天然药物化学苯丙素类

天然药物化学苯丙素类第1页/共65页第2页/共65页本章内容

概述

第一节苯丙酸类

第二节香豆素

第三节木脂素第3页/共65页概述定义：

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。苯丙素类化合物生物合成途径如下：第4页/共65页

概述

苯丙素类化合物生物合成途径葡萄糖代谢莽草酸桂皮酸途径苯丙氨酸和酪氨酸咖啡酸对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸苷第5页/共65页

概述

苯丙素类化合物生物合成途径咖啡酸对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸苷阿魏酸邻羟桂皮酸苷苯丙烯类松柏醇伞形花内酯新木脂素类木质素倍半木脂素类丙烯基烯丙基香豆素类木脂素类第6页/共65页第一节苯丙酸类基本结构——酚羟基取代的芳香羧酸。多具有C6-C3结构的苯丙酸类。常见的苯丙酸类：第7页/共65页第二节香豆素

一、香豆素的结构类型

二、香豆素的化学性质

三、香豆素的分离方法

四、香豆素波谱学特性

五、香豆素的生物活性第8页/共65页

第二节香豆素一、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：第9页/共65页

第二节香豆素一、香豆素的结构类型㈠简单香豆素类㈡呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)㈣其他香豆素类第10页/共65页

第二节香豆素一、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。第11页/共65页

第二节香豆素一、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）第12页/共65页

第二节香豆素一、香豆素的结构类型如：属此类型的香豆素化合物第13页/共65页

第二节香豆素一、香豆素的结构类型㈠简单香豆素类㈡呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)㈣其他香豆素类第14页/共65页

第二节香豆素一、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。呋喃香豆素类成分生物合成途径：第15页/共65页第16页/共65页

第二节香豆素一、香豆素的结构类型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+）→吡喃环第17页/共65页

第二节香豆素一、香豆素的结构类型㈠简单香豆素类㈡呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)㈣其他香豆素类第18页/共65页

第二节香豆素一、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。吡喃香豆素类成分的生物合成途径：第19页/共65页第20页/共65页

第二节香豆素一、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：第21页/共65页

第二节香豆素一、香豆素的结构类型㈠简单香豆素类㈡呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)㈣其他香豆素类第22页/共65页

第二节香豆素一、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。第23页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应第24页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质㈠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（可随水蒸汽蒸出）

UV下显蓝色荧光成苷——大多无香味、无挥发性、不能升华。第25页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应第26页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质㈡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。第27页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应第28页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质㈢碱水解反应（内酯性质）第29页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质㈢碱水解反应（内酯性质）欲获得顺邻羟桂皮酸的途径：（顺邻羟桂皮酸的衍生物）1.特殊结构的香豆素如C8位取代基的适当位置上有>C=O、>C=C<、环氧等结构者，可与水解新生成的酚羟基起缔合、加成等作用，可阻碍内酯的恢复。例：第30页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质㈢碱水解反应（内酯性质）先进行碱水解，再进行酸化（避免长时间在碱性下形成反邻羟桂皮酸)由于碱的浓度不同，其反应产物也不同：第31页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质㈢碱水解反应（内酯性质）第32页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质㈢碱水解反应（内酯性质）获得顺邻羟桂皮酸的方法：

1.特殊结构的香豆素

2.醚化第33页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质㈢碱水解反应（内酯性质）碱水解反应的易→难原因：7-OCH3的供电子共轭效应使羰基C难以接受OH-的亲核反应。7-OH在碱液中成盐第34页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质㈢碱水解反应（内酯性质）苄基碳上的酯基碱水解反应第35页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质㈢碱水解反应（内酯性质）苄基碳上的酯基碱水解反应第36页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应第37页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质（四）酸的反应

1.环合反应：指异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合形成环的大小决定于中间体阳碳离子的稳定性第38页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质（四）酸的反应

1.环合反应：中间体阳碳离子的稳定性叔阳碳离子

>仲阳碳离子

>伯阳碳离子

稳定不稳定如obliquetin在HBr的处理下，中间体可生成仲和伯阳碳离子，由于稳定性仲大于伯，因而，生成产物为二氢呋喃香豆素。反应如下：第39页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质（四）酸的反应

1.环合反应：

应用：环合试验可以决定酚羟基和异戊烯基间的相互位置注意：不宜使用浓酸，否则会发生重排反应第40页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质（四）酸的反应

2.醚键开裂：如：东茛菪内酯的烯醇醚第41页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质（四）酸的反应

3.双键加水反应如：黄曲霉素第42页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应第43页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质（五）C3、C4双键性质和加成反应在控制条件下氢化的先后次序为第44页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应第45页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质（六）呈色反应1.异羟肟酸铁反应（识别内酯）第46页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质（六）呈色反应

2.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47页/共65页

第二节香豆素二、香豆素的化学性质（六）呈色反应

2.Gibb反应和Emerson反应Gibb反应：第48页/共65页

第二节香豆素三、香豆素的分离方法(一）提取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49页/共65页

第二节香豆素三、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.酸碱分离法依据——内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。第50页/共65页酚性成分加Et2O提出不水解成分挥干Et2O加NaOH/H2O水解NaHCO3/H2O萃取NaOH/H2O萃取乙醚萃取液NaHCO3/H2OEt2OEt2ONaOH/H2OOH-/H2OEt2OOH-/H2OH2OEt2O酸性成分中性成分加酸中和，加Et2O萃取香豆素类内酯成分第51页/共65页

第二节香豆素三、香豆素的分离方法(二）分离2.层析方法吸附剂——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52页/共65页

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（一）紫外光谱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——吡喃酮环有含氧取代时：最大吸收向红位移。第53页/共65页

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（二）红外光谱3025~3175cm-1——C-H伸缩振动1700~1750cm-1——羰基伸缩振动1500~1600cm-1——芳环吸收1600~1650cm-1——出现1~3个较强峰第54页/共65页

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应因此：第55页/共65页

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C3、C4位未取代时：当C3或C4取代时：第56页/共65页

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C7-OR时：第57页/共65页

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C5,C7二氧代：第58页/共65页

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C7-OR、C8或C6烷基取代时：第59页/共65页

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（四）