天然药物化学ppt课件_1

第 三 章 苯丙素类化合物 香豆素类（1分子C6 C3 单元） 木脂素类（2分子C6 C3 单元） 木质素类（多分子C6 C3 单元） 黄酮类（ C6 C3 C6 单元，另章介绍） 第一节 概述 含 义: 是指基本母核具有一个或几个C6 C3单元的天然 有机化合物类群。 广义包括：简单苯丙素类苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸类 （1分子C6 C3单元） 丁香酚 细辛醚 细辛醚（苯丙烯） 第二节 简单苯丙素类 l一、简单苯丙素类的结构与分类 简单苯丙素类(simple phenylpropanoids)是中药中常 见的芳香族化合物，结构上属苯丙烷衍生物，依C3侧 链的结构变化，可分为苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯 丙酸等类型。 l 二、简单苯丙素类的提取与分离 简单苯丙素类成分依其极性大小和溶解性的不同，一 般用有机溶剂或水提取，按照中药化学成分分离的一 般方法分离，如硅胶柱色谱、高效液相色谱等。 香豆素类成分是指一类具有苯骈吡喃酮母核的天然 化合物的总称。在结构上可以看成是顺邻羟基桂皮酸脱水而 形成的内酯类化合物。目前发现的约1200种。 一结构与分类 第三节 香豆素类 主要取代基： 羟基（7位多见） 甲氧基 异戊烯氧基 异戊烯基（6、8位） 顺邻羟基桂皮酸 香豆素 香 豆 素 苯骈吡喃酮环上有无取代 7羟基与6、8异戊烯基成环情况 简单香豆素 呋喃香豆素 吡喃香豆素 其他香豆素 环合、降解 环合、不降解 香豆素结构分类及代表化合物 类 型（基本母核）代表化合物 简单香豆素 （仅苯环一侧有取代基） 伞形花内酯（7OH香豆素） 瑞香内酯(7、8二OH香豆素) 七叶内酯(6、7二OH香豆素) 七叶苷(7OH，6-O-葡萄糖苷) 滨蒿内酯(6、7 二OCH3香豆素) 蛇床子素（7- OCH3，8-异戊烯基 香豆素） 角型（7、8- 呋喃）香豆素 补故脂内酯（母核结构） 佛手苷内酯（5- OCH3） 花椒毒内酯（8- OCH3） 欧前胡内酯（8- 异戊烯氧基） 紫花前胡内酯（未降解的二氢香豆素） 当归素（白芷内酯，母核结构） 虎耳草素(5、6 - 二OCH3 ) 异佛手苷内酯（5- OCH3） 呋呋喃香豆素 线型（6、7- 呋喃）香豆素 吡喃香豆素 线型（6、7- 吡喃）香豆素 角型（7、8- 吡喃）香豆素 紫花前胡醇 白花前胡丙素 其他香豆素 吡喃酮环上有取代 香豆素二聚体、三聚体 异香豆素 茵陈内酯 二香豆素的理化性质 （一）性状 游离香豆素：多为结晶性物质；亦有呈玻璃态或 液态。 分子量小的具芳香气味、挥发性及升 升华性。 香豆素苷：一般呈粉末或晶体状。 无挥发性及升华性。 （二）溶解性 具有苷溶解性的一般规律。 但游离香豆素（分子量小）可溶于 沸水，难溶于冷水。 （三）内酯环的性质（碱水解） 长时间加热 香豆素 顺邻羟顺邻羟 基桂皮酸盐盐 反邻羟邻羟 基桂皮酸盐盐 （S水 小） （S水大） （加酸不可逆） 应用：碱溶酸沉法提取香豆素碱溶酸沉法提取香豆素 注意：加热时间热时间 不宜太长长 不能与浓浓碱共沸（裂解酚类类或酚酸） 侧链侧链 有酯键酯键 的不宜（碱水解） （四）与酸的反应 （五）显色反应 反应类应类 型 反应试剂应试剂 反应应特点 鉴别鉴别 特点 鉴别鉴别 意 义义 异羟羟 肟肟酸铁铁反应应 盐盐酸羟羟胺、Fe+ 红红色络络合物 内酯结酯结 构 内酯环酯环 有无 三氯氯化铁铁反应应 Fe+ Cl3溶液 绿绿色墨绿绿色 酚羟羟基 酚羟羟基有无 Emerson反应应 4-氨基安替比林 红红 色 同上 同上 铁氰铁氰 化钾钾（OH） Gibbs 反应 2，6-二氯苯醌 蓝 色 酚羟基对 6-有无取代 氯亚胺（OH） 位无取代 香豆素显色反应鉴别特点和意义 （六）双键的加成反应 （七）氧化反应 香豆素类成分也能发生氧化反应，常用氧化剂 有高锰酸钾、铬酸、臭氧等。 提取： 水蒸气蒸馏法小分子游离香豆素的挥发性 碱溶酸沉法内酯的性质 溶剂法溶解性特点系统溶剂法（石油醚、 乙醚、乙醇、水） 甲醇或乙醇提取，结合溶剂法、大孔树脂法 分离： 单体分离比较困难，一般多用色谱法分离 极性小、游离态硅胶吸附分离（氧化铝一 般不用） 极性大、苷反相色谱（Rp-18、Rp-8） 三香豆素提取分离 、荧光：多呈蓝色或紫色荧光，羟基香豆 素类有较强兰色荧光，加碱后荧光增 强、颜色变绿，呋喃香豆素类显蓝色 或褐色。 应用：色谱（TLC、PC）检识 四香豆素的检识 、显色反应 异羟肟酸铁反应 香豆素的内酯环 三氯化铁反应 酚羟基的有无 Gibbs 反应 、 Emerson反应-位是 否有取代基 红外（IR）光谱 呋喃环（C-H） 31753025cm-1 （弱小、尖锐的双峰） 芳环 内酯环 16601600cm-1 17501700cm-1（C=O, 最强峰） (三个较强吸收) 12701220cm-1 ( 强吸收峰 ) 11001000cm-1 ( 强吸收峰 ) 五香豆素的结构研究 2紫外（UV）光谱 苯环 274nm (log 4.03) 引入羟基（共轭） 碱液中（羟基解离） 吡喃酮环311nm (log 3.72) 325nm (log 4.15) 372nm (log 4.23) 核磁共振（NMR）谱 （1） 1H-NMR谱特征: 吡喃酮环质子 - H (1H, d. J=9.5) 6.106.50 （高场） 4 H (1H, d. J=9.5) 7.508.20 (低场) 芳环质子 H-8 (1H,d.J=2.0) （高场、羟基邻位） H-6 (1H,dd.J=8.0;2.0) （高场、羟基邻位） H-5 (1H,d.J=8.0) （低场） 受羰基吸电影响 电子云密度下降（） 呋呋喃环质环质 子(AB系统统 ,dd.) 6.707.20 (1H,d.J=2.02.5) 7.507.70 (1H,d.J=2.02.5) 香豆素类化合物1H-NMR谱上具有鉴别特征的典型信号： （1） 3，4-位无取代香豆素类成分，H-3、H-4构成AB系统， 以一组dd.峰出现，偶合常数较大(J9.5Hz), 由于受 羰基吸电共轭效应的影响，H-4位于较低场,化学位移 较大（7.508.20 )。 芳环质子 H-5 (1H, s.) H-8 (1H, s.) 7-OH香豆素 H-5 (1H,d.J=8.0) （低场） H-6 (1H,dd.J=8.0;2.0) （高场 ） H-8 (1H,d.J=2.0) （高场 ） 5、7-二取代香豆素 H-6、H-8分别呈现 d 峰, J=2.02.5 (小、间偶) 6、7-二取代（线型呋喃和线型吡喃） H-5、H-8 分别呈现 s 峰 7、8-二取代（角型呋喃和角型吡喃） H-5、H-6 分别呈现d峰,J=8.0(大、邻偶) （2）芳环质子信号受芳环取代影响很大。 （3）香豆素母核H-8、H-4在高分辨谱上能观 察到远程偶合, J4 = 0.60 1.0 Hz。 （4）呋喃香豆素呋喃环上二个质子构成AB系 统，以一组d d. 峰出现，偶合常数较小 (J2.02.5Hz)。 （5）芳环上甲氧基质子呈现三个质子的单峰 (3H, s.) ，3.84.0ppm。 C-2 (C=O, s. 160ppm) C-7 (C-OH, s. 160ppm)，受羰基吸电共轭的影响 C-9 (季碳，C-O-, s. 149.0154.0ppm) C-10 (季碳，s. 110.0113.0ppm) C-4 (C=C, d. 143.0145.0ppm)，受羰基吸电共轭的影响 C-3 (C=C, d. 110.0113.0ppm) C-2 C-7 C-9 C-4 C-5 C-6 C-3 C-10 C-8 （160以上） （110.0 113.0 ） （110以下） （1） 13C-NMR谱特征： 香豆素母核碳谱的 特征信号： （2）出现一系列失去CO的碎片离子峰，最主 要碎片离子峰是M-CO+ 峰，其丰度可 达100%（基峰）。 （3）具有甲氧基取代的香豆素经常出现失去 甲基（CH3）的碎片离子峰。 4质谱（MS）特征 （1）大多具有很强的分子离子峰M+，简单 香豆素和呋喃香豆素的分子离子峰经常 是基峰。 花椒毒内酯质谱裂解途径 第四节 木脂素 木脂素是一类类由二分子苯丙素衍生物（单单体）聚合而成的天然化合物， 由于主要存在于植物的木质质部或开始析出时时呈树树脂状，所以称木脂素。 一、木脂素的结构与分类 依缩合位置不同 简单木脂素 -缩合 7-7 9-9 7-9 单环氧木脂素 缩合 9-9内酯环 木酯内酯 9-7缩合 双环氧木脂素 6-7缩合 环木脂素 联苯环新烯型木脂素 两个苯环相连 新木脂素 （非-缩合，两个苯环直接相连） 9-9内酯环 环木脂内酯 依环合方向 1-苯代萘内酯 4-苯代萘内酯 简单木脂素 单环氧木脂素 环木脂素 木脂内酯 4-苯代萘内酯 1-苯代萘内酯 环木脂内酯 联苯环辛烯型木脂素 新木脂素 双环氧木脂素 牛蒡子苷元R=H 牛蒡子苷R=glc 连翘脂素R=H 连翘苷R=glc 厚朴酚 五味子醇 二木脂素的性质 1性状 多数为无色结晶，一般无挥发性，少数具 升华性。 2溶解性：游离木脂素多具亲脂性，易溶于有机溶 剂（苯、乙醚、氯仿、乙醇），难溶于水，具酚 羟基的木脂素可溶于碱水液中。木脂素苷水溶性 增大。 3光学活性与异构化作用：木脂素常有不对称碳原 子或不对称中心，多数具有光学活性，遇酸易异 构化（双环氧木脂素），而木脂素的生物活性与 其立体结构有一定关系（鬼臼毒脂素-抗癌活性）， 因此，在木脂素的提取分离过程中应尽量避免与 酸碱的接触，以防止其构型的改变。 醇提物 1、系统统溶剂剂（石油醚醚、乙醚醚、乙酸乙酯酯等）依次萃取， 按极性大小分离。 2、碱溶酸沉法 主要用于酚性、内酯结酯结 构的木脂 素的分离纯纯化。 3、色谱谱法（吸附原理、硅胶、中性氧化铝铝）用于难难 分离木脂素的分离。 三木脂素的提取分离 原料 乙醇、丙酮提取、浓缩 1三氯化铁反应检查酚羟基 2Labat反应（没食子酸、浓硫酸）检 查亚甲二氧基（阳性呈蓝绿色） 3Ecgrine反应（变色酸、浓硫酸）检 查亚甲二氧基（阳性呈蓝紫色） 四木脂素的检识 木脂素没有特征性的理化检识方法，常用的 检识方法主要是针对木脂素结构中的功能基检识： 木脂素的结构类型较多，这里仅就代表性类型的波 谱特征予以介绍： 1紫外（UV）光谱特征 多数木脂素有两个孤立的芳环发色团，其紫外光谱相似， 一般在紫外区(200400nm) 出现两个吸收峰: 220240nm (lg 4.0) 280290nm (lg3.54.0) 如：五味子甲素 287、251、213 牛蒡子苷 278、230、204 五木脂素的结构测定 260nm ( lg 4.5) 最强峰 225、290、310、355nm强吸收峰 而四苯代萘类（共轭程度增大）显示特征吸收： 2红外（IR）光谱特征 红外光谱特征区主要显示功能基的信息，木脂素结构中 常有的羟基、甲氧基、亚甲二氧基、芳环及内酯环等基团均 有相应的吸收峰。 中国远志脂粉 扁柏脂粉 3520cm-1（-OH） 1745cm-1（- 内酯环） 17601780cm-1（- 内酯环） 942cm-1（亚甲二氧基） 936cm-1（亚甲二氧基） 800cm-1（1、2、4-取代芳环） 1600cm-1、1585cm-1、1500cm-1（芳环） （1）1H-NMR谱特征及应用： a、典型木脂素的质子归属 3核磁共振（NMR）谱 1.05 (6H, d.) H-9、H-9 1.78 (2H, m.) H-8、H-8 4.61 (2H, d) H-7、H-7 5.96 (4H, s) 亚甲二氧基质子 6.826.93 芳环质子 加尔巴新（单环氧木脂素） B、用于鉴别4-苯代萘内酯（上向）和1 -苯代萘内酯（下向） 4-苯代萘内酯 1 -苯代萘内酯 H-1处于羰基去屏蔽区，位于低场，8.25ppm (较大) 亚甲基质子处于羰基屏蔽区，位于高场，5.085.23ppm (较小) C、用于双环氧木脂素立体构型（两个苯环在同侧或异侧） 的判断 同 侧 （苯环） 异 侧 （苯环） J1 2 = J5 645Hz (反式偶合) J1 2 45Hz (反式偶合) J5 6 7Hz (顺式偶合) （2）13C-NMR谱特征 a、内酯环羰基碳原子位于最低场，165180ppm（最大）。 b、其次为芳环质子，110150ppm，其中连接取代基团的碳 原子较大。 C、烷烃类质子 80ppm以下，其中，与氧相连碳原子较大，季 碳 较大。 d、甲氧基质子55 .7ppm。 木 脂 内 酯 C-1 129.4 C-1 129.5