天然药化苯丙素培训课件

天然药化苯丙素[基本内容]香豆素类：香豆素类化合物的基本母核、常见的取代图式及四种基本骨架的结构特点。香豆素的化学性质，如内酯性质、吡喃酮环的碱裂解、C3-C4双键性质、呈色反应。香豆素类化合物的荧光性质及波谱特征以及应用。香豆素类化合物的提取分离方法及主要的生理活性。木脂素类：结构分类和结构鉴定方法。木脂素的理化性质，生物活性。2天然药化苯丙素[基本要求]

掌握苯丙素、香豆素类化合物的结构、性质、

1H-NMR特征。熟悉香豆素类化合物的结构鉴定方法。了解木脂素的一、二级结构分类。3天然药化苯丙素概述第一节苯丙酸类第二节香豆素类第三节木脂素类

本章内容4天然药化苯丙素定义：

一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。分类：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素和木质素等。广义来讲黄酮也是苯丙素的衍生物。

概述5天然药化苯丙素概述苯丙素类化合物生物合成途径：桂皮酸途径6天然药化苯丙素概述7天然药化苯丙素概述第一节苯丙酸类第二节香豆素类第三节木脂素类

本章内容8天然药化苯丙素基本结构：

C6-C3结构，具有酚羟基取代的芳香羧酸。常见的苯丙酸类：第一节苯丙酸类松柏苷阿美里坎宁桂皮酸HH对羟基桂皮酸OHH咖啡酸OHOH阿魏酸OHOCH3R1R29天然药化苯丙素概述第一节苯丙酸类第二节香豆素类第三节木脂素类

本章内容10天然药化苯丙素第二节香豆素类一、香豆素的基本母核香豆素(coumarin)是邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称。基本母核：苯骈–吡喃酮常见取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。由于绝大部分香豆素在C7位都有含氧官能团存在，7-羟基香豆素可以认为是香豆素类化合物的母体。伞形花内酯11天然药化苯丙素第二节香豆素类二、香豆素的分类（一）简单香豆素类（二）呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)（三）吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)（四）其它香豆素类12天然药化苯丙素（一）简单香豆素类第二节香豆素类只在苯环上有取代的香豆素类。取代基：羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯基等。滨蒿内酯当归内酯13天然药化苯丙素

异戊烯基除接在氧上外，也可以直接接在苯环的碳上，以6位和8位取代出现的情况较多。OH-7863从生合成途径来看，C3、C6和C8位电负性较高，易于烷基化。（其中C3位烷基化属于第四类型）第二节香豆素类（一）简单香豆素类14天然药化苯丙素第二节香豆素类（二）呋喃香豆素类(furocoumarins)定义：

香豆素母核上的7-酚羟基与C-6或C-8取代的异戊烯基缩合形成呋喃环的一系列化合物。分类：呋喃环与苯环、α-吡喃酮环处在一条直线上，称为线型呋喃香豆素。呋喃环与苯环、α-吡喃酮环处在一条折线上，称为角型呋喃香豆素。15天然药化苯丙素第二节香豆素类呋喃香豆素类成分生物合成途径：16天然药化苯丙素定义：

香豆素7-酚羟基与C-6或C-8异戊烯基缩合而成2,2-二甲基-α-吡喃环的一系列化合物及双吡喃香豆素等。第二节香豆素类（三）吡喃香豆素类(pyranocoumarins)分类：吡喃环与苯环、α-吡喃酮环处在一条直线上，称为线型吡喃香豆素。吡喃环与苯环、α-吡喃酮环处在一条折线上，称为角型吡喃香豆素。17天然药化苯丙素第二节香豆素类吡喃香豆素类成分生物合成途径：18天然药化苯丙素少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：第二节香豆素类19天然药化苯丙素第二节香豆素类（四）其它香豆素类指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。还包括二聚体和三聚体。黄檀内酯亮菌甲素双七叶内酯20天然药化苯丙素㈠性状第二节香豆素类三、香豆素的理化性质类型形态香味挥发性升华性游离状态结晶（淡黄色或无色）有小分子有小分子有成苷粉末状无无无21天然药化苯丙素香豆素类在紫外光照射下呈现蓝色荧光，C7位引入羟基后荧光增强。7-羟基香豆素加碱可使荧光转为绿色，一般羟基香豆素遇碱荧光都会增强。C7位羟基甲基化或为非羟基基团、以及C7的邻位C6或C8位有羟基取代时，则荧光减弱或消失。荧光性质：㈠性状三、香豆素的理化性质22天然药化苯丙素㈡溶解性第二节香豆素类类型水甲醇、乙醇氯仿、乙醚等低极性有机溶剂游离状态部分溶于热H2O，难溶或不溶于冷H2O可溶可溶成苷可溶可溶难溶三、香豆素的理化性质23天然药化苯丙素OH-H+顺邻羟桂皮酸盐反邻羟桂皮酸盐OH-orUV长时间加热H+反邻羟桂皮酸第二节香豆素类三、香豆素的理化性质㈢碱水解反应（内酯性质）24天然药化苯丙素碱水解反应：易难>>一般香豆素7-甲氧基香豆素7-羟基香豆素7-OCH3的供电子共轭效应使羰基C难以接受OH-的亲核反应7-OH在碱液中成盐第二节香豆素类三、香豆素的理化性质㈢碱水解反应（内酯性质）25天然药化苯丙素

㈢碱水解反应（内酯性质）

1.特殊结构的香豆素

如C8位取代基的适当位置上有>C=O、>C=C<、环氧等结构者，可与水解新生成的酚羟基发生缔合、加成等作用，可阻碍内酯的恢复。例：第二节香豆素类三、香豆素的理化性质获得顺邻羟桂皮酸衍生物的途径：26天然药化苯丙素第二节香豆素类三、香豆素的理化性质㈢碱水解反应（内酯性质）27天然药化苯丙素第二节香豆素类由于碱的浓度不同，其反应产物也不同：三、香豆素的理化性质构桔内酯20%NaOH顺式酸50%NaOH反式酸28天然药化苯丙素㈢碱水解反应（内酯性质）2.醚化第二节香豆素类获得顺邻羟桂皮酸衍生物的途径：三、香豆素的理化性质29天然药化苯丙素（四）酸的反应环合反应：异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合。叔阳碳离子＞仲阳碳离子＞伯阳碳离子形成环的大小决定于中间体阳碳离子的稳定性：+apigravin中间体为叔阳碳离子二氢吡喃香豆素第二节香豆素类三、香豆素的理化性质30天然药化苯丙素（四）酸的反应应用：可以决定酚羟基和异戊烯基间的相互位置。注意：不宜使用浓酸，否则会发生重排反应。第二节香豆素类三、香豆素的理化性质31天然药化苯丙素在控制条件下氢化的先后顺序为：侧链双键＞呋喃或吡喃环上双键＞C3、C4双键苯环羰基共轭共轭双键性较弱，不易加成（五）C3、C4双键性质和加成反应第二节香豆素类三、香豆素的理化性质32天然药化苯丙素1、异羟肟酸铁反应（内酯的性质）HONH2HCl异羟肟酸Fe3+H+Fe异羟肟酸铁（红色）OH-2、酚羟基反应具有酚羟基取代的香豆素类化合物可以与FeCl3等多种酚类试剂呈现颜色反应。（六）呈色反应第二节香豆素类三、香豆素的理化性质内酯类化合物都有的阳性反应33天然药化苯丙素（六）呈色反应

3、Gibb’s反应和Emerson反应试剂：

Gibb’s——2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺

Emerson——氨基安替匹林和铁氰化钾条件：有游离酚羟基，且其对位无取代者——呈阳性用途：

可用于判断香豆素分子中C6位是否有取代基存在。第二节香豆素类三、香豆素的理化性质6OH-34天然药化苯丙素（六）呈色反应Gibb’s反应：第二节香豆素类三、香豆素的理化性质2,6-二溴苯醌氯亚胺35天然药化苯丙素Emerson反应4-氨基安替比林[O]K3Fe(CN)6红色铁氰化钾＋（六）呈色反应第二节香豆素类三、香豆素的理化性质36天然药化苯丙素1、水蒸气蒸馏法利用小分子游离香豆素具有挥发性。提取温度高，受热时间长，化合物结构易被破坏。

2、碱溶酸沉法利用香豆素内酯的性质。注意控制碱液的浓度、加热的时间和温度，以免破坏内酯环。第二节香豆素类四、香豆素类化合物的提取分离(一）提取37天然药化苯丙素3、溶剂提取法药材不同浓度MeOH或EtOH醇提液水提液回收溶剂，用水混悬有机溶剂萃取石油醚层乙醚层乙酸乙酯层正丁醇层水层第二节香豆素类四、香豆素类化合物的提取分离(一）提取38天然药化苯丙素(二）分离1、结晶法

——

利用溶解度的差异如：香豆素在石油醚中溶解度不大，浓缩时即可析出结晶。2、酸碱分离法——

利用内酯的性质香豆素的内酯环遇碱水解，加酸能重新环合的性质。第二节香豆素类四、香豆素类化合物的提取分离39天然药化苯丙素第二节香豆素类40天然药化苯丙素3、色谱法——

利用极性的差异经典柱色谱法固定相：硅胶、酸性或中性氧化铝流动相：石油醚‒乙酸乙酯、氯仿‒甲醇等制备薄层色谱法固定相、流动相：同上检测方法：荧光高效液相色谱法正相：硅胶/石油醚‒乙酸乙酯、氯仿‒甲醇等反相：Rp18/甲醇‒水(二）分离第二节香豆素类四、香豆素类化合物的提取分离41天然药化苯丙素（一）紫外光谱无含氧基团取代的香豆素：274nm(logε4.03)——

苯环311nm(logε3.72)

——

-吡喃酮环引入烷基取代：最大吸收值变化不大引入含氧基团取代：最大吸收波长发生红移在碱溶液中，含有羟基的香豆素会发生明显红移第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定42天然药化苯丙素（二）红外光谱1700~1750cm-1——羰基伸缩振动（形成分子内氢键时，向低波数移动到1680~1660cm-1

）1600~1660cm-1——3个较强的芳环吸收峰1270~1220cm-1，1100~1000cm-1内酯环特征吸收峰第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定43天然药化苯丙素（三）质谱

基本特征：有较强的分子离子峰，裂解时连续失去CO，形成[M-CO]+。及[M-2CO]+。的碎片峰。

简单香豆素的基峰是失去CO的苯骈呋喃离子

。呋喃香豆素产生失去CO的苯骈双呋喃离子

。第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定44天然药化苯丙素（四）1H-NMR谱

1.香豆素母核的1H-NMR谱特征第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定H-3、H-6和H-8信号在较高场H-4、H-5和H-7信号在较低场

环上质子受内酯羰基吸电共轭效应的影响，导致电子云分布规律如下图所示：45天然药化苯丙素

C3、C4位未取代时H-3：6.1~6.5,d,J3,4=9.5HzH-4：7.5~8.2,d,J3,4=9.5Hz

C3或C4位取代时H-3或H-4

：1H,s（四）1H-NMR谱1.香豆素母核的1H-NMR谱特征第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定46天然药化苯丙素H-3：~

6.2,d,J3,4=9.5HzH-4：~

7.6,d,J3,4=9.5HzH-5：~

7.4,d,J5,6=9.0HzH-6、H-8：~

6.8,2H,mH-5、H-6和H-8构成苯环ABX或AMX偶合系统，理论上H-5(1H,d,J≈8.0Hz)，H-6(1H,dd,J≈8.0,2.0Hz)，H-8(1H,d,J≈2.0Hz)第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定（四）1H-NMR谱2.7-OR香豆素的1H-NMR谱特征：47天然药化苯丙素3.C5,C7二氧代香豆素第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定（四）1H-NMR谱48天然药化苯丙素第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定（四）1H-NMR谱49天然药化苯丙素常见的远程偶合:5J=0.6～1HzJ

H4,8J

H6,4J

H48（四）1H-NMR谱第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定50天然药化苯丙素取代基甲氧基：

3.6-4.0(s)异戊烯基:（四）1H-NMR谱第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定51天然药化苯丙素确定取代基位置，采用NOE技术(NOESY)照射-OCH3质子，H-4信号增益9%，H-4信号增益13%，确定CH3O在C-5位而不是C-8位，并为线型吡喃香豆素（四）1H-NMR谱第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定52天然药化苯丙素第二节香豆素类练习:化合物A为无色结晶，紫外光下呈蓝色荧光；异羟肟酸铁和FeCl3反应阳性。元素分析示分子式为C10H8O4。1H-NMR(300MHz,DMSO-d6)见下图。回答:(1)计算不饱和度;(2)推导出完整的结构式;(3)将氢信号进行归属.五、香豆素类化合物的结构鉴定53天然药化苯丙素1HNMRDMSO-d6,300MHz54天然药化苯丙素1:=72:3:第二节香豆素类答案:6.237.917.226.803.8410.255天然药化苯丙素（五）13C-NMR谱

第二节香豆素类五、香豆素类化合物的结构鉴定碳周围电子云密度分布与氢谱规律相同：当-OR取代时，直接连接的碳——＋30ppm

邻位碳——－13ppm

对位碳——－8ppm56天然药化苯丙素六、香豆素的生物活性

肝毒性抗病毒作用抗肿瘤作用抗骨质疏松作用抗凝血作用对心血管系统的作用光敏作用第二节香豆素类57天然药化苯丙素概述第一节苯丙酸类第二节香豆素类第三节木脂素类

本章内容58天然药化苯丙素

木脂素(lignans)：是一类由苯丙素双分子氧化聚合而成的天然成分，即由二分子C6-C3单位氧化缩合而成的化合物。少数为三聚物和四聚物。

木质素(lignins)：是一类由几十个C6-C3单位聚合而成的高分子化合物。第三节木脂素类59天然药化苯丙素第三节木脂素类一、木脂素的定义及分类：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。60天然药化苯丙素降木脂素（norlignans）

降木脂素：木脂素或新木脂素的一个苯丙素单元的烃基失去一个或两个烃基碳而形成的木脂素结构骨架。降木脂素母核只有16~17个碳原子。蒙蒿素第三节木脂素类61天然药化苯丙素杂木脂素：由苯丙素或木脂素与黄酮、香豆素等结合而成的复合体，如香豆素并木脂素。杂类木脂素：

多聚木脂素：多个苯丙素单元通过碳碳键相互连接而形成的苯丙素低聚体（三聚体、四聚体等）。三聚体称为倍半木脂素，四聚体称为二木脂素。第三节木脂素类R=HcleomiscosinAR=OCH3cleomiscosinC

62天然药化苯丙素组成木脂素的单位有四种：

桂皮酸（cinnamicacid）

偶为桂皮醛（cinnamaldehyde）肉桂醇（cinnamylalcohol）丙烯苯（propenylbenzene）烯丙苯（allylbenzene）第三节木脂素类63天然药化苯丙素木脂素的命名：大多采用俗名：罗汉松脂素系统命名：第三节木脂素类C8构型含氧官能团位置名称双分子连接的桥头碳编号64天然药化苯丙素常见类型如下：（一）木脂素1.二苄基丁烷类（dibenzylbutanes）第三节木脂素类65天然药化苯丙素3.芳基萘类（arylnaphthalenes）第三节木脂素类常见类型如下：（一）木脂素67天然药化苯丙素4.四氢呋喃类（tetrahydrofurans）第三节木脂素类7-O-7型7-O-9型9-O-9型常见类型如下：（一）木脂素68天然药化苯丙素5.双四氢呋喃类（furofurans）6.联苯环辛烯类（dibenzocyclooctenes）第三节木脂素类芝麻脂素五味子甲素常见类型如下：（一）木脂素69天然药化苯丙素第三节木脂素类1.尤普麦特苯骈呋喃型伯彻林2.伯彻林苯骈呋喃型尤普麦特烯常见类型如下：（二）新木脂素70天然药化苯丙素4.双环辛烷型第三节木脂素类呋胡椒脂酮3.风藤酮型783′5′macrophyllin常见类型如下：（二）新木脂素71天然药化苯丙素5.联苯类（biphenylenes）