药学医学天然药物化学ppt课件-第三章 苯丙素类

第三章苯丙素类Phenylpropanoids主讲闫福林本章内容

概述

第一节苯丙酸类第二节香豆素第三节木脂素概述苯丙素类（phenylpropanoids）的定义：

一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。种类：

——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。苯丙素类化合物如下：生物合成途径苯丙素类化合物生物合成途径葡萄糖代谢莽草酸对羟基苯丙酮酸苯丙氨酸和酪氨酸咖啡酸对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸苷脱氨、羟基化脱氨、羟基化、苷化桂皮酸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类丙烯基苯烯丙基苯香豆素类木脂素类第一节苯丙酸类

phenylpropionicacids

基本结构:酚羟基取代的芳香羧酸。多具有C6-C3结构的苯丙酸类。常见的苯丙酸类：对羟基桂皮酸（p-hydroxycinnamicacid）咖啡酸（caffeicacid）阿魏酸（ferulicacid）异阿魏酸（isoferulicacid芥子酸（sinapicacid）R1R2HHHOHHOCH3OCH3HOCH3OCH3绿原酸（3-咖啡酰奎宁酸）Chlorogenicacid丹参素甲D-（+）-β-（3，4-二羟基苯基）乳酸

苯丙酸类大多具有一定的水溶性。常与一些酚酸、鞣质、黄酮苷等混在一起，分离有一定困难。一般采用纤维素、硅胶、大孔树脂或聚酰胺等反复层析而得到。苯丙酸类化合物的分离提取:①1~2%FeCl3甲醇溶液或铁氰化钾-三氯化铁试剂。②Pauly试剂：重氮化的磺胺酸③Gepfner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。④Millon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（酚羟基解离）。鉴别反应（利用Ar-OH的性质）：丹参素甲的结构鉴定白色针晶,mp84-86℃，FeCl3显黄绿色IR（KBr）cm-1:3450~3150（OH），1732，2750~2550（COOH）1H-NMRppm:2.86（2H,m）,4.30（1H,dd）,6.60(1H,d,J=7Hz),6.70(1H,d,J=7Hz),6.80(1H,s)

4.306.706.806.602.8第二节香豆素coumarin

定义：香豆素是具有苯骈α-吡喃酮母核的一类化合物的总称，在结构上可看作顺式邻羟基桂皮酸失水而成的内酯。OH--H2O㈠简单香豆素类㈡呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)㈣其他香豆素类一、香豆素的结构类型㈠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。

6-位和8-位接异戊烯基较多。7如：属此类型的香豆素化合物7-甲氧基香豆素herniarin㈡呋喃香豆素类(furocoumarins)线型(linear)和角型(angular)

香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：2’3’763’2’78㈢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-α-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：㈣其他香豆素类

指α-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。黄檀内酯亮菌甲素armillarsinA

二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）呈色反应㈠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下显蓝色荧光大多无香味、无挥发性、不能升华。成苷——㈡溶解性游离——不溶或难溶冷H2O，可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂。因含Ar-OH故可溶于碱水中,溶于热碱水中。

成苷——溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。难溶极性小的有机溶剂。（三）内酯性质和碱水解反应CoumarinicacidCoumaricacidcoumarin长时间加热顺邻羟基桂皮酸反邻羟基桂皮酸（不易游离存在）（能稳定存在）获得顺邻羟桂皮酸的途径：〔顺邻羟桂皮酸的衍生物〕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起缔合、加成等作用，可阻碍内酯的恢复。例：先进行碱水解，再进行酸化（避免长时间在碱性下形成反邻羟桂皮酸)海果棠内酯sibiricin由于碱的浓度不同，其反应产物也不同：

构桔内酯ponicitrin在C8取代基上有双键顺式反式

2.醚化3.酯基水解异构化当香豆素侧链上的酯基处于苄基C上时，极不稳定，碱水解后易生成两种异构化的醇苄基碳上的酯基碱水解反应苄基碳上的酯基碱水解反应（四）酸的反应

1.环合反应：异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合形成环的大小决定于中间体阳碳离子的稳定性

中间体阳碳离子的稳定性叔阳碳离子>仲阳碳离子>伯阳碳离子

稳定不稳定

如obliquetin在HBr的处理下，中间体可生成仲和伯阳碳离子，由于稳定性仲大于伯，因而，生成产物为二氢呋喃香豆素。反应如下：应用：环合试验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

2.醚键开裂：烯醇醚遇酸易水解

如：东茛菪内酯的烯醇醚3.双键加水反应

如：黄曲霉素（五）呈色反应1.异羟肟酸铁反应（识别内酯）2.Gibb反应和Emerson反应试剂：Gibb——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Gibb反应：三、香豆素的分离方法(一）提取药材醇提液水溶液石油醚苯乙醚乙酸乙酯不同浓度EtOH回收溶剂，加水有机溶剂萃取(二）分离

提取后可直接利用化合物的溶解性质进行分离如：香豆素在石油醚中溶解度不大，浓缩时即可析出结晶。1.酸碱分离法依据——内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。酚性成分加Et2O提出不水解成分挥干Et2O加NaOH/H2O水解NaHCO3/H2O萃取NaOH/H2O萃取乙醚萃取液NaHCO3/H2OEt2OEt2ONaOH/H2OOH-/H2OEt2OOH-/H2OH2OEt2O酸性成分中性成分加酸中和，加Et2O萃取香豆素类内酯成分2.层析方法

吸附剂——硅胶、中性氧化铝洗脱剂——已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等显色——可观察荧光四、香豆素的波谱学特性（一）紫外光谱（二）红外光谱（三）1H-NMR（四）13C-NMR（五）质谱（一）紫外光谱

UV下显蓝色荧光。C7位导入-OH——荧光增强-OH醚化后——荧光减弱母核上无含氧官能团取代时：274nm——苯环311nm——吡喃酮环有含氧取代时：最大吸收向红位移。（二）红外光谱3025~3175cm-1——C-H伸缩振动1700~1750cm-1——羰基伸缩振动1500~1600cm-1——芳环吸收1600~1650cm-1——出现1~3个较强峰（三）1H-NMR

环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应,因此：当C3、C4位未取代时：当C3或C4取代时：（三）1H-NMR当C7-OR时：当C5,C7二氧代：当C7-OR、C8或C6烷基取代时：

（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——+30ppm邻位碳——-13ppm对位碳——-8ppm（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。五、香豆素的生物活性1.低浓度可刺激植物发芽和生长作用；高浓度则抑制2.光敏作用——可引起皮肤色素沉着；补骨脂内酯可治白斑病.3.抗菌、抗病毒作用——蛇床子、毛当归根中的奥斯脑（Osthole）：抑制乙肝表面抗原.4.平滑肌松弛作用——茵陈蒿中的滨蒿内酯具有松弛平滑肌等作用.5.抗凝血作用6.肝毒性——有些香豆素对肝有一定的毒性。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。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。木脂素的一些新类型：苯丙素低聚体——三聚体、四聚体等；三聚体称为倍半木脂素〔sesquilignan〕四聚体称为二木脂素〔dilignan〕杂木脂素——由一分子苯丙素与黄酮、香豆素等结合而成.去甲木脂素——母核只有16~17个碳原子。1.桂皮酸（cinnamicacid）偶为桂皮醛（cinnamaldehyde）2.桂皮醇（cinnamylalcohol）3.丙烯苯（propenylbenzene）4.烯丙苯（allylbenzene）组成木脂素的单位有四种：木脂素的命名：1.大多采用俗名2.系统命名如：罗汉松脂素编号：左边C6-C3为１－９；右边C6-C3为１’－９’．前面冠以C8构型，含氧官能团位置，名称，双分子连结的桥头碳编号均用最小数字标出。如罗汉松脂素系统命名为：木脂素常见类型：（一）二芳基丁烷类（dibenzylbutanes）（二）二芳基丁内酯类（dibenzyltyrolactones）（三）芳基萘类（arylnaphthalenes）（四）四氢呋喃类（tetrahydrofurans）〔五〕双四氢呋喃类〔furofurans〕〔六〕联苯环辛烯类〔dibenzocyclooctenes〕〔七〕苯骈呋喃类〔benzofurans〕〔八〕双环辛烷类〔bicyclo[3,2,1]octanes〕〔九〕苯骈二氧六环类〔十〕螺二烯酮类〔spirodienones〕〔十一〕联苯类〔biphenylenes〕〔十二〕倍半木脂素〔sesquilignans〕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。遇酸易发生异构化：三、提取别离2.别离色谱法、溶剂萃取法、分级沉淀法、重结晶法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。1.提取四、结构鉴定（一）化学法1.水解反应——适用于成酯、成苷类成分。2.氧化反应(1)臭氧化(2)费米盐氧化对位有氢原子的酚羟基氧化成醌(3)高锰酸钾氧化山荷叶素A式山荷叶素B式胡椒酸酮酸甲酯〔1〕紫外光谱芳环为发色团，两个取代芳环是两个孤立的发色团，两者紫外吸收位置相近，吸收强度是两者之和，立体构型对紫外光谱没有影响。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，还可确定芳基二氢萘B环上的双键位置，通过鉴定失水物双键位置，还可确定B环上取代羟基的位置。〔二〕光谱法α-失水苦鬼臼脂素β-失水苦鬼臼脂素λmaxnm311λmaxnm290γ-失水苦鬼臼脂素去氢鬼臼毒素λmaxnm245.5