第四章黄酮类化合物.ppt

黄酮类化合物flavonoids 二 理化性质 一 概述 三 提取与分离 第四章黄酮类化合物 四 结构鉴定 黄酮化合物是植物中分布最广的一类物质 几乎每种植物中都有 据估计 经植物光合作用所固定的碳2 转变为黄酮类化合物或与其密切相关的其他化合物 大部分的鞣质也是由黄酮类化合物转变来的 黄酮对植物的生长 发育 开花 结果以及抵御异物的侵袭其着重要的作用 由于其分布广 部分化合物在植物中较高 而且多数化合物容易以结晶形式获得 所以他是较早被人类发现的一类天然产物 很早已前黄酮主要用作染料19世纪后开始化学和生理活性研究1974黄酮化合物1674苷元902 苷7221978220019802721199964672006 9000黄酮类化合物具有一定生理活性 虽然不及生物碱作用强 由于分布广泛 种类繁多 因此这类化合物的研究比较广泛和深入 是天然产物中的一类重要的化合物 新橙皮糖基 一 定义黄酮类化合物 flavonoids 是泛指两个苯环 A 与B 环 通过中央三碳链相互联结而成的一系列化合物 即结构 一 概述 一 概述 基本母核 黄酮类化合物多具有颜色 在植物体内大部分与糖结合成甙 一部分以游离形式存在 而且生理活性多种多样 引起了国内外的广重视 研究进展很快 如芦丁 降低血管通透性银杏叶提取物 降低血胆固醇 一 概述 二 分类分类依据 a 中央三碳链的氧化程度 b B 环联接位置 2 或3 位 c 三碳链是否构成环状可将重要的天然黄酮类化合物分类如下所示 一 概述 二 分类1 黄酮及黄酮醇三碳链部分结构黄酮类 flavones 黄酮醇 flavonol 一 概述 二 分类1 黄酮及黄酮醇 一 概述 黄芩素 二 分类2 二氢黄酮及二氢黄酮醇二氢黄酮类二氢黄酮醇类花色素类 anthocyanidins 一 概述 二 分类2 二氢黄酮及二氢黄酮醇 一 概述 杜鹃素 二氢槲皮素 异黄酮类二氢异黄酮类 一 概述 二 分类3 异黄酮及二氢异黄酮 一 概述 二 分类3 异黄酮及二氢异黄酮 大豆素 查耳酮类二氢查耳酮类 一 概述 二 分类4 查耳酮及二氢查耳酮类 一 概述 二 分类4 查耳酮及二氢查耳酮类 新橙皮糖基 柑橘苷二氢查耳酮 2 羟基查耳酮 一 概述 二 分类4 查耳酮及二氢查耳酮类 二氢黄酮 一 概述 新红花苷 无色 初期淡黄色 红花苷 黄色 中期深黄色 醌式红花苷 红色 后期红色 二 分类5 橙酮类 噢类 一 概述 硫磺菊素 二 分类6 花色素类及黄烷醇类花色素类黄烷 3 醇类黄烷 3 4 二醇类 一 概述 二 分类6 花色素类及黄烷醇类 一 概述 矢车菊素 无色矢车菊素 二 分类7 鱼藤酮类 一 概述 Amorphigenolb12 a 羟醛鱼滕酮 12a hydroxyretenoids 2 hydroxypachyrrhigoneC脱氢鱼滕酮 dehydroretenoids a鱼滕酮 retenoids dehydrolineone 二 分类8 紫檀素类 一 概述 a 6a 羟基紫檀素 6a hydroxypetercarpans b 紫檀烯 petercarpenes 二 分类9 双苯吡酮类 酮类 一 概述 异芒果素 二 分类9 双苯吡酮类 酮类 一 概述 二 分类9 高异黄酮类 一 概述 二 分类10 其他类少数黄酮类化合物结构较为复杂 如水飞蓟素 silybin 为黄酮木脂体类化合物 一 概述 而榕碱 ficine 及异榕碱 isoficine 则为生物碱型黄酮 一 概述 一 概述 其他分类方法 平面型分子 黄酮 黄酮醇 查耳酮 花色素类非平面型分子 二氢黄酮 二氢黄酮醇 异黄酮 一 概述 二 理化性质 一 概述 三 提取与分离 第四章黄酮类化合物 四 结构鉴定 1 性状黄酮类化合物多为结晶性固体 少数 如黄酮甙类 为无定形粉末 二 黄酮类化合物的理化性质 2 颜色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 二 黄酮类化合物的理化性质 2 颜色黄酮 黄酮醇及其甙类 多显灰黄 黄色 查耳酮 黄 橙黄色 异黄酮 显微黄色 二氢黄酮 二氢黄酮醇 不显色 二 黄酮类化合物的理化性质 2 颜色在上述黄酮 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 花色甙及其甙元的颜色随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 二 黄酮类化合物的理化性质 3 旋光性甙元中 二氢黄酮 二氢黄酮醇 黄烷及黄烷醇具有手性碳 具旋光性 其余黄酮类无旋光性 甙类结构中含糖的部分结构 故均有旋光性 且多为左旋 二 黄酮类化合物的理化性质 二氢黄酮类二氢黄酮醇类 flavanones flavanonols 黄烷 3 4 二醇类 flavan 3 4 diols 二 黄酮类化合物的理化性质 黄烷 3 醇类 flavan 3 ols 二 黄酮类化合物的理化性质 4 溶解度一般来说 游离甙元 难溶或不溶于水 易溶于甲醇 乙醇 醋酸乙酯 乙醚等有机溶剂及稀碱液中 非平面型亲水性大于平面型分子 花色甙元 花青素 类 以离子形式存在 水溶度较大 黄酮类甙元分子中羟基数越多 水中的溶解度越大 二 黄酮类化合物的理化性质 4 溶解度黄酮甙类 水溶性比相应甙元为大 糖链越长 则水溶度越大 一般易溶于热水 甲醇 乙醇等强极性溶剂中 但难溶或不溶于苯 氯仿等有机溶剂中 二 黄酮类化合物的理化性质 5 酸碱性酸性黄酮类化合物因分子中多含有游离酚羟基 故显酸性 可溶于碱性溶液中 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 二 黄酮类化合物的理化性质 5 酸碱性碱性黄酮类化合物分子中 吡喃酮环上的1 位氧原子 因有未共用的电子对 故表现微弱的碱性 可与强无机酸 如浓硫酸 盐酸等生成 金羊 盐 但生成的 金羊 盐不稳定 加水可分解 二 黄酮类化合物的理化性质 6 显色反应1 盐酸 镁粉 或锌粉 反应 二 黄酮类化合物的理化性质 6 显色反应1 盐酸 镁粉 或锌粉 反应 多数黄酮 黄酮醇 二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物显橙红 紫红色 少数显紫 蓝色 查耳酮 橙酮 儿茶素类不显色 异黄酮类一般不显色 二 黄酮类化合物的理化性质 6 显色反应2 四氢硼钠 钾 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 其它黄酮类化合物均不显色 二 黄酮类化合物的理化性质 6 显色反应3 铝盐 生成的络合物多为黄色 max 415nm 并有荧光 可用于定性及定量分析 常用试剂为1 三氯化铝或硝酸铝溶液 二 黄酮类化合物的理化性质 6 显色反应4 锆盐 多用2 二氯氧化锆 ZrOCl2 甲醇溶液 黄酮类化合物分子中有游离的3 或5 OH存在时 均可反应生成黄色的锆络合物 二 黄酮类化合物的理化性质 6 显色反应4 锆盐 3 OH 4 酮基络合物的稳定性 5 OH 4 酮基络合物 仅二氢黄酮醇除外 当反应液中接着加入枸橼酸后 5 羟基黄酮的黄色溶液显著褪色 而3 羟基黄酮溶液仍呈鲜黄色 锆 枸橼酸反应 二 黄酮类化合物的理化性质 6 显色反应5 镁盐 二氢黄酮 二氢黄酮醇类与醋酸镁的甲醇溶液 加热可显天蓝色荧光 若具有C5 OH 色泽更为明显 而黄酮 黄酮醇及异黄酮类等则显黄 橙黄 褐色 二 黄酮类化合物的理化性质 6 显色反应6 硼酸显色反应 在无机酸或有机酸存在条件下 5 羟基黄酮及2 羟基查耳酮可与硼酸反应 呈亮黄色并带黄绿色荧光 二 黄酮类化合物的理化性质 6 显色反应7 氯化锶 SrCl2 在氨性甲醇溶液中 可与分子中具有邻二酚羟基结构的黄酮类化合物生成绿色 棕色乃至黑色沉淀 二 黄酮类化合物的理化性质 6 显色反应8 碱性试剂显色反应 在日光及紫外光下 通过纸斑反应 观察样品用氨蒸气和其他碱性试剂处理后的色变深的情况 当分子中有邻二酚羟基取代或3 4 二羟基取代时 在碱液中很快氧化 最后生成绿棕色沉淀 二 黄酮类化合物的理化性质 说明各化合物的结构类型 练习 说明各化合物的结构类型 练习 练习 黄酮类化合物结构中有一个带 性的氧原子 能与 形成yang盐 2 黄酮类化合物就整个分子而言 由于具有多个 基 故呈 性 能溶于 性水液中 其酸性强弱顺序依次为 3 黄酮类化合物的基本骨架为 其主要结构类型是依据 及 某特点而分类 选择题1 某中药的甲醇提取液 HCl Mg粉反应时 溶液显酱红色 而加HCl后升起的泡沫呈红色 则该提取液中可能含有 A 异黄酮B 查耳酮C 橙酮D 黄酮醇 2 四氢硼钠是一种专属性较高的还原剂 只作用于 A 黄酮B 二氢黄酮 醇 C 异黄酮D 查耳酮3 与醋酸镁显天蓝色荧光的化合物为 A 二氢黄酮B 黄酮C 黄酮醇D 异黄酮 4 某化合物有 四氢硼钠反应呈紫红色 氯化锶反应阳性 锆 枸椽酸反应黄色褪去等性质 则该化合物应为 判断正误能与盐酸 镁粉产生橙红色反应的化合物一定是黄酮类化合物 2 与锆 枸椽酸反应产生阳性结果的化合物是5 羟基黄酮 3 黄酮类化合物在7 4 位连有 OH后 酸性增强 4 黄酮类化合物多为有色物质 因其色原酮部分具有颜色 5 与FeCl3显色的反应为黄酮类化合物的专属反应 6 黄酮类化合物5 OH较一般酚 OH酸性弱 二 理化性质 一 概述 三 提取与分离 第四章黄酮类化合物 一 提取黄酮甙类以及极性稍大的甙元 一般可用丙酮 醋酸乙酯 乙醇提取 一些多糖甙类可用沸水提取 花青素类化合物 在提取时 可加入少量酸 0 1 盐酸 应当慎用 避免发生水解 大多数黄酮甙元 宜用氯仿 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甙元 甚至可用苯等低极性溶剂进行提取 三 黄酮类化合物的提取与分离 1 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 三 黄酮类化合物的提取与分离 1 溶剂萃取法 三 黄酮类化合物的提取与分离 乙醇浸膏 乙醚萃取液 水液 萃取液 溶于水 乙醚萃取 乙酸乙酯或正丁醇萃取 黄酮苷元 黄酮苷 2 碱提取酸沉淀法黄酮类大多具有酚羟基 有弱酸性 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 黄酮甙元及水溶性较小的黄酮甙类即可沉淀析出 此法简便易行 如芦丁 橙皮甙 黄芩甙的提取都应用了这个方法 三 黄酮类化合物的提取与分离 槐米 滤液 药渣 芦丁 6倍H2O 煮沸 石灰乳调pH8 煮沸20 30分钟 趁热过滤 沉淀 4倍H2O 煮沸20 30分钟 趁热过滤 滤液 60 70度 盐酸调pH5 6 静置 抽滤 重结晶 三 黄酮类化合物的提取与分离 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 黄酮类化合物的提取与分离 3 大孔吸附树脂法植物的水或稀醇提取液加入到大孔吸附树脂柱上 先用水洗去杂质 再用不同浓度的乙醇依次洗脱 用HCl Mg粉反应检测 即可得到较纯的黄酮类成分 最后用浓醇洗柱至完全 三 黄酮类化合物的提取与分离 二 分离1 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 三 黄酮类化合物的提取与分离 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甙类等 常用洗脱系统 苷元 氯仿 甲醇苷 氯仿 甲醇 水乙酸乙酯 丙酮 水 三 黄酮类化合物的提取与分离 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 可用于分离各种类型的黄酮类化合物 包括甙及甙元 查耳酮与二氢黄酮等 三 黄酮类化合物的提取与分离 聚酰胺分离黄酮类化合物的原理 三 黄酮类化合物的提取与分离 聚酰胺分子中酰胺基与黄酮类化合物分子中羟基形成氢键缔合而产生吸附作用 吸附力越大 越难洗脱 其吸附强度主要取决于以下几个方面 a 与黄酮类化合物分子中酚羟基的数目有关 酚羟基的数目越多 吸附力越强 三 黄酮类化合物的提取与分离 其吸附强度主要取决于以下几个方面 b 与酚羟基的位置有关 酚羟基所处的位置易形成分子内氢键 则吸附力减弱 三 黄酮类化合物的提取与分离 其吸附强度主要取决于以下几个方面 c 分子中芳香化程度越高 共轭双键多者则吸附力强 三 黄酮类化合物的提取与分离 其吸附强度主要取决于以下几个方面 d 不同类型黄酮化合物 吸附强弱顺序为 异黄酮 二氢黄酮醇 黄酮 黄酮醇先后流出顺序一般是 异黄酮 二氢黄酮醇 黄酮 黄酮醇 三 黄酮类化合物的提取与分离 其吸附强度主要取决于以下几个方面 e 甙元相同 吸附强弱顺序为 叁糖甙 双糖甙 单糖甙 甙元洗脱先后顺序一般是 叁糖甙 双糖甙 单糖甙 甙元 三 黄酮类化合物的提取与分离 其吸附强度主要取决于以下几个方面 f 与溶剂介质有关 溶剂与聚酰胺或黄酮类化合物形成氢键的能力越强 则其洗脱能力越强 溶剂洗脱能力顺序 水 甲醇 乙醇 丙酮 氢氧化钠水溶液 甲酰胺 二甲基酰胺 尿素水溶液 三 黄酮类化合物的提取与分离 1 某植物的提取物含有相同苷元的三糖苷 双糖苷 单糖苷及它们的苷元 欲用聚酰胺进行分离 以含水甲醇 含醇量递增 洗脱 最后出来的化合物是 A 苷元B 三糖苷C 双糖苷D 单糖苷 2 下列化合物在聚酰胺柱上 用醇作溶剂洗脱时 其出柱先后顺序应为 B C D 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 三 黄酮类化合物的提取与分离 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 分离黄酮甙时 主要靠分子筛作用 在洗脱时 黄酮甙类大体上是按分子量由大到小的顺序流出柱体 三 黄酮类化合物的提取与分离 葡聚糖凝胶柱层析中常用的洗脱剂有 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 正丁醇 甲醇 3 1 乙醇等 3 其它溶剂 如含水丙酮 甲醇 氯仿等 三 黄酮类化合物的提取与分离 二 分离2 梯度pH萃取法梯度pH萃取法适合于酸性强弱不同的黄酮甙元的分离 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 三 黄酮类化合物的提取与分离 二 分离2 梯度pH萃取法酸性可溶于碱液7 4 二OH5 NaHCO3 7 或4 OH5 Na2CO3一般OH0 2 NaOH液5 OH4 NaOH 三 黄酮类化合物的提取与分离 强 弱 强 弱 下列化合物用pH梯度法进行分离时 从EtOAc中 用5 NaHCO3 0 2 NaOH 4 NaOH的水溶液依次萃取 先后萃取出的顺序应为 A B C D 某药材含有以下化合物 以图示过程提取 分离 请判断各化合物在图中的位置 D 分离流程示意图 E F A B D C 二 理化性质 一 概述 三 提取与分离 第四章黄酮类化合物 四 黄酮类化合物的鉴定与结构测定 四 黄酮类化合物的检识与结构测定 目前主要采用的方法有 与标准品或与文献对照PPC或TLC得到的Rf或hRf值 Rf 100 初步检识和测定 分析对比样品在甲醇溶液中及加入酸 碱或金属盐类试剂后得到的UV光谱 1H NMR 13C NMR MS 一 层析法在黄酮类鉴定中的作用1 纸层析 PPC 苷类成分可采用双向展开 第一相展开采用醇性溶剂 如BAW系统 正丁醇 醋酸 水4 1 5上层 第二相展开用水性溶剂 如2 5 醋酸 乙酸 浓盐酸 水 30 3 10 苷元则多采用醇性溶剂 花色苷及其苷元 可用含盐酸或醋酸的溶剂 显色剂 紫外灯 氨水 2 AlCl3甲醇溶液 一 层析法在黄酮类鉴定中的作用1 纸层析 PPC 第一相展开采用醇性溶剂 结构类型相同的化合物 极性越大 Rf值越小 苷元相同时 Rf值依次为 苷元 双糖苷 三糖苷 一 层析法在黄酮类鉴定中的作用1 纸层析 PPC 第二相展开用水性溶剂 苷元相同时 Rf值与上相反 依次为 三糖