天然药化第五章剖析

1、.第五章第五章 黄酮类化合物黄酮类化合物第一节第一节 概述概述 黄酮类化合物广泛存在于自然界，多具颜色。黄酮类化合物广泛存在于自然界，多具颜色。在植物体内大部分与糖结合成苷，一部分以游离在植物体内大部分与糖结合成苷，一部分以游离形式存在。形式存在。1980年统计，发表的化合物已达年统计，发表的化合物已达2721个，个，1993年统计已超过年统计已超过4000个。我们生活中所吃个。我们生活中所吃的水果、蔬菜很多含有黄酮类化合物，如桔子含的水果、蔬菜很多含有黄酮类化合物，如桔子含橙皮苷等。橙皮苷等。 .一、基本结构与分类一、基本结构与分类 以前，黄酮类化合物（以前，黄酮类化合物（flavonoid

2、s）主要指基本母核为）主要指基本母核为2-苯基色原酮（苯基色原酮（2-phenyl-chromone）类化合物，现在则泛）类化合物，现在则泛指两个苯环（指两个苯环（A与与B环）通过中央三碳链相互联结而成的一环）通过中央三碳链相互联结而成的一系列化合物。系列化合物。 OO12345678色原酮OO123456782-苯基色原酮123456OO12345678123456C6-C3-C6. 另外还有部分黄酮与萜或生物碱结合。另外还有部分黄酮与萜或生物碱结合。 自然界中黄酮类化合物多以苷类形式存在。并且由于糖的种类、自然界中黄酮类化合物多以苷类形式存在。并且由于糖的种类、数量、联接位置及联接方式不同

3、，可以组成各种各样的黄酮苷类。数量、联接位置及联接方式不同，可以组成各种各样的黄酮苷类。组成黄酮苷的糖类主要有：组成黄酮苷的糖类主要有：单糖类：单糖类：D-葡萄糖、葡萄糖、D-半乳糖、半乳糖、D-木糖、木糖、L-鼠李糖、鼠李糖、L-阿拉伯糖及阿拉伯糖及D-葡萄醛糖等。葡萄醛糖等。双糖类：双糖类：槐糖槐糖(glc12glc)、龙胆二糖、龙胆二糖(glc16glc)、芸香糖、芸香糖(rh16glc)、新橙皮糖、新橙皮糖(rh12glc)、刺槐二糖、刺槐二糖(rh16gal)等。等。叁 糖 类 ：叁 糖 类 ： 龙 胆 三 糖龙 胆 三 糖 ( g l c 1 6 g l c 1 2 f r u )

4、 、 槐 三 糖、 槐 三 糖(glc12glc12glc)等。等。酰化糖类：酰化糖类：2-乙酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖乙酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖(caffeoylgucose)等。等。除除O-苷外，天然黄酮类化合物中还发现有苷外，天然黄酮类化合物中还发现有C-糖苷糖苷(C-glycosides)，如，如葛根黄素葛根黄素(puerarin)。 .二、黄酮类化合物的生理活性二、黄酮类化合物的生理活性（一）（一） 对心血管系统的作用对心血管系统的作用:1Vp样作用，降低血管脆性及异常透性，可作为治疗样作用，降低血管脆性及异常透性，可作为治疗高血压及动脉粥样硬化：高血压及动脉粥样硬化：芦丁、橙皮苷、芦

5、丁、橙皮苷、d-儿茶素（儿茶素（d-catedhin）、香叶木苷）、香叶木苷(diosmin)等。等。2扩冠作用：扩冠作用：芦丁、槲皮素、葛根素、立可定芦丁、槲皮素、葛根素、立可定（Recordil）等。）等。3降血压、血脂及胆固醇：降血压、血脂及胆固醇：槲皮素槲皮素4抑制血小板聚集，抗血栓：抑制血小板聚集，抗血栓：银杏黄酮银杏黄酮（二）（二） 抗肝脏毒作用抗肝脏毒作用水飞蓟素、异水飞蓟素、次水飞蓟素、水飞蓟素、异水飞蓟素、次水飞蓟素、()儿茶素等临儿茶素等临床上用以治疗急、慢性肝炎、肝硬化及多种中毒性肝损床上用以治疗急、慢性肝炎、肝硬化及多种中毒性肝损伤等。伤等。 . （三）（三） 抗炎作用

6、抗炎作用 芦丁、橙皮苷、甲基查耳酮（芦丁、橙皮苷、甲基查耳酮（HMC）、双聚）、双聚原矢车菊苷元有抗炎作用，其作用可能与抑制原矢车菊苷元有抗炎作用，其作用可能与抑制前列腺素（前列腺素（PGS）生物合成过程中的脂氧化酶）生物合成过程中的脂氧化酶（lipoxygenase）有关。）有关。 （四）（四） 雌性激素样作用雌性激素样作用 染料木素（染料木素（genistin）、金雀花异黄素、大豆素）、金雀花异黄素、大豆素（daidzein）等异黄酮类均有雌性激素样作用。）等异黄酮类均有雌性激素样作用。 （五）（五） 抗菌及抗病毒作用抗菌及抗病毒作用 抗菌：抗菌：木犀草素、黄芩苷、黄芩素等木犀草素、黄芩苷

7、、黄芩素等 抗病毒：抗病毒：槲皮素、桑色素（槲皮素、桑色素（morin）、二氢槲）、二氢槲皮素、山奈酚（皮素、山奈酚（kaemfervl）等。）等。 .（六）泻下作用：（六）泻下作用：营实苷营实苷A（multiflorin A）。）。（七）（七） 解痉作用解痉作用异甘草素及大豆素等。异甘草素及大豆素等。（八）（八） 止咳、祛痰、平喘止咳、祛痰、平喘 因为黄酮类化合物广泛分布于植物界，因为黄酮类化合物广泛分布于植物界，特别是许多蔬菜、水果中都含有该类成分，特别是许多蔬菜、水果中都含有该类成分，因此有人认为黄酮类成分不太可能发现活因此有人认为黄酮类成分不太可能发现活性很强的化合物。但近期研究表明某

8、些黄性很强的化合物。但近期研究表明某些黄酮类化合物有着显著的生理活性。酮类化合物有着显著的生理活性。 .第二节第二节 黄酮类化合物的性质与颜色反应黄酮类化合物的性质与颜色反应 一、性状一、性状性状：性状：多为晶形固体，少数（如黄酮苷类）多为晶形固体，少数（如黄酮苷类）为无定形粉末。为无定形粉末。旋光性：旋光性：游离苷元之中，除二氢黄酮、二氢游离苷元之中，除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外，其余则黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外，其余则无。苷类由于在结构中引入糖的分子，故均无。苷类由于在结构中引入糖的分子，故均有旋光性，且多为左旋。有旋光性，且多为左旋。 .颜色：颜色：黄酮类化合物的颜

9、色与分子中是否存在交叉共轭体系及助色黄酮类化合物的颜色与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团（团（-OH，-CH3）等的类型，数目以及取代位置有关。）等的类型，数目以及取代位置有关。 OOOOOO黄酮、黄酮醇及其苷类：黄酮、黄酮醇及其苷类：灰黄灰黄黄色；查耳酮黄黄色；查耳酮黄橙黄色。橙黄色。二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类因不组成交叉共轭体系，或共因不组成交叉共轭体系，或共轭很少，故不显色（二氢黄酮及二氢黄酮醇）或显微黄色（异黄轭很少，故不显色（二氢黄酮及二氢黄酮醇）或显微黄色（异黄酮）。酮）。花色苷及其苷元花色苷及其苷元的颜色的颜色pH不同而改变，一般显红（不同而改

10、变，一般显红（PH8.5）等颜色。）等颜色。二、溶解度二、溶解度苷元：苷元：难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱液中。有机溶剂及稀碱液中。黄酮苷：黄酮苷：溶于水、乙醇、甲醇等强极性溶剂中，糖链越长，则水溶于水、乙醇、甲醇等强极性溶剂中，糖链越长，则水溶性越大。溶性越大。 .三、酸碱性三、酸碱性（一）（一） 酸性酸性因分子中多有酚羟基，故显酸性，可溶于碱性水因分子中多有酚羟基，故显酸性，可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。酚羟基溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。酚羟基数目及位置对酸性影响：数目及位置对酸性

11、影响： 7,4 -二二OH7或或4 -OH一般酚一般酚OH5-OH . （二）碱性氧原子的性质（二）碱性氧原子的性质-吡喃酮环上的吡喃酮环上的1-位氧原子，因有未共用的电子对，故位氧原子，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、盐酸等表现微弱的碱性，可与强无机酸，如浓硫酸、盐酸等生成盐，但生成的盐极不稳定，加水后即可分解。生成盐，但生成的盐极不稳定，加水后即可分解。 黄酮类化合物溶于浓黄酮类化合物溶于浓H2SO4中生成的盐，常常表现中生成的盐，常常表现特殊的颜色，可用于鉴别。某些甲氧基黄酮类溶于浓特殊的颜色，可用于鉴别。某些甲氧基黄酮类溶于浓盐酸中显深黄色，且可与生物碱沉

12、淀试剂生成沉淀。盐酸中显深黄色，且可与生物碱沉淀试剂生成沉淀。OOOOHClHClH2O.四、显色反应四、显色反应(一一)还原反应：还原反应：1盐酸盐酸镁粉（或锌粉）反应：镁粉（或锌粉）反应：样品甲醇或乙醇液（样品甲醇或乙醇液（1ml）+少许镁粉少许镁粉+10滴浓滴浓HCl 橙橙红红紫红紫红蓝蓝黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇：黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇：橙红橙红紫红，少紫红，少紫紫蓝。蓝。B-环上有环上有-OH或或-OCH3，颜色加深。，颜色加深。查耳酮、橙酮、儿茶素、异黄酮类：查耳酮、橙酮、儿茶素、异黄酮类：不显色不显色机理：机理：以前认为生成了花色苷元所致，现认为是生成阳以前认

13、为生成了花色苷元所致，现认为是生成阳碳离子原故。碳离子原故。 .2四氢硼钠或（钾）反应：四氢硼钠或（钾）反应：（二氢黄酮专属（二氢黄酮专属性反应）二氢黄酮类乙醇液性反应）二氢黄酮类乙醇液0.1ml+等量等量2NaBH4甲醇液甲醇液+浓浓HCl 5滴滴紫色紫色紫红色紫红色 .(二二)金属盐类试剂的络合反应：金属盐类试剂的络合反应： 因具有：因具有： HOOOOOHOHOH能与铝盐、铅盐、锆盐、镁盐生成有色络合物。能与铝盐、铅盐、锆盐、镁盐生成有色络合物。1. 铝盐：铝盐：样品溶液样品溶液+1AlCl3黄色（黄色（max=415nm）2. 铅盐：铅盐：样品溶液样品溶液+1醋酸铅或碱式醋酸铅醋酸铅或

14、碱式醋酸铅黄黄红色沉红色沉淀。淀。 醋酸铅只能与邻二酚醋酸铅只能与邻二酚OH或兼有或兼有3-OH，4-酮基或酮基或5-OH，4-酮基结构的化合物作用；而碱式醋酸铅与一般酚酮基结构的化合物作用；而碱式醋酸铅与一般酚均可沉淀。均可沉淀。 .3锆盐：锆盐： 样品甲醇液 2ZrOCl2黄色3-OH，4-酮基5-OH，4-酮基枸 酸不褪色褪色OOOHHOOOHOHZrOClH2O.4镁盐（紫外）：镁盐（紫外）： .5氯化锶（氯化锶（SrCl2）：）：样品甲醇液样品甲醇液1ml 3滴滴0.01mol/LSrCl2 + 3滴氨饱和甲醇滴氨饱和甲醇绿棕黑绿棕黑（示（示有邻二酚有邻二酚OH） OOOHHOOHO

15、HOH+Sr2+ 2OH-OOOHOHOOHOSr+ 2H2O6三氯化铁三氯化铁 （酚类）.(三三)硼酸显色反应硼酸显色反应 5-OH黄酮或黄酮或2 -OH查耳酮具有查耳酮具有 ，能与硼酸反应，能与硼酸反应生成黄色带绿色荧光（草酸中）或黄色无荧光（枸櫞生成黄色带绿色荧光（草酸中）或黄色无荧光（枸櫞酸丙酮中）。酸丙酮中）。 COHCCO.(四四)碱性试剂显色反应：碱性试剂显色反应：1、二氢黄酮开环变成查耳酮类（橙黄色）、二氢黄酮开环变成查耳酮类（橙黄色）2、黄酮醇先呈黄色，通入空气后变为棕色、黄酮醇先呈黄色，通入空气后变为棕色3、邻二、邻二OH或或3,4-二二OH黄酮黄色黄酮黄色 深红色深红色

16、绿绿棕色棕色（氧化）（氧化） .Wessely-Moser重排 .第三节第三节 黄酮类化合物的提取与分离黄酮类化合物的提取与分离一、提取 黄酮类化合物在花、叶、果等组织中，一般多以苷的形式存在，而在木部坚硬组织中，则多以游离苷元形式存在。 苷及极性稍大苷元：丙酮、醋酸乙酯、乙醇、水 苷元：氯仿、乙醚、醋酸乙酯等 甲氧基苷元：苯或石油醚.二、分离1硅胶柱层析：主要适用于苷元。2聚酰胺柱层析（1）苷元相同，三糖苷二糖苷单糖苷苷元（2）母核上增加-OH，洗脱速度减慢。 邻位OH位（或间位）OH（3）异黄酮二氢黄酮醇黄酮黄酮醇（4）分子中芳香核、共轭双键多者吸附力强。3葡聚糖凝胶（Sephadex g

17、el）柱层折：苷元：吸附作用，OH多，则洗脱速度慢苷：分子筛作用，糖多，则洗脱速度快。 柱层析法：常用吸附剂或载体有硅胶，聚酰胺及纤维素柱层析法：常用吸附剂或载体有硅胶，聚酰胺及纤维素粉等，也有用氧化铝、氧化镁及硅藻土。粉等，也有用氧化铝、氧化镁及硅藻土。.梯度PH萃取法Na2CO3NaOHNaHCO3酸性： 7，4-二OH 7-或4-OH 一般OH 5-OH.第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定 一、层析在黄酮类鉴定中的应用 1PPC PPC适于分离各种天然黄酮类化合物及其苷类的混合物。一般采用双向展开。 第一向：醇性溶剂： n-BuOH-HOAc-H2O(

18、4:1:5上层BAW)；t-BuOH-HOAc-H2O(3:1:1,TBA);n-BuOH(H2O饱和)。醇系统根据分配层析原理。 第二向：水系统： 26HOAc；3NaCl；HOAc-浓HCl-H2O（30：3：10）等。根据吸附原理。.样BAW第一向第二向样.2硅胶薄层： 苷元：甲苯甲酸甲酯甲酸（5：4：1）； 苯甲醇（95：5）； 苯甲醇醋酸（35：5：5）； 氯仿甲醇（8.5：1.5）等。 醚化或酯化苷元：苯丙酮（9：1）； 苯乙酸乙酯（7.5：2.5）等。3聚酰胺薄层： 乙醇水；水乙醇乙酰丙酮；水乙醇甲酸乙酰丙酮；正丁醇醋酸；丙酮水；丙酮95乙醇水；苯甲醇丁酮等。 .二、紫外光及可见

19、光谱在黄酮类鉴定中的应用 紫外及可见分光光度法是鉴定黄酮类化合物结构的一种重要技术。一般程序：测定样品在甲醇液中的UV谱。加入各种诊断试剂，观察光谱的变化。样品为苷类，可进行水解或甲基化后水解，测定苷元或其衍生物的UV光谱。 .黄酮类化合物在甲醇溶液中的UV光谱： 带：300400nm，B环桂皮酰基系统的电子跃迁所引起。OOABOO_AB+. 带：220280nm，苯甲酰基系统的电子跃迁所引起的。 黄酮类化合物在甲醇溶液中的UV光谱：OOABOO_AB+.加入诊断试剂后引起的位移及其在结构测定中的意义 1甲醇钠2NaOAc及熔融NaOAc： NaOAc碱性较弱，只能使部分酚-OH解离 熔融Na

20、OAc碱性较强，能使全部酚-OH解离 OOOHOHO-glc-O-RhaOHOHNaOMeH+OOO_O_O-glc-O-RhaO_O_. 3NaOAcH3BO3 4AlCl3及AlCl3/HClOOOOBOHOHOOAl+OOOHOAl2+AlCl3OHOHOHOHOOOHOHOOOHOAl2+HCl/H2O加入诊断试剂后引起的位移及其在结构测定中的意义 .三、氢核磁共振在黄酮中的应用 常用试剂：CDCL3，DMSOd6，pyridine-d5等。 DMSOd6优点： 酚-OH信号区别明显：3、5、7三羟基黄酮分别出现在12.40（5-OH），10.93（7-OH），9.70（3-OH）pp

21、m,+D2O消失。 DMSOD6缺点： 沸点太高； 可能使某些黄酮分解； 易吸水。 .四、碳核磁共振在中的应用 OO2345678910123456118.1133.7125.2125.7124.0156.3178.4107.6163.2126.3129.0131.6129.0126.3131.8黄酮OO118.1125.2125.7124.0129.0129.0异黄酮133.9175.3128.2127.9128.2124.4154.1155.9132.0OO二氢黄酮117.9161.3135.9124.4126.9120.8191.644.6125.972.4138.6125.9128.6

22、128.6128.623456123456O查耳酮1130.3130.3138.1130.3130.3132.6144.4134.9121.9190.9128.7128.7128.4128.7128.7.（二）黄酮类化合物取代图式的确定方法 OO118.1133.7125.2125.7124.0156.3178.4107.6163.2126.3129.0131.6129.0126.3131.8黄酮ABCABCOOHOOHOHOCH35，7，3-OH,4-OCH3-黄酮94.0161.7164.499.0157.5103.7181.8104.0163.6118.7113.1146.9151.21

23、12.1123.3XZiZoZmZpOH26.6-12.81.6-7.1OCH331.4-14.41.0-7.8.五、质谱在黄酮类结构测定中的应用 一般M+或M-1+ (M-H)常为基峰： 途径-I（RDA裂）： 途径-II 以外还会出现M-CO，A1-CO，B2-CO等峰。 OOABMAOCO7A1B1+/或BCHC7OOABMB2A OCC-HOCB.氢核磁共振在黄酮类结构分析中的应用：.碳核磁共振在黄酮类结构分析中的应用：.3754186421OOOHOH13.012.58.07.57.06.512.82 s 7.96 dJ=8.7Hz 7.65 tJ=8.3Hz 7.13 dJ=8.3

24、Hz 6.97 dJ=8.7Hz6.90 s 6.79 dJ=8.3Hz5, 4-DihydroxyflavoneH-2, 6H-7 H-3, 5H-8 H-3 H-6OH-5.8.07.57.06.54.03.53754186421OOOMeHO7-Hydroxy-4-methoxyflavone 8.01 dJ=8.9Hz 7.89 dJ=8.7Hz 7.10 dJ=8.9Hz 7.00 dJ=2.1Hz 6.93 ddJ=2.2, 8.7Hz6.79 s 3.84 s-OMeH-2, 6H-3, 5H-5H-6H-8H-3.12.512.07.06.56.03.0 3.23 tJ=7.4

25、Hz 2.77 tJ=7.4Hz 12.24 br s 5.82 s2463OHOHOOHOH26 4535 7.03 dJ=8.4Hz 6.67 dJ=8.4HzPhloretinH-2H-2, -6 H-3, -5H-3H-5H- H- .12.07.06.56.05.53.53.0 5.43 ddJ=2.8, 12.7Hz 3.26 ddJ=12.7, 17.1Hz 2.69 ddJ=2.8, 17.1Hz 12.15 s 5.90 s 7.32 d J=8.5Hz 6.81 d J=8.5HzNaringenin2346841OOOHHOOHHeqHaxHH-2, 6H-3, 5H-6

26、, -8H-2H-3axH-3eq.12.06.56.05.55.04.5 4.99 d J=11.1Hz 4.51 d J=11.1Hz 11.90 s 5.88 dJ=2.0Hz 5.92 dJ=2.0Hz 6.89 s 6.75 sTaxifolinOHOOHOHOHOOH876532234565-OH H-4H-2, H-6H-8H-6H-2 H-3.OMeHOHOOHOOOOOHOHOHHOHOMeO157.9134.6178.0105.9156.2161.099.5161.894.7130.8115.5115.5130.8160.2101.970.370.871.670.118.0

27、98.470.270.471.169.917.6120.4.The 1H NMR Spectrum of III-C.OHOHOOHOHOHOHOOOOHOMeOHOO86325611234562345 3.95 1H, dt, J=3.5, 9.5Hz H-5b 3.70 1H, dd, J=5.5, 11.0Hz H-6b 3.66 1H, t, J=6.5Hz H-3 3.88 3H, s OMe-4 7.60 1H, dd, J=2.0, 8.5Hz H-6 7.47 1H, d J=2.0Hz H-2 7.15 1H, d J=8.5Hz H-56.83 1H, s H-3 6.82

28、 1H, d J=2.0Hz H-8 6.49 1H, d J=2.0Hz H-6 5.44OH-2 4.17 1H, d J=7.5Hz H-1 5.06 1H, d J=7.5Hz H-1 3.64 1H, t, J=9.5Hz H-5a 3.09 1H, dtJ=3.5, 8.8Hz H-3 3.02 1H, dd J=3.5, 7.5Hz H-2 2.99 1H, dd, J=5.5, 11.0Hz H-6a5244 5.22OH-4 5.18 OH-3 4.97OH-2 4.95 OH-4 4.88 OH-3 12.95 1H, s, OH-5 9.45 1H, s, OH-3 .T

29、he 13C NMR Spectrum of III-C104.299.9118.9112.2113.2103.899.694.8OHOHOOHOHOHOHOOOOHOMeOHOO182.0122.9151.3146.8105.5163.0161.2164.2157.055.865.768.473.469.576.569.373.175.676.2.The HSQC Spectrum of III-C65.768.469.369.573.173.475.676.276.5 3.95 1H, dt, J=3.5, 9.5Hz 3.70 1H, dd, J=5.5, 11.0Hz 3.65 2H,

30、 dt, J=5.5, 9.5Hz 3.09 1H, ddd, J=4.0, 8.8, 8.8Hz 3.02 1H, t, J=3.5Hz 3.00 1H, t, J=5.5Hz104.299.9118.9112.2113.2103.899.694.8OHOHOOHOHOHOHOOOOHOMeOHOO182.0122.9151.3146.8105.5163.0161.2164.2157.055.865.768.473.469.576.569.373.175.676.2.76.5104.299.9118.9112.2113.2103.899.694.8OHOHOOHOHOHOHOOOOHOMeO

31、HOO182.0122.9151.3146.8105.5163.0161.2164.2157.055.865.768.473.469.576.569.373.175.676.276.275.673.473.169.569.368.465.75b6b35a5244326aThe HSQC Spectrum of III-C.94.899.699.9103.8104.2105.5112.2113.2118.9 7.60 1H, dd J=2.0, 8.5Hz 6 7.47 1H, d J=2.5Hz 2 7.15 1H, d J=8.5Hz 5 6.83 1H, s 3 6.82 1H, dd J=2.0, 7.0Hz 8 6.49 1H, d J=2.0Hz 6 5.06 1H, d J=7.5Hz 1 4.17 1H, d J=7.5Hz 1104.299.9118.9112.2113.2103.89