天然药物化学第三章苯丙素类

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由上述单位复合构成。由上述单位复合构成。C2单位单位(醋酸

2、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。PALTALl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

3、。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 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)二二

4、. 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)2. .呋喃香豆素呋喃香豆素6778花椒内酯（花椒内酯（Xanthylet

5、in） （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）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OOOH3COOHOHCH2OHOHOH岩白菜素岩白菜素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-

6、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-OOCH3CH3CH3CH3OOOOCH3H3COOCH3CH3CO

7、OHH 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；当激发还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，这种光光停止照射后，这种光线也随之消失，这种光称为称为荧光荧光。香豆素母体本身即无取代的香豆素。香豆素母体本身即无取代的香豆素并无荧光

8、，而并无荧光，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兰色荧光色荧光，在，在碱液碱液中荧光中荧光增强增强。香豆素荧光的有。香豆素荧光的有无，与分子中取代基的种类和位置有一定关系。无，与分子中取代基的种类和位置有一定关系。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（亲脂性香豆素）（亲脂性香豆素）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（亲脂性较弱香豆素）（亲脂性较弱香豆素）残渣残渣乙醇提取乙醇提取乙

9、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 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

10、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HPLCHPLC 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

11、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

12、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

13、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，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

14、红移情况与7-OH香豆素相似，只是位移值较小。香豆素相似，只是位移值较小。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

15、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

16、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(+)-Calano

17、lide AOOOOCH3CH3七叶内酯（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。COOHCH2OHCH3CH2g g-碳原子碳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（

18、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)(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)(nordihydroguaiaretic acid