天然药物化学苯丙素类

天然药物化学苯丙素类第一页，共八十六页，2022年，8月28日第三章苯丙素类312334概述苯丙酸类香豆素木脂素第二页，共八十六页，2022年，8月28日[基本内容]香豆素类：香豆素类化合物的基本母核、常见的取代图式及四种基本骨架的结构特点。香豆素的化学性质，如内酯性质、吡喃酮环的碱裂解、双键性质、氧化及热解等反应。香豆素类化合物的荧光性质及波谱特征以及应用。香豆素类化合物的提取分离方法及主要的生理活性。木脂素类：

结构分类和结构鉴定方法。第三页，共八十六页，2022年，8月28日掌握香豆素类化合物的结构、性质、1H-NMR特征。熟悉木脂素类化合物分类和结构鉴定方法。了解苯丙素类化合物提取分离方法。[基本要求]第四页，共八十六页，2022年，8月28日概述定义：一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。这类成分包括：

—苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮、木质素等。组成香豆素

苯丙酸(简单苯丙素)木脂素第五页，共八十六页，2022年，8月28日苯丙素类化合物生物合成途径（P18）第六页，共八十六页，2022年，8月28日苯丙素类化合物生物合成途径第七页，共八十六页，2022年，8月28日第一节苯丙酸类基本结构——酚羟基取代的芳香环与丙烯酸。多具有C6-C3结构的芳香羧酸。常见的苯丙酸类：R1R2桂皮酸HH对羟基桂皮酸OHH咖啡酸OHOH阿魏酸OHOCH3异阿魏酸OCH3OH第八页，共八十六页，2022年，8月28日茵陈苎麻金银花菜蓟马尾树过山蕨富含苯丙酸类化合物的中草药第九页，共八十六页，2022年，8月28日丹参素甲丹参素丙丹参素乙丹参（Salviamiltiorrhiza）第十页，共八十六页，2022年，8月28日苯丙酸常与不同的醇、氨基酸、糖，有机酸结合成酯，如绿原酸。咖啡酸+奎宁酸—酯第十一页，共八十六页，2022年，8月28日苯丙酸的提取第十二页，共八十六页，2022年，8月28日苯丙酸的波谱特征第十三页，共八十六页，2022年，8月28日第二节香豆素312334香豆素的结构类型香豆素的化学性质香豆素的分离方法香豆素波谱学特性5香豆素的生物活性第十四页，共八十六页，2022年，8月28日一、香豆素的结构类型香豆素母核为苯骈α-吡喃酮。环上常有取代基。通常将香豆素分为四类：香豆素的生物合成途径：桂皮酸-莽草酸途径第十五页，共八十六页，2022年，8月28日是吡喃的酮类衍生物，是一类六元的含氧杂环化合物。与吡喃一样，根据环中双键和羰基的位置不同，吡喃酮可以有两个异构体：α-吡喃酮和γ-吡喃酮。第十六页，共八十六页，2022年，8月28日一、香豆素的结构类型香豆素其他香豆素简单香豆素呋喃香豆素（线型和角型）吡喃香豆素（线型和角型）第十七页，共八十六页，2022年，8月28日一、香豆素的结构类型㈠简单香豆素类

只有苯环上有取代基的香豆素。取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。由于绝大多数香豆素在C7位都有含氧官能团存在，因此，7-羟香豆素可以认为是香豆素类成分的母体。7-羟基香豆素第十八页，共八十六页，2022年，8月28日异戊烯基硫醇第十九页，共八十六页，2022年，8月28日一、香豆素的结构类型以异戊烯基取代为例：（从生物合成途径来看）

从上看出，C3、C6、C8位电负性较高，易于烷基化。（其中C3位烷基化不属于此类，而属于第四类型）7位8位6位3位第二十页，共八十六页，2022年，8月28日一、香豆素的结构类型如：属此类型的香豆素化合物7-甲氧基香豆素(herniarin)欧芹酚-7-甲醚(osthole)当归内酯(angelicone)第二十一页，共八十六页，2022年，8月28日一、香豆素的结构类型㈡呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)

香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。第二十二页，共八十六页，2022年，8月28日㈡呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)环合反应的形成：体内过程——由酶主宰反应体外实验——碱性条件（OH-）→呋喃环

酸性条件（H+）→吡喃环一、香豆素的结构类型第二十三页，共八十六页，2022年，8月28日呋喃香豆素类成分生物合成途径线性角型第二十四页，共八十六页，2022年，8月28日一、香豆素的结构类型㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)

香豆素C-6或C-8异戊烯基与邻酚羟基环合而成2,2-二甲基-α-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。第二十五页，共八十六页，2022年，8月28日吡喃香豆素类成分生物合成途径第二十六页，共八十六页，2022年，8月28日一、香豆素的结构类型㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：dipetalolactone别美花椒内酯第二十七页，共八十六页，2022年，8月28日一、香豆素的结构类型㈣其他香豆素类

指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。Kotamin(二聚体)黄檀内酯rutaculin第二十八页，共八十六页，2022年，8月28日第二节香豆素312334香豆素的结构类型香豆素的化学性质香豆素的分离方法香豆素波谱学特性5香豆素的生物活性第二十九页，共八十六页，2022年，8月28日（一）性状游离状态——

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（可随水蒸气蒸出）

UV下显蓝色荧光成苷——大多无香味、无挥发性、不能升华。二、香豆素的化学性质第三十页，共八十六页，2022年，8月28日（二）溶解性游离——

能溶于沸H2O，不溶或难溶冷H2O，可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂。因含Ar-OH故可溶于碱水中。成苷——

溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。难溶极性小的有机溶剂。二、香豆素的化学性质第三十一页，共八十六页，2022年，8月28日二、香豆素的化学性质(三)碱水解反应（内酯性质）第三十二页，共八十六页，2022年，8月28日第三十三页，共八十六页，2022年，8月28日二、香豆素的化学性质（四）呈色反应

三氯化铁反应，Gibb反应和Emerson反应试剂：

Gibb——2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺

Emerson——氨基安替匹林和铁氰化钾条件：

有游离酚羟基，且其对位无取代者——呈阳性第三十四页，共八十六页，2022年，8月28日二、香豆素的化学性质Gibb反应：缩合物蓝色第三十五页，共八十六页，2022年，8月28日第二节香豆素312334香豆素的结构类型香豆素的化学性质香豆素的分离方法香豆素波谱学特性5香豆素的生物活性第三十六页，共八十六页，2022年，8月28日三、香豆素的分离方法(一）提取-系统溶剂法药材醇提液水溶液石油醚苯乙醚乙酸乙酯不同浓度EtOH回收溶剂，加水有机溶剂萃取第三十七页，共八十六页，2022年，8月28日三、香豆素的分离方法（一）提取-其他提取方法1.碱溶酸沉法（条件剧烈）2.超临界CO2萃取3.大孔树脂富集法4.水蒸气蒸馏法（温度高）第三十八页，共八十六页，2022年，8月28日三、香豆素的分离方法(二）分离

提取后可直接利用化合物的溶解性质进行分离。如：香豆素在石油醚中溶解度不大，浓缩时即可析出结晶。1.酸碱分离法（经典分离法）依据——内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。第三十九页，共八十六页，2022年，8月28日酸碱分离法（经典分离法）内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质第四十页，共八十六页，2022年，8月28日三、香豆素的分离方法(二）分离2.层析方法（色谱分离法）

吸附剂——硅胶、中性氧化铝

洗脱剂——已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等

显色——可观察荧光第四十一页，共八十六页，2022年，8月28日应用实例1第四十二页，共八十六页，2022年，8月28日第二节香豆素312334香豆素的结构类型香豆素的化学性质香豆素的分离方法香豆素波谱学特性5香豆素的生物活性第四十三页，共八十六页，2022年，8月28日四、香豆素的波谱学特性（一）紫外光谱（苯环、a-吡喃酮、含氧取代基）UV下显蓝色荧光。

C7位导入-OH——荧光增强

-OH醚化后——荧光减弱母核上无含氧官能团取代时：274nm——苯环311nm——吡喃酮环母核上有含氧取代时：最大吸收向红位移。.第四十四页，共八十六页，2022年，8月28日含氧官能团：羟基(醇,酚),醚键,醛基,酮基,羰基,羧基,酯基,酸酐,硝基第四十五页，共八十六页，2022年，8月28日1无含氧取代

274nm(loge4.03,II带)；311nm(loge3.72,I带)3含氧取代

7-氧取代217,330(s),240,255(w)4位移试剂峰位强度

+乙酸钠：7-OH红移增强

6，8-OH红移降低

+AlCl3：邻二羟基红移四、香豆素的波谱学特性第四十六页，共八十六页，2022年，8月28日四、香豆素的波谱学特性（二）红外光谱（内酯环和芳环结构）1600～1650cm-1——出现1-3个较强峰1500～1600cm-1——芳环吸收1700～1750cm-1——羰基伸缩振动3025～3175cm-1——

C-H伸缩振动第四十七页，共八十六页，2022年，8月28日第四十八页，共八十六页，2022年，8月28日四、香豆素的波谱学特性（三）质谱香豆素类化合物有如下特点：

2.基峰是失去CO的苯骈呋喃离子；1.有强的分子离子峰；3.主要裂解途径是：首先失去CO。第四十九页，共八十六页，2022年，8月28日（四）核磁法鉴定香豆素结构的意义结构新颖的香豆素化合物不仅为创制新药提供了先导化合物，还为设计药效高、毒性低的理想药物提供了独特的化学结构,而核磁谱提供的信息是化合物结构鉴别的主要依据。

四、香豆素的波谱学特性第五十页，共八十六页，2022年，8月28日四、香豆素的波谱学特性1H-NMR

环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应因此：一般δ：H-3:6.1-6.4H-4：7.8－8.1

J=9.5Hzδ值较小δ值较大第五十一页，共八十六页，2022年，8月28日根据化学位移值，高场就是化学位移值比较小，

低场就是化学位移值比较大。看谱图，越左越低对于NMR谱，右侧是高场，越向左场强越低，第五十二页，共八十六页，2022年，8月28日第五十三页，共八十六页，2022年，8月28日四、香豆素的波谱学特性1H-NMR（标志性信号）当C3、C4位未取代时：当C3或C4取代时：第五十四页，共八十六页，2022年，8月28日四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C7-OR、C8或C6烷基取代时：C5-H~7.3

d,J=9HzC6-H~6.8

d,J=9HzC5-H~7.2

sC8-H~6.7

s有远程偶合第五十五页，共八十六页，2022年，8月28日四、香豆素的波谱学特性

13C-NMR香豆素母核上9个碳原子的化学位移值如下:（100-160）

当-OR取代时：连接的碳——+30ppm邻位碳——-13ppm对位碳——-8ppm第五十六页，共八十六页，2022年，8月28日第二节香豆素312334香豆素的结构类型香豆素的化学性质香豆素的分离方法香豆素波谱学特性5香豆素的生物活性第五十七页，共八十六页，2022年，8月28日五、香豆素的生物活性1.肝毒性——有些香豆素对肝有一定的毒性。德国规定：每日香豆素最大耐受的摄入量为0.1mg/kg体重2.抗菌、抗病毒作用——蛇床子、毛当归根中的奥斯脑（Osthole）：抑制乙肝表面抗原；3.抗肿瘤---抑制癌细胞的增殖；通过增强机体免疫功能第五十八页，共八十六页，2022年，8月28日五、香豆素的生物活性4.抗骨质疏松—促进成骨细胞的增殖、骨细胞内碱性磷酸酶的活性和顾胶原的合成5.抗凝血作用6.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；7.光敏作用——可引起皮肤色素沉着；补骨脂内酯可治白斑病8.低浓度可刺激植物发芽和生长作用；高浓度则抑制第五十九页，共八十六页，2022年，8月28日第三节木脂素312334结构类型理化性质提取分离结构鉴定5生物活性第六十页，共八十六页，2022年，8月28日一、结构类型木脂素（lignans）：一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物。通常指其二聚物，少数为三聚物和四聚物。第六十一页，共八十六页，2022年，8月28日一、结构类型早期木脂素的定义：两分子苯丙素以侧链中碳原子（8-8’）连结而成的化合物——木脂素。非碳原子相连（如3-3’、8-3’）——新木脂素。第六十二页，共八十六页，2022年，8月28日一、结构类型木脂素的一些新类型：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；黄酮木脂素（flavonolignan）去甲木脂素(norlignan):母核只有16-17个碳原子。第六十三页，共八十六页，2022年，8月28日一、结构类型桂皮醇（cinnamylalcohol）丙烯苯（propenylbenzene）桂皮酸（cinnamicacid）烯丙苯（allylbenzene）木质素的组成单位第六十四页，共八十六页，2022年，8月28日木脂素的命名：大多采用俗名系统命名C-8构型双分子连接的桥头碳编号含氧官能团位置名称罗汉松脂素一、结构类型第六十五页，共八十六页，2022年，8月28日一、结构类型常见类型如下：（一）二芳基丁烷类（dibenzylbutanes）生源前体第六十六页，共八十六页，2022年，8月28日苄基英文名称：benzylgroup名称2：苯甲基第六十七页，共八十六页，2022年，8月28日一、结构类型（二）二芳基丁内酯类（dibenzyltyrolactones）第六十八页，共八十六页，2022年，8月28日一、结构类型（三）芳基萘类（arylnaphthalenes）第六十九页，共八十六页，2022年，8月28日第七十页，共八十六页，2022年，8月28日一、结构类型（四）四氢呋喃类（tetrahydrofurans）第七十一页，共八十六页，2022年，8月28日第七十二页，共八十六页，2022年，8月28日一、结构类型（五）双四氢呋喃类（furofurans）（六）联苯环辛烯类（dibenzocyclooctenes）第七十三页，共八十六页，2022年，8月28日一、新木脂素结构类型（1）苯骈呋喃类（benzofurans）（2）双环辛烷类（bicyclo[3,2,1]octanes）第七十四页，共八十六页，2022年，8月28日一、结构类型（3）苯骈二氧六环类（4）螺二烯酮类（spirodienones）第七十五页，共八十六页，2022年，8月28日一、结构类型（5）联苯类（biphenylenes）（6）倍半木脂素（sesquilignans）第七十六