天然药物化学(第二版)第十章-黄酮类-课件

第九章黄酮类

flavonoids知识目标：●掌握黄酮类化合物的结构特征、分类及理化性质。●理解黄酮类化合物的提取、分离方法的基本原理。●了解黄酮类化合物的结构鉴定方法。能力目标：●能够写出黄酮化合物各类型的基本母核结构。●能运用黄酮化合物的性质，学会黄酮化合物的提取分离方法。●能对常见含黄酮化合物成分的天然药物进行检识。概述基本知识应用实例本章小结本章内容黄酮的定义：黄酮类化合物（flavonoids）是广泛存在于自然界的一类重要的天然有机化合物，因大多为具有颜色的羰基化合物，故名黄酮。

分布：

主要分布在双子叶植物中，如豆科、唇形科、菊科等。其次为裸子植物，如银杏科。概述黄酮类化合物结构母核

色原酮2-苯基色原酮概述黄酮类化合物结构母核黄酮类化合物是泛指两个具有酚羟基的苯环（A-与B-环）通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物。6C-3C-6C概述结构性质提取分离鉴定基本知识结构黄酮类化合物结构分类：黄酮类化合物分类根据A环与B环中间三碳链的氧化程度

B环连接位置（2位或3位）三碳链是否构成环状1.黄酮类、黄酮醇类R=H黄酮类（flavones）

R=OH黄酮醇类（flavonols）

结构结构2.二氢黄酮、二氢黄酮醇类R=H二氢黄酮类（flavanones）R=OH二氢黄酮醇类（flavanonols）特点：（1）C环为开环状态(2)原子编号变化结构3.查耳酮类（chalcones）结构4.异黄酮类（isoflavones）特点：B环连接在C3位二氢异黄酮类（isoflavanones）特点：（1）B环连接在C3位（2）2、3位为单键结构5.黄烷醇类（flavanols）

特点：（1）C4位无羰基存在（2）C2、C3位为单键结构6.花色素类（anthocyanidins）

特点：（1）母核４位无羰基（2）1位O为离子态，1-2位为双键结构特点：C环三碳链部分成五元环状态

结构7.橙酮（aurones）8.双黄酮类（biflavones）两分子黄酮衍生物聚合而成的二聚体。如：银杏素结构结构口山酮（xanthones）性质性状（形状、颜色、旋光性、荧光）溶解性显色反应

性质1．形状

黄酮类化合物多为结晶性固体，少数（如黄酮苷类）为无定形粉末。2．颜色

一般黄酮类化合物都有颜色，其颜色的深浅与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团（-OH、-OCH3）的类型、数目以及位置有关。

（一）性状性质2．颜色一般黄酮类化合物都有颜色，其颜色的深浅与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团（-OH、-OCH3）的类型、数目以及位置有关。

性质几种情况（1）具有交叉共轭体系及助色团的结构：黄酮、黄酮醇及其苷类显灰黄~黄色查耳酮黄~橙黄色（2）不具有交叉共轭体系的结构：二氢黄酮、二氢黄酮醇不显色异黄酮类显微黄色（共轭链短）（3）黄酮、黄酮醇分子中7位及4′位引入助色团：促使电子转移、重排，可使化合物颜色加深两双键互不共轭，但分别与第三双键共轭者称为交叉共轭体系。如：性质【相关链接】交叉共轭体系二氢黄酮、二氢黄酮醇、二氢异黄酮、黄烷醇，含手性碳原子，具有旋光性黄酮、黄酮醇、查耳酮等分子整个母核为一交叉共轭体系，无手性碳原子，不具有旋光性。异黄酮分子结构中亦无手性碳原子，也不具有旋光性。苷类化合物由于在结构中引入糖分子，含手性碳原子故有旋光性，且多为左旋3．旋光性性质４．荧光性质黄酮醇亮黄色或黄绿色黄酮类淡棕色或棕色荧光；异黄酮紫色荧光；查耳酮黄棕色或亮黄色荧光；花色苷呈棕色荧光。一般情况下，黄酮苷元为脂溶性，黄酮苷为水溶性。黄酮苷元溶解性的影响因素：1.结构是否为平面型分子2.结构中取代基类型、数量。性质（二）溶解性（二）溶解性一般游离苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱溶液中。黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面型分子，因分子与分子间排列紧密，分子间引力较大，更难溶于水；性质二氢黄酮、二氢黄酮醇由于吡喃环（C环）已被氢化成为近似半椅式结构，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，水溶性较大；二氢黄酮R=H

二氢黄酮醇R=OH性质性质异黄酮类化合物的B环受吡喃环羰基立体结构的阻碍，分子的平面性降低，水溶性增大；花色素类虽为平面型结构，但因以离子形式存在，具有盐的通性，亲水性较强，水溶性也较大。（二）溶解性黄酮苷元分子中引入羟基后，则水溶性增强，亲脂性降低，羟基经甲基化后，则亲脂性增强，水溶性降低。黄酮类化合物的羟基糖苷化后，水溶性增大，一般易溶于热水、甲醇、乙醇等强极性溶剂中，而难溶或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。糖链越长，亲水性越强。黄酮苷和苷元因含有酚羟基，均可溶于碱性溶液中。性质（二）溶解性性质（三）酸碱性7，4′-二-OH＞7或4′-OH＞一般酚羟基＞5-OH

P-π共轭效应的影响C5位羟基因可与C4羰基形成分子内氢键性质（三）酸碱性黄酮类化合物分子中γ-吡喃环上的1-位氧原子，具有未共用电子对，因此表现出微弱的碱性，可与强无机酸生成钅羊盐，但此钅羊盐极不稳定，遇水即分解。1．还原反应

性质（四）颜色反应（1）盐酸-镁粉（或锌粉）反应

将样品溶于甲醇或乙醇，加入少许镁粉（或锌粉）振摇，滴加几滴浓盐酸，如在泡沫处显红色，则表示阳性。多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇显橙红~紫红色，少数显紫~蓝色；异黄酮除少数例外均不显色；查耳酮无该显色反应；花色素及部分查耳酮在单纯浓盐酸中也会发生颜色变化，故须预先做空白对照实验，即在供试液中仅加入浓盐酸进行观察，以便排除。性质（四）颜色反应性质（四）颜色反应（２）四氢硼钠（钾）反应

二氢黄酮、二氢黄酮醇类专属性较强的一种还原试剂，反应显红~紫红色。其它黄酮类化合物均不显色，可与之区别。方法是将样品溶于乙醇液，加入等量2%NaBH4的甲醇液，一分钟后，再加浓盐酸数滴，生成紫~紫红色。２．金属盐类试剂的配合反应黄酮类化合物分子结构中，凡具有3-羟基、4-羰基，或5-羟基、4-羰基或邻二酚羟基，可以与许多金属盐类试剂如铝盐、锆盐、镁盐、铅盐等反应，生成有色的配合物或有色沉淀。

性质（四）颜色反应

（1）三氯化铝试剂反应

样品的乙醇溶液加1%三氯化铝乙醇溶液。生成的铝配合物多为鲜黄色，并有荧光，可用于定性及定量分析。

性质（四）颜色反应

（2）锆盐-枸橼酸试剂反应

样品的乙醇溶液加2%二氯氧锆甲醇液，黄酮类化合物分子中有游离的3-OH或5-OH存在时，均可反应生成黄色的锆配合物。区别黄酮类化合物分子中3-OH或5-OH：反应液中再加入2%枸橼酸甲醇液后，3-OH黄酮溶液仍显鲜黄色，而5-OH黄酮的黄色溶液显著褪色。性质（四）颜色反应性质（四）颜色反应３．碱性试剂反应

样品的乙醇溶液滴于滤纸上，干燥后喷以碳酸钠水溶液或暴露于氨气中，能产生颜色变化。其中，用氨气处理后呈现的颜色置空气中逐渐褪去，而经碳酸钠水溶液处理而呈现的颜色置空气中不褪色。二氢黄酮类易在碱液中开环转变为相应的异构体查耳酮而显橙~黄色。具邻二酚羟基结构的黄酮在碱液中不稳定，易氧化产生黄~棕色沉淀。【相关链接】查耳酮与二氢黄酮的结构关系：查耳酮为苯甲醛缩苯乙酮化合物，是二氢黄酮的异构体，可因酸碱催化而互相转化。

性质（四）颜色反应查耳酮为苯甲醛缩苯乙酮化合物，是二氢黄酮的异构体，可因酸碱催化而互相转化。

2’-羟基查耳酮二氢黄酮2’-羟基查耳酮二氢黄酮黄酮类化合物的存在形式：植物的花、叶、果实等组织中：苷木质部坚硬组织中：游离苷元三、提取提取提取溶剂提取法碱提取酸沉淀法苷类:不同浓度的甲醇、乙醇、醋酸乙酯、丙酮等游离苷元:极性较小的溶剂，如氯仿、乙醚、醋酸乙酯及高浓度乙醇等三、提取（一）溶剂提取法溶剂提取法的溶剂选择提取提取（二）碱提取酸沉淀法原理：利用黄酮类化合物多数具有酚羟基，显酸性而易溶于碱水，可用碱水提取。碱水提取液加酸酸化，黄酮类化合物游离即可沉淀析出的性质进行提取特点：经济、安全、方便常用的碱水：饱和石灰水溶液、5%碳酸钠水溶液或稀氢氧化钠溶液提取（二）碱提取酸沉淀法具有酚羟基，显酸性常用的碱水有饱和石灰水溶液、5%碳酸钠水溶液或稀氢氧化钠溶液碱液浓度不宜过高，以免在强碱性下，尤其加热时破坏黄酮母核酸性也不宜过强，以免生成钅羊盐黄酮类化合物提取液沉淀碱水提取酸化四、分离方法

分离

（一）活性炭吸附法（二）pH梯度萃取法（三）柱色谱法常用的分离方法主要有：（四）金属盐配合物分离法分离（一）活性炭吸附法黄酮类成分的甲醇粗提取液中，分次加入活性炭，搅拌，静置，直至黄酮苷全部吸附在活性炭上，然后滤去水溶性杂质，收集吸附苷的炭粉，依次用沸水、沸甲醇、7%苯酚-水溶液进行洗脱。对各部分洗脱液进行定性检查，大部分黄酮苷类可用7%酚-水洗下。然后将洗脱液减压浓缩，用乙醚振摇除去残留的苯酚，余下水层减压浓缩，即得较纯的黄酮苷类成分。分离（二）pH梯度萃取法7，4′-二-OH＞7或4′-OH＞一般酚羟基＞5-OH溶于NaHCO3

溶于Na2CO3

溶于不同浓度的NaOH中

原理:分离分离流程如下：见黄酮电子挂图9-1分离（三）柱色谱法分离黄酮苷元常用氯仿-甲醇混合溶剂作洗脱剂分离黄酮苷时可用氯仿-甲醇-水或醋酸乙酯-丙酮-水作为洗脱剂１．硅胶柱色谱法２．聚酰胺柱色谱法原理:通过其酰胺基与黄酮类化合物分子上的酚羟基形成氢键缔合，其吸附强度取决于黄酮类化合物的羟基数目与位置，溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小。分离柱色谱洗脱规律：

（1）苷元相同，洗脱顺序为：叁糖苷＞双糖苷＞单糖苷＞苷元。（2）母核上增加酚羟基，洗脱速度相应减慢。（3）间位或对位羟基吸附力大于邻位羟基。故洗脱先后顺序为：具有邻位羟基黄酮＞具有间位（对位）羟基黄酮。（4）分子中芳香核、共轭双键多则易被吸附，故黄酮、查耳酮往往比相应的二氢黄酮难于洗脱。（5）不同类型黄酮化合物，洗脱顺序为：异黄酮＞二氢黄酮＞黄酮＞黄酮醇。分离（四）金属盐配合物分离法

某些特定官能团铝盐、铅盐试剂沉淀酚羟基、邻二酚羟基或3-OH、5-OH鉴定五、鉴定

（一）薄层色谱鉴定（二）纸色谱鉴定

将试样与对照品在同一条件下展开，然后观察二者斑点的位置和颜色是否一致，即可确定试样的真伪。鉴定（一）薄层色谱鉴定1.硅胶薄层色谱——适合极性黄酮类化合物常用的展开剂：甲苯-甲酸甲酯-甲酸（5:4:1）2.聚酰胺薄层色谱——适合含游离酚羟基的黄酮及苷类鉴定苷元常用的展开剂：氯仿-甲醇（94:6）氯仿-甲醇-丁酮（12:2:1）苯-甲醇-丁酮（90:6:4，４:3:3）等鉴定黄酮苷类需要极性更强的展开剂：有甲醇-水（１:１）、丙酮-水（1:1）等鉴定（二）纸色谱鉴定

1.黄酮苷元极性相对较小的“醇性”溶剂展开如正丁醇-醋酸-水（4:1:5上层，BAW）或叔丁醇-醋酸-水（3:1:1,TBA）等2.黄酮苷极性相对较大的“水性”展开剂如含盐酸或醋酸的水溶液等鉴定双向纸色谱法

苷和苷元混合物的分离和检识

第一向通常用：“醇性”展开剂展开

第二向用极性大的“水性”展开剂展开鉴定薄层色谱与纸色谱的显色剂：1.紫外光下出现不同荧光或有色斑点2.氨蒸气处理3.2%三氯化铝甲醇液，10%碳酸钠水溶液等黄

芩槐

花葛

根银杏叶应用实例黄芩来源与功效提取与分离方法成分与活性结构与性质黄芩1.黄芩黄芩来源：黄芩为唇形科植物黄芩（ScutellariabaicalensisGeorgi）的干燥根。功效：清热燥湿，泻火解毒，止血，安胎等。应用：为清热解毒药，是许多中成药或方剂中的组分。黄芩黄芩中主要成分已确定结构的有三十多种。主要有：黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷、汉黄芩素、千层纸素A等，其中以黄芩苷（5、6-二羟基-黄酮-7-O-葡萄糖醛酸苷）含量最高。黄芩的抗菌有效成分是以黄芩苷为代表，对革兰氏阳性和阴性细菌有抑制作用。临床上用于上呼吸道感染、急性扁桃体炎、急性咽炎、肺炎及痢疾等疾病的治疗。

《药典》规定，黄芩中黄酮化合物含量以黄芩苷计，不得少于4.0%。2.成分与活性黄芩3.结构与性质

黄芩苷(baicalin)

性状：为淡黄色针状结晶（甲醇），mp．223ºC～223ºC，含量高达4.0%~5.2%，为葡萄糖醛酸苷。溶解性：黄芩苷几乎不溶于水，也难溶于大多数有机溶剂，易溶于N,N-二甲基甲酰胺、吡啶等碱性溶液中。黄芩苷在植物体内多以镁盐的形式存在，所以能用沸水提取。水解性：黄芩苷不易被酸水解，但能被植物体内的黄芩酶水解，生成黄芩素。

黄芩苷的结构与性质：黄芩3.结构与性质

黄芩苷的结构与性质：

性状：黄芩素为黄色针状结晶。溶解性：易溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯，微溶于氯仿、乙醚。稳定性：由于黄芩素分子中具有邻三酚羟基结构，性质不稳定，在空气中易被氧化成醌式衍生物而显绿色，这是黄芩在贮藏、炮制不当时变绿的主要原因，在提取分离过程中也应注意防止酶解和氧化。

黄芩素(baicalein)黄芩④溶解性易溶于氯仿、乙醇、苯等溶剂麻黄碱可溶于水，而伪麻黄碱难溶于水伪麻黄碱形成较稳定的分子内氢键麻黄碱盐与伪麻黄碱盐的溶解性不同-分离4.性质黄芩流程见教材黄芩苷的提取分离方法

黄芩槐花来源与功效提取分离方法成分与活性结构与性质槐花槐花来源：槐花系豆科植物（SophorajaponicaL.）的干燥花蕾。功效：能凉血止血，清肝泻火。用于便血，痔疮出血，血痢，尿血，吐血，高血压等症。槐米槐花与槐角槐米中含有芸香苷、槲皮素、槐花甲、乙、丙素以及皂苷、单宁、粘液质、树脂等。芸香苷又称芦丁，是主要有效成分，《药典》规定槐米中芸香苷含量不得少于20.0％。芸香苷在花蕾中含量高，但花蕾开放后含量会大大降低。芸香苷是槐米中止血的有效成分，有Vp样作用，有助于保持和恢复毛细血管正常弹性，临床上用作高血压的辅助药及毛细血管脆性引起出血的止血药。2.成分与活性槐花3.结构与性质

性状：芸香苷的结构为槲皮素-3-O-芸香糖苷。为淡黄色粉末或细针状结晶，含３分子结晶水27H30O16·3H2O），无臭、无味，加热至185ºC以上熔融并分解。溶解性：芸香苷在冷水中的溶解度为1:10000，沸水中1:200，冷乙醇中1:650，沸乙醇中1:60，沸甲醇中1:7，可溶于丙酮、醋酸乙酯、吡啶及碱水中，不溶于氯仿、乙醚、苯及石油醚中。芸香苷(rutoside）槐花

性状：芸香苷水解后得到槲皮素，槲皮素为黄色针状结晶（稀乙醇），含２分子结晶水，mp.314ºC(分解)

溶解性：溶于乙醇、甲醇、丙酮、醋酸乙酯、吡啶与冰醋酸中，不溶于水、氯仿、乙醚、苯与石油醚等。槲皮素的结构与性质：

槲皮素（quercetin）3.结构与性质槐花提取分离方法

芸香苷的提取方法：1.水提取法：见教材黄酮

2.碱水提取法：见教材黄酮槐花葛

根葛根来源与功效提取分离方法成分与活性1.葛根来源与功效葛

根

来源：葛根为豆科葛属植物野葛(Puerarialobata(Willd)Ohwi)的干燥根。功效：有解肌退热，生津止渴，透疹，升阳止泻等功能。2.成分与活性葛根素(puerarin)

R1=glc，R2=R3=H大豆素(daidzein)

R1=R2=R3=H大豆苷(daidzin)

R1=R3=H，R2=glc葛

根

葛根总黄酮具有扩张冠状动脉、增加冠脉流量及降低心肌耗氧量等作用。大豆素具有雌性激素样作用，可用于预防乳腺癌、前列腺癌、结肠癌及骨质疏松等，还具有类似罂粟碱的解痉作用。2.成分与活性葛

根流程见教材3、提取分离方法

葛

根银杏叶来源与功效提取分离方法成分与活性，结构银杏叶结构银杏叶1.银杏叶来源与功效来源：银杏叶为银杏科植物银杏(Ginkgobiloba