天然藥物化學(xué)-黃酮類化合物

天然藥物化學(xué)衛(wèi)生部規(guī)劃教材－第四版第五章黃酮類化合物二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)一、黃酮類化合物的概述三、黃酮類化合物的提取與分離四、黃酮類化合物的波譜第五章黃酮類化合物

黃酮類化合物廣泛分布于植物界中，而且生理活性多種多樣，引起了國內(nèi)外的廣泛重視，研究進(jìn)展很快。僅截止到1974年為止，國內(nèi)外已發(fā)表的黃酮類化合物共1674個（主要是天然黃酮類，也有少部分為合成品，其中甙元902個，甙722個），并以黃酮醇類最為常見，約占總數(shù)的三分之一，其次為黃酮類，占總數(shù)的四分之一以上，其余則較少見。至于雙黃酮類多局限分布于裸子植物，尤其松柏綱，銀杏綱和鳳尾綱等植物中。至1980年，黃酮類化合物總數(shù)已達(dá)到2721個。一、概述

黃酮類化合物多具有顏色，在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成甙，一部分以游離形式存在。一、基本結(jié)構(gòu)和分類

以前，黃酮類化合物(flavonoids)主要是指基本母核2-苯基色原酮(2-phenyl-chromone)類化合物，現(xiàn)在則是泛指兩個苯環(huán)（A-與B-環(huán)）通過中央三碳鏈相互聯(lián)結(jié)而成的一系列化合物。一、概述

一、概述

根據(jù)中央三碳鏈的氧化程度、B-環(huán)聯(lián)接位置（2-或3-位）以及三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀等特點，可將重要的天然黃酮類化合物分類如下所示。名稱 三碳鏈部分結(jié)構(gòu) 黃酮類 (flavones)

黃酮醇 (flavonol) 一、概述

二氫黃酮類 二氫黃酮醇類 (flavanones) (flavanonols)

花色素類 (anthocyanidins)一、概述

黃烷-3,4-二醇類 雙苯吡酮類(酮類)(flavan-3,4-diols) (xanthones)

黃烷-3-醇類 (flavan-3-ols)一、概述

異黃酮類二氫異黃酮類 (isoflavones)(isoflavanones) 查耳酮類 (chalcones)一、概述

二氫查耳酮類橙酮類（噢類） (dihydrochalcones)(aurones) 高異黃酮類 (homoisoflavones)一、概述

一、概述

少數(shù)黃酮類化合物結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，如水飛薊素(silybin)為黃酮木脂體類化合物。一、概述

而榕堿(ficine)及異榕堿(isoficine)則為生物堿型黃酮。一、概述

天然黃酮甙類化合物，由于糖的種類、數(shù)量、聯(lián)接位置及聯(lián)接方式不同，可以組成各種各樣的黃酮甙類：單糖類：D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。雙糖類：槐糖（glc

1→2glc）、龍膽二糖(glc

1→6glc)、蕓香糖(rh

1→6glc)、新橙皮糖（rh

1→2glc）、刺槐二糖（rh

1→6gal）等。一、概述

叁糖類：龍膽三糖(glc

1→6glc

1→2fru)、槐三糖(glc

1→2glc

1→2glc)等。?；穷悾?-2酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖(caffeoylglucose)等。

黃酮甙中糖的聯(lián)接位置與甙元的結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。如黃酮醇類常形成3-，7-，3’-，4‘-單糖甙，或3，7-，3，4’-及7，4’-雙糖鏈甙等。一、概述

天然黃酮類C-糖甙（C-glycosides），如葛根黃素（Puerarin），葛根黃素木糖甙(Puerarinxyloside)等，為中藥葛根中的擴(kuò)冠有效成分。一、概述

Puerarin（葛根素）：R1＝R2＝R4＝R5＝H，R3＝Glc3’-OH-puerarin：R1＝R2＝R5＝H，R3＝Glc,R4=OHDaidzin（大豆苷）：R1＝R3＝R4＝R5＝H，R2＝GlcDaidzein（大豆苷元）：R1＝R3＝R4＝R5＝R2＝H芒果苷：R1＝R2＝R3＝R4＝H，R5＝Me一、概述二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)一、黃酮類化合物的概述三、黃酮類化合物的提取與分離四、黃酮類化合物的波譜第五章黃酮類化合物

1、性狀

黃酮類化合物多為晶狀固體，少數(shù)（如黃酮甙類）為無定形粉末。2、旋光性

甙元中，二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇具有手性碳，具旋光性，其余黃酮類無旋光性。甙類結(jié)構(gòu)中含糖的部分結(jié)構(gòu)，故均有旋光性，且多為左旋。二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)

二氫黃酮類 二氫黃酮醇類 (flavanones) (flavanonols)

黃烷-3,4-二醇類(flavan-3,4-diols) 二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)

黃烷-3-醇類(flavan-3-ols)二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)

3、顏色

黃酮的色原酮部分無色，在2-位上引入苯環(huán)后，即形成交叉共軛體系，使共軛鏈延長，因而呈現(xiàn)出顏色。黃酮、黃酮醇及其甙類多顯灰黃~黃色，查耳酮為黃~橙黃色，異黃酮類顯微黃色，二氫黃酮、二氫黃酮醇不顯色。

在上述黃酮、黃酮醇分子中，尤其在7-倍及4’-位引入—OH及—OCH3等供電基后，化合物的顏色加深，但在其它位置引入—OH、—OCH3等供電基影響較小。

花色甙及其甙元的顏色隨pH不同而改變，一般顯紅色(pH

7)、紫色(pH8.5)、藍(lán)色(pH

8.5)等顏色。二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)

二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)

4、溶解度一般來說，游離甙元難溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有機(jī)溶劑及稀堿液中?；ㄉ霸ɑㄇ嗨兀╊愐噪x子形式存在，水溶度較大。黃酮類甙元分子中羥基數(shù)越多，水中的溶解度越大。

黃酮甙類，水溶性比相應(yīng)甙元為大；糖鏈越長，則水溶度越大，一般易溶于水、甲醇、乙醇等強(qiáng)極性溶劑中，但難溶或不溶于苯、氯仿等有機(jī)溶劑中。二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)

5、酸堿性酸性

黃酮類化合物因分子中多含有游離酚羥基，故顯酸性，可溶于堿性溶液中。酸性強(qiáng)弱順序依次為：7，4’-二OH

7-或4’-OH

一般酚OH

5-OH。此性質(zhì)可用于提取、分離及鑒定工作。堿性

黃酮類化合物分子中

-吡喃酮環(huán)上的1-位氧原子，因有未共用的電子對，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強(qiáng)無機(jī)酸，如濃硫酸、鹽酸等生成（金羊）鹽，但生成的（金羊）鹽不穩(wěn)定，加水可分解。二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)

6、顯色反應(yīng)1）鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應(yīng)：

多數(shù)黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物顯橙紅~紫紅色，少數(shù)顯紫~藍(lán)色。查耳酮、橙酮、兒茶素類不顯色。異黃酮類一般不顯色。2）

四氫硼鈉（鉀）反應(yīng)：

NaBH4是對二氫黃酮類化合物專屬性較高的一種還原劑。與二氫黃酮類化合物產(chǎn)生紅~紫色。其它黃酮類化合物均不顯色。3）鋁鹽：

生成的絡(luò)合物多為黃色（

max=415nm），并有熒光，可用于定性及定量分析。常用試劑為1%三氯化鋁或硝酸鋁溶液。二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)

4）

鉛鹽：

常用1%醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液，堿式醋酸鉛反應(yīng)能力更強(qiáng)，可生成黃~紅色沉淀。5）

鋯鹽：

多用2%二氯氧化鋯（ZrOCl2）甲醇溶液。黃酮類化合物分子中有游離的3-或5-OH存在時，均可反應(yīng)生成黃色的鋯絡(luò)合物。

3-OH，4-酮基絡(luò)合物的穩(wěn)定性

5-OH，4-酮基絡(luò)合物（僅二氫黃酮醇除外）?！籍?dāng)反應(yīng)液中接著加入枸櫞酸后，5-羥基黃酮的黃色溶液顯著褪色，而3-羥基黃酮溶液仍呈鮮黃色（鋯—枸櫞酸反應(yīng)）〗。二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)

6）鎂鹽：

二氫黃酮、二氫黃酮醇類與醋酸鎂的甲醇溶液，加熱可顯天藍(lán)色熒光，若具有C5-OH，色澤更為明顯。而黃酮、黃酮醇及異黃酮類等則顯黃~橙黃~褐色。7）氯化鍶（SrCl2）：

在氨性甲醇溶液中，可與分子中具有鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)的黃酮類化合物生成綠色~棕色乃至黑色沉淀。8）三氯化鐵反應(yīng)：

多數(shù)黃酮類化合物因分子中含有游離酚羥基，與三氯化鐵水溶液或醇溶液可產(chǎn)生正反應(yīng)，呈現(xiàn)顏色；當(dāng)含有氫鍵締合的酚羥基時，顏色更明顯。二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)

9）硼酸顯色反應(yīng)：

在無機(jī)酸或有機(jī)酸存在條件下，5-羥基黃酮及2-羥基查耳酮可與硼酸反應(yīng)，呈亮黃色。10）堿性試劑顯色反應(yīng)：

在日光及紫外光下，通過紙斑反應(yīng)，觀察樣品用氨蒸氣和其他堿性試劑處理后的色變深的情況。當(dāng)分子中有鄰二酚羥基取代或3,4’-二羥基取代時，在堿液中很快氧化，最后生成綠棕色沉淀。二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)二、黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng)一、黃酮類化合物的概述三、黃酮類化合物的提取與分離四、黃酮類化合物的波譜第五章黃酮類化合物

（一）提取

黃酮甙類以及極性稍大的甙元（如羥基黃酮等），一般可用丙酮、醋酸乙酯、乙醇提取。一些多糖甙類可用沸水提取。在提取花青素類化合物時，可加入少量酸（0.1%鹽酸，應(yīng)當(dāng)慎用，避免發(fā)生水解）。大多數(shù)黃酮甙元宜用用氯仿、乙醚、醋酸乙酯等中極性溶劑提取，而對多甲氧基黃酮類游離甙元，甚至可用苯等低極性溶劑進(jìn)行提取。三、黃酮類化合物的提取與分離

對得到的粗提物可進(jìn)行下列精制處理，常用方法有：（一）溶劑萃取法

利用黃酮類化合物與混入的雜質(zhì)極性不同，選用不同溶劑進(jìn)行地萃取可達(dá)到精制純化目的。例如植物葉子的醇浸液，可用石油醚處理，以便除去葉綠素、胡蘿卜素等脂溶性色素。而某些藥料水溶液則可加入多倍量濃醇，以沉淀除去蛋白質(zhì)、多糖類等水溶性雜質(zhì)。三、黃酮類化合物的提取與分離

有時溶劑萃取過程也可以用逆流分配法連續(xù)進(jìn)行。常用的溶劑系統(tǒng)有：水-醋酸乙酯，正丁醇-石油醚等。

溶劑萃取過程在除去雜質(zhì)的同時，往往還可以收到分離甙和甙元或極性甙元與非極性甙元的效果。

（二）堿提取酸沉淀法

黃酮甙類雖有一定極性，可溶于水，但卻難溶于酸性水，易溶于堿性水，故可用堿性水提取，再于堿水提取液中加入酸，黃酮甙類即可沉淀析出。此法簡便易行，如蘆丁、橙皮甙、黃芩甙的提取都應(yīng)用了這個方法。三、黃酮類化合物的提取與分離

茲以從槐米中提取蘆丁為例說明該法的操作過程。

槐米（槐樹SophorajaponicaL.花蕾）加約6倍量水，煮沸，在攪拌下緩緩加入石灰乳至pH8~9，在此pH條件下微沸20~30分鐘，趁熱油濾，殘渣同上再加4倍水煎1次，乘熱抽濾。合并濾液在60~70℃下，用濃鹽酸調(diào)至pH為5，攪勻，靜置24小時，抽濾。沉淀物水洗至中性，60℃干燥得蘆丁粗品，于水中重結(jié)晶，70~80℃干燥得蘆丁純品。三、黃酮類化合物的提取與分離

在用堿酸法進(jìn)行提取純化時，應(yīng)當(dāng)注意所用堿液濃度不宜過高，以免在強(qiáng)堿性下，尤其加熱進(jìn)破壞黃酮母核。在加酸酸化時，酸性也不宜過強(qiáng)，以免生成（金羊）鹽，致使析出的黃酮類化合物又重新溶解，降低產(chǎn)品收率。

當(dāng)藥料中含有大量果膠、粘液等不溶性雜質(zhì)時，如花、果類藥材，宜用石灰乳或石灰水代替其它堿性水溶液進(jìn)行提取，以使上述含羥基的雜質(zhì)生成鈣鹽沉淀，不致溶出。這也有利于黃酮類化合物的純化處理。三、黃酮類化合物的提取與分離

（三）碳粉吸附法

主要適于甙類的精制工作。通常，在植物的甲醇粗提取物中，分次加入活性炭，攪拌，靜置，直至定性檢查上清液無黃酮反應(yīng)時為止。過濾，收集吸甙炭末，依次用沸甲醇、沸水、7%酚/水、15%酚/醇溶液進(jìn)行洗脫，各部分洗脫液進(jìn)行定性檢查（或用PPC鑒定）。通過對Baptisialecontei中黃酮類化合物的研究證明，大部分黃酮甙類可用7%酚/水洗下。洗脫液經(jīng)減壓蒸發(fā)濃縮至小體積，再用乙醚振搖除去殘留的酚，余下水層減壓濃縮即得較純的黃酮甙類成分。三、黃酮類化合物的提取與分離

二、分離

現(xiàn)將較常用的方法介紹如下：

（一）柱層析法

分離黃酮類化合物常用的吸附劑或載體有硅膠、聚酰胺及纖維素粉等。此外，也有用氧化鋁、氧化鎂及硅藻土等。1.硅膠柱層析：此法應(yīng)用范圍最廣，主要適于分離異黃酮、二氫黃酮、二氫黃酮醇及高度甲基化（或乙酰化）的黃酮及黃酮醇類。少數(shù)情況下，在加水去活化后也可用于分離極性較大的化合物，如多羥基黃酮醇及其甙類等。三、黃酮類化合物的提取與分離

2.聚酰胺柱層析：對分離黃酮類化合物來說，聚酰胺是較為理想的吸附劑。其吸附強(qiáng)度主要取決于黃酮類化合物分子中羥基的數(shù)目與位置及溶劑與黃酮類化合物或與聚酰胺之間形成氫鍵締合能力的大小。聚酰胺柱層析可用于分離各種類型的黃酮類化合物，包括甙及甙元、查耳酮與二氫黃酮等

黃酮類化合物從聚酰胺柱上洗脫時大體有下列規(guī)律：（1）甙元相同，洗脫先后順序一般是：參糖甙

雙糖甙

單糖甙

甙元（2）母核上增加羥基，洗脫速度即相應(yīng)減緩三、黃酮類化合物的提取與分離

（3）不同類型黃酮化合物，先后流出順序一般是：異黃酮

二氫黃酮醇

黃酮

黃酮醇（4）分子中芳香核、共軛雙鍵多者則吸附力強(qiáng)，故查耳酮往往比相應(yīng)的二氫黃酮難于洗脫。上述規(guī)律也適用于黃酮類化合物在聚酰胺薄層上的行為。3.葡聚糖疑膠(Sephadexgel)柱層析：

對于黃酮類化合物的分離，主要用兩種型號的凝膠：Sephadex-G型及Sephadex-LH-20型。三、黃酮類化合物的提取與分離

葡聚糖凝膠分離黃酮類化合物的機(jī)理是：分離游離黃酮時，主要靠吸附作用。凝膠對黃酮類化合物的吸附程度取決于游離酚羥基的數(shù)目。但分離黃酮甙時，則分子篩的屬性起主導(dǎo)作用。在洗脫時，黃酮甙類大體上是按分子量由大到小的順序流出柱體，葡聚糖凝膠柱層析中常用的洗脫劑有：(1)堿性水溶液（如0.1mol/LNH4OH），含鹽水溶液(0.5mol/LNaCl等)。(2)醇及含水醇，如甲醇，甲醇-水（不同比例）、t-丁醇-甲醇(3:1)、乙醇等。(3)其它溶劑：如含水丙酮、甲醇-氯仿等。三、黃酮類化合物的提取與分離

（二）梯度pH萃取法

梯度pH萃取法適合于酸性強(qiáng)弱不同的黃酮甙元的分離。根據(jù)黃酮類甙元酚羥基數(shù)目及位置不同其酸性強(qiáng)弱也不同的性質(zhì)，可以將混合物溶于有機(jī)溶劑（如乙醚）后，依次用5%NaHCO3、5%Na2CO3、0.2%NaOH及4%NaOH水溶液萃取，來達(dá)到分離的目的。

酸性：7，4

-二OH

7-或4

-OH

（溶于）：5%NaHCO3液5%Na2CO3液一般OH

5-OH

0.2%NaOH液4%NaOH液）三、黃酮類化合物的提取與分離

（三）根據(jù)分子中某些特定官能團(tuán)進(jìn)行分離在黃酮類成分的混合物中，具有鄰二酚羥基成分與無此結(jié)構(gòu)的成分，可用鉛鹽法分離。有鄰二酚羥基的成分可被醋酸鉛沉淀，不具有鄰二酚羥基的成分可被堿式醋酸鉛沉淀，達(dá)到分離的目的。

與黃酮類成分混存的其它雜質(zhì)，如分子中有羧基（如樹膠、粘液、果膠、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、氨基酸等）或鄰二酚羥基（如鞣質(zhì)等）時，也可為醋酸鉛沉淀達(dá)到去雜目的。三、黃酮類化合物的提取與分離具黃酮類化合物與鉛鹽生成的沉淀，濾集后按常法懸在浮在乙醇中，通入H2S進(jìn)行復(fù)分解，濾除硫化鉛沉淀，濾液中可得到黃酮類化合物。但初生態(tài)的PbS沉淀具有較高的吸附性，因此現(xiàn)多不主張用H2S脫鉛，而用硫酸鹽或磷酸鹽，或用陽離子交換樹脂脫鉛。