第五章苯并素类化合物-香豆素2.ppt

1、四、香豆素类的提取和分离,(二)香豆素类的分离,(一)香豆素类的提取,A 系统溶剂法 B 碱溶酸沉淀法 C 水蒸气蒸馏法,(A)系统溶剂法,药材,乙醇提取物,石油醚（脱脂）,丙酮（中等极性）,乙酸乙酯(中等极性),正丁醇(中等偏大),乙醚（小极性）,(B)碱溶酸沉淀法*,原理：香豆素具有内酯环结构，可被热的稀碱液皂化溶解，酸化后环合沉淀析出。 例：补骨酯的乙醚提取液,用碳酸 氢钠和氢氧化钠提出酸性成分和酚 性成分,蒸去乙醚,加碱液水解,乙 醚抽提杂质,酸化后香豆素析出。,缺点:香豆素的开环产物顺式邻羟基桂皮酸在碱液中长时间加热会异构化,成为反式邻羟基桂皮酸.所以碱溶液沉淀法必须严格控制比较温和

2、的条件下进行.,具有以下结构(对酸敏感)香豆素类成分,不宜采用此方法: 8位具有乙酰基碱开环后不能酸化闭环 侧链酯基-酯基会碱水解 烯丙醚或邻二醇-酸作用下水解或重排,（C）水蒸气蒸馏法,原理:小分子的香豆素具有挥发性，采用水蒸气蒸馏法进行提取，提取液浓缩后,香豆素晶体析出。 缺点:由于受热时间长,温度高有可能引起结构的变化.,（二）香豆素的分离(色谱分离法),特点: 结构相似,极性相近的化合物 常用方法: 柱色谱 制备薄层色谱 高效液相色谱,(1)硅胶 石油醚-乙酸乙酯,氯仿-甲醇,氯仿-丙酮, 正丁醇-醋酸-水,乙酸乙酯-醋酸-水 (2)氧化铝(酸性，碱性都不用) 一般不用,1.柱色谱,(

3、3）反相硅胶柱(Rp-18或Rp-8等) 甲醇-水,丙酮-水,乙腈-水,乙醇-水,甲醇-氯仿. (4)Sephadex LH-20 甲醇-水,丙酮-水,乙腈-水,乙醇-水,尤其是对极性很小的多酯基香豆素类,极性强的香豆素苷类分离效果好. 小极性香豆素类: 正相色谱柱(Si-60) 香豆素苷:反相色谱柱(Rp-18,Rp-8),2.高效液相色谱,3.制备薄层色谱,容易以荧光定位斑点 极性小:环己烷(石油醚)-乙酸乙酯, 极性较大:氯仿-甲醇,五、香豆素的检识方法*,（一）理化检识 荧光和显色反应 （二）色谱检识,（一）理化检识 1.荧光,原理:羟基香豆素在UV灯365nm下显蓝色或紫色荧光,在碱

4、液中荧光增强。 荧光的有无或强弱与分子中取代基的种类和位置有关: C-7位引入 羟基有强烈的蓝色荧光，加碱后变绿色荧光,更强； C-8位再引入羟基,则荧光减弱或不显荧光。,羟基香豆素的羟基经甲醚化或非羟基取代荧光也减弱,色调变紫.,七叶内酯 二甲醚,多烷基取代的呋喃香豆素类一般呈现黄绿色或褐色荧光,2.显色反应*,香豆素的结构特点:,内酯结构,酚羟基,异羟肟铁酸-香豆素内酯环 三氯化铁溶液-酚羟基 Gibbs反应和Emerson反应-C6是否有羟基,盐酸羟胺,开环,异羟肟酸,酸性,显红色,2.1. 异羟肟酸铁反应-内酯环,2.2 酚羟基反应,生成红色至紫红色的偶氮染料。,A 三氯化铁试剂,络合

5、,绿色至墨绿色,B 重氮化试剂,要求: 取代酚羟基的邻对位无取代,要求: 具有酚羟基,2.3 Gibbs反应,试剂:2,6二氯(溴)苯醌氯亚胺，条件:弱碱性(pH9.4) 位置:酚羟基对位的活泼氢缩合，生成蓝色化合物.,如果香豆素对位(C-6位)无取代基存在,可与Gibbs试剂反应产生蓝色 应用:香豆素分子中C-6位是否有取代基。,说明:,2.4 Emerson反应,试剂:4-氨基安替比林和铁氰化钾 位置:与酚羟基对位的活泼氢 颜色:生成红色 应用:判断C-6位有无取代基。,2.5 重氮化反应,试剂： 重氮化氨基苯胺-由试剂1和2组成 试剂1:对硝基苯胺+HCl 试剂2:亚硝酸钠+HCl 生成

6、：紫红色 - 红色（偶氮化合物）,（二）色谱检识,薄层色谱-硅胶吸附剂 游离香豆素类: 环己烷(PE)-EtOAc(5:11:1) 氯仿-丙酮(9:15:1) 香豆素苷:不同比例的氯仿-甲醇 紫外光365nm下观察,其多呈蓝色,紫色荧光斑点 纸色谱,六 香豆素的结构研究,主要是: IR:官能团 UV:结构特征 NMR:结构测定的重要信息,连接骨架 MS: 分子量和碎片信息,(一) UV光谱,结构: 苯环和-吡喃酮结构的吸收： 未取代的香豆素: 苯环274nm(lg 4.03) -吡喃酮311nm(lg 3.72) 烷基取代香豆素对其影响不大,但是含氧官能团取代主要吸收红移.,如: 7位含氧基(

7、7-OH,7-OCH3,7-O-糖基)在217nm及315325nm强吸收(lg 4) 含-酚OH香豆素类碱性溶液吸收峰红移且吸收峰增强.,(二) IR光谱,内酯结构: 17501700cm-1 强吸收 12701220cm-1,强吸收 11001000cm-1, 强吸收 芳环: 16601600cm-1,三个吸收峰 确定香豆素类化合物母核结构,并区别于黄酮类,色原酮类,木脂素类,呋喃香豆素类: 呋喃环=C-H: 31753025cm-1,弱小但非常尖锐的双吸收峰. 呋喃环C=C: 16131639cm-1强的尖锐吸收峰 区别其它香豆素类化合物,(三) NMR谱,核磁共振谱是香豆素类化合物结构

8、测定的重要光谱:1H-NMR,13C-NMR及2D-NMR. 1. 1H-NMR 3,4无取代基: (dd, J=9.5Hz) H-3: H 6.106.50. H-4: H 7.58.20, 香豆素类最典型的特征信号,苯环上5,6,8位H与苯环(H 7.24)相似 7位取代: H-5 ( d, J=8.0Hz) H 7.38 H-6 (dd, J=8.0Hz, 2.0Hz) H 6.68 H-8 ( d, J= 2.0Hz) H 6.87,6,7位取代:H-5,H-8均为s峰(线型呋喃和吡喃香豆素类) 7,8位取代:只有H-5,H-6的偶合关系(角型呋喃和吡喃香豆素类),呋喃香豆素类呋喃环上

9、2H: H7.507.70 (dd) H6.707.20 (dd) 特征偶合常数J=2.02.5Hz 芳环上-OCH3: H3.84.0Hz (s),2.13C-NMR,主要使对香豆素苷类结构研究中糖的连接位置和连接顺序提供重要信息. 母核9个C中: C-2:=C=O, C-7:常-OH或其他含氧基团, 羰基共轭效应影响,信号均低场移动, C-2 160左右.,母核C-3,C-4常无取代基 C-3 C 110.0113.0 C-4 C 143.0145.0 C-9 C 149.0154.0 C-10 C 110.0113.0 (香豆素母核的特征),(四) MS,EI-MS大多具有强的分子离子峰

10、,简单香豆素类和呋喃香豆素类的分子离子峰经常是基峰.由结构中存在多个和芳环相连的氧原子,-OH,-OCH3,所以质谱中常出现一系列丢失CO,失去-OH和H2O,-CH3,-OCH3 的碎片离子峰.,此外,香豆素成分经常具有异戊烯基,乙酰氧基,5碳不饱和和酰氧基等常见官能团,在裂解过程中也会出现一系列特征碎片离子峰.,(五) 结构研究举例,紫花前柴胡D的结构研究 性状:白色颗粒状结晶(甲醇) mp 9899 , D 16.2(c 0.61,CHCl3) 显色反应:紫外灯下呈蓝紫色荧光 异羟肟酸铁反应阳性,FeCl3反应阴性 以上说明此化合物可能为香豆素类化合物,且分子中无酚羟基取代.,HR-EI

11、MS:得出分子量344.1185,并由此确定分子式C19H20O6(计算值 344.1172),不饱和度10. EIMS m/z (%): 344(M,8), 326(8), 260(26), 229(12),83(100), 55(38) UV max (CH3OH) nm:219,257,324 IR max (KBr) cm-1: 3400, 17301710, 1620, 1570, 1500, 1460, 1240, 1080, 1045 以上香豆素类光谱特征,1H-NMR(CDCl3) H(ppm): 7.63,6.26(each 1H,d,J=9.5Hz)-香豆素母核H-4,H-

12、3 7.31,6.74(each 1H, br. s)-香豆素母核H-5,H-8 由此确定此紫花前胡素D是6,7二取代香豆素类. 6.07,3.90(each 1H, d, J=6.8Hz) 3，4H 1.57,1.38(each 3H, s)2位偕二甲基,结合不饱和度分析进一步确定为线型二氢吡喃香豆素,且在二氢吡喃环上的3,4均有含氧官能团.H-3,H-4的偶合常数为6.8Hz,表明H-3与H-4处于反式. 1H-NMR(CDCl3)出现2组信号(3,4) : 3.60(1H，br. S重水交换消失); 6.20(1H, br. q, J=7.0Hz); 2.01(3H, br. D, J=

13、7.0Hz), 1.94(3H, br. s),显示为羟基和当归酰氧基.,在根据H-3和H-4的化学位移分别为3.90,6.07,可确定是3-羟基,4-当归酰氧基取代且处于反式.,为了确定3,4的绝对构型温和水解.,硅胶柱色谱得到两个化合物:顺式,反式紫花前胡素.3,4光谱与反式紫花前胡素一致. 所以确定其结构为: 3(S)-羟基, 4(R)-当归酰氧基-线型二氢吡喃香豆素 3(S)-hydroxy, 4(R)-angeloyloxy) linear dihydropyranocoumarin,六 含香豆素的中药实例,1. 秦皮 木犀科植物如：苦枥白蜡树、白蜡树、宿柱白蜡树、 药用部位：干燥枝

14、皮及干皮。 功效：清热燥湿、明目、止泻等用于治疗痢疾、泄泻、赤白带下、目赤肿痛等,主要成分：香豆素类-主要药效物质 苦枥白蜡树：七叶内酯、七叶苷 白蜡树：七叶内酯、秦皮素 宿柱白蜡树：七叶内酯、七叶苷、 秦皮素 提取分离流程图见书P113,2.前胡,来源：白花前胡、紫花前胡 药用部位：干燥的根 功效： 宜散风热、降气化痰；用于风热感冒、咳嗽痰多、喘满等症。 现代医学研究表明其主要成分香豆素类成分前胡香豆素具有祛痰、解痉、抗过敏、抗血小板凝聚、钙通道阻滞等生理活性。,白花前胡：角型二氢吡喃香豆素 紫花前胡: 线型二氢呋喃香豆素类 线型二氢吡喃香豆素类。 提取分离见书P114,主要成分,小 结,一

15、、结构和分类* （一）简单香豆素类 （二）呋喃香豆素类(线型和角型） （三）吡喃香豆素类(线型和角型） （四）其它香豆素类,二、理化性质 （一）内酯的性质和碱水解反应* 1.弱碱水解产物 2.水解难易顺序 7-OH香豆素7-OCH3香豆素 香豆素 3.水解产物稳定性 （二）双键的加成反应* 1.氢化、溴加成反应的难易顺序,2.双键的反应性 C3-C4双键呋喃或吡喃环双键侧链双键 三.提取和分离 系统分离法 碱溶酸沉淀法 水蒸气蒸馏法,四.检识方法* 显色反应*（试剂，现象，应用） 1.异羟肟酸铁反应（反应机理） 2.酚羟基反应 3.Gibbs反应 4.Emerson反应,五.结构测定,（一）紫

16、外光谱（羟基取代，红移） （二）红外光谱（C=O, C=C, Ar-H, O-H) （三）核磁共振* 氢谱 C-3,-6,-8位移值小，C-4,-5,-7位移值大 H-3,-4(d, J=9-12Hz)6.1-6.3ppm 7.6-8.1ppm 碳谱 取代羟基直接相连碳化学位移增加30ppm,邻位碳位移值减少10ppm （四）质谱* 简单和呋喃香豆素分子离子峰较强，失去CO碎片 吡喃香豆素先失去甲基,再失去CO （五）综合应用,思考题,1 某药材粉末中含有下列化合物，请设计合适的提取分离流程，将它们分开。,2 用适当的方法区别下列化合物,(A),(B),(C),3.某化合物，无色针晶( EtO

17、Ac) , mp 212213,分子式为C15H14O4， FeCl3反应阴性, 异羟肟酸铁反应显红色，Gibbs 反应阴性 。 UV灯下有荧光, 234nm (lg4.53), 329nm(lg3.78) EI-MS m/z : 258 M+, 243, 228, 200 IR ( KBr) cm-1 :2970, 2870, 1680, 1600, 1500,1H-NMR(300 MHz ,CDCl3 ) :7.86 (1H, d, J = 9.0 Hz), 6.56 (1H, d, J = 10.0Hz), 6.38 (1H, s) , 6.22 (1H, d, J = 9.0 Hz) , 5.71(1H, d, J = 10.0 Hz), 3.86 (3H, s), 1.46(6H, s) 13C NMR (75MHz, CDCl3) :160.5, 157.5, 155.5, 152.8, 138.5, 130.5, 115.7, 112.2, 111.2, 107.3, 100.7, 76.7,