《天然药物化学i教学课件》黄酮类化合物

《天然药物化学i教学课件》黄酮类化合物 天然药物化学 黄酮类化合物 第五章 黄酮类化合物 一、基本结构与分类 1. 黄酮类化合物基本结构 a) 定义:黄酮类化合物泛指两个具有酚羟基的苯环(A-与B-环)通过中央三个碳原子 相互连接而成的一系列化合物(以前，黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯并色 原酮类化合物?1) 2.黄酮类化合物的分类: (1)黄酮类(flavones):2-苯基色原酮为基本母核，C3无含氧取代基 (2)黄酮醇类(flavonol)以2-苯基色原酮为母核，C3有含氧取代基 R=H槲皮素，R=芸香糖基 芦丁。 (3)二氢黄酮类(flavanones) 1 天然药物化学 黄酮类化合物 二氢黄酮 橙皮苷R=芸香糖 (4)二氢黄酮醇类(flavanonols) 二氢黄酮醇 二氢槲皮素 (5) 异黄酮类(isoflavones) R=H 大豆素，R=glc 大豆苷 (6)查尔酮(chalcones):两个苯环之间的三碳为开链结构 查尔酮 红花苷 (7)花色素类(anthocynidins)又称为花青素，是一类水溶性色素，多以苷的形式存在 (8)黄烷-3-醇类 (flavan-3,4-diols) 黄烷醇 (+)-儿茶素 2 天然药物化学 黄酮类化合物 (9) 橙酮类 3.黄酮类化合物存在的形式 (1)黄酮苷元:取代基OH/OMe/Me异戊烯基 (2)黄酮苷:氧苷和碳苷 (3)组成黄酮苷的糖类: 1).单糖:D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖醛酸 2).双糖类:槐糖、芸香糖、龙胆二糖等 3).三糖类:龙胆三糖、槐三糖等 4).酰化糖类: 2-乙酸葡萄糖等 4.黄铜的生理活性 (1)抗菌作用 (2)抗病毒作用 (3)泻下作用 (4)解痉作用 (5)对心血管系统的作用 6)有抗肝脏毒活性 ( (7)抗炎作用 (8)雌激素作用 二、黄酮类的理化性质及显色反应 1. 性状:黄酮类化合物多为晶型固体，少为无定型粉末。 (1).旋光性:游离苷元中二氢黄酮(醇)、黄烷(醇)有旋光性，其余黄酮类化合 物无旋光性;苷类化合物因为糖分子的引入存在旋光性，多为左旋。 2. 溶解性:与结构存在状态有着重要的关系 苷与苷元 苷元 难溶于或不溶于水，可溶于有机溶剂 苷 可溶于水、乙醇和甲醇，难容于氯仿 取代基 苷元,苷，连糖越多，水溶度越大 苷元 黄酮、黄酮醇、查尔酮等平面型分子，分子排列紧密 更加难溶于水 二氢黄酮、二氢黄酮醇等非平面型分子 在水中溶解度稍大 花青素，在水中以离子形式尊存在 水溶性较大 羟基化溶解度在水中增大，甲基化在有机溶剂中溶解度增大。 3. 酸性:酸性强弱取决于羟基的数目和位置:7,4-二羟基>7或4-羟基>一般酚羟基>5- 羟基>3-羟基 4. 碱性:γ-吡喃酮环上的氧原子有故对电子，在强酸性条件下形成洋盐，现微弱的 酸性 5. 呈色反应 3 天然药物化学 黄酮类化合物 (1).盐酸镁粉(锌粉)反应:多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇都显示红 色至紫红色，少数显示紫色至蓝色。B环上有羟基和甲氧基颜色加深。查尔酮、 橙酮、儿茶素无此反应 (2).四氢硼钠反应:二氢黄酮类化合物产生红色至紫色。 (3).常和铝盐、铅盐、锆盐、镁盐等试剂反应生成有色的络合物。 铝盐 三氯化铝或亚硝酸铝，有银光黄色络合物 铅盐 乙酸铅或酸式乙酸铅，黄色至红色沉淀。邻二酚羟基、3羟基+4酮基、5羟 基+4酮基 锆盐 二氯氧化锆甲醇溶液，黄酮类化合物含有4 或5游离羟基均能够显色，但是 5羟基+4酮基化合物加入枸橼酸后显著褪色。(锆枸橼酸反应) 镁盐 乙酸镁甲醇溶液，可在纸上显色。二氢黄酮和二氢黄酮醇显天蓝色荧光，5- 羟基更加明显。黄酮、黄酮醇类、异黄酮分别显示黄色、橙黄色、褐色、 氯化锶 含有邻二酚羟基的化合物产生绿色至棕色乃至黑色的沉淀 三氯化铁 检验一般酚羟基的存在 (4).有下列结构可与硼酸反应产生亮黄色。 (5).碱性试剂显色反应:二氢黄酮类易在碱液中开环，转变成异构体——查尔酮显 橙色至黄色。黄酮醇类在碱液中先呈黄色进入空气显棕色。黄酮类化合物有邻 二酚羟基或3,4’二羟基取代时以被氧化:黄色-深红色-绿棕色。 三、黄酮类化合物的提取和分离 1. 提取: 苷 花、叶、果实等组织中 游离苷元 木质部坚硬组织中 原理:黄酮类化合物的溶解性和酸性相似相溶与酸碱理论 2. 选择溶剂 苷元 极性小的溶剂，如氯仿、乙醚、乙酸 乙酯等回流提取 苷及极性大的苷元 用丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、醇-水加热提取 多糖苷类 一般用沸水提取 花青素 可加少量酸(如 0.l,盐酸) 3. 粗分 (1).溶剂萃取法:利用黄酮类与其他杂质极性不同，选择不同溶剂进行萃取。 (2). 碱提酸沉法:酚羟基与碱成盐，溶于水，加酸后析出。 (3).活性炭吸附法:适用于苷类的精制。 (4).树脂吸附提取法:适用于苷类的精制。 4. 分离方法: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 (1). 硅胶柱色谱 1). 应用范围:小极性和中等极性的化合物:异黄酮、二氢黄酮(醇)、高度 甲基化(乙酰化)的黄酮及黄酮醇。加水去活化分离极性较大的:多羟基 黄酮(醇)及其苷类 2). 吸附规律:极性大的吸附能力强:R:苷元>单糖苷>二糖苷 f (2).聚酰胺柱 4 天然药物化学 黄酮类化合物 1). 分离对象:酚类、醌类、硝基化合物。 2). 原理:氢键吸附 3). 影响因素:氢键的数目和位置;溶剂与聚酰胺/黄酮类化合物形成氢键的 能力 4). 洗脱规律(先—后): a) 苷元相同:叁糖苷,双糖苷,单糖苷,苷元 b) -OH数目:母核上羟基增加，洗脱顺序滞后 c) -OH位置:羟基数目相同时，有缔合羟基 > 无缔合羟基; d) 黄酮类型:异黄酮,二氢黄酮醇,黄酮,黄酮醇 OHOHHOO HOOOHOH ,OHO,OHO OHOHHOOOHHOOOH ,OHOHOOHO e) 芳香程度:分子中芳香程度高、共轭双键多，则聚酰胺对其的吸附力 强，故难于洗脱:二氢黄酮,查耳酮 (3).正相与反相层析: 硅胶 固定相(硅醇)极性 > 流动相(醇)极性时为正相 聚酰胺 固定相(聚酰胺脂肪链)极性 < 流动相(醇水)极性时为反相 (4).葡聚糖凝胶柱色谱 1). 原理:吸附作用和分子筛。 对游离黄酮主要是吸附作用，吸附程度取决于游离酚羟基数目，羟基数目 越多越难以洗脱。 对黄酮苷主要是分子筛原理，按照分子量又大到小先后洗脱。 2). 规律:?苷元的羟基越多越难以洗脱?苷的分子量越大越难以洗脱?苷比 苷元难以洗脱。 (5).梯度pH萃取法:酸性不同的黄酮苷元的分离 7,4’- OH(5%NaHCO3),7-或 4’-OH(5%Na2CO3), 一般Ar-OH(0.2%NaOH ) ,5-OH(4%NaOH) (6).金属盐络合法: 原理:利用分子中某些特定官能团性质进行分离 具有邻二酚羟基的成分，用醋酸铅沉淀 不具有邻二酚羟基的成分，用碱式醋酸铅沉淀 具有邻二酚羟基的黄酮类化合物还可以与硼酸反应形成溶于水的硼酸络合物，可以与不具有邻二酚羟基的其它黄酮类化合物分离 5