第三章苯并素类(一).ppt

1、天然药物化学,廖尚高 天然药物化学教研室 副教授，博士 E-mail:,Liao, Shang-Gao；Zhan, Zha-Jun；Yang, Sheng-Ping；Yue， Jian-Min. Organic Letters 2005, 7 (7): 1379-1382. Liao, Shang-Gao; Zhang, Bang-Le; Wu, Yan; Yue, Jian-Min. Helvetica Chimica Acta 2005, 88 (11): 2873-2878. Liao, Shang-Gao; Wu, Yan; Yue, Jian-Min. Helvetica Chimi

2、ca Acta 2006, 89 (1): 73-80. Liao, Shang-Gao; Yang, Sheng-Ping; Yuan, Tao; Zhang, Chuan-Rui; Chen, Hua-Dong; Wu, Yan; Xu, You-Kai; Yue, Jian-Min. Journal of Natural Products 2007, 70 (8):1268-1273. Liao, Shang-Gao; Chen, Hua-Dong; Yue, Jian-Min. Chemical Reviews 2009. 109(3), 10921140. Liao, Shang-G

3、ao; Yuan, Tao; Zhang, Chen; Yang, Sheng-Ping; Wu, Yan; Yue, Jian-Min. Tetrahedron 2009, 65: 883-887. Zhang, Chuan-Rui; Yang, Sheng-Ping; Liao, Shang-Gao; Wu, Yan; Yue, Jian-Min. Helvetica Chimica Acta 2006, 89 (7): 1408-1416. Xu,You-Kai; Yang, Sheng-Ping; Liao, Shang-Gao; Zhang, Hua; Lin, Li-Ping; D

4、ing, Jian; Yue, Jian-Min. Journal of Natural Products 2006, 69 (9): 1347-1350. Chen, Hua-Dong; Yang, Sheng-Ping; Liao, Shang-Gao; Zhang, Chuan-Rui; Yue, Jian-Min. Helvetica Chimica Acta 2006, 89 (9): 1971-1977. Yang, Sheng-Ping; Gao, Zhao-Bing; Wang, Fang-Dao; Liao, Shang-Gao; Chen, Hua-Dong; Zhang,

5、 Chuan-Rui; Hu, Guo-Yuan; Yue, Jian-Min. Organic Letters 2007, 9 (5):903-906. Yin, Sheng; Wang, Xiao-Ning; Fan, Cheng-Qi; Liao, Shang-Gao; Yue, Jian-Min. Organic Letters 2007, 9 (12): 2353-2356. Zhang, Chuan-Rui.; Yang, Sheng-Ping.; Liao, Shang-Gao; Fan, Cheng-Qi; Wu, Yan; Yue, Jian-Min. Organic Let

6、ters 2007, 9 (17):3383-3386. Zhang, Chuan-Rui；Yang, Sheng-Ping；Zhu, Qiao；Liao, Shang-Gao；Wu, Yan；Yue, Jian-Min. Journal of Natural Products 2007, 70 (10): 16161619. Yang，Sheng-Ping; Zhang, Chuan-Rui; Chen, Hua-Dong; Liao, Shang-Gao; Yue, Jian-Min. Chinese Journal of Chemistry 2007, 25 (12): 1892-189

7、5. Chen, Hua-Dong; Yang, Sheng-Ping; Liao, Shang-Gao; Zhang, Bo; Wu, Yan; Yue, Jian-Min. Journal of Natural Products 2008， 71 (1)：9397. Huo, Jun; Yang, Sheng-Ping; Xie, Bo-Jun.; Liao, Shang-Gao; Lin, Li-Ping; Ding, Jian; Yue，Jian-Min. Journal of Asian Natural Products Research. 2008 , 10（6）：571 - 57

8、5. Yuan, Tao; Yang, Sheng-Ping; Zhang, Hai-Yan; Liao, Shang-Gao; Wang, Wei; Wu, Yan; Tang, Xi-Can; Yue, Jian-Min. Journal of Asian Natural Products Research, 2009 , 11（3）：243 249.,Published Papers,第三章 苯丙素类(Phenylpropanoids) 概述： 1、是一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成份，在苯核上有酚羟基或烷氧基取代。 2、包括苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素和木质素

9、. 3、苯丙素类多数由莽草酸（shikimic acid）通 过芳香氨基酸（苯丙氨酸和酪氨酸），再经脱 氨、羟基化、偶合等反应形成苯丙素类化合物。,第一节 苯丙酸类,桂皮酸,结构特点: 苯环有羟基取代，数目、排列方式、甲基化程度有所不同，常与不同的醇、氨基酸、糖、有机酸结合成酯存在。,一、苯丙酸的存在形式, 绿原酸是咖啡酸与奎宁酸形成的酯 ，具有抗菌、保肝活性。 中药金银花主要有效成份,二、苯丙酸类及其衍生物的理化性质,1、鉴别反应 利用酚羟基的性质: 12%FeCl3/MeOH溶液: 酚类（或烯醇结构）的化合物与三氯化铁发生显色反应，可用来鉴别酚类化合物。(1).大多数酚与三氯化铁反应产生红

10、、蓝、紫或绿色反应。所呈现的颜色随所用溶剂、试剂浓度、反应与观察时间的间隔长久及pH值等的不同而改变。 (2).反应结果有时颜色短暂即逝，故必须在溶液刚刚混合时仔细观察。(3).某些酚在本试验中不显正性，因此，在未获得其它确实证据时，负性结果不能肯定为非酚化合物。, Millon试剂：含有微量亚硝酸的HgNO3,在紫外线下，这些化合物为无色或具有蓝色荧光，用氨水处理后呈蓝色或绿色荧光。（酚羟基解离） 含有酚羟基的氨基酸（酪氨酸）、蛋白质（酪氨酸基团）与Millon试剂作用，生成砖红色沉淀。, Pauly试剂(对氨基苯磺酸,重氮盐 )：重氮化的磺胺酸红色 Gepfner试剂： 1%亚硝酸钠溶液与

11、相同体积10%的醋酸混合，喷雾后，在空气中干燥，再用0.5mol/L的荷性碱甲醇溶液处理。 三氯化铁-铁氰化钾试剂：喷洒蓝色斑点,三、苯丙酸类物质的光谱学鉴定 在中性溶液中，苯丙酸类的UV与其酯或苷相似； 于苯丙酸类物质中加入醋酸钠后，其UV谱带紫移；相反，若加入乙醇钠，则红移。, 在碱性溶液中，苯丙酸类的UV与其酯存在明显差别。 四、苯丙酸类分离 苯丙酸类及其衍生物大多具有一定水溶性，常与其它一些酚酸、鞣质、黄酮苷等混在一起，一般要经纤维素、正反相硅胶、大孔树脂、MCI、聚酰胺等反复层析才能纯化。,五、苯丙酸类典型物质丹参素(P114) 1、丹参素甲是D-（+）-（3，4-二羟基苯基）乳酸，

12、属于苯丙酸类，中药丹参水溶性主要有效成份.有耐缺氧、扩张冠脉、增加冠脉流量等作用。治疗冠心病 2、丹参素乙则是丹参素甲的三聚体，丹参素丙是丹参素甲的二聚体。 3、丹参素甲可进一步通过成盐而得到纯化，而且增加了稳定性。,结构鉴定,例1：丹参素甲的波谱特征 三氯化铁呈黄绿色，红外显示羧基（1732，2750-2550）和羟基（3450-3150）的存在。 1HNMR数据如下：,三个芳香质子 7.02，1H，d, J=1.5Hz 7.23, 1H, d, J=7.9Hz 6.91,1H,dd,J=7.9,1.5Hz 两个亚甲基质子 3.04，2H，t, J=7.5Hz 2.84, 2H, t, J=

13、7.5Hz,第二节 香豆素（coumarin） 概述 1、香豆素类化合物是一类邻羟基桂皮酸的内 酯，具有芳香气味，其母核为苯骈-吡喃酮， 大多数香豆素在其C7-位上有羟基或醚基。 2、香豆素在紫外光下常常显蓝色荧光。 3、含有香豆素的常用中药品种有： 秦皮、白芷、独活、补骨脂等。,一、香豆素的结构类型 简单香豆素类 1、概念：只有苯环上有取代基的香豆素类（通常在7位上！）。 2、取代基：羟基、甲氧基、异戊烯氧基等 3、C3、C6、C8位电子云密度较高，易于烷基化。,4、化合物举例,七叶内酯,呋喃香豆素类 1、香豆素核上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成 呋喃环者被称为呋喃香豆素。 2、呋喃香豆素类成

14、份又分为线型和角型两种结构，其生物合成途径如下： 碱性条件呋喃环；酸性条件吡喃环。 成环后常伴随着降解失去三个碳原子的过程,吡喃香豆素类 1、形成过程：由香豆素C6或C8-异戊烯基与 邻酚羟基环合形成2,2-二甲基-吡喃环结构。 2、吡喃香豆素类成份也分为线型和角型两种 花椒内酯5-位上有甲氧基取代者即为美花 椒内酯。 其他吡喃香豆素型中少数为5,6-吡喃骈香豆 素，如：别美花椒内酯,其他香豆素类 1、概念：-吡喃酮环上有取代基的香豆素类（包括二聚体和三聚体）。 2、结构特点：C3、C4上常有取代基，如苯基、羟基、异戊烯基等。 例如：下列化合物,3、对于C4-OH香豆素，当C7-位存在游离 羟

15、基时，容易发生互变异构现象。,4，7-二羟基香豆素,2，7-二羟基色酮,二、香豆素理化性质,性状 1、游离状态时是结晶形固体，有一定熔点， 大多具有香气。 2、分子量小的有挥发性，可随水蒸汽蒸出， 能升华。 3、紫外下显蓝色荧光。 4、成苷后大多保持香味、无挥发性、不能升华.,溶解度 1、游离状态: 能部分溶于沸H2O，不溶或难溶冷H2O，可溶于MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂。 2、成苷: 能溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等， 难溶于极性小的有机溶剂。,内酯性质与碱水解反应 1、-吡喃酮环具有,不饱和内酯性质， 在稀碱液中水解生成顺邻羟桂皮酸的盐， 该产物不易游离存

16、在，一经酸化即闭环 恢复为内酯。 2、顺邻羟桂皮酸长时间碱液中放置或UV 光照射，可转变为稳定的反邻羟桂皮酸， 酸化后不再内酯化。,(四)C3,C4双键性质和加成反应, 侧链不饱和键 吡喃环或呋喃环上的双键 C3、C4双键,（五）显色反应 1.异羟肟酸铁反应：内酯的显色反应,（酯）,2. Gibbs反应和Emerson反应 若酚羟基的对位未被取代，或6-位上没有取代，其内酯环碱化开环后，可与Gibbs试剂、Emerson试剂反应。 a. 试剂 Gibbs试剂2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺 Emerson试剂 氨基安替匹林和铁氰化钾,b.反应机理 Gibbs反应：符合以上条件的香豆素乙醇溶液在弱碱

17、条件下，2,6-二氯(溴）醌氯亚胺试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成蓝色化合物。,Emerson反应：,符合以上条件的香豆素的碱性溶液中，加入2%的4-氨替比林和8%的铁氰化钾试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成红色化合物。,三、香豆素的分离方法 （一）提取,（二）分离 1. 酸碱分离法,原理：利用内酯加碱皂化，加酸恢复的性质分离香豆素。 方法：乙醚萃取液先以NaHCO3去除酸性成分，再以稀和冷的NaOH抽出酚性成分（包括酚性香豆素），剩余中性部分碱水解后，以乙醚抽去不水解的中性成分，碱液中和，再以乙醚抽出香豆素内酯成分。 缺点：对酸碱敏感的香豆素，拿不到原存物质。,2. 色谱方法 吸附剂 硅胶、中性氧化铝

18、 洗脱剂 已烷/乙酸乙酯、氯仿/ 乙酸乙酯、石油醚/丙酮 等混合溶剂 显 色 可观察荧光,四、香豆素波谱学特征,（一）荧光性质 1、香豆素在紫外光下显示蓝色荧光， 如C7-位导入-OH，则荧光增强； 如C7-OH被醚化，荧光将减弱。 2、7-羟基香豆素如在C8位导入羟基， 则荧光消失； 若在C8位导入非羟基，荧光也会减弱。,（二）紫外光谱 1、香豆素母核上无含氧官能团取代时，在紫外 光谱下有两个高低不同的吸收峰： 274nm 苯环；311nm -吡喃酮环 2、香豆素母核上有含氧官能团取代时，其紫外 最大吸收波长发生红移现象。 3、加入诊断试剂乙酸钠、三氯化铝时，香豆素 紫外吸收多发生红移，但吸

19、收强度或加强或减弱,（三）红外光谱 1、17001750cm-1 -吡喃酮C=O 吸收带 如该C=O附近存在羟基或羧基，将使吸收位置移至1670cm-1左右。 2、16251645cm-1 芳环双键吸收带，常表现为13个较强峰。,（四）1H-NMR 1、香豆素母核上的质子受内酯羰基吸电子共轭效应影响，质子信号特征如下：,1,3,4,5,6,7,8,2、当C3、C4位未取代时：, 当C3或C4位有取代基时：,3、当C7-位有OR取代时，C3-H向高场位移约 0.17ppm。,7,3,5,（五）13C-NMR 1、香豆素母核上九个碳原子的化学位移值多数在100160ppm内,2、取代基效应明显 当某一碳原子上有-OR取代时， 直接连接碳原子化学位移 + 30 ppm 邻近碳原子 -13 ppm 对位碳原子 - 8ppm,（六）质谱 1.有强的分子离子峰； 2.基峰是失去CO的苯骈呋喃离子； 3.主要裂解途径是：先失去CO，再产生其他碎片离子。香豆素类化合物的质谱图中都有连续脱CO