《天然药物化学》课件-第四章 黄酮类化合物的提取分离技术

黄酮类化合物的提取分离技术—第四章—第一节黄酮类化合物的结构类型一、黄酮类化合物的基本母核结构三、黄酮类化合物主要结构类型二、黄酮类化合物的分类依据酮羰基黄酮类化合物的结构类型黄色掌握黄酮类化合物的基本母核结构和分类依据熟悉黄酮类化合物的结构类型了解含黄酮类化合物的常见天然药物学习要求第一节黄酮类化合物的结构类型一、基本母核结构2-苯基色原酮色原酮12345678早期定义：具有2-苯基色原酮基本母核结构的一系列化合物第一节黄酮类化合物的结构类型一、基本母核结构C6－C3－C6现在泛指分子中具有6C-3C-6C基本骨架结构，即两个苯环（A环与B环）通过中央三碳链相互连接而成的一系列化合物第一节黄酮类化合物的结构类型二、黄酮类化合物的分类依据2-苯基色原酮①三碳链的氧化程度②三碳链是否成环状③B环的连接位置第一节黄酮类化合物的结构类型三、黄酮类化合物主要结构类型（1）黄酮和黄酮醇类黄酮类结构特征：以2-苯基色原酮为基本母核，且3位上无含氧基团取代黄酮类黄酮醇类结构特征：黄酮基本母核的C3位上连接羟基或其他含氧基团黄酮醇类第一节黄酮类化合物的结构类型三、黄酮类化合物主要结构类型（1）黄酮和黄酮醇类黄酮类木犀草素黄酮醇类槲皮素第一节黄酮类化合物的结构类型三、黄酮类化合物主要结构类型（2）二氢黄酮和二氢黄酮醇类二氢黄酮类结构特征：黄酮基本母核的2,3位间的双键被2个氢饱和二氢黄酮二氢黄酮醇类结构特征：二氢黄酮基本母核的C3位上连接羟基或其他含氧基团二氢黄酮醇第一节黄酮类化合物的结构类型三、黄酮类化合物主要结构类型（2）二氢黄酮和二氢黄酮醇类二氢黄酮二氢黄酮醇甘草素杜鹃素第一节黄酮类化合物的结构类型三、黄酮类化合物主要结构类型（3）异黄酮和二氢异黄酮醇类异黄酮类结构特征：3-苯基色原酮的结构，即B环连接C环的3位上异黄酮二氢黄酮醇类结构特征：异黄酮的2,3位双键被氢化二氢异黄酮第一节黄酮类化合物的结构类型三、黄酮类化合物主要结构类型（3）异黄酮和二氢异黄酮醇类异黄酮二氢异黄酮葛根素紫檀素第一节黄酮类化合物的结构类型三、黄酮类化合物主要结构类型（4）查耳酮和二氢查耳酮类查耳酮结构特征：C环开环，三碳链不成环状查耳酮二氢查耳酮结构特征：查耳酮的α、β的双键被氢化二氢查耳酮1234562′3′4′5′6′第一节黄酮类化合物的结构类型三、黄酮类化合物主要结构类型（4）查耳酮和二氢查耳酮类查耳酮二氢查耳酮1234562′3′4′5′6′根皮苷红花苷第一节黄酮类化合物的结构类型三、黄酮类化合物主要结构类型（5）花色素和黄烷醇类花色素结构特征：也称花青素，C环无羰基，1位氧原子以𨦡盐形式存在花色素黄烷醇结构特征：C环无羰基，2.3位双键被氢化，C3位和C4位有羟基或含氧基团取代黄烷-3-醇+第一节黄酮类化合物的结构类型三、黄酮类化合物主要结构类型（5）花色素和黄烷醇类花色素黄烷-3醇飞燕草素（+）-儿茶素++第一节结构类型三、黄酮类化合物主要结构类型（6）其他类橙酮类𠮿酮类双黄酮类查耳酮类黄酮类异黄酮类黄酮醇类二氢黄酮二氢异黄酮二氢黄酮醇二氢查尔酮花色素+黄烷-3醇类小结第二节黄酮类化合物的理化性质二、黄酮类化合物的溶解性四、黄酮类化合物的显色反应三、黄酮类化合物的酸碱性一、黄酮类化合物的性状酮羰基黄酮类化合物的理化性质黄色掌握黄酮类化合物的溶解性、酸碱性、颜色等性质。熟悉黄酮类化合物的显色反应的性质。了解黄酮类化合物形态、荧光等性质学习要求一、性状（一）形态（三）旋光性（二）颜色（四）荧光性状一、性状（一）形态多为结晶性固体，少数为无定型粉末图片来源网络一、性状（二）颜色（1）交叉共轭体系色原酮（无色）有色（2）助色团74′-OH、-OCH3①具有交叉共轭体系，有颜色，没有交叉共轭体系或共轭链短就没有颜色或显微黄色（3）花色素及其苷PH＜7红色

PH＝8.5紫色PH＞8.5蓝色ABC②有助色基团取代颜色加深，特别是7位和4′取代影响较大两组双键不共轭但分别与第三组双键共轭（二）颜色黄酮、黄酮醇及其苷类灰黄色—黄色查耳酮类黄—橙黄色二氢黄酮、二氢黄酮醇类无色异黄酮类微黄色花青素及其苷各种鲜艳的颜色一、性状（三）旋光性（1）黄酮苷类化合物：都有旋光，多为左旋（2）黄酮苷元类化合物：****2、3位双键被氢化的有旋光，其他类型没有一、性状（四）荧光黄酮醇亮黄色或黄绿色荧光。黄酮醇羟基甲基化或与糖苷化棕色荧光黄酮类棕色或棕黄色荧光异黄酮紫色荧光查耳酮亮黄棕色或亮黄色荧光花色素棕色荧光二、溶解性由于存在状态和结构不同而有很大的差异黄酮苷元黄酮苷花色素（苷元）难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱水、吡啶、二甲基甲酰胺等碱性溶剂易溶于热水、甲醇、乙醇等极性溶剂中，难溶于或不溶于乙醚、苯、三氯甲烷等有机溶剂中。糖链越长，则水溶度越以离子形式存在，具有盐的通性，水溶性较大1、存在状态不同+二、溶解性取代基的种类和数目平面型分子非平面型分子羟基数目越多，亲水性越强，羟基甲基化亲水性下降，亲脂性增强分子中存在交叉共轭体系，分子结构具有平面性，分子与分子间排列紧密，分子间引力大，难溶于水二氢黄酮（醇）由于C环氢化，破坏了分子的平面性，分子排列不紧密，分子间引力下降，有利于水分子进入，水溶性稍大，异黄酮分子平面性降低，水溶性也比平面型分子大2、结构不同（苷元）半椅式结构练一练1、黄酮类化合物是否有颜色与下列哪个因素有关（）A.交叉共轭体系B.助色团种类C.助色团数目D.助色团取代位置✔2、二氢黄酮、二氢黄酮醇类苷元在水中的溶解度稍大，是因为()A.平面型分子B.非平面型分子C.羧基D.助色团✔3、下列苷元具有旋光的是（）A.黄酮B.异黄酮C.查耳酮D.二氢异黄酮✔二、溶解性2、结构不同（苷元）花色素苷元＞二氢黄酮（醇）＞异黄酮＞黄酮（醇）、查耳酮不同黄酮苷元水溶性不同+＞＞＞三、酸碱性（1）酸性的来源酚羟基（Ar-OH）（2）影响酸性强弱的因素酚羟基的数目和位置HOOH74′5OH7，4’-二OH>7或4’-OH>一般酚-OH>5-OH以黄酮为例，其酚羟基酸性强弱的顺序为：（一）酸性三、酸碱性（二）弱碱性‥HClH2OCl-+（1）碱性的来源γ-吡喃酮上的1-O原子，有未共用电子对，显弱碱性，可与强酸生成𨦡盐，遇水又分解（2）可用于鉴别溶于浓酸生成的𨦡盐常具有特殊颜色，如黄酮（醇）显黄-橙黄色并有荧光四、显色反应（一）还原反应（1）盐酸-镁粉（或锌粉）反应鉴别黄酮类化合物最常用的显色反应试剂：镁粉（或锌粉）、浓盐酸结果：橙红—紫红色（少数紫-蓝）阳性反应：黄酮（醇）、二氢黄酮（醇）阴性反应：查耳酮、橙酮、儿茶素、异黄酮假阳性反应：花色素、某些查耳酮和橙酮遇浓酸呈红色出现假阳性，需做对照实验四、显色反应（一）还原反应（2）四氢硼钠（钾）反应二氢黄酮类化合物专属性反应试剂：2%NaBH4甲醇溶液、浓盐酸或浓硫酸结果：紫—紫红色阳性反应：二氢黄酮或二氢黄酮醇阴性反应：除二氢黄酮（醇）外的其它黄酮四、显色反应（二）金属盐类试剂的络合反应（1）反应结构5-OH-4-羰基3-OH-4-羰基邻二酚羟基（2）常用金属盐类试剂试剂结构特征反应结果备注1%三氯化铝乙醇液3-OH，4-C=O5-OH，4-C=O黄色鲜黄色荧光PPC\TLC锆-枸橼酸反应3-OH，4-C=O5-OH，4-C=O3-OH黄酮不褪色5-OH黄酮黄色褪色区别3-OH黄酮和5-OH黄酮氨性氯化锶邻二酚羟基绿-棕色乃至黑色沉淀醋酸镁反应3-OH，4-C=O5-OH，4-C=O天蓝色荧光（二氢）黄色-橙色，黄-褐色滤纸上三氯化铁反应酚羟基紫、绿、蓝四、显色反应（三）硼酸显色反应5-羟基黄酮6′-羟基查耳酮试剂：硼酸条件：草酸或者枸橼酸结果：草酸条件下显黄色并有绿色荧光，枸橼酸丙酮条件下，显黄色无荧光四、显色反应（四）碱性试剂显色反应试剂：氨蒸汽、Na2CO3水溶液结果：不同黄酮类化合物，显示不同颜色二氢黄酮类橙色至黄色，加热变深红到紫红碱液中呈黄色，通入空气后溶液变棕色黄酮醇类邻二酚羟基黄酮或3.4’-二羟基碱液中不稳定，易氧化生成黄色→深红色→绿棕色↓OH-H+第三节黄酮类化合物的提取分离一、黄酮类化合物的提取二、黄酮类化合物的分离酮羰基黄酮类化合物的提取分离黄色掌握各溶剂提取的原理和方法、PH梯度萃取法、聚酰胺柱色谱分离的原理和方法熟悉硅胶柱色谱分离的原理和方法了解溶剂萃取法、葡聚糖凝胶柱色谱分离方法和原理学习要求一、黄酮类化合物的提取溶剂提取法根据黄酮类化合物的存在状态及其溶解性选择合适的溶剂和方法存在状态提取溶剂提取方法苷元（木质部）一般苷元多甲氧基苷元苷（花、叶、果实一般苷多糖苷乙酸乙酯、三氯甲烷、乙醚、乙醇、甲醇苯甲醇、乙醇、乙酸乙酯、甲醇：水（1:1）热水（如芸香苷）回流提取、渗漉法、连续回流提取煎煮、回流、渗漉、连续回流提取（注意苷酶解）一、黄酮类化合物的提取溶剂提取法常用提取溶剂方法溶剂适合成分特点及注意事项醇类溶剂提取法90-95%乙醇苷元60%左右乙醇苷最常用于提取的有机溶剂。合适很多成分提取（冷浸、渗滤、回流）碱溶酸沉淀法（广泛应用）（1）碱水：饱和石灰水、5%碳酸钠、稀氢氧化钠溶液（2）碱性乙醇液含酚羟基，具有酸性①花果类药材适合用石灰乳。②碱浓度不宜过高，酸性也不能太强热水提取法沸水（破坏酶的活性）黄酮苷类含量较高成本低，安全，设备简单，适合工业生产。蛋白质、粘液质等杂质多，后续分离困难如黄芩中黄芩苷、淫羊藿中淫羊藿苷和淫羊藿次苷的提取如槐花米中芸香苷的提取橙皮苷---50-60%乙醇渗漉葛根总黄酮用95%的乙醇或甲醇冷浸一、黄酮类化合物的提取溶剂提取法槐米中芸香苷提取实例槐米粗粉0.4%硼砂水溶液，石灰乳调PH8-9，保持微沸20′，反复2次药渣滤液浓盐酸调PH3-4，静置，过滤沉淀（芸香苷）滤液芸香苷二、黄酮类化合物的分离（一）溶剂萃取法（三）柱色谱法根据极性差异、酸性强弱、分子量大小、及有无特殊结构，常用的分离方法有三种（二）PH梯度萃取法二、黄酮类化合物的分离（一）溶剂萃取法系统溶剂萃取法水提取液（或醇提取浓缩液）依次用极性有小到大的溶剂分别萃取石油醚乙醚乙酸乙酯水饱和正丁醇母液脂溶性杂质苷元单糖苷多糖苷水溶性杂质

水或不同浓度的醇溶液提取后，可以选用不同极性的溶剂分别萃取，分离黄酮苷元和苷或者其他极性大小不同的黄酮类化合物。二、黄酮类化合物的分离（二）PH梯度萃取法适用于酸性强弱不同的黄酮苷元的分离乙醚液5%NaHCO3萃取碱水层乙醚层酸化，静置，过滤7,4′-二羟基黄酮5%Na2CO3溶液萃取碱水层酸化，过滤7或4′-羟基黄酮乙醚层0.2%NaOH溶液萃取乙醚层碱水层一般酚羟基4%NaOH溶液萃取酸化，过滤5-羟基黄酮2、聚酰胺柱色谱1、硅胶柱色谱3、葡聚糖凝胶柱色谱根据固定相的选择不同，常用的柱色谱分离法分为3种方法二、黄酮类化合物的分离（三）柱色谱法二、黄酮类化合物的分离（三）柱色谱法1、硅胶柱色谱方法分离成分流动相硅胶分配柱色谱硅胶吸附柱色谱游离的二氢黄酮（醇）、异黄酮、高度甲基化的黄酮及黄酮醇黄酮苷类成分三氯甲烷-甲醇混合溶剂三氯甲烷-甲醇-水，乙酸乙酯-丙酮-水成分流出顺序：极性小→极性大二、黄酮类化合物的分离（三）柱色谱法2、聚酰胺柱色谱吸附原理：氢键吸附，适合分离黄酮类化合物分离特点：分离效果好，分离容量大，适合制备性分离影响因素：化合物的分子结构、溶剂的种类和极性（三）柱色谱法2、聚酰胺柱色谱不同黄酮类化合物在聚酰胺柱子上被吸附的规律如下：①糖基的影响：苷元相同，糖基越多，被吸附力越弱，洗脱速度越快②酚羟基数目：酚羟基数目越多，被吸附力越强，洗脱速度越慢③酚羟基位置：酚羟基数目相同，能形成分子内氢键，被吸附力下降，洗脱速度加快④芳香核、共轭双键：芳香核、共轭双键越多，被吸附力越强，洗脱速度越慢⑤不同的黄酮类化合物：被吸附力强弱的顺序为：黄酮醇＞黄酮＞二氢黄酮＞异黄酮（三）柱色谱法2、聚酰胺柱色谱流动相选择：分离黄酮苷：不同浓度的甲醇或乙醇梯度洗脱分离黄酮苷元：三氯甲烷-甲醇-丁酮-丙酮；苯-石油醚-丁酮-甲醇（三）柱色谱法3、葡聚糖凝胶色谱凝胶类型：SephadexG型（葡聚糖凝胶）SephadexLH-20型(羟丙基葡聚糖凝胶)分离原理：分离黄酮苷时，分子筛起主导作用，按分子量由大到小的顺序依次被洗脱

分离黄酮苷元时，吸附起主导作用，酚羟基数目越多，越难洗脱流动相：①碱性水溶液：0.1mol/L的NH4OH②含盐水溶液：0.5mol/LNaCl溶液③醇及含水醇：甲醇-水、乙醇④其他溶剂：甲醇-三氯甲烷第四节黄酮类化合物的检识一、黄酮类化合物理化检识二、黄酮类化合物的色谱检识酮羰基黄酮类化合物的检识黄色掌握黄酮类化合物的化学检识和色谱检识方法熟悉黄酮类化合物的物理检识方法了解黄酮类化合物色谱检识常用的流动相学习要求一、黄酮类化合物的理化检识物理方法形态、颜色、熔点、比旋度等物理性质化学方法显色反应，用于检识黄酮类化合物的母核和取代基，