二氢黄酮醇.ppt

第五章 黄酮类化合物,天然药物化学,Flavonoids,本 章 内 容,第一节 概 述 第二节 结构类型 第三节 理化性质 第四节 提取分离 第五节 结构鉴定,第一节 概 述 一、基本含义,一、基本含义 1、名称来源 黄色，酮基黄酮类 黄酮类化合物亦称黄碱素，原因是1位的“O”原子具有碱性，可与HCl、H2SO4形成佯盐。,2、分布 主要分布在双子叶植物中：豆科、芸香科、唇形科、菊科 裸子植物中亦较多 菌、藻类、地衣类少见,第一节 概 述 一、基本含义,一、基本含义,3、存在形式 在植物体内大部分：黄酮苷， 少部分：游离黄酮。,4、存在部位 花、果、叶 例：银杏叶中成分主要有黄酮类、萜类、 酚类等 槐花米中的芦丁、菊花中的木犀草素 。,第一节 概 述 二、生理活性,二、生理活性,1. 对心血管系统的作用 Vp样作用：芦丁、橙皮苷等有Vp样作用，能降低血管脆性及异常通透性，可用作防治高血压及动脉硬化的辅助治疗剂。 扩冠作用：芦丁、槲皮素、葛根素、人工合成的立可定。 降血脂及胆固醇：木樨草素,第一节 概 述 二、生理活性,二、生理活性,2、抗肝脏毒作用 水飞蓟素有保肝作用，临床上用于急慢性肝炎，肝硬化。 儿茶素有抗肝脏毒作用。 3、抗炎作用 芦丁，二氢槲皮素，双聚原矢车菊苷元有抗炎作用。,第一节 概 述 二、生理活性,二、生理活性,4、雌性激素样作用 染料木素，金雀花异黄素，大豆素等异黄酮类均有雌性激素样作用。这可能是由于它们与己烯雌酚结构相似缘故。,己烯雌酚 R1=R2=H 大豆素 R1=OH ， R2=H 染料木素 R1=OH， R2=CH3 金雀花异黄素,第一节 概 述 二、生理活性,二、生理活性,5、抗菌及抗病毒作用 木犀草素，黄芩苷，黄芩素，均有一定程度的抗菌作用。 槲皮素，桑色素（morin）,二氢槲皮素，山萘酚(kaemferol)等有抗病毒作用。,6、泻下作用 中药营实中的营实苷A(multiflorin A) 7、解痉作用 异甘草素(isoliquirltigenin)、大豆素(daidzein)等于有类似罂粟碱样的解除平滑肌痉挛作用。,第一节 概 述 二、生理活性,二、生理活性,8、止咳，平喘作用 其平喘作用与分子中的,不饱和酮结构有关。,本 章 内 容,第一节 概 述 第二节 结构类型 第三节 理化性质 第四节 提取分离 第五节 检识,第二节 基本结构和分类 一、基本母核结构,一、基本母核结构,2-苯基色原酮,1、原始定义 52年以前，黄酮类化合物（flavonoids）主要是指基本母核为2-苯基色原酮（2-phenyl-chromone）类化合物。,色原酮（苯骈-吡喃酮）,-吡喃酮,第二节 基本结构和分类 一、基本母核结构,一、基本母核结构,2、结构因素 （异黄酮） 1-2键开环 （查耳酮） C2-3无双键 （二氢黄酮） r-吡喃酮环六元五元环 （橙酮 ） 色原酮上并有六元环 （双苯吡酮类） C=O消失 （黄烷类） 以佯盐形式存在 （花色素）,共同点：均具有C6-C3-C6结构,第二节 基本结构和分类 一、基本母核结构,一、基本母核结构,3、广义定义（现在定义）,泛指两个苯环（A环与B环）通过中央三碳链相互连接而成的一系列化合物。,基本骨架：C6-C3-C6,取代基：,亚甲二氧基,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,中央三碳链的氧化程度 B环与C环连接位置 三碳链是否成环 结构中有无酮基,二、结构分类,根据,4、分类原则,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（一）黄酮（醇）类 flavones （flavonol）,黄酮 黄酮醇,特点：数量多，黄酮醇占整个黄酮的13 黄酮类占整个黄酮的14 3OH有特殊的性质,母核：,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,木犀草素（luteolin） 抗菌作用，存在于菊花、浮萍、忍冬藤等中药中,（一）黄酮（醇）类 flavones （flavonol）,代表化合物：,菊花,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（一）黄酮（醇）类 flavones （flavonol）,黄芩中主要成分：黄芩苷 抗菌作用、降压、解毒作用、降转氨酶作用,黄芩在贮存过程中，为什么变绿？,O,酶解,黄芩苷,黄芩素（黄色）,绿色,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（一）黄酮（醇）类 flavones （flavonol）,槲皮素 用于治疗气管炎抗炎及止咳祛痰作用,用于治疗毛细血管脆弱引起的出血病，并用作高血压的辅助治疗剂。,3芸香糖 芦丁（Rutin）（芸香苷）,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（一）黄酮（醇）类 flavones （flavonol）,立可定（yecordil） 人工合成立可定，具有扩冠作用，增加冠脉流量,山柰酚 具有抗病毒作用,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（二）二氢黄酮（醇）类 flavanoes （flavanononls）,二氢黄酮 二氢黄酮醇,结构特点：C2-C3间双键消失，颜色变浅或无色,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,橙皮素,橙皮苷,二者存在于陈皮中，橙皮苷可维持血管的正常渗透压，降低血管脆性，缩短流血时间。临床上用于止血药，治疗高血压的辅助药。,二、结构分类,（二）二氢黄酮（醇）类 flavanoes （flavanononls）,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（二）二氢黄酮（醇）类 flavanoes （flavanononls）,存在于甘草中，对消化性溃疡有抑制作用,甘草素 R=H 甘草苷 R=glc,甘草,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,水飞蓟素（silybin）,（二）二氢黄酮（醇）类 flavanoes （flavanononls）,水飞蓟素存在于水飞蓟种子中，是二氢黄酮醇与木脂素衍生物缩合成的黄酮木脂素类成分。具有保肝作用，用于治疗急、慢性肝炎及肝硬化，代谢中毒性肝损伤。,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（三）查耳酮（chalcones）、二氢查耳酮（dihydrochalcones）类,母核：,查耳酮,二氢查耳酮,结构特点：,1.查耳酮，O-C2键断裂，不成环。 2.二氢查耳酮,C2-C3间双键消失。,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,在酸性条件下， 2-OH查耳酮转变为无色的二氢黄酮， 碱化后，转为深黄色的2-OH查耳酮，二者可相互转化。,2-OH查耳酮,二氢黄酮,深黄色 无色,（三）查耳酮、二氢查耳酮类,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,为什么红花开花中期为黄色，开花后期或采收干燥过程中，颜色逐渐变为红或深红色？,（三）查耳酮、二氢查耳酮类,异甘草苷 甘草苷,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（三）查耳酮（chalcones）、 二氢查耳酮（dihydrochalcones）类,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（四）异黄酮（isoflavones）、二氢异黄酮（isoflavanones)类,母核：,异黄酮,二氢异黄酮,结构特点：,1. B环连接在C3位。,2. 二氢异黄酮的C2-C3间双键消失， 颜色变浅甚至消失。,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,如葛根中的葛根总黄酮具有扩冠、增加冠脉流量及降低心肌耗氧量等作用。 大豆素具有类似罂粟碱的解痉作用.大豆苷、葛根素及大豆素均能缓解高血压患者的头痛等症状。,大豆素,大豆苷,葛根素,（四）异黄酮（isoflavones）、二氢异黄酮（isoflavanones)类,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,紫檀素（pterocarpin）,存在于广豆根（豆科植物）中，具有抗癌、抗霉菌活性。,毛鱼藤中的鱼藤酮 （rotenone）,具有杀虫毒鱼作用， 对人畜无毒作用,（四）异黄酮（isoflavones）、二氢异黄酮（isoflavanones)类,特点: 2，3无双键 无C=O,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（五）黄烷醇类 黄烷3醇类（flavan3ols） 黄烷3、4二醇类（flavan3、4diols）,3醇 3、4二醇类,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（五）黄烷醇类,儿茶素 抗脂肪肝作用 抗癌和Vp样作用,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（六）花色素类（anthocyanidins）, -吡喃酮上的C=O消失 特点： 苯骈吡喃佯盐 C3、5、7上有-OH取代,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（六）花色素类（anthocyanidins）,天竺葵素,矢车菊素,飞燕草素,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（七）橙酮类（奥弄）（aurones）,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（七）橙酮类（奥弄）（aurones）,植物硫磺菊中硫磺菊素（Sulphuretin）,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（八）双黄酮,（二分子黄酮衍生物聚合生成的二聚物），多分布于裸子植物，尤以松柏纲、银杏纲和凤尾纲等植物中最普遍。,C-C连结 C 5 -C8、 C 8 -C8 连接方式 醚链连结 C4- O- C6,第二节 基本结构和分类 二、结构分类,二、结构分类,（八）双黄酮,银杏叶中银杏素（gikgetin）具有解痉、降压、扩冠作用。,本 章 内 容,第一节 概 述 第二节 结构类型 第三节 理化性质 第四节 提取分离 第五节 检 识,第三节 理化性质 一、性状,一、性状,1、游离黄酮类化合物：完好的晶型 黄酮苷类：无定形粉末,第三节 理化性质 一、性状,一、性状,3、颜色 1）呈色因素：结构中有无交叉共轭体系，助色团 （- OH， -OCH3）数目及位置。,色原酮本身无色，但在2位引入苯环后，即形成交叉共轭体系，并通过电子转移、重排，使共轭链延长，因而表现出颜色。,第三节 理化性质 一、性状,一、性状,3、颜色,第三节 理化性质 一、性状,一、性状,3、颜色 2）呈色规律 （1）一般情况下：黄酮醇及其苷类 灰黄色到黄色 查耳酮 二氢黄酮（醇） 无色 异黄酮 微显黄色,（3）花色苷及苷元颜色因pH不同而改变： pH7 红色 ； pH=8.5 紫色； pH8.5 蓝色,黄色到橙黄色,（2）7、4位引入助色团后颜色加深，其它位引入助色团 影响较少。 -OH、-OCH3供电子基促进电子转移、重排而使颜色加深。,课堂练习 1.一般情况下为无色化合物的是 A、黄酮 B、黄酮醇 C、异黄酮 D、二氢黄酮 E、查耳酮,第三节 理化性质 二、溶解性,二、溶解性,1、黄酮苷元：有极性（含氧基团）； 难溶或不溶于水， 易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂以及稀 碱液（具有酸性）,第三节 理化性质 二、溶解性,二、溶解性,（1）黄酮（醇）、查耳酮，平面型分子，堆砌紧密，分子间引力大，难溶于水,R=H，二氢黄酮 R=OH，二氢黄酮醇,（2）二氢黄酮（醇），非平面型分子，排列不紧密，分子间引力小，有利于水分子进入，对水溶解度相对增加,黄酮苷元在水中溶解度规律：,（3）异黄酮，C3-苯基与C4-C=O垂直扭曲，平面性破坏，水溶性增加。,第三节 理化性质 二、溶解性,二、溶解性,（4）花色素类，虽为平面型，但以离子形式存在，具有盐的通性，故亲水性大于（1）、（2）、（3）。,第三节 理化性质 二、溶解性,二、溶解性,3、黄酮苷类 水溶性增加，易溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂中， 难溶或不溶苯、三氯甲烷等有机溶剂。 水溶性规律： 糖链越长，则水溶度越大 糖连接位置不同，水溶性不同,2、苷元中引入OH数目较多，水溶性增大，引入甲氧基或异戊烯后，脂溶性增大,第三节 理化性质 二、溶解性,二、溶解性,各类黄酮类化合物的颜色、旋光性、溶解性,第三节 理化性质 三、酸性与碱性,三、酸性与碱性,1、碱性 来源：黄酮类分子中-吡喃酮环上的1位“O”原子，因有未共用电子对，表现微弱碱性。 可与无机酸（浓H2SO4，HCl），形成徉盐，徉盐极不稳定，加水即可分解，说明氧原子碱性极弱，徉盐表现特殊的颜色，可用于鉴别。,第三节 理化性质 三、酸性与碱性,三、酸性与碱性,2、酸性 来源：Ar-OH 大小与Ar-OH数目、位置不同有关。 可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺、二甲基甲酰胺。 一般来讲，Ar-OH数目越多，酸性越大。,第三节 理化性质 三、酸性与碱性,三、酸性与碱性,2、酸性 规律: a. 7、4位OH酸性最强 （7、4处于对位，受吸电子效应最强，质子化能力强， 酸性强）,b. 5位OH酸性最弱 （C5OH 与C=O形成氢键，质子难以解离）,c. 其它位置的-OH酸性介于a、b之间。,第三节 理化性质 三、酸性与碱性,三、酸性与碱性,2、酸性 结论: 7、4-二OH 7或4-OH 一般Ar-OH 5-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 0.2%NaOH 5%NaOH 应用于提取、分离及鉴定工作中。,第三节 理化性质 三、酸性与碱性,三、酸性与碱性,2、酸性,比较下列化合物的酸性大小：,A B,课堂练习 1酸性最强的黄酮类化合物是 A5-羟基黄酮 B4-羟基黄酮 C3-羟基黄酮 D3-羟基黄酮 E4-羟基二氢黄酮 2酸性最弱的黄酮类化合物是 A5一羟基黄酮 B7-羟基黄酮 C4-羟基黄酮 D3-羟基黄酮 E6一羟基黄酮,六、显色反应,一还原反应 1、盐酸镁粉（或锌粉）反应,1）方法：样品溶于1ml甲醇或乙醇，加镁粉少许，振摇，滴加几滴浓盐酸，1-2分钟内（必要时微热）即可显色。,多数黄酮（醇），二氢黄酮（醇）：显橙色紫红色反应 少数黄酮（醇），二氢黄酮（醇）：显紫-蓝色,B环引入-OH, -OCH3，颜色随之加深。,2）对象：,一还原反应 1、盐酸镁粉反应,例外：查耳酮，橙酮，儿茶素类（黄烷醇）不显色, 异黄酮类除少数例外，也不显色 花色素类，部分橙酮，查耳酮在浓盐酸下会发生色变， 因此：必须预先做空白对照实验。（供试液中加入 浓盐酸进行观察）,一还原反应 1、盐酸镁粉反应,3）注意：,（1）先加镁粉，后加浓盐酸，谨防假阳性。,4)应用：为鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应。,（2）为了避免提取液本身颜色的干扰，可注意观察加入浓盐酸后生成的泡沫颜色。如泡沫为红色，即示阳性。,（3）黄芩素（5，6，7-三羟基黄酮）乙醇液为黄色，而HCl-Mg粉反应几乎不显色。这个反应阳性不能完全肯定无黄酮类存在。,一还原反应 2、NaBH4反应,NaBH4是对二氢黄酮类化合物专属性较高的一种还原剂，与二氢黄酮类化合物产生红紫色。 若A,B环上有一个以上OH或 OCH3取代，则颜色加深。,方法：取样1-2ml溶于甲醇中,加等量2% NaBH4的甲醇液，1分钟后，加浓盐酸或浓硫酸数滴，生成红紫色。,课堂练习,1.多数黄酮类化合物与盐酸-镁粉试剂反应显（ ） A.红-紫红色 B.鲜黄色荧光 C.蓝色 D.紫红色沉淀 E.绿-棕-黑色沉淀 2.NaBH4反应可用于鉴别 A、二氢黄酮 B、查耳酮 C、黄酮醇 D、花色素 E、异黄酮,二金属盐类试剂的络合反应,黄酮类化合物分子中具有下列这些结构,5-OH-4-酮基 3-OH-4-酮基 邻二酚羟基,常与铝盐(Al3+)，铅盐(Pb2+)，镁盐(Mg2+),锆盐(Zr2+)等试剂反应，生成有色络合物。,二金属盐类试剂的络合反应,1、铝盐： 试剂： 1%AlCl3 或硝酸铝溶液 现象：UV（415nm) 灯下有黄绿色荧光。 可用于定性及定量分析。,二金属盐类试剂的络合反应,2锆盐：（锆枸橼酸反应） 用来检查和区分黄酮分子中3、5-二OH,（1）2%二氯氧锆甲醇液（ZrOCl2） （2）2%枸橼酸甲醇液,试剂,二金属盐类试剂的络合反应,2锆盐：（锆枸橼酸反应）,2%ZrOCl2可与黄酮类化合物分子中有游离的3-或5-OH存在时，反应生成黄色络合物，两种锆络合物对酸稳定性不同:C3-OHC5-OH（双氢黄酮醇除外），所以，锆络合物加入枸橼酸，5-OH黄色溶液褪色，3-OH不褪,二金属盐类试剂的络合反应,3.氨性氯化锶反应 氨性氯化锶 甲醇溶液,二金属盐类试剂的络合反应,4铅盐: 试剂：1%Pb(OAC)2 及碱式Pb(OAC)2水溶液 现象：络合物为黄红色沉淀。 Pb(OAC)2可与分子中具邻二酚羟基或兼有3-OH-4C=O 或5-OH-4C=O 化合物作用。,碱式Pb(OAC)2 一般酚羟基均可沉淀，用于提取分离鉴定工作。,三碱性试剂显色反应,1、日光及UV下，通过纸斑反应，样品用碱性试剂处理后颜色变化来鉴定黄酮类化合物。 常用碱性试剂：氨蒸汽，Na2CO3水溶液,氨蒸汽处理后的色变，置空气中随即褪去， Na2CO3水溶液则不褪色,2、利用碱性试剂反应鉴别分子中某些结构特征,2）黄酮醇类在碱液中呈黄色，通人空气变为棕色,可与其他黄酮类区别,3）黄酮类有 或3，4二OH， 碱液 黄色-深红色-绿棕色,1）二氢黄酮在碱性中开环转为异构体-查耳酮，显橙黄色,橙皮素 橙皮查耳酮,本 章 内 容,第一节 概 述 第二节 结构类型 第三节 理化性质 第四节 提取分离,第四节 提取分离 一、提取方法,一、提取方法,存在形式: 花、叶、果：黄酮苷 木部坚硬组织：游离黄酮 一般用溶剂提取法：,1、黄酮苷类以及极性稍大的苷元（如羟基黄酮、双黄酮、橙酮、查尔酮等），一般可用丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲醇提取。 2、一些多糖苷类可用沸水提取。 3、在提取花青素类化合物时，可加入少量酸（0.1%盐酸，应当慎用，避免发生水解）。,(一) 提取,(1)、乙醇(甲醇)提取法 浓度选择 黄酮苷类：60-70醇 黄酮苷元：高浓度的醇,(2)、热水提取法：适用于黄酮苷类 优点：安全、成本低 缺点：杂质多,(3)、碱溶酸沉法 原理：酚羟基,植物,加碱水浸渍,碱水,加酸水酸化,过滤,沉淀（黄酮）,注意：加入的酸、碱度应尽可能低。 常用的碱：石灰水、氢氧化钠、碳酸钠。,提取流程：,OH-,成盐（溶于水）,H+,游离（沉淀）,优点 A：使含酚羟基化合物成盐溶解；B：使含羧基杂质（果胶、粘液质、蛋白质等）形成沉淀 应用：芦丁和槲皮素的提取,分离对象：黄酮与非黄酮的分离；黄酮各单体的分离,(二) 分离,1、极性