天然药物化学第八章

1、第八章第八章教学目标教学目标:1、掌握黄酮类化合物的结构以及代表性化合物。2、掌握黄酮类化合物的理化性质和颜色反应。3、掌握黄酮类化合物的提取分离方法。4、了解黄酮类化合物的结构测定。5、重点掌握黄酮类化合物的酸性强弱与结构的关系。6、掌握不同母核黄酮苷元之间溶解度的特点。7、掌握色谱法在黄酮类化合物分离中的应用。8、了解光谱技术在黄酮类化合物结构鉴定中的作用。第一节第一节 概述概述 黄酮类化合物广泛存在于自然界，数黄酮类化合物广泛存在于自然界，数量之多列天然酚性化合物之首，截至量之多列天然酚性化合物之首，截至1993年统计，黄酮类化合物总数已超过年统计，黄酮类化合物总数已超过4000多多个。

2、个。 在植物体内主要与糖结合成苷的形式在植物体内主要与糖结合成苷的形式存在，部分以游离形式存在。这类化合物存在，部分以游离形式存在。这类化合物大都呈黄色并有羟基，故称之为黄酮。大都呈黄色并有羟基，故称之为黄酮。一、生物活性一、生物活性1槐米中的芸香苷和陈皮中的橙皮苷，能槐米中的芸香苷和陈皮中的橙皮苷，能降低血管的脆性及异常通透性，可用作降低血管的脆性及异常通透性，可用作防治高血压及动脉硬化的辅助药物。防治高血压及动脉硬化的辅助药物。2银杏中的银杏黄酮，葛根中的葛根黄酮银杏中的银杏黄酮，葛根中的葛根黄酮有明显的扩张冠状动脉作用。有明显的扩张冠状动脉作用。3水飞蓟种子中水飞蓟素有护肝作用。水飞蓟种

3、子中水飞蓟素有护肝作用。4黄芩中的黄芩有抗菌作用。黄芩中的黄芩有抗菌作用。5桷斗皮素等许多黄酮类化合物还具有抗桷斗皮素等许多黄酮类化合物还具有抗炎、抗氧化、抗病毒、抗癌的活性炎、抗氧化、抗病毒、抗癌的活性 二、结构和分类二、结构和分类泛指两个苯环（泛指两个苯环（A-A-与与B-B-环）通过三碳链相互环）通过三碳链相互联结而成的一系列化合物。它们大多具有如联结而成的一系列化合物。它们大多具有如下下6C-3C-6C6C-3C-6C的基本骨架，而且的基本骨架，而且A A、B B环上常有环上常有羟基、甲氧基或异戊烯基等取代基。羟基、甲氧基或异戊烯基等取代基。O ACB123456781234566C-

4、3C-6C（一）黄酮苷元的结构分类（一）黄酮苷元的结构分类 主要是根据母核中三碳链的氧化程主要是根据母核中三碳链的氧化程度，三碳链是否成环以及度，三碳链是否成环以及B环连接位置环连接位置的不同进行分类。的不同进行分类。1 黄酮和黄酮醇类黄酮和黄酮醇类OOR 12567812345643基本结构：基本结构：OOR=H 黄酮黄酮R=OH 黄酮醇黄酮醇色原酮色原酮例如：例如：芹菜素芹菜素OOHOHHOOOOHOHHOOOHOH桷斗皮素桷斗皮素2二氢黄酮和二氢黄酮醇类二氢黄酮和二氢黄酮醇类基本结构：基本结构：OORR=H 二氢黄酮二氢黄酮R=OH 二氢黄酮醇二氢黄酮醇OOHOOglc甘草苷甘草苷水飞蓟

5、素水飞蓟素OOHOOHOOOHOCH3CH2OHOH3异黄酮和二氢异黄酮类异黄酮和二氢异黄酮类 与黄酮和黄酮醇类的区别是与黄酮和黄酮醇类的区别是B环连接在环连接在C3位在二氢异黄酮中，位在二氢异黄酮中，C2、C3以单键相连。以单键相连。OOR1R2OOR3大豆素：大豆素：R1=R2=R3=H大豆苷：大豆苷：R1=R3=H R2=葡萄糖基葡萄糖基葛根素：葛根素：R2=R3=H R1=葡萄糖基葡萄糖基OOOORO紫檀素：紫檀素：R=CH3高丽槐素：高丽槐素：R=H三叶豆紫檀苷：三叶豆紫檀苷：R=葡萄糖基葡萄糖基4 查耳酮和二氢查耳酮查耳酮和二氢查耳酮OOH123456123456HOHOO2羟基查

6、耳酮羟基查耳酮二氢黄二氢黄酮酮5 橙酮类橙酮类 C环为五元环。天然植物中少见。环为五元环。天然植物中少见。 硫磺菊素存在于黄花波斯菊花中。硫磺菊素存在于黄花波斯菊花中。OOCHHOOHOH1234567234566 花色素和黄烷醇类花色素和黄烷醇类OHOOHHOHOHHOH（）儿茶素：（）儿茶素：无色矢车菊素：无色矢车菊素：OHOOHOHOHOHOH花色素是使植物的花色素是使植物的花、果、叶等呈现花、果、叶等呈现兰、紫、红等色的兰、紫、红等色的色素色素。麦冬高异黄酮麦冬高异黄酮OOOOHOHO7 其他黄酮类其他黄酮类（1）高异黄酮：）高异黄酮：C环与环与B环间多了一个环间多了一个CH2凯林凯林

7、OCH3OCH3OCH3OO（2）呋喃色原酮）呋喃色原酮银杏素银杏素OOOHOOHHOOHCH3OOHO（3）双黄酮）双黄酮常见的由两分子芹菜素或其甲基醚构成，根常见的由两分子芹菜素或其甲基醚构成，根据结合形式分成三类：据结合形式分成三类：（i）3，8双芹菜素型双芹菜素型（ii）8,8-双芹菜型双芹菜型OOHOOHOHOOOHOHHO柏黄酮柏黄酮扁柏黄酮扁柏黄酮OOHOOHOOHHOO（iii）双苯醚型）双苯醚型 （二）黄酮中糖的结构分类（二）黄酮中糖的结构分类1 单糖：单糖： D-葡萄糖、葡萄糖、D-半乳糖、半乳糖、D-木糖等。木糖等。2 双糖：双糖： 芸香糖芸香糖(rh 16 glc)、新

8、橙皮糖（、新橙皮糖（rh 12 glc） 、龙胆双糖、龙胆双糖(glc 16 glc) 等。等。3 三糖三糖: 龙胆三糖龙胆三糖(glc 16 glc 12 fru)、槐三糖、槐三糖(glc 12 glc 12 glc)等。等。第二节第二节 黄酮类化合物的性质与显色反应黄酮类化合物的性质与显色反应一、性状一、性状 1 黄酮类化合物多为晶状固体，少数黄酮类化合物多为晶状固体，少数（如黄酮苷类）为无定形粉末。（如黄酮苷类）为无定形粉末。2 颜色：颜色： 黄酮类化合物的颜色主要与分子中黄酮类化合物的颜色主要与分子中交叉共轭体系有关。交叉共轭体系有关。 交叉共轭体系是指两个双键互不共交叉共轭体系是指两

9、个双键互不共轭，但分别与第三个双键共轭所形成的轭，但分别与第三个双键共轭所形成的体系，交叉共轭体系长的容易呈色。助体系，交叉共轭体系长的容易呈色。助色团（色团（-OH,-OCH3）的种类、数目及位）的种类、数目及位置也对颜色有影响。置也对颜色有影响。 色原酮部分交叉共轭较短，是无色的，色原酮部分交叉共轭较短，是无色的，但但C2位上引入苯基后，使共轭链延长而呈位上引入苯基后，使共轭链延长而呈现颜色。若在现颜色。若在C7位或位或C4位引入位引入OH、OCH3等供电子基，因形成等供电子基，因形成p-共轭，使整共轭，使整个个电子云向羰基方向的位移增加，分子电子云向羰基方向的位移增加，分子极化增加，极化

10、增加，电子的活动性也大为增加。电子的活动性也大为增加。但在其他位置引入这些助色团对颜色影响但在其他位置引入这些助色团对颜色影响较小。较小。OOOOOO 一般情况下，黄酮、黄酮醇及其苷类多一般情况下，黄酮、黄酮醇及其苷类多呈灰黄黄色，查耳酮为黄橙黄色，而二呈灰黄黄色，查耳酮为黄橙黄色，而二氢黄酮醇因氢黄酮醇因C2、C3间的双键被氢化，交叉间的双键被氢化，交叉共轭体系和加合关系中断，故几乎无色。异共轭体系和加合关系中断，故几乎无色。异黄酮类黄酮类B环与色原酮环共轭很少，也不显色环与色原酮环共轭很少，也不显色或反显微黄色。或反显微黄色。 花色素所显的颜色，随花色素所显的颜色，随pH不同而改变，不同而

11、改变，一般一般pH 8.5显蓝色，显蓝色，pH不同可能促进结构产生可逆变不同可能促进结构产生可逆变化。化。例如：矢车菊苷：例如：矢车菊苷：OHOOOHOHOO5H11C6C6H11O5OHOOOO5H11C6C6H11O5OHOHOOOOOO5H11C6C6H11O5H+OH- 黄酮类化合物在紫外线照射下有无荧黄酮类化合物在紫外线照射下有无荧光，与分子结构有关，例如光，与分子结构有关，例如C3位有羟基者位有羟基者（黄酮醇类）在紫外线照射下大多显亮黄（黄酮醇类）在紫外线照射下大多显亮黄色或黄绿色荧光，当色或黄绿色荧光，当C3-OH被甲基化或糖被甲基化或糖苷化，或无羟基时，在紫外线照射下，仅苷化，

12、或无羟基时，在紫外线照射下，仅显暗淡的棕色或棕色。显暗淡的棕色或棕色。 3、旋光性、旋光性 苷元中，二氢异黄酮、二氢黄酮醇、黄苷元中，二氢异黄酮、二氢黄酮醇、黄烷醇及新黄酮类化合物因含有手性碳原子，烷醇及新黄酮类化合物因含有手性碳原子，故均具旋光性，其余黄酮类化合物的苷元故均具旋光性，其余黄酮类化合物的苷元不具有旋光性。黄酮类化合物的苷类，由不具有旋光性。黄酮类化合物的苷类，由于在结构中引入糖基，故均有旋光性，且于在结构中引入糖基，故均有旋光性，且多为左旋体。多为左旋体。 酮类化合物的苷元中，因含有手性酮类化合物的苷元中，因含有手性碳原子，故均具有旋光性，其他黄酮类碳原子，故均具有旋光性，其他

13、黄酮类化合物的苷元不具有旋光性。化合物的苷元不具有旋光性。 黄酮类化合物的苷类，由于在结构黄酮类化合物的苷类，由于在结构中引入糖基，故均具有旋光性，且多为中引入糖基，故均具有旋光性，且多为左旋体。左旋体。二、溶解度二、溶解度1 一般来说，一般来说，游离苷元游离苷元难溶或不溶于水，难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱液中。有机溶剂及稀碱液中。 黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面形分子，黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面形分子，分子间引力较大，更难溶于水。而二氢分子间引力较大，更难溶于水。而二氢黄酮及二氢黄酮醇等非平面分子，对水黄酮及二氢黄酮醇等非平面

14、分子，对水的溶解度稍大。的溶解度稍大。OHHROOO二氢黄酮二氢黄酮 R=H二氢黄酮醇二氢黄酮醇 R=OH异黄酮异黄酮2黄酮苷元引入羟基数越多，将增加在水黄酮苷元引入羟基数越多，将增加在水中的溶解度；而羟基经甲基化后，则增中的溶解度；而羟基经甲基化后，则增加在有机溶剂中的溶解度。加在有机溶剂中的溶解度。3 黄酮苷的水溶性即相应增大，而在有黄酮苷的水溶性即相应增大，而在有机溶剂中的溶解度则相应减少。机溶剂中的溶解度则相应减少。三、酸碱度三、酸碱度1 酸性：酸性：分子中含有分子中含有酚羟基酚羟基，故显酸性，可溶，故显酸性，可溶于碱性溶液中。酸性强弱顺序依次为：于碱性溶液中。酸性强弱顺序依次为： 7

15、，4-二二OH 7-或或4-OH 一般酚一般酚OH 5-OH 。 酚羟基解离出氢质子后，酚氧负离子的负酚羟基解离出氢质子后，酚氧负离子的负电荷可离域到苯环上，使酚羟基的邻、对位电荷可离域到苯环上，使酚羟基的邻、对位上带有负电荷。若有吸电子基（羟基）再酚上带有负电荷。若有吸电子基（羟基）再酚羟基的邻位或对位，可通过共轭和诱导效应，羟基的邻位或对位，可通过共轭和诱导效应，使苯环上的负电荷离域到羟基的氧上，从而使苯环上的负电荷离域到羟基的氧上，从而使黄酮的酚氧负离子更加稳定，酸性增强。使黄酮的酚氧负离子更加稳定，酸性增强。OHOOOO+H+ 一般酚羟基（如一般酚羟基（如6或或3羟基）与羰羟基）与羰基

16、互为间位，不能通过共轭效应使负电荷基互为间位，不能通过共轭效应使负电荷离域到羰基的氧上，仅有吸电子诱导效应离域到羰基的氧上，仅有吸电子诱导效应产生影响，故酸性较弱。产生影响，故酸性较弱。5位酚羟基在羰基位酚羟基在羰基的邻位，虽也受共轭及诱导效应的影响，的邻位，虽也受共轭及诱导效应的影响，但与羰基形成分子内氢键，故酸性最弱。但与羰基形成分子内氢键，故酸性最弱。 2 碱性碱性 黄酮类化合物分子中黄酮类化合物分子中-吡喃酮环上的吡喃酮环上的1-位氧原子，因有未共用的电子对，故表位氧原子，因有未共用的电子对，故表现微弱的碱性，可与强无机酸，如浓硫酸、现微弱的碱性，可与强无机酸，如浓硫酸、盐酸等生成金羊

17、盐，但生成的金羊盐不稳盐酸等生成金羊盐，但生成的金羊盐不稳定，加水稀释即可分解。定，加水稀释即可分解。 金羊盐表现出特殊颜色，可用于鉴别金羊盐表现出特殊颜色，可用于鉴别OOOOHClHClH2O4颜色反应颜色反应1还原反应还原反应（1）盐酸镁粉）盐酸镁粉 多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物显橙红至紫红色，少黄酮醇类化合物显橙红至紫红色，少数显蓝紫色数显蓝紫色：OOOOHHOH（2）四氢硼酸钠（钾）反应）四氢硼酸钠（钾）反应 对二氢黄酮、二氢黄酮醇类专属性强。对二氢黄酮、二氢黄酮醇类专属性强。被还原后呈红至紫红色，其它类则不变被还原后呈红至紫红色，其它

18、类则不变色。方法是在试管中加入试样的甲醇液，色。方法是在试管中加入试样的甲醇液，再加等量再加等量2四氢硼钠的甲醇液，一分钟四氢硼钠的甲醇液，一分钟后，加浓盐酸或浓硫酸数滴，生成紫至后，加浓盐酸或浓硫酸数滴，生成紫至紫红色。紫红色。OOHOHHNaBH4OHOHHHOHHOH-H2OCH CH CHOHOHHOX甘草素甘草素2 金属盐类试剂的络合反应金属盐类试剂的络合反应 黄酮类化合物分子中若具有黄酮类化合物分子中若具有3羟基、羟基、4羰基，或羰基，或5羟基、羟基、4羰基或邻二羰基或邻二酚羟基，可以和铝盐、锆盐、锶盐、酚羟基，可以和铝盐、锆盐、锶盐、镁盐、铅盐等反应，生成有色的络合镁盐、铅盐等反

19、应，生成有色的络合物。物。OOOAl5-羟基黄酮铝络合物羟基黄酮铝络合物 样品的乙醇溶液和样品的乙醇溶液和1三氯化铝乙醇溶三氯化铝乙醇溶液反应，置紫外灯下，显鲜黄色荧光，但液反应，置紫外灯下，显鲜黄色荧光，但4二羟基黄酮醇或二羟基黄酮醇或7，4二羟基黄酮醇显二羟基黄酮醇显示蓝色荧光。示蓝色荧光。 氨性氯化锶反应氨性氯化锶反应 邻二酚羟基，与氯化锶试剂反应，生成绿邻二酚羟基，与氯化锶试剂反应，生成绿至棕色乃至黑色沉淀。至棕色乃至黑色沉淀。OOOHOHHOOHOH+Sr2+ +2OHOOOHHOOSrO第三节第三节 黄酮类化合物的提取分离黄酮类化合物的提取分离一一、提取、提取（一）醇提取法（一）醇

20、提取法 乙醇和甲醇，黄酮苷和苷元均可溶出。乙醇和甲醇，黄酮苷和苷元均可溶出。 一般用一般用60左右的稀醇提取黄酮苷类，左右的稀醇提取黄酮苷类，浓醇（浓醇（9095）提取黄酮苷元）提取黄酮苷元（二）水提法（二）水提法 也可用热水提，如自槐米中提取芸香苷也可用热水提，如自槐米中提取芸香苷等。但热水提杂质多，故不常用。等。但热水提杂质多，故不常用。 含有多糖、蛋白质等水溶性大的杂质，含有多糖、蛋白质等水溶性大的杂质，可将溶液浓缩后加多倍量的浓醇，水提醇可将溶液浓缩后加多倍量的浓醇，水提醇沉将其除去沉将其除去 （三）（三） 碱溶酸沉法碱溶酸沉法 黄酮化合物的大多具有酚羟基，易溶于黄酮化合物的大多具有酚

21、羟基，易溶于碱水，难溶于酸水。用碱水提，再将碱水碱水，难溶于酸水。用碱水提，再将碱水提取液调成提取液调成 酸性，黄酮类化合物即可沉淀酸性，黄酮类化合物即可沉淀析出析出（四）系统溶剂提取法（四）系统溶剂提取法二、分离二、分离（一）（一） 溶剂萃取法溶剂萃取法 pH梯度萃取法，本法适用于酸性强弱梯度萃取法，本法适用于酸性强弱不同的黄酮苷元的分离。酚羟基数目及不同的黄酮苷元的分离。酚羟基数目及位置不同，其酸性强弱也不同。位置不同，其酸性强弱也不同。 一般规律：酸性：一般规律：酸性：7，4二二OH 7-或或4-OH 一般酚羟基一般酚羟基 5-OH溶于溶于NaHCO3中中 溶于溶于Na2CO3中中 溶于

22、不同溶于不同NaOH中中 （二）柱色谱法（二）柱色谱法1 聚酰胺柱色谱法聚酰胺柱色谱法 对各种黄酮类化合物均有较好分离对各种黄酮类化合物均有较好分离规律：规律：（1）苷元相同，洗脱先后顺序一般是：）苷元相同，洗脱先后顺序一般是： 参糖苷参糖苷双糖苷双糖苷单糖苷单糖苷苷元苷元（2）母核上增加羟基，洗脱速度即相应减）母核上增加羟基，洗脱速度即相应减缓缓（3）分子中酚羟基数目相同时，酚羟基位）分子中酚羟基数目相同时，酚羟基位置也有影响。处于羰基间位或对位的酚基，置也有影响。处于羰基间位或对位的酚基，吸附力大于羟基邻位的酚羟基，故后者将吸附力大于羟基邻位的酚羟基，故后者将先被洗脱。先被洗脱。（4）分子

23、中芳香核、共轭双键多者则吸附力）分子中芳香核、共轭双键多者则吸附力强，故查耳酮往往比相应的二氢黄酮难于强，故查耳酮往往比相应的二氢黄酮难于洗脱。洗脱。（5）不同类型黄酮化合物，先后流出顺序一）不同类型黄酮化合物，先后流出顺序一般是：般是：异黄酮异黄酮二氢黄酮醇二氢黄酮醇黄酮黄酮黄酮醇黄酮醇2 硅胶柱层析硅胶柱层析第四节第四节 应用举例应用举例槐米中芸香苷的提取槐米中芸香苷的提取 槐树上的干燥花蕾，能凉血止血，清肝泻火。槐树上的干燥花蕾，能凉血止血，清肝泻火。用于便血，痔疮出血，血痢、尿血、吐血、高血压用于便血，痔疮出血，血痢、尿血、吐血、高血压症。症。 芸香苷结构为桷斗皮素芸香苷结构为桷斗皮素

24、3O芸香糖苷。为芸香糖苷。为淡黄色粉末或细针状结晶，含有淡黄色粉末或细针状结晶，含有3分子结晶水分子结晶水（C27H30O163H2O），无臭，无味，加热至），无臭，无味，加热至185以上熔融并开始分解。芸香苷在冷水中溶解度为以上熔融并开始分解。芸香苷在冷水中溶解度为1：10000，沸水中，沸水中1：200，冷乙醇，冷乙醇1：650，沸乙醇，沸乙醇1：7，可溶于丙酮、醋酸乙酯、吡啶及碱液中，不溶于，可溶于丙酮、醋酸乙酯、吡啶及碱液中，不溶于氯仿、乙醚、苯、石油醚。氯仿、乙醚、苯、石油醚。 其水解后得桷斗皮素，桷斗皮素为黄色针状结其水解后得桷斗皮素，桷斗皮素为黄色针状结晶（烯乙醇），含晶（烯乙醇），含2分子结晶水，分子结晶水，mp314（分解），溶于乙醇、甲醇、丙酮、醋酸乙酯、（分解），溶于乙醇、甲醇、丙酮、醋酸乙酯、吡啶与冰醋酸，不溶于水、氯仿、乙醚、苯与吡啶与冰醋酸，不溶于水、氯仿、乙醚、苯与石油醚等。石油醚等。OOOOHHOOHOHOOHH2COHOOOHOHOHHOH3C3H2O芸香苷芸香苷 该分子中具有较多的酚羟基，有弱酸该分子中具有较多的酚羟基，有弱酸性，可溶于碱液