第3章苯丙素类ppt课件

1、第3章 苯丙素类厦门大学医学院药学系丘鹰昆定义与分类 苯丙素 (phenylpropanoids) 苯环与3个直链碳连在一同为单元 (C6-C3)构成的化合物 分类 苯丙酸类 (简单苯丙素类) 香豆素 木脂素苯丙素类化合物的生合成途径木脂素类木脂素类COOHOHOHOHOHCOOHNH2HOHCOOHCOOHNH2HCOOHOOOHOHOOOHHHshikimic acid莽草酸L-TyrosineL-酪氨酸L-phenylalanineL-苯丙氨酸cinnamic acid桂皮酸matairesinol罗汉松脂素umbelliferone伞形花内酯香豆素类香豆素类脱氨脱氨脱氨脱氨偶合偶合苯丙

2、酸类苯丙酸类葡萄糖代谢COOHOHOHOH莽草酸桂皮酸途径苯丙氨酸和酪氨酸COOHNH2HOHCOOHNH2HOHCOOHOHOHCOOHOHOOGlc咖啡酸对羟基桂皮酸苷对羟基桂皮酸阿魏酸松柏醇木质素木脂素倍半木脂素邻羟基桂皮酸苷伞形花内酯香豆素苯丙烯类新木脂素丙烯基烯丙基OHCOOHOCH3OHCH2OHOCH3OHCOOHOGlcOOOHOHOH第1节 苯丙酸类苯丙酸类 根本构造：酚羟基取代的芳香羧酸 多具有C6-C3构造 酚酸的根本单元 常见的苯丙酸类NameR1R2桂皮酸HH对羟基桂皮酸OHH咖啡酸OHOH阿魏酸OHOCH3异阿魏酸OCH3OHR1COOHR2重要的苯丙酸 绿原酸 (

3、chlorogenic acid): 抗菌利胆, in 茵陈、金银花、苎麻 迷迭香酸 (rosmarinic acid): 止泻 丹参素 (甲): 治疗冠心病OHOHOHCOOHOOOHOHOOCOOHOHCOOHOHOH提取分别 特点 具有一定水溶性 常与酚酸、黄酮苷混在一同 TLC显色试剂 12% FeCl3/H2O Pauly试剂：重氮化磺酸胺 Gepfner试剂：1% NaNO2 + 10% HAc 0.5M NaOH Millon试剂NMR溶剂HH2OCacetone2.052.829.8 (7); 206.68 (13)DMSO-d62.503.339.5 (7)CD3OD3.35

4、4.849.0 (5)D2O4.70-CDCl37.261.576.9 (t)C5D5N8.74, 7.58, 7.225.0150.3 (t); 135.9 (t); 123.9 (t)THF1.75, 3.602.567.57 (5), 25.37 (5)常用氘代试剂的化学位移常用氘代试剂的化学位移1H-NMR -COOH (CNMR见香豆素部分) 活泼H 苯环：巧合系统 C=C Jtrans= 17.2 Hz Jcis= 10.2 Hz结构类型范围典型值Jo6109Jm133Jp010活泼氢的化学位移化合物类型（ppm）ROH0.55.5ArOH48ArOH (缔合)10.516RCOO

5、H1013=NH-OH7.410.2R-SH0.92.5=C=CHOH (缔合)1519RSO3H1.11.2RNH2, R2NH0.43.5ArNH2, Ar2NH2.94.8RCONH2, ArCONH256.5RCONHR, ArCONHR68.2RCONHAr7.89.4ArCONHAr7.89.4ABX、AMX自旋系统的比较7.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.503.111.061.000.003.763.846.376.376.396.406.506.516.766.797.28H3COOCH3OCH3HmHaHx6.376.376.3

6、96.406.506.516.766.79AMX7.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.503.323.001.061.020.002.182.223.746.616.626.646.656.696.707.007.037.17CH3CH3OCH3HmHaHx7.037.006.706.696.656.646.626.61AMX5.04.54.03.53.02.52.01.51.00.502.191.000.002.822.852.882.902.942.983.003.994.014.024.034.81NH2COOHONH2ABXNCONH2HHC

7、OOHH2NH天冬酰胺天冬酰胺AABB、AAXX自旋系统的比较7.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.502.152.001.920.003.636.556.566.596.607.057.067.097.107.23NH2ClHaHaHbHb8.58.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.502.024.000.950.002.493.504.356.406.416.446.486.518.386.406.416.426.436.446.456.476.486.496.506.516.556.566

8、.586.596.607.057.067.077.097.10OHNH2HaHaHbHb第2节 香豆素类母核 香豆素母核为苯骈-吡喃酮 绝大多数香豆素在C-7位都有含氧官能团存在 伞形花内酯以为是香豆素类成分的母体 生物体内存在方式与转化OOOH123456788a4aOHCOOHOGlcOHOGlcCOOHOOOH一、分类 简单香豆素类 只需苯环上有取代基 羟基、烷氧基、苯基、异戊烯 呋喃香豆素类 (furocoumarins) 线型 角型 吡喃香豆素类 (pyranocoumarins) 线型 角型 其他香豆素类 -吡喃酮环上有取代 双香豆素1、简单香豆素 生合成途径 C3、C6、C8位电

9、负性较高，易于烷基化OOO-OOOH7 位8 位6 位3 位OH-CH-OOOCH-OOOOCH-OO7-甲氧基香豆素herniarin欧芹酚7-甲醚osthole当归内酯angeliconeOOH3COOOH3COOOH3COOCH3O2,3、呋喃、吡喃型香豆素 香豆素核上的6, 8-异戊烯基常与邻位酚羟基 (7-羟基)环合呋喃或吡喃环 呋喃香豆素 吡喃香豆素 6-取代：线型 8-取代：角型呋喃、吡喃型香豆素环合过程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6,7-呋喃骈香豆素型 (线型)环合的形成过程花椒内酯邪蒿内酯6,7-吡喃骈香豆素型 (线型)OOOHOOOHOOOH

10、OOOOHOOOOHOOOOH1234OOO1234OOOOOOOHOOOOOO7,8-呋喃骈香豆素型 (角型)7,8-吡喃骈香豆素型 (角型) 少数为5,6-吡喃骈香豆素别美花椒内酯dipetalolactoneOOH3COOOOOO4、其他香豆素类 指-吡喃酮环上有取代基的香豆素类 常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等 及二聚体和三聚体OOMeOOHOOMeOMeOOOMeOOMeOOOMeOMe黄檀内酯rutaculinkotamin（二聚体）二、香豆素的理化性质1、物理性质游离形状结晶形固体，有一定熔点；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)UV下显蓝色荧光脂溶

11、性因含Ar-OH故可溶于碱水成苷大多无香味、无挥发性、不能升华水溶性2、碱水解反响 (内酯性质) 反响难易 7-OCH3的供电子共轭效应使羰基C难以接受OH-的亲核反响 7-OH在碱液中成盐，供电效应 3,4-C=C的异构化 长时间加热 高浓度碱OOOOMeOOOOH一般香豆素7-甲氧基香豆素7-羟香豆素(不易游离存在）顺邻羟桂皮酸（安定状态）反邻羟桂皮酸长时间加热不环合OOO-COO-O-COO-H+OH-OH-H+特殊构造的香豆素 特殊构造的香豆素 如C-8取代基的适当位置上有C=O、C=C 仲阳碳离子 伯阳碳离子 运用：可决议酚OH和异戊烯基间的相互位置留意：不宜运用浓酸，否那么会发生重

12、排反响OOOHOCH3OOC+OHOCH3OOOOCH3HCOOHapigravin中单体生成叔(仲)阳碳离子二氢吡喃香豆素 如：obliquetin在HBr的处置下 中间体可生成仲和伯阳碳离子 稳定性仲大于伯 生成产物为二氢呋喃香豆素obliquetin中单体生成仲阳碳离子二氢呋喃香豆素OOH3COOHOOH3COOHCH+HBrOOH3COO2) 醚键开裂 如：东茛菪内酯的烯醇醚OOH3COOOOH3COOOOH3COOHH+H+东莨菪酯3) 双键加水反响 OOOOCH3OOHHOOOOCH3OOHHOHH+黄曲霉素B1高毒高毒黄曲霉素B2低毒低毒5、C3-C4双键性质和加成反响 在控制条

13、件下氢化的先后次序为侧链不饱和键 环上双键 (吡喃或呋喃环) C3、C4双键OO苯环羰基共轭导致双键性，不易加成6、氧化和碱降解OOCOOHOHOOCOOHCOOHKMnO4KMnO4HOOOHOOOHOHCOOOHHOOCOCrO3or O3CrO3or O3+OOCOOHOHKOH (熔)OOOCH3OOOOOOCrO3三、香豆素的提取分别 升华、水蒸气蒸馏法：高温、易破坏 碱提酸沉法：能够发生不能环合的景象 溶剂提取法：常用 醇、水提取 系统溶剂萃取法：初分 柱色谱法、制备TLC法NaHCO3/H2O层NaHCO3/H2O萃取乙醚萃取液挥干乙醚NaOH/H2O，乙醚层乙醚层NaOH/H2

14、O层NaOH/H2O萃取酸性成分酸性成分中性成分中性成分酚性成分酚性成分NaOH/H2O乙醚层NaOH/H2O层乙醚萃取中性不水解成分中性不水解成分H+中和，乙醚萃取乙醚层H2O层中性可水解成分中性可水解成分其它杂质其它杂质pH梯度萃取碱提酸沉法系统溶剂萃取法EtOH提取液EtOH提取药材石油醚层系统溶剂萃取H2O层 回收EtOH，加水混悬水溶液乙醚层CHCl3层EtOAc层n-BuOH层四、香豆素波谱学特性UV显蓝色荧光C7位导入-OH荧光加强-OH醚化后荧光减弱母核 (无含氧官能团时)274 nm苯环311 nm吡喃酮环含氧取代时：红移2、IR 3025 3175 cm-1 C-H 伸缩振

15、动 1700 1750 cm-1 羰基伸缩振动 (内酯) 构成分子内H键：16801660 cm-1 1600 1660 cm-1 苯环13个较强峰 1500 1600 cm-1 芳环吸收3、MS 有强的M+ 基峰：-CO的苯骈呋喃离子 呋喃香豆素-CO的苯骈双呋喃离子 裂解特征 延续-CO (28)OO+OO+O+Om/z 146 (76%)O+C7H6+C7H5+-CO-COm/z 118 (100%)m/z 90 (43%)m/z 89 (35%)O+OH3COm/z 176 (100%)O+H3COC7H5O+C6H5+-CO-COm/z 148 (82%)m/z 105 (12%)m

16、/z 77 (27%)O+O-CH3m/z 148 (82%)-CO4、1H-NMR 母核 受内酯羰基吸电子共轭效应 H-4,5,7 H-3,6,8 H-3: 6.16.4 (min) H-4: 7.58.3 (max) 其它质子：7.27.45 H-4 & H-8 远程巧合H-4,8 峰形矮、胖1H, d, J = 10 HzOOHHOO-+-OH取代 7-OH取代 ABX系统 (d, dd, dd) H-3: -0.17 ppm 5-OH取代 dd, dd, dt H-3: 高场位移 H-4: 低场位移 4a-C电子云密度极化C3,4-双键 5,7-二OH取代 H-6: d, J=

17、2 Hz H-8: brd, J=2 Hz 6,7-二OH取代 H-5: s H-8: brs (H-4, 8-远程巧合)OOOH+-+-OOHHOHOH侧链 -OCH3：34 (3H, s) 异戊二烯基 -CH3: (6H, br.s) 或 (3H,br.s + 3H,br.s) 与=CH有远程巧合 烯H：5.3 (1H, br.t 或 m) -CH2: 3.3 (2H, d)OOH3CO12345NOE效应 (Nuclear Overhauser Effect) NOE效应：一个磁核与另一个磁核还可以经过空间传送相互作用，作用的结果并不产生巧合，而是当一个磁核被去偶时，另一个磁核的谱线强度

18、被添加或是减弱 NOE以照射后信号加强的百分率来表示 NOE与核间间隔的6次方成反比。 有NOE增异：间隔1000减弱信号负NOE效应OOHHOHOHH3COOOHOHOHHOCH3实例：哥伦比亚苷元 (Columbianetin)abcdefghi峰号积分峰形J (Hz)偶合a7.651Hd9.5AXb7.291Hd8ABc6.791Hd8d6.221Hd9.5e4.821Ht7AX2f3.292Hd7g1.981Hsh1.393HsA3i1.223HsA3OOOOHCH3CH3HaHdHbHc5、13C-NMR 母核 =CO: 160 (矮) C-8a, 4, 5, 7 C-6, 4a,

19、3, 8 当-OR取代时： 衔接的碳 +30 ppm 邻位碳 -13 ppm 对位碳 -8 ppm160.4116.4143.6118.8128.1124.4131.8116.4153.9OO=CORCONH2165-175RCOOR165-175RCOOH175-185RCHO190-200RCOR205-220CH3OCH3OCH3CH3OCH3CH3c = 199.0c = 205.5c = 195.7c = 192CHOCHOOHc = 197c = 206.8CH3CH3OCH3CH3OCH3OHOc = 195.8c = 179.4CHO-5C=C, ph-10RCOOR-15RC

20、ONH2-25五、香豆素的生物活性 低浓度可刺激植物发芽和生长作用；高浓度那么抑制 光敏作用：可引起皮肤色素冷静 补骨脂内酯可治白斑病 抗菌、抗病毒作用 蛇床子、毛当归根，奥斯脑 (Osthole): 抑制乙肝外表抗原 平滑肌松弛作用 茵陈蒿中的滨蒿内酯具有松弛平滑肌等作用 抗凝血作用 肝毒性 有些香豆素对肝有一定的毒性第3节 木脂素一、构造类型 木脂素 (lignans)： 由苯丙素氧化聚合而成的天然产物 通常为二聚物，少数为三聚物和四聚物 组成木脂素的单位 桂皮酸 (cinnamic acid) 桂皮醛 (cinnamaldehyde) 桂皮醇 (cinnamyl alcohol) 丙烯苯

21、 (propenyl benzene) 烯丙苯 (allyl benzene)COOHCHOCH2OH123456789123456789分类 木脂素 (早期定义) 2分子苯丙素以侧链-C (8-8)连结而成 新木脂素 非-C相连 (如3-3、8-3等) 降木脂素 (去甲木脂素，norlignan) 其中1个苯丙素分子失去12个烃基母核1617个C 苯丙素低聚体三聚体、四聚体等； 三聚体称为倍半木脂素 (sesquilignan) 四聚体称为二木脂素 (dilignan) 杂木脂素 由一分子苯丙素与黄酮、香豆素等结合而成 如：黄酮木脂素 (flavonolignan) 木质素：苯丙素的多聚体1

22、2345678912345678933木脂素的命名 大多采用俗名 例：罗汉松脂素 系统命名 C8构型 含氧官能团位置 称号 双分子衔接的桥头碳编号 上例： (8R,8R)-4,4-二羟基-3,3-二甲氧基-9-氧代-8-8,9-O-9-木脂素99884433OCH3OHOHOCH3OOHH叶下珠脂素phyllanthinCH2OHCH2OHH3COH3COOCH3OCH3常见类型OO7-O-77-O-99-O-9O二芳基丁烷类 (dibenzylbutanes)OOOO奥托肉豆蔻脂素otobain二芳基丁内酯类 (dibenzyltyrolactones)芳基萘类 (arylnaphthale

23、nes)OO扁柏脂素hinokininOOOOOO四氢呋喃类 (tetrahydrofurans)macrophyllinOCH3OOOH3COH3CO双四氢呋喃类 (furofurans)联苯环辛烯类 (dibenzocyclooctenes)苯骈呋喃类 (benzofurans)双环辛烷类 (bicyclo3,2,1octanes)五味子甲素(+)-deoxyschizandrinOCH3H3COH3COH3COH3COOCH3(+)-细辛脂素OOOOOO海风藤酮kadsurenoneOOOCH3H3COH3CO苯骈二氧六环类螺二烯酮类 (spirodienones)联苯类 (biphen

24、ylenes)倍半木脂素 (sesquilignans)厚朴酚honokiolOHOH呋胡椒脂酮futoenoneOH3COOOO拉帕酚Alappaol AOOCH2OHH3COH3COOHOOCH3OH猫眼草素maoyancaosuOOOOHOHOHOH2C二、理化性质 形状：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶 溶解性 游离: 亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等 成苷: 水溶性增大 挥发性：多数不挥发，少数有升华性质 旋光性：大多有光学活性，遇酸易异构化异构化 遇酸碱异构化 光照下环合 台湾脂素AC、EOOOOHOH3COOCH3OCH3OOOOHOH3COOCH3OCH3OOOOHOH3COOCH3OCH3OOOOHOH3COOCH3OCH3(-)-鬼臼毒素D -133-133(-)-苦鬼臼毒素D +9 +9 (-)-表鬼臼毒素D -74-74(-)-表苦鬼臼毒素D +84 +84 NaOAc/E