苯丙素201014优秀公开课课件

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：n=1苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯香豆素n=2，3或4木脂素n>4木质素

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第一节苯丙酸类基本结构——酚羟基取代的芳香环和丙烯羧酸。多具有C6-C3结构。常见的苯丙酸类：第一节苯丙酸类

存在形式：常与不同的醇、氨基酸、糖等结合成酯，多有较强的生理活性。如：绿原酸（chlorogenicacid）是咖啡酸与奎宁酸（quinicacid）的酯——具有抗菌、利胆作用。

紫外光谱特征：测定紫外光谱有利于苯丙酸类的鉴定。中性溶液中，游离的苯丙酸的UV与其酯或苷相似，但加入醋酸钠后，谱带发生紫移；加入乙醇钠，谱带红移。P113，表3－1为常见的苯丙酸及其酯的紫外光谱第一节苯丙酸类

红外光谱特征：苯丙酸类的基团频率（cm-1）有：1440～1650（苯环）3300～3500（酚羟基）2500～3500（羧羟基）1700～1760（酯或酸羰基）第一节苯丙酸类

提取分离提取：溶剂法，可用水、含水醇等提取。分离：层析法，用硅胶、反相硅胶、大孔树脂、聚酰胺等，经反复层析才能纯化。第一节苯丙酸类

第二节香豆素一、香豆素的结构类型一类邻羟桂皮酸的内酯，具有芳甜香气。母核为苯骈α-吡喃酮。环上常有取代基。分布：在高等植物中，芸香科和伞形科中含的多，还有豆科、兰科、木樨科、茄科、菊科等，少数发现于动物和微生物中

第二节香豆素一、香豆素的结构类型㈠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其他香豆素类香豆素的母核上常有－OH、－OR、苯基、异戊烯基等取代，根据其取代基和连接方式的不同可分为以下4类：

第二节香豆素一、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（7-位多见）苯基、异戊烯基（6，8位多见）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㈡呋喃香豆素类(线型和角型)

香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-羟基）环合成呋喃环，称为呋喃香豆素。

第二节香豆素一、香豆素的结构类型㈢吡喃香豆素类(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吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。

第二节香豆素一、香豆素的结构类型少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：第二节香豆素

一、香豆素的结构类型二、香豆素的理化性质三、香豆素的分离方法四、香豆素波谱学特性五、香豆素的生物活性第二节香豆素二、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）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应

第二节香豆素二、香豆素的化学性质㈢碱水解反应（内酯性质）α-吡喃酮环具有α,β—不饱和内酯性质，在碱液中水解成黄色溶液，生成顺邻羟桂皮酸的盐，其盐的水溶液一经酸化即闭环恢复为内酯。顺邻羟桂皮酸不易游离存在，长时间碱液中放置或UV光照射，顺式可转变为反式，酸化后不再内酯化

第二节香豆素二、香豆素的化学性质碱水解反应的易→难原因：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

第二节香豆素二、香豆素的化学性质

欲获得顺邻羟桂皮酸的途径：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：第二节香豆素二、香豆素的化学性质先进行碱水解，再进行酸化（避免长时间在碱性下形成反邻羟桂皮酸)第二节香豆素二、香豆素的化学性质由于碱的浓度不同，其反应产物也不同：第二节香豆素二、香豆素的化学性质2.醚化碱水解的同时加入碘甲烷（MeI）或硫酸二甲酯（Me2SO4）等甲基化试剂使水解生成的酚羟基醚化，阻碍内酯恢复，生成邻甲氧基桂皮酸衍生物。第二节香豆素二、香豆素的化学性质其他酯基的碱水解反应苄基碳上的酯基碱水解反应第二节香豆素二、香豆素的化学性质H第二节香豆素二、香豆素的化学性质（四）酸的反应1.环合反应：指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第二节香豆素二、香豆素的化学性质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

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第二节香豆素二、香豆素的化学性质2.醚键开裂：如：东茛菪内酯的烯醇醚第二节香豆素二、香豆素的化学性质3.双键加水反应（生成醇）如：黄曲霉素第二节香豆素二、香豆素的化学性质（五）C3、C4双键性质和加成反应在控制条件下氢化的先后次序为第二节香豆素二、香豆素的化学性质（六）呈色反应1.异羟肟酸铁反应（识别内酯）第二节香豆素二、香豆素的化学性质2.Gibb反应和Emerson反应条件：有游离酚羟基，且其对位无取代者试剂：Gibb——2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺Emerson——氨基安替匹林和铁氰化钾

一、香豆素的结构类型二、香豆素的化学性质三、香豆素的分离方法四、香豆素波谱学特性五、香豆素的生物活性第二节香豆素第二节香豆素三、香豆素的分离方法(一）提取药材醇提液水溶液石油醚正丁醇乙醚乙酸乙酯不同浓度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第二节香豆素三、香豆素的分离方法缺点：不适用于对酸碱敏感的香豆素类的分离，如C8位有酰基、C5位有－OH、苄基酯或侧链上有环氧基、烯醇醚、丙烯醚等2.柱层析方法吸附剂——硅胶、中性氧化铝洗脱剂——已烷和乙醚、环已烷和乙酸乙酯等显色——可观察荧光第二节香豆素

一、香豆素的结构类型

二、香豆素的化学性质三、香豆素的分离方法四、香豆素波谱学特性五、香豆素的生物活性

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（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。

诊断试剂：

4，5或7－羟基香豆素加入乙醇钠使吸收峰红移，强度增加；

6，8－羟基强度降低。邻二羟基香豆素与三氯化铝络合使最大吸收向长波移动。

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（二）红外光谱1750~1700cm-1——内酯环吸收1660~1600cm-1——芳环吸收

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：δ6～7δ7～8.5

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性1、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2、当C7-OR时：向苯环供电而引起C3-H受屏蔽，导致向高场位移约0.17ppm

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性当C5,C7二氧代：

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性当C7-OR、C8或C6烷基取代时：

3、C5有基团取代：C4-H的δ值+0.3ppm，7.9～8.2迫位效应：若分子中两个迫位质子之一被取代（如香豆素母核的4，5位质子），将对另一迫位质子产生较大的去屏蔽，使其向低场位移，即迫位效应4、呋喃香豆素的呋喃环未取代：H-2‘δ7.34～7.80H-3‘线型呋喃香豆素中δ～6.7角型呋喃香豆素中δ～7.0J2'，3'=2.5Hz

第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性

第二节香豆素四、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——+30ppm邻位碳——-13ppm对位碳——-8ppm

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。

一、香豆素的结构类型二、香豆素的化学性质

三、香豆素的分离方法四、香豆素波谱学特性五、香豆素的生物活性第二节香豆素

第二节香豆素五、香豆素的生物活性1.植物生长调节剂：低浓度可刺激植物发芽和生长作用；高浓度则抑制2.抗病毒作用：calanolideA可抑制HIV-1病毒；蛇床子、毛当归根中的osthole可抑制乙肝表面抗原；3.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；4.抗凝血作用：海棠果内酯5.光敏作用：可引起皮肤色素沉着；补骨脂素可治白斑病6.肝毒性：有些香豆素对肝有一定的毒性，黄曲霉素致肝癌。第三节木脂素一、结构类型二、理化性质三、提取分离四、结构鉴定五、生物活性第三节木脂素

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。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：

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

杂木脂素——由一分子苯丙素与黄酮、香豆素等结合而成；黄酮木脂素

降木脂素——其中一个苯丙素单元的烃基失去一个或两个烃基碳而形成。第三节木脂素

一、结构类型组成木脂素的单位有四种：1.桂皮酸

2.桂皮醇3.丙烯苯4.烯丙苯第三节木脂素

一、结构类型常见类型如下：（一）二苄基丁烷类——生源前体两分子苯丙素通过C8-C8’连接88’第三节木脂素

一、结构类型（二）二苄基丁内酯类二苄基丁烷的C9与C9’的连氧基团之间缩合形成五元内酯环。第三节木脂素

一、结构类型（三）芳基萘类芳基萘、芳基二氢萘和芳基四氢萘87’8’6芳基萘类的侧链γ碳原子可被氧化成醇。醛或酸，也可缩合成五元内酯环。鬼臼毒素（抗肿瘤作用）第三节木脂素

一、结构类型第三节木脂素

一、结构类型（四）四氢呋喃类（tetrahydrofurans）烃基不同位置上氧取代基缩合形成了四氢呋喃环。第三节木脂素

一、结构类型（五）双四氢呋喃类（六）联苯环辛烯类C8-C8’连接同时，苯基的C2-C2’也相连，形成与两个苯环骈合的环辛烯结构第三节木脂素

一、结构类型（七）苯骈呋喃类（八）双环辛烷类C8与C3’相连，同时C7与C1’相连，形成一个与环已烷相并的苯取代五元环结构。83’74’第三节木脂素

一、结构类型（九）风藤酮型C8与C1’相连，同时C7与C9’相连，形成有螺环的苯取代环己烷结构。（十）联苯类3-3’连接第三节木脂素

一、结构类型（十一）倍半木脂素第三节木脂素

二、理化性质二、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：这是由于呋喃环上的氧原子与苄基相连，易于开环，重复闭环时发生构型变化。

矿酸不仅能使木脂素构型发生变化，改变旋光性，影响其生物活性，而且还能引起某些木脂素发生碳架重排。

光照也能使木脂素起氧化环合等反应而发生碳架变化

第三节木脂素

二、理化性质第三节木脂素

三、提取分离三、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（1）吸附层析硅胶、中性氧化铝层析以石油醚－乙酸乙酯，石油醚－乙醚，苯－乙酸乙酯，氯仿－甲醇等梯度洗脱（2）分配层析纸层析、水饱和的硅藻土，乙酸乙酯-水分配（3）酸碱法缺点：碱液易使木脂素发生异构化，此法不宜用于有旋光活性的木脂素。

第三节木脂素

三、提取分离第三节木脂素