第11章 黄酮类化合物2014.5.26

本章内容第一节黄酮类化合物结构与分类

第二节黄酮类化合物理化性质第三节黄酮类化合物提取与分离第四节黄酮类化合物结构测定一、基本结构与分类（一）黄酮类化合物的基本结构色原酮2-苯基色原酮

第一节

概述

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。定义:（二）黄酮类化合物的分类

①

中央三碳链的氧化程度

②

B-环联接位置（2-或3-位）③

三碳链是否构成环状分为以下几种类型：根据其：功能与主治：中毒性肝脏损害；慢性肝炎及肝硬化的支持治疗。

1．黄酮类（flavones）

以2-苯基色原酮为基本母核，C3无含氧取代基。

黄芩苷

2．黄酮醇类（flavonol）

槲皮素R=H

芦丁

R=芸香糖基

以2-苯基色原酮为基本母核，C3有含氧取代基。

3．二氢黄酮类（flavanones）

二氢黄酮

橙皮苷

4．二氢黄酮醇类（flavanonols）

二氢槲皮素二氢黄酮醇5．异黄酮类（isoflavones）

其B环连接在C3位上。

大豆素R=H

大豆苷R=glc

大豆异黄酮进入20世纪90年代，国内外的生物学家、化学家、医学家被一种神奇的物质所吸引，这存在于大豆中的神奇物质被称作“大豆异黄酮”。流行病学资料表明，长期食用大豆的东南亚人群中，癌症、动脉粥样硬化等心血管病症的发病率明显低于西方。在日本，乳腺癌的发病率是美国的1/4；妇女更年期综合症的发病率只有美国的1/3；这个现象已引起科学家的注意。经研究发现，大豆中含有一种结构与雌激素相似的物质叫异黄酮，它是大豆中的一种非营养成份，具有生理活性，能产生类似雌激素的效应，而被称之为“植物雌激素”。对身体雌激素的双向调节作用。当人体内雌激素水平低时，大豆异黄酮占据雌激素受体，发挥弱雌激素效应，表现出提高雌激素水平的作用。当人体内雌激素水平高时，大豆异黄酮以“竞争”方式占据受体位置，同样发挥弱雌激素效应，但由于它的活性仅为体内雌激素的2%，因而从总体上表现出降低体内雌激素水平的作用，这就是著名的大豆异黄酮对雌激素的双向调节作用机制。大豆异黄酮对身体雌激素的双向调节作用抗癌作用降低胆固醇，预防动脉硬化改善骨质疏松预防冠心病美国的食品药物管理局（FDA）把大豆列为能够“真正降低心脏病危险的食品”之一

大豆异黄酮~12Å植物雌激素雌二醇~12Å6．查耳酮类（chalcones）

两苯环之间的三碳链为开链结构

查耳酮

红花苷7．花色素类

又称花青素，是一类水溶性色素，多以苷的形式存在。矢车菊素花色素8．黄烷-3-醇类

又称儿茶素类化合物（＋）—儿茶素

黄烷醇

9．橙酮类

橙酮硫磺菊素二、黄酮类化合物的生物活性（一）对心血管系统的作用（二）抗肝脏毒作用（三）抗炎作用

（四）雌性激素样作用

（五）抗菌及抗病毒作用

（六）泻下作用

（七）解痉作用第二节黄酮类的理化性质及显色反应

一、性状多为结晶性固体，少数苷为无定形粉末。2．旋光性

游离的苷元中——二氢黄酮（醇）、黄烷(醇)（＋），其余则无光学活性。

1．晶形

苷类——（＋），且多为左旋。3．颜色

黄酮、黄酮醇及其苷类——灰黄～黄色查耳酮——黄～橙黄色，二氢黄酮、二氢黄酮醇——不显色异黄酮——显微黄色

黄酮（醇）分子中，尤其在7-位及4’-位引入-OH及-OCH3等助色团后，而使化合物的颜色加深。

花色素及其苷元的颜色随pH不同而改变

一般显红（pH＜

7）紫（

pH＝8.5）

蓝（pH＞8.5）等颜色

二、溶解性1．苷与苷元

游离苷元：

苷类：

2．苷元①

黄酮、黄酮醇、查耳酮等—更难溶于水

平面性强的分子，因分子与分子间排列紧密，分子间引力较大。②二氢黄酮及二氢黄酮醇等——溶解度稍大

因系非平面性分子，故分子与分子间排列不紧密，分子间引力降低，有利于水分子进入，溶解度稍大。R=H，二氢黄酮R=OH，二氢黄酮醇

③

花色苷元（花青素）类——水溶度较大

虽也为平面性结构，但因以离子形式存在，具有盐的通性，故亲水性较强。花青素

3．苷类

苷元相同时，羟基糖越多，糖分子越多，水溶度越大。同一苷元，3-O-葡萄糖苷的水溶度>7-O-葡萄糖苷

三、酸性与碱性

（一）酸性黄酮酚羟基酸性强弱顺序依次为：7,4’-二OH＞7-或4’-OH＞一般酚羟基＞5-OH＞3-OH应用:用于提取、分离及鉴定工作

（二）碱性——强酸下形成洋盐

γ-吡喃环上的1-氧原子，因有未共用的电子对，故表现微弱的碱性，可与强无机酸生成盐(yang盐)，但生成的盐极不稳定，加水后即可分解。

四、呈色反应

（一）还原试验——鉴别

1．盐酸-镁粉（或锌粉）反应

黄酮（醇）———橙红～紫红色二氢黄酮（醇）查耳酮、橙酮、儿茶素（-）异黄酮类除少数例外，也不显色操作：样品/乙醇中加入少许镁粉振摇，滴加几滴浓HCl，即可显色。排除干扰：先作空白对照实验Mg粉2．四氢硼钠反应——区别二氢黄酮类上述四种黄酮HCl无色红色二氢黄酮类/EtOH2％NaBH4/MeOH浓HCl红～紫色（二）金属盐类试剂的络合反应

—C3-OH，C5-OH，邻二OH（+）络合应具备的条件

结果：颜色，沉淀用途：鉴定，结构测定，提取分离1.铝盐1％AlCl3溶液，络合物多为黄色，为显色剂和比色测定。2.铅盐

常用1％醋酸铅及碱式醋酸铅水溶液，可生成沉淀。应用：鉴定、提取及分离工作。3．ZrOCl2（锆盐）

5-OH黄酮类3-OH2%枸橼酸

黄色（3-OH黄酮）黄褪色（5-OH黄酮）2%ZrOCl2黄甲醇3-OH，4-酮基络合物稳定性＞5－OH，4-酮基络合物原因：＞4．镁盐

——鉴别两类二氢黄酮

二氢黄酮Mg(Ac)2二氢黄酮醇天蓝色荧光喷洒黄酮、黄酮醇及异黄酮——

显黄色～橙黄色～褐色

5.氯化锶（SrCl2）

——鉴别邻二OH具邻二酚OH黄酮类/氨性甲醇

绿色～棕色乃至黑色↓（三）硼酸显色反应具5－OH的黄酮

2－OH查耳酮硼酸（四）碱性试剂显色反应

在日光及紫外光下，通过纸斑反应，观察样品用碱性试剂处理后的颜色变化情况，对于鉴别黄酮类化合物有一定意义。亮黄色酸性液molishC+盐酸镁粉反应D红至紫红色A橙至微红色NaBH4B紫红至深紫红

第三节黄酮类化合物的提取与分离

一、提取存在形式：花、叶、果等组织中——苷木部坚硬组织中——游离苷元选择溶剂：

黄酮苷，极性稍大的苷元——丙酮、醋酸乙酯、乙醇、水、甲醇-水（1：1）、甲醇花青素类——可加少量酸（如

0.l％盐酸）

黄酮苷元——宜用极性较小的溶剂（氯仿、乙醚、醋酸乙酯）等提取多糖苷类——沸水提取

对得到的粗提取物可进行精制处理，常用的方法有：（一）溶剂萃取法1．醇浸液、去脂杂——加p.e２．水提取去水杂——加多倍量高度醇（二）碱提取酸沉淀法——适合酸性成分——具有Ar-OH的黄酮药材碱水液

H+

OH-

沉淀（黄酮苷，苷元）

水（水杂，M+）（三）炭粉吸附法——适于苷类的精制甲醇粗提液活性炭

黄酮—活性炭

沸水

沸甲醇

7％酚/水

15%酚/醇

（四）树脂吸附提取法

——适于苷类的精制

二、分离分离黄酮的依据：（1）极性大小不同——吸附层析（2）分配比不同——分配层析

（3）酸性不同——pH梯度萃取法

（4）MW大小不同——葡聚糖凝胶分子筛

或膜技术

（5）官能团——络合，沉淀等

（一）柱色谱法1．硅胶柱色谱

适于分离异黄酮、二氢黄酮（醇）及高度甲基化（或乙醚化）的黄酮（醇）类

常用的分离方法有柱层析法、萃取法、铅盐法、HPLC法、薄层层析法等。

常用的吸附剂或载体有硅胶、聚酰胺及纤维素粉等。也有用氧化铝、氧化镁及硅藻土等。

（1）分离对象：酚、醌、硝基化合物2．聚酰胺柱色谱（2）原理：氢键吸附

（3）影响因素：黄酮类分子中羟基的数目与位置

溶剂与黄酮类溶剂与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小（4）洗脱规律（先→后顺序）叁糖苷＞双糖苷＞单糖苷＞苷元

①

苷元相同：③-OH位置：C=O邻位-OH黄酮＞C=O对位（或间位）-OH黄酮

②-OH多少：酚羟基少＞羟基多

＞

④黄酮类型：

异黄酮＞二氢黄酮醇＞黄酮＞黄酮醇⑤芳香程度：芳香程度高，共轭双键多吸附力＞芳香程度高，共轭双键少

二氢黄酮＞查耳酮

⑥溶剂影响：

＞聚酰胺的双重色谱性

以含水移动相（如甲醇一水）作洗脱剂，苷比苷元先洗下来。

以有机溶剂作洗脱剂（如氯仿一甲醇）苷元比苷先洗脱下来。

极性移动相（含水溶剂系统）洗脱时有机溶剂（如氯仿一甲醇）洗脱时

聚酰胺—

非极性固定相

极性固定相色谱行为

类似反相分配色谱

正相分配色谱苷极性＞苷元苷元极性＜苷

苷先洗脱

苷元易洗脱3．葡聚糖凝胶柱色谱

分离黄酮类化合物的机理：双重性

分离黄酮苷元——靠吸附作用羟基少，极性小，吸附力弱，先被洗脱。

分离黄酮苷时——分子筛性质起主导作用糖数量多，分子量大，分子筛时，先洗脱下来。

（二）梯度pH萃取法——酸性不同的黄酮苷元的分离酸性：7,4’-OH＞7-或

4’-OH＞一般Ar-OH＞5-OH5%NaHCO3

5%Na2CO20.2%NaOH4%NaOH溶解的碱水（三）根据分子中某些特定官能团进行分离H3BO3络合反应（邻二酚羟基）2.Pb(Ac)2沉淀反应（邻二酚羟基）3.碱性醋酸铅（不具邻二酚羟基黄酮）注意脱铅第四节黄酮类化合物的检识与结构测定测定一般步骤：

（1）化学反应—

（2）PC、TLC—

（3）UV光谱—

（4）1H-NMR

（5）MS（6）13C-NMR一化学反应——确定化合物的类别

二、色谱法在黄酮类鉴定中的应用——确定黄酮的种类与数量（一）纸色谱（PPC）——分离黄酮类化合物及其苷的混合物

1．原理—分配色谱

2．溶剂选择：黄酮苷元—酸性醇溶剂花色苷元—酸性水溶剂HCl或HOAc苷类—双向展开第一向展开剂：采用醇性溶剂第二向展开剂：采用水或水溶液如：n-BuOH-HOAc-H2O(4:1:5上层）如：2%～6%HOAc等

3．在不同展开剂中，苷、苷元的Rf值不同醇性溶剂：Rf苷元

＞单糖苷＞

双糖苷

水溶剂：Rf三糖苷＞

双糖苷＞苷元

(二)硅胶薄层色谱：(不用Al2O3）——分离与鉴定弱极性黄酮类（三）聚酰胺薄层色谱—分离含游离酚羟基的黄酮及其苷类三、紫外及可见光谱在黄酮类鉴定中的应用紫外及可见光谱一般程序：

1．测定样品在甲醇中的UV光谱2．测定甲醇+诊断试剂后的UV光谱3．苷类→水解，或甲基化后→水解测苷元或衍生物的UV光谱

（一）黄酮类化合物在甲醇溶液中的UV光谱特征

1．两个谱带Ⅰ、Ⅱ与结构的关系

苯甲酰基

峰带Ⅱ（220～280nm）

桂皮酰基

峰带Ⅰ（300～400nm）

2．各种类型黄酮的UV光谱特点（1）黄酮及黄酮醇类

黄酮

黄酮–3-OR黄酮醇

带Ⅱ(nm)

带Ⅰ(nm)

220-280304-350328-357352-385木犀草素(黄酮类)—槲皮素(