中药化学—黄酮类化合物.ppt

第六章黄酮类化合物Flavonoids,大豆卵磷脂软胶囊,神奇的大豆中国人吃了几千年的大豆，过去用作饮料、豆制品和榨油，今天却成了热点。大豆及其制品中含丰富异黄酮，大豆异黄酮对女性体内雌激素具有双向调节作用，具有抗衰老、防癌抗癌，防止骨质疏松等功能,问题：,黄酮类化合物的结构是怎样的？黄酮类化合物具有什么样的理化性质？我们如何将其提取和分离出来，又如何进行结构鉴定？,分布广泛,广泛存在于蔬菜、水果、牧草和药用植物中，是植物在长期自然选择过程中产生的一些次级代谢产物对植物的生长、发育、开花和结果以及抵御异物的侵袭起着重要作用在植物中已发现10000种结构独特的黄酮类化合物,实例一银杏,银杏诞生在古生代,距今已有二亿三千万年以上,银杏为裸子植物门银杏纲银杏植物(GinKgobilbaL.)，为一科一属一种的特殊植物，又称白果、公孙树，素有“活化石”之称，是国家二级保护植物。在我国广泛种植，产量占全世界的70%，是一种多用途的经济树种。,银杏,宋代初年，白果被列为贡品上进宫廷。皇帝认为“白”为不祥之兆，因看其外壳身白如银，果实似杏，便改其名为“银杏”,银杏,宋代诗人欧阳修诗云：“绛囊初入贡，银杏贵中州。”杨万里在银杏诗中将其描绘得出神入化：“深灰残火略相遭，小苦微甜韵最高。未必鸡头如鸭脚，不妨银杏伴金桃。”,白果,白果的药用价值早在元代吴瑞著的日用本草中即有记载，以后的许多医学著作也都有记载，主要是三元延寿书、滇南本草、本草纲目、本草再新等。,白果,记载的主要药用功效为白果能敛肺气、定喘嗽、止带浊、缩小便，有治疗哮喘、痰嗽、白带、白浊、遗精、淋病、便频等作用。明代江苏、山东、四川等地曾出现了用白果炮制的中成药用于临床。,本章重点:,黄酮类化合物的结构与分类、中药中常见的各类代表化合物。黄酮类化合物的理化性质，重点掌握酸性的强弱在提取和分离中的应用，显色反应在各类检识中的应用。,本章重点:,3.黄酮类化合物的提取分离方法（PH梯度萃取法、柱色谱法）原理。4.各类黄酮化合物的UV特征，重点掌握黄酮(醇)类化合物的UV、1H-NMR特征和MS基本裂解方式。,色原酮,2-苯基色原酮,基本结构,一、黄酮(黄碱素类),一、黄酮,（1）、黄色带有酮基化合物（ABC环）（2）、具有C6C3C6通式,C6-C3-C6,二、黄酮类化合物的生物合成途径,桂皮酸,三生物活性,抗氧化活性：水飞蓟素，槲皮素，高良姜素等对心血管系统的作用：芦丁橙皮苷抗肿瘤活性：染料木素，黄芩苷，槲皮素抗炎、免疫调节活性：金雀异黄素，槲皮素雌性激素样作用：异黄酮抗菌抗病毒作用：芦丁、儿茶素解毒保肝和细胞保护作用对机体内分泌和代谢的影响,生物活性,葛根总黄酮及葛根素、银杏叶总黄酮：具有扩张冠状血管作用，临床可用于治疗冠心病；芦丁、橙皮苷、d-儿茶素：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；,活性,水飞蓟素、异水飞蓟素、次水飞蓟素：肝保护作用，临床上用于治疗急、慢性肝炎，肝硬化及多种中毒性肝损伤等疾病均取得了较好的效果；异甘草素、大豆素：具有类似罂粟碱的作用，解除平滑肌痉挛。,结构与分类,依据C环的变化,1、黄酮flavones：占总数1/4,黄酮,黄芩苷,黄芩为清热解毒类中药，抗菌成分主要有黄芩苷(baicalin)、次黄芩素(wogonin)等。,flavonol：占总数1/3C环(C3-OH),黄酮醇,山柰酚,槲皮素(quercetin)具有抗炎、止咳祛痰等作用。槲皮素片用于治疗支气管炎。芦丁(rutin)是槲皮素的O芸香糖苷。用于治疗毛细管脆弱引起的出血病，并用作高血压的辅助治疗剂。,flavanones：C环(C2-C3)无双键,橙皮素R=H橙皮苷R=芸香糖基,二氢黄酮,甘草素R=H甘草苷R=glc,柚皮素（Naringenin）：来源于芸香科植物柚的果实；,结构式：,flavanonols：C环无双键C3-OH,二氢槲皮素,二氢黄酮醇,水飞蓟素是二氢黄酮醇与苯丙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。,异黄酮-B环取代在C环C3上,豆科植物葛。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。,isoflavones：,葛根素R2=R3=HR1=glc葛根素木糖苷R1=glcR2=xylR3=H,异黄酮,广豆根：紫檀素R=CH3三叶豆紫檀素R=glc高丽槐素R=H,二氢异黄酮-2，3位双键被氢化,chalcones：C环是开裂状态,2-羟基查耳酮,二氢黄酮,查耳酮,菊科植物红花。,红花所含的色素红花苷是第一个发现的查耳酮类植物成分。红花在开花初期，花冠呈淡黄色；开花中期，花冠呈深黄色；开花后期或采收干燥过程中由于酶的作用，氧化成红色。,梨根苷,二氢查耳酮类,，位双键氢化,C环是含氧五元环定位母核碳原子的编号有不同,硫磺菊素,橙酮aurones,C环上无羰基，但C环O原子是阳离子状态,矢车菊苷元R1=OHR2=H飞燕草苷元R1=R2=OH天竺葵苷元R1=R2=H,花色素anthooganidins：,是使花、叶、果、茎等呈现蓝、紫、红等颜色的色素。以苷的形式存在于细胞液中，经水解可生成苷元花色素及糖。,flavan3ols：C环上无羰基,儿茶素,黄烷醇,黄烷-3-醇(flavan-3-ols),无色矢车菊素R1=OHR2=H无色飞燕草素R1=R2=OH无色天竺葵素R1=R2=H,黄烷-3，4-二醇(flavan-3,4-diols)类,二个黄酮（或黄酮醇）聚合,双黄酮（醇）iflavonoids：,银杏素R1=CH3R2=H异银杏素R1=HR2=CH3白果素R1=HR2=H,8，8-双芹菜素型,柏黄酮,双苯醚型例如扁柏黄酮（hinokiflavone），是由二分子芹菜素通过C4-O-C6醚键连接而成。,C环与B环骈合苯骈色酮(山酮类),其他黄酮类,石苇中的异芒果素具有止咳祛痰的功效。,取代基常见：-OH：取代位置A环5-7-;B环4-OCH3：异戊烯基：A环6-；B环4成苷位置：A环7-B环4C环3-,（一）单糖类(P129)1、D-glucose(D-glc)D-glucaronicacid(D-gluA)2、鼠李糖L-Rhamnose(L-Rha)3、半乳糖D-galactose(D-Gal)4、甘露糖D-mannoe(D-Man)5、阿拉伯糖L-Arabinose(L-Ara)6、木糖D-xylose(D-Xyl),成苷的糖,（二）双糖类槐糖sophorose（glc12glc）芸香糖rutinose（rha16glc）龙胆二糖（glc16glc）,成苷的糖,1、性状：结晶或非结晶粉末二氢黄酮不易结晶2、颜色：（1）、颜色与分子中是否存在交叉共轭体系有关,第二节理化性质和显色反应,(1)黄酮、黄酮醇多显灰黄黄色;查耳酮为黄橙黄色；二氢黄酮、二氢黄酮醇及黄烷醇几乎为无色；异黄酮缺少完整的交叉共轭体系，仅显微黄色。,2、颜色：,（2）在黄酮（醇）7、4引入OH、OCH3等助色团，促进电子移位、重排，化合物的颜色加深（3）花色素随PH变化，颜色不同pH7时显红色，pH为8.5时显紫色，pH8.5时显蓝色。,pH7时显红色，pH为8.5时显紫色，pH8.5时显蓝色。例如矢车菊苷,3旋光性,二氢黄酮二氢黄酮醇黄烷醇二氢异黄酮,黄酮苷类由于结构中含有糖部分，有旋光性，左旋。,有旋光,4溶解度,取决于存在状态苷：亲水性易溶热水、甲醇、乙醇;难溶CHCl3苷元：亲脂性易溶MeOH、EtOH、Et2O；难溶于水,溶解度,黄酮成苷后：水溶性，脂溶性苷分子中糖基的数目、结合的位置，对溶解度亦有一定影响。多糖苷比单糖苷水溶性大3-羟基苷比相应的7-羟基苷水溶性大,（一）、酸性：7、4二OH7或4OH一般ph-OH3或5-OH5%NaHCO35%Na2CO30.5%NaOH5%NaOH,5酸碱性,（二）、碱性1、碱性很弱，只与强酸成盐2、生成盐极不稳定，加水分解3、与浓H2SO4,HCl反应呈特殊颜色,1、还原反应1）、盐酸镁粉反应,6显色反应,操作和结果,检查：样品/甲醇+Mg粉+3d浓HCl,显色,黄酮（醇）二氢黄酮（醇）查耳酮、橙酮、儿茶素：阴性,供试液中不加镁粉，加入浓盐酸进行观察，产生红色，则表明供试液中含有花色素类或某些橙酮或查耳酮类。,盐酸镁粉反应,检查花色素,2）、四氢硼钠反应（NaBH4）,样品甲醇液,加NaBH4,滴加1%盐酸,样品甲醇液,喷2%NaBH4,滤纸,熏浓盐酸蒸气,观察,观察,选择性还原二氢黄酮（醇）类红紫红色,黄酮类化合物具有结构单元：,2、金属离子络合反应,均可与重金属生成络合物,Al3+，Pb2+，Zr3+，Mg2+，Sr2+，Fe3+,（1）1%AlCl3/MeOHAl(NO3)3,2、金属离子络合反应,黄色荧光络合物（max=4.5nm）,（2）1%PbAc21%Pb(OH)Ac黄红色,原因：3-OH黄酮锆盐络合物比5-OH黄酮锆盐络合物稳定,（3）2%ZrOCl2/MeOH+枸橼酸区别3-OH与5-OH黄酮,区别3-OH与5-OH黄酮,二氢黄酮（醇）-天蓝色荧光,（5）氨性氯化锶反应（邻二酚羟基）绿棕色黑色,3.硼酸显色反应5-羟基黄酮6-羟基查耳酮类在无机酸或有机酸存在条件下，可与硼酸反应，产生亮黄色。草酸显黄色并具有绿色荧光，枸橼酸丙酮-显黄色而无荧光。,碱性试剂：NH3气：颜色可逆的NaHCO3水溶液：颜色不可逆碱性试剂反应可以帮助鉴别分子中某些结构特征,4、碱性试剂显色反应,二氢黄酮,OH-,查耳酮（橙黄色）,深红紫红色,放置,5.与五氯化锑的反应（区别查耳酮与其他黄酮）,样品溶于无水四氯化碳,五氯化锑,查耳酮红紫红色,第三节提取与分离,分三个阶段：,提取,纯化,分离,1、热水提取法：,药材,10倍量水煎煮1h,3次,滤液,注意：提取苷类，先破坏酶活性破坏酶活性的方法：沸水提取高浓度醇,一、提取方法：,苷类,药材,10倍量水煎煮1h,3次,滤液,药材,10倍量水煎煮1h,3次,例如：,芦丁溶解度：热水冷水热乙醇冷乙醇1:2001:1041:601:650,苷类,芦丁分子中具有较多酚羟基，显弱酸性，易溶于碱液中，酸化后又可析出，如何利用此性质提取芦丁？,碱提取酸沉淀法,芦丁的工业生产提取方法如下：P167槐米粗粉,加约6倍量水及硼砂适量，煮沸，在搅拌下缓缓加入石灰乳至pH89。在保持该pH条件下，微沸2030分钟，随时补充失去的水份，趁热抽滤，药渣加4倍量水，同法再提2次。,注意：（1）碱浓度不宜过高，强碱加热易破坏母核（2）花、果类药材，含杂质果胶、粘液质，宜用石灰乳（水），可使含COOH的杂质生成钙盐，有利于纯化（3）酸化时，浓度不宜过强，否则生成盐，使析出的黄酮又重新溶解，降低产率,2、碱提取酸沉淀法,3、乙醇或甲醇提取法,高浓度的醇（如90%95%）：适用于提取游离黄酮60%醇：适用于提取黄酮苷类。,4、有机溶剂提取法（极性小的苷元）,5、超临界萃取法,适合于提取热敏性和易氧化的物质（脂溶性）第七节实例-银杏黄酮和内酯,分离依据A：酚OH,酸性不同梯度pH萃取B：依据分子量大小SephadexLH-20C：依据分子极性-硅胶柱色谱,分离方法,水或不同浓度的醇提取浓缩,溶剂萃取法-初步分离,2.梯度PH萃取法适用范围：分离酸性强弱不同的黄酮苷元依次用弱碱强碱萃取-黄酮苷元由强酸弱酸顺序萃取出来,流程图,硅胶柱色谱：极性差异适宜分离异黄酮、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。,柱色谱法,聚酰胺柱色谱：分离黄酮类较理想原理：H键吸附，吸附能力取决于H键能力的大小，即酚羟基数目和位置特点：吸附容量高,柱色谱法,分子中能形成氢键的基团数目越多则吸附力越强,桑色素山柰酚,酚羟基数目相同时，如所处位置易于形成分子内氢键，则其与聚酰胺的吸附力减小，易被洗脱下来。,大豆素卡来可新,分子内芳香化程度越高，共轭双键越多，则吸附力越强，查耳酮要比相应的二氢黄酮吸附力强。例如对橙皮查耳酮的吸附力强于橙皮素：,橙皮查耳酮橙皮素,不同类型黄酮化合物，被吸附强弱顺序黄酮醇黄酮二氢黄酮醇异黄酮,以含水移动相（如甲醇-水）作洗脱剂，黄酮苷比游离黄酮先洗脱下来洗脱的先后顺序一般是：叁糖苷双糖苷单糖苷游离黄酮；,洗脱剂的影响,若以有机溶剂（如氯仿-甲醇）作洗脱剂，结果则相反,洗脱剂洗脱能力：聚酰胺与各类化合物在水中形成氢键的能力最强，在有机溶剂中较弱，在碱性溶剂中最弱。,洗脱能力由弱至强:水甲醇或乙醇（浓度由低到高）丙酮稀氢氧化钠水溶液或氨水甲酰胺二甲基甲酰胺（DMF）尿素水溶液,（1）常用型号：Sephadex-G型Sephadex-LH-20型（2）分离原理：游离黄酮：吸附作用（极性大，吸附力强）黄酮苷：分子筛作用（分子量大先洗脱）,3、葡聚糖凝胶柱层析,（3）洗脱剂：A：碱水溶液、盐水溶液B：醇性溶剂C：其他，含水丙酮、甲醇/氯仿,例：P145表6-2Ve/Vo小，先被洗下来,4、大孔吸附树脂法,葛根总黄酮降香总黄酮-A