第三章_苯丙素类

1、天然药物化学河北师范大学河北师范大学曹津津曹津津第第三三章章 苯丙素类苯丙素类 OO123456789123456789(Phenylpropanoids) 学习要求： 1掌握：简单苯丙素、香豆素和木脂素的结构类型，及其骨架形成方式。 2熟悉：简单苯丙素、香豆素和木脂素类型中的典型化合物。概 述 1定义：苯丙素类是苯丙素类是天然成分中天然成分中有一有一类苯类苯环上与三个直连碳连在一起为单元（环上与三个直连碳连在一起为单元（C C6 6-C-C3 3）构成构成的的化合物化合物。 2组成：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮和木质素等。酯、香豆素、木脂素

2、、黄酮和木质素等。 3合成：桂皮酸途径。 苯丙素类多数由莽草酸，通过苯丙氨酸苯丙素类多数由莽草酸，通过苯丙氨酸和酪氨酸，再经脱和酪氨酸，再经脱氨氨、羟基化、偶合等反、羟基化、偶合等反应形成最终产物。（见下图）应形成最终产物。（见下图） 一、苯丙酸类1 1 结构类型结构类型3 3 香豆素的提取香豆素的提取 二、香豆素类1 1 结构类型结构类型2 2 理化性质理化性质 三、木脂素类1 1 结构类型结构类型2 2 理化性质理化性质第一节 苯丙酸类 1基本结构基本结构：酚羟基取代的芳香环与丙烯酸构成酚羟基取代的芳香环与丙烯酸构成，多数为具有多数为具有C6-C3C6-C3结构。结构。 常见的苯丙酸类如：

3、常见的苯丙酸类如：R1R2COOHOHOHOHOHOH桂皮酸对羟基桂皮酸HHHOCH3OCH3R1R2咖啡酸阿魏酸异阿魏酸芳香环丙烯酸 2存在形式：苯丙酸常与不同的醇、氨基酸、苯丙酸常与不同的醇、氨基酸、糖、有机酸等结合成酯，多有较强的生理活性。糖、有机酸等结合成酯，多有较强的生理活性。 如：COOHOHHOCOOCHCHHOHOCOOCHCHHOHOOHHOOHCOOHOCOCHCHOHOHglcOCH3OCH2OH绿原酸：抗菌利胆松柏苷：抗组胺释放菜蓟素：利胆保肝 3溶解性：苯丙酸类大多具有苯丙酸类大多具有一定的水溶性一定的水溶性。 4分离：苯丙酸类常与一些酚酸、鞣质、黄酮苯丙酸类常与一些

4、酚酸、鞣质、黄酮苷等混在一起，故分离有一定困难。苷等混在一起，故分离有一定困难。 一般采用一般采用大孔树脂、聚酰胺大孔树脂、聚酰胺、硅胶、硅胶、葡葡聚糖凝胶以及反相色谱多次分离聚糖凝胶以及反相色谱多次分离。又称单宁，是存在于植物体内的一类结构比较复杂的多元酚类化合物。一种茶多酚物质，属黄酮类。 5鉴别反应（利用（利用Ar-OHAr-OH的性质）：的性质）： 1 1% %-2% FeCl-2% FeCl3 3甲醇溶液甲醇溶液黄棕，红或绿色。黄棕，红或绿色。 PaulyPauly试剂：重氮化的磺胺酸试剂：重氮化的磺胺酸紫色，黄棕，紫色，黄棕，棕或黄色反应。棕或黄色反应。 酪氨酸的酚基在3和5位上容

5、易发生亲电取代反应，它也可以与重氮化合物结合，形成桔黄色的化合物，叫Pauly反应。 许多由酪氨酸衍生的苯丙酸类化合物，也可以与重氮化合物结合，形成桔黄色的化合物。 GepfnerGepfner试剂：试剂：1%1%亚硝酸钠溶液与相同体积亚硝酸钠溶液与相同体积10%10%的的醋酸混合，喷雾后，在空气中干燥，再用醋酸混合，喷雾后，在空气中干燥，再用0.5mol/L0.5mol/L的苛性碱甲醇溶液处理的苛性碱甲醇溶液处理浅黄，黄棕，红棕或红浅黄，黄棕，红棕或红色。色。 MillonMillon试剂：试剂：红色或黄色反应。红色或黄色反应。Millon试剂是硝酸汞、亚硝酸汞、硝酸和亚硝酸的混合物。蛋白质

6、加入Millon试剂后即产生白色沉淀，加热后变成红色。酪氨酸及含酪氨酸的化合物都有此反应。 第二节 香豆素类 定义：香豆素类化合物是邻羟桂皮酸内酯香豆素类化合物是邻羟桂皮酸内酯的总称的总称。分布：广泛分布于广泛分布于高等植物高等植物的根、茎、叶、花、果的根、茎、叶、花、果实、皮和种子等各部位。实、皮和种子等各部位。芸香科和伞形科中含的多，芸香科和伞形科中含的多，还有豆科、兰科、木樨科、茄科、菊科等，少数发还有豆科、兰科、木樨科、茄科、菊科等，少数发现于动物和微生物中。现于动物和微生物中。COOHOH邻羟基桂皮酸OO邻羟基桂皮酸内酯 从自然界中分离得到的从自然界中分离得到的香豆素化合物都具有香豆

7、素化合物都具有苯骈苯骈-吡喃酮的基本母核。吡喃酮的基本母核。除少数香豆素类化合除少数香豆素类化合物外，其他大多数香豆素类都具有在物外，其他大多数香豆素类都具有在7 7位连接含氧位连接含氧官能团的特点。因此，官能团的特点。因此，7-7-羟基香豆素羟基香豆素( (伞形花内酯伞形花内酯) )被认为是香豆素类的母体化合物被认为是香豆素类的母体化合物。伞伞形形花花内内酯酯OOHO12345678 一、结构类型一、结构类型 香豆素母核为香豆素母核为苯骈苯骈-吡喃酮吡喃酮。环上常有取代基。环上常有取代基。根据取代基的根据取代基的类型和位置类型和位置通常将香豆素分为四类：通常将香豆素分为四类：简单香豆素简单香

8、豆素 呋喃香豆素呋喃香豆素 吡喃香豆素吡喃香豆素 其他香豆素其他香豆素 环合、降解环合、降解 环合、不降解环合、不降解 香香 豆豆 素素 苯骈苯骈- -吡喃酮环上有无取代吡喃酮环上有无取代7-7-羟基与羟基与6 6、8-8-异戊烯基成环情况异戊烯基成环情况成环后，常伴随失去异戊烯基上的三个碳原子 （一）（一） 简单香豆素类简单香豆素类 指指只在苯环上有取代基只在苯环上有取代基，且，且7 7位羟基未与位羟基未与6 6位位或或8 8位成环的香豆素类。位成环的香豆素类。代表性化合物：茵陈素、代表性化合物：茵陈素、茵陈苷、七叶内酯茵陈苷、七叶内酯 、当归内酯和葡萄内酯等。、当归内酯和葡萄内酯等。 HO

9、OHOO12345678七叶内酯H3COOO12345678当归内酯OCH3O伞伞形形花花内内酯酯OOHO12345678（二）（二） 呋喃香豆素类呋喃香豆素类 是指是指香豆素母核的香豆素母核的7位羟基与位羟基与6位或者位或者8位取位取代的异戊烯基缩合形成呋喃环的一系列化合物代的异戊烯基缩合形成呋喃环的一系列化合物。 呋喃香豆素可分为：呋喃香豆素可分为：6,7-呋喃香豆素（线型呋喃香豆素（线型呋喃香豆素呋喃香豆素)和和7,8-呋喃香豆素（角型呋喃香豆呋喃香豆素（角型呋喃香豆素）。素）。 6, 7-6, 7-呋喃香豆素呋喃香豆素( (线型线型):): 7 7位羟基与位羟基与6 6位上的异戊位上的

10、异戊烯基缩合形成呋喃环时，结构中的呋喃环、苯环烯基缩合形成呋喃环时，结构中的呋喃环、苯环和和-吡喃酮环处于一条直线上，称作线型呋喃香吡喃酮环处于一条直线上，称作线型呋喃香豆素。代表性化合物如：紫花前胡内酯和补骨脂豆素。代表性化合物如：紫花前胡内酯和补骨脂素等，素等，又称为补骨脂内酯型香豆素。又称为补骨脂内酯型香豆素。OO12345678补骨脂素O伞伞形形花花内内酯酯OOHO12345678 7, 8-7, 8-呋喃香豆素呋喃香豆素( (角型角型) ): : 7 7位羟基与位羟基与8 8位碳上的位碳上的异戊烯基形成呋喃环时，结构中的呋喃环、苯环异戊烯基形成呋喃环时，结构中的呋喃环、苯环和和-吡喃

11、酮环处于一条折线上，称作角型呋喃香吡喃酮环处于一条折线上，称作角型呋喃香豆素。如豆素。如白芷内酯和异佛手柑内酯白芷内酯和异佛手柑内酯，角型香豆素角型香豆素又称为异补骨脂内酯型香豆素。又称为异补骨脂内酯型香豆素。OOO12345678异佛手柑内酯OCH3伞伞形形花花内内酯酯OOHO12345678 （三）（三） 吡喃香豆素类吡喃香豆素类 是指是指其母核的其母核的7 7位羟基与位羟基与6 6位或者位或者8 8位碳上异位碳上异戊烯基缩合形成吡喃环的一系列化合物及双吡戊烯基缩合形成吡喃环的一系列化合物及双吡喃香豆素等喃香豆素等。其中，。其中，7-OH7-OH与与6-6-异戊烯基形成吡异戊烯基形成吡喃环

12、时称作喃环时称作线型吡喃香豆素，如美花椒内酯线型吡喃香豆素，如美花椒内酯。7-7-羟基与羟基与8 8位异戊烯基成环时，则称为位异戊烯基成环时，则称为角型吡喃角型吡喃香豆素，如白花前胡苷香豆素，如白花前胡苷和北美芹素等。和北美芹素等。 OOOOOO1234567812345678 美花椒内酯邪蒿内酯 （四）（四）其他香豆素类其他香豆素类 凡是无法归属于以上三种类型的香豆素类化凡是无法归属于以上三种类型的香豆素类化合物都属于其他香豆素类。合物都属于其他香豆素类。主要的结构类型主要的结构类型是指在是指在-吡喃酮环上有取代的香豆素类化合吡喃酮环上有取代的香豆素类化合物或者香豆素的二聚体及三聚体等。物或

13、者香豆素的二聚体及三聚体等。 如：OMeOO黄檀内酯ArHOOOOHOHHOHOOO双七叶内酯 二二 、香豆素理化性质香豆素理化性质 （一）（一）性状性状 游离状态游离状态多有完好的多有完好的结晶结晶，常是常是淡黄色或淡黄色或者无色者无色，具有具有香香味味。分子量小的有挥发性，可。分子量小的有挥发性，可随随水蒸汽蒸馏水蒸汽蒸馏，能，能升华升华。 成苷后成苷后大多无香味、无挥发性、不能升华。大多无香味、无挥发性、不能升华。 羟基香豆素在紫外光下显蓝色荧光，在碱液中羟基香豆素在紫外光下显蓝色荧光，在碱液中荧光加强。荧光加强。7 7位引入羟基有强烈的蓝色荧光，但位引入羟基有强烈的蓝色荧光，但是在是在

14、8 8位同时引入羟基则不显荧光。位同时引入羟基则不显荧光。 （二）（二）溶解溶解性性 游离状态部分溶于热水，难溶或不溶冷水；易溶于苯、乙醚、三氯甲烷、丙酮、乙醇和甲醇溶剂。 成苷状态可溶于甲醇、乙醇及水；难溶苯、乙醚和三氯甲烷等极性小的有机溶剂。 （三）（三）内酯内酯的的性质性质 具有内酯环的性质内酯环的性质。 OOCOO-OCOO-O-COOHOH-OH-H+OH-H+UV顺式邻羟基桂皮酸盐反式邻羟基桂皮酸盐 （四）显（四）显色反应色反应 1.异羟肟酸铁反应（识别内酯的反应） 酯与羟胺作用可生成异羟肟酸，再与三氯化铁作酯与羟胺作用可生成异羟肟酸，再与三氯化铁作用即生成用即生成红色红色的异羟肟

15、酸铁。的异羟肟酸铁。2. 三氯化铁反应：具有酚羟基的香豆素与三氯具有酚羟基的香豆素与三氯化铁试剂反应生成化铁试剂反应生成蓝绿色蓝绿色。 OHNHOOFe香豆素OH-开环盐酸羟胺缩合异羟肟酸H+Fe+异羟肟酸铁 红红色色 3. Gibbs反应：6-6-溴溴( (氯氯) )苯醌氯亚胺，在弱碱性条苯醌氯亚胺，在弱碱性条件下可件下可与酚羟基对位的活泼氢缩合成与酚羟基对位的活泼氢缩合成蓝色化合物蓝色化合物 。OHONClBrBrNOBrBrPH910蓝蓝色色HOH4. Emerson反应 ：Emerson试剂试剂(氨基安替比林和氨基安替比林和铁氰化钾铁氰化钾)可可与酚羟基对位的活泼氢生成与酚羟基对位的活

16、泼氢生成红色缩合红色缩合物物 。 Gibbs反应和反应和Emerson反应都可判断香反应都可判断香豆素酚羟基对位有无取代。豆素酚羟基对位有无取代。只有具有游离酚只有具有游离酚羟基，且酚羟基对位无取代时羟基，且酚羟基对位无取代时(即有活泼即有活泼H存存在在) Gibbs反应和反应和Emerson反应才显阳性。反应才显阳性。 香豆素的C6位若无取代基，可借水解内酯开环后，生成一个新的酚羟基，再利用Gibbs或Emerson反应来加以区别。OOOHCOO6OH- 第三节第三节 木脂素木脂素 木脂素木脂素: 是指具有苯丙烷骨架的两个结构是指具有苯丙烷骨架的两个结构通通过其中过其中,或或8,8-碳相连而

17、形成的一类天然产物。碳相连而形成的一类天然产物。123456789123456789C-8-C-8 相相连连的的木木脂脂素素结结构构骨骨架架 木脂素是一类由苯丙素氧化聚合而成木脂素是一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物，的天然产物，通常所指是其二聚物，即两分通常所指是其二聚物，即两分子的子的C6-C3缩合而成缩合而成，少数是三聚物和四聚少数是三聚物和四聚物。二聚物碳架多数是由侧链物。二聚物碳架多数是由侧链碳原子碳原子C8-C8连接而成的。连接而成的。 一、木脂素类化合物的主要结构类型一、木脂素类化合物的主要结构类型 木脂素类化合物的主要结构类型有：木脂素类化合物的主要结构类型有： (一一) 木脂

18、素类木脂素类 (二二) 新木脂素新木脂素 (三三) 降木脂素降木脂素 (四四) 杂木脂素杂木脂素 (一一) 木脂素类木脂素类 木脂素类：是两个桂皮酸或桂皮醇分别通过木脂素类：是两个桂皮酸或桂皮醇分别通过侧链侧链碳原子碳原子C8-C8连接而成。分子中连氧活性基连接而成。分子中连氧活性基团往往形成一个或两个四氢呋喃环或内酯环而构团往往形成一个或两个四氢呋喃环或内酯环而构成不同的亚类型结构。成不同的亚类型结构。该类木脂素是木脂素类化该类木脂素是木脂素类化合物中最大的一个结构类型。合物中最大的一个结构类型。COOH桂皮酸OCH3OOOCH3H3COOHOO木脂素类木脂素类(1ignans)的主要结构类

19、型有：的主要结构类型有： 1. 二苄基丁烷类：二苄基丁烷类：代表性化合物如：去甲代表性化合物如：去甲二氢愈创木脂酸等。二氢愈创木脂酸等。 2. 二苄基丁内酯类：二苄基丁内酯类：如如(-)扁柏脂素。扁柏脂素。 3. 芳基萘类：芳基萘类： 如鬼臼毒素。如鬼臼毒素。 H OH OO H去甲二氢愈创木脂酸去甲二氢愈创木脂酸HOHOOOOO88(-)扁柏脂素扁柏脂素鬼臼毒素鬼臼毒素 4. 四氢呋喃类：四氢呋喃类：木脂素烃基上不同位置氧取代基的缩合形成。 5. 骈双四氢呋喃类骈双四氢呋喃类：由四氢呋喃型木脂素中脂肪烃链上烃基的缩合而成。O7-O-7型O7-O-9型O9-O-9型OO l 6.联苯环辛烯联苯

20、环辛烯类类：两分子的苯丙素通过苯基的两分子的苯丙素通过苯基的C2-C2相连，构成一类与两个苯环骈合的连氧取相连，构成一类与两个苯环骈合的连氧取代环辛烯结构骨架。代环辛烯结构骨架。如从五味子果实中的分离得如从五味子果实中的分离得到的五味子甲素、五味子乙素和五味子丙素等。到的五味子甲素、五味子乙素和五味子丙素等。17891789H3COH3COH3COH3COH3COH3CO( (+ +) )五五味味子子甲甲素素22 (二二) 新木脂素新木脂素 新木脂素新木脂素: 通常将一个苯丙素的脂肪烃基通常将一个苯丙素的脂肪烃基碳与另一分子苯环相连接，或两个苯丙素的碳与另一分子苯环相连接，或两个苯丙素的苯基相

21、连接构成的木脂素归类为新木脂素。苯基相连接构成的木脂素归类为新木脂素。 新木脂素类可分为以下几种亚类型：新木脂素类可分为以下几种亚类型： 1. 尤普麦特苯骈呋喃型尤普麦特苯骈呋喃型 2. 伯彻林苯骈呋喃型伯彻林苯骈呋喃型 3. 双环辛烷型双环辛烷型 4. 风藤酮型风藤酮型 5. 联苯型联苯型OOOOCH314789134789尤普麦特苯骈呋喃型（C-8 C-3/C-7 O-4型） 新木脂素类可分为以下几种亚类型：新木脂素类可分为以下几种亚类型： 1. 尤普麦特苯骈呋喃型尤普麦特苯骈呋喃型 2. 伯彻林苯骈呋喃型伯彻林苯骈呋喃型 3. 双环辛烷型双环辛烷型 4. 风藤酮型风藤酮型 5. 联苯型联

22、苯型1789154789OOOOOCH3423伯彻林（C-8C-1/C-7O-2型） 新木脂素类可分为以下几种亚类型：新木脂素类可分为以下几种亚类型： 1. 尤普麦特苯骈呋喃型尤普麦特苯骈呋喃型 2. 伯彻林苯骈呋喃型伯彻林苯骈呋喃型 3. 双环辛烷型双环辛烷型 4. 风藤酮型风藤酮型 5. 联苯型联苯型5915478923OOOOO143786双环辛烷型（C-8 C-3/C-7 C-1型） 新木脂素类可分为以下几种亚类型：新木脂素类可分为以下几种亚类型： 1. 尤普麦特苯骈呋喃型尤普麦特苯骈呋喃型 2. 伯彻林苯骈呋喃型伯彻林苯骈呋喃型 3. 双环辛烷型双环辛烷型 4. 风藤酮型风藤酮型 5

23、. 联苯型联苯型7891789OOOOOCH31风藤酮（C-8 C-1/C-7 C-9型）HOH新木脂素类可分为以下几种亚类型：新木脂素类可分为以下几种亚类型： 1. 尤普麦特苯骈呋喃型尤普麦特苯骈呋喃型 2. 伯彻林苯骈呋喃型伯彻林苯骈呋喃型 3. 双环辛烷型双环辛烷型 4. 风藤酮型风藤酮型 5. 联苯型联苯型厚朴酚31789178943OHOH和厚朴酚 (三三) 降木脂素降木脂素 构成木脂素或新木脂素的其中一个苯丙构成木脂素或新木脂素的其中一个苯丙素单元的烃基失去一个或两个烃基碳而形成素单元的烃基失去一个或两个烃基碳而形成的一类木脂素结构骨架称为降木脂素。代表的一类木脂素结构骨架称为降木脂素。代表性化合物如蒙蒿素。性化合物如蒙蒿素。17