天然藥物化學(xué)-第五章-黃酮類化合物-1

黃酮類化合物Flavonoids

概述黃酮類化合物是自然界尤其是植物界分布廣泛的（比如水果、蔬菜、茶、葡萄酒、種子或是植物根）一大類天然酚性化合物，數(shù)量列天然酚性成分之首。大多有顏色，是藥用植物的主要活性成分之一。

黃酮類化合物是色原烷或色原酮的2-或3-苯基衍生物，泛指兩個(gè)苯環(huán)（A和B環(huán)）通過三個(gè)碳原子連接形成的一系列化合物。

C6-C3-C6取代基：-OH、-OCH3、-CH3、Ar、異戊烯基等

黃酮類化合物Flavonoids第一節(jié)分布及結(jié)構(gòu)類型第二節(jié)理化性質(zhì)第三節(jié)提取與分離第四節(jié)黃酮類化合物波譜解析一、分布及存在形式

1.

黃酮類化合物分布廣泛，最集中分布于被子植物中。如黃酮類在唇形科、玄參科、菊科等存在較多；黃酮醇類廣泛分布于雙子葉植物；二氫黃酮類在薔薇科、蕓香科、豆科、杜鵑花科、菊科、姜科中分布較多；二氫黃酮醇類普遍存在于豆科植物；異黃酮類以豆科蝶形花亞科和鳶尾科中存在較多。在裸子植物中也有，如雙黃酮類多存在松柏綱、銀杏綱和鳳尾綱等植物。

2.黃酮類化合物在植物體內(nèi)大部分以與糖結(jié)合成苷的形式存在，一部分以游離形式存在。二、結(jié)構(gòu)類型（一）.結(jié)構(gòu)分類依據(jù)1.中央3碳鏈氧化程度

2.B環(huán)連接位置3.三碳鏈?zhǔn)欠癯森h(huán)

4.聚合度（二）.主要骨架類型1.黃酮類Flavones2.黃酮醇類Flavonol3.二氫黃酮類Flavanones4.二氫黃酮醇類Flavanonols5.黃烷-3-醇類

Flavan-3-ols6.黃烷-3,4-二醇類

Flavan-3,4-diols7.異黃酮類

Isoflavones8.二氫異黃酮類

Isoflavonones8.花色素類Anthocyanidins9.查兒酮類

Chalcones10.橙酮類

Aurones11.雙苯吡酮類

Xanthones12.高異黃酮類

Homoisoflavones（三）存在形式黃酮類多與糖成結(jié)合成苷，可成O-苷，也有C-苷

組成黃酮苷的糖類主要有：1.單糖：D-Glc、D-Gal、D-Xyl、L-Rha、L-Ara、D-GluA2.雙糖類：槐糖Glcβ1→2glc

龍膽二糖Glcβ1→6glc

蕓香糖Rhaα1→6glc

新陳皮糖Rhaα1→2glc3.三糖類：龍膽三糖Glcβ1→6glcα1→2fru

槐三糖Glcβ1→2glcβ1→2glc返回第二節(jié)理化性質(zhì)

一、性狀二、溶解性三、酸性與堿性四、顯色反應(yīng)（一）性狀1.多為晶性固體，少數(shù)為無定形粉末。2.顏色：與分子中是否存在交叉共軛體系及助色團(tuán)的類型、數(shù)目及取代位置有關(guān)。

以黃酮為例，其色原酮部分本身無色，但在2—位引入苯環(huán)后形成交叉共軛體系，通過電子轉(zhuǎn)移，重排，使共軛鏈延長而顯顏色，如下圖所示：色原酮：無色黃酮（醇）：灰黃-黃色異黃酮：微黃色二氫黃酮（醇）：無色助色團(tuán)的引入，顏色加深（7,4‘引入助色團(tuán)，對(duì)顏色影響較大）eg黃酮、黃酮醇及其苷類——灰黃~黃色查耳酮——黃~橙黃色二氫黃酮及醇、異黃酮——不顯色或微黃色3.光學(xué)活性：

苷元：黃酮（醇），無光學(xué)活性二氫黃酮（醇）、黃烷醇，具光學(xué)活性苷：有光學(xué)活性二、溶解性1.與分子存在狀態(tài)有關(guān)H2OMeOHEtOHEt2OCHCl3游離黃酮-++++黃酮苷+（熱）++--2.與分子平面性有關(guān)：平面性越強(qiáng)，水溶性越差黃酮（醇）、查爾酮二氫黃酮、二氫黃酮醇花色素<<3.與母核取代基類型有關(guān)

—OH取代，水溶性增大羥基甲基化后，水溶性降低4.

與母核取代基位置有關(guān)

3-O-苷>7-O-苷三、酸堿性1.酸性的來源：2.影響酸性強(qiáng)弱的因素：羥基的數(shù)目、位置綜合起作用

7,4′-二OH7-OH或4-OH

一般Ar-OH

5-OH

>>>三、酸堿性1.堿性的來源：

-吡喃酮環(huán)1-O孤對(duì)電子黃酮類濃H2SO4/濃HCl鹽H2O分解黃酮類四、顯色反應(yīng)（一）還原反應(yīng)（二）金屬鹽類試劑絡(luò)合反應(yīng)（三）硼酸顯色反應(yīng)（四）堿性試劑顯色反應(yīng)（一）還原反應(yīng)

1.鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應(yīng)：

黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇——多橙紅～紫紅色

少紫色～藍(lán)色查耳酮、橙酮、兒茶素類及異黃酮類—2.四氫硼鈉反應(yīng)：

二氫黃酮類——紅色～紫色（二）金屬鹽類試劑絡(luò)合反應(yīng)

反應(yīng)官能團(tuán)：3-OH，4-C=O5-OH，4-C=O

鄰二酚羥基二氫黃酮、二氫黃酮醇———

天藍(lán)色熒光其他黃酮類———

黃色～橙黃～褐色

1.鋁鹽反應(yīng)——

三氯化鋁反應(yīng)

與1%AlCl3反應(yīng)顯黃色或黃色加深，UV下熒光增強(qiáng)（二）金屬鹽類試劑絡(luò)合反應(yīng)2.鎂鹽反應(yīng)——

醋酸鎂反應(yīng)

3.鋯鹽反應(yīng)——鋯鹽-枸櫞酸反應(yīng)

3-OH,4-C=O

5-OH,4-C=O+2%ZrOCl2黃色H+

穩(wěn)定，不退色

不穩(wěn)定分解，顯著褪色4.氯化鍶反應(yīng)5.三氯化鐵反應(yīng)

鄰二酚羥基SrCl2綠色～棕色～黑色沉淀OH-酚羥基FeCl3在黃酮類化合物中含有氫鍵締合的酚羥基時(shí)顏色才明顯綠色～墨綠～黑色沉淀硼酸絡(luò)合反應(yīng)（三）硼酸顯色反應(yīng)H+H3BO4亮黃色5-OH-黃酮2-OH-查兒酮（四）堿性試劑顯色反應(yīng)黃酮類日光下顯黃色或黃色加深UV下顯熒光或熒光增強(qiáng)黃酮醇類二氫黃酮類OH-顯橙～黃色OH-NaOH引起的色變不退NH4OH引起的色變退去空氣OH-呈黃色空氣棕色用化學(xué)方法鑒別A-G返回第三節(jié)提取與分離

一、粗提二、提取物的精制三、分離一、粗提1.苷類和極性大的苷元一般用下列物質(zhì)提?。阂宜嵋阴?，丙酮，乙醇，甲醇，水或極性大的混合溶劑（甲醇—水1：1）2.多糖苷類可以用沸水提取，可以破壞水解酶的活性，避免對(duì)苷的水解作用，比如從槐花米中提取蘆丁。3.多數(shù)黃酮苷元選擇極性小的有機(jī)溶劑，如乙醚，氯仿，乙酸乙酯等。

粗提浸膏精提

二、粗提物的精制1.溶劑萃取法：

——

醇提物中的脂溶性雜質(zhì)：石油醚萃取

——

水提液中的水溶性雜質(zhì)：水醇法2.堿提酸沉法：注意堿度、酸度應(yīng)適宜3.炭粉吸附法：——用于黃酮苷的精制黃酮甲醇液活性碳吸苷炭沸水沸甲醇7%酚/水15%酚/醇洗脫三、分離（一）柱色譜法（二）pH梯度萃取法（三）利用特殊官能團(tuán)的性質(zhì)分離（一）柱色譜法1.硅膠柱色譜：吸附：異黃酮、二氫黃酮（醇）、高度甲基化分配：多羥基黃酮醇及其苷2.聚酰胺柱色譜：

原理：

影響吸附力的因素：

溶質(zhì)的結(jié)構(gòu)：形成氫鍵基團(tuán)的數(shù)目、位置分子的芳香化程度

溶劑的性質(zhì)：水、含水醇、醇

常用洗脫劑：水、含水醇、醇黃酮類在聚酰胺柱上的洗脫規(guī)律苷元相同時(shí)，三糖苷→二糖苷→單糖苷→苷元

Ar-OH數(shù)目↑，洗脫速度↓

Ar-OH數(shù)目相同時(shí)，其位置影響洗脫順序：易形成分子內(nèi)氫鍵者，難洗脫3.葡聚糖凝膠柱色譜：

常用凝膠型號(hào)：SephadexGSephadexLH-20

雙重分離原理：吸附原理——

游離黃酮（游離Ar-OH）分子篩原理——

黃酮苷

常用洗脫劑：MeOH、MeOH-H2OMe2CO、Me2CO-H2OCHCl3、CHCl3-MeOH

堿水、鹽水

（二）pH梯度萃取法7,4′-二OH7-OH或4-OH

一般Ar-OH

5-OH5%NaHCO3

5%Na2CO3

0.2%NaOH

4%NaOH>>>

用于分離酸度不同的黃酮苷元（三）利用特殊官能團(tuán)的性質(zhì)鉛鹽沉淀法中性Pb(Ac)2:

-COOH

(樹膠、果膠、粘液質(zhì)、蛋白質(zhì)、氨基酸)

鄰二Ar-OH堿式Pb(Ac)2:Ar-OH

提取液或濃縮液加入一定量的Pb(Ac)2

沉淀濾液再加入Pb(Ac)2

沉淀濾液

懸于EtOH通H2S堿式Pb(Ac)2PbS沉淀濾液沉淀濃縮H2S處理

黃酮黃酮

（有鄰二酚OH）（無鄰二酚OH）實(shí)例——從檸檬果皮中分離降血壓有效成分返回第四節(jié)檢識(shí)與結(jié)構(gòu)鑒定黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)研究大多是利用各種波普學(xué)手段，并以化學(xué)方法和層析方法為輔。第四節(jié)檢識(shí)與結(jié)構(gòu)鑒定色譜法、化學(xué)法、波譜法的綜合運(yùn)用一、色譜法二、UV

三、1H-NMR

四、13C-NMR

五、MS三、1H-NMR在黃酮類結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用

測(cè)定黃酮類1H-NMR的常用溶劑：CDCl3CD3COCD3C5D5N(Py-d5)DMSO-d6室外機(jī)超低溫平臺(tái)探頭支架氦氣壓縮機(jī)氦氣鋼瓶AVANCE機(jī)柜監(jiān)視器室溫前放計(jì)算機(jī)測(cè)定黃酮類1H-NMR的儀器黃酮類1H-NMR譜圖

化學(xué)位移:(ppm)積分值：(氫數(shù))自旋偶合裂分：s,d,t,q(dd),m偶合常數(shù)：J(Hz)（一）A環(huán)質(zhì)子

（二）B環(huán)質(zhì)子

（三）C環(huán)質(zhì)子

（四）糖上質(zhì)子

（五）取代基質(zhì)子三、1H-NMR在黃酮類結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用

黃酮類的1H-NMR特點(diǎn)及應(yīng)用：（一）A環(huán)質(zhì)子——

確定A環(huán)取代圖式5，7-二氧代

5.70~6.90(1H,d,J=2~3Hz)H-6H-87-OH成苷，H-6H-82.7-氧代

8.0(1H,d,J=9.0Hz)6.3~7.1(1H,dd,J=2.5,9.0Hz)6.3~7.1(1H,d,J=2.5Hz)<H-6,H-8:H-5:

H-6:

H-8:處于羰基負(fù)屏蔽區(qū)H-6,6.20,d,J=2.0HzH-8,6.49,d,J=2.0Hz（一）A環(huán)質(zhì)子

（二）B環(huán)質(zhì)子

（三）C環(huán)質(zhì)子

（四）糖上質(zhì)子

（五）取代基質(zhì)子三、1H-NMR在黃酮類結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用

黃酮類的1H-NMR特點(diǎn)及應(yīng)用：（二）B環(huán)質(zhì)子——確定B環(huán)取代圖式4

-氧代

H-2

,6

:

H-3

,5

:3

,4

-二氧取代H-5

:

H-2:

H-6:7.10~8.10(2H,d,J=8.5Hz)6.50~7.10(2H,d,J=8.5Hz)

6.7~7.1(1H,d,J=8.5Hz)

7.2~7.9(1H,d,J=2.5Hz)7.2~7.9(1H,dd,J=2.5,8.5Hz)3.3,4

,5

-三氧代(1)3-或5-取代相同時(shí)H-2

,H-6

:(2)3-或5-取代不同時(shí)H-2

,H-6:6.5~7.5(2H,s)6.5~7.5(1H,d,J=2.0Hz)（一）A環(huán)質(zhì)子

（二）B環(huán)質(zhì)子

（三）C環(huán)質(zhì)子

（四）糖上質(zhì)子

（五）取代基質(zhì)子三、1H-NMR在黃酮類結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用

黃酮類的1H-NMR特點(diǎn)及應(yīng)用：（三）C環(huán)質(zhì)子——確定黃酮類骨架類型異黃酮類

H-2:7.60~7.80(1H,s)

8.50~8.70(1H,s)(inDMSO-d6)黃酮類

H-3:

6.30(1H,s)H-3,sH-3,s3.二氫黃酮類

H-2：

5.2(1H,dd,J=11.0Hz,J=5Hz)

H-3：

2.8

H-3：(1H,dd,J=17,11Hz)

H-3：(1H,dd,J=17,5Hz)4.二氫黃酮醇類（天然：3--OH）

H-2：

4.9(1H,d,J=11.0Hz)

H-3：

4.3(1H,d,J=11.0Hz)××5.查耳酮類

H-：

6.7~7.4(1H,d,J=17.0Hz)

H-：

7.3~7.7(1H,d,J=17.0Hz)6.橙酮類

H：6.5~6.7(1H,s)（一）A環(huán)質(zhì)子

（二）B環(huán)質(zhì)子

（三）C環(huán)質(zhì)子

（四）糖上質(zhì)子

（五）取代基質(zhì)子三、1H-NMR在黃酮類結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用

黃酮類的1H-NMR特點(diǎn)及應(yīng)用：（四）糖上質(zhì)子端基質(zhì)子

5.0(1H,d,J=)糖的數(shù)目

端基質(zhì)子的數(shù)目糖的種類

H-1’’

黃酮醇-3-O-葡萄糖苷

H-1’’

5.7~6.0ppm

黃酮醇-3-O-鼠李糖苷

H-1’’

5.0~5.1ppm

成苷位置

H-1’’

黃酮醇3-O-葡萄糖苷

H-1’’

5.7~6.0ppm

其他位置成葡萄糖苷

H-1’’

4.8~5.2ppm苷鍵的構(gòu)型

JH1—H2

-D-葡萄糖苷J(rèn)H1—H2=3~4Hz

-D-葡萄糖苷J(rèn)H1—H2=6~8Hz糖環(huán)質(zhì)子、糖環(huán)羥基質(zhì)子

3.0~5.0(m)鼠李糖上甲基質(zhì)子

0.80~1.20(3H,d,J=6.5Hz)（一）A環(huán)質(zhì)子

（二）B環(huán)質(zhì)子

（三）C環(huán)質(zhì)子

（四）糖上質(zhì)子

（五）取代基質(zhì)子三、1H-NMR在黃酮類結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用

黃酮類的1H-NMR特點(diǎn)及應(yīng)用：（五）取代基質(zhì)子Ar-OH：

>8.0

(DMSO-d6中明顯，加D2O消失)5-OH較其它位置羥基明顯處于低場(chǎng)

Ar-OCH3：

3.5~4.1ppmAr-CH3：

2.0~2.5ppm

（6位比8位處于高場(chǎng)，化學(xué)位移小0.2ppm）

Ar-OCOCH3:2.3~2.5ppm糖環(huán)上的-OCOCH3：

1.65~2.1ppm

小結(jié)：

1H-NMR在黃酮類結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用

A環(huán)質(zhì)子：

5.7-7.1（H-6，H-8）

8.0（H-5）

應(yīng)用：推斷A環(huán)取代式樣：5,7-二-O