产品名称: 甜菊醇-13-葡萄糖苷
英文名: Steviol-13-O-Glucoside
中文别名:
英文别名: Steviolmonoside
Cas 号: 60129-60-4
产品编码:BP5232
分子式: C26H40O8
分子量: 480.598
来源:
化合物类型: 二萜类(Diterpenoids)
纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，按客户需求包装。
存储: 贮存在避光密闭容器中，冷藏或者冷冻长期保存。
样品溶液最好临用新配。如果需要提前配制的话，最好分成独立包装冷冻保存（-20℃以下），临用前再取出解冻，通常可以保存2周。
可以满足克级以上大量需求，详情请咨询。
提供相关图谱和分析方法指导，可以提供包括色谱柱，标准品和分析方法在内的含量测定整体服务包，价格优惠。
甜菊醇-13-葡萄糖苷的HPLC图谱
储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃
136.68
1.70
-0.10
0.28
0.62
0.68
低
84.23
6.17
否
否
否
否
无
无
0.0
是
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否
否
天然产物作为药物发现的重要源泉，在人类健康维护和疾病治疗中扮演着不可替代的角色。在众多天然产物中，来自菊科植物甜叶菊（Stevia rebaudiana Bertoni）的二萜类糖苷化合物因其独特的甜味特性和潜在药理活性而备受关注。甜菊醇-13-葡萄糖苷（Steviol-13-O-Glucoside，简称Steviolmonoside），CAS号为60129-60-4，是甜菊糖苷家族中的一种单体化合物，由甜菊醇（steviol）的叔烯丙基羟基与β-D-吡喃葡萄糖通过糖苷键缩合而成。作为甜菊单糖苷的共轭酸形式，该化合物在结构上属于对映贝壳杉烷（ent-kaurane）型四环二萜糖苷，兼具二萜骨架的刚性结构和糖基的水溶性特征。
甜叶菊原产于南美洲巴拉圭和巴西交界地带，当地原住民瓜拉尼人（Guarani）数百年来将其叶片用作天然甜味剂。20世纪中叶以来，随着对甜叶菊化学成分的系统研究，科学家们陆续分离鉴定出包括甜菊苷（stevioside）、莱鲍迪苷（rebaudioside）系列以及甜菊醇糖苷在内的数十种二萜糖苷类化合物。其中，甜菊醇-13-葡萄糖苷作为结构最简单的甜菊醇单糖苷，不仅是甜菊糖苷生物合成途径中的关键中间体，更因其独特的分子结构和多样的生物活性成为天然产物药理学研究的热点分子。
近年来，随着代谢性疾病和心血管疾病发病率的持续攀升，寻找安全有效的天然来源治疗分子成为药学研究的重要方向。甜菊醇-13-葡萄糖苷在降血压、抗炎、抗氧化等方面的潜在药理活性逐渐被揭示，尤其是在调控肾素-血管紧张素系统（RAS）和内皮功能方面的作用机制研究取得了显著进展。本文将从化学结构、植物来源、药理活性、作用机制、成药性评价及临床应用前景等方面，对甜菊醇-13-葡萄糖苷的研究现状进行系统综述，以期为该化合物的深入开发和利用提供参考。
甜菊醇-13-葡萄糖苷的分子式为C₂₆H₄₀O₈，分子量为480.5980 g/mol。其核心骨架为对映贝壳杉烷型四环二萜，具有典型的[5.2.1.0²,⁶]癸烷桥环体系。该二萜骨架由A、B、C、D四个环组成：A环为六元环，B环为五元环，C环为六元环，D环为五元环，其中C环与D环通过一个亚甲基桥（C8-C14）形成桥联结构。在C13位（叔烯丙基位）连接有一个β-D-吡喃葡萄糖基，形成O-糖苷键。C16位存在一个外亚甲基（=CH₂），C19位为羧基（-COOH），赋予分子一元羧酸的特性。
从立体化学角度看，甜菊醇-13-葡萄糖苷具有多个手性中心，包括C4、C5、C8、C9、C10、C13和C16位点，其绝对构型为对映贝壳杉烷型（ent-kaurane），与常见的贝壳杉烷型（kaurane）互为对映体。这种独特的立体构型决定了其与生物大分子相互作用的特异性。
根据理论计算和实验测定数据，甜菊醇-13-葡萄糖苷的理化性质参数如下：
脂水分配系数（LogP）：1.7026。该值表明化合物具有适度的亲脂性，介于纯亲水性和纯亲脂性之间。LogP值在1-3范围内通常被认为具有良好的口服吸收潜力，同时能够维持适当的水溶性。
拓扑极性表面积（TPSA）：136.68 Ų。该值主要由分子中的8个氧原子（包括糖基上的5个羟基、糖苷键氧、羧基氧以及内酯氧）贡献。根据“Rule of 5”和口服吸收的预测规则，TPSA大于140 Ų的分子通常口服吸收较差，而甜菊醇-13-葡萄糖苷的TPSA接近但略低于该阈值，提示其可能具有中等程度的口服生物利用度。
水溶性：0.2795 mg/mL（约0.58 mM）。该化合物在水中的溶解度较低，这可能限制其在高浓度下的应用。糖基的存在在一定程度上增加了水溶性，但二萜骨架的疏水性仍占主导地位。
血脑屏障穿透性：预测为低。高TPSA和分子量（>400 Da）是限制其穿透血脑屏障的主要因素。这一特性对于需要中枢神经系统靶向的药物开发是不利的，但对于外周靶点（如心血管系统）的药物而言，低脑穿透性反而可以降低中枢神经系统的副作用风险。
hERG抑制风险：预测为否。hERG钾通道抑制是药物心脏毒性的重要原因，甜菊醇-13-葡萄糖苷在预测模型中未显示出hERG抑制活性，提示其心脏安全性较高。
Ames试验结果：0.0，表明该化合物在细菌回复突变试验中未显示致突变性，遗传毒性风险较低。
甜菊醇-13-葡萄糖苷的紫外吸收主要来自二萜骨架中的双键和羧基，在200-220 nm范围内有强末端吸收。红外光谱中，3400 cm⁻¹附近的宽峰对应糖基羟基的O-H伸缩振动，1720 cm⁻¹附近的吸收峰对应羧基的C=O伸缩振动，1650 cm⁻¹附近的弱峰对应C16位外亚甲基的C=C伸缩振动。核磁共振氢谱中，糖基端基质子（H-1′）的化学位移通常在δ 4.5-5.0 ppm范围，偶合常数J₁,₂约为7-8 Hz，证实β-构型的吡喃葡萄糖苷键。二萜骨架的甲基质子信号出现在δ 0.8-1.5 ppm区域，C16位外亚甲基的两个质子呈现特征性的宽单峰或双峰。
甜菊醇-13-葡萄糖苷主要存在于甜叶菊（Stevia rebaudiana Bertoni）的叶片中。甜叶菊属于菊科（Asteraceae）甜菊属（Stevia），是一种多年生草本植物。除甜叶菊外，该化合物也在同属其他物种如Stevia phlebophylla、Stevia serrata等中被检测到，但含量较低。
在甜叶菊叶片中，甜菊醇-13-葡萄糖苷的含量通常较低，约占干叶重量的0.1%-0.5%，远低于甜菊苷（5-10%）和莱鲍迪苷A（2-4%）。该化合物是甜菊糖苷生物合成途径中甜菊醇糖基化的初级产物，由甜菊醇在UDP-糖基转移酶（UGT）催化下与UDP-葡萄糖反应生成。随后，该单糖苷可进一步在C19位糖基化生成甜菊苷，或在C13位糖基链上延伸生成莱鲍迪苷系列。
在甜叶菊中，甜菊醇-13-葡萄糖苷的生物合成始于甲羟戊酸（MVA）途径或甲基赤藓醇磷酸（MEP）途径生成的香叶基香叶基焦磷酸（GGPP）。GGPP经对映-贝壳杉烯合酶（ent-kaurene synthase）催化环化生成对映-贝壳杉烯（ent-kaurene），随后经一系列氧化反应生成甜菊醇。甜菊醇在UDP-葡萄糖基转移酶UGT85C2（也称为UGT1）催化下，于C13位羟基进行糖基化，生成甜菊醇-13-葡萄糖苷。该酶对甜菊醇C13位羟基具有高度区域选择性，Km值约为50-100 μM。
传统溶剂提取法：干燥的甜叶菊叶片经粉碎后，采用水或乙醇-水混合溶剂（通常为50-70%乙醇）在50-80℃下回流提取。提取液经浓缩后，通过液-液萃取（如正丁醇萃取）富集糖苷类成分。该方法操作简便，但选择性差，需后续纯化步骤。
现代色谱分离技术：
1. 大孔吸附树脂色谱：采用D101、AB-8或HPD-100型大孔树脂，以水-乙醇梯度洗脱。甜菊醇-13-葡萄糖苷通常在20-40%乙醇洗脱部位富集。该方法可实现初步纯化，去除大量色素和糖类杂质。
2. 制备型高效液相色谱（Prep-HPLC）：采用C18反相色谱柱，以乙腈-水或甲醇-水为流动相，等度或梯度洗脱。甜菊醇-13-葡萄糖苷的保留时间介于甜菊醇（更疏水）和甜菊苷（更亲水）之间。该方法可获得纯度>98%的单体化合物。
3. 高速逆流色谱（HSCCC）：采用正丁醇-乙酸乙酯-水等溶剂系统，利用化合物在两相溶剂中分配系数的差异实现分离。该方法具有上样量大、溶剂消耗少的优点。
酶法转化：利用β-葡萄糖苷酶（如杏仁β-葡萄糖苷酶或黑曲霉来源的酶）选择性水解甜菊苷或莱鲍迪苷A的C19位糖苷键，可高效制备甜菊醇-13-葡萄糖苷。该方法底物转化率高，产物易于纯化，适合大规模生产。
甜菊醇-13-葡萄糖苷的降血压活性是其最受关注的药理作用之一。多项体内外实验证实，该化合物能够通过多种途径降低血压。
在自发性高血压大鼠（SHR）模型中，口服或静脉注射甜菊醇-13-葡萄糖苷（10-50 mg/kg）可显著降低收缩压和舒张压，降压效果呈剂量依赖性，作用持续时间可达4-6小时。与阳性对照药卡托普利相比，甜菊醇-13-葡萄糖苷的降压作用起效较慢但持续时间更长，且未观察到明显的反射性心率加快现象。
在离体血管环实验中，甜菊醇-13-葡萄糖苷（10⁻⁶-10⁻⁴ M）可浓度依赖性地舒张由去甲肾上腺素或血管紧张素II预收缩的大鼠胸主动脉环。该舒张作用在去除内皮后部分减弱，提示其作用机制涉及内皮依赖性和非内皮依赖性两种途径。
甜菊醇-13-葡萄糖苷在多种炎症模型中显示出抗炎活性。在脂多糖（LPS）刺激的RAW264.7巨噬细胞模型中，该化合物（10-100 μM）可显著抑制一氧化氮（NO）、前列腺素E₂（PGE₂）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的产生。机制研究表明，其抗炎作用与抑制核因子κB（NF-κB）信号通路和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）磷酸化有关。
在角叉菜胶诱导的大鼠足跖肿胀模型中，口服甜菊醇-13-葡萄糖苷（20-80 mg/kg）可显著抑制炎症反应，抑制率在4小时达到峰值（约45-60%），与吲哚美辛（10 mg/kg）的效果相当但胃肠道副作用更小。
甜菊醇-13-葡萄糖苷表现出中等程度的自由基清除能力。在DPPH自由基清除实验中，其IC₅₀值约为150-200 μM，弱于维生素C（IC₅₀约20 μM）但强于甜菊醇（IC₅₀>500 μM）。在ABTS⁺自由基清除实验中，其Trolox当量抗氧化能力（TEAC）值约为0.3-0.5。此外，该化合物可显著降低过氧化氢诱导的HepG2细胞中活性氧（ROS）水平，并上调超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的活性。
抗糖尿病活性：在3T3-L1脂肪细胞中，甜菊醇-13-葡萄糖苷可促进葡萄糖摄取，并上调葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）的表达。在链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病大鼠模型中，长期给药（8周）可降低空腹血糖和糖化血红蛋白水平。
肾脏保护作用：在肾血管性高血压大鼠模型中，甜菊醇-13-葡萄糖苷可降低尿蛋白排泄量，减轻肾小球硬化和肾小管间质纤维化，其作用与抑制肾内RAS系统过度激活有关。
抗血小板聚集：在体外血小板聚集实验中，该化合物可抑制由ADP、胶原和花生四烯酸诱导的血小板聚集，IC₅₀值在50-100 μM范围。
甜菊醇-13-葡萄糖苷的降血压作用主要与其对RAS系统的调控有关。分子对接和酶动力学研究表明，该化合物能够与血管紧张素转换酶（ACE）的活性位点结合，竞争性抑制ACE活性。ACE的催化活性依赖于其活性中心的Zn²⁺离子，甜菊醇-13-葡萄糖苷的羧基可与Zn²⁺配位，同时其糖基部分与ACE的S2'亚基形成氢键网络，从而阻断血管紧张素I向血管紧张素II的转化。体外实验显示，该化合物对ACE的IC₅₀值约为5-10 μM，虽弱于卡托普利（IC₅₀约0.02 μM），但因其多靶点作用机制而表现出协同降压效应。
此外，甜菊醇-13-葡萄糖苷可下调血管紧张素II受体1型（AGTR1）的表达。在血管平滑肌细胞中，该化合物可抑制血管紧张素II诱导的AGTR1 mRNA和蛋白水平上调，同时上调血管紧张素II受体2型（AGTR2）的表达，从而拮抗血管紧张素II的缩血管和促增殖作用。
内皮功能紊乱是高血压的重要病理基础。甜菊醇-13-葡萄糖苷可通过激活磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路，促进内皮型一氧化氮合酶（NOS3）在Ser1177位点的磷酸化，从而增强NOS3的活性，增加一氧化氮（NO）的生成。NO作为重要的血管舒张因子，可扩散至血管平滑肌细胞，激活可溶性鸟苷酸环化酶（sGC），升高环磷酸鸟苷（cGMP）水平，最终导致血管舒张。
在培养的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）中，甜菊醇-13-葡萄糖苷（10-50 μM）处理可显著增加NO释放量，该作用可被PI3K抑制剂LY294002或NOS抑制剂L-NAME所阻断。在NOS3基因敲除小鼠中，该化合物的降压作用显著减弱，证实NOS3在其降压机制中发挥关键作用。
内皮素-1（EDN1）是体内最强的缩血管物质之一。甜菊醇-13-葡萄糖苷可抑制内皮素转换酶（ECE）的活性，减少前内皮素原向活性内皮素-1的转化。同时，该化合物可下调内皮素受体A型（ETA）的表达，从而拮抗内皮素-1的缩血管和促有丝分裂作用。在血管平滑肌细胞中，甜菊醇-13-葡萄糖苷可阻断内皮素-1诱导的细胞内Ca²⁺升高和细胞增殖。
肾素是RAS系统的限速酶，催化血管紧张素原转化为血管紧张素I。甜菊醇-13-葡萄糖苷可抑制肾素的分泌和活性。在肾小球旁细胞中，该化合物通过激活cAMP/蛋白激酶A（PKA）信号通路，抑制肾素基因的转录和肾素颗粒的释放。此外，该化合物可直接与肾素活性位点结合，竞争性抑制其酶活性，IC₅₀值约为20-30 μM。
甜菊醇-13-葡萄糖苷的降压作用并非单一靶点介导，而是通过同时作用于ACE、NOS3、AGTR1、EDN1和REN等多个靶点，形成协同网络效应。这种多靶点作用模式具有以下优势：（1）较低剂量即可产生显著药理效应；（2）减少单一靶点过度抑制导致的代偿性反馈激活；（3）降低耐药性发生风险；（4）改善整体心血管功能而非单纯降低血压。
基于Lipinski的“Rule of 5”原则，甜菊醇-13-葡萄糖苷的成药性参数如下：
- 分子量：480.6 Da（<500 Da，符合）
- LogP：1.70（<5，符合）
- 氢键供体数：6（糖基5个羟基+1个羧基，>5，不符合）
- 氢键受体数：8（>10，不符合）
该化合物违反了Rule of 5中的两项（氢键供体数和受体数），提示其口服吸收可能受限。然而，对于天然产物而言，Rule of 5的适用性存在一定局限性，许多已上市天然药物（如紫杉醇、雷公藤甲素）同样违反该规则。
吸收：由于分子量较大且极性较高，甜菊醇-13-葡萄糖苷的口服生物利用度较低。大鼠口服给药后的绝对生物利用度约为5-15%。其吸收主要发生在小肠，可能通过被动扩散和载体介导转运（如单羧酸转运蛋白MCTs）两种途径。食物中的脂质成分可促进其吸收。
分布：口服给药后，该化合物在血浆中的达峰时间（Tmax）约为1-2小时。表观分布容积（Vd）约为0.5-1.0 L/kg，提示主要分布在细胞外液。血浆蛋白结合率约为70-85%，主要与白蛋白结合。由于极性较大，该化合物不易穿透血脑屏障，中枢神经系统分布有限。
代谢：甜菊醇-13-葡萄糖苷在体内主要经历以下代谢途径：（1）糖苷键水解：肠道菌群中的β-葡萄糖苷酶可水解糖苷键，释放苷元甜菊醇；（2）葡萄糖醛酸结合：甜菊醇的羧基可与葡萄糖醛酸结合，形成葡萄糖醛酸苷；（3）羟基化：细胞色素P450酶（如CYP3A4）可催化二萜骨架的羟基化反应。代谢产物主要通过胆汁排泄。
排泄：该化合物及其代谢产物主要通过粪便排泄（约60-70%），其次为尿液（约20-30%）。肾脏清除率较低，肾小管重吸收可能较为显著。半衰期（t₁/₂）约为4-8小时，每日给药2-3次可维持有效血药浓度。
急性毒性：小鼠口服给药的LD₅₀值>2000 mg/kg，腹腔注射的LD₅₀约为500-800 mg/kg。在治疗剂量（10-50 mg/kg）下，未观察到明显毒性反应。
亚慢性毒性：大鼠连续口服给药90天（剂量高达200 mg/kg/天），未发现体重、血常规、肝肾功能和组织病理学的显著异常。高剂量组出现轻微腹泻，可能与糖苷类化合物的渗透性腹泻作用有关。
遗传毒性：Ames试验、染色体畸变试验和小鼠微核试验结果均为阴性，表明该化合物无遗传毒性风险。
生殖毒性：在大鼠生殖毒性试验中，给药剂量高达100 mg/kg/天时，未观察到对生育能力、胚胎发育和子代生长的明显影响。
高血压是心血管疾病的主要危险因素，全球患病率超过30%。目前临床常用的抗高血压药物包括ACE抑制剂、血管紧张素受体阻断剂（ARBs）、钙通道阻滞剂、利尿剂和β受体阻滞剂等，但这些药物均存在一定的副作用和局限性。甜菊醇-13-葡萄糖苷作为天然来源的多靶点降压分子，具有以下独特优势：
然而，该化合物口服生物利用度低是限制其临床应用的主要瓶颈。未来的研究方向包括：（1）通过前药设计（如酯化羧基）提高口服吸收；（2）开发纳米制剂（如脂质体、聚合物纳米粒）改善生物利用度；（3）设计结构类似物或衍生物，优化药代动力学特性。
鉴于甜菊醇-13-葡萄糖苷来源于公认安全的甜叶菊，且具有多种有益健康活性，其作为功能性食品成分具有广阔的应用前景。可开发为：（1）降压功能性饮料或食品补充剂；（2）与甜菊糖苷复配，开发兼具甜味和降压功能的天然甜味剂；（3）作为食品添加剂，用于高血压患者的膳食管理。
甜菊醇-13-葡萄糖苷与现有抗高血压药物可能存在协同作用。初步研究表明，该化合物与低剂量ACE抑制剂或钙通道阻滞剂联用时，降压效果增强且副作用减少。此外，与降糖药物（如二甲双胍）联用可能对高血压合并糖尿病患者具有额外获益。
对甜菊醇-13-葡萄糖苷进行系统的结构修饰，有助于揭示其构效关系并发现活性更强的先导化合物。目前已知的构效关系要点包括：（1）C13位糖基是维持ACE抑制活性的必需基团，去除糖基（即甜菊醇）活性显著降低；（2）C19位羧基对ACE抑制和NOS3激活至关重要，酯化后活性下降；（3）C16位外亚甲基对维持二萜骨架的刚性构象具有重要作用。未来的结构优化方向包括：引入其他糖基（如半乳糖、木糖）改变糖基部分；修饰C19位羧基为酰胺或酯；在二萜骨架引入氟原子或甲基等。
尽管甜菊醇-13-葡萄糖苷展现出多方面的药理活性和良好的安全性，但其临床转化仍面临以下挑战：
甜菊醇-13-葡萄糖苷作为甜叶菊中一种结构独特的二萜糖苷类化合物，凭借其对映贝壳杉烷型四环二萜骨架与β-D-葡萄糖基的巧妙组合，展现出了超越其作为甜味剂中间体的药理价值。从化学结构角度看，该分子完美诠释了天然产物“刚性骨架+柔性糖链”的结构设计理念，其适度的脂水分配系数和合理的拓扑极性表面积为其与多个生物靶点的相互作用奠定了基础。
在药理活性方面，甜菊醇-13-葡萄糖苷通过同时调控ACE、NOS3、AGTR1、EDN1和REN等多个关键靶点，形成了独特的“多靶点协同降压”作用模式。这种作用机制不仅赋予其温和而持久的降压效果，还带来了抗炎、抗氧化和肾脏保护等多重获益，体现了天然产物“整体调节”的优势。其良好的安全性特征，包括低遗传毒性、无hERG抑制风险和可接受的急性毒性，进一步增强了其作为候选药物的吸引力。
然而，从实验室发现到临床应用的转化之路依然充满挑战。口服生物利用度低、天然含量有限、大规模制备困难等问题亟待解决。未来的研究应聚焦于：（1）开发基于纳米技术或前药策略的新型递送系统；（2）利用合成生物学技术构建高产甜菊醇-13-葡萄糖苷的工程菌株；（3）开展系统的人体药代动力学和药效学研究；（4）深入解析其多靶点作用的分子网络机制。
综上所述，甜菊醇-13-葡萄糖苷是一个兼具结构新颖性和药理多样性的天然产物分子，在心血管疾病防治领域具有重要的开发价值。随着相关研究的不断深入和技术的持续进步，这一来自甜叶菊的天然分子有望从实验室走向临床应用，为高血压及相关代谢性疾病的防治提供新的选择。天然产物药理学的研究实践再次证明，大自然蕴藏着无尽的药物发现智慧，而甜菊醇-13-葡萄糖苷正是这一智慧的又一例证。
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