第六章-黄酮类化合物总结.ppt

第二节黄酮类化合物的结构与分类 第六章黄酮类化合物 第一节概述 黄酮类化合物广泛分布于植物界中 而且生理活性多种多样 引起了国内外的广泛重视 研究进展很快 仅截止到1974年为止 国内外已发表的黄酮类化合物共1674个 主要是天然黄酮类 也有少部分为合成品 其中苷元902个 苷722个 并以黄酮醇类最为常见 约占总数的三分之一 其次为黄酮类 占总数的四分之一以上 其余则较少见 至于双黄酮类多局限分布于裸子植物 尤其松柏纲 银杏纲和凤尾纲等植物中 至1980年 黄酮类化合物总数已达到2721个 含义 1 经典的概念 指基本母核为2 苯基色原酮 2 phenylchromone 的一系列化合物 由于该类化合物大多呈淡黄色或黄色 且分子中多具酮基 因此称为黄酮 2 现在黄酮类化合物是泛指两个苯环 A与B环 通过三个碳原子相互联结而成的一系列化合物 即具有C6 C3 C6结构的一类化合物的总称 其基本碳架 根据 中央三碳链的氧化程度 B 环联接位置 2 或3 位 三碳链是否构成环状等特点 可将重要的天然黄酮类化合物分类如下所示 名称三碳链部分结构黄酮类 flavones 黄酮醇 flavonol 一 分类 二氢黄酮类二氢黄酮醇类黄烷 3 醇类黄烷 3 4 二醇类 异黄酮类二氢异黄酮类查耳酮类 二氢查耳酮类橙酮类 噢哢类 双苯吡酮类 酮类 高异黄酮类 分类 黄酮黄酮醇异黄酮查耳酮黄烷3 醇类花色素类橙酮类异橙酮 二氢黄酮二氢黄酮醇二氢异黄酮二氢查耳酮黄烷3 4 二醇类酮 双苯吡酮 高异黄酮类 氧化型 还原型 二 生物合成途径 莽草酸途径和乙酸 丙二酸 复合 途径 由一个桂皮酰辅酶A和三个丙二酰辅酶A在查耳酮合成酶的作用下生成查耳酮 生成的查尔酮 再经过异构化酶的作用形成二氢黄酮 二氢黄酮在各种酶的作用下 经转化而得到其它类型黄酮类化合物 祥图见教材第二章 三 主要的生理活性 1 对心血管的作用 如葛根总黄酮及葛根素 puerarin 银杏叶总黄酮等具有扩张冠状血管作用 芦丁 rutin 橙皮苷 hesperidin d 儿茶素 d catechin 等具有降低毛细血管脆性和异常通透性作用 可用作毛细血管性出血的止血药及治疗高血压 动脉硬化的辅助药 2 抗菌 抗病毒作用 如黄芩苷 木犀草素苷等 3 止咳祛痰作用 如杜鹃素 甘草素和甘草苷等 单糖类 D glc D gal D xyl L rha L ara 双糖类 槐糖 龙胆二糖 芸香糖 新橙皮糖 三糖类 龙胆三糖 槐三糖 酰化糖类 2 乙酰基葡萄糖 咖啡酰基葡萄糖 另外 除O 苷外还有C 苷 四 组成黄酮苷的糖 五 分布及自然界存在形式 1 黄酮类化合物类型多样 分布广泛 最集中分布于被子植物中 如黄酮类以唇形科 玄参科 爵麻科 苦苣苔科 菊科等植物中存在较多 黄酮醇类较广泛分布于双子叶植物 二氢黄酮类特别在蔷薇科 芸香科 豆科 杜鹃花科 菊科 姜科中分布较多 二氢黄酮醇类较普遍地存在于豆科植物中 异黄酮类以豆科蝶形花亚科和鸢尾科植物中存在较多 在裸子植物中也有存在 如双黄酮类多存在松柏纲 银杏纲和凤尾纲等植物中 2 黄酮类化合物在植物体内大部分以与糖结合成苷的形式存在 一部分以游离形式存在 第二节 典型黄酮类化合物的结构 1 黄酮类 黄酮类即以2 苯基色原酮为基本母核 且3位上无含氧基团取代的一类化合物 典型化合物 芹菜素木犀草素黄芩苷 芹菜素 5 7 4 三OH黄酮 木犀草素 5 7 3 4 四OH黄酮 黄芩素 5 6 7 三OH黄酮 黄酮 2 黄酮醇类 黄酮醇类的结构特点是在黄酮基本母核的3位上连有羟基或其他含氧基团 典型化合物 山柰酚槲皮素芦丁杨梅素 黄酮醇 山柰酚 5 7 4 三OH黄酮醇 槲皮素 5 7 3 4 四OH黄酮醇 杨梅素 5 7 3 4 5 五OH黄酮醇 3 二氢黄酮类 二氢黄酮类结构可视为是黄酮基本母核的2 3位双键被氢化而成 典型化合物 橙皮素橙皮苷甘草素甘草苷 二氢黄酮 4 二氢黄酮醇类 二氢黄酮醇类具有黄酮醇类的 位被氢化的基本母核 且常与相应的黄酮醇共存于同一植物体中 典型化合物 二氢槲皮素二氢桑色素 二氢黄酮醇 二氢槲皮素 5 7 3 4 四OH二氢黄酮醇 二氢桑色素 5 7 2 4 四OH二氢黄酮醇 5 异黄酮类 异黄酮类母核为3 苯基色原酮的结构 即B环连接在C环的3位上 典型化合物 大豆素 大豆苷 大豆素 7 4 二葡萄糖苷 葛根素和葛根素木糖苷 大豆素 7 4 二OH异黄酮 大豆苷 大豆素 7 O glc苷 葛根素 7 4 二OH 8 glc异黄酮苷 异黄酮 6 二氢异黄酮类 二氢异黄酮类具有异黄酮的2 3位被氧化的基本母核 典型化合物 紫檀素三叶豆紫檀苷高丽槐素鱼藤酮 紫檀素鱼藤酮 二氢异黄酮 7 查尔酮类 查耳酮类的结构特点是二氢黄酮C环的1 2位键断裂生成的开环衍生物 即三碳链不构成环 与二氢黄酮关系 典型化合物 红花苷 红花苷 查耳酮 8 二氢查尔酮类 二氢查耳酮类为查耳酮 位双键氢化而成 此种类型在植物界分布极少 如蔷薇科梨属植物根皮和苹果种仁中含有的梨根苷 phloridzin 典型化合物 梨根苷 梨根苷 二氢查耳酮 飞燕草苷元 橙酮 花色素 硫磺菊素 6 3 4 三OH橙酮 儿茶素 无色飞燕草素 黄烷 3 4 二醇 黄烷3 醇 异芒果素 高异黄酮 双苯吡酮 木脂素黄酮 水飞蓟素 其它类 第三节黄酮类化合物的理化性质 1 性状黄酮类化合物多为晶状固体 少数 如黄酮苷类 为无定形粉末 旋光性取决于不对称碳原子的有无有无所有黄酮苷 糖 游离黄酮游离黄酮黄酮二氢黄酮黄酮醇二氢黄酮醇异黄酮二氢异黄酮查耳酮 二氢 黄烷醇类橙酮花色素类等 2 旋光性 交叉共轭体系 电子转移 重排 共轭增强 产生颜色的基础 助色团 给系统提供电子 使颜色加深 尤其7 4 位 辅助作用 3 颜色 多为黄色 黄酮 灰黄 黄色 二氢黄酮黄酮醇 灰黄 黄色 二氢黄酮醇查耳酮 黄 橙黄色 二氢查耳酮二氢异黄酮黄烷醇类异黄酮 无或微黄色 花色素类 颜色随pH而改变 红色 pH8 5 交叉共轭体系 黄酮的色原酮部分无色 在2 位上引入苯环后 即形成交叉共轭体系 使共轭链延长 因而呈现出颜色 黄酮 黄酮醇及其苷类多显灰黄 黄色 查耳酮为黄 橙黄色 异黄酮类显微黄色 二氢黄酮 二氢黄酮醇不显色 在上述黄酮 黄酮醇分子中 尤其在7 位及4 位引入 OH及 OCH3等供电基后 化合物的颜色加深 但在其它位置引入 OH OCH3等供电基影响较小 花色苷及其苷元的颜色随pH不同而改变 一般显红色 pH 7 紫色 pH8 5 蓝色 pH 8 5 等颜色 符合苷的溶解性规律 但水溶性与结构的平面性 取代基团的种类和数目等有一定关系 4 溶解性 1 分子的立体结构平面型分子非平面型分子黄酮二氢类 C 环半椅式结构 黄酮醇异黄酮 羰基与B 环立体障碍 查耳酮交叉共轭分子间排列不紧密 水分子易于进入水溶度小水溶度大 R OH二氢黄酮醇 R H二氢黄酮 2 取代基团的性质 数目 连接位置引入羟基 数目多 7 4 位 水溶度较大 羟基甲基化 OCH3 水溶度降低 1 三糖苷 双糖苷 单糖苷 苷元 2 3 O 糖苷 7 O 糖苷 平面性分子 3 花色素 平面性分子 离子型 非平面性分子 平面性分子 黄酮苷 亲水性 5 酸碱性 酸性 1 来源 酚羟基 数目 位置 2 酸性规律a 7 4 OH酸性强于其他位置羟基的酸性 处于羰基对位 羰基的共轭诱导 b 5 OH酸性最弱 处于羰基邻位 形成分子内氢键 c 酚羟基数目越多 酸性越强 酸性强弱顺序依次为 7 4 二OH 7 或4 OH 一般酚OH 5 OH 此性质可用于提取 分离及鉴定工作 7 4 OH 7或4 OH 其他位 OH 5 OHNaHCO3 Na2CO3 NaOH 应用 pH梯度法分离 碱性 吡喃酮环1 氧原子 微弱碱性 孤对电子 接受质子 仅溶于强的 浓酸 水 浓硫酸 烊盐 呈色 应用初步鉴别黄酮母核类型 黄酮 黄酮醇 黄 橙色 并有荧光二氢黄酮 橙红 冷 紫红 热 查耳酮 橙红 洋红异黄酮 二氢 黄色橙酮 红 洋红 6 显色反应 1 还原显色反应 反应类型鉴别特征鉴别意义备注 盐酸 镁粉黄酮 二氢黄酮 红 紫红黄酮类特征性假阳性反应黄酮醇 二氢黄酮醇红 紫红鉴别反应 花色素 最常用 查耳酮 橙酮 儿茶素类 异黄酮 四氢硼钠二氢黄酮 二氢黄酮醇红 紫红二氢黄酮类特有还原反应其它黄酮类 钠汞齐反应黄酮 二氢黄酮红异黄酮 二氢异黄酮红黄酮醇类黄 淡红色二氢黄酮醇类棕黄色 2 与金属盐类试剂络合反应 反应类型鉴别特征及鉴别意义备注 锆盐枸橼酸锆盐 枸橼酸3 OH或3 5 二OH黄色黄色不褪PPC ZrOCl2 5 OH黄色褪去示 氨性氯化锶 SrCl2 邻二酚羟基绿 棕乃至黑色沉淀三氯化铁 FeCl3 酚羟基紫 蓝 绿 三氯化铝3 OH 4 C O黄色 AlCl3 5 OH 4 C O鲜黄色荧光PPC TLC邻二酚羟基 4 或7 4 黄酮醇 天蓝色荧光 3 硼酸显色反应 硼酸5 羟基 4 羰基黄酮黄色 绿色荧光 草酸液 H3BO3 6 羟基 4 羰基查耳酮黄色 无荧光 枸橼酸 4 碱性试剂反应 反应类型鉴别特征及鉴别意义备注 氢氧化钠溶液黄酮 黄 橙色查耳酮 橙酮 红 紫红二氢黄酮 黄 橙色 冷 深红 紫红 较长时间或加热 母核类型鉴别 稀氢氧化钠邻三酚羟基黄酮类暗绿 蓝绿色纤维状邻三酚羟基 氨蒸气或碳酸钠溶液颜色变化TLC PPC 五氯化锑 SdCl5 查耳酮特征性显色反应 红或紫红色沉淀 黄酮 二氢黄酮 黄酮醇类呈橙色 Gibb s反应 酚羟基对位活泼质子的特征 蓝或蓝绿色 5 与五氯化锑反应 6 其他显色反应 第四节黄酮类化合物的提取分离 一 提取黄酮苷类以及极性稍大的苷元 如羟基黄酮等 一般可用丙酮 醋酸乙酯 乙醇提取 一些多糖苷类可用沸水提取 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 大多数黄酮苷元宜用用氯仿 乙醚 醋酸乙酯等中极性溶剂提取 而对多甲氧基黄酮类游离苷元 甚至可用苯等低极性溶剂进行提取 对得到的粗提物可进行下列精制处理 常用方法有 一 溶剂萃取法利用黄酮类化合物与混入的杂质极性不同 选用不同溶剂进行地萃取可达到精制纯化目的 例如植物叶子的醇浸液 可用石油醚处理 以便除去叶绿素 胡萝卜素等脂溶性色素 而某些药料水溶液则可加入多倍量浓醇 以沉淀除去蛋白质 多糖类等水溶性杂质 有时溶剂萃取过程也可以用逆流分配法连续进行 常用的溶剂系统有 水 醋酸乙酯 正丁醇 石油醚等 溶剂萃取过程在除去杂质的同时 往往还可以收到分离苷和苷元或极性苷元与非极性苷元的效果 二 碱提取酸沉淀法黄酮苷类虽有一定极性 可溶于水 但却难溶于酸性水 易溶于碱性水 故可用碱性水提取 再于碱水提取液中加入酸 黄酮苷类即可沉淀析出 此法简便易行 如芦丁 橙皮苷 黄芩苷的提取都应用了这个方法 在用碱酸法进行提取纯化时 应当注意所用碱液浓度不宜过高 以免在强碱性下 尤其加热进破坏黄酮母核 在加酸酸化时 酸性也不宜过强 以免生成 金羊 盐 致使析出的黄酮类化合物又重新溶解 降低产品收率 当药料中含有大量果胶 粘液等不溶性杂质时 如花 果类药材 宜用石灰乳或石灰水代替其它碱性水溶液进行提取 以使上述含羟基的杂质生成钙盐沉淀 不致溶出 这也有利于黄酮类化合物的纯化处理 三 碳粉吸附法 主要适于苷类的精制工作 通常 在植物的甲醇粗提取物中 分次加入活性炭 搅拌 静置 直至定性检查上清液无黄酮反应时为止 过滤 收集吸苷炭末 依次用沸甲醇 沸水 7 酚 水 15 酚 醇溶液进行洗脱 各部分洗脱液进行定性检查 或用PPC鉴定 通过对Baptisialecontei中黄酮类化合物的研究证明 大部分黄酮苷类可用7 酚 水洗下 洗脱液经减压蒸发浓缩至小体积 再用乙醚振摇除去残留的酚 余下水层减压浓缩即得较纯的黄酮苷类成分 二 分离 现将较常用的方法介绍如下 一 柱层析法分离黄酮类化合物常用的吸附剂或载体有硅胶 聚酰胺及纤维素粉等 此外 也有用氧化铝 氧化镁及硅藻土等 1 硅胶柱层析 此法应用范围最广 主要适于分离异黄酮 二氢黄酮 二氢黄酮醇及高度甲基化 或乙酰化 的黄酮及黄酮醇类 少数情况下 在加水去活化后也可用于分离极性较大的化合物 如多羟基黄酮醇及其苷类等 2 聚酰胺柱层析 对分离黄酮类化合物来说 聚酰胺是较为理想的吸附剂 其吸附强度主要取决于黄酮类化合物分子中羟基的数目与位置及溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小 聚酰胺柱层析可用于分离各种类型的黄酮类化合物 包括苷及苷元 查耳酮与二氢黄酮等黄酮类化合物从聚酰胺柱上洗脱时大体有下列规律 1 酚羟基数目越多 吸附能力越强 2 酚羟基数目相同的情况下 酚羟基所处的位置有利于形成分子内氢键 吸附能力减弱 3 OH或5 OH黄酮的吸附力小于其他位置 OH黄酮 邻二酚羟基黄酮的吸附力弱于间位或对位酚羟基黄酮 3 分子内芳香化程度越高 吸附力越强 查耳酮 二氢黄酮黄酮醇 黄酮 二氢黄酮醇 异黄酮 4 苷元相同 洗脱先后顺序一般是 参糖苷 双糖苷 单糖苷 苷元 5 与介质的关系 吸附力水 中 甲醇 乙醇 浓度由低到高 碱性溶剂 洗脱规律 与吸附规律正好相反 即吸附能力越强 越难洗脱 苷与苷元聚酰胺色谱 3 葡聚糖疑胶 Sephadexgel 柱层析 对于黄酮类化合物的分离 主要用两种型号的凝胶 Sephadex G型及Sephadex LH 20型 SephadexG型 亲水性凝胶SephadexLH 20型 羟丙基葡聚糖凝胶 水及极性有机溶剂 葡聚糖凝胶分离黄酮类化合物的机理是 分离游离黄酮时 主要靠吸附作用 凝胶对黄酮类化合物的吸附程度取决于游离酚羟基的数目 但分离黄酮苷时 则分子筛的属性起主导作用 葡聚糖凝胶柱层析中常用的洗脱剂有 1 碱性水溶液 如0 1mol LNH4OH 含盐水溶液 0 5mol LNaCl等 2 醇及含水醇 如甲醇 甲醇 水 不同比例 t 丁醇 甲醇 3 1 乙醇等 3 其它溶剂 如含水丙酮 甲醇 氯仿等 应用 适用于各种黄酮类化合物的分离原理 反相柱色谱 黄酮类化合物极性大 固定相 ODS流动相 水 乙晴 水与甲醇不同比例 4 高效液相色谱法 HPLC 二 梯度pH萃取法 梯度pH萃取法适合于酸性强弱不同的黄酮苷元的分离 根据黄酮类苷元酚羟基数目及位置不同其酸性强弱也不同的性质 可以将混合物溶于有机溶剂 如乙醚 后 依次用5 NaHCO3 5 Na2CO3 0 2 NaOH及4 NaOH水溶液萃取 来达到分离的目的 酸性 7 4 二OH 7 或4 OH 溶于 5 NaHCO3液5 Na2CO3液一般OH 5 OH0 2 NaOH液4 NaOH液 三 根据分子中某些特定官能团进行分离 在黄酮类成分的混合物中 具有邻二酚羟基成分与无此结构的成分 可用铅盐法分离 有邻二酚羟基的成分可被醋酸铅沉淀 不具有邻二酚羟基的成分可被碱式醋酸铅沉淀 达到分离的目的 与黄酮类成分混存的其它杂质 如分子中有羧基 如树胶 粘液 果胶 有机酸 蛋白质 氨基酸等 或邻二酚羟基 如鞣质等 时 也可为醋酸铅沉淀达到去杂目的 具黄酮类化合物与铅盐生成的沉淀 滤集后按常法悬浮在乙醇中 通入H2S进行复分解 滤除硫化铅沉淀 滤液中可得到黄酮类化合物 但初生态的PbS沉淀具有较高的吸附性 因此现多不主张用H2S脱铅 而用硫酸盐或磷酸盐 或用阳离子交换树脂脱铅 有邻二酚羟基的黄酮可与硼酸络合 生成物易溶于水 借此也可与不具上述结构的黄酮类化合物相互分离 在实际工作中 常将上述柱层析法与各种经典方法相互配合应用 以达到较好的分离效果 第五节 黄酮类化合物的结构研究 一 紫外可见光谱在黄酮类化合物结构测定中的应用一般鉴定程序 1 先测定在甲醇中的光谱 2 再测定在加入各种诊断试剂后的紫外光谱 3 如为苷类 则可水解或甲基化后再水解 并测定苷元或其衍生物的紫外光谱 4 将以上各种光谱数据 或光谱图 进行对比分析 即可获得有关结构信息 黄酮类化合物在甲醇中紫外光谱特征 苯甲酰系统桂皮酰系统 带II220 280nm 带1300 400nm 黄酮类化合物结构中的交叉共轭体系 二氢黄酮 醇 异黄酮 二氢 由B环产生的桂皮酰系统不存在 带I弱 带II强 黄酮类化合物在甲醇中紫外光谱特征 黄酮 醇 带II 带I均强母核光谱特征二氢黄酮类 异黄酮类 带II强 带I弱母核的推断 甲醇 查耳酮 橙酮 带II弱 带I强 取代基 OH等 为助色团依红移规律推断取代基团 三氯化铝 3 OH 4 羰基5 OH 4 羰基络和邻二酚羟基 黄酮类化合物母核UV吸收特征 2 取代基团对共轭吸收的影响 黄酮类核中引入 OH 酚羟基 等供电基团 使共轭程度增强 相应的吸收峰红移 一般 A环引入 OH 带II红移 B环引入 OH带I红移 羟基甲基化或苷化后 原酚羟基的供电能力下降 引起相应的吸收峰紫移 3 OH甲基化或苷化 带I紫移 5 OH 与羰基形成分子内氢键 甲基化 带I 带II均紫移5 15nm 4 OH甲基化 带I紫移3 10nm 羟基乙酰化后 乙酰基的吸电作用 使原来酚羟基对共轭系统的供电能力消失 对光谱的影响亦将完全消失 4 OH判断 1 MeOH NaOMe 带I红移40 60nm2 NaOAc 熔融 带I红移40 65nm 强度下降 四 黄酮类化合物的波谱 7 OH判断 1 NaOAc 未熔融 带 红移5 20nm 四 黄酮类化合物的波谱 AlCl3 HCl谱图 AlCl3 无邻二酚羟基 AlCl3 HCl谱图 AlCl3 A环和B环有邻二酚羟基 带I紫移50 65nm 邻二酚羟基判断 AlCl3 HCl谱图 AlCl3 无邻二酚羟基 AlCl3 HCl谱图 AlCl3 B环有邻二酚羟基 带I紫移30 40nm 邻二酚羟基判断 AlCl3 HCl谱图 MeOH 无3 OH或5 OHAlCl3 HCl谱图 MeOH 可能有3 OH或5 OH1 带I红移35 55nm 可能只有5 OH2 带I红移60nm 可能只有3 OH 3 OH或5 OH判断 黄酮 黄酮醇加入诊断试剂后吸收峰 带I 带II 的位移规律诊断试剂位移规律归属 NaOMe带I红移40 60nm 强度不降示有4 OH带I红移50 60nm 强度下降示有3 OH 但无4 OH NaOAc带II红移5 20nm示有7 OH 总结 加入诊断试剂后引起的位移及其在结构测定中的意义 NaOAc H3BO3带I红移12 30nm示B环有邻二酚羟基带II红移5 10nm示A环有邻二酚羟基 不包括5 6 邻二酚羟基 诊断试剂位移规律归属 AlCl3及AlCl3 HClAlCl3 HCl谱图 AlCl3谱图示无邻二酚羟基AlCl3 HCl谱图 AlCl3谱图示有邻二酚羟基AlCl3 HCl谱较AlCl3谱带I紫移30 40nm示B环有邻二酚羟基若紫移20nm示B环有邻三酚羟基带I紫移50 65nm示A B环均可能有邻二酚羟基AlCl3 HCl谱图 MeOH谱图示无3 及 或5 OH无邻二酚羟基AlCl3 HCl谱图 MeOH谱图示可能有3 及 或5 OH带I红移35 55nm示只有5 OH无3 OH仅红移17 20nm示除5 OH外 尚有6 含氧取代红移50 60nm示可能有3 OH及5 OH 异黄酮 二氢黄酮 醇 的吸收峰 带II 位移规律 NaOAc异黄酮带II红移6 20nm示有7 OH二氢黄酮 醇 带II红移34 37nm示有5 7 二OH带II红移51 58nm示有7 二OH AlCl3 HClAlCl3 HCl谱图与甲醇中的谱图比较异黄酮带II红移10 14nm示有5 OH二氢黄酮 醇 带II红移20 26nm示有5 OH 诊断试剂位移规律归属 查耳酮 橙酮的吸收峰 带I 位移规律 NaOMe查耳酮带I红移60 100nm 强度增加示有4 OH带I红移60 100nm 强度不增加示有2 或4 OH橙酮带I红移70 95nm 示有或6 OH AlCl3及AlCl3 HCl查耳酮 橙酮 AlCl3较AlCl3 HCl谱图 带I红移40 70nm示有B 环邻二酚羟基查耳酮 AlCl3 HCl谱图较MeOH谱图 带I红移40 60nm示有2 OH 诊断试剂位移规律归属 二 1H NMR谱在黄酮结构研究中的应用 测定溶剂 CCl4 样品需制备成三甲基硅醚化衍生物 不能显示羟基质子特征 目前已基本不被采用 DMSO d6 样品 苷 苷元 不需制备成衍生物 可以显示各酚羟基质子特征 2 黄酮类化合物1H NMR谱 DMSO d6 特征 5 OH 12ppm 7 OH 11ppm 3 OH 10ppm OH质子 有时不出来 黄酮类化合物的1H NMR谱A环上的芳氢 5 7 二取代 A环上的芳氢 6 H 5 7 6 9 d J 2 5 8 H 5 7 6 9 d J 2 5 四 黄酮类化合物的波谱 A环上的芳氢 7 取代黄酮醇 A环上的芳氢 5 H 7 9 8 2 d J 9 0 6 H 6 7 7 1 dd J 9 0 2 5 8 H 6 7 7 0 d J 2 5 四 黄酮类化合物的波谱 A环上的芳氢 7 取代二氢黄酮醇 A环上的芳氢 5 H 7 7 7 9 d J 9 0 6 H 6 4 6 5 dd J 9 0 2 5 8 H 6 3 6 4 d J 2 5 四 黄酮类化合物的波谱 B环上的芳氢 4 取代 B环上的芳氢 H 3 5 较为高场 H 3 5 6 5 7 1 d J 8 5 H 2 6 6 5 7 9 d J 8 5 四 黄酮类化合物的波谱 B环上的芳氢 3 4 二取代 B环上的芳氢 H 5 6 7 7 1 d J 8 5 H 2 7 2 7 9 d J 2 5 H 6 7 2 7 9 dd J 8 5 2 5 四 黄酮类化合物的波谱 C环上的氢 H 3 黄酮 6 3 1H s 四 黄酮类化合物的波谱 H 2 异黄酮 7 6 7 8 1H s 8 5 8 7 1H s DMSO d6 C环上的氢 二氢黄酮 H 2 5 22 1H dd J 11 5 5 0 H 3 2 80 1H dd J 17 0 11 5 1H dd J 17 0 5 0 四 黄酮类化合物的波谱 C环上的氢 二氢黄酮醇 化合物H 2H 3二氢黄酮醇 4 80 5 00d 11 0 4 10 4 30d 11 0 二氢黄酮醇3 O 糖苷 5 00 5 60d 11 0 4 30 4 60d 11 0 四 黄酮类化合物的波谱 C环上的氢 查耳酮 H 6 50 6 70 1H d J 17 0 H 7 30 7 70 1H d J 17 0 四 黄酮类化合物的波谱 C环上的氢 橙酮 苄氢 6 50 6 70 1H s 6 37 6 94 1H s DMSO d6 四 黄酮类化合物的波谱 黄酮苷类1H NMR谱 化合物糖上的H 1 黄酮醇3 O 葡萄糖苷5 70 6 00黄酮醇7 O 葡萄糖苷4 80 5 20黄酮醇4 O 葡萄糖苷黄酮醇5 O 葡萄糖苷黄酮醇6及8 C 糖苷黄酮醇3 O 鼠李糖苷5 00 5 10二氢黄酮醇3 O 葡萄糖苷4 10 4 30二氢黄酮醇3 O 鼠李糖苷4 00 4 20 糖上的氢 四 黄酮类化合物的波谱 苯环上其他取代基的氢 取代基 甲基2 04 2 45 3H s 乙酰氧基2 30 2 45 3H s 甲氧基3 45 4 10 3H s 四 黄酮类化合物的波谱 1H NMR在黄酮结构研究中的应用 B H6 5 7 9ppm 位于较低场2 6 H 大 2H d 8 0Hz 3 5 H 小 2H d 8 0Hz 2 H 7 20 1H d 2 0Hz 1 2 5 H 6 7 7 1 d 8 0Hz 1 A H6 3 7 1ppm 一 OH供电 6 H 7 9 dd 2 0 8 0Hz 5 H 8 0 1H d J 8 0Hz 3 4 OR取代不同 6 H 1H dd J 8 0 2 0Hz 2 6 可能颠倒8 H 1H d J 2 0Hz 2 A H5 7 6 9ppm 二 OH供电 2 6 H 6 5 7 5 2H s 6 H 较小 1H d J 2 5Hz 或分别以双峰 J 2 0Hz 8 H 较大 1H d J 2 5Hz 出现 取代基团 三 13C NMR谱在黄酮类化合物结构研究中的应用 推断黄酮类化合物的骨架类型 一 黄酮类化合物骨架类型的判断利用13C NMR谱中黄酮类化合物的中央三个碳核信号的位置以及它们在偏共振去偶谱中的裂分情况 13C NMR谱中黄酮类化合物结构中的中央三碳核的信号特征 C OC 2 或C C 3 或C a 归属 174 5 184 0 s 160 5 163 2 s 104 7 111 8 d 黄酮类149 8 155 4 d 122 3 125 9 s 异黄酮类147 9 s 136 0 s 黄酮醇类182 5 182 7 s 146 1 147 7 s 111 6 111 9 d 橙酮类 CH 188 0 197 0 s 136 9 145 4 d 116 6 128 1 d 查耳酮类75 0 80 3 d 42 8 44 6 t 二氢黄酮类82 7 d 71 2 d 二氢黄酮醇类 二 黄酮类化合物取代图式的确定利用黄酮类化合物中芳香碳原子 A 环碳原子 B 环碳原子 的信号特征 确定取代基的取代图式 黄酮母核13C NMR信号归属 推断取代基 X 的连接位置依取代基的位移效应规律 B 环 XZiZoZmZp OH 26 0 12 8 1 6 7 1 OCH3 31 4 14 4 1 0 7 8 确定5 7 二OH取代黄酮图式依5 7 二OH黄酮中的C6和C8信号特征 90 100ppm范围内 C6 C8 确定糖与苷元的连接位置依苷化位移规律 苷元 酚羟基 a C移向高场 降低邻 对位 C移向低场 增大糖 酚苷 端基碳原子 4 0 6 0ppm 四 MS在黄酮类化合物结构研究中的应用 黄酮类化合物MS特征 测定分子量 M 取代基团推断 碎片离子峰 苷元 极性小 苷 极性大 难气化 与热不稳定 EI MS 以前 苷看不到 须制备成衍生物 PM等 方能测得很弱的方能测得很弱的苷元峰为基峰 FD MS FAB MS ESI MS 目前 可测得分子离子峰或准分子离子峰 M 1 M 23 等 黄酮类化合物结构MS 裂解途径I RDA裂解 裂解途径II 通常 上述两种基本裂解途径是相互竞争 相互制约的 并且 途径I裂解产生的碎片离子丰度大致与途径II裂解产生的碎片离子的丰度互成反比 黄酮类化合物结构MS EI MS裂解规律1 分子离子峰为基峰 用于测定分子量 2 主要碎片离子峰为裂解途径I产生的A1和B1母核确定及裂解途径II产生的 B2 A B 环取代情况确定 MS在黄酮类化合物结构研究中的应用 两种途径裂解得到的碎片离子A1 B1 B2等 保留着A 环 B 环的基本骨架 且碎片A1与相应的B1碎片的质荷比之和等于分子离子的质荷比 母核推断 A B 环取代情况确定3 其他碎片离子峰还有 M H M CO M CH3 含甲氧基 A1 H A1 CO B2 CO 等碎片离子 黄酮类基本裂解途径 以途径 I为主 途径I H转移 途径II 途径I 黄酮醇类基本裂解途径 以途径 II为主 途径I H转移 途径 II 例题 根据实验数据推出R的化学结构 从某中药中分得一化合物R 实验研究如下 R为淡黄色结晶 mp260 262 HCl Mg反应红色 Molish反应为阳性 酸水解后检出有葡萄糖 ZrOCl2 枸椽酸反应黄色退去 HR MS M 446 4065 分子式C22H22O10 UV MeOH 267nm 324nmEI MS m z 284 100 256 3 5 241 8 0 152 10 0 132 20 0 124 4 0 IR KBr cm 1 3428 3102 1657 1616 1584 1496 975 832 7701H NMR DMSO d6 12 92 1H s 6 95 1H s 8 05 2H d J 8 9Hz 7 14 2H d J 8 9Hz 6 86 1H d J 1 8Hz 6 46 1H d J 1 8Hz 5 08 1H d J 7 4Hz 3 87 3H s 3 18 3 73 6H m 13C NMR DMSO d6 182 17 163 97 103 94 162 62 163 18 157 12 105 55 99 74 95 11 55 73 73 27 76 57 69 66 77 34 60 81 HCl Mg反应红色 示黄酮类 黄酮 黄酮醇 二氢黄酮 二氢黄酮醇 Molish反应为阳性 示黄酮苷类酸水解后检出有葡萄糖 示黄酮葡萄糖苷ZrOCl2 枸椽酸反应黄色退去 示5 OH 4 羰基结构UV MeOH 267nm 324nm 带I示黄酮苷类EI MS m z 284 100 苷元 M 256 3 5 M 28失羰基152 10 0 A1 32示A环有2个羟基132 20 0 B1 30示B环有1个甲氧基IR KBr cm 1 3428 3102 羟基1657 羰基1616 1584 1496 975 832 770 苯环 1H NMR DMSO d6 12 92 1H s 5 OH8 05 2H d J 8 9Hz B环2 6 质子7 14 2H d J 8 9Hz B环3 5 质子6 86 1H d J 1 8Hz A环H 86 46 1H d J 1 8Hz A环H 66 95 1H s C环H 35 08 1H d J 7 4Hz 葡萄糖苷端基质子 苷键3 87 3H s 甲氧基3 18 3 73 6H m 葡萄糖苷环上质子 综上所述 该化合物的结构为5 羟基 4 甲氧基 7 O 葡萄糖黄酮苷 例2 从某植物中分离得到一黄色针晶 FeCl3反应为暗绿色 Mg HCl反应显紫红色 Gibbs反应呈阳性 氨性SrCl2反应呈阴性 Molish反应有紫色环 ZrCl2反应呈黄色 加枸橼酸甲醇液黄色褪去 元素分析得分子式为C21H20O11IR cm 1 3401 1655 1606 1504UV maxnm MeOH267352NaOMe275326402AlCl3274301352398AlCl3 HCl276303347400NaOAc275305 sh 372NaOAc H3BO3266300 sh 353 1H NMR DMSO d6 TMS内标 ppm3 2 3 9 6H m 5 68 1H d J 8 0 6 12 1H d J 2 0 6 42 1H d J 2 0 6 86 2H d J 9 0 8 08 2H d J 9 0 根据以上信息 试推测该化合物的结构式 并说明理由 黄色针晶 可能为黄酮类FeCl3反应为暗绿色 有酚 OHMg HCl反应显紫红色 黄酮类Gibbs反应呈阳性 酚 OH对位有活泼H氨性SrCl2反应呈阴性 无邻二酚 OHMolish反应有紫色环 苷or糖ZrCl2反应呈黄色 加枸橼酸甲醇液黄色褪去 有5 OHMeOH267352 黄酮醇 3 OH取代 NaOMe275326402 50nm 4 OHAlCl3274301352398 46nm 5 OHAlCl3 HCl276303347400 无邻二 OHNaOAc275305 sh 372带 8nm 7 OHNaOAc H3BO3266300 sh 353 无邻二 OH 3 2 3 9 6H m 6个糖环质子5 68 1H d J 8 0 糖苷键的端基质子6 12 1H d J 2 0 H 66 42 1H d J 2 0 H 86 86 2H d J 9 0 H 3 5 8 08 2H d J 9 0 H 2 6 综上所述 该化合物为山奈酚 3 O 葡萄糖苷 例3 从某中药中分离得到一淡黄色针状结晶 HR MS测得其分子式为C16H12O6 HCl Mg反应阳性 Gibbs和SrCl2反应阴性 ZrCl2 枸橼酸反应黄色褪去 请根据IR UV 1H NMR及Ms数据确定化合物的结构 并对相应数据进行归属 UV MeOH 267nm 328nm NaOAc 284nm 390nmEI MS m z 300 55 6 285 100 118 19 4 IR KBr cm 1 3430 3200 1660 15801H NMR DMSO d6 12 35 1H s 7 81 2H d J 9 0Hz 6 87 2H d J 9 0Hz 6 68 1H s 6 20 1H s 3 82 3H s 淡黄色针晶 HCl Mg反应