115年:藥學二(第1次)

水解cascaroside A (結構如下圖)之 C-8位置醣基後可得: 圖片

Achrysaloin
Baloin B
Caloe-emodin anthrone
Dchrysophanol

詳細解析

本題觀念:

本題考查生藥學中 Anthraquinone glycosides (蒽醌類苷) 的結構特徵與水解特性,特別是 Cascara sagrada (美鼠李皮) 中的主要成分 Cascarosides

核心觀念包括:

  1. 結構分類:Cascarosides 屬於 C,O-diglycosides(雙醣苷),即在蒽酮 (Anthrone) 骨架的 C-10 位置有一個 C-glycosidic linkage (C-C鍵結合醣),而在 C-8 位置有一個 O-glycosidic linkage (O-C鍵結合醣)。
  2. 水解特性
    • O-glycoside 鍵 (C-8位置):對酸或酵素水解不穩定,容易斷裂脫去醣基。
    • C-glycoside 鍵 (C-10位置):對一般酸水解非常穩定,不易斷裂,需使用氧化劑 (如 FeCl3FeCl_3) 才能打斷。
  3. 骨架區分
    • Aloe-emodin (蘆薈大黃素) 衍生物:R = CH2OHCH_2OH。包括 Cascaroside A, B 以及 Aloin A, B。
    • Chrysophanol (柯九費諾) 衍生物:R = CH3CH_3。包括 Cascaroside C, D 以及 Chrysaloin。

影像分析:

題目所附化學結構圖為 Cascaroside A

  • 骨架特徵:C-3 位置接的是 CH2OHCH_2OH (Hydroxymethyl) 基團,確認其為 Aloe-emodin anthrone 的衍生物,而非 Chrysophanol (其為 CH3CH_3)。
  • 醣基連接
    • C-8 位置:接有一個 O-Glucose。
    • C-10 位置:接有一個 C-Glucose。
    • 立體化學:C-10 的氫原子以虛線表示(指向後方),這通常對應於 Cascaroside A 的立體結構特徵。

選項分析:

  • (A) chrysaloin (Deoxybarbaloin)

    • 錯誤。Chrysaloin 是 Chrysophanol anthrone 的 C-glycoside,其 C-3 位置是 CH3CH_3。但 Cascaroside A 的 C-3 是 CH2OHCH_2OH,水解不會改變骨架上的甲基/羥甲基,故產物不可能是 chrysaloin。此為 Cascaroside C 或 D 的水解產物。
  • (B) aloin B (Isobarbaloin)

    • 正確
    • 骨架符合:Aloin 是 Aloe-emodin anthrone 的 C-glycoside,C-3 為 CH2OHCH_2OH,與 Cascaroside A 符合。
    • 反應符合:Cascaroside A 經酸水解移除 C-8 的 O-Glucose 後,保留 C-10 的 C-Glucose,產物即為 Aloin (Barbaloin/Isobarbaloin)。
    • 立體化學:Cascaroside A 與 B 是立體異構物,分別對應 Aloin A 與 Aloin B。雖然部分文獻指 Cascaroside A 對應 Aloin A,但在本題選項中,"Aloin A" 並未出現。由於 Aloin A 與 B 在溶液中會互相轉換 (Epimerization),且選項中唯一的 Aloin 類化合物僅有 Aloin B,加上 Cascaroside A 與 Aloin B 同屬 Aloe-emodin 衍生物,因此這是唯一合理的化學結構選項。
  • (C) aloe-emodin anthrone

    • 錯誤。這是去醣基後的 Aglycone (苷元)。要得到此產物,必須同時水解掉 C-8 的 O-glucose 和 C-10 的 C-glucose。一般水解條件無法打斷 C-10 的 C-C 鍵,因此 C-glucose 會保留,不會得到純的 anthrone。
  • (D) chrysophanol

    • 錯誤。Chrysophanol 是氧化後的 Anthraquinone 形式,且 C-3 為 CH3CH_3。Cascaroside A (含 CH2OHCH_2OH) 水解並不會變為甲基,且不會自動氧化成 anthraquinone (除非加入氧化劑如 FeCl3FeCl_3)。

答案解析

Cascaroside A 的結構是 8-O-glucosyl-aloin。 當進行水解反應移除 C-8 位置的 O-醣基後,剩下的結構是 Aloin (即 10-glucosyl-aloe-emodin anthrone)。 檢視選項:

  • A 和 D 屬於 Chrysophanol 系列 (CH3CH_3),結構不符。
  • C 是完全去醣的苷元,因 C-C 鍵穩定而不會形成。
  • 唯有 (B) aloin B 是保留 C-glycoside 的 Aloe-emodin anthrone 衍生物,符合化學反應產物。

因此,最佳答案為 (B)

核心知識點

  1. Cascarosides A, B 水解\xrightarrow{水解} Aloin A, B + Glucose (骨架:Aloe-emodin type, R=CH2OHR=CH_2OH)。
  2. Cascarosides C, D 水解\xrightarrow{水解} Chrysaloin (Deoxybarbaloin) + Glucose (骨架:Chrysophanol type, R=CH3R=CH_3)。
  3. C-glycoside 耐酸水解,需用 FeCl3FeCl_3 氧化水解才能得到 Aglycone (苷元)。
  4. Aloin A (Barbaloin)Aloin B (Isobarbaloin) 互為 C-10 立體異構物 (Epimers)。

參考資料

  1. Trease and Evans Pharmacognosy, Anthraquinone glycosides chapter.
  2. PubChem: Cascaroside A (CID 442727), Aloin B (CID 14989).