第三章苯丙素类天然药物化学

第三章苯丙素类天然药物化学第1页，课件共92页，创作于2023年2月

第一节苯丙酸类第二节香豆素类第三节木脂素类第2页，课件共92页，创作于2023年2月苯丙素的定义苯丙素是一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。有单独存在的，也有多个单位聚合的。包括苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮和木质素等。合成途径：由莽草酸开始，通过苯丙氨酸和酪氨酸，经脱氨、羟基化、偶合等。第3页，课件共92页，创作于2023年2月香豆素类：C6-C3木脂素类：(C6-C3)2木质素类：(C6-C3)n黄酮类：C6-C3-C6第4页，课件共92页，创作于2023年2月苯丙素类生物合成途径示意图莽草酸香豆素苯丙醇类苯丙烯类酪氨酸对羟基桂皮酸阿魏酸松柏酸咖啡酸苯丙氨酸桂皮酸第5页，课件共92页，创作于2023年2月第一节苯丙酸类

一.苯丙素类化合物酚酸类成分在植物中广泛分布，其中主要是苯丙酸类。基本结构是由酚羟基取代的芳环与丙烯酸构成。常见的苯丙素类：对羟基桂皮酸咖啡酸阿魏酸芥子酸第6页，课件共92页，创作于2023年2月苯丙酸常与不同的醇、氨基酸、糖、有机酸等结合成酯的形式。咖啡酸的衍生物在自然界分别广泛，并多有抗菌利胆的作用。大多具有一定的水溶性。降压抗菌消炎第7页，课件共92页，创作于2023年2月丹参素甲丹参素丙丹参素乙抗动脉硬化增加冠脉流量治疗冠心病第8页，课件共92页，创作于2023年2月二.苯丙素的提取水溶性化合物分离难度较大柱层析分离，常用大孔树脂、聚酰胺、硅胶、葡聚糖凝胶。第9页，课件共92页，创作于2023年2月苯丙酸类鉴别1～2％FeCl3Pauly试剂：重氮化的磺胺酸Gepfner试剂：1％亚硝酸钠-10％醋酸(1:1)喷雾后空气中干燥，再用0.5mol/L苛性碱甲醇液处理.Millon试剂：在紫外线下，苯丙酸类化合物为无色或具有蓝色荧光，用氨水处理后呈蓝或绿色荧光。第10页，课件共92页，创作于2023年2月三.苯丙素的波谱特征有强紫外吸收，在中性溶液中，其紫外吸收与其酯或苷相似；加入醋酸钠，紫移；加入乙醇钠，红移。酚羟基在红外3300～3500cm-1处有强吸收苯环在1440～1650cm-1处有强吸收第11页，课件共92页，创作于2023年2月第二节香豆素香豆素的结构类型香豆素的理化性质香豆素的提取分离香豆素的波谱学特征香豆素的生物活性第12页，课件共92页，创作于2023年2月香豆素（coumarin)定义：具有α-吡喃酮母核基本骨架的苯丙素类化合物。邻羟基桂皮酸的内酯类化合物的总称。90％具有7-OH或醚基具芳香气味。自然界分离得到近1200种。广泛分布于高等植物中，如伞形科、芸香科、菊科、豆科、兰科、茄科、瑞香科、虎耳科、、木樨科植物及微生物代谢产物中。第13页，课件共92页，创作于2023年2月coumarin第14页，课件共92页，创作于2023年2月一.香豆素的结构类型苯并α-吡喃酮分子中苯环或吡喃酮环上常有羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等取代。根据取代基的的不同及连接方式的不同可将香豆素进行分类。第15页，课件共92页，创作于2023年2月(一）简单香豆素类仅在苯环上有取代基的香豆素类。常见取代基有羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯氧基等。七叶内酯七叶内酯苷当归内酯第16页，课件共92页，创作于2023年2月（二）呋喃香豆素类香豆素核上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃环，称呋喃香豆素，成环后常失去三个碳原子。分为直线形和角形。补骨脂内酯香柑内酯花椒毒内酯异香柑内酯茴芹内酯第17页，课件共92页，创作于2023年2月（三）吡喃香豆素类香豆素的C6或C8异戊烯基与邻酚羟基环合而成2,2-二甲基-α-吡喃环结构。分直线型和角型。第18页，课件共92页，创作于2023年2月（四）异香豆素类α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。C3、C4上常有苯基、羟基、异戊烯基等。第19页，课件共92页，创作于2023年2月二.香豆素的理化性质（一）物理性质（二）化学性质内酯的性质和碱水解反应酸的反应显色反应

异羟肟酸铁反应与酚类试剂反应第20页，课件共92页，创作于2023年2月（一）物理性质性状结晶状，淡黄色或无色，具香味。小分子化合物有挥发性，能升华。成苷者，多无以上特性。第21页，课件共92页，创作于2023年2月溶解性游离香豆素，不溶或难溶于冷水，可溶于沸水，易溶于苯、乙醚、氯仿和乙醇。香豆素苷，能溶于水、甲醇、乙醇，难溶于乙醚、苯等溶剂。第22页，课件共92页，创作于2023年2月荧光香豆素衍生物大多具有荧光。碱液中荧光加强。荧光强弱和有无与取代基的种类和位置有关。具C7-OH，呈强蓝色荧光。C6,7-二OH，荧光减弱，C7,8-二OH香豆素无荧光。羟基醚化后，荧光减弱。呋喃香豆素的荧光较弱，一般呈蓝或棕色荧光。第23页，课件共92页，创作于2023年2月内酯的性质酸条件下的反应显色反应（二）香豆素的化学性质第24页，课件共92页，创作于2023年2月在稀碱中可水解开环，形成水溶性的顺式盐。在碱性醇溶液中更容易开环，酸化，环合形成脂溶性香豆素而沉淀析出。若在碱溶液中放置或紫外照射，顺式转化为反式盐，酸化不环合。1.内酯性质第25页，课件共92页，创作于2023年2月一般顺式邻羟桂皮酸不容易得到，但一些特殊结构的香豆素，可形成顺式结构。异当归内酯3-异戊烯酰基-4,6-二甲基-顺邻羟桂皮酸ByakanglicolIsobyakangelicolicacid第26页，课件共92页，创作于2023年2月香豆素侧链上酯基如处于苄基碳上，极不稳定，碱水解后易生成两种异构化的醇.第27页，课件共92页，创作于2023年2月2.酸条件下的反应香豆素受酸的影响，可发生双键开裂、异戊烯基环合、环氧和酯基的水解、双键水合、羟基脱水等反应。第28页，课件共92页，创作于2023年2月环合反应异戊烯基易与邻酚羟基环合。在实验条件下，较温和的酸几乎可定量使异戊烯基侧链形成一个含氧杂环。第29页，课件共92页，创作于2023年2月醚键开裂烯醇醚遇酸易水解。东莨菪内酯第30页，课件共92页，创作于2023年2月双键加水反应黄曲霉素B1（高毒）黄曲霉素B2（低毒）第31页，课件共92页，创作于2023年2月3.显色反应异羟肟酸铁反应：香豆素类在碱性条件下，内酯开环与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，在酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。第32页，课件共92页，创作于2023年2月Gibb’s反应Gibb’s反应是将香豆素样品溶于乙醇中，在弱碱性条件下，2,6-二溴（氯）苯醌氯亚胺试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成蓝色化合物。第33页，课件共92页，创作于2023年2月Emerson反应将香豆素样品溶于碱性溶液中，加入2％4-氨基安替比林和8％铁氰化钾与酚羟基对位的活泼氢生成红色缩合物。第34页，课件共92页，创作于2023年2月三.香豆素的提取分离方法药材不同浓度的乙醇醇提取液回收溶剂，加水水溶液石油醚萃取苯萃取乙醚萃取乙酸乙酯萃取第35页，课件共92页，创作于2023年2月碱溶酸沉法内酯—加碱开环，加酸环合乙醚萃取液，用NaHCO3液除去酸性成分，再用稀冷NaOH液除去酚性成分（包括酚性香豆素），剩余中性部分蒸去乙醚，再用NaOH的水或醇液进行水解，此时香豆素成盐而溶于水中，以乙醚除去不水解的中性成分，碱液用酸中和，再用乙醚萃取出香豆素内酯成分。第36页，课件共92页，创作于2023年2月

色谱分离法吸附剂：硅胶、聚酰胺等洗脱剂：石油醚、正己烷、乙酸乙酯第37页，课件共92页，创作于2023年2月香豆素的提取与分离实例：第38页，课件共92页，创作于2023年2月四.香豆素的波谱学特征UV未取代香豆素：275nm(苯环，4.03）311nm（α、β-吡喃酮环，3.72）有取代基：一般红移：-OH>-OCH3>-CH3呋喃或吡喃环，稍紫移。第39页，课件共92页，创作于2023年2月IRIR与α-吡喃酮相似。羰基，1695~1725cm-1，苯环，1500~1600和700~900cm-1-OH，3200~3600cm-13,4-烯键，1625~1640cm-1C1-O，1260~1280cm-1第40页，课件共92页，创作于2023年2月1HNMRC3、C6、C8-H处于较高场，C4、C5、C7-H处于较低场，δ6~8C3-H，δ6.25；C4-H，δ7.91，J=9.5Hz苯环-H，δ7.02~7.52，m第41页，课件共92页，创作于2023年2月13CNMR母核上的碳：δ100～160OR取代：相连碳：δ＋30邻位碳：δ－13对位碳：δ－8第42页，课件共92页，创作于2023年2月MS香豆素母核有较强的分子离子峰，基峰常是失去CO的苯并呋喃离子。香豆素类化合物有连续脱去CO的碎片离子峰，含氧取代基越多，脱CO峰越多。7-甲氧基香豆素的分子离子峰是基峰，可形成[M-CO-CH3]+峰。

第43页，课件共92页，创作于2023年2月五.香豆素的生物活性植物生长调节作用－促进或抑制植物的发芽和生长光敏活性－可引起色素沉着，治疗白斑病抗菌、抗病毒作用－七叶内酯和七叶苷治疗痢疾，奥斯脑可抑制乙肝HBsAg平滑肌松弛作用－伞形科植物中许多香豆素有血管扩张作用抗凝血作用－双香豆素，抗凝血药物肝毒性－黄曲霉素可引起肝损害和癌变抗肿瘤作用－7－羟基香豆素抑制癌细胞的增值。第44页，课件共92页，创作于2023年2月第三节木脂素(Lignans)木脂素的结构类型木脂素的理化性质木脂素的提取分离木脂素的结构鉴定木脂素的生物活性第45页，课件共92页，创作于2023年2月一.木脂素的结构类型木脂素是一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物，通常指其二聚体。二聚体多数是由侧链β-碳原子或8碳连接而成8-8’8-8’,7-2’8-8’,2-2’3-3’第46页，课件共92页，创作于2023年2月构成木脂素的单体主要有：桂皮酸（偶有桂皮醛）、桂皮醇、丙烯酚、烯丙基酚。木脂素一般用俗名。系统命名一般左边的1～9，右边的1’～9’。第47页，课件共92页，创作于2023年2月一.木脂素的主要结构类型木脂素类新木脂素降木脂素杂木脂素第48页，课件共92页，创作于2023年2月（一）木脂素类(lignans)两个桂皮酸或桂皮醇通过侧链的β-碳原子8－8’连接而成分子中连氧的活性基团往往形成四氢呋喃环或内酯环很多结构通过侧链与苯环相连第49页，课件共92页，创作于2023年2月

1.二苄基丁烷第50页，课件共92页，创作于2023年2月2.二苄基丁内酯第51页，课件共92页，创作于2023年2月3.芳基萘类第52页，课件共92页，创作于2023年2月芳基萘类－例第53页，课件共92页，创作于2023年2月1－苯代萘内酯结构骨架4－苯代萘内酯结构骨架第54页，课件共92页，创作于2023年2月1－鬼臼毒脂素鬼臼乙叉苷赛菊芋脂素第55页，课件共92页，创作于2023年2月4.四氢呋喃类第56页，课件共92页，创作于2023年2月四氢呋喃－例第57页，课件共92页，创作于2023年2月5.骈双四氢呋喃类双四氢呋喃型木脂素结构骨架第58页，课件共92页，创作于2023年2月第59页，课件共92页，创作于2023年2月双四氢呋喃－例第60页，课件共92页，创作于2023年2月6.联苯环辛烯类五味子素戈米辛α-联苯双酯抗肝炎新药8-8‘，2-2’第61页，课件共92页，创作于2023年2月（二）新木脂素(neolignans)一个苯丙素的脂肪烃基与另一个分子苯环相连，或苯丙素的苯基相连第62页，课件共92页，创作于2023年2月1.尤普麦特苯骈呋喃型尤普麦特烯8-3’7-O-4’第63页，课件共92页，创作于2023年2月2.伯彻林苯骈呋喃类伯彻林8-1’7-O-2’第64页，课件共92页，创作于2023年2月3.双环辛烷类异奥克布烯酮8-3’，7-1’第65页，课件共92页，创作于2023年2月4.风藤酮型呋胡椒脂酮8-1’,7-9’第66页，课件共92页，创作于2023年2月5.联苯型两分子苯丙素的两个苯环3-3’直接相连。厚朴酚和厚朴酚第67页，课件共92页，创作于2023年2月（三）降木脂素(norlignans)木脂素或新木脂素中一个苯丙素单元的烃基失去一个或两个烃基碳形成的一类木脂素结构骨架第68页，课件共92页，创作于2023年2月（四）杂木脂素由3分子和4分子的苯丙素聚合而成。拉帕酚A拉帕酚F第69页，课件共92页，创作于2023年2月二.木脂素的理化性质木脂素多数为无色或白色结晶。仅少数能升华。大多具旋光性。游离木脂素，偏亲脂性，难溶于水，能溶于苯、氯仿、乙醚、乙醇等。木脂素苷，水溶性增加。第70页，课件共92页，创作于2023年2月(+)-芝麻脂素(+)-表芝麻脂素第71页，课件共92页，创作于2023年2月(-)-鬼臼毒素(-)-苦鬼臼毒素(-)-表鬼臼毒素(-)-表苦鬼臼毒素第72页，课件共92页，创作于2023年2月台湾脂素A台湾脂素C台湾脂素E第73页，课件共92页，创作于2023年2月显色反应Labat反应：具有亚甲二氧基的木脂素加浓硫酸后，再加没食子酸，可产生蓝绿色。Ecgrine反应：变色酸代替没食子酸，并保持温度70～800C，产生蓝紫色。异羟肟酸铁试剂可与有内酯环木脂素发生反应。第74页，课件共92页，创作于2023年2月没食子酸变色酸第75页，课件共92页，创作于2023年2月

三.木脂素的提取分离溶剂提取法碱溶酸沉法（内酯结构）注：要防止具有旋光性的木脂素在提取过程中发生异构化而失活。鬼臼毒脂素（抗癌活性）苦鬼臼毒脂素（无活性）第76页，课件共92页，创作于2023年2月第77页，课件共92页，创作于2023年2月四.木脂素的结构鉴定木脂素的化学降解（氧化法），可得到保持苯环原来取代的降解衍生物，再通过合成或波谱性质对照确定。剧烈氧化用碱性高锰酸钾或次溴酸钠在水溶液中进行。缓和氧化以中性高锰酸钾在丙酮中进行。第78页，课件共92页，创作于2023年2月第79页，课件共92页，创作于2023年2月山荷素A式山荷素B式第80页，课件共92页，创作于2023年2月五味子甲素（dl）2,3-二甲基己二酸第81页，课件共92页，创作于2023年2月费米盐（亚硝酸亚硫酸钾）能将对位有氢的酚羟基氧化成对醌。费米盐第82页，课件共92页，创作于2023年2月UV两个取代芳环是两个孤立的发色团，立体构型对紫外光谱没有影响。可区别芳基四氢萘、芳基二氢萘、芳基萘型木脂素。可确定芳基二氢萘双键的位置。第83页，课件共92页，创作于2023年2月1HNMR芳基萘木脂