第五章苯丙素类化合物

1、第第 五五 章章 苯丙素类化合物苯丙素类化合物phenylpropanoids学习要求学习要求 含含 义义:是指基本母核具有一个或几个C6 C3单元的天然有机化合物类群。广义苯丙素包括： 简单苯丙素类苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸类 香豆素类（1分子C6 C3 单元） 木脂素类（2分子C6 C3 单元） 木质素类（多分子C6 C3 单元） 黄酮类（ C6 C3 C6 单元，另章介绍）生源：是由莽草酸（生源：是由莽草酸（shikimic acid)通过芳香氨基酸（苯丙氨酸或酪氨酸）合通过芳香氨基酸（苯丙氨酸或酪氨酸）合成而来。成而来。第一节第一节 概概 述：述：O HO HO HC O O HO

2、OHC O O HN H2OHC O O HOHC O O HOHC O O HOHOHC O O HC H3OOHC H2O HC H3OOHC O O HO HOHC O O HO glcOHOOOHC H2O glc莽 草 酸酪氨 酸对 羟 基 桂 皮酸阿 魏 酸松 柏 醇O 甲基 化 H 缩 合缩 合 木脂素木质素7-羟 基 香 豆 素香 豆 素H 苯丙 烯 类苯丙 醇 类第二节第二节 苯丙素类：苯丙素类：OHMeOOMeMeOOMeMeOOMeOMe 丁香酚丁香酚 细辛醚细辛醚 细辛醚细辛醚CHOCH2OHMeOOMeOglcglc16 紫丁香苷紫丁香苷 桂皮醛桂皮醛苯丙醇类：苯丙醇

3、类：苯丙醛类：苯丙醛类：苯丙酸类：苯丙酸类：OHOHCOOHOHCOOHMeOOHOHCOOHOH咖啡酸咖啡酸 阿魏酸阿魏酸 丹参素丹参素苯丙酸类化合物常与不同的醇、氨基酸、糖或有机酸等结苯丙酸类化合物常与不同的醇、氨基酸、糖或有机酸等结合成酯存在，其中一些化合物还有较强的生理活性。合成酯存在，其中一些化合物还有较强的生理活性。 绿原酸（绿原酸（chlorogenic acid） 绿原酸是绿原酸是3-咖啡酰奎宁酸，存在于很多中药如茵陈、金咖啡酰奎宁酸，存在于很多中药如茵陈、金银花中，是其抗菌、利胆的有效成分。升麻银花中，是其抗菌、利胆的有效成分。升麻(含阿魏酸等含阿魏酸等)、茵陈（含绿原酸）及

4、川芎（含阿魏酸）等。茵陈（含绿原酸）及川芎（含阿魏酸）等。OHOHOHOHOOCOHOHOC苯丙酸衍生物苯丙酸衍生物川芎o 苯丙酸类大多具有一定的水溶性。o 常与一些酚酸、鞣质、黄酮苷等混在一起，分离有一定困难。o 一般采用纤维素、硅胶、大孔树脂或聚酰胺等反复色谱。o 鉴别反应（利用Ar-OH的性质）：o 12%FeCl3/MeOHo Pauly试剂：重氮化的磺胺酸o Gepfner试剂：1%亚硝酸钠溶液与相同体积10%的醋酸混合，喷雾后，在空气中干燥，再用0.5mol/L的苛性碱甲醇溶液处理。o Millon试剂：在紫外线下，这些化合物为无色或具有蓝色荧光，用氨水处理后呈蓝色或绿色荧光。香豆

5、素类香豆素类coumarins生命科学技术学院阮洪生12354678OO第三节第三节 香豆素类香豆素类coumarins学习目标学习目标: 1、掌握香豆素类化合物的结构类型、理化性质（形状、溶解性、与碱液的作用）、提取分离方法。2、掌握香豆类化合物的显色反应。3、掌握秦皮中所含化合物的基本结构类型。4、熟悉简单香豆素的氢核磁。学习重点学习重点: : 香豆素的结构类型、理化性质、显色反应及提取分离方法。Email:ruan_第三节第三节 香豆素类香豆素类coumarins学习内容:1、香豆素类化合物的结构类型2、香豆素类化合物理化性质3、香豆素类化合物提取分离方法4、香豆素类化合物的检识5、香豆

6、素类化合物的结构研究6、含香豆素类化合物中药实例Email:ruan_ 当归 白芷 茵陈Email:ruan_蛇床子 补骨脂 秦皮Email:ruan_ 香豆素具有苯骈-吡喃酮结构。可看成是顺邻羟基桂皮酸失水而成的内酯类化合物。COOHOH-H2OOO12345678顺式-邻羟基桂皮酸香豆素第三节第三节 香豆素类香豆素类coumarinsEmail:ruan_香豆素主要取代基：OOOHOOOHOOOH羟基（7-位多见）、甲氧基、异戊烯氧基、异戊烯基等。Email:ruan_ 分布：存在于伞形科、芸香科、豆科、菊科、茄科、瑞香科等科中。与其生源相近的桂皮酸、黄酮类、木脂素等常伴生。多数存在于植物

7、的花、茎、叶、果中。尤以幼嫩的叶芽中含量高。 生物活性：七叶内酯和苷能治疗痢疾；滨蒿内酯能解痉、利胆；瑞香素、伞形花内酯可抗炎、止痛；蛇床子素可冶脚癣、湿疹、阴道滴虫等；白芷能扩冠。补骨脂素具吸收紫外线，抗辐射作用。Email:ruan_香豆素结构类型香豆素结构类型 苯骈-吡喃酮环上有无取代，7-羟基与6、8-异戊烯基成环情况简单香豆素 呋喃香豆素 吡喃香豆素 其他香豆素Simple coumarins pyranocoumarins furanocoumarins other coumarins 环合、降解环合、降解 环合、不降解环合、不降解 Email:ruan_香豆素结构类型及代表化合物

8、：香豆素结构类型及代表化合物：结构类型结构类型代表化合物代表化合物简单香豆素伞形花内酯（7-OH香豆素）瑞香内酯(7、8-二OH香豆素)七叶内酯(6、7-二OH香豆素)七叶苷(7-OH，6-O-葡萄糖苷)滨蒿内酯(6、7- 二OCH3香豆素)蛇床子素（7- OCH3，8-异戊烯基）12354678OO Email:ruan_68OOO75补骨脂内酯（母核结构）补骨脂内酯（母核结构）佛手苷内酯（佛手苷内酯（5- OCH3）花椒毒内酯（花椒毒内酯（8- OCH3）欧前胡内酯（欧前胡内酯（8- 异戊烯氧基）异戊烯氧基）紫花前胡内酯（未降解的二氢香豆素）紫花前胡内酯（未降解的二氢香豆素）呋喃香豆素（呋

9、喃香豆素（线型线型）6、7- 呋喃香豆素呋喃香豆素代表化合物代表化合物香豆素结构类型及代表化合物：香豆素结构类型及代表化合物：Email:ruan_呋喃香豆素（呋喃香豆素（角角型型）7、8- 呋喃呋喃香豆素香豆素代表化合物代表化合物香豆素结构类型及代表化合物：香豆素结构类型及代表化合物：6OOO785当归素（白芷内酯，母核结构）当归素（白芷内酯，母核结构）虎耳草素虎耳草素(5、6 - 二二OCH3 )异佛手苷内酯（异佛手苷内酯（5- OCH3）Email:ruan_OOOHOOOHOOOOHOOOOOOHOOOOHOOO伞 形 花 内 酯异 戊 烯 基 6位 取 代异 戊 烯 基 8位 取 代

10、补 骨 脂 内 酯白 芷 内 酯线 型 ： 补 骨 脂 内 酯 型角 型 ： 异 补 骨 脂 内 酯 型6,7-呋 喃 骈 香 豆 素 型7,8-呋 喃 骈 香 豆 素 型环合的形成过程Email:ruan_OOOOHHOOMeOOOOHHOOMeOHH+黄曲霉素B1黄曲霉素B2高毒性无毒性Email:ruan_代表化合物代表化合物香豆素结构类型及代表化合物：香豆素结构类型及代表化合物：吡喃香豆素（吡喃香豆素（线型线型）6、7- 吡喃香豆素吡喃香豆素 8OOOOHOH58OOOOHOH5 紫花前胡醇紫花前胡醇 Email:ruan_代表化合物代表化合物香豆素结构类型及代表化合物：香豆素结构类型

11、及代表化合物：OOO85OOOO C O C H3O C O85白花前胡丙素白花前胡丙素 吡喃香豆素（角型）吡喃香豆素（角型）7、8-吡喃香豆素吡喃香豆素Email:ruan_Email:ruan_OOOHOOOHOOOOHOOOOOOHOOOOHOOO伞 形 花 内 酯异 戊 烯 基 6位 取 代异 戊 烯 基 8位 取 代花 椒 内 酯邪 蒿 内 酯线 型 ：角 型 ：6,7-吡 喃 骈 香 豆 素 型7,8-吡 喃 骈 香 豆 素 型环合的形成过程12341234代表化合物代表化合物香豆素结构类型及代表化合物：香豆素结构类型及代表化合物：-吡喃酮环上有取代基香豆素二聚体、三聚体异香豆素

12、OOOHOHCH2CCCH3茵陈内酯茵陈内酯其他香豆其他香豆素素Email:ruan_OOMeOOHOOMeOMeOOOMeOOMeOOOMeOMe黄檀内酯rutaculinkotamin（二聚体）Email:ruan_习题1、某一香豆素苷经酶水解后的苷元可溶于热的氢氧化钠中，是由于结构中含有 A 、不饱和酮 B 、酮基 C 、甲氧基 D 、苯环 E 、内酯环2、主要含有香豆素成分的中药有： A、白芷 B、人参 C、薄荷 D、柴胡 E、当归3、天然香豆素可分为（ ）类、（ ）类、（ ）类、（ ）类。4、呋喃香豆素按照结构形式又分为（ ）型和（ ）型。Email:ruan_二香豆素的性质二香豆素

13、的性质 （一）性状（一）性状 1、 游离香豆素： 多为结晶性物质；亦有呈玻璃态或液态。 分子量小的具芳香气味、挥发性及升华性。在紫外光照射下，香豆素类成分多显显蓝色或紫色荧光蓝色或紫色荧光。 2、香豆素苷：、香豆素苷： 一般呈粉末或晶体状。无挥发性及升华性。（二）溶解性：（二）溶解性：具有苷溶解性的一般规律。Email:ruan_OOCOO-OOH-H+COO-OH+OHCOOHOH-， 长时 间or顺 式邻 羟 基 桂皮酸 的 盐反 式邻 羟 基 桂皮酸UV（三）内酯环的性质（碱水解）（三）内酯环的性质（碱水解）应用应用：碱溶酸沉法提取香豆素碱溶酸沉法提取香豆素 注意注意：加热时间不宜太长

14、不能与浓碱共沸（裂解酚类或酚酸） 侧链有酯键的不宜用碱水提取、分离，以免降解。Email:ruan_ 如C8位取代基的适当位置上有C=O、C=C 160ppm) C-7 (C-OH, s. 160ppm)，受羰基吸电共轭的影响C-9 (季碳，C-O-, s. 149.0154.0ppm) C-10 (季碳，s. 110.0113.0ppm)C-4 (C=C, d. 143.0145.0ppm)，受羰基吸电共轭的影响 C-3 (C=C, d. 110.0113.0ppm)C-2 C-7 C-9 C-4 C-5 C-6 C-3 C-10 C-8（160以上） （110.0 113.0 ） （110

15、以下） 13C-NMR谱特征：谱特征：734568OOO2910H（2）出现一系列失去CO的碎片离子峰，最主 要碎片离子峰是M-CO+ 峰，其丰度可 达100%（基峰）。（3）具有甲氧基取代的香豆素经常出现失去 甲基（-CH3）的碎片离子峰。4质谱（MS）特征（1）大多具有很强的分子离子峰M+，简单 香豆素和呋喃香豆素的分子离子峰经常 是基峰。 OOOOCH3COCH3.OOOO+OOOCH3CH3.OOOCOCOOO+COC8H5OC7H5CO+.+.m/zm/zm/zm/zm/zm/zm/z216( )100( )( )( )( )( )201221881125173145 2011748

16、925( )M花椒毒内酯质谱裂解途径第五节 木脂素含义：含义：木脂素是一类由二分子苯丙素衍生物（单位）聚合而成的天然化合物，由于主要存在于植物的木质部或开始析出时呈树脂状，所以称木脂。简单木脂素-缩合 7-79-9 7-9 单环氧木脂素 缩合 9-9内酯环 木酯内酯 9-7缩合 双环氧木脂素6-7缩合 环木脂素 联苯环新烯型木脂素 两个苯环相连 新木脂素 （非-缩合，两个苯环直接相连） 9-9内酯环 环木脂内酯 依环合方向 1-苯代萘内酯4-苯代萘内酯 木脂素的结构类型：木脂素的结构类型：OOO779979123456789123456789简单木脂素简单木脂素 单环氧木脂素单环氧木脂素 木脂

17、素的结构类型：木脂素的结构类型：木脂素的结构类型：OO1467OO99OO41环木脂素环木脂素 木脂内酯木脂内酯 4-苯代萘内酯苯代萘内酯 1-苯代萘内酯苯代萘内酯 环木脂内酯环木脂内酯 OO7979联苯环辛烯型木脂素 新木脂素 双环氧木脂素木脂素的结构类型：木脂素的结构类型：OOMeOMeMeOROOOOOROMeMeOMeO牛蒡子苷元牛蒡子苷元R=H 连翘脂素连翘脂素R=H 牛蒡子苷牛蒡子苷R=glc 连翘苷连翘苷R=glc 主要代表化合物：主要代表化合物：OHOHOHOHMeOMeOMeOMeOOHCH3CH3 厚朴酚厚朴酚 五味子醇五味子醇主要代表化合物：主要代表化合物：二木脂素的性质

18、二木脂素的性质1性状 多数为无色结晶，一般无挥发性，少数具 升华性。2溶解性：游离木脂素多具亲脂性，易溶于有机溶 剂（苯、乙醚、氯仿、乙醇），难溶于水，具酚 羟基的木脂素可溶于碱水液中。木脂素苷水溶性 增大。木脂素的性质木脂素的性质： 3光学活性与异构化作用：木脂素常有不对称碳原子或不对称中心，多数具有光学活性，遇酸易异构化（双环氧木脂素），而木脂素的生物活性与其立体结构有一定关系（鬼臼毒脂素的抗癌活性），因此，在木脂素的提取分离过程中应尽量避免与酸碱的接触，以防止其构型的改变。 1、系统溶剂（石油醚、乙醚、乙酸乙酯等）依次萃取，、系统溶剂（石油醚、乙醚、乙酸乙酯等）依次萃取， 按极性大小分离

19、。按极性大小分离。 2、碱溶酸沉法碱溶酸沉法 主要用于酚性、内酯结构的木脂主要用于酚性、内酯结构的木脂 素的分离纯化。素的分离纯化。 3、色谱法（吸附原理、硅胶、中性氧化铝）色谱法（吸附原理、硅胶、中性氧化铝）用于难用于难 分离木脂素的分离。分离木脂素的分离。三木脂素的提取分离三木脂素的提取分离原料原料 乙醇、丙酮提取乙醇、丙酮提取 浓缩浓缩 醇提物醇提物 1三氯化铁反应酚羟基鉴别反应2Labat反应（没食子酸、浓硫酸）：检查亚甲二氧基（阳性呈蓝绿色）3Ecgrine反应（变色酸、浓硫酸）：检查亚甲二氧基（阳性呈蓝紫色） 四木脂素的检识四木脂素的检识 木脂素没有特征性的理化检识方法，常用的检识

20、方法主要是针对木脂素结构中的功能基检识：五木脂素的结构测定五木脂素的结构测定1紫外（紫外（UV）光谱特征）光谱特征 多数木脂素有两个孤立的芳环发色团，其紫外光谱相似，一般在紫外区(200400nm) 出现两个吸收峰: 220240nm (lg 4.0) 280290nm (lg3.54.0) 如：五味子甲素 287nm、251nm、213nm 牛蒡子苷 278nm、230nm、204nmOO14260nm ( lg 4.5) 最强峰最强峰225、290、310、355nm强吸收峰强吸收峰 木脂素的紫外光谱（木脂素的紫外光谱（UV）特征：）特征：四苯代萘型四苯代萘型2红外（IR）光谱特征OOOO

21、OOOOOOOMeOMeOH1 中国远志脂粉中国远志脂粉 扁柏脂粉扁柏脂粉3520cm-1（-OH） 1745cm-1（- 内酯环） 17601780cm-1（- 内酯环）942cm-1（亚甲二氧基） 936cm-1（亚甲二氧基）800cm-1（1、2、4-取代芳环） 1600cm-1、1585cm-1、1500cm-1（芳环）主要显示羟基、主要显示羟基、甲氧基、亚甲甲氧基、亚甲二氧基、芳环二氧基、芳环及内酯环等基及内酯环等基团的吸收峰信团的吸收峰信息。息。（1）1H-NMR谱特征及应用谱特征及应用3核磁共振谱（核磁共振谱（NMR）88OOOOO77991.05 (6H, d.) H-9、H-

22、91.78 (2H, m.) H-8、H-84.61 (2H, d) H-7、H-75.96 (4H, s) 亚甲二氧基质子6.826.93 芳环质子 加尔巴新（单环氧木脂素）OO41ABCCAB+5.32 5.527.6 7.7OO14AB+8.255.08 5.234-苯代萘内酯苯代萘内酯 （上向）（上向） 1 -苯代萘内酯苯代萘内酯（下向）（下向） 木脂素木脂素1H-NMR谱特征：谱特征：OOHHHH23456781OOHHHH23456781OOHHHHOOHHHH 同同 侧侧 （苯环）（苯环） 异异 侧侧 （苯环）（苯环） J1、2 = J5、645Hz (反式偶合) J1、2 45

23、Hz (反式偶合) J5、6 7Hz (顺式偶合)木脂素木脂素1H-NMR谱特征：谱特征：用于双环氧木脂素用于双环氧木脂素立体构型（两个苯立体构型（两个苯环在同侧或异侧）环在同侧或异侧）的判断的判断 a、内酯环羰基碳原子位于最低场，165180ppm（最大）。b、其次为芳环质子，110150ppm，其中连接取代基团的碳原子较大。C、烷烃类质子 80ppm以下，其中，与氧相连碳原子较大，季碳 较大。d、甲氧基质子55 .7ppm。（2）木脂素）木脂素13C-NMR谱特征谱特征125MeOMeOOOMeOMe67891269O785C-1 129.4 C-1 129.5 C-2 110.8 C-2

24、 111.3C-3 146.6 C-3 146.5 （芳环与氧相连）（芳环与氧相连）C-4 144.2 C-4 144.3 （芳环与氧相连）（芳环与氧相连） C-5 113.9 C-5 114.3C-6 121.2 C-6 121.9C-7 38.3 C-7 34.5C-8 40.9 C-8 46.5C-9 71.3 C-9 178.6 （内酯环羰基）（内酯环羰基） OCH3 55.7木木 脂脂 内内 酯酯 木脂素木脂素13C-NMR谱特征：谱特征：（1）多数木脂素可得到分子离子峰。（2）发生苄基裂解，产生相应的碎片离子。（3）木脂素苷可失去糖基，产生M+-162 离 子峰。4质谱（MS）特征

25、实例五味子 o五味子为木兰科华中五味子（南五味子）Schisandra sphenanthera或五味子（北五味子）S. chinensis的干燥成熟果实。 o功效 :收敛固涩、益气生津、补肾宁心、强壮与抗衰老 五味子成分o 含木脂素和有机酸类，其中木脂素占18.1。至今已从中分离出40多种木脂素类成分。主要为联苯型衍生物。 o 五味子素和五味子酯甲(schisantherin A)降低ALT的作用最强。我国药学工作者根据五味子素的基本结构，合成出新药联苯双酯，具有保护肝细胞、增强肝脏解毒功能及显著降低血清ALT的作用。 五味子酯甲 联苯双酯 OOCH3OCH3OCH3OOCH3ORCH3CH3OHOOOOCOOCH3COOCH3OCH3OCH3 五味子酯甲 R=C OC6H5 联苯双酯五味子酯乙 R=CH3HCH3CO 南五味子果实水煮，除去水溶性杂质，干燥，磨粉粗粉80%乙醇回流提取，回收乙醇浓缩液加三倍水胶状沉淀上清液汽油80%乙醇（52）萃取汽油层稀醇层浓缩，析晶粗总木脂素母液苯溶解，滤过不溶物苯溶液残渣回收苯70%乙醇重结晶母液（五味子酯乙、丙、丁、戊）沉淀（五味子酯甲粗品）五味子酯甲氧化铝柱色谱苯-醋酸乙酯（61）梯度洗脱分别得到五味