苯丙素天然药物化学课件

第三章苯丙素类Phenylpropanoids苯丙素天然药物化学目的要求1．了解苯丙素类化合物的结构特点。熟悉苯丙酸类的结构特点及特性。2．掌握香豆素的结构特点和分类情况，熟悉香豆素类化合物的提取分离方法。3．掌握香豆素类化合物的理化性质及其波谱学特性。

4．了解木脂素的结构类型、理化性质及结构鉴定方法苯丙素天然药物化学第三章苯丙素类31233苯丙酸类香豆素木脂素苯丙素天然药物化学概述苯丙烯

propenylbenzene苯丙醇

propanolbenzene苯丙酸及其缩酯

propionicacidbenzene香豆素

coumarins木质素

lignins木脂素

lignans黄酮

flavonoids苯丙素类定义：一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。苯丙素天然药物化学酪氨酸tyrosine

脱氨对羟桂皮酸成苷氧化成苷氧化甲基化酶解酶解环合阿魏酸还原苯丙烯类新木脂素类伞形花内酯（香豆素类）松柏醇两分子聚合木脂素倍半木脂素三分子聚合木质素多分子聚合桂皮酸途径

cinnamicacidpathway苯丙素天然药物化学第一节苯丙酸类一、苯丙酸类化合物其基本结构是酚羟基取代的芳香羧酸，其中不少属于具有C6-C3结构的苯丙酸类，简单概括为具有C6-C3结构的芳香羧酸。苯丙素天然药物化学第一节苯丙酸类具有C6-C3结构的芳香羧酸，常与不同的醇、氨基酸、糖、有机酸结合成酯存在。苯丙素天然药物化学第一节苯丙酸类紫苏抗菌、利胆迷迭香酸Rosmarinicacid抗炎、抗氧化、抗菌金银花苯丙素天然药物化学举例桂皮八角小茴香丁香苯丙素天然药物化学苯丙素天然药物化学举例丹参Salviamiltiorrhiza苯丙素天然药物化学

丹参中的水溶性成分；耐缺氧、扩张冠状动脉、增加冠脉流量、抑制凝血和促进纤溶等作用，是丹参治疗冠心病的主要成分；注射用丹参多酚酸盐苯丙素天然药物化学二、苯丙素的提取

1.一般要经纤维素、硅胶、大孔树脂、聚酰胺树脂等反复层析才能纯化。第一节苯丙酸类苯丙素天然药物化学2、鉴别（1）1-2%的FeCl3甲醇溶液或铁氰化钾-三氯化铁试剂

检查酚类、芳香氨类及还原性物质薄层色谱：喷洒剂：1%铁氰化钾水溶液、2%三氯化铁水溶液。临用前等体积混合。

喷洒后处理：喷洒后酚性物质呈兰色斑点。再喷2N盐酸，能使颜色加深。第一节苯丙酸类苯丙素天然药物化学3、鉴别（2）紫外光下呈蓝色荧光，氨水处理后呈蓝色或绿色荧光。第一节苯丙酸类苯丙素天然药物化学3、鉴别（3）Pauly试剂：重氮化的磺酸胺。检查酚类、芳香氨类及能偶合的杂环化合物。喷洒剂：4.5克对氨基苯磺酸，加热溶于45毫升12N盐酸中，用水稀释至500毫升，取10毫升稀释液用冰冷却，加10毫升冷4.5%亚硝酸钠水溶液，0℃放置15分钟，用前加等体积1%碳酸钠水溶液。第一节苯丙酸类苯丙素天然药物化学3、鉴别（4）Gepfner试剂：1%亚硝酸钠溶液与同体积10%醋酸混合，喷雾后在空气中干燥，再用0.5mol/l苛性碱甲醇液处理。第一节苯丙酸类（5）Millon试剂：含有微量亚硝酸的HgNO3苯丙素天然药物化学第一节苯丙酸类三、苯丙素的波谱特征UV

中性溶液中，与其酯或苷的紫外光谱相似加入醋酸钠后，紫移；加入乙醇钠红移。见表3－12.IR3300～3500（OH）

1440~1650(苯环)苯丙素天然药物化学第一节苯丙酸类三、苯丙素的波谱特征

3.HNMR

δ6.0-7.5(J=6-8,d);δ6.0-7.5(J=6-8,s)6.2－7.8，16Hz苯丙素天然药物化学第二节

香豆素coumarin苯丙素天然药物化学第二节香豆素312334香豆素的结构类型香豆素的化学性质香豆素的分离方法香豆素波谱学特性5香豆素的生物活性苯丙素天然药物化学苯骈

α-吡喃酮这个结构是

的异构体。367845苯骈

γ-吡喃酮（Chromone)定义：

香豆素是顺邻羟桂皮酸内酯，具芳香甜味。其结构母核为：6512378465?苯丙素天然药物化学一.结构类型：香豆素其他香豆素简单香豆素呋喃香豆素（线型和角型）吡喃香豆素（线型和角型）苯丙素天然药物化学一.结构类型：根据香豆素的基本母核上的取代基不同，将其分四类：1.简单香豆素（

simplecoumarins）:苯环上有取代基的香豆素类。12345678伞形花内酯

umbelliferon苯丙素天然药物化学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位烷基化不属于此类，而属于第四类型）7位8位6位3位一、香豆素的结构类型苯丙素天然药物化学一、香豆素的结构类型如：属此类型的香豆素化合物7-甲氧基香豆素(herniarin)欧芹酚-7-甲醚(osthole)当归内酯(angelicone)苯丙素天然药物化学一、香豆素的结构类型2.呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)

香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。苯丙素天然药物化学呋喃香豆素类成分生物合成途径苯丙素天然药物化学一、香豆素的结构类型3.吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)

香豆素C-6或C-8异戊烯基与邻酚羟基环合而成2,2-二甲基-α-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。苯丙素天然药物化学吡喃香豆素类成分生物合成途径苯丙素天然药物化学一、香豆素的结构类型3.吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)

少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：dipetalolactone别美花椒内酯苯丙素天然药物化学一、香豆素的结构类型4.其他香豆素类

指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。Kotamin(二聚体)黄檀内酯rutaculin苯丙素天然药物化学二、香豆素的化学性质(一)碱水解反应（内酯性质）苯丙素天然药物化学二、香豆素的化学性质(一)碱水解反应（内酯性质）苯丙素天然药物化学二、香豆素的化学性质(一)碱水解反应（内酯性质）

碱水解反应的易→难：

苯丙素天然药物化学二、香豆素的化学性质（二）酸的反应

1.环合反应：

指异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合形成环的大小决定于中间体阳碳离子的稳定性苯丙素天然药物化学二、香豆素的化学性质（二）酸的反应

1.环合反应：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，否则会发生重排反应苯丙素天然药物化学二、香豆素的化学性质（二）酸的反应

2.醚键开裂：如：东茛菪内酯的烯醇醚苯丙素天然药物化学二、香豆素的化学性质（二）酸的反应

3.双键加水反应如：黄曲霉素

苯丙素天然药物化学二、香豆素的化学性质（三）呈色反应

1.异羟肟酸铁反应（识别内酯）苯丙素天然药物化学二、香豆素的化学性质（三）呈色反应

2.Gibb反应和Emerson反应试剂：

Gibb——2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺

Emerson——氨基安替匹林和铁氰化钾条件：

有游离酚羟基，且其对位无取代者——呈阳性苯丙素天然药物化学二、香豆素的化学性质（三）呈色反应

2.Gibb反应和Emerson反应

Gibb反应：缩合物蓝色苯丙素天然药物化学（三）

、显色反应异羟肟(wò)酸铁反应：

Gibbs反应：蓝色红色

Emerson反应：FeCl3反应：酚羟基可与FeCl3反应显绿色，羟基越多，颜色越深；红色苯丙素天然药物化学（四）.物理性质：

1.性状：

游离的香豆素多有完好的结晶形状，有一定的熔点，大多有香味。分子量小的有挥发性，能随水蒸汽蒸出，具升华性。

香豆素苷无挥发性，也不能升华。苯丙素天然药物化学2.溶解性：

游离香豆素---不溶于冷水，溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有机溶剂。

香豆素苷---溶于水、甲醇、乙醇，难溶于氯仿、乙醚。

根据香豆素的溶解性，在提取分离时可采用系统溶剂法。苯丙素天然药物化学3.荧光性质：

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。香豆素荧光的有无，与分子中取代基的种类和位置有关，具体关系目前尚不清楚。苯丙素天然药物化学三.提取分离：

1.系统溶剂提取法石油醚、苯、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇

2.水蒸汽蒸馏法

3.色谱法

4.碱溶酸沉法苯丙素天然药物化学1.系统溶剂法：石油醚回流提取石油醚液回收至小体积浓缩液放置、析晶粗晶冷石油醚洗结晶（可能时混和物）进一步分离单体（亲脂性香豆素）残渣乙醚液乙醚回流提取回收分离单体（亲脂性较弱香豆素）残渣乙醇提取香豆素苷类药材粗粉回收分离乙醇液苯丙素天然药物化学2、水蒸汽蒸馏法：

某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。例如：橘子油橙皮油素的分离以乙醇、乙醚或石油醚重结晶橘子油放置粗品结晶（橙皮油素）加热溶于乙醇馏出物残油乙醇液苯丙素天然药物化学层析法3、色谱法香豆素的混合物部分最后通过层析的方法才能得到单体。香豆素一般用硅胶吸附层析、氧化铝层析和聚酰胺层析。碱性氧化铝可能使香豆素发生降解，故很少用。对酚性香豆素强吸附。洗脱剂可用己烷-乙醚、己烷-乙酸乙酯和石油醚-乙酸乙酯的混合溶剂。苯丙素天然药物化学制备型HPLC正相和反相色谱的区别

比较项目

正相色谱

反相色谱

固定相

极性

非(弱)极性

流动相非(弱)极性

极性

流出次序极性组分k’大极性组分k’小流动相极性的影响极性增加，k’

减少极性增加，k’增大对极性较强的香豆素类采用反相柱色谱（C18或C8）有较好的分离效果

。苯丙素天然药物化学4、酸碱分离法：此系经典方法。1.具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。2.香豆素的内酯环性质，于碱液中皂化成盐而

加酸后恢复成内酯析出。碱液加热开环时，要注意碱液的浓度和加热时间，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不能合环。对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。苯丙素天然药物化学苯丙素天然药物化学

秦皮为木犀科植物白蜡树

Fraxinuschinensis的干燥枝皮或干皮，主产于吉林、辽宁及河南等地。具有清热燥湿、清肝明目、止泻等功效，用于痢疾、泄泻、赤白带下、目赤肿痛等症。秦皮主要含七叶内酯、七叶苷、秦皮素(fraxetin)、秦皮苷(fraxin)等，其中七叶内酯和七叶苷是抗炎、镇咳、镇痛的有效成分。分离实例1秦皮白蜡Fraxinuschinensis苯丙素天然药物化学七叶内酯为淡黄色针状结晶，mp.268~270℃，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯、稀碱水，难溶于水和氯仿；七叶苷为无色或浅黄色针状结晶，mp.204~206℃，易溶于甲醇、乙醇、稀碱水，可溶于沸水。氯仿层（脂杂）秦皮粗粉95%乙醇，回流提取乙醇提取液加热水分散，氯仿萃取挥去氯仿，醋酸乙酯萃取水层回收乙醇浓缩液水层浓缩，析晶七叶苷粗品甲醇-水重结晶七叶苷结晶醋酸乙酯层回收溶剂残渣甲醇，浓缩析晶七叶内酯粗品

甲醇-水重结晶七叶内酯精品从秦皮中提取分离七叶内酯和七叶苷流程苯丙素天然药物化学走马芹Archangelicadecurrens

分离实例2走马芹，别名野白芷；伞形科植物。功效：祛风消斑主治：白癜风生态环境：生于山谷、林下、沟边的草丛或丛中。采收和储藏：夏、秋间采挖，去其茎叶及杂质，鲜用或晒干。资源分布：分布于内蒙古及新疆等地。苯丙素天然药物化学走马芹香豆素的分离流程图苯丙素天然药物化学苯丙素天然药物化学1.荧光性质：香豆素在可见光下为无色或浅黄色结晶，在紫外光下显示蓝色荧光，引入7-羟基，荧光增强。7-羟基香豆素加碱可使荧光转为绿色。

四、香豆素的波谱学特性苯丙素天然药物化学2.紫外光谱母核上无含氧官能团取代时：274nm——苯环311nm——

吡喃酮环母核上有含氧取代时：最大吸收向红位移。.UV下显蓝色荧光。

C7位导入-OH——荧光增强

-OH醚化后——荧光减弱苯丙素天然药物化学3.红外光谱1600～1650cm-1——出现1-3个较强峰1500～1600cm-1——芳环吸收1700～1750cm-1——羰基伸缩振动3025～3175cm-1——

C-H伸缩振动苯丙素天然药物化学4.质谱分子离子峰一般较强，还出现一系列失去CO的碎片离子；苯丙素天然药物化学5.1H-NMR

环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应因此：苯丙素天然药物化学5.1H-NMR

当C3、C4位未取代时：

当C3或C4取代时：苯丙素天然药物化学5.1H-NMR

当C7-OR时：C7-ORC3-H-0.17ppmC3-H~6.23d,J3,4=9.5HzC4-H~7.64d,J3,4=9.5HzC5-H7.38d,J=9HzC6-HC8-H6.872H,m峰苯丙素天然药物化学5.1H-NMR

当C5,C7二氧代：C6-Hd,J=2HzC8-Hd,J=2HzC6-H尖峰

区别C8-H与C4-H有远程偶合苯丙素天然药物化学5.1H-NMR

当C7-OR、C8或C6烷基取代时：C5-H~7.3

d,J=9HzC6-H~6.8

d,J=9HzC5-H~7.2

sC8-H~6.7

s有远程偶合苯丙素天然药物化学5.1H-NMR

苯丙素天然药物化学呋喃香豆素吡喃香豆素苯丙素天然药物化学6.13C-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——-13ppm对位碳——-8ppm苯丙素天然药物化学七叶内酯（Esculetin）七叶内酯苷(Esculin)六、生理活性：1.毒性：肝毒性

。必要结构：呋喃环上的双键和不饱和内酯环。2.抗菌作用：秦皮中的七叶内酯和七叶内酯苷具抑制痢疾杆菌的作用。补骨脂内酯具抗真菌及抗结核活性。苯丙素天然药物化学5.光敏作用：补骨脂内酯治疗白癜风。呋喃香豆素多有该作用。很多香豆素可以吸收紫外光，当把这类化合物涂在皮肤上时或内服后，经日光照射，即能引起皮肤产生色素沉着，从而达到治疗白癜风的目的。3.平滑肌松弛作用：血管扩张作用。

伞形科凯刺-----------冠状动脉扩张

茵陈蒿滨蒿内酯-----解痉利胆

4.抗凝血作用和止血作用：

双香豆素----防血栓及消血块

泽兰内酯----止血苯丙素天然药物化学六、香豆素的研究实例紫花前胡

1.紫花前胡D：白色粉状，熔点为98～99℃，[α]23D－14.6，可溶于乙醇、丙酮、氯仿、等，不溶于水。紫外灯下具有蓝色荧光，异羟戊酸铁反应呈阳性，与三氯化铁阴性结论一苯丙素天然药物化学六、香豆素的研究实例2.HR-MS

分子离子峰为344.12153.UV

219nm，257nm，324nm4.IR

3400,1730~1710,1620,1570,1460,1240,1080,10455.EI-MS344,326,260,229,83,55结论二C19H20O6苯丙素天然药物化学氢谱7.60（1H,d,J=9.3Hz);6.24（1H,d,J=9.3Hz);7.35，6.78（1H,d,br.s);6.00，3.91（1H,d,J=7.0Hz);1.53，1.35（3H,S);实例2苯丙素天然药物化学习题1：请对下列波谱数据进行归属。

6.25(1H,d,J=9.5Hz),7.78(1H,d,J=9.5Hz),7.30(1H,d,J=7.5Hz),6.96(1H,d,J=7.5Hz);苯丙素天然药物化学习题2：某化合物，浅黄色针晶,mp182~184℃。分子式为C10H8O4,异羟肟酸铁反应阳性;

1H-NMR(acetone-d6):

3.97(3H,s),6.21(1H,d,J=9.5Hz),6.94(1H,s),7.05(1H,s),7.83(1H,d,J=9.5Hz),7.97(1H,s,在重水中消失)。NOE差谱显示

7.05与

7.97和7.83有NOE效应,

3.97与

6.94有NOE效应。请确定该化合物可能的结构，并对1H-NMR信号归属。苯丙素天然药物化学第三节木脂素312334结构类型理化性质提取分离结构鉴定5生物活性苯丙素天然药物化学一、结构类型木脂素（lignans）：一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物。通常指其二聚物，少数为三聚物和四聚物。苯丙素天然药物化学一、结构类型早期木脂素的定义：两分子苯丙素以侧链中碳原子（8-8’）连结而成的化合物——木脂素。非碳原子相连（如3-3’、8-3’）——新木脂素。苯丙素天然药物化学一、结构类型木脂素的一些新类型：苯丙素低聚体——三聚体、四聚体等；

三聚体称为倍半木脂素（sesquilignan）四聚体称为二木脂素（dilignan）杂木脂素——由一分子苯丙素与黄酮、香豆素等结合而成；

黄酮木脂素（flavonolignan）去甲木脂素(norlignan):母核只有16-17个碳原子。苯丙素天然药物化学一、结构类型桂皮醇（cinnamylalcohol）丙烯苯（propenylbenzene）桂皮酸（cinnamicacid）烯丙苯（allylbenzene）木质素的组成单位苯丙素天然药物化学一、结构类型二芳基丁烷类（dibenzylbutanes）二芳基丁内酯类（dibenzyltyrolactones）芳基萘类（arylnaphthalenes）四氢呋喃类（tetrahydrofurans）双四氢呋喃类（furofurans）联苯环辛烯类（dibenzocyclooctenes）苯骈呋喃类（benzofurans）双环辛烷类（bicyclo[3,2,1]octanes）苯骈二氧六环类螺二烯酮类（spirodienones）联苯类（biphenylenes）倍半木脂素（sesquilignans）苯丙素天然药物化学一、结构类型常见类型如下：（一）二芳基丁烷类（dibenzylbutanes）苯丙素天然药物化学一、结构类型（二）二芳基丁内酯类（dibenzyltyrolactones）苯丙素天然药物化学一、结构类型（三）芳基萘类（arylnaphthalenes）苯丙素天然药物化学1-鬼臼毒脂素（1-podophyllotoxin）鬼臼脂素（鬼臼毒，足叶毒素）Podophyllotoxine(NSC-24818)本品为小檗科鬼臼属植物鬼臼，美洲鬼臼，西藏鬼臼又名足叶草和山荷叶属植物南方山荷叶中的一种抗癌有效成分。

呕吐，腹泻，兴奋呼吸，运动失调，虚脱，甚至死亡为了降低毒性，合成了衍生物鬼臼酰乙肼（SP-I），鬼臼苄叉甙（SP-G），鬼臼噻吩甙（VM-26）和鬼臼乙叉甙（VP-16213）等应用于临床。

苯丙素天然药物化学一、结构类型（四）四氢呋喃类（tetrahydrofurans）苯丙素天然药物化