第六章黄酮类

第六章黄酮类化合物本章内容第一节概述第二节理化性质第三节提取和分离

黄酮类是一类重要的天然色素，也是中药中一类重要的有效成分。分布广泛，多分布于高等植物中，集中在被子植物。以唇形科、玄参科、爵床科、菊科等存在较多。常以游离态或与糖结合成苷的形式存在。在花、叶、果中多为苷；在木质部多为苷元，生理活性多种多样，作用强，毒性不大。第一节结构与分类

黄酮类化合物生物合成的基本途径:

以前，黄酮类化合物(flavonoids)主要是指基本母核为2-苯基色原酮(2-phenyl-chromone)类化合物，现在则是泛指两个苯环（A-与B-环）通过三碳链相互联结而成的一系列化合物。

生物合成研究表明A环来自于三个丙二酰辅酶A，B环来自于桂皮酰辅酶A。生物活性对心血管系统的作用：芦丁、槲皮素、葛根素、立可定——扩冠，临床应用。抗肝脏毒性作用：水飞蓟素、异水飞蓟素、次水飞蓟素、（+）-儿茶素等临床用于治疗急、慢性肝炎、肝硬化及多种中毒性肝损伤等。抗炎作用雌性激素样作用：异黄酮类，如大豆素抗菌及抗病毒作用：木犀草素、黄芩苷、黄芩素泻下作用解痉作用：异甘草素、大豆素其他作用：止咳、平喘等。根据中央三碳链的氧化程度、B-环连接位置（2-或3-位）以及三碳链是否构成环状等特点，可将重要的天然黄酮类化合物分类如下：一、黄酮苷元的结构分类（一）黄酮类(flavones)

黄酮类是以2-苯基色原酮为基本母核，3位无含氧取代的一类化合物。天然黄酮A环的5，7位几乎同时带有羟基，而B环常在4’位有羟基或甲氧基，3’位有时也有羟基或甲氧基。黄酮类常见的黄酮及其苷类有芹菜素、木犀草素、黄芩苷等。芹菜素木犀草素黄芩苷（二）黄酮醇类(flavonol)

黄酮醇类在黄酮基本母核的3位上连有羟基或其他含氧基团。黄酮醇常见的黄酮醇及其苷类有山柰酚、槲皮素、杨梅素、芦丁等。山柰酚杨梅素槲皮素R=H芦丁R=芸香糖（三）二氢黄酮类（Flavanones）

二氢黄酮类结构可看作是黄酮基本母核的2、3位双键被氢化而成。

二氢黄酮类

如橙皮中的橙皮素和橙皮苷；甘草中的甘草素和甘草苷。橙皮素R=H橙皮苷R=芸香糖甘草素R=H甘草苷R=glc（四）二氢黄酮醇类（Flavanonols）

二氢黄酮醇是黄酮醇类的2、3位被氢化的黄酮类化合物，而且常与相应的黄酮醇共存于同一植物中。

二氢黄酮醇类如满山红叶中的二氢槲皮素和槲皮素共存，桑枝中的二氢桑色素和桑色素共存。二氢槲皮素二氢桑色素黄柏叶中具有抗癌活性的黄柏素-7-O-葡萄糖苷也属于二氢黄酮醇类。黄柏素-7-O-葡萄糖苷（五）异黄酮类（Isoflavanone）异黄酮类母核为3-苯基色原酮的结构，即B环连接在C环的3位上。

异黄酮类

豆科植物葛根中所含有的大豆素、大豆苷、大豆素-7，4’-二葡萄糖苷、葛根素和葛根素木糖苷均属于异黄酮类化合物。大豆素R1=R2=R3=H大豆苷R1=R3=HR2=glc葛根素R2=R3=HR1=glc大豆素-7，4’-二葡萄糖苷R1=HR2=R3=glc葛根素木糖苷R1=glcR2=xylR3=H（六）二氢异黄酮类（Isoflavanones）二氢异黄酮具有异黄酮的2、3位被氢化的基本母核。

二氢异黄酮类（七）查耳酮（Chalcones）结构特点为二氢黄酮C环的1、2位键断裂生成的开环衍生物，即三碳链不构成环。查耳酮类在酸的作用下，查耳酮可转化为无色的二氢黄酮，碱化后又转为深黄色的2’-羟基查耳酮。2’-羟基查耳酮二氢黄酮如红花的花中含有的红花苷红花苷（八）二氢查耳酮类（Dihydrochalcones）二氢查耳酮为查耳酮α,β双键氢化而成。

二氢查耳酮类二氢查耳酮在植物界分布极少，如蔷薇科梨属植物根皮和苹果种仁中含有的梨根苷。梨根苷（九）橙酮类结构特点为C环为含氧五元环。母核碳原子的编号也与其他黄酮类不同。橙酮类此类化合物较少见，主要存在于玄参科、菊科、苦苣苔科以及单子叶植物莎草科中，如在黄花波斯菊花中含有的硫磺菊素属于此类。硫磺菊素（十）花色素类（Anthocyanidins）结构特点是基本母核的C环无羰基，1位氧原子以盐形式存在。

花色素类

花色素在中药中多以苷的形式存在。花色素是使植物的花、果、叶、茎等呈现蓝、紫、红等颜色的色素，如矢车菊苷元、飞燕草苷元和天竺葵苷元以及它们所组成的苷最为常见。矢车菊苷元R1=OHR2=H飞燕草苷元R1=R2=OH天竺葵苷元R1=R2=H（十一）黄烷醇类根据C环上的3，4位存在羟基的情况分为黄烷-3-醇和黄烷-3，4-二醇。1.黄烷-3-醇类，又称儿茶素类

黄烷三醇类主要存在于含鞣质的木本植物中。如儿茶素为中药儿茶中的主要成分，有四个光学异构体，但在植物中主要有异构体两个，儿茶素和表儿茶素。儿茶素表儿茶素2.黄烷-3，4-二醇类又称为无色花色素类黄烷－3，4－二醇类这类化合物在植物界中分布很广，在含鞣质的木本植物和蕨类植物中更为多见，如：无色矢车菊素。无色矢车菊素（十二）双黄酮类是由二分子黄酮衍生物聚合而成的二聚物.常见的是由两个分子的芹菜素或其甲醚衍生物构成,根据其结合方式分为三类:

1.3’,8”-双芹菜素型

2.8”-双芹菜素型

3.双苯醚型（十三）其他黄酮类

双苯吡酮类又称为苯骈色原酮，母核由苯环和色原酮的2，3位骈合而成，是一种特殊类型的黄酮类化合物。

常分布在龙胆科、藤黄科、百合科植物当中，如：存在于石苇、芒果叶和知母叶中,具有止咳去痰作用的异芒果素。异芒果素榕碱水飞蓟素另外少数黄酮类化合物结构复杂,如:天然黄酮类化合物多和糖形成苷而存在，并且由于糖的种类、数量、连接位置及连接方式不同，组成了各种各样的黄酮苷类。二、黄酮苷中糖的结构分类

组成黄酮苷的糖类主要有单糖、双糖类、三糖类和酰化糖类。

1.单糖类：

D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。2.双糖类：

槐糖（glc

1→2glc）龙胆二糖(glc

1→6glc)

芸香糖(rh

1→6glc)

新橙皮糖（rh

1→2glc）刺槐二糖（rh

1→6gal）等。3.三糖类：龙胆三糖(glc

1→6glc

1→2fru)

槐三糖(glc

1→2glc

1→2glc)等。4.酰化糖类：

2-乙酰葡萄糖咖啡酰基葡萄糖(caffeoylglucose)等。第二节理化性质

一、性状

苷元为结晶性固体，苷多为无定形粉末。

颜色：

与交叉共轭体系及助色团（羟基、甲氧基）等的数目、类型以及位置有关。在4’-或7-位引入供电子基，因形成P-π共轭，具有推电子作用，促进电子转移，使化合物颜色加深。黄酮、黄酮醇及其苷：灰黄～黄色；

查尔酮：黄～橙黄色；

二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷醇：不显色；异黄酮：微黄色；花色苷及苷元：为紫色、蓝色，兰紫色。二．溶解性

游离苷元易溶于甲、乙醇，乙酸乙酯，乙醚及稀碱液中，不溶或难溶于水。其中在水中的溶解度，花色苷>二氢黄酮（醇）>黄酮（醇）>查耳酮.

黄酮苷类易溶于热水，甲醇，乙醇。难溶或不溶亲脂性有机溶剂中，一般多糖苷在水中的溶解度大于单糖苷。3-羟基苷水溶性大于7-羟基苷。

由于黄酮、黄酮醇、查尔酮分子构成一个完整的共轭体系，具有平面性，故分子与分子间排列紧密，分子间引力比较大，更难溶于水；二氢黄酮、二氢黄酮醇由于吡喃酮环已被氢化成为半椅式结构，破坏了分子的平面性，使分子排列不紧密，分子间引力降低，有利于水分子进入，故水中溶解度大；异黄酮B环由于受吡喃酮环羰基的立体障碍，分子的平面性降低，故亲水性比平面型分子增加；花色苷虽是平面型结构，但因以离子形式存在，故亲水性较强。三．酸碱性

酸性：

黄酮类化合物分子中具有酚羟基，故显酸性。酸性强弱顺序：7，4’-二羟基>7或4’-羟基>一般酚羟基>5-羟基，可分别用5%碳酸氢钠、5%碳酸钠、0.2%NaOH、4%NaOH。

碱性：

黄酮类化合物因为分子中的γ-吡喃酮环上的1-氧原子，有未共用电子对，可接受质子而显弱碱性，与强酸结合生成烊?盐，极不稳定，加水分解。不同的黄酮溶于浓硫酸时，常表现出特殊的颜色。与分子中的酚羟基及γ-吡喃酮环有关

1、还原反应

（1）HCl-Mg：

方法：将样品的甲醇或乙醇液，加入少许镁粉振摇，再滴加几滴浓盐酸，泡沫处呈红色。黄酮、黄酮醇、二氢黄酮（醇）显橙红或紫红色。

B环上有-OH或取代。颜色加深。花青素及部分橙酮，查耳酮等在浓盐酸下会产生红色，故预先需对照排除。

四．显色反应

（2）四氢硼钠反应：

样品的甲醇液，加等量2%NaBH4的甲醇液，加浓盐酸或硫酸，生成紫色或紫红色，为二氢黄酮类专属反应。

分子中具有3-羟基、4-羰基，5-羟基、4-羰基或邻二酚羟基的黄酮类化合物

（1）三氯化铝显色：定性及定量分析显鲜黄色荧光（4’-OH或7，4’-OH显天蓝色荧光）。

（2）锆盐-枸橼酸反应：区分3-OH或5-OH黄酮，加2%ZrOCl2/MeOH样品的甲醇液，形成黄色锆络合物，再加2%枸橼酸/MeOH液仍呈鲜黄色（3-OH），加2%枸橼酸黄色溶液显著褪去（5-OH）。

2、与金属盐类试剂的络合反应

（3）醋酸镁显色：区别二氢黄酮（醇）类化合物。在纸片上滴加样品液，喷醋酸镁甲醇液，加热干燥，UV观察，二氢黄酮（醇）显天蓝色荧光，黄酮、黄酮醇、异黄酮，显黄至橙黄乃至褐色。

（4）氨性氯化锶：检识具有邻二酚羟基的黄酮。氯化锶的甲醇溶液和氨气饱和的甲醇液。产生绿色至棕色乃至黑色沉淀。

3、硼酸显色具有5-羟基黄酮、黄酮醇和6’-羟基查耳酮结构。在草酸条件下，与硼酸反应，呈黄色并有绿色荧光。枸橼酸-丙酮黄色无荧光。

4、与碱的反应黄酮类化合物溶于碱水中显黄色、橙色或红色，化合物类型不同，显色情况不同。一、提取

黄酮苷和极性较大的苷元：甲醇，乙醇，甲醇-水（1：1），丙酮，乙酸乙酯；多糖苷：沸水；

花色苷：0.1%盐酸进行提取；

苷元：氯仿，乙醚，乙酸乙酯。

注意：苷类提取防止酶解。第三节黄酮类化合物的提取分离

（一）醇提取法：

一般用60%左右的稀醇提取黄酮苷类，浓醇（90～95%)提取黄酮苷元。（二）热水提取法

黄酮苷类可用热水提取，但杂质较多，如多糖、蛋白质等，可用醇沉法去除。（三）碱提酸沉法：

1、常用碱水：石灰水，Na2CO3,，稀NaOH，碱性稀醇。

2、酸沉：盐酸。

注意：１、酸碱浓度不宜过高，碱性过强，破坏黄酮母核；酸性过强，生成盐，影响产率。

２、当药材中含有大量果胶、粘液质等水溶性杂质时，如花、果实药材，宜用石灰水溶液进行提取，因石灰水可使上述含羧基的杂质生成钙盐沉淀，不被溶出。

常见提取方法（四）系统溶剂提取法

极性由小到大依次提取

分离的基本依据：极性差异、酸性强弱、分子大小和特殊结构。

1.系统溶剂法：

自浸膏中先用乙醚萃取苷元，再用乙酸乙酯反复萃取苷，最后用正丁醇萃取极性较大的苷。

二、分离方法2.PH梯度萃取法用不同浓度的碱分离。

混合物溶于有机溶剂，依次用５％NaHCO3、５％Na2CO3、0.2%NaOH、4%NaOH萃取，相应的黄酮类化合物洗脱顺序：7,4’－二羟基＞7或4’羟基＞一般酚羟基＞５－羟基黄酮。3.硼酸络合法:具有邻二酚羟基的黄酮类化合物可与硼酸络合生成易溶于水的化合物。4.色谱法

1)硅胶柱色谱法：适于分离异黄酮，二氢黄酮（醇）和高度甲基化或乙酰化的黄酮及黄酮醇类。

分离苷元时：氯仿-甲醇混合溶剂洗脱。分离苷时：氯仿-甲醇-水或乙酸乙酯-丙酮-水洗脱。

2)聚酰胺柱色谱：（1）与酚羟基的数目有关，数目越多，吸附力越强。（2）酚羟基的数目相同，酚羟基的位置也有影响，处于羰基间位或对位的酚羟基，吸附力大于羰基邻位的酚羟基，故后者先被洗脱（酚羟基所处的位置易形成分子内氢键，则吸附力减弱）（3）分子内芳香化程度越高，共轭双键越多，则吸附力越强。查尔酮>二氢黄酮

（4）不同类型黄酮类化合物，被吸附的强弱顺序为：黄酮醇>黄酮>二氢黄酮醇>异黄酮。

（5）游离黄酮和黄酮苷的分离若以含水移动相洗脱，黄酮苷比黄酮先洗脱下来，且洗脱的先后顺序为被吸附的强弱顺序为：三糖苷>双糖苷>单糖苷>苷元；若以有机溶剂用洗脱剂则正好相反，苷元比苷先洗脱下来。（6）洗脱溶剂聚酰胺与各类化合物在水中形成氢键的能力最强，有机溶剂中较弱，碱中最弱。因此，各类溶剂在聚酰胺柱上洗脱能力由弱到强的顺序为水﹤甲醇或乙醇﹤丙酮﹤稀NaOH水溶液或氨水﹤二甲基甲酰胺﹤尿素。

3）氧化铝柱色谱氧化铝对黄酮类化合物的吸附力很强，尤其对3-OH或5-OH及邻二酚羟基结构的黄酮类化合物与铝离子络合而被牢固地地吸附在树脂柱上，很难洗脱，故很少用。如果没有上述结构或虽有上述结构但羟基被甲基化或苷化时，也可以用。

4)葡聚糖凝胶色谱法：凝胶类型：SsephadexLH-20和SephadexG两种类型的凝胶。分离苷元时：利用吸附作用，游离酚羟基数目越多，则吸附力越强，越难洗脱。分离苷时：主要靠分子筛，洗脱时按苷分子量由大到小的顺序依次被洗脱出柱体。

常用的洗脱剂：碱性水溶液，含盐水溶液、醇及含水醇。第四节鉴定一、硅胶薄层色谱适用于分离和鉴定大多数黄酮苷元，尤其是极性较弱的苷元。常用展开剂有甲苯－甲酸甲酯－甲酸。二、聚酰胺薄层色谱适用于分离鉴定有游离酚羟基的苷及苷元。由于大多数黄酮类化合物有一定的极性，在聚酰胺上吸附力较强，因此，展开剂也要有一定的极性，一般有水、酸或醇。三、纸色谱用双向纸色谱。第一向通常用“醇性”展开剂，如ＢＡＷ（４：１：５）等。第二向通常用“水性”展开剂，如２％～5%醋酸水溶液。（一）以醇性溶剂展开

1、苷元相同时，Rf大小通常为：苷元＞单糖苷＞双糖苷。

2、同一类型黄酮苷元，分子中酚羟基数目增多，极性增强，Rf相应减小，羟基甲基化后，极性降低，Rf增大。（二）以水性溶剂展开

1、苷元相同，

Rf顺序将会颠倒，即双糖苷＞单糖苷＞苷元，苷元几乎留在原点。糖链越长，则Rf越大。

2、不同类型黄酮苷元中，平面型分子如黄酮、黄酮醇、查尔酮、橙酮等，用２％～5%醋酸水溶液展开时，几乎停留在原点不动；而非平面型分子如二氢黄酮等，因亲水性较强，Rf较大。第二次作业1.黄酮类化合物是泛指（）的一系列化合物，其基本母核为（）。2.黄酮的结构特征是B环连接在C环的2位上，若连接在C环的3位者是（）；C环的2，3位为单键的是（）；C环为五元环的是（）；C环开环的是（）；C环上无羰基的是（）或（）。3.中药红花在开花初期，由于主要含有（）及微量（），故花冠呈（）；开花中期主要含的是（），故花冠显（）；开花后期则氧化变成（），故花冠呈（）。4.不同类型黄酮苷元中水溶性最大的是（），原因是（）；二氢黄酮的水溶性比黄酮（），原因是（）。5.酮类化合物的颜色与分子中是否存在（）和（）有关，如色原酮本身无色，但当2位引入（），即形成（）而显现出颜色。6.一般黄酮、黄酮醇及其苷类显（）；查耳酮为（）；而二氢黄酮为（），其原因是（）；（）缺少完整的交叉共轭体系，仅显微黄色。7.黄酮、黄酮醇分子中，如果在（）位或（）位引入（）或（）等供