藥學(xué)醫(yī)學(xué)天然藥物化學(xué)ppt課件-第三章 苯丙素類

第三章苯丙素類Phenylpropanoids主講閆福林本章內(nèi)容

概述

第一節(jié)苯丙酸類第二節(jié)香豆素第三節(jié)木脂素概述苯丙素類（phenylpropanoids）的定義：

一類含有一個或幾個C6-C3單位的天然成分。種類：

——苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其縮酯、香豆素、木脂素、黃酮、木質(zhì)素等。苯丙素類化合物如下：生物合成途徑苯丙素類化合物生物合成途徑葡萄糖代謝莽草酸對羥基苯丙酮酸苯丙氨酸和酪氨酸咖啡酸對羥基桂皮酸對羥基桂皮酸苷脫氨、羥基化脫氨、羥基化、苷化桂皮酸途徑咖啡酸對羥基桂皮酸對羥基桂皮酸苷阿魏酸鄰羥桂皮酸苷苯丙烯類松柏醇傘形花內(nèi)酯新木脂素類木質(zhì)素類丙烯基苯烯丙基苯香豆素類木脂素類第一節(jié)苯丙酸類

phenylpropionicacids

基本結(jié)構(gòu):酚羥基取代的芳香羧酸。多具有C6-C3結(jié)構(gòu)的苯丙酸類。常見的苯丙酸類：對羥基桂皮酸（p-hydroxycinnamicacid）咖啡酸（caffeicacid）阿魏酸（ferulicacid）異阿魏酸（isoferulicacid芥子酸（sinapicacid）R1R2HHHOHHOCH3OCH3HOCH3OCH3綠原酸（3-咖啡?？鼘幩幔〤hlorogenicacid丹參素甲D-（+）-β-（3，4-二羥基苯基）乳酸

苯丙酸類大多具有一定的水溶性。常與一些酚酸、鞣質(zhì)、黃酮苷等混在一起，分離有一定困難。一般采用纖維素、硅膠、大孔樹脂或聚酰胺等反復(fù)層析而得到。苯丙酸類化合物的分離提取:①1~2%FeCl3甲醇溶液或鐵氰化鉀-三氯化鐵試劑。②Pauly試劑：重氮化的磺胺酸③Gepfner試劑：1%亞硝酸鈉溶液與相同體積10%的醋酸混合，噴霧后，在空氣中干燥，再用0.5mol/L的苛性堿甲醇溶液處理。④Millon試劑：在紫外線下，這些化合物為無色或具有藍(lán)色熒光，用氨水處理后呈藍(lán)色或綠色熒光（酚羥基解離）。鑒別反應(yīng)（利用Ar-OH的性質(zhì)）：丹參素甲的結(jié)構(gòu)鑒定白色針晶,mp84-86℃，F(xiàn)eCl3顯黃綠色I(xiàn)R（KBr）cm-1:3450~3150（OH），1732，2750~2550（COOH）1H-NMRppm:2.86（2H,m）,4.30（1H,dd）,6.60(1H,d,J=7Hz),6.70(1H,d,J=7Hz),6.80(1H,s)

4.306.706.806.602.8第二節(jié)香豆素coumarin

定義：香豆素是具有苯駢α-吡喃酮母核的一類化合物的總稱，在結(jié)構(gòu)上可看作順式鄰羥基桂皮酸失水而成的內(nèi)酯。OH--H2O㈠簡單香豆素類㈡呋喃香豆素類(furocoumarins)(線型和角型)㈢吡喃香豆素類(pyranocoumarins)(線型和角型)㈣其他香豆素類一、香豆素的結(jié)構(gòu)類型㈠簡單香豆素類只有苯環(huán)上有取代基的香豆素。

取代基：

羥基、烷氧基、苯基、異戊烯基等由于絕大多數(shù)香豆素在C7位都有含氧官能團(tuán)存在，因此，7-羥香豆素可以認(rèn)為是香豆素類成分的母體。

6-位和8-位接異戊烯基較多。7如：屬此類型的香豆素化合物7-甲氧基香豆素herniarin㈡呋喃香豆素類(furocoumarins)線型(linear)和角型(angular)

香豆素核上的異戊烯基常與鄰位酚羥基（7-羥基）環(huán)合成呋喃或吡喃環(huán)，前者稱為呋喃香豆素。呋喃香豆素類成分生物合成途徑：2’3’763’2’78㈢吡喃香豆素類(pyranocoumarins)(線型和角型)

香豆素C-6或C-8異戊烯基與鄰酚羥基環(huán)合而成2,2-二甲基-α-吡喃環(huán)結(jié)構(gòu)，形成吡喃香豆素。這一類天然產(chǎn)物并不多見。吡喃香豆素類成分的生物合成途徑：㈣其他香豆素類

指α-吡喃酮環(huán)上有取代基的香豆素類。還包括二聚體和三聚體。C3、C4上常有取代基：苯基、羥基、異戊烯基等。黃檀內(nèi)酯亮菌甲素armillarsinA

二、香豆素的理化性質(zhì)（一）性狀（二）溶解性（三）堿水解反應(yīng)和內(nèi)酯性質(zhì)（四）酸的反應(yīng)（五）呈色反應(yīng)㈠性狀游離狀態(tài)——

結(jié)晶形固體，有一定熔點(diǎn)；大多具有香氣；具有升華性質(zhì)分子量小的有揮發(fā)性（可隨水蒸汽蒸出）UV下顯藍(lán)色熒光大多無香味、無揮發(fā)性、不能升華。成苷——㈡溶解性游離——不溶或難溶冷H2O，可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶劑。因含Ar-OH故可溶于堿水中,溶于熱堿水中。

成苷——溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。難溶極性小的有機(jī)溶劑。（三）內(nèi)酯性質(zhì)和堿水解反應(yīng)CoumarinicacidCoumaricacidcoumarin長時(shí)間加熱順鄰羥基桂皮酸反鄰羥基桂皮酸（不易游離存在）（能穩(wěn)定存在）獲得順鄰羥桂皮酸的途徑：〔順鄰羥桂皮酸的衍生物〕1.特殊結(jié)構(gòu)的香豆素如C8位取代基的適當(dāng)位置上有>C=O、>C=C<、環(huán)氧等結(jié)構(gòu)者，可與水解新生成的酚羥基起締合、加成等作用，可阻礙內(nèi)酯的恢復(fù)。例：先進(jìn)行堿水解，再進(jìn)行酸化（避免長時(shí)間在堿性下形成反鄰羥桂皮酸)海果棠內(nèi)酯sibiricin由于堿的濃度不同，其反應(yīng)產(chǎn)物也不同：

構(gòu)桔內(nèi)酯ponicitrin在C8取代基上有雙鍵順式反式

2.醚化3.酯基水解異構(gòu)化當(dāng)香豆素側(cè)鏈上的酯基處于芐基C上時(shí)，極不穩(wěn)定，堿水解后易生成兩種異構(gòu)化的醇芐基碳上的酯基堿水解反應(yīng)芐基碳上的酯基堿水解反應(yīng)（四）酸的反應(yīng)

1.環(huán)合反應(yīng)：異戊烯基雙鍵開裂并與鄰酚羥基環(huán)合形成環(huán)的大小決定于中間體陽碳離子的穩(wěn)定性

中間體陽碳離子的穩(wěn)定性叔陽碳離子>仲陽碳離子>伯陽碳離子

穩(wěn)定不穩(wěn)定

如obliquetin在HBr的處理下，中間體可生成仲和伯陽碳離子，由于穩(wěn)定性仲大于伯，因而，生成產(chǎn)物為二氫呋喃香豆素。反應(yīng)如下：應(yīng)用：環(huán)合試驗(yàn)可以決定酚羥基和異戊烯基間的相互位置注意：不宜使用濃酸，否則會發(fā)生重排反應(yīng)

2.醚鍵開裂：烯醇醚遇酸易水解

如：東茛菪內(nèi)酯的烯醇醚3.雙鍵加水反應(yīng)

如：黃曲霉素（五）呈色反應(yīng)1.異羥肟酸鐵反應(yīng)（識別內(nèi)酯）2.Gibb反應(yīng)和Emerson反應(yīng)試劑：Gibb——2,6-二氯(溴)苯醌氯亞胺Emerson——氨基安替匹林和鐵氰化鉀條件：有游離酚羥基，且其對位無取代者——呈陽性Gibb反應(yīng)：三、香豆素的分離方法(一）提取藥材醇提液水溶液石油醚苯乙醚乙酸乙酯不同濃度EtOH回收溶劑，加水有機(jī)溶劑萃取(二）分離

提取后可直接利用化合物的溶解性質(zhì)進(jìn)行分離如：香豆素在石油醚中溶解度不大，濃縮時(shí)即可析出結(jié)晶。1.酸堿分離法依據(jù)——內(nèi)酯遇堿能皂化，加酸能恢復(fù)的性質(zhì)。酚性成分加Et2O提出不水解成分揮干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萃取香豆素類內(nèi)酯成分2.層析方法

吸附劑——硅膠、中性氧化鋁洗脫劑——已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等顯色——可觀察熒光四、香豆素的波譜學(xué)特性（一）紫外光譜（二）紅外光譜（三）1H-NMR（四）13C-NMR（五）質(zhì)譜（一）紫外光譜

UV下顯藍(lán)色熒光。C7位導(dǎo)入-OH——熒光增強(qiáng)-OH醚化后——熒光減弱母核上無含氧官能團(tuán)取代時(shí)：274nm——苯環(huán)311nm——吡喃酮環(huán)有含氧取代時(shí)：最大吸收向紅位移。（二）紅外光譜3025~3175cm-1——C-H伸縮振動1700~1750cm-1——羰基伸縮振動1500~1600cm-1——芳環(huán)吸收1600~1650cm-1——出現(xiàn)1~3個較強(qiáng)峰（三）1H-NMR

環(huán)上質(zhì)子由于受內(nèi)酯羰基吸電子共軛效應(yīng),因此：當(dāng)C3、C4位未取代時(shí)：當(dāng)C3或C4取代時(shí)：（三）1H-NMR當(dāng)C7-OR時(shí)：當(dāng)C5,C7二氧代：當(dāng)C7-OR、C8或C6烷基取代時(shí)：

（四）13C-NMR香豆素母核上9個碳原子的化學(xué)位移值如下：

當(dāng)-OR取代時(shí)：連接的碳——+30ppm鄰位碳——-13ppm對位碳——-8ppm（五）質(zhì)譜香豆素類化合物有如下特點(diǎn)：1.有強(qiáng)的分子離子峰；2.基峰是失去CO的苯駢呋喃離子；3.主要裂解途徑是：首先失去CO。五、香豆素的生物活性1.低濃度可刺激植物發(fā)芽和生長作用；高濃度則抑制2.光敏作用——可引起皮膚色素沉著；補(bǔ)骨脂內(nèi)酯可治白斑病.3.抗菌、抗病毒作用——蛇床子、毛當(dāng)歸根中的奧斯腦（Osthole）：抑制乙肝表面抗原.4.平滑肌松弛作用——茵陳蒿中的濱蒿內(nèi)酯具有松弛平滑肌等作用.5.抗凝血作用6.肝毒性——有些香豆素對肝有一定的毒性。第三節(jié)木脂素一、結(jié)構(gòu)類型木脂素（lignans）：一類由苯丙素氧化聚合而成的天然產(chǎn)物。通常指其二聚物，少數(shù)為三聚物和四聚物。早期木脂素的定義：

兩分子苯丙素以側(cè)鏈中碳原子（8-8’）連結(jié)而成的化合物——木脂素。非碳原子相連（如3-3’、8-3’）——新木脂素。木脂素的一些新類型：苯丙素低聚體——三聚體、四聚體等；三聚體稱為倍半木脂素〔sesquilignan〕四聚體稱為二木脂素〔dilignan〕雜木脂素——由一分子苯丙素與黃酮、香豆素等結(jié)合而成.去甲木脂素——母核只有16~17個碳原子。1.桂皮酸（cinnamicacid）偶為桂皮醛（cinnamaldehyde）2.桂皮醇（cinnamylalcohol）3.丙烯苯（propenylbenzene）4.烯丙苯（allylbenzene）組成木脂素的單位有四種：木脂素的命名：1.大多采用俗名2.系統(tǒng)命名如：羅漢松脂素編號：左邊C6-C3為１－９；右邊C6-C3為１’－９’．前面冠以C8構(gòu)型，含氧官能團(tuán)位置，名稱，雙分子連結(jié)的橋頭碳編號均用最小數(shù)字標(biāo)出。如羅漢松脂素系統(tǒng)命名為：木脂素常見類型：（一）二芳基丁烷類（dibenzylbutanes）（二）二芳基丁內(nèi)酯類（dibenzyltyrolactones）（三）芳基萘類（arylnaphthalenes）（四）四氫呋喃類（tetrahydrofurans）〔五〕雙四氫呋喃類〔furofurans〕〔六〕聯(lián)苯環(huán)辛烯類〔dibenzocyclooctenes〕〔七〕苯駢呋喃類〔benzofurans〕〔八〕雙環(huán)辛烷類〔bicyclo[3,2,1]octanes〕〔九〕苯駢二氧六環(huán)類〔十〕螺二烯酮類〔spirodienones〕〔十一〕聯(lián)苯類〔biphenylenes〕〔十二〕倍半木脂素〔sesquilignans〕二、理化性質(zhì)形態(tài)：多呈無色晶形，新木脂素不易結(jié)晶溶解性：游離——親脂性，難溶水，溶苯、氯仿等成苷——水溶性增大揮發(fā)性：多數(shù)不揮發(fā)，少數(shù)有升華性質(zhì)旋光性：大多有光學(xué)活性，遇酸易異構(gòu)化。遇酸易發(fā)生異構(gòu)化：三、提取別離2.別離色譜法、溶劑萃取法、分級沉淀法、重結(jié)晶法多用乙醇或丙酮等提取后，再用極性較小的溶劑如：乙醚、氯仿等進(jìn)行萃取。1.提取四、結(jié)構(gòu)鑒定（一）化學(xué)法1.水解反應(yīng)——適用于成酯、成苷類成分。2.氧化反應(yīng)(1)臭氧化(2)費(fèi)米鹽氧化對位有氫原子的酚羥基氧化成醌(3)高錳酸鉀氧化山荷葉素A式山荷葉素B式胡椒酸酮酸甲酯〔1〕紫外光譜芳環(huán)為發(fā)色團(tuán)，兩個取代芳環(huán)是兩個孤立的發(fā)色團(tuán)，兩者紫外吸收位置相近，吸收強(qiáng)度是兩者之和，立體構(gòu)型對紫外光譜沒有影響。紫外光譜可用于區(qū)別芳基四氫萘、芳基二氫萘和芳基萘型木脂素，還可確定芳基二氫萘B環(huán)上的雙鍵位置，通過鑒定失水物雙鍵位置，還可確定B環(huán)上取代羥基的位置?！捕彻庾V法α-失水苦鬼臼脂素β-失水苦鬼臼脂素λmaxnm311λmaxnm290γ-失水苦鬼臼脂素去氫鬼臼毒素λmaxnm245.5