第七章黄酮类化合物

1、第七章第七章 黄酮及其苷黄酮及其苷Flavonoids1本章主要内容本章主要内容理化性质理化性质 结构与分类结构与分类 生物活性生物活性 实例实例检识检识提取分离提取分离 黄酮类黄酮类第一节第一节 结构分类和生物活性结构分类和生物活性一、概念一、概念二、结构类型二、结构类型三、分布和存在形式三、分布和存在形式四、生物活性四、生物活性 第一节第一节 结构分类和生物活性结构分类和生物活性一、定义一、定义黄酮类化合物是指基本母核为2-苯基色原酮类苯基色原酮类化合物。（原定义，1952年以前）OO12345678913524610OO123456782-苯基色原酮苯基色原酮色原酮色原酮4现在定义： 泛

2、指两个苯环通过三碳链相互连接而成的一系列化合物。O12345678913524610ACBC6-C3-C65二、结构和分类二、结构和分类OHOOOACB 分分类类依据：依据： A A环和环和B B环中间的三碳链的氧化状态；环中间的三碳链的氧化状态；三碳链是否成环；三碳链是否成环；B B环连接的位置。环连接的位置。 A A、B B环上常见的取代基有环上常见的取代基有-OH-OH、-CH-CH3 3、-OCH-OCH3 3、异戊、异戊烯基烯基等。等。一、黄酮及黄酮醇类一、黄酮及黄酮醇类 2-2-苯基色原酮苯基色原酮为基本母核，且为基本母核，且3 3位上有羟基取位上有羟基取代则为黄酮醇。代则为黄酮醇

3、。 7黄酮类黄酮类OO12345678123456ABCOO12345678123456ABOHC黄酮醇类黄酮醇类 OOHOOHOHOH芹菜素芹菜素木犀草素木犀草素OOHOOHOH8黄酮类黄酮类一、黄酮及黄酮醇类一、黄酮及黄酮醇类 黄酮醇类黄酮醇类黄酮醇类结构黄酮醇类结构特点：特点：在在黄酮基本母黄酮基本母核的核的3 3位上连位上连有有羟基羟基。OOOHHOOHOHOOOHHOOHOROH山奈酚山奈酚R=H 槲皮素槲皮素 R=芸香糖芸香糖芦丁芦丁二、二氢黄酮与二氢黄酮醇类二、二氢黄酮与二氢黄酮醇类 黄酮类母核黄酮类母核2 2，3-3-位双键被氢化，二氢黄酮的位双键被氢化，二氢黄酮的3 3位有位

4、有羟基取代为二氢黄酮醇羟基取代为二氢黄酮醇。10OO12345678123456ABCOO12345678123456ABO HC二氢黄酮二氢黄酮二氢黄酮醇二氢黄酮醇二、二氢黄酮与二氢黄酮醇类二、二氢黄酮与二氢黄酮醇类 二氢黄酮二氢黄酮如橙皮素、橙皮苷、甘草素和甘草苷等。如橙皮素、橙皮苷、甘草素和甘草苷等。 OCH3OOOHROOH R=H R=H 橙皮素橙皮素R=R=芸香糖芸香糖 橙皮苷橙皮苷 R=H R=H 甘草素甘草素R=glcR=glc 甘草苷甘草苷 OOHOOR11二氢黄酮醇类二氢黄酮醇类黄酮醇类母核黄酮醇类母核2 2，3-3-位双键被氢化位双键被氢化而成。而成。与相应的黄酮醇与相应

5、的黄酮醇共存于同一植物共存于同一植物体中。体中。二氢槲皮素二氢槲皮素 OOOH二氢黄酮醇二氢黄酮醇OOOHHOOHOHOH12三、查耳酮类三、查耳酮类13O143123456256查 耳 酮 二氢黄酮二氢黄酮C C环开环环开环后形成的化合物，在酸的作用下后形成的化合物，在酸的作用下查耳酮可转化为无色的二氢黄酮，碱化后又转为深查耳酮可转化为无色的二氢黄酮，碱化后又转为深黄色的黄色的2 2- -羟基查耳酮羟基查耳酮 三、查耳酮类三、查耳酮类OHOOOH+OH-1234561234562 2- -羟基查耳酮羟基查耳酮二氢黄酮二氢黄酮14红花在开花的过程中不同时期呈现出不同的颜色：开花初期时花冠呈淡黄

6、色开花初期时花冠呈淡黄色；开花中期花冠为深黄色开花中期花冠为深黄色；开花后期花冠呈红色开花后期花冠呈红色。花中主要含无色花中主要含无色的新红花苷及微的新红花苷及微量量的红花苷的红花苷红花苷红花苷黄色黄色醌式红花苷醌式红花苷（红色（红色）15红花苷（黄色红花苷（黄色）新红花苷（无色）新红花苷（无色）醌式红花苷（红色）醌式红花苷（红色）OOOHHOHOO_glcOHOOHHOHOO_glc异 构 化氧化酶SO2红花在开花的过程中化学反应式OOHHOO_glcOO16四、异黄酮类四、异黄酮类异黄酮类母核为异黄酮类母核为3-3-苯基色原酮的结构苯基色原酮的结构。17OO12345678123456AB

7、COO12345678123456ABC异黄酮异黄酮二氢异黄酮二氢异黄酮异黄酮类异黄酮类OOR1R2OOR3R1=R2=R3=H 大豆素大豆素R1= R3=H R2=glc 大豆苷大豆苷 R2=R3=H R1=glc 葛根素葛根素R1= H R2=R3=glc 大豆素大豆素-7，4-二葡萄糖苷二葡萄糖苷 R1=glcR2=xylR3=H 葛根素木糖苷葛根素木糖苷豆科植豆科植物葛根物葛根18异 黄 酮 的异 黄 酮 的 2 2 ，3-3-位被氢化的位被氢化的基本母核，基本母核，如紫檀素、鱼如紫檀素、鱼藤酮等。藤酮等。鱼藤酮鱼藤酮OOOOR3OOCH3二氢异黄酮类二氢异黄酮类OO19五、双黄酮类五

8、、双黄酮类oOoOHOOHOR3R1OR4R2OOH 2分子黄酮分子黄酮 2分子二氢黄酮分子二氢黄酮 1分子黄酮分子黄酮 + 1分子二氢黄酮分子二氢黄酮 通过通过C-O-CC-O-C、C-CC-C相连相连其结构特点是其结构特点是C C环为含氧五元环，如硫磺菊环为含氧五元环，如硫磺菊素。素。 六、橙酮类六、橙酮类OCHOHOHHOO12345671,2,6,硫磺菊素硫磺菊素21oO1765432123456CH橙酮花色素类结构特点花色素类结构特点基本母核的基本母核的C C环无羰基，环无羰基，1 1位氧原子以位氧原子以 盐形盐形式存在。式存在。 七、花色素类七、花色素类矢车菊苷元矢车菊苷元钅羊钅羊

9、钅羊钅羊OHOOHOHOH+22O12345678123456ABCO H 八八、黄烷醇类、黄烷醇类 1.1.黄烷黄烷-3-3-醇类：醇类：又又称儿茶素类，在植物称儿茶素类，在植物中分布较广，主要存中分布较广，主要存在于含鞣质的木本植在于含鞣质的木本植物中。物中。 2.2.黄烷黄烷-3-3，4-4-二醇二醇类：类：又称无色花色素类又称无色花色素类； （+ +）儿茶素儿茶素 OHOOHOHOHOHHHOHOOHOHOHOHOH无色矢车菊素无色矢车菊素23其它类OOOO山酮山酮高异黄酮高异黄酮2425三、分布和存在形式三、分布和存在形式1.分布广泛 黄酮类集中分布于被子植物中如唇形科、玄 参科、菊

10、科等植物中存在较多。 黄酮醇类广泛分布于双子叶植物，特别是一 些木本植物的花和叶中。 二氢黄酮类蔷薇科、芸香科、豆科、杜鹃花 科、菊科、姜科中分布较多。二氢黄酮醇类二氢黄酮醇类普遍存在于豆科植物中。普遍存在于豆科植物中。异黄酮类异黄酮类豆科、茑尾科。豆科、茑尾科。双黄酮类化合物双黄酮类化合物多局限分布于裸子植物，多局限分布于裸子植物，尤其是松尤其是松 柏纲、银杏纲和凤尾纲等植物中。柏纲、银杏纲和凤尾纲等植物中。262.2.存在形式存在形式 黄酮类化合物在植物体内黄酮类化合物在植物体内大部分以苷的形式大部分以苷的形式存在。除存在。除常见的常见的O苷外，还有少数的苷外，还有少数的C-苷（如葛根素等

11、）苷（如葛根素等） 小部分以游离形式存在小部分以游离形式存在葛根素葛根素OOHOOHglc27 天然黄酮类化合物多以苷类形式存在天然黄酮类化合物多以苷类形式存在 组成苷的糖有：组成苷的糖有： 单糖单糖：D-葡萄糖，葡萄糖，D-半乳糖，半乳糖，D-木糖，木糖，L-鼠李糖，鼠李糖， L-阿拉伯糖，阿拉伯糖，D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 双糖双糖：槐糖，龙胆二糖，芸香糖（：槐糖，龙胆二糖，芸香糖（Rha16Glc），）， 新橙皮糖（新橙皮糖（Rha12Glc）等）等 三糖三糖：龙胆三糖，槐三糖：龙胆三糖，槐三糖 酰化糖酰化糖：2-乙酰葡萄糖，咖啡酰基葡萄糖乙酰葡萄糖，咖啡酰基葡萄糖28四、生理活性四、生

12、理活性多方面的生物活性 1. 1. 对对心血管系统心血管系统的作用的作用：（1）如：）如：葛根总黄酮葛根总黄酮、银杏总黄酮银杏总黄酮（2 2） 芦丁、橙皮苷芦丁、橙皮苷等等扩张冠状血管治疗冠心病降低毛细血管脆性降低毛细血管脆性和和异常通透性异常通透性毛细血管毛细血管性出血的性出血的止血药止血药治疗高血压、动治疗高血压、动脉硬化的辅助药脉硬化的辅助药292. 2.抗肝脏毒抗肝脏毒作用：作用： 保肝作用保肝作用临床临床急慢、性肝炎急慢、性肝炎肝硬化肝硬化多种中毒型肝损伤多种中毒型肝损伤水飞蓟水飞蓟素等素等30（1）金荞麦中的金荞麦中的双聚原矢车菊苷元双聚原矢车菊苷元 抗炎、祛痰、解热抗炎、祛痰、解

13、热（2）槲皮素、杜鹃素槲皮素、杜鹃素（3）羟基槲皮素羟基槲皮素肺脓肿及其它感染性疾病肺脓肿及其它感染性疾病止咳、祛痰止咳、祛痰支气管炎支气管炎预防和治疗预防和治疗胃溃疡胃溃疡3.3.抗炎作用：抗炎作用： 异黄酮类化合物（染科木素、金雀花异黄素、大豆素等）异黄酮类化合物（染科木素、金雀花异黄素、大豆素等） 具有雌性激素样作用。具有雌性激素样作用。OOHOOR2R14. 4.雌性激素样作用雌性激素样作用R1= R2= H ,大 豆 素R1= O H ,R2= H ,染 料 木 素R1= O H ,R2= C H3,金 雀 花 异 黄 素32335.抗菌、抗病毒作用 木犀草素、黄芩苷、黄芩素抗菌作用

14、； 槲皮素、桑色素、山柰酚抗病毒。346.抗肿瘤 大豆异黄酮与肿瘤防治关系的研究者指出：大豆的高消费量是亚洲居民乳腺癌、前列腺癌、大肠癌症低发的重要原因； 近年来，关于大豆抗癌作用的动物研究还涉及其它的肿瘤，如：肝癌、膀胱癌、皮肤癌和胃癌等，均显示较好的抗癌活性。第二节 黄酮类化合物的理化性质一、性状一、性状 1. 性状：性状：多为结晶，少数为无定形粉末。多为结晶，少数为无定形粉末。2.颜色颜色 与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团（-OH、-OCH3等）的种类、数目以及取代的等）的种类、数目以及取代的位置有关位置有关35黄酮（醇）及其苷类黄酮（醇）及其苷类

15、呈灰黄呈灰黄- -黄色黄色查耳酮查耳酮黄黄- -橙色橙色二氢黄酮（醇）二氢黄酮（醇）无色无色异黄酮异黄酮无色或微黄色无色或微黄色花色素及花色苷：花色素及花色苷：红色（红色（pH7pH8.5)(pH8.5)36OOOH3.旋光性 游离的各种苷元母核中，除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外，其余则无光学活性。苷类均有旋光性，多为左旋。二、二、溶解性溶解性 1、苷元、苷元 共性共性难溶于水或不溶于水难溶于水或不溶于水 ；易溶于甲；易溶于甲醇、乙醇、乙醚等有机溶剂及稀碱液。醇、乙醇、乙醚等有机溶剂及稀碱液。水溶度的差异水溶度的差异 ： 母核母核 平面性（黄酮，查耳酮，橙酮）平面性（黄酮，查耳

16、酮，橙酮）最小最小 非平面性（二氢黄酮）非平面性（二氢黄酮）水溶度稍大水溶度稍大 离子型（花色素）离子型（花色素） 最大最大 取代基取代基OH基越多，亲水性越强；基越多，亲水性越强；OH甲醚化后，甲醚化后， 亲脂性加大亲脂性加大 2 2、苷的共性、苷的共性 易溶于水、甲醇易溶于水、甲醇、乙醇、乙醇等极等极性溶剂；难溶于亲脂性有机溶剂。性溶剂；难溶于亲脂性有机溶剂。 水溶度的水溶度的差异差异 糖基数目糖基数目多糖苷多糖苷 少糖苷少糖苷 糖的结合位置糖的结合位置 C C3 3OO苷苷 C C7 7O O苷苷 三、酸碱性三、酸碱性1.1.酸性酸性：分子中有酚羟基，具酸性，可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰

17、胺及二甲基甲酰胺酸性强弱取决于羟基的数目和位置：酸性强弱取决于羟基的数目和位置：7,4-7,4-二羟基二羟基 7- 7-或或4-4-羟基羟基 一般酚羟基一般酚羟基 5-5-羟基或羟基或3-3-羟基羟基402.2.碱性碱性：1-位氧原子，有未共用的电子对，表现微弱的碱性，可与强无机酸，如浓硫酸、盐酸等生成不稳定烊盐。OOOOH+Cl_HClH2O41第三节第三节 黄酮类化合物的检识黄酮类化合物的检识一、颜色反应（一）还原反应（一）还原反应1.HCl-Mg反应： 黄酮（醇）、二氢黄酮（醇）及苷（+） 橙红-紫红 查耳酮、橙酮、黄烷醇类 （） 异黄酮（）（少数显色）2.四氢硼钠反应： 二氢黄酮（醇）

18、（+）紫-紫红色（专属反应）（专属反应） 42p 反应官能团：反应官能团：3-OH3-OH，4-C=O4-C=O 5-OH5-OH，4-C=O4-C=O 邻二酚羟基邻二酚羟基OOOHOHOHOH（二）金属盐类络合反应（二）金属盐类络合反应二氢黄酮、二氢黄酮醇二氢黄酮、二氢黄酮醇 天蓝色荧光天蓝色荧光其他黄酮类其他黄酮类 黄色黄色橙黄橙黄褐色褐色 1.1.铝盐反应铝盐反应 三氯化铝反应三氯化铝反应与与1%AlCl1%AlCl3 3反应显反应显 黄色或黄色加深，黄色或黄色加深，UVUV下荧光增强下荧光增强OOOOOOOOAlAlOOAl ClCl2Cl22.2.镁盐反应镁盐反应 醋酸镁反应醋酸镁反

19、应（二）金属盐类络合反应（二）金属盐类络合反应盐反应盐反应 盐盐- -枸橼酸反应枸橼酸反应OOOZrHOOHOHOHOClH2O 3-OH,4-C=O3-OH,4-C=O 5-OH,4-C=O5-OH,4-C=O+ 2%ZrOCl+ 2%ZrOCl2 2H H+ + 稳定，不退色稳定，不退色 不稳定分解，不稳定分解，显著褪色显著褪色（二）金属盐类络合反应（二）金属盐类络合反应3.锆锆-枸橼酸反应枸橼酸反应：鉴别黄酮中鉴别黄酮中3-OH或或5-OH样品样品+ ZrOCl2 黄色黄色 (3或5-OH黄酮) 黄色不褪黄色不褪 枸橼酸枸橼酸 黄色褪色黄色褪色(只有5-OH)(有3-OH)46（二）金属

20、盐类络合反应（二）金属盐类络合反应问题：问题：预测芦丁的显色反应结果预测芦丁的显色反应结果 HCl-Mg反应反应 NaBH4反应反应 锆锆-枸橼酸反应枸橼酸反应 Molish反应反应 （+）红紫红色）红紫红色 （-） 黄色，加枸橼酸黄色，加枸橼酸,褪色褪色 （+）紫色环）紫色环OOOHOGlc_RhaOHOHHO471.粗提粗提提取物的精制提取物的精制3.3.分离分离第四节 提取与分离一、粗提EtOAcEtOAc, Me, Me2 2COCO，EtOH, MeOHEtOH, MeOH, H, H2 2O O 极性大的混合溶剂（极性大的混合溶剂（MeOHMeOHHH2 2O 1O 1：1 1）C

21、HClCHCl3 3，EtEt2 2O O， EtOAcEtOAc，C C6 6H H6 6 二、粗提物的精制p 溶剂萃取法：溶剂萃取法： 醇提物中的脂溶性杂质：石油醚萃取醇提物中的脂溶性杂质：石油醚萃取 水提液中的水溶性杂质：水醇法水提液中的水溶性杂质：水醇法p 碱提酸沉法：碱提酸沉法：注意碱度、酸度应适宜注意碱度、酸度应适宜三、分离三、分离 极性差异：极性差异： 硅胶色谱硅胶色谱酸性差异：酸性差异： pH梯度萃取梯度萃取 成氢键差异：成氢键差异： 聚酰胺色谱聚酰胺色谱分子量差异：凝胶色谱分子量差异：凝胶色谱特殊结构：特殊结构： 金属盐络合金属盐络合51（一）柱色谱法（一）柱色谱法 1.硅胶

22、色谱硅胶色谱：按极性大小分离，主要分离极性小和中等极：按极性大小分离，主要分离极性小和中等极性的化合物。性的化合物。 吸附规律：吸附规律：极性大吸附牢。极性大吸附牢。 如：如：A 、苷元、苷元 B 、 一糖苷一糖苷 C 、二糖苷、二糖苷Rf :ABC522.聚酰胺色谱聚酰胺色谱：原理：原理：氢键吸附氢键吸附53NNOOHHNNOOHHOHOO固定相固定相移动相移动相洗脱时大体有下述规律：洗脱时大体有下述规律：2.聚酰胺色谱聚酰胺色谱：1）与结构有关）与结构有关A.酚羟基越多，吸附越牢。酚羟基越多，吸附越牢。B.酚羟基数目相同时，间位或酚羟基数目相同时，间位或 对位的羟基吸对位的羟基吸附力大于邻

23、位羟基。附力大于邻位羟基。C.形成分子内氢键，吸附弱形成分子内氢键，吸附弱D.共轭程度越高，吸附越牢共轭程度越高，吸附越牢E.酚羟基苷化，吸附力减弱酚羟基苷化，吸附力减弱542）与溶剂有关）与溶剂有关 聚酰胺与各类化合物在水中成氢键的能力聚酰胺与各类化合物在水中成氢键的能力最强，在有机溶剂中较弱，在碱中最弱。最强，在有机溶剂中较弱，在碱中最弱。溶剂的洗脱能力由弱至强的顺序为：溶剂的洗脱能力由弱至强的顺序为：水水 甲醇甲醇 乙醇乙醇 碱性溶剂碱性溶剂 甲酰胺甲酰胺 ECABOORha-GlcOOHOODOOHOOHOHOHB5657（三）根据某些官能团进行分离醋酸铅沉淀法： 具有邻二酚羟基，可被

24、醋酸铅沉淀; 不具有邻二酚羟基，可被碱式醋酸铅沉淀。生成的铅盐沉淀通H2S 除去PbS 滤液第五节第五节 黄酮类化合物实例黄酮类化合物实例58一、黄芩一、黄芩为唇形科植物黄芩，以根入药。有清热为唇形科植物黄芩，以根入药。有清热燥湿，凉血安胎，解毒功效。燥湿，凉血安胎，解毒功效。 【临床应用】【临床应用】 1.小儿呼吸道感染小儿呼吸道感染 2.急性菌痢急性菌痢 3.病毒性肝炎病毒性肝炎 4.疖疔、外痈、蜂窝组织炎、深部脓肿疖疔、外痈、蜂窝组织炎、深部脓肿 5.急性胰腺炎急性胰腺炎 一、黄芩一、黄芩 黄芩中含有黄酮类成分之多，主要有：黄芩苷、黄：黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素等。黄芩炮制或贮藏不当变绿，

25、影响质芩素、汉黄芩素等。黄芩炮制或贮藏不当变绿，影响质量。其原理如下：量。其原理如下：Ouclg_OOHOHOOH OO HOH OOOHOOO黄芩酶黄芩酶 O 绿色绿色59二、槐米二、槐米 槐米是为豆科植物槐的干燥花蕾，有 凉血止血，清肝泻火的功效， 主要化学成分：芦丁（芸香苷），槲皮素主要化学成分：芦丁（芸香苷），槲皮素（芦丁苷元）。芦丁是槐米止血的有效成分，但开花后（芦丁苷元）。芦丁是槐米止血的有效成分，但开花后含量大大降低。含量大大降低。OOHOHOOHHOO-芸香糖OOOHCH3OH OHOOHOHOHH,OH芸香糖结构结构60 三、葛根三、葛根 为豆科植物野葛的干燥根，习称野葛。有解肌退热，透疹，生津止渴，升阳止泻之功效。 生理活性：扩冠、增加冠脉流量，生理活性：扩冠、增加冠脉流量，降低心肌耗氧量。降低心肌耗氧量。 葛根含有异黄酮类化合物，葛根含有异黄酮类化合物，主主要有大豆素、大豆苷、葛根素等。要有大豆素、大豆苷、葛根素等。61大豆素大豆素 四、银杏叶