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文档简介
第五章黄酮类化合物第一页,共一百五十五页,2022年,8月28日第五章黄酮类化合物第一节概述一、基本结构与分类(一)基本结构;以前,黄酮类化合物主要是指具有2-苯基色原酮结构的一类化合物,现在则指由两个苯环(A环和B环)通过三碳连相互联结而成的一系列化合物,即凡具有C6-C3-C6结构的化合物都有称作黄酮,因其分子中有碱性的氧原子,故又称为黄碱素。
色原酮2-苯基色原酮C6-C3-C6第二页,共一百五十五页,2022年,8月28日(二)分类1、根据C3链结合状态可将黄酮类化合物分为15个类型;(1)根据C3的氧化程度;有黄酮、黄酮醇,二氢黄酮和二氢黄酮醇。黄酮:
木犀草素第三页,共一百五十五页,2022年,8月28日
黄苓素
榕碱异榕碱第四页,共一百五十五页,2022年,8月28日
黄酮醇
槲皮素(3-O-云香糖:芦丁)◆二氢黄酮
法尔杜鹃素第五页,共一百五十五页,2022年,8月28日
苦参醇A
第六页,共一百五十五页,2022年,8月28日
二氢黄酮醇水飞藓素第七页,共一百五十五页,2022年,8月28日(2)根据B环的连接位置;若苯环连接在3-位上,为异黄酮,二氢异黄酮类。
异黄酮
大豆素7,4ˊ-二OH
葛根素7,4ˊ-二OH,8-O-glc
大豆苷4ˊ-OH,7-O-glc第八页,共一百五十五页,2022年,8月28日异黄酮类(isoflavones)(2)根据B环的连接位置;若苯环连接在3-位上,为异黄酮,二氢异黄酮类。主要存在于豆科、鸢尾科等植物中。如葛根主要含有下列几种异黄酮类成分。葛根总黄酮具有扩冠、增加冠脉流量及降低心肌耗氧量等作用。大豆素具有类似罂粟碱的解痉作用。大豆苷、葛根素及大豆素均能缓解高血压患者的头痛等症状。第九页,共一百五十五页,2022年,8月28日
二氢异黄酮紫檀素R=CH3高丽槐素R=H第十页,共一百五十五页,2022年,8月28日
高异黄酮
第十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日(3)根据C3链是否成环;若C3为开环的,称为查尔酮,二氢查尔酮类。
查尔酮二氢查尔酮
红花苷(无色)红花苷(黄色)
醌式红花苷(红色)第十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日(4)其它;
花色素类
花青素母核R=H矢车菊素
R=OH飞燕草素
第十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日
儿茶素类
(-)表儿茶素(+)儿茶素(黄烷-3-醇类)第十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日
黄烷-3,4-二醇类R1=OH,R2=H无色矢车菊素R1=R2=OH无色飞燕草R1=R2=H无色天竺葵素第十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日
山酮类异芒果素第十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日
橙酮和异橙酮类
紫铆花素硫磺菊素第十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、双黄酮类;两分子黄酮或二氢黄酮或黄酮—二氢黄酮通过C—C和C-O-C(醚键)联接而成。(1)
5ˊ,8-双芹菜素型,为两分子黄酮通过5ˊ-位和8-位联接。R1R2CH3H银杏素
HH白果素
HCH3异银杏素第十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日(2)苯醚型;
桧黄素第十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日(3)8,8ˊ-双芹菜素型;
柏黄素
从以上分类可以看出,天然黄酮类是以C6-C3-C6为基本母体,常见的取代基;-OH,-OCH3,CH3,亚甲二氧基及萜类等。如苦参醇A;在C-8联接一个单萜结构,及一些结构较复杂的;如水飞蓟素,榕碱等。第二十页,共一百五十五页,2022年,8月28日(3)黄酮苷类;
黄酮类化合物多以苷类形式存在,由糖的种类,数量,连接位置及方式,组成各种黄酮苷类化合物。
单糖类;D-葡萄糖,D-木糖,L-鼠李糖,L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。
双糖类;槐糖(D-glcβ1-2glc),龙胆二糖(D-glcβ1-6glc),云香糖(rhα1-6glc),新橙皮糖(rhα1-2glc)等。
三糖类;龙胆三糖,槐三糖等。
连接位置;一般说,分子中所有-OH都有成苷的可能,但,一般常见的多在3-,6-,3ˊ,4ˊ位上。有些为双糖链苷等。第二十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日
碳苷(C-苷);如葛根素,即葡萄糖连接在碳原子上。
葛根素牡荆素第二十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日三、黄酮类化合物的生物活性
1.对心血管系统的作用Vp样作用:芦丁、橙皮苷等有Vp样作用,能降低血管脆性及异常通透性,可用作防治高血压及动脉硬化的辅助治疗剂。扩冠作用:芦丁、槲皮素、葛根素、人工合成的力可定。降血脂及胆固醇:木樨草素第二十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日2.
抗肝脏毒作用从水飞蓟种子中得到的水飞蓟素具有保肝作用,用于治疗急、慢性肝炎、肝硬化及多种中毒性肝损伤。(+)-儿茶素(catergen)也可抗肝脏毒作用,治疗脂肪肝及因半乳糖胺或四氯化碳等引起的中毒性肝损伤。第二十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日3.抗炎芦丁及其衍生物羟乙基芦丁、二氢槲皮素等具抗炎作用。
4.抗菌及抗病毒作用如木樨草素、黄芩苷、黄芩素
5.解痉作用异甘草素、大豆素:解除平滑肌痉挛;大豆苷、葛根素及葛根总黄酮可缓解高血压患者的头痛等症状;杜鹃素、川陈皮素、槲皮素、山奈酚、芫花素、羟基芫花素:止咳祛痰。第二十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日6.雌性激素样作用大豆素(daidzein)等异黄酮具有雌性激素样作用,可能与它们与己烯雌酚结构类似。第二十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日7.清除人体自由基作用黄酮类化合物多具有酚羟基,易氧化成醌类而提供氢离子,故有显著的抗氧特点。
另外还有降血脂、血糖,抗动脉粥样硬化及抗癌抗突变等作用。第二十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日第二节黄酮类化合物的性质与颜色反应
一、性状1、黄酮类化合物多数为结晶性固体,少数(苷类)为无定形粉末。2、旋光性;C环(C3链)饱和的,如二氢黄酮,二氢黄酮醇,黄烷等,在C环上产生一个手性碳(1—2个),二氢黄酮的C2为手性碳,二氢黄酮醇的C2和C3两个手性碳,因而具有旋光性。第二十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日3、颜色;黄酮,黄酮醇的颜色与分子中有无交叉共轭体系有关。
同时,助色团的数目及取代基的位置有关
一般说:(1)黄酮,黄酮醇及其苷类多显灰黄至黄色。(2)查尔酮显黄色至橙黄色。(3)二氢黄酮,二氢黄酮醇,异黄酮一般为无色,异黄酮显微黄色。第二十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日
以上颜色深浅的不同,主要取决于分子中是否存在交叉共轭体系及助色团(-OH,-OCH3)的数量。以黄酮来说;色原酮本无色,但在2-位引入苯基后,产生交叉共轭体系,通过电子转移,重排,使共轭链延长而显色。第三十页,共一百五十五页,2022年,8月28日(4)花色素及其苷的颜色随PH而变化,当PH<7时,(弱酸性)显红色,PH=8.5时,显紫色,PH>8.5时,显兰色。第三十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日二、溶解度
与其它化合物一样,黄酮类化合物的溶解度也受其结构及结合状态不同而有很大差异,如取代基的种类,数量不同,均有很大影响,一般情况下,溶解顺序为;花色素>二氢黄酮>黄酮醇第三十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日1、结构影响(1)立体因素:黄酮,黄酮醇,查尔酮等为平面型分子,虽然有酚-OH,但分子堆砌紧密,分子间引力大,不易水化,因而难溶于水。而二氢黄酮,查尔酮等平面型分子等,因C环饱和,取椅式型象,为为非平面型分子排列不紧密,有利于水分子进入,溶解度较大。第三十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日。第三十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日(2)引入-OH即增加了极性基团,将增大水中溶解度,引入-OH越多,增加越大,若甲基化后,相当于减少了极性基团,则使溶解度降低,相反,却增大了在有机溶剂中的溶解度,如,川陈皮素(5,6,7,8,3ˊ,4ˊ-六甲氧基),可溶于石油醚。(3)花色素,溶解度较大,虽为平面型结构,但因以离子状态存在,有普通盐的性质,在水中电离成所以在水中较易溶解。第三十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、结合状态;
一般游离苷元难溶于水或不溶于水,而易溶于乙醇,乙酸乙酯,乙醚等有机溶剂及稀碱溶液中,是因为分子中的酚-OH具有酸性,可与碱成盐。但黄酮类化合物一般多具有酚-OH,具有一定的极性,所以,一般不溶于石油醚等很低极性的溶剂。苷;结合成苷后,由于极性基团糖的引入,水溶性相应增大,糖链增长,溶解度也随之增大,一般易溶于水,醇等强极性溶剂中,而在低极性溶剂,如苯,氯仿等中,溶解度很小或不溶解。第三十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日
但糖的结合位置对水中的溶解度也有一定的影响,4ˊ或7ˊ-O苷的溶解度就小于3ˊ-O苷,原因是结合在极性强的-OH上,将使分子少了一个较强的极性基团,例;棉黄素;C5或C3-OH与C=O形成氢键,对溶解度供献不大,结合成苷后,对原-OH对溶解度影响不大,相反,若结合在C7或C4-OH是,影响就很大,形成苷后,该-OH的原有的溶解度较大的贡献消失,所以C7-O-苷的溶解度小于C3-O-苷。第三十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日三、酸碱性
(一)酸性黄酮类化合物因分子中多有酚-OH,显弱酸性,可溶于碱性水溶液,吡啶等。1、酚-OH数目越多,其酸性越强。2、位置;7-OH,4ˊ-OH与C=O交叉共轭,酸性最强。3或5-OH与C=O有氢键缔合,酸性较弱,其酸性强弱顺序为:
7,4ˊ-二-OH>7或4ˊ-OH>一般酚-OH>5-OHNaCHO3Na2CO3NaOH第三十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日(二)碱性氧原子的性质C环(γ-吡喃酮环)上的1-位氧原子,有末共用电子对,有微弱的碱性,可与强酸形成羊盐,该羊盐极不稳定,加水即时分解,且生成的羊盐常带有特殊颜色,可用于鉴别。如;第三十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日四、显色反应
(一)还原试验
1、HCl-Mg反应(盐酸-镁粉反应);是鉴别黄酮类化合物的常用方法,多数黄酮,黄酮醇,二氢黄酮,二氢黄酮醇显橙红—兰色,一般说,-OH多,或B环上有-OH,OCH3+颜色加深。实际工作中,要注意的是,反应阴性时,即可证实没有黄酮类,但阳性时也不能绝对确定含有黄酮,尤其有花色素,在酸性条件下,显红色,干扰反应,应先作对照,即取样品溶液,先酸化(浓盐酸)观察。第四十页,共一百五十五页,2022年,8月28日
查耳酮、橙酮、儿茶素类则不反应。花色素及部分查耳酮、橙酮等在浓盐酸酸性条件下也会发生色变,故须先做一对照。第四十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、NaBH4反应
与二氢黄酮类反应生成红--橙色,其它无此反应,可用作二氢黄酮的鉴别反应。若-OH,-OCH3数目增加,颜色加深。
操作:取样品1-2mg溶于甲醇,加NaBH410mg,然后加1%HCl,呈红—紫色,可在纸上进行。此外,尚有一些反应,也常有于黄酮类鉴定反应,如盐酸锌粉反应等。第四十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日(二)金属盐试剂络合反应
黄酮类化合物中含有氧原子,如:-OH,C=O,具有末共用电子对,可与具有空轨道的金属离子发生络合反应,但要形成较稳定的络合物,需要这些含氧基团有适当位置,具有下列结构的;可与金属盐类产生有色络合物,常用的金属盐类有铝盐,铅盐,镁盐等。第四十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日1、铝盐
铝盐可与具有上述结构的黄酮产生络合物,显黄色,紫外灯下显荧光,一般用1%AlCl3溶液。
2、铅盐常用的有醋酸铅(Pb(Ac)2)和碱式醋酸铅(Pb(OH)(Ac)),1%浓度,与黄酮类反应产生黄---红色沉淀。
Pb(Ac)2;与含上述结构(即邻-二酚-OH,C5-OH或C3-OH)的化合物反应,即生成沉淀。
Pb()H)(Ac);沉淀范围更广,除上述结构外,含一般酚-OH者都能与之沉淀,此性质可用于鉴定,甚至可用于分离纯化。可以说;与Pb(Ac)2产生沉淀,就可能含有上述结构,反之则无。若与Pb(OH)(Ac)沉淀,而不与Pb(Ac)2可能不含上述结构,而含有一般酚-OH。第四十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日
例:豆科植物葛根,所含异黄酮,因C3被苯取代,因此,不含C3-OH,也不含上述结构,则不与中性醋酸铅沉淀,利用这下性质,可于分离精制。即先于提取液中加中性醋酸铅,沉淀杂质,再用碱性醋酸铅沉淀异黄酮,然后,脱铅后即得到较纯的化合物。
第四十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日3、锆盐,2%甲醇溶液,与具有上述前两种结构者,即C5-OH,或C3-OH的黄酮类,产生有色络合物。
由于C5-OH和C3-OH位置不同,所形成的络合物稳定性也不同,(C3-OH>C5-OH),(二氢黄酮醇除外,因其C3-OH为醇-OH),当于反应液中加入枸缘酸后,由C5-OH形成的络合物分解,颜色退去,而C3-OH不退色,由此可区别C3-OH和C5-OH黄酮类。反应可在纸上进行,络合物一般呈黄绿色,并有荧光。第四十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日
第四十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日4、镁盐;主要用于区别二氢黄酮及二氢
黄酮醇与黄酮,黄酮醇。二氢黄酮及二氢黄酮醇,显天兰色荧光。黄酮,黄酮醇和异黄酮显黄,橙黄,褐色。此反应常在纸上进行。5、氯化锶反应;主要与具有邻二酚-OH结构的黄酮类反应,与具有邻二酚-OH的黄酮类化合物产生绿色—棕色—黑色沉淀。6、三氯化铁反应(FeCl3);不是黄酮类特有反应,三氯化铁与含酚-OH的化合物,均有颜色反应。黄酮类化合物多含酚-OH,显色,不能用为鉴别。第四十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日
(三)硼酸显色反应
硼酸只与含有结构的黄酮类反应,产生亮黄色,显然,只有C5-OH或者2ˊ-OH查尔酮可有反应,作为该两类成份的的鉴别有价值,与其它类区别。
一般:
枸缘酸丙酮存在下,只显黄色,无荧光。草酸存在下,黄色带有绿色荧光。第四十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日四、碱性试剂显色反应1、二氢黄酮类在碱性条件下开环生成查尔酮,即呈棕色--黄色。2、黄酮醇类在碱性下,先呈黄色,通入空气后,显棕色。3、分子中有邻二酚-OH或3,4ˊ-二OH时,碱性条件下不稳定,很快被氧化,由黄色变深红,再转成绿棕色。第五十页,共一百五十五页,2022年,8月28日第三节黄酮类化合物的提取分离一、提取在植物的花,叶,果,树皮等组织中,黄酮类一般以苷类形式存在,而在木质部则多以苷元形式存在。因此在提取时,要根据原料情况及提取目标,选择适当溶剂,才能获得满意的结果。
第五十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日1、苷类及极性大的苷元提取,一般常选用丙酮,乙醇,甲醇,乙酸乙酯,水。最常用的是醇或醇—水。
方法;可用温浸,回流,水煎煮。对于多糖苷,则可用沸水提取,为防止酶水解,一般应先破坏酶,花色素在植物中一般是以盐的形式存在,提取时,先加少量的酸,如1%(HCl),使花色素游离出来,再用水提取。对于含脂肪较多的原料,也可先用石油醚脱脂,除去杂质。甲醇,乙醇穿透力强,提取效果好,但甲醇有毒,所以习惯上,常用乙醇提取,如下列流程。乙醇提取物→石油醚除杂质→乙醚提取苷元→乙酸乙酯提取苷。第五十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、苷元的提取;常用氯仿、乙醚、苯、乙酸乙酯作溶剂。
总之,提取方法多种多样,实际工作中,应根据具体情况,设计合理的方法。第五十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日
(一)溶剂萃取法
一般是提取液先用石油醚,氯仿,乙酸乙酯,丁醇顺次萃取;第五十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日
提取液
石油醚萃取
石油醚层水层(油脂,叶绿素)氯仿萃取
氯仿层水层(含苷元)乙酸乙酯萃取
水层乙酸乙酯层(含苷)第五十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日
对于水提取物,含杂质较多,萃取时易乳化,可先用几倍量的乙醇沉淀杂质,(主要是蛋白质,多糖等),回收乙醇后,加适当水,再按上述方法萃取,对于一些含量高的黄酮类,往往通过上述萃取,即可得到较纯的黄酮类化合物。
第五十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日
(二)黄酮类化合物由于分子中多含有酚-OH,显弱酸性,可溶于碱液中,但难溶于酸水中,故可以用碱提取,酸沉淀法。当于碱提取液中加入酸时,黄酮类即可析出沉淀,但要注意的是;碱性过强会使黄酮破坏。
一般多选用氢氧化钙(Ca(OH)2)法,其优点是;(1)碱性中等,较适合。(2)
可与多糖,粘液质,树胶等产生沉淀,达到除去杂质的目的。如芦丁的提取:第五十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日
槐花米
水煎煮Ca(OH)2调PH8—9,趁热过滤提取液
60--70℃,调PH=5
水溶液沉淀水洗,60℃干燥粗芦丁水重结晶芦丁纯品第五十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日
注意:(1)碱性不宜过强,尤其在加热时易破坏黄酮。(2)酸沉淀时,酸性不宜过强,否则,黄酮形成羊盐而损失。(3)用Ca(OH)2,可沉淀杂质,有利于纯化。
第五十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日(三)活性炭
主要用于苷类的精制。分两步:1、吸附,通常是在甲醇提取液中,分次加入活性炭,不断搅拌下,加至提取液不再显黄酮反应为止。2、洗脱;己吸附黄酮的活性炭,依次用沸甲醇。沸水,7%酚水,15%酚水洗脱,对各部分进行定性检查,对含黄酮的部分,除去醇或酚,水溶液浓缩,即可得到较纯的黄酮。通过上述方法,虽有时可获得部分较纯的黄酮,但多数情况睛,大多数黄酮仅靠上述方法尚不能得到有较分离,要想更好地分离提取物中的黄酮,尚需进一步分离。第六十页,共一百五十五页,2022年,8月28日二、分离
分离的主要依据:1、极性大小不同;选用吸附层析或分配层析,极性大的用分配层析,极性小的用吸附层析。如极性大的用氧化铝,吸附太强,不易洗脱。2、根据酸性不同,可采用PH梯度法。3、分子大小不同,用葡聚糖凝胶进行分离。分子中功能基团不同,利用与金属盐络合能力不同的特点进行分离。第六十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日
较常用的方法:(一)柱层析法,常用于分离黄酮类化合物的吸附剂,主要有硅胶,聚酰胺和纤维素,此外也有用氧化铝,氧化镁及硅燥土等。1、硅胶柱层析是应用最广泛的吸附剂之一,对分离黄酮类化合物来说,主要用于异黄酮,二氢黄酮和二氢黄酮醇及一些极性较小的黄酮类,如高度甲基化的黄酮。对于少数极性较大的黄酮类,有时则需要加水去活化。硅胶加水后,则有分配和吸附两种性质。第六十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、聚酰胺柱层析
取酰胺对分离黄酮类化合物,是一种较为理想的吸附剂。与纤维素粉相比,其具有吸附容量大,分辨能力强的特点。
其吸附主要是通过聚酰胺中的C=O与黄酮分子中的酚-OH及氨基与黄酮中的C=O形成氢键而吸附的,其吸附强弱取决于:第六十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日(1)黄酮类与聚酰胺形成氢键的能力大不同,如分子中的酚-OH的数目,位置等。(2)洗脱剂与聚酰胺或洗脱剂与黄酮类形成氢键的能力越强,洗脱力越大。如水和甲醇,二者中甲醇与聚酰胺形成氢键盘的能力比水强,洗脱力就大于水。第六十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日
黄酮类在聚酰胺层析中有以下几个规律性:
苷元相同,三糖苷>双糖苷>单糖苷>苷元母核上酚-OH增加,洗脱力相应减慢。无酚-OH>一个酚-OH>二个酚-OH>三个酚-OH...
酚-OH数目相同,其位置不同不有影响。由于分子内氢键形成,如5-OH,3-OH,邻二-OH。所以,洗脱力为邻二酚-OH>对二酚-OH。不同类型的黄酮,先后洗脱顺序为:异黄酮>二氢黄酮>黄酮>黄酮醇分子中芳核,共轭双键多的吸附力强,如查尔酮,难洗脱。第六十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日3、葡聚糖凝胶;
sephadexG和HL-20型。
葡聚糖凝胶分离黄酮类主要有两种形式:(1)分子筛;以分子量大小来分离,主要分离黄酮苷,分子量越大,洗脱速度越快。以Ve为总洗脱体积,Vo为空柱体积,则Ve/Vo值可以说明化合物的洗脱能力。(2)分离苷元,主要靠吸附作用,一般说,游离酚-OH多,吸附力强,Ve/Vo大,洗脱难。第六十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日(二)梯度PH萃取法
主要根据黄酮分子中的酚-OH数目和位置不同,其酸性也不同的性质,可用碱性溶剂萃取,达到分离目的。◆不同PH溶液中,用有机溶剂萃取。◆从有机溶剂中,用不同PH溶液萃取。一般情况下,7-OH和4ˊ-OH酸性较强,当分子中同时存在时,用NaHCO3萃取。当分子中只有7-OH或4ˊ-OH时,用Na2CO3萃取,其它酚-OH需要用不同浓度NaOH溶液萃取。第六十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日(三)根据分子中某些特殊官能团进
行分离
黄酮类化合物用于分离作用的官能团,主要是分子中的邻二酚-OH与PbAc2产生沉淀,与不具该结构的分离。铅盐的用途一是除杂质,也是分离精制中常用的。实际分离中,硼酸也一种常用试剂。具有邻二酚-OH的黄酮与硼酸形成的络合物易溶于水,借此可与其它成份分离。第六十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日
实例1:从柠檬果皮中分离降压有效成份:
柠檬果皮(2400g)搅碎成匀浆,热水提取滤液浓缩至小体积,加三倍量乙醇,静止过夜,过滤,滤液浓缩,冷冻干燥水提取物(183g),
取179g,用500ml水溶解,过滤滤液第六十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日
滤液
依次用Hexane,n-BuOH提取
Hexane提取物n-BuOH(38.5g)水溶性部份(3.6g)溶于1500ml水中,(134.5g)
加220gPb(OH)(Ac)
饱和溶液黄色铅盐沉淀加20gNaHCO3饱和水溶,搅拌1小时,静止,过滤滤液第七十页,共一百五十五页,2022年,8月28日
滤液6mol/LHCl调PH5.3,n-BuOH提取,(500ml×5)
水层n-BuOH提取物凝胶过滤
FrA-HFrI-PFrO-K(PH5酸水)(PH7水洗部份)PH9碱水洗脱部份洗脱部份)
各部份分别进行反复硅胶柱层析,化合物L-1–L11第七十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日第四节黄酮类化合物的检识与结构测定
黄酮类化合物的检识与结构测定常用的方法有:1、化学法;定性,测定理化常数,化学降解,化学相关。2、层析法,薄层,常用硅胶,纸层,聚酰胺薄膜。3、光谱法;质谱;分子式测定,及主要碎片可提供结构信息。UV光谱;通过测定其甲醇中的UV光谱及各种诊断试剂。IR光谱;提供一些起官能团信息。NMR光谱;1H-NMR,13C-NMR,2D-NMR。4、文献对照;己知化合物可对照标准光谱或文献数据。第七十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日
未知化合物要通过与文献相关化合物对照,常可得出正确的结构信息。
对于一些结构复杂的化合物,往往还需要进行化学降解,化学相关等方法,如苷类的水解,乙酰化,甲基化等。必要时还需进行化学全合成。
第七十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日一、层析法在黄酮类化合物结构测定中的应用(一)纸层析纸层析广泛应用于天然产物的分离鉴定中,同样也适用于分离和鉴定各种黄酮类及其苷。对于混合物来说,常用双向层析法。展开剂第七十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日1、溶剂选择;
对于分离黄酮类来说,所用溶剂大致可分为两大类。(1)醇性溶剂:常用:
n-BuOH-HOAc-H2O(4:1:5上层),BAW,
t-BuOH-Hac-H2O(3:1:1),TBA,
水饱和的n-BuOH。(2)水性溶剂:常用,水,2—6%HAc,3%NaCl,HAc-HCl-H2O(30:3:10)等。双向层析时可先用醇性溶剂展开,再用水性溶剂展开。对于苷元来说,一般选用醇性溶剂,或极性更低的溶剂。如苯-HAc-H2O(125:72:3)等。花色苷或苷元;多以盐的形式存在,可用含HCl或HAc的溶剂展开。第七十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、显色:黄酮类多具有颜色,直接观察斑点。荧光,在紫外灯下观察。对一些颜色或荧光都较弱的,则需要显色,常用的显色剂有5%FeCl3乙醇溶液,2%AlCl3甲醇溶,1%FeCl3-1%K3Fe_[(CH)6]3水溶液等。以氨处理后也常发生颜色变化。第七十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日3、纸层析(PPC)时,Rf值与结构的关系:(1)不同类型的苷元:平面型分子,黄酮,黄酮醇,查尔酮等,用水性溶剂展开(如3--5%HAc,Rf值<.0.02,几乎在原点不动。非平面型分子,二氢黄酮类,二氢黄酮醇类等,亲水性较强,故用水性溶剂展开时,Rf较大,0.1—0.3。(2)同类型苷元分子中羟基增多,极性增大,在醇性溶剂展开时,Rf值越小。反之,Rf增大。分子中的-OH一但甲基化,极性降低,在醇性溶剂展开时,Rf值增大,但3-OH,5-OH除外,因这两个羟基有氢键缔合,对分子极性影响不大。甲基化后变化不明显。第七十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日(3)苷化后,极性增大:在醇性溶剂展开时,Rf值降低,次序为:Rf值:苷>单糖苷>双糖苷。苷元>0.7,苷<0.7
在用水性溶剂展开时,与醇性溶剂相反,苷元几乎在原点,苷的Rf值则大于0.5,并随糖链增加而加大。另外糖结合的位置也有影响。第七十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日(二)薄层析(TLC);吸附薄层;常用的吸附剂为硅胶,其次为纤维素。1、吸附薄层:硅胶G,(或CMC-Na作粘合剂)常用的溶剂:甲苯-甲酸甲酯-甲酸(5:4:1),根据分离情况,还可以调整甲苯、甲酸的比例,还有苯-甲醇(95:5)等溶剂。分离苷元的甲醚等衍生物等中性成份,展开剂的极性可进一步降低,如苯:丙酮(9:1)等。第七十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、聚酰胺薄层,
适用范围较广,由于氢健形成,吸附力增大,故要加大洗脱剂的极性。实际中,根据具体情况,通常选择不同浓度的乙醇,如:乙醇:水(3:2),水饱和的n-BuOH-HAc(100:1)、(100:2)等。以上所讲的溶剂系统多为一些经验,只能参考,在具体工作中,还要视具体情况而定。第八十页,共一百五十五页,2022年,8月28日二、紫外光谱在黄酮类化合物结
构测定中的应用
一般程序如下:1、测定样品在甲醇溶液中的紫外光谱。2、于样品溶液中加入各种诊断试剂,测定其UV光谱,常用的诊治断试剂有NaOMe,NaOAc,醋酸钠/硼酸,AlCl3和AlCl3/HCl等。3、苷类样品,则可进行水解,或甲基化后水解再测苷元或衍生物的UV光谱。第八十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日
(一)黄酮类化合物在甲醇溶液中
的UV光谱苯甲酰部分黄酮(R=H)肉桂酰部分带II;220-280nm黄酮醇(R=OH)带I;300-400nm
第八十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日1、黄酮与黄酮醇
两者图形相近,但带I位置不同,带I:黄酮类:304-350nm,
黄酮醇:352-385nm(3-OH游离)
328-357(3-OH取代)。带I受母核上所有含氧基团影响,母核上含氧基团数目增多,带I向红移,尤其4ˊ位引入-OH,红移更大些。见下表;第八十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日
化合物(λmaxHOMe)带I3,5,7-三羟基黄酮(高良姜素)3503,5,7,4ˊ-;四羟基黄酮(山奈酚)3673,5,7,3ˊ,4ˊ-五羟基黄酮3703,5,7,3ˊ,4ˊ,5ˊ-六羟基黄酮374
第八十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日
带II;主要受A环氧取代影响,B环影响很小,但影响其峰形,当B环仅有4ˊ-OH时,带II呈单峰,当B环上有3ˊ,4ˊ-二OH时,带II呈双峰,可根所带II的峰形初步推测B环上取代情况。
第八十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日
化合物带II
(λmaxHOMe)
7-羟基黄酮2505-羟基黄酮2525-羟基黄酮及5,7-二羟基黄酮2625,6,7-三羟基黄酮2745,7,8-三羟基黄酮281第八十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日
甲基化和苷化后,相应的吸收带将紫移,尤其带I。
乙酰化后,原-OH对光谱的影响消失,以此可以判断-OCH3取代位置,例:某黄酮具有5,7-二羟基,另有一-OCH3位置末确定,可先将其乙酰化,与己知光谱的比较,若与己知-OCH3在4ˊ位的光谱一致,则可确定该–OCH3在4ˊ位。第八十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、查尔酮和橙酮:共同特征;带I很
强,为主峰,带II很弱,为次强峰。
图:查尔酮:带I;340—390nm,带II;220—270nm.
有时分裂成Ia;340--390nm,Ib;300—320nm。引入氧取代基,同样带I红移,其中2ˊ-OH影响最大,当2ˊ-OH甲基化时,带I紫移15—20nm,其它的影响不大。但6,7-二OH中的7-OH除外,若该7-OH取代时,将紫移18nm,第八十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日3、异黄酮,二氢黄酮及二氢黄酮醇类由于B环桂皮酰共轭系统消失,带I很弱,(图)其主要吸收带为苯甲酰系统引起的吸收峰,带II,而带I常在主峰的一侧呈一肩峰,(图)。主峰位置:异黄酮:245—270nm,二氢黄酮和二氢黄酮醇;270—295,(区别)第八十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日(二)加入诊断试剂引起的位移在结构测定中的意义1、加入甲醇钠引起的位移(1)黄酮及黄酮醇类加入甲醇钠(强碱),黄酮分子中所有-OH均可游离,将引起相应的吸收带大幅度红移。
4ˊ-OH,带I红移40—60nm,3-OH,带I红移50—60nm,7-OH游离,在320—330nm之间有吸收。存在对碱敏感系统时(3,4ˊ-二-OH,3,3ˊ,4ˊ-三OH,5,6,7-三-OH,5,7,8-三OH,3ˊ,4ˊ,5ˊ-三-OH等),吸收带将随处理时间处长而衰退。第九十页,共一百五十五页,2022年,8月28日(2)异黄酮类,二氢黄酮,二氢
黄酮醇类▲主峰不红移,示A环上无-OH取代。▲5,7-二OH,主峰恒定地向红移35—
40nm。▲对碱敏感系统同上。▲一些二氢黄类,在甲醇钠碱性下,转变成查尔酮,带I移至400nm处。第九十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日(3)查尔酮和橙酮
查尔酮:带I:▲红移60—100nm,强度相应加强,示有4ˊ-OH。▲红移60—100nm强度不增加,示有2ˊ-OH或4ˊ-OH。(无4-OH)。▲红移40—50nm,示有2ˊ-OH,或4-OR。(使由4ˊ-OH引起的红移减少)
橙酮:带I;▲红移80—95nm,强度增加,示有4ˊ-OH。▲红移60—70nm,示有6ˊ-OH(若分中同时存在6,4ˊ-二OH,或6ˊ-OH,4-OH红移还要小。
第九十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、醋酸钠:
弱碱,只能使7-OH游离,而引起带II红移5—20nm,带I在长波一测有一肩峰,示4ˊ-OH,但无3-,及/或7-OH。第九十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日(1)黄酮及黄酮醇▲7-OH游离,带II红移5—20nm(若同时有6,或8-O取代时,则上述红移幅度降低。▲4ˊ-OH,如有7-OH被取代,则其带I红移比在NaOMe中稍大,或相同。▲碱敏感系统存在时,吸收带将随处理时间处长而衰退。第九十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日(2)异黄酮,二氢黄酮,二氢
黄酮醇▲7-OH游,主峰红移6—20nm(7-OH异黄酮)。▲红移35nm(5,7-二-OH二氢黄酮,二氢黄酮醇)第九十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日(3)查尔酮和橙酮
4ˊ-OH及/或4-OH查尔酮和4ˊ-OH及或6-OH时,带I红移或在长波方向显一肩峰。
3、醋酸钠-硼酸;分子中有邻二酚-OH时,在碱性条件下,与硼酸形成螯合物,引起吸收带红移。A环或B环有邻二酚-OH,将引起相应的吸收带红移。
第九十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日
(1)黄酮及黄酮醇类带I红移12—30nm示B环有邻二酚-OH。带II红移5—10nm示B环有邻二酚-OH。(不包括5,6-位)(2)异黄酮,二氢黄酮,二氢黄酮醇A环有邻二酚-OH,主峰红移10—15nm。(3)橙酮和查尔酮B环上有邻二酚-OH,主峰红移8—36nm,A环有邻二酚-OH影响较小。第九十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日4、AlCl3及AlCl3/HCl:
分子中有邻二酚-OH;3-OH,4C=O,或5-OH,4C=O时,可与AlCl3络合,引起吸收带红移。
第九十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日
不同-OH形成的络合物稳定性也不同,顺序如下:3-OH>5-OH>5-OH(二氢黄酮)>邻二酚-OH>3-OH(二氢黄酮)由此顺序可以看出,邻二酚-OH和二氢黄酮醇3-OH形成的络合物很不稳定,加少量HCl即可分解,则由其产生的位移消失。络合物形成,若分子中同时存在3-OH,4C=O和5-OH,4C=O时,则优先形成3-OH,4C=O络合物。第九十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日
以上性质在AlCl3及AlCl3/HCl中的UV光谱将有如下规律:(1)有5-OH,无游离3-OH时,带I红移33—55nm。(2)有3-OH,或同时还有5-OH时,带I红移50—60nm。(3)B环上有邻二酚-OH时,带I在AlCl3中要比在AlCl3/HCl中红移30—40nm,若A,B环上同时有邻二酚-OH时,这种位移将增加20—25nm。上述所述为一经验规律,在黄酮类药合物结构测定中相当有用。第一百页,共一百五十五页,2022年,8月28日三、1H-NMR光谱在黄酮类化合物
结构测定中的核磁共振氢谱,在鉴定黄酮类化合物结构中,是一种重要方法。是一种不可缺少的方法,过去由于受到溶剂等因素限制,使其应用范围受到限制。近年来,核磁共振技术发展极为迅速,如600兆超导核磁共振仪,所用样品越来越小,使这一技术变得越来直重要。测定核磁共振光谱,所用的溶剂需是氘代试剂,如氘代氯仿,重水,氘代甲醇等。第一百零一页,共一百五十五页,2022年,8月28日
氘代试剂很贵,有时也将黄酮类作成三甲基硅醚衍生物,有如下优点:1、可溶于CCl4中,而不需要昂贵的氘代试剂。2、无干扰信号。3、容易回收(用含水甲醇处理)。4、可帮助了解C-3,C-6,C-8位的取代情况。5、容易转化成甲醚衍生物。第一百零二页,共一百五十五页,2022年,8月28日
黄酮化合物的质子,可分成A环质子,B环质子,C环质子三个部分,各部分质子信号特征不同,则可以通过各质子信号的化学位移,偶合常数,归属各质子,进而做出结构推测。
第一百零三页,共一百五十五页,2022年,8月28日(一)A环质子,常见有下列几种情况。1、5,7-二OH取代
有两个质子,H-6和H-8,这两个质子处于C=O的间位,受其去屏蔽影响较小,而且位于两个-OH的邻位,由-OH共电效应产生的屏蔽效应使这两个质子处于较高场,一般在5.7—6.9之间,并且一般H-6总是比H-8位于高场。当7-OH成苷时,这两个信号将向低场位移约0.1—0.3ppm。第一百零四页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、7-OH黄酮类A环上有三个质子,H-5,H-6,H-8。5-H因处于C=O邻位,受其强的去屏蔽效应影响,位于较低场,因与6-H邻位偶合,(δ=8ppm左右,双峰,J=Ca9Hz)。6-H,8-H位于C=O的间位,影响较小,且在-OH邻位(供电)处于较高场,此二个质子容易区别,H-6因同时与H-5,H-8偶合,为dd峰,J=Ca2.5,8Hz,H-8仅与H-6偶合为d峰,J=Ca2.5Hz,所以不难看出。
第一百零五页,共一百五十五页,2022年,8月28日(四)B环质子。常见有下列情况:1、4ˊ-氧取代
从结构上看出,化学环境相同的两组质子为2ˊ,6ˊ和3ˊ,5ˊ。相互邻位偶合为双重峰。2ˊ,6ˊ-H受C环吸电效应,去屏蔽,处于较低场,δ值在7.1—8.0ppm,3ˊ,5ˊ-H受4ˊ-OR屏蔽(供电),处于较高场,δ6.5—7.1ppm。第一百零六页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、3ˊ,4ˊ-二氧取代
有2ˊ,5ˊ,6ˊ-位三个质子,也很容易区分。2ˊ,6ˊ位质子信号位于较低场,δ7.2—7.9ppm,5ˊ-Hˊ位于较高场,d峰,δ6.7—7.1ppm,J=Ca8.0Hz。2ˊ-H较高场,J=2.5Hz6ˊ-H较高场,dd峰,J=8.0,2.5Hz。第一百零七页,共一百五十五页,2022年,8月28日2和6-H两个信号有时重叠,不好分辨。
但若C环饱和,(为二氢黄酮或二氢黄酮醇时)则C环C=O吸电效应减弱,对B环的影响降低,则这三个质子的化学位移较接近,常出现两组复杂的多重峰。
第一百零八页,共一百五十五页,2022年,8月28日3、3ˊ,4ˊ,5ˊ-三氧取代:
只有2ˊ,6ˊ位两个质子,当3ˊ,5ˊ位的R相同时,两个质子的化学环境相同,为一个单峰,δ6.5—7.5ppm,若不同时,为两组双重峰,间位偶合,J=Ca2.0Hz。第一百零九页,共一百五十五页,2022年,8月28日(三)C环质子
C环上只有C-3位一个质子,黄酮醇类C-3位为-OH取代无质子。1、黄酮类,3-H附近无其它质子,无其它干扰。所以作为一个尖锐单峰,几乎恒定地在6.3ppm处,与此区间的其它芳质子易混,但A环上的芳质子常受其它基团远程偶合,信号变宽,峰强变小。可与3-H区别。第一百一十页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、异黄酮类
苯环取代在3-位上,2-H位于C=O的β-位,受C=O强的吸电子影响,出现在低场(7.6—7.8),亦因不受其它质子干扰,为一单峰。第一百一十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日3、二氢黄酮
有三个质,2-H,3-2H,为饱和碳上质子,信号出现在较高场,C-2与氧相连,δ5.2左右,C3-H位于C=O的α-位,δ2.8附近。因C-2为手性碳,则C-3上的两个质子化学不等价,分别与H-2偶合,使H-2信号裂分为dd峰,J值分别为:反式者,J=11Hz,顺式者,J=Ca5Hz。
C-3上的两个质子,中心位于2.8ppm,除相互偶合,J=17Hz,以分别与2-H偶合,反式者,J=11Hz,顺式者,J=Ca5Hz,同样也分别以dd峰出现。
第一百一十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日4、二氢黄酮醇
有C-2和C-3上两个质子,天然黄酮的这两个质子互成反式的竖键系统,分别为d峰,J值约为11Hz,H-2,δ4.9ppm,H-3;δ4.3ppm。C3-OH成苷后,则该两个信号均向低场位移第一百一十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日5、查尔酮和橙酮
查尔酮中,在C=O的α,β位上两个质子,为反式双键上,受C=O影响,α-H比β-H处于较高场,分别为α-Hδ6.7—。橙酮;就一个苄基质子,为一单峰,位于处。第一百一十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日(四)糖上质子1、端基质子;1H-NMR中,糖上最重要的信号就是端基质子信号,该信号一般出现在5.0左右,很容易辨认,该信号可提供糖基的连接位置,端基构型等重要信息,由J值可知其端基构型,见下表;第一百一十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日
黄酮苷类糖上端基质子信号
化合物糖上H-1"
黄酮醇3-O-葡萄糖苷
黄酮类7-O-葡萄糖苷黄酮类4ˊ-O-葡萄糖苷
黄酮类5-O-葡萄糖苷黄酮类6-O-葡萄糖苷黄酮醇3-O-鼠李糖苷
二氢黄酮醇3-O-葡萄糖苷
二氢黄酮醇3-O-鼠李糖苷第一百一十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、从表中可以看出;(1)C3-糖苷很容易与其它苷区别。(2)3-O-glc与3-O-rh也好区别。(3)但二氢黄酮醇的3-O-glc与3-O-rh不易区别。但由于鼠李糖的C-6位是CH3,一般多以d峰出现在。因此也很容易区别。第一百一十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日3、通过δ3—4ppm之间的质子数,可推断是五碳糖还是六碳糖。4、双糖苷双糖苷中,对于糖的种类不难判断,如薄层,纸层就可以解决,重要的是联接顺序和位置的确定。第一百一十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日
以葡萄糖和鼠李糖,其中鼠李糖连在葡萄糖的6-位和2-位,其端基的化学位移不同,例如:芦丁的糖基和新橙皮的糖基:化合物H-1"(δppm)H-6"ˊ(δppm)芦丁糖基(glc6-1Rh)4.2-4.4,d,J=2Hz0.7-10(重峰)新橙皮糖基(glc2-1Rh)4.9-5.0,d,J=2Hz1.1-1.3,d还可通过碳谱,质谱亦可。且效果更好。第一百一十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日(五)6-及8-CH3质子
黄酮母核上的甲基质子,其化学位移一般在δ2.0-2.6ppm之间,而6-CH3信号恒定地比8-CH3高0.2ppm,乙酰基上的甲基质子,当酰基取代在酚-OH上,该甲基信号也在上述范围,应注意区别。乙酰基若取代在醇-OH上,其CH3信号一般在δ1.6—2.1之间,多数情况下都小于2.0ppm。
(六)甲氧基信号
该信号很简单,以单峰出现在δ3.5—4.1ppm,极易辨认。第一百二十页,共一百五十五页,2022年,8月28日四、13C-NMR在黄酮类结构测定中的应用
13C-NMR是测定化合物的骨架的强有力的工具,在一张碳谱中,每一个碳都产生一个信号。常用的有以下几种技术:1、噪声去偶谱:每一个单峰信号,即为一个碳,但不能给出每一个碳的结合状态,即碳结合质子的个数,很难确定各碳信号归属,一般通过以下几种方法,可以测出种碳信号是由那一类碳引起的。2、偏共振去偶谱。3、DEPT谱。4、INEPT谱。确定各信号碳的类型后,就可以通过与己知化物比较,根据各类取代基的位移效应,以推测结构。第一百二十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日(一)骨架类型的判断第一百二十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日第一百二十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日(二)取代图式的确定
同氢谱一样,13CNMR谱中,当黄酮母核上有取代基时,将引起相应的碳(即邻近碳)信号发生位移,通过比较取代前后的δ值,可以判断取代基的位置。第一百二十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日1、取代基的影响
当引入取代基时,将引起邻近碳化学环境发持变化,使其13C信号发生变化,对黄酮类化合物来讲,常见的取代基主要是-OH和-OCH3。
-OH和-OCH3由于氧的电负性,吸电子效应,使直接与其连接的碳原子的13C信号向低场有较大范围的位移,25-32ppm.
对邻,对位影响,-OH,-OCH3中的氧以其共轭效应为主,向环内供电,导致邻、对位碳信号向高场位移,7-14ppm.
对间位影响较小,总的是向低场位移,约。根据大量实验数据,总结出这两个取代基对13C-NMR影响的规律。见下表:第一百二十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日
C5-OH:由于与4-C=O形成氢键,与其它羟基取代产生的效应不同,除上述效应外,还将导至C-4和C-2信号向低场位移,(4.5,0.8),C-3信号高移(1.99)。相反破坏这种氢键,C-4,C-2信号将向高场位移。而C-3信号向低场位。比较下列几个化合物:XZiZoZmZpOH26.6-12.81.6-7.1OCH331.4-14.41.0-7.8第一百二十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日
黄酮芫花素
槲皮素芹菜素第一百二十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、5,7-二羟基黄酮中的C-6、C-8信号
在这一类化合物中,C-6、C-8信号一般在90-100ppm之间,其它信号均处于低场,因此,这两个信号最好分辨。这两个信号的区别是;C-6总是比C-8处于高场。另外,该两个碳处于间位,相互间的取代基影响不大,即无论C-6上的-OH、CH3,glc取代,只引起C-6信号位移,而对C-8影响不大。同样,C-8上的取代基对C-6影响也不大。
第一百二十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日(三)糖苷中糖的联接位置
一般讲,任何化合物苷元当成苷后,其成苷的碳原子及其邻近碳的13C信号将发生位移,称为苷化位移。这种苷化位移对确定糖的联接位置极为有用,但对不同类型化合物,其苷化位移又有一点区别,对黄酮类化合物来说,其成苷的酚-OH位置不同,其苷化位移也不同,根据这些位移,可以确定糖的联接位置。第一百二十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日1、糖的苷化位移
糖成苷后,其端基13C信号将发生变化:连接在酚-OH上,端基13C信号将向低场位移4-6ppm。
一般酚苷中糖的端基信在89-100ppm。该信号位移特征不很强,并与C-6、C-8等信号混在一起,不易区别。所以,需要一些特殊手段,双照射法加以区别,也可与文献对照区别。由于上述因素,利用端基苷化位移来确定糖的联接位置,还不是一个很有效的方法,测定糖的连接位置,主要是以苷元的苷化位移,根据苷元的苷化位移,可以较方便的确定糖的连接位置。第一百三十页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、苷元的苷化位移规律
对黄酮类化合物,(酚苷),成苷后,成苷碳原子的13C信号将向高场位移1—3ppm。邻、对位碳信号将向低场位移。
C3-OH、C5-OH因与4-C=O形成氢键,苷化后,氢键消换,从交叉共轭可以看出,将对C-7、C-2及B环都有影响。第一百三十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日(四)、双糖苷及低聚糖中苷键及糖的连接顺序
苷元与糖连接位置如上述,糖与糖之间的情况如下:以双糖苷为例:糖上-OH与另一糖的端基结合成苷后,其直接相连的碳信号将向低场位移5-10ppm。与相应的糖的13C谱比较,不难确定糖的联接位置。比如:葡萄糖的C-6信号在66ppm左右,t峰,成苷后,将移至72ppm左右。第一百三十二页,共一百五十五页,2022年,8月28日五、质谱在黄酮类化合物结构测
定中的应用
质谱在复核、确定黄酮类化合物结构,尤其在样品量很少时,更显得重要,一般常用技术有以下三种:EIMS,FDMS,FABMS。多数黄酮类化合物在EIMS中都有较强的分子离子峰(M+),对其苷来讲,其苷键在质谱中的电子轰击下,极易断裂,往往看不到M+,只能看到苷元的碎片峰。为解决这一问题,往往通过做成三甲基硅烷衍生物等方法,但近年来,质谱技术不断发展,FDMS、FABMS等的出现,使这一问题得到了解决。使苷类化合物在MS中也能得到清楚的分子离子峰(M+)。第一百三十三页,共一百五十五页,2022年,8月28日(一)EIMS
在EIMS中,黄酮类苷元,除分子离子峰外,也常出现M-1峰(M-H),如为甲基化物,则有M-15(M-HC3)等。更重要的裂解,由以下裂解得到的碎片,在结构鉴定上很有意义。
1、RDA裂解(途径I)
第一百三十四页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、途径II
第一百三十五页,共一百五十五页,2022年,8月28日1、黄酮类基本裂解:
[M-28]+。途径I+H转移途径I
以黄酮及黄酮醇为例:和/或第一百三十六页,共一百五十五页,2022年,8月28日
上述裂解除过程中,M+一般都很强,往往为基峰,但M-28和A1和B1也很突出。
由上述图式看出:A1+来自A环,B1+来自B环,由此通过A1和B1的质量,可以推算出A环和B环的取代情况,但不能确定取代位置。
化合物A1+B1+
黄酮1201025,7-二羟基黄酮1521025,7,4ˊ-三羟基1521185,7-二羟基,4ˊ-
甲氧基黄酮(刺槐素)152132
第一百三十七页,共一百五十五页,2022年,8月28日
值得注意的是,3,6-或/及8-含有异戊基取代时,还将产生一些其它离子。如在下列化合物中:
第一百三十八页,共一百五十五页,2022年,8月28日6-及/或8-OCH3时,往往先脱去先脱CH3·,随后又失去C=O。
第一百三十九页,共一百五十五页,2022年,8月28日2、黄酮醇类:裂解以途径II为主。[A1+H]
途径I+H转移
途径II[B2+]
特点:(1)多数以分子离子峰为主峰。(1)主要按途径II裂解,即B2+是主要碎片。(2)次要峰有[M-1]+,[M-15]+,[M-14]+等。(3)具有2ˊ-OH或2ˊ-OCH3的黄酮醇类,裂时,主要特点即是通过失去OH或OCH3形成五元杂环。第一百四十页,共一百五十五页,2022年,8月28日
[M+](R=CH3或H)[M-17]+
(R=H)
[M-17]+(R=CH3)第一百四十一页,共一百五十五页,2022年,8月28日(二)FDMS
苷类化合物在EIMS中,往往看不到M+峰,但用FDMS可以提供明显的分子离子峰,同时,产生的部分碎片峰还可以提供重要的结构信息。但在实际工作中,更多接触的是化合物的分子量,分子式的确定。
第
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