植物天然药物化学专家讲座

植物天然药品化学生物技术113植物天然药物化学专家讲座第1页苯丙素

苯丙素是一类含有一个或几个C6-C3单位植物成份，苯环上所取代丙基以丙烯基或烯丙基居多，正丙基或异丙基取代衍生物较少，这类成份包含苯丙烯、苯丙酸（醇）、香豆素、黄酮、木脂素和木质素等。植物天然药物化学专家讲座第2页目录⒈苯丙烯类及其提纯⒉苯丙酸及其缩醛提纯⒊香豆素类及其提取⒋木脂素类⒌木质素类⒍C6-C3类化合物起源植物天然药物化学专家讲座第3页苯丙烯类

苯丙烯多含有较高亲脂性和挥发性物质，常为挥发油主城成份，甚至为某植物挥发主要成份。如丁香油主要成份为丁香酚，八角茴香油主要成份为大茴香醚。因为存在丙烯基和烯丙基结构差异，所以在同一植物中，往往会发觉一些苯丙烯类同分异构体，如杜衡挥发油中甲基丁香酚和异甲基丁香酚。一些含苯烯基成份还有顺反异构体之分，如α-细辛醚和β-细辛醚，前者为液体（b．p．296℃),后者为晶体（b．p．63℃）。在植物成份中，烯丙基苯多于苯烯基苯，这可能与其前体葡萄糖苷在消去葡萄糖时有利于生成烯丙基苯相关。植物天然药物化学专家讲座第4页提取方法：

苯丙素类是一些发挥油主要成份，所以它提取方法也能够参考挥发油提取方法，主要有水蒸气蒸馏法、溶剂萃取法和压榨等三种方法。水蒸气蒸馏法 水蒸气蒸馏法大致有两种：①将原料粗粉置于蒸馏器中加水侵泡后直火或封闭蒸汽管加热蒸馏;②将原料置于将原料置于蒸馏锅下部装置多孔板上，将原料中发挥油蒸出。溶剂萃取法 用戊烷、石油醚、二硫化碳、乙醚等低沸点溶剂在温室渗漉，蒸去溶剂即得。也可用油脂如无臭豚脂、牛脂混合物等进行加热浸取，含挥发油油脂再用乙醇萃取或用水蒸气蒸馏法制取。压榨法 含挥发油较多原料，如柑橘、柠檬果实也能够直接压榨而得。植物天然药物化学专家讲座第5页苯丙酸及其羧醛这类植物成份主要是桂皮酸衍生物。植物中广泛存在主要有4种羟基桂皮酸，即：对羟基桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸和芥子酸。另外还发觉了较少取代桂皮酸类苯丙酸类成份，如异阿魏酸等。除此之外，丹参中一个水溶性成份丹参素，以及苯环上异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃或吡喃环，如芸香中gravolenicacid及Eriostemon属植物中erostemonicacid等都属于苯丙酸类成份。羟基桂皮酸常以酯形式出现，由咖啡酸和奎宁酸形成酯最为常见，如绿原酸为3-O-咖啡酰奎宁酸，新绿原酸为5-O-咖啡酰奎宁酸，萊蓟素是1,5-二-O-咖啡酰奎宁酸。植物天然药物化学专家讲座第6页提取方法：

苯丙酸及其缩醛在性质上和没食子酸及其鞣质相同，在提取分离时常伴伴随鞣质及鞣质分解产物，所以能够借鉴鞣质提取方法，如用铅盐法使之形成不溶性铅盐沉淀出来，也能够利用乙酸乙酯从浓缩后水提取物中萃取。植物天然药物化学专家讲座第7页香豆素类

香豆素以游离或糖苷形式广泛方分布于植物界，有27个科，100各种植物分离出香豆素类化合物，已发觉香豆素约900各种，因最早由豆科植物中提取得到，并含有芳香气味，所以称为香豆素。从新鲜干草或干饲料植物中所散发出来香甜味，就是香豆素产生。香豆素结构和类型香豆素性质和检识香豆素提取与分离香豆素判定与结构测定香豆素类化合物生物活性植物天然药物化学专家讲座第8页香豆素结构和类型

香豆素是含有苯并α-吡喃酮母核一类化合物总称。在结构上可看做是顺邻羟基桂皮酸失水而成内酯，含有多方面生物学活性。按照其结构特点可分为5个小类。1.简单香豆素类2.呋喃香豆素类3.吡喃香豆素类4.异香豆素类5.其它类香豆素植物天然药物化学专家讲座第9页⒈简单香豆素类

仅在苯环上含有一些简单取代基香豆素类。这些取代基普通为羟基、烷氧基，少数情况下为5个碳羟基（常为异戊基）取代，取代位置主要为C7、C6和C8位，C7位总为含氧基，如木樨科植物白蜡树等植物树皮制成中药秦皮中含有香豆素类：如七叶内酯。而当归中当归内酯则属于含有异戊基取代简单香豆素类。植物天然药物化学专家讲座第10页⒉呋喃香豆素类

指由苯环上取代基环合成呋喃环香豆素类。普通是位于苯环上异戊烯基与邻位酚羟基成环，同时降解3个碳原子。 若呋喃环环合于苯并α-吡喃环6,7位，称为线性呋喃香豆素，如补骨脂内酯。若呋喃环环合于7,8位，称为角型呋喃香豆素，如茴芹内酯。 在一些植物中还存在呋喃环环合后，3个碳不被降解化合物类型，如紫花前胡中紫花前胡内酯。 在黄皮中含有一个单萜呋喃香豆素，含有钙离子拮抗作用。植物天然药物化学专家讲座第11页⒊吡喃香豆素类

由苯环上异戊烯基环合成吡喃环香豆素。也依据呋喃环位置分为线性和角性两种，普通线性结构较多。美洲黄木树皮分离到花椒树皮素属于线性结构。4.异香豆素类 是香豆素异构体，它们普通带有一些复杂取代基。如虎耳草科岩白菜属植物中镇咳有效成份岩白菜素等。植物天然药物化学专家讲座第12页5.其它类香豆素

如双香豆素以及α-吡喃酮环上含有取代基香豆素类。如苜蓿（xu）中紫苜蓿酚为2个香豆素单元中间经过一个亚甲基链接双香豆素，已在临床上用做抗凝血药品，而紫苜蓿内酯则是一个吡喃酮环上含有复杂取代基香豆素类。普通在α-吡喃酮环上取代基位于C3和C4上，有苯基、羟基、异戊烯基等。植物天然药物化学专家讲座第13页香豆素性质和检识

⒈物理性质

游离香豆素普通呈结晶状，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚石油醚等有机溶剂，能溶于沸水而难溶于冷水。香豆素苷能溶于水、甲醇、乙醇，而难溶于乙醚、苯等极性小有机溶剂。大都数小分子香豆素类含有挥发性，可随水蒸气蒸馏，并能升华。但与糖结合成苷则无香气，也不能升华。香豆素本身无荧光，但其羟基衍生物在紫外灯下显荧光，若遇浓硫酸则产生特征蓝色荧光。植物天然药物化学专家讲座第14页⒉内酯性质

⑴碱水性

香豆素母核上因为有酚羟基组成六元环内酯，所以突出地表现出内酯性质，在稀碱条件下发生水解，形成顺邻羟基桂皮酸钠黄色溶液。反应以下：植物天然药物化学专家讲座第15页⑵异羟肟酸铁显色反应

香豆素内酯环开环后，还可与盐酸羟胺缩合，再在酸性条件下与铁离子络合形成红色异羟肟酸铁，所以异羟肟酸铁反应可作为香豆素显色反应，若同时对氯化铁试剂显色，则可初步确定为香豆素类化合物。植物天然药物化学专家讲座第16页⒊Gibbs和Emerson显色反应

这两个反应均是发生在酚羟基对位活泼氢反应。若香豆素含有以下特殊结构：5-OH且8位无任何取代或8-OH且5位无任何取代，则能够发生Gibbs反应，与2,6-二氯苯醌氯亚胺生成蓝色配合物或发生Emerson反应，与氨基安替比林和铁氰化钾生成红色化合物。经过此反应可确定香豆素骨架上取代类型。 反应以下：植物天然药物化学专家讲座第17页植物天然药物化学专家讲座第18页⒋氧化和还原反应 α-吡喃环上双键因与苯环共轭，不易发生氧化，但溴能够与香豆素加成，生成3,4-二溴香豆素类，再经NaOH处理，可脱去一份子溴化氢生成3-溴香豆素。 香豆素类化合物能够被KMnO4氧化生成各种小分子羧酸，如水杨酸、丁二酸等。植物天然药物化学专家讲座第19页香豆素提取与分离

依据香豆素物理性质，普通有三类提取和分离方法。

①水蒸气蒸馏法。利用是游离香豆素挥发性，所以对香豆素苷不能用此法提取。

②碱溶酸沉淀。利用香豆素能够溶于热碱中，加酸又析出性质，是香豆素和其它化合物分开，此反应应用必修注意碱浓度，防止长时间加热，以免结构被破坏。

③系统溶剂提取。利用游离香豆素易溶于有机溶剂性质，能够乙醚、乙酸乙酯直至甲醇进行梯度提取。 香豆素分离普通用色谱法，惯用硅胶、聚酰胺、中性或酸性Al2O3作为吸附剂，石油醚、正己烷、乙酸乙酯等混合溶剂洗脱植物天然药物化学专家讲座第20页香豆素判定与结构测定

香豆素类化合物在UV和IR中都有特征峰，可接此进行结构判定。在UV中将显示苯环B带、α，β不饱和内酯K带和R带苯并α-吡喃酮母核上引入取代基将长生红移，而且不一样集团，羟基影响大于烷氧基，烷氧基影响大于烷基。而且香豆素在碱性条件下将显著红移。香豆素类化合物生物活性

①香豆素类化合物含有光敏性质。呋喃香豆植物天然药物化学专家讲座第21页

素外或内服后经日光照射，可引发皮肤色素从容，可作为光敏农药。如伞形花内酯、佛手内酯、补骨脂素等有吸收紫外线和抗癌射作用，花椒毒内酯在光化学治疗银屑病上取得了良好效果。

②抗菌、抗病毒和消炎活性。如七叶内酯及其苷是中药秦皮治疗痢疾有效成份，从加密焕军代谢物中分离出来亮菌甲素能够治疗胆囊炎，从蛇床子中分离出来蛇床子素能治疗脚癣、湿疹、阴道滴虫等，并有抑制乙型肝炎表面抗原作用。

③松弛平滑肌、解痉挛活性。如岩白菜、矮地茶等植物中含有矮茶素对治疗慢性支气管有很好镇咳作用。植物天然药物化学专家讲座第22页

④扩冠作用。如白芷中白芷素。

⑤抗凝血作用。如海棠果内酯、一些双香豆素含有这方面活性。植物天然药物化学专家讲座第23页

木脂素类

木脂素，也称木脂体，是有2分子或3分子苯丙基以不一样形式聚合而成一类化合物，当前已知超出200种，广泛存在于植物木质部和树脂中，多以游离态，少数成苷形式与树脂或树胶共存。20世纪70年代初，从小檗科鬼臼属植物中得到含有一定抗癌活性1-鬼臼毒素后，对木脂素类化合物研究越来越活跃，发觉了一系列含有生理活性类型。 组成木脂体苯丙基单位有对羟基桂皮植物天然药物化学专家讲座第24页

醇、松柏醇、芥子醇等。 不一样种植物含有木脂素单体不一样，蕨类和裸子植物中木脂素主要由松柏醇组成，被子植物则皆有松柏醇和芥子醇，而单子叶植物中主要为对羟基桂皮醇。木脂素结构绝大数是2个苯丙基经过侧脸中间碳原子（β-碳原子）相互连接，而γ-碳原子上含氧官能团相互缩合，形成各种骨架形式。现在木脂素中最常见是9种类型。

（一）木脂素类型

⒈简单木质素 这类木脂素仅含有2个苯丙基单元植物天然药物化学专家讲座第25页Β-碳原子相互连接。

⒉单环氧木脂素 这类木脂素实在简单木脂素基础上，2个苯丙基单元上2个α-C经过氧原子形成四氢呋喃环。这个四氢呋喃环也可形成于α-C和γ-C之间，或γ-C和γ-C之间。

⒊双环氧木脂素 这类木脂素实在简单木脂素基础上，两个苯丙基单位α-C和γ-C之间经过氧原子同时形成2个四氢呋喃环。天然存在双环氧木脂素均含有顺式连接双并四氢呋喃环，轻易异构化。植物天然药物化学专家讲座第26页

⒋木脂内酯 这类木脂素实在简单木脂素基础上，两个苯丙基单位2个γ-C以五元环内酯形式存在。在生物体内它们被认为是环木脂内酯前提，经常相互共存于同一植物内。

⒌环木脂素 这类木脂素实在简单木脂素基础上，一个苯丙基单元α-C与另一苯丙基单元苯环形成了第三个六元环，即形成了苯代萘结构。植物天然药物化学专家讲座第27页

⒍环木脂内酯 这类木脂素兼有内酯和环木脂素结构特征。依据γ-C环合成内酯环形式，可分为4-苯基-2,3-萘内酯型和4-苯基-2,3-萘内酯型。

⒎联苯环辛烯类 这类木脂素2个苯丙基单元有2个链接部位，其一，2个苯环直接相连，其二，丙基上2个β-C相连，所以组成了一个八元环。

⒏新木脂素植物天然药物化学专家讲座第28页

这类木脂素属简单联苯类，或苯环经过醚键链接，而其丙基不相连，或丙基含有较多特殊和少见连接方式。

⒐其它类木脂素 这类木脂素碳架比较复杂，经常不但有木脂素结构，而且还有其它类化合物碳架。

（二）木脂素性质和检识

游离木脂素普通为无色晶体，仅新木脂素类较难结晶。少数能升华，含有亲脂性，易溶于苯、乙醚、氯仿等非极性溶剂，难溶于水。大多数木脂素类结构中都存在不对称碳原子所以含有光化学活性。 化学性质方面，含有内酯环木脂素将表现出内酯性质，尤其是在酸碱条件下，内酯环容植物天然药物化学专家讲座第29页

易发生变构，这些变构常引发生物学活性丧失 木脂素分子中常见酚羟基、醇羟基、甲氧基、亚甲二氧基、羧基和内酯环等，可利用重氧化试剂、Gibbs试剂等酚性试剂检出酚羟基存在，利用Labat反应或Eegrine反应显色检测亚甲二氧基存在，利用溴酚蓝试剂判别羟基存在，利在异羟肟酸铁检测内酯环存在。 木脂素还能够与茴香酸-硫酸试剂、5％磷钼酸或10％硫酸试剂显蓝绿色或蓝紫色，这类反应可作为木脂素类化合物检植物天然药物化学专家讲座第30页测反应（三）木脂素提取与分离 木脂素因为极性不高，所以经常环己烯、二氯甲烷、乙酸乙酯等提取。但在植物体内也有木脂素以苷形式存在，所以也惯用甲醇、乙醇或丙醇进行提取。含有内酯环木脂素还能够利用内酯环性质进行提取。在提取过程中经常以血小板凝聚试验进行活性帅选，如牛蒡（bang）子粗粉，首先经过环己烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇和水分布提取，经血小板凝聚试验筛选出乙酸乙酯和甲醇部分含有活性。用这两部分分离物用色谱方法深入进行纯化，乙酸乙酯部分用二氯甲烷-乙酸乙酯洗脱 ，得到牛蒡子苷元，甲醇部分用梯度洗脱方法得到牛蒡子苷。 木脂素色谱分离惯用吸附剂为硅胶和中性

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氧化铝，利用sephadexLH-20和高速逆流色谱也可取得很好分离效果。（四）木脂素结构判定 木脂素结构判定是波谱分析、分析、衍生物制备和氧化分解法综合应用，其中NMR对木脂素检测已积累了较多数据。 ⒈UV谱⒉IR谱⒊NMR谱⒋MS谱

（五）木脂素类化合物生物活性

①抗肿瘤活性 ②保肝作用

③抗氧化活性

④血小板活化因子和血钙拮抗活性 ⑤降低应激反应和中枢神经系统作用植物天然药物化学专家讲座第32页木质素类

木质素是多分子苯丙基聚合物，是组成植物体，尤其是木本植物基本物质之一，其组分单元因植物种类而异，但大部含有松柏醇、芥子醇、对羟基桂皮醇单元，相对分子质量2800～6700之间，单元间结合形式多样。C6-C3类化合物生源含有C6-C3骨架化合物，如以上介绍苯丙基芳烃及丙基酚类、丙基醇酚类、丙基醛或酸类、香豆素类