解酰基, 不影响内酯环 。 氢氧化钠, 氢
氧化钾由于碱性太强, 不仅使所有酰基水解, 而且还会使内
酯环开裂 。
（ 2） 内酯环的水解 在水溶液中, 氢氧化钠, 氢氧化钾溶液可使
内酯环开裂, 加酸后可再环合；在醇溶液中, 氢氧化钠, 氢氧
化钾溶液使内酯环开环后生成异构化苷, 酸化亦不能再环合成
原来的内酯环, 为不可逆反应 。
甲型强心苷在氢氧化钾的醇溶液中，通过内酯环的质子转移、
双键转移，以及 C14位羟基质子对 C20位的亲电加成作用而生成内
酯型异构化苷，再经皂化作用开环形成开链型异构化苷。
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。
五、强心苷的颜色反应
1.C17位上不饱和内酯环的颜色反应
（ 1） Legal反应 又称亚硝酰铁氰化钠试剂反应 。 取样品 1～
2mg,溶于吡啶 2～ 3滴中, 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退去 。
此反应机制可能是由于活性亚甲基与活性亚硝基缩合生成异亚
硝酰衍生物的盐而呈色, 凡分子中有活性亚甲基者均有此呈
色反应 。
[ F e ( C N ) 5 N O ] CH
2 [ F e ( C N ) 5 N = C ]
O
O
-2
+ + 2 O H
-4
+ H 2
2.α-去氧糖颜色反应
（ 1） Keller-Kiliani（ K-K） 反应 取样品 1mg,用冰乙酸
5ml溶解, 加 20%的三氯化铁水溶液 1滴, 混匀后倾斜试管,
沿管壁缓慢加入浓硫酸 5ml,观察界面和乙酸层的颜色变化 。
如有 α-去氧糖, 乙酸层显蓝色 。 界面的呈色, 由于是浓硫酸对
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 。
（ 2）呫吨氢醇（ Xanthydrol）反应 取样品少许，加
呫吨氢醇试剂（呫吨氢醇 10mg溶于冰乙酸 100ml中，加入浓硫
酸 1ml） 1 ml，置水浴上加热 3分钟，只要分子中有 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。
