第三章苯丙素类110929

1、phenylpropanoids一、生物合成二、结构类型 三、理化性质 四、提取分离 五、结构鉴定 六、生物活性每 章一一次代谢及二次代谢一一次代谢及二次代谢c6h12o66 co26 h2o+6 o2+ 能量树叶（叶绿素）co2c6h12o6氧化co2能量通过葡萄糖的能量传递过程太阳糖类 研究意义研究意义: 天然产物分类天然产物分类; 植物化学分类植物化学分类; 寻找新的天然寻找新的天然药物资源药物资源醋酸醋酸- -丙二酸途径丙二酸途径甲戊二羟甲戊二羟酸途径酸途径莽草酸莽草酸/ /桂皮酸途径桂皮酸途径氨基酸氨基酸途径途径甲戊二羟甲戊二羟酸酸主要的生物合成途径主要的生物合成途径由上述单位复合构

2、成。由上述单位复合构成。c2单位单位(醋酸单位醋酸单位)：如脂肪酸、酚类、苯醌等聚酮类化合物。如脂肪酸、酚类、苯醌等聚酮类化合物。c5单位单位(异戊烯单位异戊烯单位)： 如萜类、甾类等。如萜类、甾类等。c6-c3单位：单位：如香豆素、木脂体等苯丙素类化合物。如香豆素、木脂体等苯丙素类化合物。氨基酸单位：氨基酸单位：如生物碱类化合物。如生物碱类化合物。复合单位：复合单位：根据二次代谢产物的碳骨架可以大致分为：根据二次代谢产物的碳骨架可以大致分为：c6-c3-c6:如黄酮类化合物。如黄酮类化合物。桂皮酸途径桂皮酸途径苯丙氨酸脱氨酶苯丙氨酸脱氨酶(pal)酪氨酸脱氨酶酪氨酸脱氨酶(tal)palta

3、l莽草酸途径莽草酸途径-芳香酸的前体芳香酸的前体l苯丙素类是天然存在的一类含有苯丙素类是天然存在的一类含有一个或几一个或几个个c6-c3单元单元的酚性物质。苯核上常有羟基的酚性物质。苯核上常有羟基或烷氧基取代。或烷氧基取代。l其中最广泛分布的羟基桂皮酸类是组成苯其中最广泛分布的羟基桂皮酸类是组成苯丙素类化合物的基本单位。丙素类化合物的基本单位。oohohoh2苯丙烯苯丙烯 propenyl benzene 苯丙醇苯丙醇 phenylpropanol苯丙酸及其酯苯丙酸及其酯 phenylpropionic acid and ester香豆素香豆素 coumarins木脂素木脂素 lignans

4、黄黄 酮酮 flavonoidscoumarins苯骈a-吡喃酮这个结构是色原酮的异构体：这个结构是色原酮的异构体：ohooo12367845苯骈g-吡喃酮(chromone) 香豆素类在动植物及微生物中均有分布，如致香豆素类在动植物及微生物中均有分布，如致癌成分癌成分黄曲霉素类黄曲霉素类及发光真菌中的及发光真菌中的亮菌素类亮菌素类均属于均属于香豆素类。这类成分分布得最广的还是高等植物中，香豆素类。这类成分分布得最广的还是高等植物中，其中其中芸香科芸香科和和伞形科伞形科中分布最多。它们在植物体内中分布最多。它们在植物体内以以游离状态游离状态或或与糖结合成苷与糖结合成苷的形式存在，香豆素苷的形式

5、存在，香豆素苷酶解可环合成游离的内酯状态。酶解可环合成游离的内酯状态。二二. 结构类型：结构类型： 根据香豆素的根据香豆素的基本母核上的取代基不同基本母核上的取代基不同，将其分四类：，将其分四类：1. 简单香豆素简单香豆素: 苯环上有取代基的香豆素类化合物苯环上有取代基的香豆素类化合物oooh12345678伞形花内酯伞形花内酯 umbelliferone （1）线型线型 (6, 7-呋喃骈香豆素型呋喃骈香豆素型)，补骨脂内酯型补骨脂内酯型ooo补骨脂内酯补骨脂内酯 （2）角形角形（7, 8呋喃骈香豆素型），呋喃骈香豆素型），白芷内酯型白芷内酯型ooo白芷内酯白芷内酯 (异补骨内酯异补骨内酯)

6、2. .呋喃香豆素呋喃香豆素6778花椒内酯（花椒内酯（xanthyletin） （2）角型（）角型（7, 8-吡喃骈香豆素）：吡喃骈香豆素）：黄曲霉素黄曲霉素oooch3ch3邪蒿内酯（邪蒿内酯（seselin）ooch3ch3och3oooch3oh黄檀内酯（黄檀内酯（dalbergin)oooch3ooh蟛蜞菊内酯（蟛蜞菊内酯（wedelolactone）5. 异香豆素异香豆素: 香豆素的香豆素的异构体异构体，在植物体内，在植物体内往往是往往是二氢香豆素二氢香豆素的衍生物。的衍生物。oo异香豆素异香豆素ooch3茵陈内酯茵陈内酯ooohohoch3仙鹤草内酯仙鹤草内酯oooh3cooho

7、hch2ohohoh岩白菜素岩白菜素6. 双香豆素：双香豆素：是香豆素的是香豆素的二聚体和三聚体二聚体和三聚体ooohooho紫苜蓿酚紫苜蓿酚oooooohooohwikstrosin (瑞香科瑞香科)l1. 内酯性质和碱水解反应：内酯性质和碱水解反应：香豆素的香豆素的a a-吡喃酮环具有吡喃酮环具有a, a, b b-不饱和内酯性质，在稀碱液中会逐渐水解生成顺邻羟不饱和内酯性质，在稀碱液中会逐渐水解生成顺邻羟桂皮酸的盐，而顺邻羟桂皮酸不易游离存在，其盐的水桂皮酸的盐，而顺邻羟桂皮酸不易游离存在，其盐的水溶液经酸化即闭环恢复成内酯。这个闭合过程极易发生，溶液经酸化即闭环恢复成内酯。这个闭合过程

8、极易发生，即使在很弱的酸溶液中，如通入即使在很弱的酸溶液中，如通入co2也能促使其内酯化也能促使其内酯化而闭环。而闭环。o-oo-oooohohoh-h+oh-长时间加热h+coumaric acido-oo- 香豆素如果和碱液长时间加热，水解产香豆素如果和碱液长时间加热，水解产物顺邻羟桂皮酸衍生物则发生异构化，转变物顺邻羟桂皮酸衍生物则发生异构化，转变成成反邻羟桂皮酸的盐反邻羟桂皮酸的盐，再经酸化也不再发生，再经酸化也不再发生内酯化闭环反应。内酯化闭环反应。b. c8位有位有羰基、双键或环氧羰基、双键或环氧结构时，其水解可获结构时，其水解可获得顺邻羟桂皮酸的衍生物，而不再闭环成内酯。得顺邻羟

9、桂皮酸的衍生物，而不再闭环成内酯。ooch3ch3ch3ch3ooooch3h3cooch3ch3coohh oh- h+异当归内酯异当归内酯3-异戊烯酰异戊烯酰4，6-二甲氧二甲氧基顺邻羟桂皮酸基顺邻羟桂皮酸2. 酚羟基反应：酚羟基反应： 具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与三氯化铁试剂络合而产生不同的颜色。三氯化铁试剂络合而产生不同的颜色。 判断判断游离酚羟基游离酚羟基的有无。的有无。四四. .物理性质：物理性质： 1.1.性状：性状： 游离的香豆素游离的香豆素多有完好的结晶形状，有一定的熔多有完好的结晶形状，有一定的熔点，大多有香味。分子量小的有挥发性

10、，能随水蒸点，大多有香味。分子量小的有挥发性，能随水蒸汽蒸出，具升华性。汽蒸出，具升华性。 香豆素苷香豆素苷无挥发性，也不能升华。无挥发性，也不能升华。 2. 溶解性：溶解性： 游离香豆素游离香豆素-不溶于冷水，溶于沸水，易溶于甲不溶于冷水，溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有机溶剂。醇、乙醇、氯仿、乙醚等有机溶剂。 香豆素苷香豆素苷-溶于水、甲醇、乙醇，难溶于氯仿、溶于水、甲醇、乙醇，难溶于氯仿、乙醚。乙醚。 根据香豆素的根据香豆素的溶解性溶解性，在提取分离时可采用系统，在提取分离时可采用系统溶剂法。溶剂法。 兰色荧光兰色荧光 -oh绿色绿色荧光减弱或消失荧光减弱或消失 8-oh导入导

11、入3. 荧光性质：荧光性质：荧光物质即吸收荧光物质即吸收uv光，物质发亮。光，物质发亮。物质受到光照射时，除吸收某种波长的光之外还物质受到光照射时，除吸收某种波长的光之外还会发射出比原来吸收波长更长的光；当激发光停会发射出比原来吸收波长更长的光；当激发光停止照射后，这种光线也随之消失，这种光称为止照射后，这种光线也随之消失，这种光称为荧荧光光。香豆素母体本身即无取代的香豆素并无荧光，。香豆素母体本身即无取代的香豆素并无荧光，而而-oh香豆素香豆素在紫外光下大多显出在紫外光下大多显出兰色荧光兰色荧光，在，在碱液碱液中荧光中荧光增强增强。香豆素荧光的有无，与分子中。香豆素荧光的有无，与分子中取代基

12、的种类和位置有一定关系。取代基的种类和位置有一定关系。五五. 提取分离：提取分离： 由前面香豆素的理化性质可知游离香豆素大由前面香豆素的理化性质可知游离香豆素大多是多是低极性和亲脂性低极性和亲脂性的，与糖结合的香豆素苷则的，与糖结合的香豆素苷则极性较高，故我们常采用极性较高，故我们常采用系统溶剂法系统溶剂法将其分为几将其分为几个部分。个部分。 香豆素内酯遇碱皂化开环、加酸闭环的性质香豆素内酯遇碱皂化开环、加酸闭环的性质及其小分子香豆素的挥发性和升华性的性质也常及其小分子香豆素的挥发性和升华性的性质也常用于其分离纯化中。只是由于其性质的不稳定性，用于其分离纯化中。只是由于其性质的不稳定性，在酸、

13、碱、热的作用中要在酸、碱、热的作用中要注意注意条件的控制，以免条件的控制，以免引起结构的破坏，得到次生产物。引起结构的破坏，得到次生产物。含水醇提取含水醇提取石油醚回流提取石油醚回流提取石油醚液石油醚液回收至小体积回收至小体积浓缩液浓缩液放置、析晶放置、析晶粗晶粗晶冷石油醚洗冷石油醚洗结晶（可能是混和物）结晶（可能是混和物）进一步精制进一步精制单体单体（亲脂性（亲脂性较弱的较弱的香豆素）香豆素）残渣残渣乙醚液乙醚液乙醚回流提取乙醚回流提取回收分离回收分离单体单体（亲脂性香豆素）（亲脂性香豆素）残渣残渣乙醇提取乙醇提取乙醇液乙醇液回收分离回收分离香豆素苷类香豆素苷类乙醇浸膏乙醇浸膏橘子油橘子油

14、某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。例如：例如：橘子油橙皮油素橘子油橙皮油素的分离的分离 真空升华或蒸馏法：真空升华或蒸馏法：馏出物馏出物残油残油加热溶于乙醇加热溶于乙醇乙醇液乙醇液放置放置粗品粗品以乙醇、乙醚或以乙醇、乙醚或石油醚石油醚重结晶重结晶结晶（橙皮油素）结晶（橙皮油素）oooch3ch3ch3o 色谱法香豆素的混合物混合物部分最后通过层析的方法层析的方法才能得到单体香豆素一般用硅胶吸附层析、氧化铝层析和聚酰胺层硅胶吸附层析、氧化铝层析和聚酰胺层析析碱性氧化铝碱性氧化铝可能

15、使香豆素发生降解，故很少使用故很少使用。 对酚性香豆素强吸附，洗脱剂可用己烷己烷乙醚、己烷乙醚、己烷-乙酸乙酯乙酸乙酯和石油醚石油醚乙酸乙酯乙酸乙酯的混合溶剂。层析法层析法制备型制备型hplc 对极性较强的香豆素类采用对极性较强的香豆素类采用反相柱色谱（反相柱色谱（c18或或c8）有较好的分离效果。有较好的分离效果。 正相和反相色谱的区别正相和反相色谱的区别 比较项目比较项目 正相色谱正相色谱 反相色谱反相色谱 固定相固定相 极性极性 非非(弱弱)极性极性 流动相流动相非非(弱弱)极性极性 极性极性 (水水, 甲醇等甲醇等) 流出次序流出次序极性组分极性组分k大大极性组分极性组分k小小流动相极

16、性的影响流动相极性的影响极性增加，极性增加，k 减少减少极性增加，极性增加，k增大增大 酸碱分离法：酸碱分离法：此系此系经典方法经典方法。1. 具酚羟基的具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。香豆素类溶于碱液加酸后可析出。2. 香豆素的香豆素的内酯环内酯环性质，于碱液中皂化成盐而性质，于碱液中皂化成盐而 加酸后恢复成内酯析出。加酸后恢复成内酯析出。1. 碱液加热开环时，要碱液加热开环时，要注意碱液的浓度和加热时间注意碱液的浓度和加热时间，否则，否则 将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而 不能合环。不能合环。2. 对对酸碱敏感酸碱敏感

17、的香豆素用此法可能得到次生产物。的香豆素用此法可能得到次生产物。六六. 波谱鉴定波谱鉴定uv光谱：香豆素的光谱：香豆素的uv光谱有一定的规律。光谱有一定的规律。1. 无取代基无取代基：oob带带k带带r带带无取代基的香豆素有无取代基的香豆素有3个个吸收峰：吸收峰：274nm, 284nm, 311nm274nm: b带吸收带吸收，由于苯环连有较长的共轭体系，由于苯环连有较长的共轭体系， 所以产生红移。（一般为所以产生红移。（一般为230-270nm）284nm: k带吸收带吸收，分子中存在内酯结构，类似于，分子中存在内酯结构，类似于 ,-不饱和酮，由于共轭体系较长，产不饱和酮，由于共轭体系较长

18、，产 生红移（一般小于生红移（一般小于260nm）311nm: r带吸收带吸收。 1. 香豆素的香豆素的b带和带和k带往往重叠带往往重叠为一个较宽的带。为一个较宽的带。 2. 若发色团羰基或一个双键与芳环相连，产生的若发色团羰基或一个双键与芳环相连，产生的b带吸收波长带吸收波长往往较往往较k带长。带长。(1) 7-oh取代：取代： 7-oh香豆素可以重排成香豆素可以重排成 对醌式结构：对醌式结构：ooohoo-oh+(2) 5-oh取代：取代： 5-oh香豆素可以重排成邻醌结构香豆素可以重排成邻醌结构ooohoo-oh+红移情况与红移情况与7-oh香豆素相似，只是位移值较小。香豆素相似，只是位

19、移值较小。（3）6-oh取代：取代： 6-oh香豆素中的羟基不处于香豆素中的羟基不处于,-不饱和内酯的不饱和内酯的邻对位，不能形成醌式结构。邻对位，不能形成醌式结构。 故对故对k带或带或b带的重叠带影响不大。带的重叠带影响不大。 但对但对310nm 处的处的r带带产生较大产生较大红移红移。 6-oh香豆素和香豆素和6-och3香豆素在香豆素在230nm处产生处产生苯环吸收峰（可能为苯环吸收峰（可能为e带）带）oo34两个烯两个烯h分别受到羰基和苯环的去屏蔽作用，因此分别受到羰基和苯环的去屏蔽作用，因此分别处于分别处于6.16.3 ppm (3-h) 7.68.1 ppm (4-h)c4受苯环的

20、去屏蔽影响较受苯环的去屏蔽影响较c3受羰基的影响大受羰基的影响大, 处处于较低场。于较低场。5678c7-氧代，氧代，c3-h高移高移 0.17ppmc5-氧代，氧代，c3-h高移高移0.17ppmc5-氧代，氧代，c4-h低移低移 0.3ppm苯环质子：苯环质子：一般化学位移值在一般化学位移值在6-8ppm， 常见的有以下几种情况：常见的有以下几种情况：7-含氧基取代：含氧基取代： c5-h没有邻位氧供电，且受邻位共轭羰基的没有邻位氧供电，且受邻位共轭羰基的吸电子作用，处于最低场，吸电子作用，处于最低场， 7.38 ppm, d, j = 9 hzc6-h 和和c8-h受邻位氧供电，处于较高

21、场，受邻位氧供电，处于较高场， 6.87 ppm, dd, 2hoo or5,7-二含氧取代：二含氧取代：c6-h处于处于高场高场，c8-h处于处于低场低场，它们各自受两个邻位它们各自受两个邻位 含氧基的供电作用影响，但含氧基的供电作用影响，但c8-h的邻位有一个内酯结构的氧，不如的邻位有一个内酯结构的氧，不如c6-h的的-or的供电作用强。的供电作用强。 6-烷基，烷基，7-氧基取代：氧基取代：c8-h 处于处于高场高场，c5-h处于处于低场低场 ，两个两个h均呈现均呈现单峰单峰。 5-h 7.2 ppm，6-h 6.8 ppmc6,8 j = 2 hzoo or oroo orr7,8-二

22、取代：二取代：5h处于低场，处于低场，6h处于高场，两个处于高场，两个h均呈均呈双峰双峰。5-h 7.2 ppm，6-h 6.8 ppmoo orrl1. 毒性毒性：肝毒性。必要结构：呋喃环上的双键：肝毒性。必要结构：呋喃环上的双键和不饱和内酯环和不饱和内酯环l2. 抗抗hiv活性活性：ooooproh45678(+)-calanolide a3. 抗菌作用抗菌作用： 秦皮中的七叶内酯和七叶内酯苷具抑制痢疾杆秦皮中的七叶内酯和七叶内酯苷具抑制痢疾杆菌的作用。菌的作用。 补骨脂内酯具抗真菌及抗结核活性。补骨脂内酯具抗真菌及抗结核活性。4. 抗凝血作用和止血作用抗凝血作用和止血作用： 双香豆素双香

23、豆素-防血栓及消血块防血栓及消血块 泽兰内酯泽兰内酯-止血止血ooooch3ch3七叶内酯（七叶内酯（esculetin）ooohoh 5. 光敏作用：光敏作用：补骨脂内酯补骨脂内酯治疗白癜风治疗白癜风。呋喃香豆。呋喃香豆素多有该作用。很多香豆素可以吸收紫外光，放出在素多有该作用。很多香豆素可以吸收紫外光，放出在可见区（近可见区（近470 nm）的荧光，故可用做）的荧光，故可用做增白剂增白剂，如，如7-oh香豆素。由于吸光性，七叶内酯和七叶苷可用于香豆素。由于吸光性，七叶内酯和七叶苷可用于保护皮肤防止辐射的药物。保护皮肤防止辐射的药物。一一. 概述：概述： 木脂素是一类由木脂素是一类由两分子苯

24、丙素衍生物两分子苯丙素衍生物聚合而成的天聚合而成的天然化合物。少数为然化合物。少数为三聚物三聚物(倍半木脂素倍半木脂素)和四聚物。和四聚物。 大多呈游离状态，少数与糖结合成苷而存在于植物大多呈游离状态，少数与糖结合成苷而存在于植物的的木部和树脂木部和树脂中，故称之木脂素。中，故称之木脂素。 目前已发现目前已发现200多种多种木脂素类化合物，具多种木脂素类化合物，具多种生物活生物活性性，如抗癌、抗病毒、抑制生物体内的酶活力、保肝、，如抗癌、抗病毒、抑制生物体内的酶活力、保肝、降低应激反应和对中枢神经系统的作用等。降低应激反应和对中枢神经系统的作用等。coohch2ohch3ch2g g-碳原子碳

25、原子氧化型的氧化型的g g-碳原子碳原子未氧化型的未氧化型的（木脂素）（木脂素）（新木脂素）（新木脂素） ch3ch3134567892 2ch3ch3ohohohoh去甲二氢愈创木脂酸去甲二氢愈创木脂酸(nordihydroguaiaretic acid)8 去甲二氢愈创木脂酸由蒺藜科植物去甲二氢愈创木脂酸由蒺藜科植物larrea divaricata的叶和茎中得到。分子中含有的叶和茎中得到。分子中含有邻二酚羟基邻二酚羟基结构，很容易结构，很容易被氧化，常用作油脂和其它食品的被氧化，常用作油脂和其它食品的抗氧化剂。抗氧化剂。为为内消旋内消旋化合物化合物，不显旋光性。，不显旋光性。ch3ch3ohohohoh去甲二氢愈创木脂酸去甲二氢愈创木脂酸(nordihydroguaiaretic acid)ch3ch3och3ooooooooooh3coohoch3och3牛蒡子苷元（牛蒡子苷元（arctigenin）oooo