第三章苯丙素

1、第三章一、概述一、概述二、苯丙酸衍生物二、苯丙酸衍生物三、香豆素三、香豆素 Coumarin第三章第三章 苯丙素類苯丙素類概念：苯丙素是天然存在的一類含有一個或幾概念：苯丙素是天然存在的一類含有一個或幾個個C6-C3基團的酚性物質。常見的有苯丙烯、苯丙基團的酚性物質。常見的有苯丙烯、苯丙酸、香豆素、木脂素等，廣義的講，黃酮類也是酸、香豆素、木脂素等，廣義的講，黃酮類也是苯丙素的衍生物。大多數(shù)的天然芳香化合物生源苯丙素的衍生物。大多數(shù)的天然芳香化合物生源由此而來。由此而來。取代方式：在苯核上常有羥基和烷氧基取代，取代方式：在苯核上常有羥基和烷氧基取代，有時會有烷基取代。有時會有烷基取代。生源：是

2、由莽草酸（生源：是由莽草酸（shikimic acid)通過芳香通過芳香氨基酸（苯丙氨酸或酪氨酸）合成而來。氨基酸（苯丙氨酸或酪氨酸）合成而來。一、概一、概 述述O HO HO HC O O HOOHC O O HN H2OHC O O HOHC O O HOHC O O HOHOHC O O HC H3OOHC H2O HC H3OOHC O O HO HOHC O O HO glcOHOOOHC H2O glc莽 草 酸酪氨 酸對 羥 基 桂 皮酸阿 魏 酸松 柏 醇O 甲基 化 H 縮 合縮 合 木脂素木質素7-羥 基 香 豆 素香 豆 素H 苯丙 烯 類苯丙 醇 類一、概一、概 述述一

3、、概述一、概述二、苯丙酸衍生物二、苯丙酸衍生物三、香豆素三、香豆素 Coumarin第三章第三章 苯丙素類苯丙素類 植物中存在的苯丙酸類成分主要是桂皮酸的衍生物。有四種羥植物中存在的苯丙酸類成分主要是桂皮酸的衍生物。有四種羥基桂皮酸在植物中是廣泛存在的：基桂皮酸在植物中是廣泛存在的： 1 對羥基桂皮酸對羥基桂皮酸 R1= H R2=H （p-hydroxy cinnamic acid) 2 咖啡酸咖啡酸 （caffeic acid) OH H 3 阿魏酸阿魏酸 (ferulic acid) OCH3 H 4 芥子酸芥子酸 （sinapic acid) OCH3 OCH3至少還有六種桂皮酸衍生物

4、，但較少見，如異阿魏酸至少還有六種桂皮酸衍生物，但較少見，如異阿魏酸(isoferulic acid)、鄰羥基桂皮酸、鄰羥基桂皮酸(o-hydroxy cinnamic acid)、對、對甲氧基桂皮酸甲氧基桂皮酸(p-methoxy cinnamic acid)等。等。COOHOHR1R2二、苯丙酸衍生物二、苯丙酸衍生物苯丙酸類化合物常與不同的醇、氨基酸、糖或有機酸等結合成苯丙酸類化合物常與不同的醇、氨基酸、糖或有機酸等結合成酯存在，其中一些化合物還有較強的生理活性。酯存在，其中一些化合物還有較強的生理活性。 綠原酸（綠原酸（chlorogenic acid）綠原酸是綠原酸是3-咖啡?？鼘幩幔?/p>

5、存在于很多中藥如茵陳、金銀花中，咖啡酰奎寧酸，存在于很多中藥如茵陳、金銀花中，是其抗菌、利膽的有效成分。中華人民共和國藥典一部（是其抗菌、利膽的有效成分。中華人民共和國藥典一部（2000版）版）中收錄的金銀花，其含量測定方法是以綠原酸為對照品進行中收錄的金銀花，其含量測定方法是以綠原酸為對照品進行HPLC測定。同樣，藥典收錄的復方制劑測定。同樣，藥典收錄的復方制劑“雙黃連口服液雙黃連口服液”是由金銀花、是由金銀花、黃芩和連翹組成的復方，其鑒別項中即以是否含的綠原酸作為鑒別黃芩和連翹組成的復方，其鑒別項中即以是否含的綠原酸作為鑒別金銀花的依據(jù)。除此以外，常見含有苯丙酸成分的中藥還有升麻金銀花的依

6、據(jù)。除此以外，常見含有苯丙酸成分的中藥還有升麻(含阿魏酸等含阿魏酸等)、茵陳（含綠原酸）及川芎（含阿魏酸）等。、茵陳（含綠原酸）及川芎（含阿魏酸）等。OHOHOHOHOOCOHOHOC二、苯丙酸衍生物二、苯丙酸衍生物一、概述一、概述二、苯丙酸衍生物二、苯丙酸衍生物三、香豆素三、香豆素 Coumarin第三章第三章 苯丙素類苯丙素類 香豆素是具有苯駢香豆素是具有苯駢-吡喃酮母核的一類化合物的總稱，吡喃酮母核的一類化合物的總稱，在結構上可看作順式鄰羥基桂皮酸失水而成的內(nèi)酯。在結構上可看作順式鄰羥基桂皮酸失水而成的內(nèi)酯。香豆素類化合物也廣泛分布于植物界，只有少數(shù)來自動香豆素類化合物也廣泛分布于植物界

7、，只有少數(shù)來自動物和微生物，在傘形科、豆科、蕓香科、茄科和菊科等植物物和微生物，在傘形科、豆科、蕓香科、茄科和菊科等植物中分布更廣泛。其中被藥典收載的有秦皮、白芷、獨活、前中分布更廣泛。其中被藥典收載的有秦皮、白芷、獨活、前胡、菌陳、補骨脂等。胡、菌陳、補骨脂等。在植物體內(nèi)，香豆素類化合物常常以游離狀態(tài)或與糖結在植物體內(nèi)，香豆素類化合物常常以游離狀態(tài)或與糖結合成苷的形式存在，大多存在于植物的花、葉、莖和果中，合成苷的形式存在，大多存在于植物的花、葉、莖和果中，通常以幼嫩的葉芽中含量較高。通常以幼嫩的葉芽中含量較高。OHCOOHOO順鄰 羥 基桂皮 酸香 豆 素12345678三、香豆素三、香豆

8、素 Coumarin三、香豆素三、香豆素 (一一) 香豆素的結構類型香豆素的結構類型 前已述及，香豆素在植物體內(nèi)是由桂皮酸經(jīng)氧化、環(huán)合而成，前已述及，香豆素在植物體內(nèi)是由桂皮酸經(jīng)氧化、環(huán)合而成，教材教材P111給出了香豆素在體內(nèi)的衍生過程，從圖中可以看出，幾給出了香豆素在體內(nèi)的衍生過程，從圖中可以看出，幾乎所有的香豆素都含有乎所有的香豆素都含有7-氧取代基。同時氧取代基。同時7-氧代使得氧代使得6-和和8-位電位電子云密度增大，易于被親電的異戊烯基進攻，從而在子云密度增大，易于被親電的異戊烯基進攻，從而在6-或或8-位形位形成成 異戊烯基取代，并進一步環(huán)合成新的含氧環(huán)。異戊烯基取代，并進一步環(huán)

9、合成新的含氧環(huán)。OOHOOOHOOOHOOOOOHOOOOHOOOOHOOOOHOOOOOOOOOOOO傘形花內(nèi) 酯 umbelliferone7-norsuberosinosthenol(+) marmosincolumbianetin補 骨脂 內(nèi) 酯 psoralen花 椒內(nèi) 酯 xanthyletin白 芷 內(nèi) 酯 angelicin邪 蒿 內(nèi) 酯 seselin-3CO-H2O據(jù)此，我們常把香豆素類化合物進一步分成下列幾個類型：據(jù)此，我們常把香豆素類化合物進一步分成下列幾個類型： 1 簡單香豆素：簡單香豆素：只在苯環(huán)上有取代基，常為羥基、甲氧只在苯環(huán)上有取代基，常為羥基、甲氧基、亞甲二

10、氧基和異戊烯基等，其中基、亞甲二氧基和異戊烯基等，其中7-位總為含氧取代，位總為含氧取代，6-位和位和8-位接異戊烯基較多。位接異戊烯基較多。 ex. 廣泛分布于被子植物各科如蕓香科、菊科、茄科、豆廣泛分布于被子植物各科如蕓香科、菊科、茄科、豆科等多種植物的七葉內(nèi)酯科等多種植物的七葉內(nèi)酯(亦稱秦皮乙素，亦稱秦皮乙素，esculetin)及其葡及其葡萄糖苷七葉苷萄糖苷七葉苷(亦稱秦皮甲素，亦稱秦皮甲素，esculin)，藥理實驗證實二者，藥理實驗證實二者均具有抗炎、鎮(zhèn)痛和抗菌活性。均具有抗炎、鎮(zhèn)痛和抗菌活性。OHOHOOOOHOOOOHHOHOCH2OHEsculinEsculetin三、香豆素

11、三、香豆素 (一一) 香豆素的結構類型香豆素的結構類型 ex. 傘形科植物歐前胡傘形科植物歐前胡(尹波前胡尹波前胡, Peucedanum osth ruthium)根狀莖中的根狀莖中的王草質王草質(ostruthin)，6位含有兩個異戊烯基位含有兩個異戊烯基的十碳鏈，該化合物具抗細菌和抗真菌作的十碳鏈，該化合物具抗細菌和抗真菌作用用 簡單香豆素一般在簡單香豆素一般在7位接含氧取代基，位接含氧取代基，而異戊烯單元則存在于而異戊烯單元則存在于6位或位或8位。位。 OOCH3O 王 草 質 ostruthin三、香豆素三、香豆素 (一一) 香豆素的結構類型香豆素的結構類型2 呋喃香豆素：呋喃香豆素

12、：苯環(huán)上的異戊烯基與鄰位酚羥基環(huán)合成呋苯環(huán)上的異戊烯基與鄰位酚羥基環(huán)合成呋喃環(huán)。成環(huán)后常伴隨著失去喃環(huán)。成環(huán)后常伴隨著失去3個碳原子。分為線型個碳原子。分為線型(linear)和角型和角型(angular)兩種。兩種。 存在于豆科植物粉綠小冠花存在于豆科植物粉綠小冠花(Cornilla glauca)種子，補骨種子，補骨脂脂(Psoralea corylilolia)果實中的補骨脂內(nèi)酯，是線型果實中的補骨脂內(nèi)酯，是線型呋喃香豆素，可作為皮膚科用藥，有光敏作用，注射或呋喃香豆素，可作為皮膚科用藥，有光敏作用，注射或內(nèi)服，再以長波紫外線或日光照射，可使受照射處皮膚內(nèi)服，再以長波紫外線或日光照射，可

13、使受照射處皮膚紅腫，色素增加。適用于白癜風、牛皮癬及斑禿。在紫紅腫，色素增加。適用于白癜風、牛皮癬及斑禿。在紫外線存在時，可引起外線存在時，可引起DNA合成損傷。另外還具有止血、合成損傷。另外還具有止血、抗菌等作用?？咕茸饔谩OO補 骨 脂 內(nèi) 酯 psoralen三、香豆素三、香豆素 (一一) 香豆素的結構類型香豆素的結構類型 存在于傘形科植物如牛防風的根和白芷屬一些植存在于傘形科植物如牛防風的根和白芷屬一些植物果實中的茴芹內(nèi)酯物果實中的茴芹內(nèi)酯(pimpinellin)是角型呋喃香豆素，是角型呋喃香豆素，為結核菌抑制劑，可抑制結核分支桿菌的生長。為結核菌抑制劑，可抑制結核分支桿菌的生長

14、。3 吡喃香豆素：吡喃香豆素：苯環(huán)上的異戊烯基與鄰位酚羥基環(huán)合苯環(huán)上的異戊烯基與鄰位酚羥基環(huán)合而成而成2,2-二甲基二甲基-吡喃環(huán)結構，形成吡喃香豆素。也吡喃環(huán)結構，形成吡喃香豆素。也分為線型分為線型(linear)和角型和角型(angular)兩種。兩種。OOOOMeMeO茴 芹 內(nèi) 酯三、香豆素三、香豆素 (一一) 香豆素的結構類型香豆素的結構類型 存在于蕓香科植物美洲花椒樹皮、蕓香根、檸檬根等存在于蕓香科植物美洲花椒樹皮、蕓香根、檸檬根等中的花椒內(nèi)酯中的花椒內(nèi)酯(xanthyletin)具解痙作用，還有抗癌和抗菌活具解痙作用，還有抗癌和抗菌活性，體外對培養(yǎng)的人的宮頸癌性，體外對培養(yǎng)的人的

15、宮頸癌Hela細胞的抑制作用。該化細胞的抑制作用。該化合物為線型吡喃香豆素。合物為線型吡喃香豆素。 存在于傘形科植物巖風和黃盔芹的根中的化合物黃盔存在于傘形科植物巖風和黃盔芹的根中的化合物黃盔芹素芹素(xanthogalin)是一個角型吡喃香豆素，在吡喃環(huán)上還是一個角型吡喃香豆素，在吡喃環(huán)上還接有一個異戊烯取代基，該化合物能使膽固醇引起動脈粥樣接有一個異戊烯取代基，該化合物能使膽固醇引起動脈粥樣硬化的家兔的動脈壓一時性下降和心率減慢，并有舒張血管硬化的家兔的動脈壓一時性下降和心率減慢，并有舒張血管及解除外周血管和小腸痙攣的作用。及解除外周血管和小腸痙攣的作用。OOOOOOOOC三、香豆素三、香

16、豆素 (一一) 香豆素的結構類型香豆素的結構類型?其它香豆素：其它香豆素：在在-吡喃酮環(huán)上有取代基。吡喃酮環(huán)上有取代基。C3、C4上常有苯上常有苯基、羥基、異戊烯基等取代。基、羥基、異戊烯基等取代。 教材教材 P113 亮菌甲素：得自于白蘑科真菌假蜜環(huán)菌菌絲體，對膽道系亮菌甲素：得自于白蘑科真菌假蜜環(huán)菌菌絲體，對膽道系統(tǒng)的壓力起到很好的調(diào)節(jié)作用，使膽汁能順利地排出。對一統(tǒng)的壓力起到很好的調(diào)節(jié)作用，使膽汁能順利地排出。對一些膽道運動障礙的疾患、膽道內(nèi)小的結石、膽管及膽囊的炎些膽道運動障礙的疾患、膽道內(nèi)小的結石、膽管及膽囊的炎癥，能起良好的作用，臨床效果良好。癥，能起良好的作用，臨床效果良好。 海

17、棠果內(nèi)酯：得自藤黃科植物海棠果，具有抗炎活性，還海棠果內(nèi)酯：得自藤黃科植物海棠果，具有抗炎活性，還有抗關節(jié)炎作用。有抗關節(jié)炎作用。 逆沒食子酸，又稱鞣花酸，得自大戟科、胡桃科、薔薇科等逆沒食子酸，又稱鞣花酸，得自大戟科、胡桃科、薔薇科等多種植物，也常以游離態(tài)或結合態(tài)存在于許多植物的蟲癭或多種植物，也常以游離態(tài)或結合態(tài)存在于許多植物的蟲癭或葉子中，為止血劑，有興奮子宮的作用，對妊娠葉子中，為止血劑，有興奮子宮的作用，對妊娠8, 12, 16天天的小鼠，靜脈注射的小鼠，靜脈注射1.2mg/kg時，可增加流產(chǎn)的發(fā)生率。時，可增加流產(chǎn)的發(fā)生率。三、香豆素三、香豆素 (一一) 香豆素的結構類型香豆素的結

18、構類型其中其中4,7-二羥基香豆素易發(fā)生互變異構形成二羥基香豆素易發(fā)生互變異構形成2,7-二羥基色原酮。二羥基色原酮。OOROHOHOOHROOHOOHROHO三、香豆素三、香豆素 (一一) 香豆素的結構類型香豆素的結構類型1 性狀性狀 天然的香豆素多有完好的結晶，大多具香味。天然的香豆素多有完好的結晶，大多具香味。 小分子的香豆素有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸出，并能升華。小分子的香豆素有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸出，并能升華。 但香豆素的苷則多無香味和揮發(fā)性，亦不能升華。但香豆素的苷則多無香味和揮發(fā)性，亦不能升華。2 溶解度溶解度 游離香豆素一般不溶或難溶于水，可溶于沸水，易溶于游離香豆素一般不溶或難溶

19、于水，可溶于沸水，易溶于 苯、乙醚、氯仿和乙醇等有機溶劑。苯、乙醚、氯仿和乙醇等有機溶劑。 香豆素苷能溶于水、醇，難溶于乙醚、苯等低極性有機溶劑。香豆素苷能溶于水、醇，難溶于乙醚、苯等低極性有機溶劑。3 熒光熒光 香豆素類在可見光下為無色或淺黃色結晶，在紫外光下可香豆素類在可見光下為無色或淺黃色結晶，在紫外光下可 見藍色熒光。見藍色熒光。7-位導入羥基后，熒光增強，甚至在可見光下位導入羥基后，熒光增強，甚至在可見光下 也能看到熒光。一般香豆素遇堿后熒光加強。也能看到熒光。一般香豆素遇堿后熒光加強。7-羥基香豆素羥基香豆素 在在8-位引入羥基，熒光則消失。位引入羥基，熒光則消失。 香豆素熒光與結

20、構之間的關系尚不清楚。香豆素熒光與結構之間的關系尚不清楚。三、香豆素三、香豆素 (二二) 香豆素的理化性質香豆素的理化性質4 內(nèi)酯性質和堿水解反應內(nèi)酯性質和堿水解反應OOCOO-OOH-H+COO-OH+OHCOOHOH-，長時 間or順式 鄰 羥 基桂皮 酸 的 鹽反 式 鄰 羥 基桂皮 酸UV三、香豆素三、香豆素 (二二) 香豆素的理化性質香豆素的理化性質順式鄰羥基桂皮酸不穩(wěn)定，但一些特殊結構順式鄰羥基桂皮酸不穩(wěn)定，但一些特殊結構的香豆素卻能形成穩(wěn)定的順式鄰羥基桂皮酸衍的香豆素卻能形成穩(wěn)定的順式鄰羥基桂皮酸衍生物。生物。OOOCH3OOMeHOOCH3OOMeCOOHOOOCH3OOMeO

21、HOCH3OOMeCOOH1 OH-2 H+1 OH-2 H+三、香豆素三、香豆素 (二二) 香豆素的理化性質香豆素的理化性質5 顯色反應顯色反應 （1）異羥肟酸鐵反應）異羥肟酸鐵反應-內(nèi)酯的顯色反應內(nèi)酯的顯色反應 堿性條件下，香豆素內(nèi)酯開環(huán)，并與鹽酸羥胺縮合堿性條件下，香豆素內(nèi)酯開環(huán)，并與鹽酸羥胺縮合成異羥肟酸，再在酸性條件下與三價鐵離子絡合成鹽而顯成異羥肟酸，再在酸性條件下與三價鐵離子絡合成鹽而顯紅色。紅色。 （2）與酚類試劑的反應）與酚類試劑的反應 具有酚羥基，可與具有酚羥基，可與FeCl3試劑產(chǎn)生顏色反應；試劑產(chǎn)生顏色反應； 若酚羥基的對位未被取代，或若酚羥基的對位未被取代，或6-位上

22、沒有取代位上沒有取代，其，其內(nèi)酯環(huán)堿化開環(huán)后，可與內(nèi)酯環(huán)堿化開環(huán)后，可與Gibbs試劑、試劑、Emerson試劑反應。試劑反應。機制如下：機制如下：OOOHCOONaHONH2.ClHOHNHOHOOHNHOOFeFe3+H+CC1/3( 紅 色 )三、香豆素三、香豆素 (二二) 香豆素的理化性質香豆素的理化性質Gibbs反應：符合以上條件的香豆素乙醇溶液在反應：符合以上條件的香豆素乙醇溶液在弱堿條件下，弱堿條件下，2,6-二氯二氯(溴）苯醌氯亞胺試劑與酚羥基溴）苯醌氯亞胺試劑與酚羥基對位活潑氫縮合成藍色化合物。對位活潑氫縮合成藍色化合物。Emerson反應：符合以上條件的香豆素的堿性溶液反應

23、：符合以上條件的香豆素的堿性溶液中，加入中，加入2%的的4-氨替比林和氨替比林和8%的鐵氰化鉀試劑與酚羥的鐵氰化鉀試劑與酚羥基對位活潑氫縮合成紅色化合物?；鶎ξ换顫姎淇s合成紅色化合物。OHHONBrBrClONBrBr-OONBrBrO+pH 910OHHNNNH2CH3CH3OK3Fe(CN)6NNNCH3CH3OO+O氨基安 替比林（ 紅 色）三、香豆素三、香豆素 (二二) 香豆素的理化性質香豆素的理化性質 一般利用香豆素的溶解性、揮發(fā)性及具有內(nèi)酯結構的一般利用香豆素的溶解性、揮發(fā)性及具有內(nèi)酯結構的性質進行提取分離。性質進行提取分離。1 系統(tǒng)溶劑法：系統(tǒng)溶劑法： 常用苯常用苯,乙醚乙醚,E

24、tOAc,丙酮和甲醇依次萃取。丙酮和甲醇依次萃取。2 水蒸氣蒸餾法：水蒸氣蒸餾法： 適用于具有揮發(fā)性的小分子香豆素。適用于具有揮發(fā)性的小分子香豆素。3 堿溶酸沉法：堿溶酸沉法： 香豆素類化合物多呈中性或弱酸性，所以常與中性、香豆素類化合物多呈中性或弱酸性，所以常與中性、弱酸性雜質混在一起?？衫脙?nèi)酯遇堿能開環(huán)溶解，加酸弱酸性雜質混在一起?？衫脙?nèi)酯遇堿能開環(huán)溶解，加酸又環(huán)合沉淀的特性加以分離。又環(huán)合沉淀的特性加以分離。4 色譜分離法：色譜分離法：三、香豆素三、香豆素 (三三) 香豆素的提取分離香豆素的提取分離1 紫外光譜紫外光譜 香豆素香豆素 274nm 311nm (苯環(huán)引起苯環(huán)引起) (,

25、-不飽和內(nèi)酯引起不飽和內(nèi)酯引起) 黃黃 酮酮 250285nm 304350nm (苯甲酰系統(tǒng)引起苯甲酰系統(tǒng)引起) (桂皮酰系統(tǒng)引起桂皮酰系統(tǒng)引起)2 紅外吸收光譜紅外吸收光譜 香豆素的紅外吸收和香豆素的紅外吸收和-吡喃酮相似。與芳環(huán)共軛的吡喃酮相似。與芳環(huán)共軛的-吡喃吡喃酮的羰基多位于酮的羰基多位于16951725 cm-1，與羰基共軛的雙鍵峰多位，與羰基共軛的雙鍵峰多位于于16251640 cm-1 ，C1位氧原子所形成的位氧原子所形成的C-O鍵的吸收多位鍵的吸收多位于于12601280 cm-1。另外，由于具有芳環(huán)結構，故在。另外，由于具有芳環(huán)結構，故在15001600和和700900 cm-1之間有苯環(huán)的特征吸收峰。如果有之間有苯環(huán)的特征吸收峰。如果有羥基取代，則在羥基取代，則在32003600 cm-1有羥基的特征吸收峰。有羥基的特征吸收峰。三、香豆素三、香豆素 (四四) 香豆素的波譜學特征香豆素的波譜學特征 3 質譜質譜 有較強的分子離子峰，基峰通常是失去有較強的分子離子峰，基峰通常是失去CO的苯并呋喃離子。的苯并呋喃離子。 香豆素類化合物的質譜圖中都有連續(xù)