天然药物化学第三章ppt课件

.,第三章苯丙素类,学习要求掌握：简单苯丙素、香豆素和木脂素的结构类型，及其骨架形成方式。熟悉：简单苯丙素、香豆素和木脂素类型中的典型化合物；香豆素的波谱特征和化学性质。了解：木脂素类的波谱特征；香豆素和木脂素的生物活性。,.,第一节苯丙酸类第二节香豆素类第三节木脂素,.,第三章苯丙素类(phenylpropanoids),苯丙素类化合物C6-C3香豆素类化合物C6-C3木脂素类化合物(C6-C3)n,基本概念,.,.,第一节苯丙酸类,一、苯丙酸类化合物,桂皮酸:cinnamicacid对羟基p-hydroxycinnamicacid咖啡酸:caffeicacid阿魏酸:ferulicacid异阿魏酸:Isoferulicacid,.,.,.,.,二、苯丙素的提取,1%-2%FeCl3甲醇溶液Pauly试液（重氮化硫胺酸）Gepfner试剂（1%亚硝酸钠+10%醋酸）Millon试剂（含有亚硝酸的硝酸汞）,.,三、苯丙素的波谱特征,(一)紫外光谱(UV),.,（二）IR1、33003500cm-12、14401650cm-1,（三）1HNMR1、苯环邻间位取代：6.0-7.5J=8,2Hz2、反式烯键:6.2-7.8,J=16Hz；3、烃基:2.0-4.0。,.,FAB-MS（m/z）521M+H+：C22H32O14。IR：3391OH1724C=O1603，1518，993。苯环,举例：,.,3.87(3H，s),7.02(1H，d，1.5Hz),7.23(1H，d，7.9Hz),6.91(1H，dd，7.9，1.5Hz)，,3.04(2H，t，7.5Hz),2.84(2H，t，7.5Hz)，,.,4.0-6.2处存在14个质子。碳谱在65-106处存在12个碳信号，并且碳谱数据与蔗糖一致。HMBC显示蔗糖基单元中葡萄糖的6-位两个质子(4.82，5.06)与(173.2)有相关，表明6-羟基与氢化阿魏酸的羧基形成酯。,.,.,.,.,.,第二节香豆素（coumarin）,是指邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称。苯骈-吡喃酮母核的基本骨架。7-羟基香豆素是香豆素类化合物的母体。,.,生合成途径,一、香豆素的结构类型,（一）简单香豆素类,七叶内酯当归内酯葡萄内酯,.,（二）呋喃香豆素类,异戊烯基缩合呋喃环的一系列化合物。,线型呋喃香豆素,角型呋喃香豆素,紫花前胡内酯补骨脂素异佛手柑内酯,.,（三）吡喃香豆素类,异戊烯基缩合形成吡喃环的一系列化合物。,线型吡喃香豆素,角型吡喃香豆素,美花椒内酯白花前胡苷北美芹素,.,（四）其它香豆素类,主要指在-吡喃酮环上有取代的香豆素类化合物或者香豆素的二聚体及三聚体等。,双七叶内酯.,亮菌甲素,.,二、香豆素的理化性质,（一）性状,1、游离香豆素性质2、香豆素苷，粉末状，多数无香味，也不具有挥发性和升华性等3、紫外紫色荧光，在碱性溶液中荧光增强。,.,（二）溶解性1、游离香部分溶于热水，但难溶或者不溶于冷水；易溶于苯、乙醚、三氯甲烷、丙酮、乙醇和甲醇等有机溶剂。2、香豆素苷类则是可溶于甲醇、乙醇及水；难溶于苯、乙醚和三氯甲烷等低极性有机溶剂。,.,（三）内酯的性质1、遇到稀碱溶液可以开环，形成溶于水的顺式邻羟基桂皮酸盐；酸化后，又立即合环，形成不溶于水的香豆素类成分。注：如果长时间放置在碱液中或者紫外光照射，顺式邻羟基桂皮酸盐就会转化成为稳定的反式邻羟基桂皮酸盐，再酸化时就不会合环。2、碱性条件下，香豆素类化合物的内酯环打开，与盐酸羟胺缩合生成异羟肟酸，在酸性条件下再与Fe3络合呈现红色。,.,.,（四）显色反应1、三氯化铁试剂产生颜色反应。2、Gibbs试剂：2,6二溴苯醌氯亚胺及Emerson试剂：4-氨基安替比林呈现颜色反应。,.,Gibbs反应,.,2、Emerson反应,.,三、香豆素的提取与分离,1、提取甲醇、乙醇或者水提取，用石油醚、乙醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取，将提取物分为极性不同的五个萃取物部分。2、分离方法包括经典柱色谱、制备薄层色谱和高效液相色谱等。,.,四、香豆素的波谱学特征,无含氧取代274nm(loge4.03,II带)311nm(loge3.72,I带)含氧取代7-氧取代217,330(s),240,255(w)位移试剂峰位强度+乙酸钠：7-OH红移增强6，8-OH红移降低+AlCl3：邻二羟基红移,II,I,（二）紫外光谱,.,（三）红外光谱特征,1700-1750cm-1内酯C=O1270-1220cm-1内酯C=O1600-1650cm-13苯环,.,（三）质谱1、一般具有较强的分子离子峰，在质谱中最常出现的是失去一系列CO的碎片离子峰。2、母体香豆素有强的分子离子峰，基峰是失去CO的苯骈呋喃离子。,.,3、取代香豆素出现一系列失去CO峰。,.,4、呋喃香豆素失去CO的苯骈呋喃离子。,.,（四）1H-NMR,1、H-3和H-46.10-6.50和7.50-8.20区域，均为d峰，偶合常数大约是9.5Hz。2、受内酯羰基的影响H3,H6,H8在高场，H4,H5,H7在低场3、7-OH香豆素构成苯环的邻间位偶合体系。,.,6.2(d,9.5Hz),d8.2(d,9.5Hz),d7.7（d,9.0Hz）,6.9(dd,9.0,2.0Hz),7.0(d,2.0Hz),.,表3-3常见简单香豆素1H-NMR,.,（四）13C-NMR,1、其中C-2是羰基碳，C-7位上则常有含氧官能团的取代等因素的影响，在160左右；2、C-3和C-4多数没有取代，C-3出现在110-113区间,而C-4则在143-145范围内产生信号；3、母核上的C-9信号出现在149-154区间，而C-10在110-118范围产生信号。4、有含氧基取代时，+30，它的邻位和对位碳-13和-8。,.,116,118,128,124,116,160,160,154,143,.,香豆素的生物活性,（一）毒性（二）抗病毒作用（三）抗肿瘤作用（四）抗骨质疏松作用（五）抗凝血作用,（六）对心血管系统的作用（七）光敏作用,伞形科、芸香科、木犀科、五加科、菊科、豆科、茄科。,.,紫花前胡D：-14.6，可溶于乙醇、丙酮，三氯甲烷等有机溶剂，不溶于水。紫外灯下观察呈现蓝色荧光，异羟肟酸铁：阳性，三氯化铁：阴性。HR-EIMS：M+.为344.1215（计算值：344.1172），由此确定分子式为C19H20O6。,.,UVMeOHmaxnm：219,257,324。IRmax(KBr)cm-1：3400,1730-1710,1620,1570,1460,1240,1080,1045。,.,1H-NMR谱（CDCl3）中，1、7.60、6.24(各1H,d,J=9.3Hz).2、7.35、6.78(各1H,br.s),3、5.32、4.87(1H,d,J=7.0Hz)和1.53、1.35(各3H,s)4、3.91(1H，br.s，重水交换后消失)。,.,5、6.00(1H,br.q,J=7.0Hz)，2.01(3H,br.d,J=7.0Hz)，1.94(3H,br.s)，结合13C-NMR中168.9，126.8，141.0，16.1，20.6。其结构中有羟基和当归酰氧基。同时，依据H-3和H-4的化学位移值，判断3-羟基，4-当归酰氧基。,.,.,通过温和碱水解，确定3和4位的绝对构型。首先将其溶解在二氧六环溶剂中，在加入0.5mol/L氢氧化钾，得到的主产物是（+）式紫花前胡醇(+)-trans-decursidinol，由此证明紫花前胡D的3位和4位绝对构型是3（S）和4(R)。,.,定义:木脂素为具有苯丙烷骨架的两个结构通过其中,或8,8-碳相连而形成的一类天然产物,第三节木脂素类,.,分类：木脂素最初是指两分子苯丙素以侧链中碳原子连接而成的化合物其他的称为新木脂素(neolignan)、苯丙素低聚体、杂木脂素(hybridlignan)、降木脂素(norlignan)。,.,前体：肉桂醇(cinnamylalcohol)；桂皮酸(cinnamicacid)；丙烯基酚(propenylphenol)；烯丙基酚(allylphenol)。,一、木脂素的结构类型,.,1、二苄基丁烷类(dibenzylbutanes),叶下珠脂素,去甲二氢愈创木脂酸,（一）木脂素类,毛柯子中的成分，具有抗HIV-1活性,.,2、二苄基丁内酯类(dibenzyltyrolactones),内酯环可能“朝上”也可能“朝下”，命名时将另一结构的名称前加“retro-”前缀。多数天然C-8和C-8位的两个苄基为反式构型，少数为顺式构型。,.,扁柏脂素,台湾脂素A,.,3、芳基萘类(arylnaphthalenes),侧链碳被氧化成醇、醛或酸，以开链形式存在，也有的缩合为五元环内酯。,.,.,.,4、四氢呋喃类(tetrahydrofurans),根据连氧位置不同，其结构骨架有7-O-7型、7-O-9型和9-O-9型,.,(-)-galbacin,橄榄脂素,Cubebin荜橙茄脂素,.,5、双四氢呋喃类(furofurans),四氢呋喃型木脂素中脂肪烃链上羟基的缩合形成了骈双四氢呋喃类木脂素的结构。到目两个四氢呋喃环均以顺式立体构型相骈合；双四氢呋喃环结构骨架也只有一种结构类型，即：7-O-9型和7-O-9型四氢呋喃环通过C-8/C-8位骈合。这类木脂素结构骨架在化学系统命名中为：2,6-二芳基-3,7-二氧杂双环3.3.0辛烷,.,(+)-芝麻脂素,diasesartemin,.,除了经典木脂素中C-8-C-8相连，两个苯丙素单元中的苯基的C-2-C-2同时相连，构成一类与两个苯环相骈合的连氧取代环辛烯结构骨架，形成了联苯环辛烯型木脂素。环辛烯脂肪链上手性碳原子造成的立体异构以外，还有因两个近距离而不共平面的苯环产生的位阻立体异构体。,6、联苯环辛烯类(dibenzocyclooctenes),.,.,(+)-deoxyschizandrin,stegnacin,木兰科,.,1、尤普麦特苯骈呋喃类(C-8C-3/C-7-O-4型),Eupomatene尤普麦特烯,（二）新木脂素,.,2、伯彻林苯骈呋喃类(C-8C-1/C-7-O-2型),.,3、双环辛烷类(bicyclooctanes),guaianin,macrophyllin,.,4风藤酮型(futoenone)(C-8C-1/C-7C-9型)一个苯丙素单元的C-8与另一苯丙素的C-1相连，同时C-7与另一苯丙素单元的烃基碳C-9直接相连，形成有螺环的苯取代环己烷结构骨架。,.,5、联苯类(biphenylenes),厚朴酚,magnolol,和厚朴酚,honokiol,.,(三)降木质素,构类型木脂素或新木脂素的其中一个苯丙素单元的烃基成上述失去一个或两个碳而形成的一类木脂素结构骨架称为降木脂素,.,（四）杂木脂素倍半木脂素类(sesquilignans),LappaolA,.,二、木脂素的理化性质,状态脂溶性化合物，难溶于水，易溶于苯、氯仿、乙醚、乙醇等有机溶剂。有光学活性不稳定光学活性的改变,.,.,.,鬼臼毒素类属于四氢萘内酯木脂素，具有四氢萘和反式内酯环结构，7/8-顺式和7/8-反式构型是具有抗癌活性的必要结构要求，但此类成分遇碱易异构化，反式内酯变为顺式内酯。,.,.,三、提取分离,1、醇（甲醇、乙醇）提取后有机分离2、吸附色谱（SiO2、Al2O3）3、HPLC4、SephadexLH20,.,（一）UV光谱,2个芳环多为独立的发色团，并由于取代基相近，UV吸收峰位相近，吸收强度相近。l(max):270-290nm立体结构对UV的影响不大少数化合物具有长的共轭系统，将显示多环芳烃的UV吸收特征。,四、木脂素的结构鉴定,.,（二）IR-内酯羰基1770形成共轭1750,（三）光学活性手性炭位阻型对应异构体,.,（四）1H-NMR特征,许多具有对称结构。各个苯环上的质子信号相互之间影响不大。通过中间2个三碳链上的质子信号，决定木脂素的结构类型。了解特征取代基信号。一定要结合13CNMR、MS等其他手段，确定化合物的结构,.,例取代位置影响：A环中6-OCH3与7-OCH3相差约11-14Hz，7-OCH3)与8-OCH3相差约4Hz。3-OCH3或5-OCH3与4-OCH3相差约6-8Hz。,.,如2-羰基（内酯环向上，如爵床脂素C）与3-羰基（内酯环向下，如台湾酯素C）2-羰基对H-1和1-OCH3的去屏蔽作用使它们的化学位移