天然产物化学09-香豆素与木脂素

概述概念：苯丙素是天然存在的一类含有一个或几个C6-C3基团的酚性物质。常见的有苯丙烯、苯丙酸、香豆素、木脂素等，广义的讲，黄酮类也是苯丙素的衍生物。大多数的天然芳香化合物生源由此而来。取代方式：在苯核上常有羟基和烷氧基取代，有时会有烷基取代。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香豆素的生物活性1.低浓度可刺激植物发芽和生长作用；高浓度则抑制。2.光敏作用——可引起皮肤色素沉着；补骨脂内酯可治白斑病。3.抗菌、抗病毒作用——蛇床子、毛当归根中的奥斯脑：抑制乙肝表面抗原。4.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。5.抗凝血作用——防止血栓形成。6.肝毒性——有些香豆素对肝有一定的毒性。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：㈠简单香豆素类㈡呋喃香豆素类（线型和角型）㈢吡喃香豆素类（线型和角型）㈣其他香豆素类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。如：属此类型的香豆素化合物㈡呋喃香豆素类（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，称为呋喃香豆素。呋喃香豆素类成分生物合成途径：㈢吡喃香豆素类（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：少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：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。二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）荧光（四）碱水解反应（五）呈色反应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。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。（三）与碱液作用长时间加热

香豆素顺邻羟基桂皮酸盐反邻羟基桂皮酸盐（加酸不可逆）应用：碱溶酸沉法提取香豆素注意：加热时间不宜太长

不能与浓碱共沸（裂解—酚类或酚酸）

侧链有酯键的不宜（碱水解）（四）荧光性质香豆素类在可见光下为无色或浅黄色结晶，在紫外光下可见蓝色荧光。7-位导入羟基后，荧光增强，甚至在可见光下也能看到荧光。一般香豆素遇碱后荧光加强。7-羟基香豆素在8-位引入羟基，荧光则消失。（五）呈色反应1.异羟肟酸铁反应（识别内酯）2、与酚类试剂的反应①三氯化铁反应：在酸性条件下，凡是具有酚羟基的化合物均可与三氯化铁试剂反应呈污绿色至蓝绿色。酚羟基越多，颜色越深。②重氮化试剂反应：酚羟基的邻位或对位没有取代，则能与重氮化试剂反应生成红色或紫红色的偶氮染料衍生物。试剂：亚硝酸（实际用的是NaNO2+HClorNaNO2+H2SO4）③若酚羟基的对位未被取代，或6-位上没有取代，其内酯环碱化开环后，可与Gibb’s试剂、Emerson试剂反应。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（一）溶剂提取法1、有机溶剂提取法游离香豆素极性较小，具亲脂性。可用极性小的有机溶剂如乙醚、乙酸乙酯，苯等回流提取。三、香豆素的提取与分离2、极性溶剂提取法用于香豆素苷类的提取。提取试剂一般为水，醇等。3、系统溶剂法提取4、碱溶酸沉法依据：内酯遇碱能开环溶解，加酸能恢复的性质。

碱液加热开环时，要注意碱液的浓度不宜太大，加热时间不宜过长，温度不宜过高，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不能合环。OH‾H（二）水蒸气蒸馏法提取

利用小分子香豆素具有挥发性。（三）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。酸碱分离法，此系经典方法。1.具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。2.香豆素的内酯环性质，于碱液中皂化成盐而加酸后恢复成内酯析出。碱液加热开环时，要注意碱液的浓度和加热时间，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不能合环。对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。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2、色谱法香豆素的混合物部分最后通过层析的方法才能得到单体。香豆素一般用硅胶吸附层析、氧化铝层析和聚酰胺层析。碱性氧化铝可能使香豆素发生降解，故很少使用。对酚性香豆素强吸附，洗脱剂可用己烷—乙醚、己烷-乙酸乙酯和石油醚—乙酸乙酯的混合溶剂。显色：可观察荧光四、香豆素的鉴定（一）薄层色谱法吸附剂：硅胶、纤维素和氧化铝展开剂：偏酸性的混合溶剂或中等极性的混合溶剂简单香豆素：甲苯-甲酸乙酯-甲酸（5：4：1）呋喃香豆素：正己烷-乙酸乙酯（7：3）（二）纸色谱法展开剂：正丁醇-乙酸-水（4：1：5，取上层）显色剂：首选荧光木脂素是一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物。少数为三聚物(倍半木脂素)和四聚物。

大多呈游离状态，少数与糖结合成苷而存在于植物的木部和树脂中，故称之木脂素。

目前已发现200多种木脂素类化合物，其具多种生物活性，如抗癌、抗病毒、抑制生物体内的酶活力、保肝、降低应激反应和对中枢神经系统的作用等。第三节木脂素组成木脂素的单体主要有四种：

（1）桂皮酸（cinnamicacid）

（2）桂皮醇（cinnamylalcohol）

（3）丙烯苯（propenylbenzene）

（4）烯丙苯（allylbenzene）木脂素的生物活性1.抗肿瘤作用鬼臼毒素类木脂素能显著抑制癌细胞的增殖2.肝保护和抗氧化作用五味子果实中的各种联苯环辛烯类木脂素,均有保肝和降低血清谷丙转氨酶作用,用于肝炎的治疗。五味子酯甲，联苯双酯3.抗HIV病毒作用——鬼臼毒素类和五味子素类木酯素4.对中枢神经系统的作用——如：镇静、兴奋作用5.血小板活化因子拮抗活性6.平滑肌解痉作用7.毒鱼作用8.杀虫作用9.其他作用1、简单木脂素：侧链8-8’缩合13456789去甲二氢愈创木脂酸2一、结构与分类2、单环氧木脂素7-7’7-9’9-9’木脂素分子中有一个环氧结构，环氧的位置可以在

7-7’、9-9’、7-9’等位置，形成四氢呋喃环的结构。木脂素分子中含有内酯结构，多在9-9’位形成内酯环。它是单环氧木酯素的氧化状态。也是下面介绍的环木脂内酯的前体，两者常共存于同一植物之中。3、木脂内酯牛蒡子苷元台湾脂素B4、环木脂素苯代四氢萘苯代二氢萘苯代萘分子中有苯代四氢萘、苯代二氢萘和苯代萘等结构类型。自然界中以苯代四氢萘多见。

异紫杉脂素去氧鬼臼毒脂素葡萄糖脂苷5、环木脂内酯112344-苯代萘酞型（上向）12341-苯代萘酞型（下向）1-鬼臼毒脂素由环木脂素C9-C9’间环和成内酯环。内酯环的环和方向有上向和下向两种类型。6、双环氧木脂素芝麻脂素两分子苯丙素分子侧链相互连接，在7-9’和7’-9’之间形成双骈四氢呋喃环。

7、联苯环辛烯型木脂素五味子甲素联苯环辛烯型8、新木脂素厚扑酚水飞蓟素二、理化性质1．物理性状白色结晶、不挥发。2.溶解性游离木脂素------亲脂性木脂素苷-----水溶性增大，并易被酶或酸水解具酚羟基木脂素-------可溶于碱水中。3.光学活性常具多个手性碳原子或手性中心结构，故有光学活性。其生理活性常与手性碳的构型有关，因此在提取过程中应注意操作条件，以免提取的成分发生结构改变。4.酸碱异构化大多数木脂素的分子结构中具多个手性碳原子，有光学活性，它们遇酸或碱后容易发生异构化。5.官能团反应木脂素分子中常见的功能基为醇羟基、酚羟基、甲氧基、亚甲二氧基、羧基和内酯环，因此它们也具有这些功能基所具有的化学性质.显色反应1、酚羟基的反应可发生三氯化铁、重氮化试剂反应2、内酯环的反应含内酯环的木脂素可发生异羟肟酸铁反应，溶液变为紫红色3、亚甲二氧基的反应具有亚甲二氧基的木脂素可发生此反应Labat试剂（没食子硫酸试剂）反应：样品加浓硫酸后再加没食子酸，可产生蓝绿色Ecgrine试剂（变色酸硫酸试剂）反应：样品加浓硫酸后再加变色酸，并保持温度在70-80℃20分钟，可产生蓝紫色三、提取分离游离的木脂素是亲脂性成分，易溶于氯仿、乙醚等溶剂，在石油醚和苯中溶解度小，但通过多次小量溶出，易得纯度较高的产品。木脂素在植物体内常与大量树脂状物共存，本身在溶剂处理过程中容易树脂化，而且低极性溶剂不易渗透植物细胞，宜先用乙醇、丙酮等亲水溶剂提出，得浸膏再以氯仿、乙醚等分次抽出，分离效果较好