天然有機(jī)化學(xué)--第5章黃酮課件

1、第五章類黃酮1。概述2。類黃酮的特性。提取和分離4。黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)分析。黃酮類化合物的應(yīng)用。學(xué)會交換PPT 1。黃酮類化合物是植物中分布最廣的物質(zhì)，通常以游離態(tài)或糖甙結(jié)合的形式存在。它們在植物的生長、發(fā)育、開花和結(jié)果中起重要作用，并抵抗外來物質(zhì)的入侵。由于其在植物中的廣泛分布和某些化合物的高含量，并且大多數(shù)化合物容易以晶體形式獲得，因此它們是人類較早發(fā)現(xiàn)的一種天然產(chǎn)物。據(jù)估計，約2%(每年約1109噸)由植物光合作用固定的碳被轉(zhuǎn)化為類黃酮或其他與它們密切相關(guān)的化合物。類黃酮幾乎存在于植物的所有部分，尤其是花、果實(shí)和葉子。黃酮類化合物主要存在于一些有色植物中，如松樹皮提取物、綠茶提取物、銀杏

2、葉提取物和紅花提取物。基本結(jié)構(gòu)和分類黃酮類化合物主要指PPT，1一系列以2-苯基色酮為基本母核的化合物。天然黃酮類化合物通常在其母核上有取代基，如-OH，-OCH3，這使得這些化合物呈黃色。目前，這些化合物通常指一系列化合物，其中兩個芳環(huán)(A和B)通過三碳鏈相互連接，由15個碳原子組成的基本結(jié)構(gòu)顯示在右側(cè)。3。學(xué)會交流多酚氧化酶，如槲皮素，它是抗氧化劑，在檸檬、葡萄柚、橙子和綠茶中含量很高。如果它被稱為“元素”，環(huán)A是游離的酚羥基或甲氧基。如果它被稱為“糖苷”，至少一個羥基將與糖形成糖苷。如抗癌氧化苦參堿、抗癌生物堿黃酮菲辛等。這些是類黃酮。4。學(xué)會交換PPT。根據(jù)三碳鏈的氧化程度、B環(huán)(苯基

3、)的連接位置(2位或3位)以及三碳鏈?zhǔn)欠駷榄h(huán)狀，重要的天然黃酮類化合物大致可分為十四類。例子：5，學(xué)會交流PPT，2。黃酮苷的組成黃酮的三種形式：游離黃酮；類黃酮苷；單寧酸成酯。其中，黃酮苷的種類很多，主要有兩種連接方式。(1) O-苷元以碳-氧-碳模式與糖連接，如由單糖形成的黃芩苷和由二糖形成的橙皮苷。除單糖苷外，二糖黃酮苷在豆科植物中也很常見。6，學(xué)會交流PPT，(2) C-葡萄糖苷除了O-葡萄糖苷外，天然黃酮類化合物也能發(fā)現(xiàn)C-葡萄糖苷，而且大部分糖基連接在6或8位。例如，牡荊素，葡萄糖基團(tuán)直接連接到不含氧原子的8位碳上；另一個例子是葛根素，其具有治療心肌缺血和冠心病的藥理作用，并且葡萄

4、糖基團(tuán)也直接連接到8-碳。組成黃酮苷的單糖主要包括D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖和D-葡萄糖醛酸。例如由-D-葡萄糖醛酸形成的黃芩苷。常見的二糖包括麥芽糖、乳糖、新橙皮苷、蘆丁、龍膽二糖等。蘆丁糖，也稱為蘆丁糖，由-1，6-糖苷鍵的-1-鼠李糖和D-葡萄糖組成。龍膽二糖由-D-葡萄糖通過-1，6-糖苷鍵和D-葡萄糖組成。橙皮苷由蘆丁和苷元組成。8。學(xué)習(xí)交換PPT時，常見的三糖是槐糖、鼠李糖和龍膽草三糖，例如，龍膽草三糖由-D-葡萄糖和蔗糖組成。酰化糖主要包括2-乙酰葡萄糖和4-咖啡酰葡萄糖。實(shí)例：山奈酚-3-o-(4)-咖啡酰)葡萄糖苷。9、學(xué)會溝通PPT，糖在黃酮

5、苷中的連接位置與苷元的結(jié)構(gòu)有關(guān)。例如，花色素苷通常有一個與3-羥基相連的糖或形成3，5-二葡萄糖苷。類黃酮通常形成3-、7-、3-、4-單糖苷?；?，7-，3，4-和7，4-二糖苷。10、學(xué)會交換PPT，2。黃酮類化合物的性質(zhì)1。一般性質(zhì)(1)性質(zhì)類黃酮主要是結(jié)晶固體和一些熔點(diǎn)可測量的無定形粉末。(2)從結(jié)構(gòu)上可以看出光學(xué)活性。游離苷元中的二黃酮、黃烷醇、黃烷和黃烷醇具有光學(xué)活性。糖苷含有糖分子，所以它們都有光學(xué)活性，而且大多是左撇子。(3)黃酮類化合物因共軛體系和變色基團(tuán)(-OH，-OCH3)的存在而顯色，大部分為黃色或淺黃色，7，4位變色基團(tuán)的供電使顏色加深更加明顯。二氫衍生物是無色的，因

6、為沒有共軛體系。通過電子轉(zhuǎn)移和重排，共軛鏈延伸至顯色，顯色隨pH值的變化而變化。11、學(xué)會交流PPT，花色苷的顏色隨酸堿度的變化而變化：正離子酸堿度=78，pH11，醌結(jié)構(gòu)(淡紫色)負(fù)離子(藍(lán)色)，12、學(xué)會交流PPT，下列哪些化合物具有光學(xué)活性？13，學(xué)會交流PPT，(4)溶解度因不同的結(jié)構(gòu)和存在狀態(tài)(苷元、單糖苷、二糖苷或三糖苷等)而變化很大。)。一般來說，有以下規(guī)則：游離苷元：不溶于或不溶于水，易溶于稀堿和有機(jī)溶劑，如乙醇、乙醚和乙酸乙酯。其中，二氫衍生物苷元為非平面分子，分子間排列不緊密，分子間吸引力降低，有利于水分子進(jìn)入，因此在水中的溶解度稍大。然而，一些平面分子，如類黃酮和黃酮醇，

7、緊密堆積，具有很強(qiáng)的分子間吸引力，因此它們更難溶解在水中。糖苷類：溶于強(qiáng)極性溶劑如水、甲醇和乙醇，不溶于或不溶于有機(jī)溶劑如苯、氯仿和凡士林。羥基糖基化越多，水溶性越大，糖鏈越長，在水中的溶解度越大。然而，被甲基化的羥基越多(-OCH3增加)，黃酮苷的水溶性越低，其可溶于弱極性有機(jī)溶劑中。14，學(xué)習(xí)交流PPT，并比較下列化合物的水溶性：15，學(xué)習(xí)交流PPT，(5)酸性和堿性因?yàn)辄S酮類化合物有酚羥基，它們是酸性的，可溶于堿性水溶液、吡啶、甲酰胺和N，N-二甲基甲酰胺。由于羥基位置不同，酸度不同，一般順序如下：7，4-二羥基7-羥基或4-羥基通常是酚羥基5-羥基，因此7-羥基或4-羥基黃酮類化合物可

8、溶于稀碳酸鈉中。由于黃酮類化合物中-吡喃環(huán)1-位的氧原子有一個非共享的電子對，它是一個堿性氧原子，能與強(qiáng)酸如鹽酸和硫酸形成釤羊鹽，呈弱堿性。16，學(xué)會交換PPT，并排列下列化合物的酸度順序：17，學(xué)會交換PPT，2。顯色反應(yīng)黃酮類化合物的顯色反應(yīng)主要與分子中的酚羥基和-吡喃酮環(huán)有關(guān)。在早期的研究工作中，化學(xué)顯色反應(yīng)經(jīng)常被用來定性判斷黃酮類化合物的存在和種類。然而，化學(xué)顯色反應(yīng)法需要大量的樣品，這些樣品現(xiàn)在由紫外線儀器來測定。(1)黃酮醇、黃烷酮和黃烷酮等的還原顯色反應(yīng)。在鹽酸鎂的作用下，產(chǎn)生淡紅色的紫色。方法：將樣品溶于1.0毫升甲醇中，加入少量鎂粉，搖勻，滴幾滴濃鹽酸，12分鐘后顯色。然而，

9、查爾酮和橙酮沒有顏色反應(yīng)。在硼氫化鈉的作用下，黃烷酮化合物產(chǎn)生紅紫色，而其他黃酮類化合物不顯色，因此它們可以相互區(qū)分。18，學(xué)會交換PPT，(2)金屬鹽的絡(luò)合和顯色反應(yīng)類黃酮能與鋁鹽、鉛鹽、鋯鹽、鎂鹽等形成有色絡(luò)合物。由1%三氯化鋁或硝酸鋁溶液和黃酮類化合物形成的絡(luò)合物為黃色(最大415nm)，熒光，可用于定性或定量分析。動作原理如下。19，學(xué)會交換PPT，(3)硼酸顏色反應(yīng)只有當(dāng)它具有以下結(jié)構(gòu)時才是陽性的。在草酸存在下，它能顯示亮黃色和黃綠色熒光。如果它與檸檬酸-硼酸的丙酮溶液反應(yīng)，它只是黃色，沒有熒光。20、學(xué)會交換PPT，(4)與堿性試劑的顯色反應(yīng)在陽光下或紫外光下，觀察用堿性試劑處理過

10、的樣品的顏色變化，可用于鑒別黃酮類化合物。類黃酮首先在堿液中變黃，然后在引入空氣后變成棕色，這可以與其他物質(zhì)區(qū)分開來，21，學(xué)會交流PPT，(5)紫外線和可見光下的顏色發(fā)展下表列出了紙上類黃酮和黃酮醇化合物的顏色發(fā)展反應(yīng)。22歲，學(xué)會交換PPT，3。黃酮類化合物的提取和分離。黃酮類化合物的提取(1)用溶劑萃取法提取極性較小的游離黃酮苷元，用乙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸乙酯或乙酸乙酯連續(xù)提取。高極性黃酮苷元可用甲醇、甲醇：水(1:1)、乙醇：水(1:1)等提取。多糖黃酮苷極性高，可用沸水直接提取。高甲氧基黃酮化合物由于極性低，可以用苯直接提取。23，學(xué)會交換PPT，(2)類黃酮可溶于堿性水，可先用堿

11、性水提取，在堿性提取物中加入酸后可沉淀出類黃酮糖苷。常用的堿是石灰水，常用的酸是鹽酸等。應(yīng)控制酸和堿的濃度，以免破壞黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)或降低產(chǎn)率。該方法簡單易行，可提取橙皮苷、黃芩苷和蘆丁。從槐米中提取蘆?。簩⒒泵?槐米的花蕾)加入約6倍的水，煮沸，在攪拌下慢慢加入石灰乳至pH89，在此pH8條件下煮沸2030分鐘，趁熱過濾。合并濾液，用濃鹽酸在6070調(diào)節(jié)合并濾液的酸堿度至5，攪拌均勻，靜置24小時，抽濾。沉淀物用水洗滌至中性，在60下干燥，得到粗蘆丁，用沸水重結(jié)晶，在7080下干燥，得到純蘆丁。24歲，學(xué)會交換PPT，2。分離由于黃酮類化合物的性質(zhì)不同，分離原理是極性不同，利用吸附能力進(jìn)行

12、分離；不同酸度，采用梯度酸堿度萃取法進(jìn)行分離；不同的分子大小，用葡聚糖凝膠分子篩進(jìn)行分離；分子中的一些特殊結(jié)構(gòu)因與金屬鹽的絡(luò)合能力不同而分開。常用的分離方法包括柱色譜法和高效液相色譜法。25、學(xué)會交換PPT，常用的吸附劑包括硅膠、氧化鋁、纖維粉、聚酰胺、活性炭、淀粉等。根據(jù)吸附劑的不同，柱層析方法可分為以下幾種：(1)硅膠柱層析廣泛使用，非極性和極性化合物均可使用。它適用于分離類黃酮、黃酮醇、黃烷酮、黃烷酮、異黃酮和類黃酮配基。關(guān)鍵是選擇合適的分離劑，各種洗脫劑的洗脫能力是石油醚、四氯化碳、苯氯仿、乙醚、乙酸乙酯、吡啶丙酮、正丙醇、乙醇和甲醇水。26，學(xué)會交換PPT，(2)活性炭吸附法活性炭來

13、源簡單，價格低廉。在水中吸附量大，在有機(jī)溶劑中吸附量?。淮蠓肿踊衔锏奈侥芰Υ笥谛》肿踊衔?。主要適用于糖苷的精制。方法：將植物甲醇提取物通過碳柱，依次加入沸水、甲醇、7%苯酚/水(大部分黃酮類化合物被洗去)和15%苯酚/乙醇。洗脫液減壓濃縮至小體積，用乙醚萃取除去殘余酚，其余減壓濃縮，得到相對純的黃酮苷。(3)離子交換提取、分離和純化一步完成，適用于大稀釋的黃酮類化合物，并能去除黃酮類化合物中的水溶性雜質(zhì)。用陰(或陽)離子交換樹脂吸附黃酮類化合物，用水洗滌除去水溶性雜質(zhì)，然后依次用甲醇洗脫黃酮類化合物。27歲。學(xué)會交換PPT。(4)聚酰胺柱色譜法是分離黃酮類化合物最有效、最簡單的方法。常見

14、洗脫劑：水和1020%乙醇(或甲醇)適用于黃酮苷的分離；氯仿、氯仿/甲醇和甲醇適用于黃酮苷元的分離。具體操作：將聚酰胺過80100目篩，除去小于0.002納米的顆粒，加水制成糊狀，填充1/2柱高。沉淀后，緩慢排放水，樣品中加入20%甲醇樣品溶液，用水洗脫(5) sephadex柱色譜固定相sephadex是一種具有多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固體，具有分子篩的性質(zhì)。游離黃酮類化合物的分離主要取決于吸附，吸附強(qiáng)度取決于所含羥基的數(shù)量。黃酮苷的分離取決于分子篩的性質(zhì)，洗脫過程中黃酮苷基本上按分子量由大到小流出。黃酮分離的例子：將40克葡聚糖LH-20填充在柱(2.533厘米)中，將166毫克蘆丁和75毫克槲皮素

15、溶解在22毫升甲醇中，然后用甲醇(4毫升/分鐘)洗脫，蘆丁在190-250毫升級分中，槲皮素在390-460毫升級分中。29歲。學(xué)會交換PPT。四.黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)分析。類黃酮分析的一般步驟：(1)將熔點(diǎn)值與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或文獻(xiàn)進(jìn)行比較，通過紙層析或薄層層析獲得Rf值。(2)分析對比樣品在甲醇溶液中以及添加酸、堿或重金屬鹽(如三氯化鋁)后的紫外光譜。(3)分析樣品或其衍生物的核磁共振譜。(4)進(jìn)行質(zhì)譜分析或必要的降解合成，以便最終確認(rèn)。有些黃酮苷是復(fù)雜的，所以通常先水解，然后分別分析水解糖和苷元的結(jié)構(gòu)，再確定黃酮苷的結(jié)構(gòu)。30歲，學(xué)會交換PPT，1。黃酮苷的水解(1)酸水解是通過鹽酸、硫酸、醋酸、

16、羥基乙酸等進(jìn)行的。酸類型和濃度、水解溫度和反應(yīng)時間的選擇由水解要求和糖苷結(jié)構(gòu)決定。黃酮碳苷在一般水解條件下不能水解。實(shí)施例木糖基異牡荊素的水解：將2毫克木糖基異牡荊素溶解在10%HOAc中，在室溫下減壓蒸餾18小時，殘留物進(jìn)行紙層析，其單一色點(diǎn)與水解異牡荊素后的一致。木糖和葡萄糖用作標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行比較。31，學(xué)習(xí)如何交流PPT，(2)酶解是一種溫和、特異、簡單的方法。常用的水解酶包括-葡萄糖苷酶，-葡萄糖醛酸苷酶，-鼠李糖苷酶和花青素酶。水解法則：大多數(shù)類黃酮，如3-，4-，和7-葡萄糖苷，容易水解，只需要幾分鐘。黃酮醇的3-糖苷，37，需要超過24小時才能水解。在木犀草素7-D-葡萄糖苷的水解

17、中，將1毫克溶解在2毫升pH 5的緩沖溶液中，加入1毫克-D-葡萄糖苷酶37小時，然后減壓濃縮并通過紙色譜檢測。32歲，學(xué)會交換PPT，2。糖分析大多數(shù)水解糖是已知的糖，可以通過紙色譜和氣相色譜進(jìn)行鑒定，并與已知糖的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品進(jìn)行比較。(1)紙層析操作快速，準(zhǔn)確度高，成本低。但是你不能區(qū)分糖和糖。常用展開劑：正丁醇/乙酸/水(4:1:5)、正丁醇/乙酸/乙醇/水(4、水飽和苯酚、乙酸乙酯/吡啶/水(1233605:4)等。(2)通過氣相色譜法制備三甲基甲硅烷基醚衍生物或完全甲基化的衍生物，然后通過氣相色譜法鑒定并與已知糖的相應(yīng)衍生物進(jìn)行比較。氣相色譜的靈敏度高于紙色譜，紙色譜可以區(qū)分-糖和-糖。-鼠李糖的保留時間比-鼠李糖短。然而，高分子量的糖不能被分析。33，學(xué)習(xí)和交流PPT，3。苷元的鑒定苷