《黄酮实例和苷类》PPT课件.ppt

任务一 槐米中黄酮类化合物的提取分离技术,学习目标,一,三,任务导入,必备知识,五,四,六,相关知识链接及拓展,课堂互动,目标测试,一 学习目标,2,掌握槐米芸香苷的提取、分离及鉴定技术。 熟悉槐米中黄酮类化合物的结构及性质。 了解槐米中黄酮类化合物的提取分离新进展。,知识要求,熟练进行槐米中黄酮类化合物的提取、分离及鉴定操作。 学会槐米中黄酮类化合物的色谱鉴定技术。,学习目的,二、任务导入：,槐米为豆科植物槐（Sophora japonica L.）的花蕾。其主要有效成分为芸香苷（又称芦丁），有维生素P样作用，能保持和恢复毛细血管的正常弹性，临床上常作为治疗高血压的辅助药和毛细血管脆性所致出血的止血药。近代研究显示槐米中芸香苷的含量可高达23.5%，但花开放后含量可降低至13%。,（二）槐米中黄酮类成分的提取分离,（一）槐米中黄酮类主要有效成分及结构,三 必备知识,（一）槐米中黄酮类主要效成分及结构,槐米中主要有效成分为芸香苷，还含有少量皂苷、多糖、粘液质等。2005年版中国药典规定，于60干燥6小时，含芸香苷不得少于20%。当花蕾开放后芸香苷的含量大大降低。芸香苷是槐米中止血的有效成分，有Vp样作用，有助于保持和恢复毛细血管正常弹性，临床上用作高血压的辅助药及毛细血管脆性引起出血的止血药。芸香苷又称芦丁，其苷元为槲皮素，它们的结构式如下：,槲皮素 黄色针状结晶（稀乙醇），含2分子结晶水，熔点为314（分 解），溶于乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、吡啶与冰醋酸等，不溶于水、 苯、石油醚、乙醚与氯仿等。,芸香苷 浅黄色粉末或细针晶，常含三分子结晶水，熔点176178， 在冷水中溶解度为1：8000，热水为1：200，冷乙醇为1：650，热乙醇为1： 60，可溶于吡啶及碱性溶液，几乎不溶于苯、乙醚、氯仿及石油醚中。,对任务流程说明,流程说明： 本流程利用芸香苷溶于碱水，酸化后又可析出的性质进行提取。芸香苷分子中因含有邻二酚羟基，性质不太稳定，暴露在空气中能缓缓氧化变为暗褐色，在碱性条件下更容易被氧化分解。硼酸盐能与邻二酚羟基结合，达到保护的目的，故在碱性溶液中加热提取芸香苷时，往往加入少量硼砂。,（二）槐米中黄酮类化合物的其他提取分离方法,槐米中芸香苷的提取分离 方法一：,（二）槐米中黄酮类化合物的提取分离,方法二：,四 知识链接,碱溶酸沉法提取芸香苷注意事项 芸香苷分子中因含有邻二酚羟基，性质不太稳定，暴露在空气中能缓缓氧化变为暗褐色，在碱性条件下更容易被氧化分解。硼酸盐能与邻二酚羟基结合，达到保护的目的，故在碱性溶液中加热提取芸香苷时，往往加入少量硼砂。用碱溶酸沉法提取纯化时，所用碱液浓度不宜过高，以免在强碱性和加热下，破坏黄酮母核；加酸酸化时，酸性也不宜太强，以免生成烊盐致使析出的黄酮类化合物又重新溶解，降低收得率。,四 知识链接及拓展,基本原理,利用溶剂对有效成分与杂质在冷、热情况下溶解度的差异而分离。,结晶与重结晶法：利用混合物各成分不同温度下溶解度的差别，使所需成分以结晶状态析出，达到分离精制目的的分离方法。 结晶：不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作称为。 重结晶：用适当溶剂处理粗结晶，使不纯的结晶进一步精制成较纯的结晶的过程称为。,结晶的关键：合适的溶剂 理想溶剂具备的条件： （1）与被结晶成分不发生化学反应。 （2）要对被结晶成分热时溶解度大、冷时溶解度小。 （3）对杂质或冷热时都溶解，或冷热时都不溶解。 （4）沸点不宜太低或太高。 （5）结晶性好，无毒或毒性小,二、结晶溶剂的选择,常用溶剂：水、冰乙酸、甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙酯等。 混合溶剂：不能一种选择合适溶剂时，通常选用两种或两种以上溶剂组成混合溶剂。 如：乙醇水、丙酮水、吡啶水等 重结晶选用的溶剂相应有所不同,结晶分离技术,（一）操作过程 1. 结晶溶液的制备：制成近饱和溶液 2. 趁热过滤，除去不溶性杂质 3. 滤液放冷，析出结晶 4. 抽滤，从母液中分离结晶 5. 重结晶 6. 结晶的干燥,（二）操作注意,1. 选择合适溶剂（溶解度、沸点） 2. 结晶条件：溶液浓度、粘度、温度、时间 浓度过大，杂质浓度和溶液粘度也相应增大，会阻碍结晶的析出。 降温的速度要慢，使结晶慢慢形成，速度过快，形成的结晶颗粒小或成无定形粉末。,（三）促进结晶的方法： 1.可用玻棒磨擦器壁，或加入晶种，挥去部分溶剂的方法促进析晶。 2.采用混合溶剂的方法结晶。 3.挥发溶剂。 4.降低结晶温度。 5.加入无机盐进行盐析。如盐酸小檗碱结晶加入5%NaCl进行盐析。,（四）结晶纯度的判断,结晶外观的色泽是否均匀、晶形一致程度 是否具有一定的熔点和较小的熔距 薄层色谱或纸色谱技术，经数种不同的展开系统展开是否均能得到单一近圆形的斑点来判断结晶的纯度。 必要时，可制备衍生物，采用高效薄层色谱、气相色谱、高效液相色谱来进一步确定结晶的纯度。,结晶录像演示,五 课 堂 互 动,1依据芸香苷溶解度的性质，说明水提取精制之的原理。 2用前面所学的知识，说明用“碱溶酸沉法”从槐米中提取芸香苷的原理及注意事项。,任务二 黄芩中黄酮类化合物的提取分离技术,学习目标,一,三,任务导入,必备知识,五,四,六,相关知识链接及拓展,课堂互动,目标测试,一 学习目标,2,掌握黄芩中黄酮类化合物的提取、分离及鉴定技术。 熟悉黄芩中黄酮类化合物的结构及性质。 了解黄芩中黄酮类化合物的存在及生物活性。,知识要求,熟练进行黄芩中黄酮类化合物的提取、分离及鉴定操作。 学会黄芩中黄酮类化合物的色谱鉴定技术。,学习目的,二、任务导入：,黄芩为唇形科植物黄芩（Scutellaria baicalensis Georgi）的干燥根。从其中分离出的黄酮类化合物有黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷、汉黄芩素、木蝴蝶素等20多种。其中黄芩苷（4.0%5.2%）是主要有效成分，有抗菌消炎、降低转氨酶等作用。黄芩苷元的磷酸酯钠盐可用于治疗过敏、哮喘等疾病。,分别加入10倍、8倍量水煮提两次，每次1 h，过滤,药 渣,滤 液,加HCl调pH12，80保温30min，静置，离心沉淀,滤 渣,滤 液,黄芩粗粉,加适量水搅拌，加40%NaOH调至pH7再加等量乙醇，过滤,沉 淀,上清液,滤 液,沉 淀,加HCl调pH12,充分搅拌，加热至80保温30min，过滤,水洗，50%乙醇洗涤，再用95% 乙醇洗涤或重结晶,黄芩苷,问题2,问题1,问题1,问题3,问题4,问题5,通过对黄芩苷的提取提出以下问题:,问题1：中药黄芪中主要含何种类型化合物？其结构、 性质如何？如何进行检识？ 问题2：从黄芩中提取黄酮类化合物的方法是什么？ 为何采用此方法提取？ 问题3：在提取分离过程中2次加盐酸目的是什么？ 问题4：在提取分离过程中加氢氧化钠目的是什么？ 问题5：为何加50%乙醇或95%乙醇？,（二）黄芩中黄酮类成分的提取分离,（一）黄芩中黄酮类主要有效成分及结构,三 必备知识,黄芩苷（baicalin） 黄芩素（baicalein） 汉黄芩苷（wogonoside） 汉黄芩素（wogonin）,（一）黄芩中黄酮类主要效成分及结构,黄芩中黄芩苷为主要有效成分，黄芩苷为淡黄色针晶，熔点223，几乎不溶于水，难溶于甲醇、乙醇、丙酮，可溶于热乙酸，易溶于碱性溶液。黄芩苷经水解能生成苷元黄芩素，黄芩素分子中具有邻三酚羟基，易被氧化为醌类衍生物而显绿色。这是黄芩在放置过程中或处理不当时易变绿的原因。,黄芩苷 （“银黄片”主要成分）,黄芩素,汉黄芩苷,汉黄芩素,首先分析黄芩苷结构：,葡萄糖醛酸,回答以下问题:,问题1：中药黄芪中主要含何种类型化合物？其结构、 性质如何？如何进行检识？ 问题2：从黄芩中提取黄酮类化合物的方法是什么？ 为何采用此方法提取？ 问题3：在提取分离过程中2次加盐酸目的是什么？ 问题4：在提取分离过程中加氢氧化钠目的是什么？ 问题5：为何加50%乙醇或95%乙醇？,问题1：中药黄芪中主要含何种类型化合物？其 结构、性质如何？如何进行检识？ 中药黄芪中主要含黄芩苷，为黄酮类化合物，分子中连葡萄糖醛酸，在植物体内以镁盐形式存在，故能溶于水，在热水中溶解度较大。 实际工作中采用水煎煮法提取黄芩苷。 利用黄酮类化合物性质进行检识。,问题2：从黄芩中提取黄酮类化合物的方法是什 么？为何采用此方法提取？ 实际工作中采用水煎煮法提取黄芩苷。 主要因为黄芩苷，分子中连葡萄糖醛酸，在植物体内以镁盐形式存在，故能溶于水，在热水中溶解度较大。,问题3：在提取分离过程中2次加盐酸目的是什么？ 因为黄芩苷分子中有羧基存在，故分子显酸性。第一次加盐酸的目的是为了使黄芩苷镁盐转变成黄芩苷。第二次加盐酸目的中和NaOH，即碱溶酸沉。,问题4：在提取分离过程中加氢氧化钠目的是什么？ 黄芩苷因含有羧基，故加氢氧化钠使之形成黄芩苷钠盐，增大其在水中溶解度，有利于黄芩苷的提出。 问题5：为何加乙醇？其目的是什么 黄芩苷易溶于50%乙醇或95%乙醇，本操作是纯化黄芩苷。,（二）黄芩中黄酮类化合物的其他提取分离方法,黄芩中黄酮类化合物的分离 方法一：,方法二：,四 知识链接及拓展,苷（glycosides）又称糖苷、甙或配糖体，是糖及其衍生物的端基碳原子与另一非糖物质（称为苷元或配基）连接而成的化合物。 苷糖与苷元连接的化学键称为苷键，形成苷键的原子称为苷键原子。 苷类在中药中分布很广泛，且具有多方面的生物活性，是一类重要的中药化学成分。,按照苷键原子进行分类,硫苷,红景天苷（醇苷）,苦杏仁苷（氰苷）,山慈姑苷（酯苷）,天麻苷（酚苷）,萝卜苷,巴豆苷 虫草苷,芦荟苷,氧苷：苷键原子为氧。 硫苷：苷键原子为硫。 氮苷：苷键原子为氮。 碳苷：苷键原子为碳。,苷 类,苷的分类按苷键原子分,1氧苷：最常见的是醇苷、酚苷和酯苷。 醇苷是由糖的端基羟基与苷元上的醇羟基脱水缩合而成的苷。,红景天苷,龙胆苦苷,具有致适应作用的红景天苷,治疗肝炎的龙胆苦苷,（2）酚苷,酚苷是由糖的端基羟基与苷元上酚羟基脱水而成的苷。,天麻苷,丹皮苷,天麻中的镇静成分天麻苷,丹皮中的丹皮苷,（3）酯苷,是由糖的端基羟基与苷元上的羧基脱水而成的苷。其苷键既有缩醛的性质又有酯的性质，故稀酸稀碱均易使其水解。,R=H 山慈菇苷A R=OH 山慈姑苷B,具有抗霉菌作用,（4）氰苷,氰苷是由糖的端基羟基与氰醇衍生物分子中的羟基脱水形成的苷，且多为-氰基。氰基性质不稳定，易为稀酸和酶水解，其苷元-羟氰性质也不稳定，易分解为醛和酮，并释放出易引起中毒的氢氰酸。,苦杏仁中具镇咳作用的苦杏仁苷,R葡萄糖 苦杏仁苷 RH 野樱苷,（二）硫苷,硫苷可看成由糖的端基羟基与苷元上的巯基（-SH）脱水缩合而成的苷，且其水解后的苷元不含巯基。,萝卜中的萝卜苷,（三）氮苷,氮苷是由糖的端基碳直接与苷元上的氮原子相连的苷。 如：核苷类、腺苷、鸟苷、尿苷以及巴豆中的巴豆苷。,腺苷,巴豆苷,（四）碳苷,是由糖的端基碳直接与苷元上的碳原子相连的苷。碳苷的苷元多为黄酮、蒽醌、蒽酮、没食子酸等，尤以黄酮碳苷最多。,芦荟苷,碳苷（单糖苷）,原生苷和次生苷,原生苷,苦杏仁苷酶,次生苷（野樱苷）,苷的理化性质,性状 形态 苷类多为固体，糖基少的易形成结晶，糖基多的多呈具吸湿性的无定形的粉末。 颜色 苷类有的无色，有的如黄酮、蒽醌苷呈深浅不同的黄色、橙色。 味 一般无味或稍具苦味，也有很苦（龙胆苦苷）或很甜（甜菊苷,旋光性 苷有旋光性，且多为左旋，但水解后变为右旋。另外，苷无还原性，但水解后的单糖却有还原性。故比较苷类水解前后旋光性和还原性的改变，均有助于检识苷类的存在。 溶解性 一般来说，苷类具亲水性，可溶于水、甲醇、乙醇等极性有机溶剂，不溶于乙醚、苯、石油醚等极性小的有机溶剂。而苷元具亲脂性，可溶于有机溶剂，不溶于水。,苷键的裂解,通过苷键的裂解反应切断苷键，可以了解苷元的结构及糖的种类，确定苷元与糖及糖与糖之间的连接方式。常用切断苷键的方法有： 酸水解 碱水解 酶水解 氧化开裂,苷键属于缩醛结构，易被稀酸水解。酸水解难易与苷键原子的电子云密度及其所处空间环境有密切关系。苷键原子上的电子云密度越高或其附近的空间位阻越小，则苷键原子越易质子化，也就越易水解。 苷+5%HCl苷元+糖,1. 酸水解,酸水解机理,氢质子向苷原子进攻，苷键原子发生质子化，然后苷键断裂.生成苷元和糖的阳碳正离子中间体，在水中阳碳离子溶剂化，再脱去氢离子形成糖分子。苷键原子发生质子化是关键，苷原子碱性越强越易水解。,酸水解规律,苷键原子不同，水解难易不同。水解由易至难为： 氮苷、氧苷、硫苷、碳苷。 糖的环状结构大小不同，水解难易不同。呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解，由于酮糖多为呋喃环结构，醛糖多为吡喃环结构，故酮糖苷较醛糖苷易水解。 糖的C2位取代基的性质不同，水解难易不同。水解由易至难：2-去氧碳苷，2-羟基糖苷，2-氨基糖苷。 吡喃糖苷中，C5上的取代基越大，越难水解。故水解由易至难为: 五碳糖苷、甲基五碳糖苷、六碳糖苷、七碳糖苷 若C5上接COOH则最难水解。,一般苷类在稀酸条件下即可发生酸水解。 对某些难水解的苷需较剧烈的水解条件（如长时间在酸中加热），但这样又易使苷元结构变化生成脱水苷元。 两相水解反应：适于水解后对酸不稳定的苷元，即在反应混和液中加入与水不相混溶有机溶剂（如苯），使水解释放出的苷元能迅速转溶于有机层，从而避免其在酸水中停留时间过长而被破坏。,酸水解注意事项：,糖苷/水+H+CHCl3 苷元/CHCl3+糖/水,2. 碱水解,一般苷键对稀碱稳定，故很少用稀碱来水解苷键，但酚苷、酯苷以及烯醇苷或吸电子基取代苷时，遇碱就能被水解。,4-羟基香豆素苷,3. 酶水解,特点： 条件温和：不改变的苷元的结构，得到苷元或次生苷和低聚糖，并可获知苷元与糖、或糖与糖之间的连接方式。 专属性强：某种酶往往只能水解某一种或某一类苷键。 如转化糖酶可水解果糖苷键 麦芽糖酶可水解-葡萄糖苷键,4. 氧化开裂法,Smith降解法 是常用的氧化开裂法，适于酸水解时苷元易被破坏的苷或难水解的碳苷，能避免采用剧烈酸水解而导致苷元结构遭破坏，对苷元的结构研究有重要意义。,Smith降解法,适用范围： 某些采用酸催化水解时苷元结构容易发生 改变的苷类 难水解的碳苷 优点：可以得到完整的苷元 缺点：此法不适合苷元上有1，2-二元醇结 构的苷类。,常见鉴定糖纸层析显色剂： 邻苯二甲酸-苯胺 常见鉴定苷的反应： Molish反应,五、苷的检识,Molish反应（-萘酚-浓硫酸反应）： 方法：于糖或苷的水溶液中加入3%-萘酚乙醇溶液混合后，沿管壁滴加浓硫酸，使酸层集于下层，则于两液层交界处呈现紫（棕）色环。,苷的提取与分离,苷：极性随着糖基的增多而增大。糖基增多，苷元所占比例相应变小，亲水性增大。 苷元：一般可溶于低极性有机溶剂。,(一)苷的提取,苷的种类不同，性质不同，提取分离方法也不同。 原生苷类：需抑制或破坏酶的活性。如：甲醇、乙醇、沸水提取或在药材中加入一定量碳酸钙。 次生苷或苷元：利用酶水解，工业上一般采用发酵法来酶解。 在提取过程中要尽量避免与酸与碱接触，以防苷类被酸或碱水解。,通常是将生药的乙醇或甲醇提取物顺次以石油醚脱脂，以乙醚或氯仿抽出苷元，以乙酸乙酯抽出单糖苷或少糖苷，再以丁醇提取多苷。,(二)苷的分离,经初步提取得到的苷类往往不同程度地混有其他物质，需进一步分离纯化。 PH梯度萃取法： 铅盐沉淀法：酚性物质与非酚性物质；邻二酚羟基或羧基的成分与一般酚羟基 凝胶过滤法： 大孔吸附树脂法： 其他色谱柱：如硅胶、聚酰胺、活性炭等。,五 课 堂 互 动,1聚酰胺柱色谱用于分离黄酮类化合物（苷、苷元）的原理、方法及洗脱规律。 2简述黄酮类化合物的酸性规律及在黄酮苷元分离中的应用。 3何谓交叉共轭体系，它与黄酮类化合物颜色的关系如何？,任务三 葛根中黄酮类化合物的提取分离技术,学习目标,一,三,任务导入,必备知识,五,四,六,相关知识链接及拓展,课堂互动,目标测试,一 学习目标,2,掌握葛根大豆苷元的提取、分离及鉴定技术。 熟悉葛根中黄酮类化合物的结构及性质。氧化铝柱色谱的原理及操作。 了解葛根中黄酮类化合物的存在及生物活性。,知识要求,熟练进行葛根中黄酮类化合物的提取、分离及鉴定操作。 学会葛根中黄酮类化合物的色谱鉴定技术。,学习目的,任务导入：,葛根为豆科植物野葛(Pueraria lobata(Willd.)Ohwi )或甘葛藤(Pueraria thomsonii Benth.)的干燥根，甘葛藤习称“粉葛”。具有解肌退热，生津，透疹，升阳止泻的作用。用于治疗外感发热头痛、高血压颈项强痛、冠心病心绞痛、早期突发性耳聋、强直性脊柱炎、泄泻等病症。现代医学研究表明：葛根中的异黄酮类化合物葛根素对高血压、高血脂、高血糖和心脑血管疾病有一定疗效。,葛根中大豆苷元、葛根素等的提取工艺流程：,流程说明： 用70的乙醇回流提取葛根粗粉，使黄酮类化合物溶于乙醇液，然后采用铅盐沉淀法除去醇提液中的杂质，得到纯化的葛根总黄酮类化合物。总黄酮再通过氧化铝柱色谱进行分离。最终得到各种异黄酮。,（二）葛根中黄酮类成分的提取分离,（一）葛根中黄酮类主要有效成分及结构,三 必备知识,（一）葛根中黄酮类主要效成分及结构,葛根中主要含异黄酮类化合物，如葛根素（C-苷）、大豆素、大豆苷等。 大豆苷为无色针晶，熔点239240，易溶于乙醇、热水。大豆素为无色针晶，265升华，320分解，易溶于乙醇。葛根素为白色针状结晶，熔点187（分解），易溶于乙醇。,（二）葛根中黄酮类化合物的提取分离,葛根中黄酮类化合物的分离 方法一：,（二）葛根中黄酮类化合物的提取分离,方法二：,四 课 堂 互 动,1葛根素、大豆苷都是葡萄糖苷，试从结构上分析二者不同在哪里？ 2试分析大豆素、大豆苷、葛根素在氧化铝色谱柱先后被洗脱出的原因。,任务四 银杏叶中黄酮类化合物的提取分离技术,学习目标,一,三,任务导入,必备知识,五,四,六,相关知识链接及拓展,课堂互动,目标测试,一 学习目标,2,掌握银杏叶中黄酮类成分的提取、分离及鉴定技术。 熟悉银杏叶中黄酮类化合物的结构及性质。 了解银杏叶中黄酮类化合物的存在及生物活性。,知识要求,熟练进行银杏叶中黄酮类化合物的提取、分离及鉴定操作。 学会银杏叶中黄酮类化合物的色谱鉴定技术。,学习目的,任务导入：,银杏叶为银杏科植物银杏Ginkgo biloba L.的干燥叶。具有敛肺平喘、活血化瘀、止痛的作用。用于治疗肺虚咳喘、冠心病、心绞痛、高血脂症等。,银杏中总黄酮的提取工艺流程：,流程说明： 用70的乙醇提取银杏叶粗粉，使黄酮类化合物溶于醇液。提取液浓缩后加水，可沉淀水不溶性杂质，滤液上大孔吸附树脂，除去水溶性杂质。,（二）银杏中黄酮类成分的提取分离,（一）银杏中黄酮类主要有效成分及结构,三 必备知识,（一）银杏中黄酮类主要效成分及结构,银杏叶成分很复杂，以黄酮类化合物为主。主要有黄酮类化合物、二萜内酯衍生物，此外还含多糖类。银杏叶中黄酮类化合物既有单黄酮如山奈素、槲皮素、异鼠李素及其苷，亦有双黄酮类如银杏双黄酮（银杏素）、去甲银杏双黄酮、金松双黄酮、穗花杉双黄酮等以及儿茶素类。,（二）银杏中黄酮类化合物的提取分离,银杏中黄酮类化合物的提取还可采用以下方法： 方法一丙酮提取法,（二）银杏中黄酮类化合物的提取分离,方法二乙醇提取法,四 课 堂 互 动,1分析银杏叶中黄酮类化学成分在提取工艺中通过何种方式除去水溶性杂质。,学 习 小 结,黄酮类化合物,提取分离,提取、分离,理化性质,物理性状、溶解性、酸碱性、显色反应,结构类型,按不同的苷元与糖分类,应用实例,黄芩、槐花、葛根、银杏叶,（一）学习内容,（二）学习方法与体会,进行本章的学习时应遵循“结构性质”的认知规律，通过分析黄酮类化合物的结构特点，总结出该类成分的理化性质，进而分析其提取分离。,六 目 标 检 测,一、判断题 （）1.黄酮类化合物加ZrOCl2试剂产生黄