《天然药物化学》第三章苯丙素类

1、本 章 内 容 概 述 第一节 苯丙酸类 第二节 香 豆 素 第三节 木 脂 素概 述定义： 一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。这类成分包括： 苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮、木质素等。苯丙素类化合物生物合成途径如下： 概 述 苯丙素类化合物生物合成途径葡萄糖代谢莽草酸桂皮酸途径苯丙氨酸和酪氨酸咖啡酸对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸苷 概 述 苯丙素类化合物生物合成途径咖啡酸对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸苷阿魏酸邻羟桂皮酸苷苯丙烯类松柏醇伞形花内酯新木脂素类木质素倍半木脂素类丙烯基烯丙基香豆素类木脂素类本 章 内 容 概 述 第一节 苯丙酸类 第二节 香 豆 素 第三节 木

2、脂 素第一节 苯丙酸类基本结构酚羟基取代的芳香环与丙烯酸。 多具有C6-C3结构的苯丙酸类。常见的苯丙酸类成分：苯丙酸类 绿原酸（chlorogenic acid）绿原酸是金银花抗菌、利胆的有效成分。1苯丙酸类化合物的分离 用纤维素、硅胶、大孔树脂或聚酰胺树脂色谱法进行分离。2苯丙酸类化合物的的鉴别:（1）利用酚羟基的性质： FeCl3试验、Pauly试剂、Gepfner、Millon试剂等。（2）利用紫外光谱鉴定:实例: 丹参治疗冠心病的有效成分丹参素甲、乙和丙的结构与鉴定。 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型香豆素母核为苯骈-吡喃酮。环上常有取代基。通常将香豆素分为四类：其中被药典收载的

3、有秦皮、白芷、独活、前胡、菌陈、补骨脂等 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型简单香豆素类 只有苯环上有取代基的香豆素。取代基： 羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。 由于绝大多数香豆素在C7位都有含氧官能团存在，因此，7-羟香豆素可以认为是香豆素类成分的母体。 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型以异戊烯基取代为例：（从生物合成途径来看）从上看出，C3、C6、C8位电负性较高，易于烷基化。（其中C3位烷基化不属于此类，而属于第四类型） 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型如：属此类型的香豆素化合物 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型呋喃香豆素类(furocoumarins) (线型和角型) 香

4、豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。呋喃香豆素类成分生物合成途径： 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型呋喃香豆素类(furocoumarins) (线型和角型)环合反应的形成： 体内过程由酶主宰反应 体外实验碱性条件（OH-）呋喃环 酸性条件（H+） 吡喃环 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型吡喃香豆素类(pyranocoumarins) (线型和角型) 香豆素C-6或C-8异戊烯基与邻酚羟基环合而成2,2-二甲基-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。 吡喃香豆素类成分的生物合成途径： 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型吡喃

5、香豆素类(pyranocoumarins) (线型和角型)少数为5,6-吡喃骈香豆素，如： 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型其他香豆素类 指-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质性状游离状态 结晶形固体，有一定熔点； 大多具有香气；具有升华性质 分子量小的有挥发性（可随水蒸汽蒸出） UV下显蓝色荧光，碱液中荧光增强成苷粉末状，大多无香味、无挥发性、不能升华。 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质溶解性游离 能溶于沸 H2O，不溶或难溶冷 H2O， 可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等

6、溶剂。成苷 溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。 难溶极性小的有机溶剂。 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质碱水解反应（内酯性质） 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质（四）呈色反应1.异羟肟酸铁反应（识别内酯） 碱性条件下，香豆素内酯开环，并与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，再在酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。2 与酚类试剂的反应 具有酚羟基，可与FeCl3试剂产生颜色反应； 若酚羟基的对位未被取代，或6-位上没有取代，其内酯环碱化开环后，可与Gibbs试剂、Emerson试剂反应。机制如下： 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质Gibbs反应：符合以上条件的香豆素乙醇溶液在

7、弱碱条件下，2,6-二氯(溴）醌氯亚胺试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成蓝色化合物。Emerson反应：符合以上条件的香豆素的碱性溶液中，加入2%的4-氨替比林和8%的铁氰化钾试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成红色化合物。 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质 第二节 香豆素 三、香豆素的分离方法(一）提取药 材醇提液水溶液石油醚乙醚乙酸乙酯正丁醇不同浓度EtOH回收溶剂，加水有机溶剂萃取 第二节 香豆素 三、香豆素的分离方法(二）分离1.酸碱分离法（少用）依据内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。2.层析方法（常用） 柱色谱 吸附剂硅胶、酸性或中性氧化铝 洗脱剂石油醚乙酸乙酯、石油醚丙酮、 氯仿丙酮、氯仿甲

8、醇等 制备薄层色谱 显 色可观察荧光 高效液相色谱 极性小 正相 香豆素苷 反相 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（一）紫外光谱 母核上无含氧官能团取代时： 274 nm苯环 311 nm吡喃酮环 有含氧取代时： 最大吸收将发生红移。 217nm和315330nm强峰 240nm和255nm弱峰 碱性溶液中： 含羟基香豆素紫外光谱红移。 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（二）红外光谱 3175 3025 cm-1 C-H 伸缩振动1750 1700 cm-1 内酯环羰基伸缩振动1680 1660 cm-1 内酯环羰基伸缩振动 （羰基附近有羟基与其形成分子内氢键）1270 1220

9、cm-1，1100 1000 cm-1 内酯环强吸收1660 1600 cm-1 苯环出现3个较强峰 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR 环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应 因此： 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C3、C4位未取代时： 当C3或C4取代时： 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C7-OR时： C5-H 7.7 d, J=9 HzC6-H 6.9 dd, J=9,2.5HzC8-H 7.0 d, J=2.5Hz 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C7-OR、C8或C6烷基取代时： 第

10、二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（四）13C-NMR 香豆素母核上9个碳原子的化学位移值如下： 当-OR取代时： 连接的碳 +30 ppm 邻位碳 -13 ppm 对位碳 -8 ppm 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（五）质谱 香豆素类化合物有如下特点： 1.有强的分子离子峰；2.基峰是失去CO的苯骈呋喃离子；3.主要裂解途径是：首先失去CO。 第二节 香豆素 五、香豆素的生物活性1.毒性肝毒性，黄曲霉素2.抗病毒作用canolide A 抗艾滋病毒 蛇床子素（osthole）：抑制乙肝表面抗原3.抗肿瘤作用7羟基香豆素4.抗骨质疏松作用蛇床子总香豆素、蛇床子素5.抗凝血作用双香豆

11、素6.对心血管系统作用前胡丙素7.光敏作用可引起皮肤色素沉着； 补骨脂内酯可治白斑病 第三节 木脂素 一、结构类型木脂素（lignans）： 一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物。 通常指其二聚物，少数为三聚物和四聚物。 第三节 木脂素 一、结构类型早期木脂素的定义： 两分子苯丙素以侧链中碳原子（8-8）连结而成的化合物木脂素。 非碳原子相连（如3-3、8-3）新木脂素。 第三节 木脂素 一、结构类型木脂素的一些新类型： 新木脂素 苯丙素低聚体 杂木脂素 降木脂素组成木脂素的单位有四种： 1.肉桂醇（cinnamyl alcohol） 2.桂皮酸（cinnamic acid） 3.丙烯基酚（pr

12、openyl benzene） 4.烯丙基酚（allyl benzene）木脂素的命名大多采用俗名 第三节 木脂素 一、结构类型常见类型如下：（一）木脂素类1. 二苄基丁烷类（dibenzylbutanes） 第三节 木脂素 一、结构类型2. 二苄基丁内酯类（dibenzyltyrolactones） 第三节 木脂素 一、结构类型3. 芳基萘类（arylnaphthalenes）有芳基萘、芳基二氢萘、芳基四氢萘 第三节 木脂素 一、结构类型4. 四氢呋喃类（tetrahydrofurans） 第三节 木脂素 一、结构类型5. 骈双四氢呋喃类（furofurans）6. 联苯环辛烯类（diben

13、zocyclooctenes） 第三节 木脂素 一、结构类型（二）新木脂素（neolignan）1.尤普麦特苯骈呋喃型（C-8C-3/C-7O-4型）2. 伯彻林苯骈呋喃型（C-8C-1/C-7O-2型）尤普麦特烯伯彻林1789341789134789178923.双环辛烷型（C-8C-3/C-7C-5型） 第三节 木脂素 一、结构类型4.风藤酮型（C-8C-1/C-7C-9型）134577891234561798989871异奥克布烯酮呋胡椒脂酮 第三节 木脂素 一、结构类型5.联苯型：厚朴酚型：芳香碳直接相连（三）降木脂素（norlignans）： 失去一个或两个烃基碳（四）杂类木脂素厚朴

14、酚 蒙蒿素1347891278913478178934 第三节 木脂素 二、理化性质形 态：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶溶解性：游离亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等 成苷水溶性增大挥发性：多数不挥发，少数有升华性质旋光性：大多有光学活性，遇酸易异构化。 第三节 木脂素 二、理化性质遇酸易发生异构化：NaOAc/EtOH()鬼臼毒素D133 ()苦鬼臼毒素D9 第三节 木脂素 二、理化性质 第三节 木脂素 二、理化性质氧化反应可以用于确定某些类型木脂素的骨架结构 第三节 木脂素 三、提取分离提取 多用乙醇或丙酮等提取后，再用极性较小的溶剂如：乙醚、氯仿等进行萃取。分离 吸附色谱（SiO2、Al2O

15、3） HPLC Sephadex LH20 反相填料RP-18 高分子分离材料MCI等（一）紫外光谱:1.多数木脂素的二个取代芳环是两个孤立的发色团, 两者紫外吸收峰位置相近, 吸收强度是两者之和,立体构型对紫外光谱没有影响。2.紫外光谱可用于区别芳基四氢萘、芳基二氢萘和芳基萘型木脂素，还可确定B环双键的位置。 , , -失水苦鬼臼脂素的UV分析: -失水苦鬼臼脂素 -失水苦鬼臼脂素 -失水苦鬼臼脂素 max: 311 nm max:290 nm max: 350nm 第三节 木脂素 四、结构鉴定第三节 木脂素 四、结构鉴定（二）红外光谱 确定内酯环（三）光学活性 圆二色谱（CD）测定（三）核

16、磁共振谱 根据化合物的 基本骨架结构类型、碳数、对称性 取代基含氧取代基、烷基 进行结构测定。（四）质谱 分子离子峰分子量 第三节 木脂素 五、生物活性1.抗肿瘤作用鬼臼毒素类木脂素能显著抑制癌细胞的增殖:2.肝保护和抗氧化作用五味子果实中的各种联苯环辛烯类木脂素,均有保肝和降低血清谷丙转氨酶作用,用于肝炎的治疗。五味子酯甲，联苯双酯3.抗HIV病毒作用鬼臼毒素类和五味子素类木酯素4.对中枢神经系统的作用如：镇静、兴奋作用5.血小板活化因子拮抗活性6.平滑肌解痉作用7.毒鱼作用8.杀虫作用9.其他作用习 题一、选择题：1. Gibbs反应呈阳性结果的化合物是：2. 下列香豆素类化合物在硅胶吸附薄层上的Rf值大小顺序为： 3、香豆素的基本母核是： A 苯骈吡喃酮 B 苯骈吡喃酮 C 顺邻羟基桂皮酸 D反邻羟基桂皮酸 4、五味子素的结构类型为： A 简单木脂素 B 简单香豆素 C 环木脂内酯 D 联苯环辛烯型木脂素5、异羟肟酸铁反应作用的基团是： A 亚甲二氧基 B 内酯环 C 芳环 D 酚羟基6、中药补骨脂内脂具有： A 抗菌 B 抗维生素样作用 C 致光敏 D 镇咳7、游离的香豆素可以溶解于热的氢氧化钠水溶液，是由于其结