（优质课件）天然药化苯丙素类

苯丙素类化合物 一 概述苯丙素类 phenylpropanoids 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 包括 简单苯丙素类 如 苯丙烯 醇 醛 酸等 香豆素类 coumarins 木脂素和木质素 lignins 黄酮类等 1 苯丙素类化合物都由桂皮酸途径 莽草酸途径 合成而来 糖类合成苯丙氨酸脱氨生成桂皮酸衍生物经过羟化 氧化 还原 醚化等反应生成苯丙烯 苯丙醇 苯丙醛 苯丙酸等 再经过异构化 环合反应生成香豆素类化合物缩合木脂素类化合物 苯丙素类化合物在生物合成上均来源于苯丙氨酸 2 3 二 简单苯丙素类一 简单苯丙素的结构和分类苯丙素类可认为是苯丙烷的衍生物 据C3的结构变化来分类 它们是常见的芳香族化合物 以苷或酯的形式存在于植物中 有较强的生理活性 1 苯丙烯 醇 醛 酸 类 丁香挥发油中的丁香酚 八角中的茴香脑等 4 2 苯丙醇类如 松柏醇 紫丁香酚苷3 苯丙醛类如 桂皮醛4 苯丙酸如 咖啡酸丹参素 5 二简单苯丙素类的提取 分离1 溶剂提取法 根据其溶解性 选择合适的溶剂提取2 水蒸气蒸馏法小分子的苯丙素类具有挥发性 是挥发油的主要组成部分 可用水蒸气蒸馏法 3 碱提酸沉法苯丙酸类可用4 分离常用色谱 6 一 香豆素 coumarin 1 是由顺式的邻羟基桂皮酸 脱水而形成的内酯化合物 或是具有苯并 吡喃酮环基本母核的一类化合物 一般有芳香甜味 7 2 存在 分布香豆素类在植物界分布广泛 大多分布于豆科 伞形科 芸香科 菊科等 在植物中以游离态存在 或与糖结合成苷存在 同科的植物中大多含有相同或相似结构的化合物 3 生理活性1 抗菌 抗病毒2 植物生长调节作用3 扩张冠状动脉4 光敏作用 治疗白癜风5 抗凝血作用 6 肝毒性等 8 一 结构分类据香豆素 吡喃酮上有无取代基 苯上的取代基是否缩合成呋喃环 或吡喃环来分类 一 简单香豆素类是仅在苯环上有取代基的香豆素 天然的一般在7位有 OH 或其他含氧基团 它可认为是香豆素类化合物的基本母核 常在5 6 8位有 OH OCH3 CH2OH 异戊烯基等基团取代 如七叶内酯等 9 二 呋喃香豆素类是香豆素苯环上的异戊烯基与邻位的7酚羟基环合成呋喃环 它可分为 线 直 型呋喃香豆素 6 7 呋喃香豆素 角型呋喃香豆素 7 8 呋喃香豆素 如呋喃环被氢化 称为二氢呋喃香豆素 10 三 吡喃香豆素类是香豆素苯环上的异戊烯基与相邻的7位羟基环合形成吡喃环 它分为 直 线 型吡喃香豆素 6 7 吡喃香豆素 角型吡喃香豆素 7 8 吡喃香豆素 如吡喃环被氢化 称为二氢吡喃香豆素 11 四 其他香豆素类异香豆素是香豆素的异构体在植物界中大多以双氢异香豆素衍生物存在 如 茵陈内酯 12 双香豆素类它是由两分子香豆素聚会而成 有的也可形成三聚物 如 双七叶内酯紫苜缩酚 13 吡喃环上有取代基的香豆素类是指在香豆素的 吡喃环上有取代基的香豆素 一般常在C3 C4位有苯基 羟基 异戊烯基 如 黄檀内酯蟛蜞菊内酯 14 二 理化性质1性状 游离的香豆素大多是结晶 小分子的香豆素有挥发性 及升华性 有芳香气味 能随水蒸气蒸馏 其苷类多不具有挥发性和升华性 显蓝或紫色荧光 2溶解性 游离的香豆素易溶解于有机溶剂如 EtOH MeOH Et2O CHCl3等 难溶解于冷水 但可溶解于热水 碱水 香豆素苷类可溶解于水 MeOH EtOH 难溶解于极性小的有机溶剂 如 Et2O 苯 石油醚等 15 一 与碱的作用 水解 香豆素因为有不饱和的内酯结构 它在碱性条件下 内酯环可开环 生成易溶解于水的顺式的邻羟基桂皮酸盐 其盐加酸酸化又可重新环合为原来的内酯结构 此反应如果与碱长时间加热或在强紫外光下 生成的顺邻羟基桂皮酸可转化为反式的邻羟基桂皮酸的衍生物 再加酸 内酯也不可以环合 是不可逆的 16 香豆素与碱的反应可运用于提取分离 但不能长时间加热 影响内酯环开环水解的其他因素 1 取代基的性质和位置香豆素内酯环的水解与环上的取代基有关特别是C7位上的取代基 如 C7位有 OH OCH3等供电子基团 其水解较难 7 OH香豆素 7 OCH3香豆素 香豆素 2 空间位阻如 在C3上有基团取代 基团越大越难水解 17 3 C8位如有C O 双键 环氧等结构时 它们易与开环后产生的酚羟基形成H键 或发生缩合 加成反应再加酸内酯也不环合 不可逆 香豆素侧链上的酯基如连在苄基C上 则极不稳定 易发生消除反应 18 香豆素与浓碱液加热 则内酯环破坏 生成酚类或酸类 19 二 与酸的反应 1 环合反应香豆素分子中酚羟基与邻位的不饱和侧链 如 异戊烯基 常能发生环合反应生成含氧杂环结构 吡喃或呋喃 P1152 醚键的开裂 水解 P1153 双键的加水反应P115 20 5 双键的加成反应香豆素分子中的双键环境不同 能加成的难易顺序不同 可通过控制反应条件 有选择性的加成C3 C4双键 呋喃或吡喃环上的双键 侧链双键 21 溴与香豆素分子中的C3 C4双键的加成溴与C3 C4加成生成3 4 二溴衍生物 它在NaOH下脱去HBr生成3 溴香豆素 它在碱性乙醇中加热 则转变为苯并呋喃羧酸 此反应可用于香豆素基本结构的证明 22 6 氧化反应香豆素类在不同的氧化剂条件下 其氧化的产物不同 常用的氧化剂有 高锰酸钾 铬酸 臭氧 过氧化氢 过碘酸等 1 铬酸他一般只氧化侧链的双键使成为羧酸或氧化苯环使成为醌的衍生物 不氧化 吡喃酮环 23 2 臭氧它先作用于香豆素的侧链双键然后作用于呋喃或吡喃环上的双键 在剧烈条件下才能作用于 吡喃酮环上的双键 24 3 高锰酸钾它的氧化能力强 它可氧化 吡喃酮环上的双键或苯环 生成酸 4 过氧化氢呋喃香豆素类呋喃环上C2 和C3 未被取代时 用碱性过氧化氢氧化 可生成2 3 呋喃二羧酸 25 三 香豆素的提取 分离 香豆素类化合物的极性差别较大 各种溶剂都可能提出香豆素 游离的香豆素多具有一定的亲脂性 一般用极性小的溶剂来提取 如 Et2O 苯 EtOAC等 小分子的香豆素在减压条件下蒸馏或升华不分解 可用水蒸气蒸馏法 升华法提取 香豆素有内酯结构 可以用碱溶酸沉法 香豆素的苷类 可用苷的提取通法来提取如 用热水 MeOH EtOH等去提取 26 一 常用方法 中药粗粉Et2O提取 提取液冷置 析晶香豆素结晶母液回收乙醚留存物 再用水蒸气蒸馏残留液挥发油趁热过滤滤液不溶物冷析石油醚温浸结晶石油醚液不溶物浓缩 放置得结晶 27 二 碱溶酸沉法香豆素大多有酚羟基 显酸性 可用碱溶酸沉法香豆素的内酯环在热碱液中可开环溶解于水 加酸后 内酯环闭合而沉淀析出 而把香豆素提取分离出来 注意点 有的香豆素对酸碱比较敏感注意控制好PH范围 及加热的强度 香豆素在碱液中要分解 或在酸中难于闭会的 不适合碱溶酸沉法 三 水蒸气蒸馏法小分子的香豆素可用此法 28 四 色谱分离法香豆素用色谱法分离 有比较好的效果 1 常用的吸附剂有 硅胶 中性或酸性氧化铝碱性氧化铝少用 因为香豆素一般显酸性与碱性氧化铝吸附牢 而且碱性可能导致香豆素结构的改变 常用的溶剂系统有 己烷 乙醚 石油醚 EtOAC等2 香豆素苷类的分离常采用纤维素 硅藻土等为吸附剂或支持剂 3 纸色谱 香豆素的纸色谱在碱性溶剂系统中Rf值小 酸性下Rf较大 中性则产生拖尾现象 所以常用硼砂浸过的滤纸 或硼砂饱和过的溶剂系统 29 四 香豆素的检识反应 一 荧光香豆素类化合物由于有较长的共轭系统 大多有兰 紫色荧光 荧光的强弱与分子中取代基的种类和位置有关 香豆素母体本身无荧光 1 在C7有 OH取代 有强烈的兰色荧光 加碱后变为绿色荧光 荧光增加 2 在其他位置有 OH取代 荧光减弱 在C8位有 OH 则极弱或无荧光 3 羟基香豆素的 OH经甲醚化 则荧光减弱4 呋喃香豆素大多显兰色 褐色弱荧光5 在碱性条件下荧光大都增强 30 二 显色反应1 异羟肟酸铁的反应这是香豆素分子中的内酯环结构的反应 OH H 香豆素 NH2OH HCl异羟肟酸 FeCl3异羟肟酸铁 31 2 酚羟基的反应酚 OH FeCl3兰 绿 棕 褐 重N化试剂的反应 若酚羟基的邻位或对位无取代 显红色 紫红色 32 3 Gibb s反应Gibb s试剂为2 6 二氯 溴 苯醌氯亚胺若分子中酚羟基对位无取代 则反应生成兰色化合物 香豆素分子在碱性条件下内酯环水解 产生的酚羟基 如果其对位 即C6 无取代 有阳性反应 33 4 Emerson反应Emerson试剂由4 氨基安替比林和铁氰化钾组成酚羟基对位的H与其反应显红色 34 小结 1 苯丙素的定义 分类 2 简单苯丙素的分类3 香豆素的定义及基本结构 排号 4 结构分类 1 简单香豆素 2 呋喃香豆素 线型或角型 3 吡喃香豆素 线型或角型 4 其他香豆素 35 3 理化性质 1 内酯环的碱水解 长时间加热不可逆 难易 7 OH香豆素 7 OCH3香豆素 香豆素影响水解的其他位置有 C3 C8等 2 双键的加成其难易顺序为 C3 C4间的双键 呋喃 吡喃 环中的双键 侧链上的双键 3 氧化反应不同的氧化剂其氧化特点和产物不同 36 4 香豆素的提取 分离方法 常用方法 碱溶酸沉法 水蒸气蒸馏法 色谱分离5 香豆素的检识荧光内酯