黄酮类化合物-课件

第六章

黄酮类化合物1PPT课件本章主要内容一、概述二、黄酮类结构与分类三、黄酮类化合物的理化性质四、黄酮类化合物的提取分离五、黄酮类化合物的色谱检识2PPT课件§6－1概述一、结构特征（名称来源）

色原酮2－苯基色原酮——黄酮

52年前——称黄酮，主要指以上结构3PPT课件

52年后范围扩大结构共同点——C6－C3－C6骨架4PPT课件二、颜色——

黄色、红色、蓝色、紫色等三、定义——凡具有C6－C3－C6

基本骨架的衍生物。四、分布：广泛分布于自然界，数量列天然酚性成分之首。五、生理活性——

抗菌、保肝、扩冠、降胆固醇、抗癌、抗凝血。5PPT课件§6－2结构分类分类依据：1、C环氧化程度

2、B环连接位置

3、C环开环与否

4、C3－位有无OH取代一、苷元分类1、黄酮R＝H

黄酮醇R＝OH6PPT课件2、二氢黄酮R=H

二氢黄酮醇R＝OH3、异黄酮4、二氢异黄酮5、查耳酮7PPT课件6、花色素7、橙酮8、黄烷3－醇R1＝OHR2＝H

黄烷3、4－醇R1＝R2＝OH9、双苯吡酮类

8PPT课件二、黄酮苷的分类

1、糖的种类单糖——

D－glcD－galD－xyl

L＝rhaL－arabD＝glcAD＝galA双糖—

槐糖（2glcβ1－2）、龙胆二糖（2glcβ1－6）芸香糖——

（rhaα1－6－glc）新橙皮糖——

（rhaα1－2glc）刺槐二糖——

（rhaα1－6gal）9PPT课件三糖——龙胆三糖（glcβ1－6glcβ1－6fru）槐三糖（glcβ1－2glcβ1－2glc）2、糖的连接位置——3、7、3’、4’位易与糖结合3、苷原子O－苷（为主）

C－苷（少数）多在C6、C8位与glc

结合常见取代基——Ar－OH、OCH3、－CH3

异戊烯基10PPT课件三、常见黄酮类化合物1、黄酮类：木犀草素（5、7、3’、4’－四OH~）

黄芩素（5、6、7－三OH~）黄芩苷（黄芩素－7－O－glcA）11PPT课件2、黄酮醇山奈酚（3、5、7、4’－四OH~）

槲皮素（3、5、7、3’、4’－五OH～）

芦丁（槲皮素3－O－芸香糖）12PPT课件3、二氢黄酮橙皮素

甘草素杜鹃素13PPT课件4、异黄酮葛根素大豆素5、黄烷类儿茶素14PPT课件6、双黄酮银杏素7、双苯吡酮异芒果素15PPT课件四、黄酮类化合物的生物活性

（一）对心血管系统的作用芦丁、橙皮苷、儿茶素——具有Vp样作用，治疗高血压辅助药芦丁、葛根素、——

活血化淤、扩冠。具有活血化淤的中药一般降血脂和胆固醇的作用。（二）抗肝脏毒性作用——水飞蓟素、儿茶素（三）抗炎作用——

许多黄酮具有抗炎、祛痰、解热、抑制血小板凝聚。16PPT课件四、黄酮类化合物的生物活性（四）雌性激素作用——

大豆素等异黄酮有此作用（五）抗菌及抗病毒——

木犀草素、黄芩苷、黄芩素有抗菌作用；槲皮素、桑色素、山奈酚等有抗病毒作用（六）泻下作用——营实苷有泻下作用（七）解痉作用——

异甘草素及大豆素可解除平滑肌痉挛样作用17PPT课件§6－3理化性质及显色反应

一、形状1、形态——苷元多为晶体；苷少数为无定形粉末2、旋光性苷类——多为左旋（因结合了糖）苷元——

二氢黄酮（醇）、二氢异黄酮、黄烷醇有旋光性；其他黄酮无旋光性（因分子中无手性碳）18PPT课件3、颜色黄酮（醇）及其苷——

灰黄～黄色查耳酮及橙酮——黄～橙黄色有交叉共轭二氢黄酮及异黄酮——无色（或微黄色）无交叉共轭花色素——

红、紫、兰等色颜色有所不同的原因：（1）与分子是否存在交叉共轭体系有关19PPT课件（2）与助色团的数目和位置有关

助色团数目越多λ越向红位移

7、4’位引入助色团，颜色加深至可见光（3）与介质PH有关——指花色素：

PH<7红色；

PH＝8.5紫红色

PH>8.5兰色20PPT课件二、溶解性

1、苷元共性——难溶于水或不溶于水；易溶于MeOH、EtOH、EtOAc、Et2O等有机溶剂及稀碱液。水溶度的差异：母核平面性（黄酮，查耳酮，橙酮）——最小非平面性（二氢黄酮）——水溶度稍大离子型（花色素）——

最大取代基——OH基越多，亲水性越强；OH甲醚化后，亲脂性加大

21PPT课件2、苷的共性——

易溶于水、MeOH、EtOH、等极性溶剂；难溶于亲脂性有机溶剂。水溶度的

糖基数目——多糖苷>少糖苷差异

糖的结合位置——

C3—O苷>C7－O苷（原因：前者破坏了分子共平面性；后者少了极性大的OH）22PPT课件三、酸碱性

1、多含酚OH，显酸性，可溶于碱液、吡啶、DMF中2、酸性强弱与酚OH数目和位置有关位置——7、4’－OH酸性（在交叉共轭体系对位，质子易解离）最强23PPT课件5－OH酸性最弱（因分子内氢键束缚了质子解离）以黄酮为例酸性强弱顺序：7、4’－二OH~>7或4’－OH~>一般酚OH~>5－OH~2、碱性：因黄酮的1位O原子含未共用电子对，显弱碱性，可溶于浓酸成垟盐24PPT课件四、显色反应

（一）还原反应

1、NaBH4反应——鉴别二氢黄酮（醇）（专属反应）

2、HCL－Mg反应——只鉴别黄酮（醇）、二氢黄酮（醇）3、钠汞齐反应——

黄酮（醇）、二氢黄酮（醇）、异黄酮反应颜色——紫红色注意：花色素及某些查耳酮、橙酮在浓酸中有颜色变化，因此需作空白实验25PPT课件（二）与金属盐的反应

络合离子——AL3＋

Mg2＋

Zr4＋

Sr2＋等可络合的结构类型：1、ALCL3反应——黄色荧光，鉴别三种结构（纸片反应）2、FeCL3反应——

酚羟基的鉴别反应（可判断甲基化、乙酰化反应完全与否）26PPT课件3、Mg（AC）2反应——鉴别三种结构（纸片反应）

天蓝色（二氢黄酮类）；橙黄～褐色（黄酮、异黄酮）4、Pb盐中性——

沉淀邻二酚OH、COOH

碱性——

除二种结构外、一般酚羟基、多元醇5、ZrOCL2－枸缘酸反应——

区别5－OH、

3－OH（试管反应）样品＋ZrOCL2黄色＋枸缘酸黄色消退示C5－OH

黄色不退示C3－OH27PPT课件机理：与络合物的稳定性有关，C3－OH稳定性>C5－OHC5－OH酸性最弱络合不稳，可被枸缘酸取代，而使黄色消退6、SrCL2反应——鉴别邻二酚羟基（试管反应）绿～棕～黑色沉淀28PPT课件金属离子络合鉴别反应小结

ZroCL2/枸缘酸——区别C5－OH（退色）

C3－OH（不退色）Al3＋、Mg2＋——

三种均可

Sr2＋——

邻二酚羟基

Pb2＋中性——可邻二酚羟基碱性——

含酚羟基均可29PPT课件（三）硼酸反应

5－OH黄酮，2－OH查耳酮＋硼酸/有机酸——亮黄色作用——保护邻二酚羟基（四）碱性试剂反应

一般黄酮黄色加深；查耳酮和橙酮橙红～紫红色30PPT课件§6－4黄酮化合物的提取分离

一、提取：1、粗提苷元低级性——EtOAc、CHCL3、

Et2O、

n－BuOH

提极性大——

含水MeOH（EtOH）提苷——

沸水提（注意破坏酶的活性）花色素——0.1％HCL水提31PPT课件2、粗提物的范围

（1）MeOH、EtOH提取法——适于苷和苷元（2）热水提取法——适于黄酮苷（3）碱溶酸沉法——适于含酚羟基的苷和苷元常用的碱水——Ca（OH）2

、Na2CO3等

32PPT课件3、碱溶酸沉法提取注意问题：《1》碱度不能太高，（pH8～9）加热时间不可太长，否则黄酮母核易被破坏。《2》加酸不可太低（PH4～5），防止形成垟盐影响收率。《3》可用硼酸保护邻二酚羟基33PPT课件二、黄酮化合物的分离（一）溶剂萃取法水或醇提液（回收乙醇后）——分别用Pet、Et2O、EtOAC、萃取后重结晶叶的提取物：pet萃取除去叶绿素等脂溶性杂质水提液：多倍量醇可沉淀pro、多糖等水溶性杂质34PPT课件（二）PH梯度萃取法梯度PH萃取法——适于酸性不同的化合物5％NaHCO3——

可萃取7、4’二OH黄酮5％Na2CO3——

可萃取7、或4’一OH黄酮

2％NaOH

——

可萃取一般OH黄酮

5％NaOH

——

可萃取5－OH黄酮35PPT课件（三）金属离子络合分离法

1、Pb

法：中性Pb（Ac）2

——

可沉淀邻二酚羟基（若无，则可沉淀杂质）碱性Pb（OH）Ac——

可沉淀所有含酚羟基的黄酮极其苷

2、硼酸络合法——提取含邻二酚羟基的黄酮（络合物水溶性）36PPT课件（四）柱色谱法

1、聚酰胺柱色谱——适于分离各类黄酮吸附规律：（1）与酚羟基地数目、位置有关（2）与溶剂性质有关含水溶剂——聚酰胺吸附规律不含水有机溶剂——

正相分配机制37PPT课件（3）在含水溶剂中的洗脱规律：

1）苷元相同——三糖苷>双糖苷>单糖苷>苷元2）酚羟基数目——

一般：少OH>多OH；特殊：邻三OH≈邻二OH≈单OH3）酚羟基位置——邻二OH>对位OH（间位OH）4)

母核不同——异黄酮>二氢黄酮醇>黄酮>黄酮醇5)共轭体系长者难洗脱——二氢黄酮>查耳酮（相应母核）

38PPT课件（4）不含水有机溶剂——正相分配机制，亲脂性强者先洗下例如：山奈酚（3、5、7、4’四OH）槲皮素（3、5、7、3’、4’五OH）杨梅素（3、5、7、3’、4’、5’、六OH）50％EtOH洗脱：Rf

山萘酚≈槲皮素≈杨梅素CHCL3：MeOH：丁酮（3：1：1）山～>槲～>杨～

Rf0.20.080.04

39PPT课件

2、硅胶柱色谱——

适于分离异黄酮、二氢黄酮（醇）及全甲基化的黄酮；降活度的硅胶（加水后）——可分离黄酮（醇）3、葡聚糖凝胶柱色谱——SephadexG；SephadexLH－20（1）分离机制：苷——分子筛原理，分子量大的先下苷元——

氢键吸附原理；酚羟基少者先洗下40PPT课件Ve/V0=洗脱体积/柱空体积Ve/V0小——

易流出，先洗下；Ve/V0

大——

难流出，后洗下（2）常用洗脱溶剂——

碱水0.1mol/LNH4OH盐水0.5mol/LNaCL；含水醇类；含水丙酮CHCL3：MeOH

等41PPT课件第六章黄酮类化合物§6－5黄酮类化合物的检识与结构鉴定42PPT课件一、色谱法

（一）PC法：适于苷和苷元（双向层析法）

1、溶剂的选择：第一向：

BAW洗脱、TBA（t－BuOH：

HAC：H2O3:1:1）

第二向：水性溶剂，2～6％HAC水，3％NaCL等43PPT课件

2、方法：第一向中分离苷元，亲脂性大的Rf值大第二向中分离苷，亲水性大的Rf值大

44PPT课件结构、溶剂与Rf

的关系：1、醇性展开剂：亲脂性越大Rf值越大苷元＞单糖苷＞双糖苷2、BAW溶剂中：苷元Rf

＞0.7（花色素除外）

苷Rf

＜0.73、含水溶剂（3％HAC）：亲水性越强，糖链越长者Rf

值越大。苷元：平面型（在原点）＜非平面型苷：Rf

＞0.545PPT课件3、显色剂：（1）可见光/荧光灯分别观察（2）氨熏后荧光灯观察（3）喷AlCL3/荧光灯观察46PPT课件（二）硅胶TLC法

适于弱极性苷元和苷展开剂：苷元——

以苯、甲苯为主，含甲酸等其他有机溶剂的不同比例苷——

含水的中强极性有机溶剂47PPT课件例如：苯：甲酸甲酯：甲酸（5：4：1）苯：甲醇：HAC（35：5：5）

CHCL3：MeOH（8.5：1.5）丁醇：吡啶：甲酸（40：10：2）苷、苷元相同：与糖的极性有关，极性大的Rf值小与溶剂介质有关，酸性展开剂中：

glcA>glc

48PPT课件（三）聚酰胺薄层色谱

范围广，适于各类黄酮展开剂——EtOH：H2O(3：2)H2O：EtOH：乙酰丙酮（4：2：1）

Rf

——

在含水溶剂中服从聚酰胺吸附机制；在亲脂性溶剂中服从分配机制49PPT课件二、UV及可见光谱在黄酮

鉴定中的应用

1、测定样品在甲醇中的UV2、加入诊断剂的UV——一般程序

NaOMe、NaOAC、

NaOAC/H3BO3ALCL3、ALCL3/HCL、（并分别与1比较）

3、若为苷类，水解后测苷元的UV

并与苷的UV比较50PPT课件（一）黄酮化合物在MeOH中的UV

1、一般紫外特征：带Ⅰ：λmax300～400nm（桂皮酰基）带Ⅱ：λmax220～280nm（苯甲酰基）

51PPT课件

2、各类黄酮母核MeOH中的UV

带Ⅰ带Ⅱ

黄酮——294nm；250nm

黄酮醇——344nm；259nm

52PPT课件

带Ⅰ带Ⅱ

异黄酮——305（sh）；245nm

二氢黄酮——310（sh）；270nm53PPT课件

带Ⅰ带Ⅱ

查耳酮——312（ab）；230nm（m）橙酮——370nm；251nm（m）54PPT课件三大类的区别

1、有交叉共轭——两个强λ,且Ⅰ>Ⅱ

（黄酮醇Ⅰ>黄酮Ⅰ）2、无交叉共轭——Ⅱ强；Ⅰ（sh）（二氢黄酮Ⅱ>异黄酮Ⅱ）3、无γ－吡喃酮——带Ⅰ强；带Ⅱ（m）（橙酮Ⅰ＞查耳酮Ⅰ）55PPT课件

3、MeOH中UV的作用

（1）推测黄酮类化合物的结构类型（2）作为加入诊断剂的基准UV光谱（3）可对黄酮类化合物进行定性、定量56PPT课件4、助色团的影响

（OHCH3OCH3）（1）

带Ⅰ受全母核取代基的影响，但是B环取代基影响大，助色团使λ红移，而7、4’、3位使λ影响最大（2）

带Ⅱ——

受A环取代基影响，B环助色团不影响峰位，只影响峰形如：4’－OH黄酮，带Ⅱλ单峰（S）；3’、4’二OH黄酮，带Ⅱλ双峰（d）（3）OH——

甲醚化、苷化、等，Ⅰ、Ⅱλ均向紫移57PPT课件（二）加入诊断剂后引起的位移及其在结构测定中的意义（以黄酮为例）

1、加入MeONa

——鉴别7－OH；

4’－OH；3－OHMeONa谱与甲醇谱比——可鉴别：（1）带Ⅰ红移40～65nmε↑（不变）

——示4’－OH（2）带Ⅰ红移50～60nmε↓

——

示有3－OH，但无4’－OH58PPT课件1、加入MeONa

——鉴别7－OH；4’－OH；3－OH

（3）320～330nm有吸收——

示7－OH游离（若无，示7－OH苷化）（4）λ随时间延长而衰退——示含3、4’－OH；3’、4’－OH；5、6－OH5、7、8－OH3’、4’、5’－OH等碱敏感基团59PPT课件2、加入NaOAc——

鉴别7－OH；4’－OH

鉴别：

7－OH——

使带Ⅱλ红移5～20nm4’－OH——

使带Ⅰλ红移带Ⅰ比HOMeλ稍大或相同示4’-OH,7-OH苷化；带Ⅰ比HOMeλ大示4’-OH；7－OH游离。

60PPT课件3、加入NaOAc/H3BO3

——

鉴别邻二酚OH

邻二OH与H3BO3

络合使λ红移61PPT课件3、加入NaOAc/H3BO3

——

鉴别邻二酚OH鉴别：带Ⅰλ红移12～30nm，示B环有邻二OH带Ⅱλ红移5～10nm，示含A环有邻二OH62PPT课件4、加入ALCL3/HCL及ALCL3——鉴别3－OH；5－OH、邻二OH

（1）作用：

3、5二OH均可与AL3＋形成对酸稳定的络合物使λ红移；邻二OH与AL3＋络合后λ红移，但加酸后即分解λ紫移63PPT课件64PPT课件鉴别

AlCL3/HCL与ALCL3比相同：示无邻二OH不相同：带Ⅰ紫移示B环有邻二OH

带Ⅱ紫移示A环有邻二OH65PPT课件

ALCL3/HCL与MeOH比：带Ⅰ红移35～55nm——

示有5—OH带Ⅰ红移60nm——

示有3－OH

带Ⅰ红移50～60nm——

示有

3－OH及5－OH带Ⅰ红移17～20nm——

示有

5－OH和C6氧取代66PPT课件小结1、MeONa

——鉴别7－OH；4’－OH；

3－OH2、NaOAc——

鉴别7－OH；4’－OH3、NaOAc/H3BO3

——

鉴别邻二酚OH4、ALCL3/HCL及ALCL3——鉴别

3－OH；5－OH、邻二OH67PPT课件68PPT课件实例解析

从中药柴胡中分离得到一黄酮成分，酸水解，PC检出Rha

UV数据如下：UVλmax（nm）MeOH：266；367NaOMe：276；424（分解）ALCL3：270；424ALCL3/HCL：276；424NaOAc：276；387NaOAc/H3BO3

：276；38769PPT课件

解析

1、MeOH谱——带Ⅰλ＝367（大于350nm）示黄酮醇2、NaOMe——带Ⅰ红移57nm，示有4’－OH3—OH（分解）带Ⅱ红移10nm示有7－OH，结合态，（因带Ⅰ无320nm）说明糖结合在7位3、ALCL3与ALCL3/HCL相同；NaOAC/H3BO3

相同——示分子无邻二OH4、ALCL3/HCL比NaOMe带Ⅰ红移57nm，——

示有3－OH，5—OH70PPT课件推测结构为山奈酚7－O－rha苷

71PPT课件72PPT课件三、NMR在黄酮结构分析中的应用（一）黄酮类各类质子的化学位移δ

1、总的范围和顺序：δ0～9ppm

B环H>A、C环H>

糖C1－H；7.56.55～4.5

>

－OCH3；糖上其他H；>

－CH3

4.1～3.51.2～1.073PPT课件60Hz核磁共振仪测定的黄酮1HNMR74PPT课件

300Hz核磁共振仪测定的黄酮1HNMR75PPT课件2、A环质子

7－OH黄酮——C5－H>C8－H>C6－H

（dJ＝9Hz）（dJ＝2.5Hz）（ddJ＝9、2.5Hz）

5、7－二OH黄酮——C8－H>C6－H

苷——C8－H、C6－H：位移加大76PPT课件2、B环质子

1、C4’－氧取代：2H＝3H>3’H=4’H2、C3’C4’－二氧取代：

6’H>2’H>5’H(dd8.5,2.5Hz)(d2.5Hz)(d8.5Hz)3、C3’C4’C5’－三氧取代——2’H=6’H(S)77PPT课件4、C环质子

黄酮——C3－H6.5（S）异黄酮——C2－H7.6～7.8（S）橙酮——苄基H6.5～6.7（S）查耳酮——βH7.3～7.7αH6.7～7.4(d11Hz反式烯)二氢黄酮——C2－H5.2>C3－2H2.8（ddJ反11HzJ顺

5Hz）（ddJ偕17HzJ临同顺）

78PPT课件5、糖上质子

（1）单糖苷：糖上C1’’－HC1’’-H>糖上其他HglcC1’’-H>rhaC1’’-HJ的鉴定D-glc-β体C1’’-H和C2’’-HJaa

＝7HzL－rha－α体C1’’-H和C2’’-HJee＝

2Hz79PPT课件糖上的特殊结构：rha－C5－CH30.8～1.2（S3H）

glc——

无此δ

（2）双糖苷末端糖C1’’’－H小于C1’’－H(离母核远，屏蔽效应小)80PPT课件6、Ar－OCH3δ3.5～4.1ppm7、Ar－OHC5－12.4ppmC7－10.9ppmC3－9.7ppm8、－CH3C8－CH3>C6－CH3

δ（2.14～2.50）（2.04～2.45）9、－CH3CO－脂肪族1.65～2.10

芳香族2.30～2.50

81PPT课件13CNMR谱在黄酮类化合物结构鉴定中的应用

（一）一般测定方法全去偶谱——确定各C的数量、δ及性质偏共振去偶谱季碳S

叔碳d

仲碳t

伯碳q82PPT课件83PPT课件（二）黄酮母核的δ值

1、母核各C的δC4>C2>C9>C7>C1’>C4’>C3’C5’>C2’C6’>C5>C6

>C10>C8>C384PPT课件（三）黄酮类化合物－O－糖苷中糖的连接位置

1、糖的端基C的苷化位移δ值（1）酚性苷中——糖的端基C的苷化位移值约为：＋4.0～6.0（2）7、2‘、3’、4‘——苷化C1’的C位于：δ100.0～102.5（3）但5－O－glc苷及7－O－rha苷例外：δ104.3及99.085PPT课件2、苷元的苷化位移

作用——可通过苷元的苷化位移判断苷元与糖的连接位置。（1）与糖相连的C——δ向高场移（2）邻位C和对位C——δ向低场移且对位低移幅度大86PPT课件

3、取代基位移的影响

黄酮化合物B环引入取代基X时的取代基位移

XZiZ0ZmZpOH26.6－12.21.6－7.4OCH331.4－14.41.0－7.887PPT课件

分析实例：

5－OH黄酮C的δ：

C4>C2>C5

>C9>C7>C1’>C4’>C3’C5’>C2’C6’>C6

>C10>C8>C3

（5－OH使C5δ加大）88PPT课件四、MS在黄酮结构测定中的应用

（一）黄酮苷元的MS特点（EI－MS）

1、多数苷元M＋强，且为基峰

苷元－e

89PPT课件2、各类黄酮母核的M＋

m/z

（1）黄酮、异黄酮、橙酮222（2）黄酮醇238（3）查耳酮、二氢黄酮224（4）二氢黄酮醇24090PPT课件3、常见取代基的质量差

（1）OH——（17）16（2）CO——28（3）OCH3

——

（31）30（4）－CH3——

（15）1491PPT课件4、苷元裂解规律强，

（RDA裂解；C环均裂）

裂解方式ⅠRDA裂解

裂解方式ⅡC环均裂

92PPT课件产生主要碎片离子：A1B1B2——

可推测结构93PPT课件94PPT课件（二）以黄酮为例解析EI－MS图谱95PPT课件解析1、找出M＋确定分子量,M＋＝2542、M＋－母核m/z＝质量差（可推出取代基性质和数量）

M＋－母核m/z＝254－222＝32

（示有二个OH取代）3、M＋分别减去主要碎片离子峰，可分别推测A环和B环的取代基种类和数目。

96PPT课件M＋分别减去主要碎片离子峰，可分别推测A环和B环的取代基种类和数目。

（1）105102分别为B环的B1、B2的碎片峰，提示B环无取代（2）254－28＝226为（M＋－CO）峰（3）152为A1碎片峰152－120＝32（提示A环有2个OH取代）

[152＝254－102（B1）]（4）77为（B2－CO）峰所以此结构为A环有2个OH取代的黄酮，取代位置需其他光谱确定97PPT课件光谱解析实例从紫荆花中得到一淡黄色针晶，mp.275～278℃，分子式:C15H10O6.HCL-Mg粉反应呈桃红色（），FeCL3反应呈污绿色（），ZrOCL2反应黄色，加枸缘酸黄色不褪（），Molish反应阴性（），氨性氯化锶反应阴()UVλmaxnm：

MeOH

：268366（）

NaOMe：277320408（强度