中药化学课件黄酮类化合物.ppt

1、第7章 黄酮类化合物 （flavonoids）,1、掌握黄酮类化合物的理化性质和检识。 2、掌握黄酮类化合物的提取、分离方法。 3、掌握黄酮类化合物的结构类型和分类。 4、熟悉黄酮类化合物的结构测定。 5、了解黄酮类化合物的含义、分布及生理活性。,概述,定义：泛指两个苯环通过3个碳原子相互连接而成的一系列化合物。,概述,抗癌 抗HIV 抗氧化,概述,1999 6467种 The Handbook of Natural Flavonoids Harborn 2005 8000种 黄酮醇 数量最多 1707种 异黄酮 结构类型最多 10种,概述,概述,分布广泛：高等植物，特别是被子植物中。 粮食

2、蔬菜 水果 荞麦 大豆 大葱 韭菜 蒜苗 柑橘 柚子,存在形式：多与糖结合成苷存在， 部分以游离态存在。,生源合成：莽草酸途径和乙酸-丙二酸途径。,黄酮类化合物生物合成示意图,生物活性,1.抗肿瘤活性 槲皮素 水飞蓟素 柚皮苷 杨梅黄酮 抗自由基 直接抑制癌细胞生长 抗致癌因子,生物活性,2.抗炎镇痛 黄岑苷 甘草苷（Liquiritin） 消化性溃疡药 日本,生物活性,3.雌激素样作用 植物雌激素（phytoestrogens PE） 一类植物来源具雌激素活性的非甾族杂环多酚类化合物,生物活性,4.抗菌抗病毒 白刺总黄酮 青霉素类作用 金丝桃素 抗HIV 花青素 抗HIV,生物活性,5.抗氧

3、化抗衰老 清除自由基,生物活性,6.抗肝脏毒活性,第一节 结构和分类,黄酮和黄酮醇类 二氢黄酮和二氢黄酮醇类 异黄酮和二氢异黄酮类 查耳酮和二氢查耳酮类 黄烷-3-醇和黄烷3,4-二醇类 花色素类 双黄酮类 其他黄酮类,（一）黄酮和黄酮醇类,（二）双黄酮类,（三）二氢黄酮和二氢黄酮醇类,（四）查耳酮和二氢查耳酮,（五）异黄酮和二氢异黄酮类,（六）噢弄类,硫磺菊素,（七）花色素类,植物色素,（八）黄烷-3-醇和黄烷-3,4-二醇类,其它类,组成黄酮苷的糖：,糖的种类： 单糖类：如D-葡萄糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。 双糖类：槐糖、龙胆二糖、芸香糖、新橙皮糖等。 三糖类：龙胆三

4、糖、槐三糖等。 酰化糖类：2-乙酰基葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖等。 连接位置： 黄酮、双氢黄酮和异黄酮苷：多在7-OH上连有糖。 黄酮醇和双氢黄酮醇苷：多在3-OH上连有糖或在3,7-二个OH连有糖。 花色苷：多在3-OH上连有一个糖或形成3,5-二葡萄糖苷。 C苷：糖多连在6或8位。 在各类结构中，A、B环常见有羟基、甲基、甲氧基、异戊烯基等。,7.2理化性质,1.物理性质：形态、颜色、旋光性、溶解度 2.化学性质：酸性、碱性 3.显色反应：还原显色反应 与金属盐类络合反应 其它显色反应,1.物理性质,（1）形态：多为结晶固体，黄酮苷多为无定形粉末。 （2）颜色：与交叉共轭体系、助色团数目、取代

5、基位置有关。 共轭体系 黄酮（醇）及其苷：灰黄-黄 查耳酮：黄-橙黄 异黄酮：淡黄 二氢黄酮（醇）：无 花色素：pH 8.5（蓝） 助色团与取代基 7-,4-引入-OH、-OCH3等供电基，颜色加深。,花色素的颜色与pH有关：,1.物理性质,（3）旋光性：分子内是否含有手性因素。 游离黄酮：二氢黄酮(醇)、黄烷(醇)、二氢异黄酮 黄酮苷：多为左旋（来自糖）,1.物理性质,（4）溶解度 黄酮苷元难溶于水，易溶于甲醇、乙醚、氯仿、稀碱等。 非平面型分子平面型分子（与分子排列、分子间引力有关） 花色素（离子）异黄酮、二氢黄酮（非平面）黄酮（平面） 引入-OH，水溶性增加；引入-OCH3、异戊烯基等，

6、脂溶性增加。,黄酮苷难溶于乙醚等，易溶于热水、醇、吡啶、稀碱等。 多糖苷单糖苷 3-羟基糖苷7-羟基糖苷,分子扭曲，7-OH极性,2.化学性质,（1）酸性：与酚-OH数目、位置有关。 7,4-二OH黄酮7或4-OH黄酮一般酚-OH5-OH黄酮 5%NaHCO3 5%Na2CO3 0.2%NaOH 4%NaOH,（2）碱性：吡喃酮氧原子有弱碱性，能与强酸（浓硫酸）成佯盐，但不稳定。 黄酮（醇）：黄-橙，有荧光 二氢黄酮（醇）：橙（冷）-紫红（热） 查耳酮：橙红-洋红 异黄酮、二氢异黄酮：黄 橙酮：红-洋红 浓盐酸：花色素 橙酮 查耳酮显红色 其余无色！,3.显色反应,（1）还原显色反应 盐酸-镁

7、粉 硼氢化钠 （2）与金属盐类试剂的络合反应 锆盐-枸橼酸 三氯化铝 氨性氯化锶 （3）其它反应 与碱的反应 与五氯化锑的反应 Gibbs反应,（1）还原显色反应,盐酸-镁粉反应：黄酮类化合物的首选反应。 方法：样品/甲醇 + Mg + HCl，放置或加热，红紫红。 分子中特别是在B环上有羟基或甲氧基取代，颜色加深。 机理：形成阳碳离子。 注意：异黄酮、查耳酮、橙酮、儿茶素()，但要对照。 排除中药提取液本身的颜色的干扰。,硼氢化钠反应：二氢黄酮类的专属性还原剂，红紫色。 方法：样品/甲醇 +NaBH4 + 1%HCl PC的显色剂： 先喷2% NaBH4/甲醇，1min后熏浓盐酸蒸气。 A环

8、与B环有一个以上羟基或甲氧基取代， 颜色加深。,（2）与金属盐类试剂的络合反应,3-OH、4-C=O，5-OH、4-C=O，邻二酚羟基 有色络合物 Al3+、Mg2+、Sr2+、Zr4+、Pb2+、Fe3+等,锆盐-枸橼酸反应,判断黄酮分子中是否有3-OH或5-OH。 s/MeOH + 2%ZrOCl2，黄色，示有3-或5-OH。 再加2% 枸橼酸/甲醇，黄色保存，示有3-OH； 黄色褪去，示有5-OH。,醋酸镁反应,s/EtOH + 1%MgOAc/MeOH 荧光 二氢黄酮类：天蓝色 黄酮 异黄酮：黄色 橙黄色 褐色,三氯化铝反应,最常用的显色剂（试管、TLC、PC）。 s/EtOH + 1

9、%AlCl3/EtOH，UV下观察。 一般黄酮：鲜黄色荧光 4-OH或7,4-二OH黄酮（醇）：天蓝色荧光,氨性氯化锶反应：,邻二酚羟基， 绿-棕-黑色。 s/MeOH + 0.01M SrCl2/MeOH + NH3/MeOH,（3）其它颜色反应,与碱的反应：鉴别黄酮类化合物类型。 与五氯化锑的反应：区别查耳酮。 s/无水CCl4 + 2%SbCl5：查耳酮：红或紫红 其它黄酮：黄-橙 Gibbs反应：判断黄酮5-OH对位有无取代基。 未取代黄酮：蓝或蓝绿色,各类黄酮的颜色,* 示有荧光,第三节 提取和分离,1. 提取方法：乙醇或甲醇法 热水法 碱水或碱醇法 2. 精制方法：溶剂萃取法 pH

10、梯度萃取法 络合法 3.分离方法：柱色谱法（聚酰胺、硅胶、葡聚糖凝胶等） 4. 实例,1.提取方法,(1)乙醇或甲醇提取法 苷元：高浓度的醇（如9095）等。 苷：60左右浓度的醇。,(2)碱（水或醇）提取法 稀NaOH：浸出能力大，但杂质较多，需先迅速过滤除杂。 石灰水：浸出能力中，能沉淀除去鞣质、多糖等杂质。 5%NaOH/EtOH：浸出效果好，但收率降低。 注意：酸碱度不宜过大。,(3)热水提取法 仅限于提取黄酮苷类，杂质较多，故不常使用。 如槐花米中提取芦丁,2.分离方法,(1)溶剂萃取法：主要用于分离苷元和苷 Petroleum ether :色素 甲氧基黄酮苷元 Diethyl e

11、ther: 游离黄酮 Ethyl acetate: 多羟基黄酮苷元 单糖黄酮苷 n-Butyl alcohol ：两糖以上黄酮苷,（2）聚酰胺吸附,聚酰胺,铅盐沉淀 中性醋酸铅：沉淀邻二酚羟基或羧基黄酮 碱式醋酸铅：沉淀一般酚羟基黄酮。,（3）铅盐法,（4）硼酸络合,邻二酚羟基黄酮可与硼酸络合，生成物易溶于水。 可用于分离。,（5）pH梯度萃取法,聚酰胺 硅胶 氧化铝 葡聚糖凝胶,（6）柱色谱法,聚酰胺柱层析,氢键吸附,形成氢键能力：水有机溶剂碱性溶剂 洗脱能力：水醇丙酮NaOH 甲酰胺DMF,规律： （1）数目：能形成氢键的基团数目越多，吸附力越强，柱上越难被洗脱。 （2）位置：当数目相同时

12、，如所处位置易形成分子内氢键，吸附力减小。 （3）苷元相同时，洗脱先后顺序是：叁糖苷双糖苷单糖苷苷元。 （4）黄酮类被吸附强弱的顺序为：黄酮醇黄酮二氢黄酮醇异黄酮。 （5）芳香化程度越高，共轭双键越多，吸附力越强：查耳酮二氢黄酮。,硅胶柱色谱 黄酮苷元：氯仿-甲醇 黄酮苷：氯仿-甲醇-水 氧化铝柱色谱 不与铝离子络合的黄酮的分离 葡聚糖凝胶柱色谱 黄酮苷：分子筛作用，分子量大的先出柱 黄酮苷元：吸附作用，酚羟基越多，吸附越强。 高效液相色谱（HPLC） 反相柱。洗脱剂为水-甲醇/乙腈（含适量甲酸或乙酸）,3. 提取分离实例,（1）槐花米中芦丁的提取分离 （2）黄芩中黄芩苷的提取分离 （3）葛根

13、中葛根总黄酮的提取分离,（1）槐花米中芦丁的提取分离,槐花米:治疗毛细血管脆性引起的出血 高血压辅助治疗 芦丁：有效成分 含量高,（2）黄芩中黄芩苷的提取分离,黄岑：清热解毒常用中药,【来源】唇形科植物黄芩Scutellaria baicalensis Georgi的根。,（3）葛根中总黄酮的提取分离,增加脑及冠状血管血流量 解痉作用降血糖作用雌激素样作用,【来源】豆科多年生落叶藤本植物野葛Pueraria lobata (Willd.) Ohwi或甘葛藤Pueraria thomsonii Benth.的根。,（无邻二酚羟基）,第四节 黄酮类化合物的检识,1. 理化检识：性状 显色反应 2.

14、 色谱检识：纸色谱 薄层色谱,1. 理化检识,物理检识：根据黄酮类化合物的形态、颜色等。 化学检识：利用显色反应。 （1）母核：HCl-Mg、NaBH4、碱性试剂、SbCl5等。 （2）取代基：锆盐-枸橼酸、氨性氯化锶等。,2. 色谱检识,纸色谱法（PC）：分离黄酮及黄酮苷，常用双向层析。 第一向：醇性展开剂，如BAW、TBA、水饱和正丁醇等。 正相，极性小的化合物Rf值大。适合游离黄酮。 第二向：水性展开剂，如水、25乙酸等。 反相，极性大的化合物Rf值大。适合黄酮苷。 显色剂： UV、UV/AlCl3、UV/NH3等。,薄层色谱法（TLC） 硅胶：极性小的弱酸性黄酮类化合物。 展开剂多用有

15、机溶剂系统，如甲苯:甲酸乙酯:甲酸(9:3:1)。 聚酰胺：游离黄酮苷元及其苷。 展开剂极性要强，大多含醇、酸或水，如丙酮:水(1:1)。 纤维素：分配色谱，分离黄酮和苷。 用醇性或水性展开剂。 显色剂：紫外光；2%三氯化铝甲醇液等。,第五节 结构测定,常规检查：外观 盐酸-镁粉反应 薄层检查 熔点检查 与标准品对照,波谱分析： UV IR NMR MS,UV,常用术语： 生色团：分子中产生所示谱带的主要功能团。 助色团：与生色团相连使生色团波长红移且强度增大。 红（紫）移：基团或溶剂的影响，波长增大（减小）。 增色效应：溶剂或助色团影响，吸收强度增大的效应。 减色效应：取代或溶剂的影响，吸收强度减小的效应。 溶剂效应：不同溶剂中谱带产生的位移。 末端吸收：在仪器极限处测出的吸收。 肩峰：吸收曲线在下降或上升处有停顿或增加或降低。,UV,诊断试剂： 甲醇钠 乙酸钠 乙酸钠-硼酸 三氯化铝-盐酸,重点,结构分类 黄酮（Flavones） 黄酮醇（Flavonols） 二氢黄酮（Flavanoes） 二氢黄酮醇（Flavanonols） 查耳酮（Chalcones） 异黄