第4章黄酮类化合物

第四章黄酮类化合物Contents概述1理化性质2提取、分离与检识3基本要求掌握黄酮类化合物的概念、化学性质。熟悉黄酮类化合物的结构类型、分类依据、一般性质以及槐米中黄酮类化合物的性质。了解黄酮类化合物的分布特征、存在形式、生物活性。导学情景情景描述

第二次世界大战以日本被投下原子弹而结束，在原子弹爆炸的幸存者中，不少人因为受到原子辐射，相继发生怪病并陆续死亡。但后来研究发现有三类幸存者存活率高，放射病低，他们分别是茶农、茶商、饮茶成癖者。这三类人都和茶叶打交道，可见茶叶是很好的东西，具有抗辐射的功效。经研究发现，茶叶里的茶多酚是功臣，被誉为“辐射克星”，而茶多酚属于黄酮类化合物。学前导语黄酮类化合物在自然界分布非常广泛，在我们的日常生活中，也随处可见，如粮食、蔬菜、水果、茶叶、葡萄酒等，具有很广泛的生物活性，受到国内外的普遍重视。一、定义：

黄酮类化合物是泛指两个苯环通过三碳相互连接而成的一系列化合物。第一节概述二、分布：

主要存在于双子叶植物中，如芸香科、银杏科、豆科、菊科、伞形科等含黄酮化合物的常见中药：金银花、芫花、红花、黄芩、枳实、甘草、黄芪、佛手、葛根、槐花、菊花、苦荞等。二、存在形式：

多以苷的形式存在：O-苷和C-苷三、生物活性：

心血管作用消化系统作用呼吸系统作用抗菌消炎作用抗肿瘤作用抗肿瘤作用：黄芩苷：抑制肝癌细胞转移甘草查耳酮：抑制乳腺癌细胞和白血病细胞芹菜素：抑制前列腺癌细胞绿茶、洋葱中的黄酮：预防胃癌、肺癌对心血管系统的作用：槐米中的芦丁、陈皮中的陈皮苷：降低血管的脆性，防治高血压及动脉粥样硬化银杏的银杏黄酮、葛根中的葛根素：明显扩张冠状动脉而降压对内分泌系统的作用：大豆、葛根中的大豆素（异黄酮）：雌激素样作用对免疫系统的作用：芦丁：抑制流感病毒、脊髓灰质炎病毒黄芪总黄酮：对疱疹病毒作用好，同时对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌有抑制作用其他作用：保护肝脏、抗氧化、抗衰老；抗抑郁、抗辐射；泻下、解痉作用。知识链接“紫色黄金”----蜂胶

蜂胶是蜜蜂从植物的新生枝芽或树皮上采集的树胶，混以自身分泌物加工而成的芳香胶状体。4万-5万只蜂蜜一年仅能采到40-60g的蜂胶，被誉为“紫色黄金”。蜂胶皇是蜂胶中的极品，每千克中总黄酮含量高达9300mg以上，且与其他成分呈黄金配比，有协同作用。科学家们给予蜂胶皇许多美称：血管清道夫、血糖守护神、抗癌勇士、天然免疫增强剂。（一）黄酮与黄酮醇：1、代表化合物：木犀草素、槲皮素2、天然药物—黄芩、芫花、菊花、金银花、槐米等（二）二氢黄酮与二氢黄酮醇：1、代表化合物：甘草苷、水飞蓟素2、天然药物—甘草、橙皮、杜鹃、水飞蓟四、结构类型（根据母核中三碳链的氧化程度、B环连接的位置、三碳链是否成环等特点）水飞蓟素（三）查耳酮：1、代表化合物：红花苷2、天然药物—苦参、红花等（四）异黄酮和二氢黄酮：1、代表化合物：大豆素2、天然药物—葛根等（五）花色素和双黄酮：1、代表化合物：矢车菊素、银杏素2、天然药物—银杏等知识链接红花的颜色变化

2‘-OH查耳酮、二氢黄酮互为异构体，在一定条件下能相互转化，两者的转变常伴随着颜色的变化。例如红花在不同的开花期花冠颜色不同，开花初期花冠呈淡黄色，开花中期呈深黄色，原因就是红花中的新红花苷（二氢黄酮）与红花苷（查耳酮）相互转化。一、性状形态：多为结晶，少数为无定形粉末。颜色：结构存在交叉共轭体系，因此化合物多有颜色。

黄酮（醇）及其苷：呈黄色-灰黄色（与共轭体系连续性有关）

查耳酮：黄-橙色

二氢黄酮（醇）：无色（共轭体系中断）

异黄酮：微黄色

花色素可随着pH值的变化颜色有所不同：红色（pH<7），紫色(pH8.5)，蓝色(pH>8.5)第二节理化性质

旋光性：黄酮苷：因结构中的糖分子具有光学活性，固有旋光性，且多为左旋。游离苷元：大多无旋光性，二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷醇除外。二、溶解性：1、游离黄酮类—难溶或不溶于水，易溶于亲水性和亲脂性有机溶剂二氢黄酮类因分子排列松散而比黄酮类亲水性大花色素因以离子形式存在具有盐的通性则亲水性强2、黄酮苷类—易溶于热水和亲水性有机溶剂，难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。三、酸碱性：1、酸性—分子中多含酚OH而显酸性酸性强弱与分子中酚OH数目和位置有关（7，4’-二OH＞7或4-OH＞一般-OH＞5-OH）（可用于提取、分离及鉴定工作）7534'3'C﹥A﹥D﹥B来源：1-位氧原子的未共用电子对，显微弱的碱性，可与强酸生成盐而溶于酸水中。2、碱性：H+1、黄酮类化合物的基本骨架是（）A.Ｃ6－Ｃ6－Ｃ6

B.Ｃ3－Ｃ6－Ｃ3

C.Ｃ6－Ｃ3－Ｃ6D.Ｃ6－Ｃ3－Ｃ32、黄酮类化合物呈色的最主要原因是（）Ａ.具有酚羟基B.具有交叉共轭体系C.具有苯环D.具有羰基3、银杏叶中含有的特征成分类型是（)A.黄酮B.二氢黄酮醇C.异黄酮D.查耳酮E.双黄酮4、下列黄酮中酸性最强的是（）A.3-OH黄酮B.3‘,4’-二OH黄酮C.5，7-二OH黄酮D.7,4＇-二OH黄酮学以致用单项选择题CBED5、黄酮苷和黄酮苷元一般均能溶解的溶剂是（）

A.乙醚B.酸水 C.乙醇D.水6、二氢黄酮的颜色通常为（）A、无色B.黄色C.橙黄色

D.红色E.蓝色7、pH﹤7时花色素的颜色通常为（）A、无色B.黄色C.橙黄色

D.红色E.蓝色学以致用单项选择题CAD1、黄酮苷元结构的主要依据是（）A.三碳链的氧化程度B.来自何种植物C.B环的链接位置D.是否链接糖链E.三碳链是否成环2、具有旋光性的黄酮苷元有A、黄酮B.二氢黄酮醇C.查耳酮D.黄烷醇E.二氢黄酮学以致用多项选择题ACEBDEContents概述1理化性质2提取、分离与检识3第四章黄酮类化合物基本要求掌握黄酮类化合物的检识方法、提取方法与操作技术。熟悉槐米中黄酮类化合物的提取、分离方法。一、提取方法与技术（一）醇提取法提取黄酮苷及苷元：甲醇、乙醇（二）热水提取法提取黄酮苷类：如沸水提取槐米中的芦丁、黄芩中的黄芩苷原理：酚羟基与碱水成盐，加酸后析出。碱：常用饱和石灰水Ca(OH)2、稀氢氧化钠溶液或5%碳酸钠。优点：可使含酚羟基化合物成盐溶解，另一方面可使含COOH的果胶、粘液质、蛋白质等杂质形成沉淀而除去（纯化）（用石灰水溶液提取）。注意：碱性不宜过强，以免破坏黄酮母核；酸化时，酸性不宜过强，pH3~4即可，以免形成盐而溶解；被提取物若含有邻二酚羟基，可加硼砂水提取，以保护邻二酚羟基不受破坏。（三）碱提酸沉法（含酚羟基的黄酮苷及苷元）碱提酸沉法搅拌下加入石灰乳加水300ml槐花米（15g）调节PH8-9直火加热保持微沸30min双层滤纸趁热抽滤滤液残渣在60-70度下，用浓盐酸调PH3-4静置实例操作学以致用工作场景

“芦丁片”为临床中的常用制剂。芦丁有降低毛细血管通透性和脆性的作用，可以保持及恢复毛细血管的正常弹性。用于防治高血压、脑出血；糖尿病视网膜出血和出血性紫癜等。某药厂要生产“芦丁片”，采用槐米作为原料药材（大量实验表明槐米含芦丁可达23.5%），可采用什么方法将芦丁从槐米中提取出来呢？知识运用芦丁属于黄酮类化合物，含游离酚羟基，可采用碱提酸沉法进行提取。二、分离方法与技术分离方法：pH梯度萃取法—用于酸性强弱不同的黄酮苷元的分离（溶解性差异）。有机溶剂萃取法—适用于黄酮苷与苷元的分离。柱色谱法

原理：黄酮苷元酚羟基数目及位置的不同引起的酸性差异酸性比较：7,4’-OH>7-或4’-OH>一般OH>5-OH溶于NaHCO3Na2CO3

不同浓度的NaOH样品乙醚乙醚液依次萃取5%NaHCO35%Na2CO30.2%NaOH4%NaOH分别酸化各部分黄酮pH梯度萃取法黄酮苷元样品乙醚乙醚液思考题：加碱液的顺序是什么？弱碱→强碱柱色谱法—硅胶色谱：按极性大小分离，主要分离极性小和中等极性的化合物。

聚酰胺色谱：黄酮分子可与聚酰胺分子间形成氢键结合。

葡聚糖凝胶色谱：原理：分子筛结合吸附聚酰胺是目前分离黄酮类化合物较为理想的吸附剂，对各类黄酮类化合物（包括苷和苷元）均有较好的分离效果。聚酰胺（形成氢键缔合的能力又主要受分子中酚羟基的数目和位置、洗脱剂含水量及其极性大小、芳香核数目的影响。）采用极性较大的溶剂洗脱时，其洗脱顺序先后：

(1)苷元相同,三糖苷>双糖苷>单糖苷>苷元(2)母核上羟基增加，洗脱速度减慢(3)羟基数目相同,有缔合羟基（邻位酚羟基有分子内氢键）>无缔合羟基（羰基间位或对为酚羟基）(4)不同类型黄酮的洗脱顺序：

异黄酮>二氢黄酮（醇）>查耳酮>黄酮>黄酮醇（芳香核、共轭双键多者吸附力强）习题：下列黄酮化合物，

（1）用聚酰胺柱色谱，含水甲醇梯度洗脱，写出洗脱顺序D，E，C，A，B实例：从中药黄芩中提取黄芩苷1、植物来源：唇形科植物，根入药2、化学成分：黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷、汉黄芩素3、临床功效：清热燥湿、泻火解毒，用于上呼吸道感染、急性咽喉炎、肺炎、痢疾等。其中黄芩苷有抗菌、消炎活性，是“银黄片”的主要成分。4、黄芩苷性质：黄酮类衍生物，几乎不溶于冷水，也难溶于甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂，可溶于沸水。遇三氯化铁显绿色；遇醋酸铅生成橙红色沉淀；溶于碱水中，初显黄色，不久变为黑色；易被共存的酶水解生成黄芩素，后者具有邻三酚羟基，易被氧化成醌类化合物而显绿色，这是黄芩变绿的主要原因。

三、检识方法与技术1、还原反应

HCl-Mg反应

HCl-Zn反应

四氢硼钠（NaBH4)（一）化学检识最常用HCl+MgHCl＋ZnNaBH4

＋

－＋－＋－黄酮(醇)类(苷)异黄酮（少数显色）黄酮醇-3-O-糖苷黄酮醇二氢黄酮类注：二氢黄酮与磷钼酸试剂反应呈棕褐色其它黄酮类化合物二氢黄酮类（苷）黄烷醇类二氢黄酮醇二氢黄酮醇-3-O-糖苷查耳酮橙酮应用：可用于各类化合物的鉴别为（+）的反应，颜色多为橙红-紫红可用于区别专属反应2、络合反应黄酮类化合物分子结构中多具有下列结构：可与金属盐类试剂产生络合反应（1）锆盐（4）镁盐（2）铝盐（5）三氯化铁反应（3）铅盐C3-OH邻苯二酚结构C5-OH（1）锆盐样品乙醇液加2%氧氯化锆甲醇溶液，可使C3-OH或C5-OH黄酮产生鲜黄色配合物；

C3-OH黄酮与锆的配合物对酸稳定

C5-OH黄酮与锆的配合物对酸不稳定因此可借此区别之。C5-OHC3-OH（2）铝盐（3）铅盐黄红（含邻二酚羟基）（4）镁盐二氢黄酮(醇),显天蓝色荧光,有5-OH更明显黄酮(醇)、异黄酮，显黄~橙、黄~褐色3、碱性试剂

NH3蒸气：颜色加深，可逆；Na2CO3反应不可逆。

二氢黄酮遇碱开环：生成查耳酮，显橙黄色。

黄酮类有邻二酚羟基或3，4′-二羟基：在OH-中易氧化。生成由黄色、深红色至绿棕色沉淀。

HCl-Mg反应HCl-Zn反应NaBH4反应锆-枸橼酸反应（+）（+）（-）黄色，加枸橼酸,褪色练习：下面的一个化合物可能发生的反应芦丁（rutin）课堂互动1、如何证明天然药物中含有黄酮类成分？2、区别黄酮（醇）与二氢黄酮（醇）可用什么方法？1、HCl-Mg（Zn）反应2、NaBH4反应（二）色谱检识纸色谱法：适用于黄酮苷及苷元的检识硅胶TLC：尤其对弱极性黄酮类化合物的检识效果好。聚酰胺TLC：特别适用于含有游离酚羟基的苷及苷元的检识。纸色谱法：一般而言，苷元的极性小于苷。苷元采用“醇性”溶剂展开，如正丁醇-醋酸-水；苷多采用“水性”溶剂展开，如2%-6%醋酸水液。

第一相展开：分配作用，醇性溶剂为展开剂。

Rf：苷元>单糖苷>双糖苷第二相展开：吸附作用。水性溶剂为展开剂。Rf：双糖苷>单糖苷>苷元双向纸色谱法：苷及苷元混合物多采用1、可用于区别3-OH黄酮和5-OH黄酮的反应试剂是（）A.盐酸-镁粉试剂B.三氯化铝试剂

C.α-萘酚-浓硫酸试剂D.锆-枸橼酸试剂2、鉴别黄酮类化合物最常用的显色反应是()A.醋酸镁反应B.盐酸-镁粉反应C.三氯化铁反应D.三氯化铝反应3、四氢硼钠反应可用与鉴别（）A.黄酮醇类B.二氢黄酮类C.异黄酮类D.查耳酮类学以致用单项选择题DBB4、提取黄酮苷除采用碱溶解外还可以使用的溶剂是（）

A.冷水浸取法B.乙醇回流法C.乙醚提取法D.酸水提取法5、采用碱溶解沉淀法提取芦丁，用石灰乳调PH时，应调至A.pH6~7B.pH7~8C.pH8~9D、pH9~106、2＇-查耳酮与下列哪个化合物互为异构体（）

A.黄酮B.黄酮醇C.二氢黄酮D.异黄酮7、在黄酮化合物的醇溶液中，加入二氯氧锆甲醇液呈鲜黄色，再加入枸橼酸甲醇液，黄色不褪表示该化合物具A.C₃-O