關於cardenolide 與bufadienolide 之敘述，下列何者正確？

本題觀念：

本題考點為強心苷 (Cardiac Glycosides) 中非醣體 (Aglycone/Genin) 的化學結構特徵，特別是比較植物來源為主的 Cardenolide (卡烯內酯) 與動物來源為主(如蟾蜍)的 Bufadienolide (蟾蜍二烯內酯) 之結構異同。這類題目在藥物化學與生藥學中屬於基礎且核心的考點，重點在於碳數、內酯環大小、立體化學構形 (Stereochemistry)。

選項分析：

• A. 主骨架皆為 23個碳：錯誤

  • Cardenolide：具有 C21 的固醇骨架加上一個 C2 的側鏈 (5-membered lactone)，總共是 23個碳 (C23 steroids)。
  • Bufadienolide：具有 C21 的固醇骨架加上一個 C3 的側鏈 (6-membered lactone)，總共是 24個碳 (C24 steroids)。
  • 因此，兩者碳數不同。

• B. 第17位皆有α,β-unsaturated 5-membered lactone ring 取代基：錯誤

  • Cardenolide：C17位接的是 五員 不飽和內酯環 ($\alpha,\beta$-unsaturated $\gamma$-lactone ring, butenolide)。
  • Bufadienolide：C17位接的是 六員 雙不飽和內酯環 (doubly unsaturated $\delta$-lactone ring, pentadienolide/pyrone)。
  • 選項敘述僅符合 Cardenolide，不符合 Bufadienolide。

• C. 第17位取代基皆為 α-form：錯誤

  • 強心苷要有藥理活性，其 C17 位的內酯環必須呈現 $\beta$-configuration (β-form)，即位於環平面的上方。
  • 若 C17 為 $\alpha$-form，通常幾乎沒有強心活性。
  • 此外，C3 的 OH基也通常是 $\beta$-form (接糖的位置)，C14 的 OH基亦為 $\beta$-form。

• D. 兩者之C/D環連接處皆為 cis-configuration：正確

  • 強心苷的固醇骨架具有獨特的立體結構，其 C/D 環的連接處 (Ring junction) 必須為 cis-configuration。
  • 這是強心苷與其他固醇類激素（如腎上腺皮質素，C/D 環多為 trans）的重要區別特徵。
  • C/D cis 構形使得分子呈現特殊的 "U" 字型或折疊狀，這對於與 Na$^+$/K$^+$-ATPase 的結合位點相互作用至關重要。
  • 一般活性強心苷的立體結構特徵為：A/B cis (多數) 或 trans, B/C trans, C/D cis。

答案解析

正確答案為 (D)。 強心苷 (Cardiac glycosides) 分為兩大類：Cardenolides (C23，五員內酯環) 與 Bufadienolides (C24，六員內酯環)。兩者在結構上最大的共同點且為活性必需條件，就是 C/D 環必須為 cis-fusion，且 C17 位的內酯環必須為 $\beta$-orientation。選項 A、B、C 的敘述皆混淆了兩者的特徵或描述錯誤的立體化學。

核心知識點

備考藥師國考時，針對 強心苷 (Cardiac Glycosides) 需掌握以下 SAR (結構活性關係) 重點：

1. 分類與碳數：
   • Cardenolide：C23，接 五員 不飽和內酯環 (單雙鍵)，主要來自植物 (如 Digitalis, Strophanthus)。
   • Bufadienolide：C24，接 六員 雙不飽和內酯環 (雙雙鍵)，來自蟾蜍 (Bufo) 或海蔥 (Squill)。
2. 關鍵立體化學 (Stereochemistry)：
   • C17 內酯環：必須為 $\beta$-oriented (活性必需)。
   • C/D 環接合：必須為 cis (活性必需)。
   • A/B 環接合：通常為 cis (如 Digitoxigenin)，亦可為 trans (如 Uzarigenin)，cis 型活性通常較佳但非絕對必需。
   • B/C 環接合：均為 trans。
3. 羥基 (-OH) 位置：
   • C3-OH：接糖基的位置 (通常為 $\beta$)。
   • C14-OH：通常為 $\beta$-oriented，對活性極為重要 (若缺如活性大幅下降)。

參考資料

1. Trease and Evans Pharmacognosy, 16th Ed. Chapter on Cardioactive glycosides. (Standard Pharmacognosy Textbook)
2. Foye's Principles of Medicinal Chemistry. Chapter on Cardiovascular Agents.
3. NIH - Cardiotonic Steroids: Cardenolides and Bufadienolides
4. RJPBCS - Structural requirements for Bufadienolides' biological activity