第6章 香豆素和木脂素(PPT-84).ppt

1、第6章 香豆素和木脂素,1、了解香豆素和木脂素的分布、生源途径和 生理活性。 2、熟悉香豆素和木脂素的结构和分类。 3、掌握香豆素和木脂素的理化性质和检识。 4、掌握香豆素的提取、分离方法。 5、熟悉香豆素和木脂素的波谱分析。,概述,香豆素、木脂素都是植物体内存在的一类具有C6-C3 基本骨架的化学成分，也称苯丙素类。生物合成由桂皮酸 途径而来。 广义上讲，苯丙素类成分还包括简单苯丙素、黄酮类 等天然芳香族化合物。 简单苯丙素类包括苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸 等类型。,生源关系示意图,6.1 香豆素,1.结构分类 2.理化性质 3.提取分离 4.检识方法 5.结构研究 6.中药实例,6.1

2、 香豆素（coumarins）,定义：具有苯骈-吡喃酮母核的一类天然化合物的总称，在结构上可以看成是顺邻羟基桂皮酸失水而成的内酯。结构中多连有含氧基团，如OH等。 分布：高等植物，以芸香科和伞形科多。 存在形式：游离状态或与糖结合成苷。 生理活性：如秦皮、补骨脂、蛇床子、胡桐等。,1.结构和分类,（1）简单香豆素类 （2）呋喃香豆素类 （3）吡喃香豆素类 （4）其他香豆素类,（1）简单香豆素,（2）呋喃香豆素,（3）吡喃香豆素,（4）其它香豆素,2.理化性质,（1）性状 （2）溶解度 （3）内酯的碱水解反应 （4）与酸的反应 （5）双键加成反应 （6）氧化反应,（1）性状 游离香豆素为结晶性固

3、体，也有部分呈玻璃态或液态。 分子量小的香豆素多具芳香气味与挥发性，能随水蒸气蒸 出，并能升华。香豆素苷类多数无香味和挥发性，也不能 升华。在紫外光下，香豆素类成分多显蓝或紫色荧光。 （2）溶解度 游离香豆素易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等溶剂， 也能溶于沸水，但不溶于冷水。香豆素苷类易溶于水、甲 醇、乙醇，难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。,（3）内酯的性质和碱水解反应 水解速度与C7位取代基有关：OH-OCH3香豆素,特殊水解反应：,（4）与酸的反应 在酸的作用下，OH邻位有不饱和侧链时易环合； 有醚键时易水解。,（5）双键加成反应 侧链双键呋喃或吡喃环上双键C3-C4双键,（6）氧化反应,

4、3.提取与分离,（1）提取方法 溶剂提取法：甲醇、乙醚等，分成不同部位再分离。 碱溶酸沉法：利用内酯性质。注意碱浓度和加热时间。 水蒸气蒸馏法：适用小分子游离的香豆素。 （2）色谱分离 游离香豆素：硅胶、中性或酸性氧化铝为吸附剂。 香豆素苷：活性炭-硅藻土、反相柱等。 呋喃香豆素：二甲酰胺或乙二醇纤维素等。,例如：橘子油橙皮油素的分离,正相和反相色谱的区别,4.检识方法,（1）物理检识：荧光 （2）化学检识：异羟肟酸铁反应 三氯化铁反应 重氮化反应 Gibbs反应 Emerson反应 （3）色谱检识：纸色谱 薄层色谱,（1）物理检识荧光,荧光性质：吸收UV光，物质发亮。物质受到光照射时，除吸收

5、某种波长的光之外还会发射出比原来吸收波长更长的光；当激发光停止照射后，这种光线也随之消失，这种光称为荧光。 香豆素母体本身即无取代的香豆素并无荧光，而-OH香豆素在紫外光下大多显出兰色荧光，在碱液中荧光增强。香豆素荧光的有无，与分子中取代基的种类和位置有一定关系。 7-羟基香豆素显强烈蓝色荧光，加碱后变为绿色。 7,8-二羟基香豆素，荧光消失。 羟基醚化后，荧光也减弱。,（2）化学检识显色反应,Gibbs反应：判断-OH对位（C6）有无取代基，蓝色。 试剂是2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，其在弱的碱性条件下与酚对位活泼氢缩合成蓝色物。 Emerson反应：判断-OH对位（C6）有无取代基，红色。

6、 试剂是4氨基安替比林和铁氰化钾，其在碱性条件下与酚对位活泼氢反应生成红色。 重氮化反应：判断-OH的邻对位有无取代基，红紫红。 香豆素酚OH邻对位无取代时，可与重氮化试剂反应生成红色至紫红色的偶氮染料。,（2）化学检识显色反应,三氯化铁反应：判断游离酚羟基的有无，不同颜色。 具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与三氯化铁试剂络合而产生不同的颜色。 异羟肟酸铁反应：内酯环的反应，红色。 碱性条件下，内酯开环，与盐酸羟胺中的羟基缩合生成异羟肟酸，然后在酸性条件下与三价铁盐络合而显红色。,（3）色谱检识,纸色谱 溶剂系统：碱性 Rf小（离子态） 酸性 Rf大（分子态） 中性 拖尾（离子态、分子态）

7、溶剂系统：水饱和异戊醇、水饱和氯仿 正丁醇-醋酸-水（BAW 4:1:5上层） 乙酸乙酯-吡啶-水（2:1:1上层） 硼砂饱和正丁醇（能与邻二-OH络合） 显色：紫外（荧光），再喷10%KOH/EtOH或20%SbCl3,薄层色谱 吸附剂：硅胶（用缓冲液处理） 酸性氧化铝 展开剂：石油醚-氯仿（1:1） 石油醚-二氧六环（10:2） 石油醚-乙醚（1:1） 显色剂：紫外（荧光） 20%SbCl3,5.结构测定,（1）UV 未取代香豆素：苯环 274nm(lg4.03) 吡喃酮 311nm (lg3.72) 羟基香豆素：红移（特别是在碱性溶剂中）， 吸收峰位置随测试溶液的酸碱性而变化。,（2）I

8、R 1750-1700cm-1 1645-1625cm-1 简单香豆素：1660-1600cm-1，3个强吸收峰 呋喃香豆素：1639-1613cm-1（呋喃环）,（3）1H-NMR C=O影响：质子信号分为两组。 H3 H6 H8 在较高场； H4 H5 H7 在较低场。 烯氢质子：具鉴别特征的信号。 H3，6.1-6.3 ppm（d,J=9.5Hz） H4，7.6-8.1 ppm（d,J=9.5Hz）,简单香豆素：苯环质子化学位移6-8 ppm。 7-氧代：5H处于最低场，7.38，d, J=9Hz 6H和8H处于较高场，6H(dd)，8H(d) 5,7-二氧代：6H处于高场，8H处于低场

9、d，J=2Hz （内酯结构的氧不如-OR的供电作用强） 7,8-二取代：5H处于低场7.2ppm，6H处于高场6.8ppm，d,J=9 6,7-二取代：8H处于高场6.8ppm，5H处于低场7.2ppm，s 5,6,7-三取代或5,7,8-三氧代：8H或6H均为单峰。,呋喃香豆素： 线型：H2 7.5（d,J=2.5） H3 6.7（d,J=2.5） 角型：H2 7.5（d,J=2.5） H3 7.0（d,J=2.5）,（4）13C-NMR -OR：相连C +30ppm 邻位C 13ppm 对位C 8ppm -CH3：-C +5-12ppm 成苷：-C 0.6-1.3ppm -C +0.5-1

10、.5ppm 呋喃或吡喃香豆素：C7 149-162ppm,（5）MS 分子离子峰较强，基峰多是MCO。,具有异戊烯基取代的香豆素，易失去侧链上的甲基， 得到高度共轭的碎片，而不是先失去CO。同时还可能发生 异戊烯基的-开裂。,实例1：,瑞香科植物用乙醚提取,经分离得到一晶体(祖师麻)。浅黄色结晶， mp.263，C9H6O4。荧光不明显，有升华性。可溶于乙醚、乙酸乙酯、 乙醇，难溶于水。 用热NaOH/H2O可溶解，加酸又可析出黄色沉淀（内酯环）。 加2%FeCl3，（+）墨绿色（酚-OH）。 异羟肟酸铁，（+）橙红色（内酯环）。 Emerson，（+）红棕色（酚羟基对位无取代基）。 氨性Ag

11、NO3，（+）褐色沉淀（邻二酚-OH）。 MS有178,150,122主要碎片峰（均为M-28，提示为香豆素）。 IR：3510(-OH)，1680(C=O),1600-1500(苯环),820(邻位芳氢)。,实例2：,紫花前胡中含有丰富的线型二氢吡喃香豆素，紫花前胡素D是从中 分离到的新化合物。白色颗粒状结晶(MeOH)，mp.98-99，D-16.2 (CHCl3)。由HR-EIMS获知分子量为344.1185，由此确定分子式为C19H6O20， 不饱和度为10。紫外光下显蓝紫色荧光。可溶于氯仿、乙醇等，不溶水。 异羟肟酸铁反应阳性（内酯），FeCl3反应阴性（无酚OH）。 UV：219，

12、257，324nm。IR：3400(-OH)，1730(C=O), 1710(C=O), 1620，1570，1500，1460，1240，1080，1045(苯环、双键、内酯)。,1HNMR(CDCl3)： 7.63,6.25(各1H,d,J=9.5)，AB偶合，分别为H4和H3的典型吸收。 7.31,6.74(各1H,s)，分别为H5和H8。 1.57,1.38(各3H,s)，2个CH3。 6.07,3.90(各1H,d,J=6.8)，吡喃环上H4和H3（反式），且有取代基。 3.60(1H,br.s,重水交换后消失)，OH。 6.20(1H,br.q,J=7.0)，2.01(3H,br.

13、d,J=7.0)，1.94(3H,br.s)，示 有取代基C(CH3)=CH-CH3 。,紫花前胡素D经温和碱水解，反应液用酸中和后以氯仿萃 取，再用硅胶柱色谱分离得到主要产物反式紫花前胡醇。 由此确定结构为3(S)-羟基-4(R)-当归酰氧基-线型二氢 吡喃香豆素。,6.中药实例,（1）秦皮 化学成分：药效物质主要是香豆素类，苦枥白蜡树皮 含有七叶内酯、七叶苷；白蜡树树皮含有秦皮素、七叶内 酯；宿柱白蜡树皮中含七叶内酯、七叶苷、秦皮素等。,提取分离：从苦枥白蜡树皮中提取分离七叶内酯和七叶苷。,（2）前胡 化学成分：白花前胡主要含角型二氢吡喃香豆素类， 紫花前胡主要含线型二氢呋喃及线型二氢吡喃

14、香豆素类。,6.2 木脂素,1.结构分类 2.理化性质 3.提取分离 4.检识方法 5.结构研究 6.中药实例,6.2 木脂素,木脂素(lignans)是一类由两分子苯丙素（C6-C3） 衍生物聚合而成的天然化合物，少数是三聚物和四聚物。 多数呈游离状态，少数成苷存于植物的木部和树脂。,1.结构和分类,（1）简单木脂素 （2）单环氧木脂素 （3）木脂内酯 （4）环木脂素 （5）环木脂内酯 （6）双环氧木脂素 （7）联苯环辛烯型木脂素 （8）新木脂素,（1）简单木脂素（simple lignanas）,（2）单环氧木脂素（monoepoxylignans）,（3）木脂内酯（lignanolide

15、s）,（4）环木脂素（cyclolignans）,（5）环木脂内酯（cyclolignolides）,（6）双环氧木脂素（bisepoxylignans）,（7）联苯环辛烯型（dibenzocyclooctene lignans）,（8）联苯型木脂素（biphenylene lignans）,2.理化性质,（1）性状 （2）溶解度 （3）光学活性与异构化作用,（1）性状：木脂素多为无色结晶，少数能升华， 一般无挥发性。多呈游离型，少数与糖成苷。 （2）溶解度：游离木脂素溶于乙醇、氯仿、苯等 溶剂，难溶于水。木脂素苷水溶性增加。,（3）光学活性与异构化作用,3.提取与分离,（1）提取方法 溶剂法

16、 碱溶酸沉法 （2）分离方法 色谱法,（1）提取方法,溶剂法 游离木脂素：乙醚等溶剂。 木脂素苷：苷类提取方法，用丙酮、乙醇等溶剂。 碱溶酸沉法 木脂内酯 酚羟基木脂素,（2）分离方法,色谱法 吸附剂：硅胶、中性氧化铝。 展开剂：石油醚-乙醚、氯仿-甲醇等。,4.检识方法,（1）理化检识 三氯化铁试剂：酚羟基。 Labat试剂（浓硫酸没食子酸）：产生蓝绿色。 检查亚甲二氧基。 Ecgrine试剂（变色酸浓硫酸）：加热后产生蓝紫色。 检查亚甲二氧基。,4.检识方法,（2）色谱检识（TLC） 吸附剂：硅胶 展开剂：氯仿、氯仿-甲醇、乙酸乙酯-甲醇等 显色剂：茴香醛浓硫酸，110加热5min 5%或

17、10%磷钼酸，120加热至斑点出现 10%硫酸，110加热5min 三氯化锑，100加热10min/UV 碘蒸气，熏/UV,5.结构研究,（1）化学方法（氧化反应） （2）波谱分析 UV IR NMR MS,UV,木脂素的2个芳环，相似，有加和性。 区别芳基四氢萘、芳基二氢萘和芳基萘型木脂素。,如确定苯代二氢萘型木脂素的B环双键位置：,IR,-OH 3620-3200cm-1 内酯 1750cm-1 1600，1500cm-1 940cm-1,1H-NMR,单环氧木脂素,环木脂内酯：区分内酯环的上向和下向。,双环氧木脂素,13C-NMR,（1）芳基对称，则芳香碳相同。 （2）连有含氧基团的碳，

18、高于其他位置碳。 （3）内酯羰基位于最低场（=178.6ppm）。,MS,实例：,南五味子素是五味子科植物日本南五味子茎中的一个木脂素，mp.98， D-39(CHCl3)。分子式为C25H308，MS m/z：458(M+）,398(M+ -HOAc）。 IR max cm-1：1735(酯)，1615，1600，1585，1495（苯环）。 UV max nm()：230(26300)，254（11300），278（3500），与五味 子醇甲相似，表明为联苯环辛烯类木脂素。,1HNMR: 0.95（3H,d,J=7,CH3-C8 ） 1.08（3H,d,J=7,CH3-C7） 1.60（3H,s,CH3CO） 1.92-2.20（2H,m,H7和H8） 2.67（2H,d,J=4.2,H6） 3.65,3.83,3.89,3.92（各3H,s,4个OCH3） 5.67（1H,d,H9） 5.99（2H,s,OCH2O） 6.48（1H,s,H11） 6.