第三讲天然药物化学

第三讲天然药物化学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〔略〕概述

定义苯丙素类——是指一类含苯环和3个直链碳连在一起为单位〔C6-C3〕构成的天然化合物。苯环上常有羟基或烷氧基取代。苯丙素类可以1个〔C6-C3〕单位单独存在，但有以2、3、4等多个单位存在的。苯丙素类的存在关系到植物生长的调节作用和抗御病害的侵袭作用。其具有较广泛的生理活性，也是很受重视的一类天然成分。苯丙素类苯丙烯propenyl

benzene

苯丙醇propanolbenzene苯丙酸及其缩酯propionicacid

香豆素coumarins木质素lignins黄酮flavonoids木脂素lignans

苯丙素类化合物生物合成途径〔生源〕示意图：葡萄糖代谢莽草酸桂皮酸途径苯丙氨酸对羟基桂皮酸苷咖啡酸邻羟基桂皮酸苷酪氨酸………苯丙素类化合物生物合成途径〔生源〕示意图：第一节苯丙酸类1、结构根本结构——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：桂皮酸R1=R2=H对羟基桂皮酸R1=OH,R2=H咖啡酸R1=R2=OH异阿魏酸R1=OH，

R2=OCH3

由于苯丙酸类的苯环上的羟基取代，数目、排列方式、甲基化程度有所不同，因而其性质也有很大的不同。苯丙酸类常与不同的醇、氨基酸、糖、有机酸结合成酯存在。如绿原酸〔咖啡酸与奎宁酸结合成的酯，如图右〕，具有抗菌、保肝活性。2、别离苯丙酸类及其衍生物大多具有一定水溶性，常与其它一些酚酸、鞣质、黄酮苷等混在一起，一般要经纤维素、硅胶、大孔树脂、聚酰胺等反复层析才能纯化。3、鉴别利用酚羟基的性质〔1〕1-2%的FeCl3甲醇溶液或铁氰化钾-三氯化铁试剂。〔2〕Millon试剂：紫外光下为无色或兰色荧光，氨水处理后呈兰色或绿色荧光。第二节香豆素类内容概述一、香豆素的结构类型二、香豆素的化学性质三、香豆素的物理性质四、香豆素的提取别离方法五、香豆素的生物活性定义：香豆素是邻羟桂皮酸内酯，具芳香甜味。其结构母核为：苯骈α-吡喃酮〔香豆素母核〕。这个结构是色原酮的异构体。环上常有取代基。香豆素类概述

色原酮分布：

香豆素类在动植物及微生物中均有分布，如致癌成分黄曲霉素类及发光真菌中的亮菌素类均属于香豆素类。香豆素这类成分分布得最广的还是高等植物中，其中芸香科和伞形科中分布最多。它们在植物体内以游离状态或与糖结合成苷的形式存在，苷酶解可环合成游离的内酯状态。鉴别：

在紫外光下成蓝色荧光，遇浓硫酸时也能产生特征的蓝色荧光。一、香豆素的结构类型根据香豆素的根本母核上的取代基不同，将其分四类：〔一〕简单香豆素类〔simplecoumarins〕〔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〕其他香豆素类〔一〕简单香豆素类〔simplecoumarins〕只有苯环上有取代基的香豆素。取代基：羟基、烷氧基、苯基、亚甲二氧基、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。7-羟香豆素以异戊烯基取代为例〔从生物合成途径来看〕从上看出，C3、C6、C8位电负性较高，易于烷基化。〔其中C3烷基化不属于此类，而属于第四类型〕如属此类型的香豆素化合物：7-甲氧香豆素

(herniarin)欧芹酚－7－甲醚(osthole)当归内酯〔angelicon)〔二〕呋喃香豆素类(furocoumarins)香豆素核上的异戊烯基常与与邻位酚羟基〔7－羟基〕环合成呋喃环或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。分为角型和线型。呋喃香豆素的生物合成途径如下：环合的形成过程〔三〕吡喃香豆素类(pyranocoumarins)

香豆素母核上C6位或C8位的异戊烯基与邻酚羟基环合而成2，2-二甲基-а-吡喃环结构的香豆素类。这一类天然产物并不多见。也分为线型和角型两种。吡喃香豆素的生物合成途径如下：环合的形成过程〔四〕其他香豆素类是指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。C3、C4位常有苯基、羟基、异戊烯基等的取代。如；逆没食子酸（ellagicacid）亮菌甲素（arimillersinA)海棠果内酯（callophylloide）二、香豆素的性质〔一〕性状

〔二〕溶解性

〔三〕内酯性质和碱水解反响

〔四〕酸的反响〔一〕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〔可随水蒸气蒸出〕UV下显蓝色荧光〔香豆素母体本身即无取代的香豆素并无荧光，而-OH香豆素在紫外光下大多显出兰色荧光，在碱液中荧光增强〕成苷大多无香味、无挥发性、不能升华。〔二〕溶解性游离能溶于沸H2O，不溶或难溶冷H2O；

可溶于MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂因含Ar-OH故可溶于碱水中成苷溶于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响香豆素的α-吡喃酮环具有α，β-不饱和内酯性质，在稀碱液中会逐渐水解生成顺邻羟桂皮酸的盐，而顺邻羟桂皮酸不易游离存在，其盐的水溶液经酸化即闭环恢复成内酯。这个闭合过程极易发生，即使在很弱的酸溶液中，如通入CO2也能促使其内酯化而闭环。△不易游离存在安定状态注意：香豆素如果和碱液长时间加热，水解产物顺邻羟桂皮酸衍生物那么发生异构化，转变成反邻羟桂皮酸的盐，再经酸化也不再发生内酯化闭环反响。〔四〕酸的反响香豆素受酸的影响，可发生双键断裂、异戊烯基环合、环氧和酯基的水解，双键水合和羟基脱水等反响。1、环合反响

2、醚键断裂3、双键加水等1、环合反响中间体碳正离子apigravinobliquetin二氢呋喃香豆素应用：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，否那么会发生重排反响2、醚键的开裂3、双键加水反响三、香豆素的提取别离方法由前面香豆素的理化性质可知：游离香豆素大多是低极性和亲脂性的，与糖结合的香豆素苷那么极性较高。所以，我们常采用系统溶剂法将其分为几个局部。香豆素内酯遇碱皂化、加酸复原的性质及其小分子香豆素的挥发性和升华性的性质也常用于其别离纯化中。只是由于其性质的不稳定性，在酸、碱、热的作用中要注意条件的控制，以免引起结构的破坏，得到次生产物。1、系统溶剂法：通常可用乙醇或甲醇提取植物中的香豆素类，然后以石油醚、苯、乙醚、丙酮和甲醇依次提取别离；或者对植物中的香豆素类依次以石油醚、苯、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次提取别离。以下图是提取和别离香豆素的示意图：药材粗粉放置、析晶粗晶冷石油醚洗结晶（可能是混和物）进一步分离单体（亲脂性香豆素）

浓缩液回收至小体积石油醚回流提取石油醚液残渣乙醚回流提取乙醚液残渣提取回收单体（亲脂性较弱香豆素）乙醇提取乙醇液分离回收香豆素苷类2、酸碱别离法原理：根据香豆素内酯遇碱皂化、加酸复原的性质别离：一般别离步骤如下：乙醚萃取液乙醚萃取液NaHCO3溶液碱化除酸性成分NaOH溶液（冷、稀）除酚性成分中性乙醚萃取液回收乙醚粗产品NaOH的乙醇溶液水解香豆素盐水溶液乙醚萃取液回收乙醚中性成分水相局部乙醚萃取酸中和，乙醚萃取香豆素内酯乙醚萃取液回收乙醚3、色谱法〔层析法〕这是最常用的方法。〔1〕硅胶色谱法柱色谱法常采用的洗脱剂为；己烷-乙醚；乙醚-乙酸乙酯等薄层色谱法常用的展开剂有：己烷-乙酸乙酯、氯仿-乙酸乙酯等〔2〕氧化铝色谱法常用中性或酸性氧化铝，柱色谱法常用的洗脱剂为：石油醚、氯仿、乙酸乙酯等此外，还有其它一些别离方法。四香豆素的波谱性质〔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311nmα-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-1C-H伸缩振动1700～1750cm-1C=O伸缩振动芳环伸缩振动1625～1645cm-11613～1639cm-1呋喃环双键伸缩振动〔三〕1H－NMR环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应影响，因而：C3、C6、C8－H在较高场C4、C5、C7－H在较低场当C3和C4位未取代时：

3468当C3或C4位取代时：

〔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邻位碳对位碳－13ppm-8ppm生理活性：〔1〕植物生长调节剂：低浓度刺激植物发芽、生长；高浓度抑制植物发芽、生长〔2〕光敏作用：治疗白斑病〔3〕抗菌、抗病毒作用：秦皮中的七叶内酯及其苷治疗痢疾；蛇床子中的奥斯脑可抑制乙肝外表抗原。〔4〕平滑肌松弛作用：冠状动脉扩张和解痉利胆〔5〕抗凝血作用：防止血栓形成〔6〕肝毒性：黄曲霉素致肝癌。五、香豆素的生理活性显色反响1.异羟肟酸铁反响〔识别内酯