黃酮類天然藥物化學(xué)

關(guān)于黃酮類天然藥物化學(xué)第一節(jié)概述

黃酮類化合物大多具有顏色，在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成苷，一部分以游離形式存在。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。第2頁,共80頁，星期六，2024年，5月僅截止到目前為止，國內(nèi)外已發(fā)表的黃酮類化合物共2700多個(gè)（主要是天然黃酮類，也有少部分為合成品），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。第3頁,共80頁，星期六，2024年，5月一、黃酮類化合物生物合成的基本途徑以前，黃酮類化合物(flavonoids)主要是指基本母核為2-苯基色原酮(2-phenyl-chromone)類化合物，現(xiàn)在則是泛指兩個(gè)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。第4頁,共80頁，星期六，2024年，5月生物合成研究表明A環(huán)來自于三個(gè)丙二酰輔酶A，B環(huán)來自于桂皮酰輔酶A第5頁,共80頁，星期六，2024年，5月黃酮類化合物的生物活性1.對心血管系統(tǒng)的作用Vp樣作用：蘆丁、橙皮苷等有Vp樣作用，能降低血管脆性及異常通透性，可用作防治高血壓及動(dòng)脈硬化的輔助治療劑。擴(kuò)冠作用：蘆丁、槲皮素、葛根素、人工合成的立可定。降血脂及膽固醇：木樨草素第6頁,共80頁，星期六，2024年，5月蘆丁是從我國獨(dú)有的國槐的花蕾中提取的植物藥，具有降低毛細(xì)血管的異常通透性和脆性的作用，是心腦血管保護(hù)藥，是國內(nèi)治療心腦血管疾病制劑的主要成分，國外還大量用于食品添加劑和化妝品的生產(chǎn)當(dāng)中。第7頁,共80頁，星期六，2024年，5月

2.抗肝臟毒作用從水飛薊種子中得到的水飛薊素等黃酮類化合物具有保肝作用，用于治療急、慢性肝炎、肝硬化及多種中毒性肝損傷。（+）-兒茶素(Catergen)也具有抗肝臟毒作用，可治療脂肪肝及因半乳糖胺或四氯化碳等引起的中毒性肝損傷。第8頁,共80頁，星期六，2024年，5月3.抗炎蘆丁及其衍生物羥乙基蘆丁、二氫槲皮素等具抗炎作用。

4.抗菌及抗病毒作用如木樨草素、黃芩苷、黃芩素。第9頁,共80頁，星期六，2024年，5月5.解痙作用異甘草素、大豆素等解除平滑肌痙攣；大豆苷、葛根黃素等葛根黃酮類可緩解高血壓患者的頭痛等癥狀；杜鵑素、川陳皮素、槲皮素、山柰酚、芫花素、羥基芫花素等還具有止咳祛痰的作用。第10頁,共80頁，星期六，2024年，5月6.雌性激素樣作用大豆素(daidzein)等異黃酮具有雌性激素樣作用，可能是因?yàn)樗鼈兣c己烯雌酚結(jié)構(gòu)類似。第11頁,共80頁，星期六，2024年，5月7.瀉下作用如中藥營實(shí)中的營實(shí)苷A有致瀉作用。第12頁,共80頁，星期六，2024年，5月

8.清除人體自由基作用黃酮類化合物多具有酚羥基，易氧化成醌類而提供氫離子，故有顯著的抗氧特點(diǎn)。另外還有降血脂、血糖，抗動(dòng)脈粥樣硬化及抗癌、抗突變等作用。第13頁,共80頁，星期六，2024年，5月第二節(jié)結(jié)構(gòu)分類根據(jù)中央三碳鏈的氧化程度、B-環(huán)連接位置（2-或3-位）以及三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀等特點(diǎn)，可將重要的天然黃酮類化合物分類如下：第14頁,共80頁，星期六，2024年，5月（一）黃酮類黃酮類是以2-苯基色原酮為基本母核，3位無含氧取代的一類化合物。天然黃酮A環(huán)的5，7位幾乎同時(shí)帶有羥基，而B環(huán)常在4’位有羥基或甲氧基，3’位有時(shí)也有羥基或甲氧基。黃酮類(flavones)

第15頁,共80頁，星期六，2024年，5月常見的黃酮及其苷類有芹菜素、木犀草素、黃芩苷等。芹菜素木犀草素第16頁,共80頁，星期六，2024年，5月黃芩苷第17頁,共80頁，星期六，2024年，5月（二）黃酮醇類黃酮醇類在黃酮基本母核的3位上連有羥基或其他含氧基團(tuán)。黃酮醇(flavonol)

第18頁,共80頁，星期六，2024年，5月常見的黃酮醇及其苷類有山柰酚、槲皮素、楊梅素、蘆丁等。山柰酚楊梅素第19頁,共80頁，星期六，2024年，5月槲皮素R=H蘆丁R=蕓香糖第20頁,共80頁，星期六，2024年，5月（三）二氫黃酮類二氫黃酮類結(jié)構(gòu)可看作是黃酮基本母核的2、3位雙鍵被氫化而成。二氫黃酮類（Flavanones）第21頁,共80頁，星期六，2024年，5月如橙皮中的橙皮素和橙皮苷；甘草中的甘草素和甘草苷。橙皮素R=H橙皮苷R=蕓香糖甘草素R=H甘草苷R=glc第22頁,共80頁，星期六，2024年，5月（四）二氫黃酮醇類二氫黃酮醇是黃酮醇類的2、3位被氫化的黃酮類化合物，而且常與相應(yīng)的黃酮醇共存于同一植物中。二氫黃酮醇類（Flavanonols）第23頁,共80頁，星期六，2024年，5月如滿山紅葉中的二氫槲皮素和槲皮素共存，桑枝中的二氫桑色素和桑色素共存。二氫槲皮素二氫桑色素第24頁,共80頁，星期六，2024年，5月黃柏葉中具有抗癌活性的黃柏素-7-O-葡萄糖苷也屬于二氫黃酮醇類。黃柏素-7-O-葡萄糖苷第25頁,共80頁，星期六，2024年，5月（五）異黃酮類異黃酮類母核為3-苯基色原酮的結(jié)構(gòu)，即B環(huán)連接在C環(huán)的3位上。異黃酮類（Isoflavanone）第26頁,共80頁，星期六，2024年，5月豆科植物葛根中所含有的大豆素、大豆苷、大豆素-7，4’-二葡萄糖苷、葛根素和葛根素木糖苷均屬于異黃酮類化合物。大豆素R1=R2=R3=H大豆苷R1=R3=HR2=glc葛根素R2=R3=HR1=glc大豆素-7，4’-二葡萄糖苷R1=HR2=R3=glc葛根素木糖苷R1=glcR2=xylR3=H第27頁,共80頁，星期六，2024年，5月（六）二氫異黃酮類二氫異黃酮具有異黃酮的2、3位被氫化的基本母核。二氫異黃酮類（Isoflavanones）第28頁,共80頁，星期六，2024年，5月如中藥廣豆根當(dāng)中含有的紫檀素、三葉豆紫檀苷、高麗槐素具有抗癌活性，苷的活性強(qiáng)于苷元。毛魚藤中所含有的魚藤酮也屬于二氫異黃酮的衍生物，具有較強(qiáng)的殺蟲和毒魚作用。它們都屬于二氫異黃酮類的衍生物。第29頁,共80頁，星期六，2024年，5月紫檀素R=CH3三葉豆紫檀苷R=glc高麗槐素R=H魚藤酮第30頁,共80頁，星期六，2024年，5月（七）查耳酮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為二氫黃酮C環(huán)的1、2位鍵斷裂生成的開環(huán)衍生物，即三碳鏈不構(gòu)成環(huán)。查耳酮類（Chalcones）第31頁,共80頁，星期六，2024年，5月在酸的作用下，查耳酮可轉(zhuǎn)化為無色的二氫黃酮，堿化后又轉(zhuǎn)為深黃色的2’-羥基查耳酮。2’-羥基查耳酮二氫黃酮第32頁,共80頁，星期六，2024年，5月如紅花的花中含有的紅花苷紅花苷第33頁,共80頁，星期六，2024年，5月（八）二氫查耳酮類二氫查耳酮為查耳酮αβ雙鍵氫化而成。

二氫查耳酮類（Dihydrochalcones）第34頁,共80頁，星期六，2024年，5月二氫查耳酮在植物界分布極少，如薔薇科梨屬植物根皮和蘋果種仁中含有的梨根苷。梨根苷第35頁,共80頁，星期六，2024年，5月（九）橙酮類（噢口弄類）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為C環(huán)為含氧五元環(huán)。母核碳原子的編號也與其他黃酮類不同。橙酮類第36頁,共80頁，星期六，2024年，5月此類化合物較少見，主要存在于玄參科、菊科、苦苣苔科以及單子葉植物沙草科中，如在黃花波斯菊花中含有的硫磺菊素屬于此類。硫磺菊素第37頁,共80頁，星期六，2024年，5月（十）花色素類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是基本母核的C環(huán)無羰基，1位氧原子以（金羊）鹽形式存在。

花色素類（Anthocyanidins）第38頁,共80頁，星期六，2024年，5月花色素在中藥中多以苷的形式存在?；ㄉ厥鞘怪参锏幕?、果、葉、莖等呈現(xiàn)藍(lán)、紫、紅等顏色的色素，如矢車菊苷元、飛燕草苷元和天竺葵苷元以及它們所組成的苷最為常見。矢車菊苷元R1=OHR2=H飛燕草苷元R1=R2=OH天竺葵苷元R1=R2=H第39頁,共80頁，星期六，2024年，5月（十一）黃烷醇類根據(jù)C環(huán)上的3，4位存在羥基的情況分為黃烷-3-醇和黃烷-3，4-二醇。1.黃烷-3-醇類，又稱兒茶素類黃烷三醇類（Flavan-3-ols）第40頁,共80頁，星期六，2024年，5月主要存在于含鞣質(zhì)的木本植物中。如兒茶素為中藥兒茶中的主要成分，有四個(gè)光學(xué)異構(gòu)體，但在植物中主要有異構(gòu)體兩個(gè)，兒茶素和表兒茶素。兒茶素表兒茶素第41頁,共80頁，星期六，2024年，5月2.黃烷-3，4-二醇類又稱為無色花色素類，黃烷－3，4－二醇類（Flavan-3,4-diols)第42頁,共80頁，星期六，2024年，5月這類化合物在植物界中分布很廣，在含鞣質(zhì)的木本植物和蕨類植物中更為多見，如：無色矢車菊素。無色矢車菊素第43頁,共80頁，星期六，2024年，5月（十二）雙苯吡酮類又稱為苯駢色原酮，母核由苯環(huán)和色原酮的2，3位駢合而成，是一種特殊類型的黃酮類化合物。第44頁,共80頁，星期六，2024年，5月常分布在龍膽科、藤黃科、百合科植物當(dāng)中，如：存在于石葦、芒果葉和知母葉中具有止咳去痰作用的異芒果素。異芒果素第45頁,共80頁，星期六，2024年，5月（十四）其他黃酮類包括雙黃酮類，黃酮木脂體類，生物堿型黃酮等。銀杏素第46頁,共80頁，星期六，2024年，5月榕堿水飛薊素第47頁,共80頁，星期六，2024年，5月天然黃酮類化合物多和糖形成苷而存在，并且由于糖的種類、數(shù)量、連接位置及連接方式不同，組成了各種各樣的黃酮苷類。第48頁,共80頁，星期六，2024年，5月組成黃酮苷的糖類主要有單糖、雙糖類、三糖類和酰化糖類。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。第49頁,共80頁，星期六，2024年，5月雙糖類：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。第50頁,共80頁，星期六，2024年，5月三糖類：龍膽三糖(glc

1→6glc

1→2fru)、槐三糖(glc

1→2glc

1→2glc)等。酰化糖類：2-乙酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖(caffeoylglucose)等。第51頁,共80頁，星期六，2024年，5月黃酮苷中糖的連接位置與苷元的結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。如黃酮醇類常形成3-，7-，3’-，4‘-單糖苷，或3，7-，3，4’-及7，4’-雙糖鏈苷等。第52頁,共80頁，星期六，2024年，5月第三節(jié)黃酮類化合物的性質(zhì)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。第53頁,共80頁，星期六，2024年，5月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。第54頁,共80頁，星期六，2024年，5月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。花色甙元（花青素）類以離子形式存在，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。第55頁,共80頁，星期六，2024年，5月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γ-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（佯）鹽，但生成的（金羊）鹽不穩(wěn)定，加水可分解。第56頁,共80頁，星期六，2024年，5月第四節(jié)檢識1）鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應(yīng)：黃酮呈橙黃至微紅色；黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物顯紅-紫紅色，少數(shù)顯綠-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（醇）類化合物專屬性較高的一種還原劑。與二氫黃酮（醇）類化合物產(chǎn)生紅-紫紅色。其它黃酮類化合物均不顯色。3）鋁鹽：生成的絡(luò)合物多為鮮黃色（λmax=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。第57頁,共80頁，星期六，2024年，5月4）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(shí)，均可反應(yīng)生成黃色的鋯絡(luò)合物（區(qū)分）。

3-OH，4-酮基絡(luò)合物的穩(wěn)定性>5-OH，4-酮基絡(luò)合物。當(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。5)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。第58頁,共80頁，星期六，2024年，5月6）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。7）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。第59頁,共80頁，星期六，2024年，5月8）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(shí)，在堿液中很快氧化，最后生成綠棕色沉淀。

9）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(shí)，顏色更明顯。第60頁,共80頁，星期六，2024年，5月二、色譜檢識1.紙層析(PPC)苷類成分可采用雙向展開，第一相展開采用醇性溶劑，如BAW系統(tǒng)（正丁醇：醋酸：水4：1：5上層）；第二相展開用水性溶劑，如氯仿：醋酸：水（3：6：1）

苷元?jiǎng)t多采用醇性溶劑。

花色苷及其苷元，可用含鹽酸或醋酸的溶劑。顯色劑：2%三氯化鋁甲醇液（紫外光下檢測）；1%FeCl3/1%K3Fe(CN)6(1:1)混合液。第61頁,共80頁，星期六，2024年，5月2.薄層層析(TLC)

１）硅膠薄層用于弱極性黃酮較好。常用:甲苯：甲酸甲酯：甲酸（5：4：1）；苯：甲醇（95：5）或苯：甲醇：冰醋酸（35：5：5）等。

第62頁,共80頁，星期六，2024年，5月２）聚酰胺層析適用范圍廣，可分離含游離酚羥基或其苷類。常用展開系統(tǒng)：乙醇：水（3：2）；丙酮：水（1：1）等。第63頁,共80頁，星期六，2024年，5月

第五節(jié)提取與分離黃酮類化合物在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成苷，一部分以游離形式存在。第64頁,共80頁，星期六，2024年，5月一提取1醇提取法適用于苷及苷元的提取根絕苷及苷元極性的不同選擇不同醇的濃度缺點(diǎn)：脂溶性雜質(zhì)較多第65頁,共80頁，星期六，2024年，5月2熱水提取法適應(yīng)于黃酮苷的提取缺點(diǎn)：水溶性雜質(zhì)提取液易變質(zhì)第66頁,共80頁，星期六，2024年，5月3堿提取酸沉淀法適用于含酚羥基的黃酮苷及苷元黃酮苷類雖有，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，黃酮苷類即可沉淀析出。此法簡便易行，如蘆丁、橙皮苷、黃芩苷的提取都應(yīng)用了這個(gè)方法。第67頁,共80頁，星期六，2024年，5月在用堿酸法進(jìn)行提取純化時(shí)，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(shí)，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(shí)，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。第68頁,共80頁，星期六，2024年，5月一、提取黃酮苷類以及極性稍大的苷元（如羥基黃酮等），一般可用丙酮、醋酸乙酯、乙醇提取。一些多糖苷類可用沸水提取。在提取花青素類化合物時(shí)，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)黃酮苷元宜用用氯仿、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苷元，甚至可用苯等低極性溶劑進(jìn)行提取。第69頁,共80頁，星期六，2024年，5月

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)。第70頁,共80頁，星期六，2024年，5月（二）PH梯度萃取法黃酮苷元混合物溶于有機(jī)溶劑，依次用堿性由弱到強(qiáng)的溶液萃取，得到的是酸性由強(qiáng)到弱的苷元。（酸性強(qiáng)的先出）第71頁,共80頁，星期六，2024年，5月（二）梯度pH萃取法梯度pH萃取法適合于酸性強(qiáng)弱不同的黃酮苷元的分離。根據(jù)黃酮類苷元酚羥基數(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-OH0.2%NaOH液4%NaOH液）第72頁,共80頁，星期六，2024年，5月（三）碳粉吸附法主要適于苷類的精制工作。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(shí)為止。過濾，收集吸苷炭末，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）。黃酮類化合物的研究證明，大部分黃酮苷類可用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苷類成分。第73頁,共80頁，星期六，2024年，5月三色譜法1.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。第74頁,共80頁，星期六