《苯丙素类化合物》PPT课件.ppt

1,第 五 章 苯丙素类化合物,2,广义包括：,含 义: 狭义：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。,3,丁香酚 细辛醚 细辛醚,4,紫丁香苷（苯丙醇） 桂皮醛（苯丙醛）,咖啡酸 阿魏 丹参素（苯丙酸）,5,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。,第一节 香豆素类,一、结构与分类,6,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,7,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,8,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）,9,角型（7、8- 呋喃）香豆素,补骨脂内酯（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）,呋喃香豆素 线型（6、7- 呋喃）香豆素,10,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,11,二、香豆素的性质,（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。,12,（三）内酯环的性质（碱水解）,长时间加热,香豆素 顺邻羟基桂皮酸盐 反邻羟基桂皮酸盐 （S水 小） （S水大） （加酸不可逆）,应用：碱溶酸沉法提取香豆素,注意：加热时间不宜太长不能与浓碱共 沸（裂解酚类或酚酸）侧链有 酯键的不宜（碱水解）,13,（四）显色反应,反应类型 反应试剂 反应特点 鉴别特点 鉴别意义,异羟 肟酸铁反应 盐酸羟胺、Fe+ 红色络合物 内酯结构 内酯环有无,三氯化铁反应 Fe+ Cl3溶液 绿色墨绿色 酚羟基 酚羟基有无,Emerson反应 4-氨基安替比林 红 色 同上 同上 铁氰化钾（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,14,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,三、香豆素提取分离,15,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）,16,、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,17,. 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,18,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,19,2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),20,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（）,21,呋喃环质子(AB系统 ,dd.) 6.707.20 (1H,d.J=2.02.5) 7.507.70 (1H,d.J=2.02.5),芳环质子 H-5 (1H, s.) H-8 (1H, s.),22,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 )。,23,7-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。,24,（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 = 0.601.0 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。,25,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),（） 13C-NMR谱特征：,香豆素母核碳谱的 特征信号：,26,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-2C-7C-9C-4C-5C-6C-3C-10C-8 160以上 110.0 113.0 110以下,27,（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。,28,花椒毒内酯质谱裂解途径,29,第二节 木脂素,一、含义 木脂素是一类由二分子苯丙素衍生物（单体）聚合而成的天然化合物，由于主要存在于植物的木质部或开始析出时呈树脂状，所以称木脂素。 依缩合位置不同,30,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,31,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,32,联苯环辛烯型木脂素 新木脂素 双环氧木脂素,33,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,34,二、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。,35,3 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。,36,醇提物,三、木脂素的提取分离,原料,乙醇、丙酮提取、浓缩,2.碱溶酸法 主要用于酚性、内酯结构的木脂素的分离纯化。,3.色谱法 （吸附原理、硅胶、中性氧化铝）用于难分离木脂素的分离。,1.系统溶剂 （石油醚、乙醚、乙酸乙酯等）依次萃取，按极性大小分离。,37,1三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：,38,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 (lg4.0) 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,39,260nm ( 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：,40,2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。,41,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）,42,（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）,43,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),44,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),45,（2）13C-NMR谱特征 a、内酯环羰基碳原子位于最低场，165 180ppm（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。,46,木 脂 内 酯,C-1 129.4 C-1 129.5 C-2 110.8 C-2 111.3 C-3 146.6 C-3 146.5 （芳环与 氧相连） C-4 144.2 C-4 144.3 （芳环与 氧相连） C-5 113.9 C-5 114.3 C-6 121.2 C-6 121.9 C-7 38.3 C-7 34.5 C-8 40.9 C-8 46.5 C-9 71.3 C-9 178.6 （内酯环 羰基） OCH3 55.7,47,（1）多数木脂素可得到分子离子峰。 （2）发生苄基裂解，产生相应的碎片离子。 （3）木脂素苷可失去糖基，产生M+-162离 子峰。,4质谱（MS）特征,48,苯丙素类思考题：,1、熟悉苯丙素类化合物的基本类型和母核特 点及生源途径。 2、掌握香豆素的结构类型、编号方式及重要 代表化合物。 3、掌握香豆素的性状特点及溶解性特点。 4、掌握香豆素碱水解的原理及应用。,49,5、掌握香豆素各种显色反应的反应试剂、原 理、特点及鉴别意义。 6、掌握香豆素各种提取方法的原理、适应范 围及注意事项。 7、熟悉色谱分离香豆素的条件、选择条件的 依据及预期分离结果。 8、掌握香豆素的荧光特点及应用。,50,9、掌握香豆素IR光谱特征区主要吸收峰特征。 10、掌握香豆素紫外光谱特征及在碱液中的吸 收峰变化特点。 11、掌握香豆素核磁共振氢谱的鉴别特征，并 能熟练运用氢谱 数据分析简单香豆素的苯 环取代情况。,51,12、熟悉香豆素远程偶合的特点及偶合常数大 小。 13、掌握香豆素母核碳原子的碳谱信息（化学位 移、峰形状）。 14、掌握香豆素质谱裂解规律。 15、熟悉含香豆素的重要中药秦皮、前胡等的化 学成分及提取分离原理。,52,16、熟悉木脂素母核组成特征、基本结构类 型及重要代表化合物。