第三章 苯丙素类

1、 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个一个或几个C C6 6-C-C3 3基团基团的天然成分。苯核上常有羟基或烷氧的天然成分。苯核上常有羟基或烷氧基取代。基取代。 苯丙素类的存在关系到植物生长的调节作苯丙素类的存在关系到植物生长的调节作用和抗御病害的侵袭作用。其具有较广泛的生用和抗御病害的侵袭作用。其具有较广泛的生理活性，也是很受重视的一类天然成分。理活性，也是很受重视的一类天然成分。广义苯丙素包括：广义苯丙素包括： 简单苯丙素类简单苯丙素类苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸类丙酸类 香豆素类（香豆素类（1分子分子C6 C3 单元）单元） 木

2、脂素类（多分子木脂素类（多分子C6 C3 单元）单元） 黄酮类（黄酮类（ C6 C3 C6 单元，另章介绍）单元，另章介绍）学习要求：学习要求：1 1、掌握苯丙酸、香豆素和木脂素类的结构类型、掌握苯丙酸、香豆素和木脂素类的结构类型及代表的化合物。及代表的化合物。2 2、熟悉香豆素的理化性质及其波谱学特征。、熟悉香豆素的理化性质及其波谱学特征。3 3、了解香豆素及木脂素的提取分离方法。、了解香豆素及木脂素的提取分离方法。4 4、了解苯丙素的生物合成途径及代表化合物的、了解苯丙素的生物合成途径及代表化合物的生理活性。生理活性。 第一节第一节 苯丙酸类苯丙酸类 第二节第二节 香香 豆豆 素素 第三节

3、第三节 木木 脂脂 素素苯丙素类化合物的生物合成途径苯丙素类化合物的生物合成途径桂皮酸桂皮酸 对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸 对羟基桂皮酸苷对羟基桂皮酸苷松柏醇基本结构基本结构酚羟基取代的芳香羧酸。酚羟基取代的芳香羧酸。 多具有多具有C C6 6-C-C3 3结构的苯丙酸类。结构的苯丙酸类。常见的苯丙酸类：常见的苯丙酸类：R1R2COOHOHOHOHOHOH桂皮酸对羟基桂皮酸HHHOCH3OCH3R1R2咖啡酸阿魏酸异阿魏酸 第一节第一节 苯丙酸类苯丙酸类OHOHOHOHOOCOHOHOC 绿原酸：抗菌、利胆绿原酸：抗菌、利胆 第一节第一节 苯丙酸类苯丙酸类迷迭香酸：抗氧化、抗菌、抗炎迷迭香酸：抗氧

4、化、抗菌、抗炎 第一节第一节 苯丙酸类苯丙酸类丹参素：耐缺氧、扩张冠状动脉、增加冠脉流量丹参素：耐缺氧、扩张冠状动脉、增加冠脉流量 第一节第一节 苯丙酸类苯丙酸类二、苯丙酸的提取二、苯丙酸的提取特点：特点：具有一定水溶性；常与酚酸、黄酮苷混在一起具有一定水溶性；常与酚酸、黄酮苷混在一起鉴别反应（利用鉴别反应（利用Ar-OH的性质）：的性质）： 12%FeCl3/MeOH ；Gepfner试剂：试剂：1%亚硝酸钠溶亚硝酸钠溶液与相同体积液与相同体积10%的醋酸混合，喷雾后，在空气中干燥，的醋酸混合，喷雾后，在空气中干燥，再用再用0.5mol/L的荷性碱甲醇溶液处理。的荷性碱甲醇溶液处理。 第一节

5、第一节 苯丙酸类苯丙酸类苯骈苯骈 -吡喃酮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。OHO苯骈苯骈 -吡喃酮吡喃酮一一 、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：简单香豆素类简单香豆素类呋喃香豆素类呋喃香豆素类(furocoumarins)(furocoumarins) ( (线型和角型线型和角型) )吡喃香豆素类吡喃香豆素类(pyranocoumarins) (pyranocoumarins) ( (线型和角型线型和角型) )其他香豆素类其他香豆素类1 1、简单香豆素（简单香豆素（ simple c

6、oumarinssimple coumarins）: :苯环上苯环上有取代基的香豆素类。有取代基的香豆素类。OOOH12345678伞形花内酯伞形花内酯 umbelliferon 一一 、结构类型、结构类型OOMeO欧 芹酚 7-甲 醚(osthole)OOOOMeMeO当 归内酯(angelicone)七叶内酯七叶内酯(esculetin)一一 、结构类型、结构类型香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-7-羟基羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。呋喃香豆素类成分生物合成途径：呋喃香豆素类成分生物合成途径

7、：2 2、呋喃香豆素、呋喃香豆素一一 、结构类型、结构类型OOOHOOOHOOOOHOOOOOOHOOOOHOOO伞形花内酯异戊烯基6位取代异戊烯基8位取代补骨脂内酯白芷内酯线型：补骨脂内酯型角型：异补骨脂内酯型6,7-呋喃骈香豆素型7,8-呋喃骈香豆素型环合的形成过程（1）线型线型（6 6 、7 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(Psoralen）（2）角形角形（7 7、8 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（Augelicin）(异补骨内酯异补骨内酯)一一 、结构类型、结构类型3 3、吡

8、喃香豆素、吡喃香豆素(Pyranocoumarins(Pyranocoumarins） 香豆素香豆素C-6C-6或或C-8C-8异戊烯基与邻酚羟基环合而异戊烯基与邻酚羟基环合而成成2,2-2,2-二甲基二甲基-吡喃环结构，形成吡喃香豆素吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。这一类天然产物并不多见。 吡喃香豆素类成分的生物合成途径：吡喃香豆素类成分的生物合成途径： 一一 、结构类型、结构类型OOOHOOOHOOOOHOOOOOOHOOOOHOOO伞形花内酯异戊烯基6位取代异戊烯基8位取代花椒内酯邪蒿内酯线型：角型：6,7-吡喃骈香豆素型7,8-吡喃骈香豆素型环合的形成过程12341

9、234花椒内酯（花椒内酯（Xanthyletin) （2 2）角型（）角型（7 7，8 8吡喃骈香豆素）：吡喃骈香豆素）：OOOCH3CH3 邪蒿内酯（邪蒿内酯（Seselin）OOCH3CH3OCH3（1 1）线型（）线型（6 6，7 7吡喃骈香豆素）：吡喃骈香豆素）：一一 、结构类型、结构类型 指指-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。包括二聚体和三聚体。C C3 3、C C4 4上常有取代基：苯上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。基、羟基、异戊烯基等。4 4、其他香豆素：、其他香豆素：OOOCH3OOH蟛蜞菊内酯（蟛蜞菊内酯（Wedelo

10、lactone）一一 、结构类型、结构类型（一）性状（一）性状（二）溶解性（二）溶解性（三）荧光性质（三）荧光性质（四）化学性质（四）化学性质二、香豆素的性质二、香豆素的性质性状性状游离状态游离状态 黄色或无色结晶，有一定熔点；黄色或无色结晶，有一定熔点； 大多具有香气；具有升华性质大多具有香气；具有升华性质 分子量小的有挥发性（可随水蒸汽蒸出）分子量小的有挥发性（可随水蒸汽蒸出）成苷成苷大多无香味、无挥发性、不能升华。大多无香味、无挥发性、不能升华。二、香豆素的性质二、香豆素的性质荧光性质荧光性质 香豆素母体本身即无取代的香豆素并香豆素母体本身即无取代的香豆素并无荧光无荧光，而，而- -OH

11、OH香香豆素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，在碱液中荧光增强。，在碱液中荧光增强。香豆素荧光的有无，与分子中取代基的种类和位置有一定香豆素荧光的有无，与分子中取代基的种类和位置有一定关系。关系。二、香豆素的性质二、香豆素的性质溶解性溶解性游离游离 能溶于沸能溶于沸 H H2 2O O，不溶或难溶冷，不溶或难溶冷 H H2 2O O， 可溶可溶MeOHMeOH、EtOHEtOH、CHClCHCl3 3和乙醚等溶剂。和乙醚等溶剂。 因含因含Ar-OHAr-OH故可溶于碱水中。故可溶于碱水中。 成苷成苷 溶于溶于H H2 2O O、OHOH- -/H/H2 2O O、MeO

12、HMeOH、EtOHEtOH等。等。 难溶极性小的有机溶剂。难溶极性小的有机溶剂。二、香豆素的性质二、香豆素的性质1、水解、水解 香豆素的香豆素的-吡喃酮环具有吡喃酮环具有，-不饱和内酯性质，在稀不饱和内酯性质，在稀碱液中会逐渐水解生成顺邻羟桂皮酸的盐，其盐的水溶碱液中会逐渐水解生成顺邻羟桂皮酸的盐，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，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COCO2 2也能促使其内酯化也能促使其内酯化而闭环。而闭环。( (三）内酯的性质三）内酯的性质OOCOOOCOOOOHOH-H+-(不

13、易游离存在）顺邻羟桂皮酸（安定状态）反邻羟桂皮酸长时间加热H+不环合二、香豆素的性质二、香豆素的性质2 2、异羟肟酸铁反应：、异羟肟酸铁反应：碱性条件下，内酯开环，与盐酸羟胺中的羟基缩合生成异碱性条件下，内酯开环，与盐酸羟胺中的羟基缩合生成异羟肟酸，然后在酸性条件下与三价铁盐络合而显红色。羟肟酸，然后在酸性条件下与三价铁盐络合而显红色。OOOHCOONaHONH2.ClHOHNHOHOOHNHOOFeFe3+H+CC1/3( 红 色 )二、香豆素的性质二、香豆素的性质3 3、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三氯化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

14、而产生不同的颜色。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。二、香豆素的性质二、香豆素的性质OHH+OBrBrNClONBrOBr-ONBrOBr-蓝色缩合物pH 9104 4、GibbGibbs s 反应：判断反应：判断-OH-OH对位有无取代基。对位有无取代基。GibbGibbs s 试剂是试剂是2 2，6-6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，其在弱的二氯（溴）苯醌氯亚胺，其在弱的碱性条件下与酚对位活泼氢缩合成兰色物。有游离酚碱性条件下与酚对位活泼氢缩合成兰色物。有游离酚-OH,-OH,且且-OH-OH对位无取代者（对位无取代者（+ +），）， 对位有取代者（对位有取代

15、者（- -）。）。多用来判断香豆素多用来判断香豆素C6位是否有取代基存在位是否有取代基存在蓝色二、香豆素的性质二、香豆素的性质5 5、Emerson Emerson 反应反应: : 其与酚羟基对位活泼氢反应生成红色。（试剂为：氨基其与酚羟基对位活泼氢反应生成红色。（试剂为：氨基安替比林和铁氰化钾安替比林和铁氰化钾） 酚羟基对位无取代基（酚羟基对位无取代基（+ +）红色）红色 有取代基（有取代基（- -）OHHNNONH3CH3CH3NNOCH3CH3NO+OK3Fe(CN)6(红 色 ）二、香豆素的性质二、香豆素的性质香豆素GibbEmerson试剂与酚 羟基对位活性氢缩合蓝蓝色色红红色色蓝色

16、红色二、香豆素的性质二、香豆素的性质多用来判断香豆素多用来判断香豆素C6位是否有取代基存在位是否有取代基存在根据香豆素类化合物的溶解性、挥发性和升华性及内酯的根据香豆素类化合物的溶解性、挥发性和升华性及内酯的结构性质来设计其提取分离方案。结构性质来设计其提取分离方案。三、香豆素的提取分离方法三、香豆素的提取分离方法橘子油橘子油 1 1、水蒸气蒸馏法：、水蒸气蒸馏法： 馏出物馏出物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、乙醚或石油醚以乙醇、乙醚或石油醚重结晶重结晶结晶（橙皮油素）结晶（橙皮油素）OOOCH3CH3CH3O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某

17、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。分分离，常用于纯化过程。例如：橘子油橙皮例如：橘子油橙皮油素的分离油素的分离三、香豆素的提取分离方法三、香豆素的提取分离方法2 2、碱溶酸沉法：、碱溶酸沉法：此系此系经典方法。经典方法。1.1.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。2.2.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加酸后恢复性质，于碱液中皂化成盐而加酸后恢复成内酯析出。成内酯析出。注意：注意：1.1.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

18、反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不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。能合环。2.2.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。三、香豆素的提取分离方法三、香豆素的提取分离方法3 3、溶剂法、溶剂法石油醚萃取石油醚萃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（可能时混和物）结晶（可能时混和物）进一步分离进一步分离（亲脂性香豆素）（亲脂性香豆素）残渣残渣乙醚液乙醚液乙醚萃取乙醚萃取回收分离回收分离（亲脂性较弱（亲脂性较弱 香豆素）香豆素）残渣残渣正丁醇提取正丁醇提

19、取回收分离回收分离香豆素苷类香豆素苷类药材粗粉药材粗粉乙醇回流提取、回收乙醇回流提取、回收提取物提取物三、香豆素的提取分离方法三、香豆素的提取分离方法乙酸乙酯提取乙酸乙酯提取乙酸乙酯液乙酸乙酯液回收回收分离分离（香豆素苷（香豆素苷元、苷）元、苷）正丁醇液正丁醇液残渣残渣残渣残渣分离方法分离方法香豆素的混合物部分最后通过层析的方法才能得到单体。豆素的混合物部分最后通过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析。香豆素一般用硅胶吸附层析、氧化铝层析和聚酰胺层析。碱性氧化铝可能使香豆素发生降解，故很少使用。碱性氧化铝可能使香豆素发生降解，故很少使用。洗脱剂可用洗脱剂可用

20、己烷己烷乙醚、己烷乙醚、己烷- -乙酸乙酯乙酸乙酯和和石油醚石油醚乙酸乙酯乙酸乙酯的混合溶剂。的混合溶剂。层析法层析法三、香豆素的提取分离方法三、香豆素的提取分离方法UVUV下显下显荧光。荧光。 C7C7位导入位导入-OH-OH荧光增强荧光增强 -OH-OH醚化后醚化后荧光减弱荧光减弱 （一）、紫外光谱（一）、紫外光谱 四、香豆素波谱学特性四、香豆素波谱学特性274nm: B带吸收带吸收，由于苯环连有较长的共轭体，由于苯环连有较长的共轭体系，系， 所以产生红移。（一般为所以产生红移。（一般为230270nm）311nm: 311nm: R R带吸收带吸收。-吡喃酮环香豆素的红外吸收和香豆素的红

21、外吸收和-吡喃酮相似。吡喃酮相似。 32003600 cm-1 羟基羟基伸缩振动伸缩振动 3025 3175 cm-1 C-H 伸缩振动伸缩振动 1700 1750 cm-1 -吡喃酮羰基吡喃酮羰基伸缩振动伸缩振动 1600 1660 cm-1 700900 cm-1 芳环吸收芳环吸收 1613 1639 cm-1 吡喃环双键吡喃环双键强而尖的吸收强而尖的吸收 12201270 cm-1 C1位氧原子所形成的位氧原子所形成的C-O键的吸收键的吸收OHOO（二）、（二）、 红外吸收光谱红外吸收光谱 H-3: 6.16.5 ，H-4: 7.58.2 均为均为d峰，峰，J=9.5Hz,为香豆素为香豆

22、素最标志性最标志性的信号。的信号。环上质子受内酯羰基吸电子共轭效应影响，其质子吸收信环上质子受内酯羰基吸电子共轭效应影响，其质子吸收信号分为两组，其中号分为两组，其中OO+-C3、 C6、 C8-H 在较高场C4、 C5、 C7-H 在较低场（三）、（三）、1 1H-NMR:H-NMR:1、内酯环、内酯环 当当C3、C4位未取代时：位未取代时：H-3和和H-4分别出现在分别出现在6.16.5和和7.58.2区域，均为区域，均为d，偶合常数约，偶合常数约9.5Hz 。（三）、（三）、1 1H-NMR:H-NMR:OOROHHHHH+-+7-OH , H3 6.2 (d，J=9） H4 8.2 (

23、d，J=9） H5 7.7 (d，J=9） H6 6.9 (dd，J=9,2.5） H8 7.0 (d，J=2.5） 2、苯环上取代：、苯环上取代：-C7氧取代氧取代（三）、（三）、1 1H-NMR:H-NMR:当当C C7 7-OR-OR、C C8 8或或C C6 6烷基取代时烷基取代时：OOROHHR1OOROHR1H78-OR , H3 6.16.2 (d，J=9） H4 7.8 (d，J=9） H5 7.257.38 (d，J=8） H6 6.95 (d，J=8） 67-OR , H3 6.146.26 (d，J=9） H4 7.67.82 (d，J=9） H5 6.776.90, S

24、） H8 6.387.04 (S） （三）、（三）、1 1H-NMR:H-NMR:OOROOR1HHHC8 - HC6 - Hd, J = 2 Hzd, J = 2 Hz尖峰与C4-H有远程偶合C8 - HC6 - H区别C5,C7二氧代：二氧代：（三）、（三）、1 1H-NMR:H-NMR: EI-MSEI-MS中，有较强的分子离子峰，基峰通常是失去中，有较强的分子离子峰，基峰通常是失去COCO的苯并呋喃离子的苯并呋喃离子 ， 香豆素类化合物的质谱图中都有香豆素类化合物的质谱图中都有连续脱连续脱COCO的碎片离子峰。含氧取代基越多，脱的碎片离子峰。含氧取代基越多，脱COCO的峰越的峰越多。多

25、。 （四）、质谱（四）、质谱OOOOCH3COCH3.OOOO+OOOCH3CH3.OOOCOCOOO+COC8H5OC7H5CO+.+.m/zm/zm/zm/zm/zm/zm/z216( )100( )( )( )( )( )2012218811251731452011748925( )M花椒毒内酯质谱裂解途径1.毒性毒性黄曲霉素等有些香豆素对肝有一定的毒性。黄曲霉素等有些香豆素对肝有一定的毒性。2.抗病毒作用抗病毒作用蛇床子、毛当归根，奥斯脑蛇床子、毛当归根，奥斯脑 : 抑制乙肝表面抗原抑制乙肝表面抗原3.抗肿瘤作用抗肿瘤作用4.抗骨质疏松作用抗骨质疏松作用5.抗凝血作用抗凝血作用6.对心

26、血管系统作用对心血管系统作用7.光敏作用：可引起皮肤色素沉着光敏作用：可引起皮肤色素沉着补骨脂内酯可治白斑病补骨脂内酯可治白斑病五、香豆素的生物活性五、香豆素的生物活性第三节第三节 木脂素木脂素一、结构类型一、结构类型二、理化性质二、理化性质三、提取分离三、提取分离四、生物活性四、生物活性88141499338 3木脂素是一类由苯丙素聚合而成的天然产物，通常木脂素是一类由苯丙素聚合而成的天然产物，通常所指为其二聚物，少数可见三聚物、四聚物。组成木脂素所指为其二聚物，少数可见三聚物、四聚物。组成木脂素的单体有四种：的单体有四种：1 1 桂皮酸，偶有桂皮醛；桂皮酸，偶有桂皮醛；2 2 桂皮醇；桂皮

27、醇；3 3 丙丙烯苯；烯苯；4 4 烯丙苯。烯丙苯。一、结构类型一、结构类型木脂素（木脂素（lignan, Alignan, A）新木脂素新木脂素(neolignan, B)(neolignan, B)苯丙素低聚体：苯丙素低聚体： 倍半木脂素（倍半木脂素（sesquilignan, Csesquilignan, C） 二木脂素（二木脂素（dilignan, Ddilignan, D）杂木脂素：杂木脂素： 黄酮木脂素（黄酮木脂素（flavonolignan, Eflavonolignan, E） 香豆素木脂素（香豆素木脂素（coumarinolignan, Fcoumarinolignan, F）去甲木脂素去甲木脂素(norlignan, G)(norlignan, G)分类：分类：b-碳相连（8-8）b-碳不连（ 3-3， 8-3 ）三聚体四聚体木脂素的木脂素的命名命名：1.1.大多采用俗名大多采用俗名2.2.系统命名系统命名OOHHOHOHOMeOMe99884433罗汉松脂素罗汉松脂素(8R,8R)-4,4-3,3-9-8-