天然產(chǎn)物化學(xué)05__黃酮類化合物(1)

1、第五章第五章黃酮類化合物黃酮類化合物 黃酮類化合物廣泛存在于自然界，多具黃酮類化合物廣泛存在于自然界，多具有顏色，在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成苷，有顏色，在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成苷，一部分以游離形式存在。一部分以游離形式存在。分布概況分布概況存在科屬：存在于雙、單子葉植物、裸子、蕨類植物、存在科屬：存在于雙、單子葉植物、裸子、蕨類植物、 低等植物低等植物常見(jiàn)中藥：槐米、黃芩、葛根、銀杏、桑葉等常見(jiàn)中藥：槐米、黃芩、葛根、銀杏、桑葉等存在部位與形式：存在部位與形式： 花、果、葉花、果、葉 -以苷為主要存在形式以苷為主要存在形式 木部木部-多為游離狀態(tài)多為游離狀態(tài) 皮、根、莖部位皮、根、莖部位-

2、兩種存在形式兩種存在形式一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu) 以前，以前，黃酮類化合物主要是指基本母核黃酮類化合物主要是指基本母核2-苯苯基色原酮類化合物，基色原酮類化合物，現(xiàn)在則是泛指兩個(gè)苯環(huán)現(xiàn)在則是泛指兩個(gè)苯環(huán)（A-A-與與B-B-環(huán)）通過(guò)中央三碳鏈相互聯(lián)結(jié)而成的環(huán)）通過(guò)中央三碳鏈相互聯(lián)結(jié)而成的一系列化合物。一系列化合物。第一節(jié)第一節(jié) 結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型 OO12345678OO12345678123456OO12345678123456色原酮2苯基色原酮C6C3C6 黃酮的基本骨架是由三個(gè)丙二酰輔酶A和一個(gè)桂皮酰輔酶A生物合成而產(chǎn)生的。A環(huán)來(lái)自于三個(gè)丙二酰輔酶A，而B(niǎo)環(huán)則來(lái)自于桂皮酰輔酶A。OO123

3、45678OO12345678123456OO12345678123456色原酮2苯基色原酮C6C3C6ACB二、分類二、分類根據(jù)中間三碳鏈的氧化程度、是否成環(huán)、根據(jù)中間三碳鏈的氧化程度、是否成環(huán)、3-位是否位是否有羥基、有羥基、B環(huán)的連接位置等特點(diǎn)進(jìn)行分類：環(huán)的連接位置等特點(diǎn)進(jìn)行分類：（一）黃酮類和黃酮醇類（二）二氫黃酮類和二氫黃酮醇類（三）異黃酮類和二氫異黃酮類（四）查耳酮類和二氫查耳酮類（五）橙酮類（六）雙黃酮類（七）其他黃酮類 黃酮（醇）類 基本結(jié)構(gòu) 黃酮類成分OOHOHOHOHOOOHgluaOOOH木犀草素木犀草素黃芩苷黃芩苷槲皮素槲皮素 R= H蘆蘆 丁丁 R= 蕓香糖蕓香糖OO

4、HOHOHOOHOOHOHOOHOHOHOH 山柰酚山柰酚 楊梅素楊梅素基本結(jié)構(gòu) 新橙皮苷新橙皮苷 橙皮苷橙皮苷OOHORO甘草素甘草素R=H甘草苷甘草苷R=glu 水飛薊素黃柏素-7-O-葡萄糖苷 異黃酮類基本結(jié)構(gòu)OO 二氫異黃酮二氫異黃酮 OOR1R2OOR3R1=R2=R3=H 大豆素R1=R3=H R2=glc 大豆苷R2=R3=H R1=glc 葛根素 魚(yú)藤酮 查耳酮類基本結(jié)構(gòu)查耳酮紅花苷補(bǔ)骨脂乙素OHO二氫查耳酮橙酮類基本結(jié)構(gòu) 雙黃酮類基本結(jié)構(gòu)OOHOHOOHOOHOHOOHOOHOHOOOOHOHOOH柏黃酮柏黃酮扁柏黃酮扁柏黃酮其他黃酮類：1、花色素類花色素類2、黃烷醇類黃烷醇

5、類3、雙苯吡酮類雙苯吡酮類 花色素基本結(jié)構(gòu)：花色素 黃烷醇類成分OOHOHOHOHOHR1R2無(wú)色矢車(chē)菊素?zé)o色矢車(chē)菊素 R1=OH R2=H無(wú)色飛燕草素?zé)o色飛燕草素 R1= R2= OH 黃烷-3-醇類黃烷-3，4-二醇類雙苯吡酮類基本結(jié)構(gòu)： 天然黃酮苷類化合物，由于糖的種類、數(shù)量、連接位置及聯(lián)接方式不同，組成各種各樣的黃酮苷類：?jiǎn)翁穷悾篋-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。雙糖類：槐糖（glc 12 glc）、龍膽二糖(glc 16 glc)、蕓香糖(rh 16 glc)、新橙皮糖（rh 12 glc）、刺槐二糖（rh 16 gal）等。 叁糖類：叁糖

6、類：龍膽三糖(glc 16 glc 12 fru)、槐三糖(glc 12 glc 12 glc)等。?；穷悾乎；穷悾?-2酰葡萄糖、咖啡?；咸烟?caffeoylglucose)等。 黃酮苷中糖的聯(lián)接位置與苷元的結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。如黃酮醇類常形成3-， 7-， 3-， 4-單糖苷，或3，7-， 3，4-及7，4-雙糖鏈苷等。 1、性狀性狀 黃酮類化合物多為晶狀固體，少數(shù)（如黃酮苷類）為無(wú)定形粉末。2、旋光性旋光性 苷元中，二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇具有手性碳，具旋光性，其余黃酮類無(wú)旋光性。苷類結(jié)構(gòu)中含糖的部分結(jié)構(gòu)，故均有旋光性，且多為左旋。第二節(jié)第二節(jié) 理化性質(zhì)理化性質(zhì)3、顏色顏色

7、黃酮的色原酮部分無(wú)色，在2-位上引入苯環(huán)后，即形成交叉共軛體系，使共軛鏈延長(zhǎng)，因而呈現(xiàn)出顏色。黃酮、黃酮醇及其苷類多顯灰黃黃色，查耳酮為黃橙黃色，異黃酮類顯微黃色，二氫黃酮、二氫黃酮醇不顯色。OO桂皮酰系統(tǒng)苯甲酰系統(tǒng) 在上述黃酮、黃酮醇分子中，尤其在7-位及4-位引入OH及OCH3等供電基后，化合物的顏色加深，但在其它位置引入OH、OCH3等供電基影響較小。 花色苷及其苷元的顏色隨pH不同而改變，一般顯紅色( pH 7 )、紫色( pH8.5 )、藍(lán)色( pH8.5 )等顏色。 4、溶解度溶解度 一般來(lái)說(shuō)，游離苷元難溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有機(jī)溶劑及稀堿液中?；ㄉ赵?/p>

8、花青素）類以離子形式存在，水溶度較大。黃酮類苷元分子中羥基數(shù)越多，水中的溶解度越大。 黃酮苷類，水溶性比相應(yīng)苷元大；糖鏈越長(zhǎng)，則水溶度越大，一般易溶于水、甲醇、乙醇等強(qiáng)極性溶劑中，但難溶或不溶于苯、氯仿等有機(jī)溶劑中。 5、酸堿性、酸堿性（1）酸性 多具有酚羥基，故顯酸性，酚羥基數(shù)目不同及位置不同，酸性強(qiáng)弱也不同。 7，4-OH7-或4-OH一般酚OH3、5-OHOO-OO-OO+O-H+O-H+（二）堿性 吡喃環(huán)上的1-氧原子，因有未共用的電子對(duì)，故表現(xiàn)微弱的堿性?？膳c強(qiáng)酸成不穩(wěn)定的鹽。OOOOH+Cl_HClH2O 6、顯色反應(yīng)、顯色反應(yīng) 顏色反應(yīng)多與分子中的酚羥及顏色反應(yīng)多與分子中的酚羥及

9、-吡喃酮環(huán)有關(guān)。吡喃酮環(huán)有關(guān)。（一）還原試驗(yàn)1. 鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應(yīng) 為鑒定黃酮類化合物最常用的顏色反應(yīng)。黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物顯橙紅紫紅色，少數(shù)顯紫藍(lán)色。2. 四氫硼鈉（鉀）反應(yīng) NaBH4 選擇性還原二氫黃酮（醇）類化合物。與二氫黃酮類化合物產(chǎn)生紅紫色。 (二)金屬鹽類試劑絡(luò)合反應(yīng)OHOACOHOOCOHOH2、鉛鹽 常用1%醋酸鉛及堿式醋酸鉛溶液。醋酸鉛鄰二酚羥基或兼有締合酚羥基（ 3-OH 、4-酮基或5-OH 、4-酮基） （鮮黃橙)堿式醋酸鉛鄰二酚羥基及單一酚羥基可用于鑒定，也可用于提取及分離工作。 1、鋁鹽 常用試劑為1%三氯化鋁或硝酸鋁溶液。生成的絡(luò)合

10、物有黃綠色熒光，可用于定性及定量分析。 3.鋯鹽 2%二氯氧鋯甲醇溶液 有游離的3-或5-OH時(shí)，可生成黃色的絡(luò)合物。 絡(luò)合穩(wěn)定性 3-羥基、4-酮基 5-羥基、 4-酮基加枸櫞酸 ，5-OH黃酮褪色，3-OH黃酮仍呈鮮黃色。OOOHOOHOHHOZrClH2O5.氯化鍶（SrCl2） 常用醋酸鎂鉀溶液為顯色劑，二氫黃酮(醇)類可顯天藍(lán)色熒光，黃酮(醇)及異黃酮類等則顯黃 橙黃褐色。 4.鎂鹽 在氨性甲醇溶液中，可與分子中具有鄰二酚羥鄰二酚羥基基結(jié)構(gòu)的黃酮類化合物生成綠色棕色乃至黑色沉淀。 6.三氯化鐵反應(yīng) 三氯化鐵水溶液或醇溶液為常用的酚類顯色劑。（三）硼酸顯色劑（三）硼酸顯色劑 鑒別5-O

11、H黃酮或2-羥基查耳酮類結(jié)構(gòu)。亮黃色。2、黃酮醇類在堿性中先呈黃色，通入空氣后變?yōu)樽厣?，?jù)此可與其它黃酮類區(qū)別。 3、黃酮有鄰二酚羥基或3，4-二羥基，易被氧化，由黃色深紅色綠棕色沉淀。 （四）四） 堿性試劑顯色反應(yīng)堿性試劑顯色反應(yīng) 酚羥基黃酮黃色加深酚羥基黃酮黃色加深1、二氫黃酮類開(kāi)環(huán)，轉(zhuǎn)變成查耳酮類 （橙黃色）。OHOOHOOHOCH3OHHOOHOOHOCH3OH-H+ 一、提取一、提取 黃酮苷類以及極性稍大的苷元（如羥基黃酮等），一般可用丙酮、乙酸乙酯、乙醇提取。一些多糖苷類可用沸水提取。在提取花青素類化合物時(shí)，可加入少量酸（0.1%鹽酸，應(yīng)當(dāng)慎用，避免發(fā)生水解）。 大多數(shù)黃酮苷元宜用

12、氯仿、乙醚、乙酸乙酯等中極性溶劑提取，而對(duì)多甲氧基黃酮類游離苷元，甚至可用苯等低極性溶劑進(jìn)行提取。第三節(jié)第三節(jié) 提取與分離提取與分離 對(duì)得到的粗提物可進(jìn)行下列精制處理，常用方法有：（一）溶劑萃取法 利用黃酮類化合物與混入的雜質(zhì)極性不同，選用不同溶劑進(jìn)行地萃取可達(dá)到精制純化目的。例如植物葉子的醇浸液，可用石油醚處理，以便除去葉綠素、胡蘿卜素等脂溶性色素。而某些藥料水溶液則可加入多倍量濃醇，以沉淀除去蛋白質(zhì)、多糖類等水溶性雜質(zhì)。 有時(shí)溶劑萃取過(guò)程也可以用逆流分配法連續(xù)進(jìn)行。常用的溶劑系統(tǒng)有：水-乙酸乙酯，正丁醇-石油醚等。 溶劑萃取過(guò)程在除去雜質(zhì)的同時(shí)，往往還可以收到分離苷和苷元或極性苷元與非極性

13、苷元的效果。 （二）堿提取酸沉淀法 黃酮苷類雖有一定極性，可溶于水，但卻難溶于酸性水，易溶于堿性水，故可用堿性水提取，再于堿水提取液中加入酸，黃酮苷類即可沉淀析出。此法簡(jiǎn)便易行，如蘆丁、橙皮苷、黃芩苷的提取都應(yīng)用了這個(gè)方法。 茲以從槐米中提取蘆丁為例說(shuō)明該法的操作過(guò)程。 槐米（槐樹(shù)Sophora japonica L. 花蕾）加約6倍量水，煮沸，在攪拌下緩緩加入石灰乳至pH8-9，在此pH條件下微沸20-30分鐘，趁熱抽濾，殘?jiān)显偌?倍水煎1次，趁熱抽濾。合并濾液在60-70下，用濃鹽酸調(diào)至pH為5，攪勻，靜置24小時(shí)，抽濾。沉淀物水洗至中性，60干燥得蘆丁粗品，于水中重結(jié)晶，70-80干

14、燥得蘆丁純品。 在用堿酸法進(jìn)行提取純化時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意所用堿液濃度不宜過(guò)高，以免在強(qiáng)堿性下，尤其加熱破壞黃酮母核。在加酸酸化時(shí)，酸性也不宜過(guò)強(qiáng)，以免生成佯鹽，致使析出的黃酮類化合物又重新溶解，降低產(chǎn)品收率。 當(dāng)藥料中含有大量果膠、粘液等不溶性雜質(zhì)時(shí)，如花、果類藥材，宜用石灰乳或石灰水代替其它堿性水溶液進(jìn)行提取，以使上述含羥基的雜質(zhì)生成鈣鹽沉淀，不致溶出。這也有利于黃酮類化合物的純化處理。 （三）碳粉吸附法 主要適于苷類的精制工作。通常，在植物的甲醇粗提取物中，分次加入活性炭，攪拌，靜置，直至定性檢查上清液無(wú)黃酮反應(yīng)時(shí)為止。過(guò)濾，收集吸收炭末，依次用沸甲醇、沸水、7%酚/水、15%酚/醇溶液進(jìn)行洗脫

15、，各部分洗脫液進(jìn)行定性檢查（或用PC鑒定）。 二、分離二、分離 現(xiàn)將較常用的方法介紹如下：現(xiàn)將較常用的方法介紹如下： （一）柱層析法（一）柱層析法 分離黃酮類化合物常用的吸附劑或載體有硅膠、聚酰胺及纖維素粉等。此外，也有用氧化鋁、氧化鎂及硅藻土等。 1. 硅膠柱層析：此法應(yīng)用范圍最廣，主要適于分離異黃酮、二氫黃酮、二氫黃酮醇及高度甲基化（或乙?；┑狞S酮及黃酮醇類。少數(shù)情況下，在加水去活化后也可用于分離極性較大的化合物，如多羥基黃酮醇及其苷類等。 吸附規(guī)律：極性大吸附牢。如：A 苷元 B 單糖苷 C 二糖苷Rf :ABC 2. 聚酰胺柱層析：其吸附強(qiáng)度主要取決于黃酮類化合物分子中羥基的數(shù)目與位

16、置及溶劑與黃酮類化合物或與聚酰胺之間形成氫鍵締合能力的大小。 聚酰胺柱層析可用于分離各種類型的黃酮類化合物，包括苷及苷元、查耳酮與二氫黃酮等黃酮類化合物從聚酰胺柱上洗脫時(shí)大體有下列規(guī)律：（以下規(guī)律也適用于黃酮類化合物在聚酰胺薄層上的行為 ）（1）苷元相同，洗脫先后順序一般是： 三糖苷雙糖苷單糖苷苷元（2）母核上增加羥基，洗脫速度即相應(yīng)減緩（3）不同類型黃酮化合物，先后流出順序一般是： 異黃酮二氫黃酮醇黃酮黃酮醇（4）分子中芳香核、共軛雙鍵多者則吸附力強(qiáng)，故查耳酮往往比相應(yīng)的二氫黃酮難于洗脫。聚酰胺柱層分離流程 聚酰胺分子中既有非極性的脂肪鏈，又有極性的酰胺基團(tuán)，聚酰胺色譜具有雙重色譜雙重色譜性

17、質(zhì)。 用含水溶劑系統(tǒng)（如乙醇用含水溶劑系統(tǒng)（如乙醇-水）洗脫時(shí)，水）洗脫時(shí)，符合氫鍵吸附規(guī)律，類似于反相分配色譜，符合氫鍵吸附規(guī)律，類似于反相分配色譜，苷先下，苷元后下。苷先下，苷元后下。 用有機(jī)溶劑系統(tǒng)（如氯仿用有機(jī)溶劑系統(tǒng)（如氯仿-甲醇）洗脫時(shí)，甲醇）洗脫時(shí)，類似于正相分配色譜，苷元先下，苷后下。類似于正相分配色譜，苷元先下，苷后下。 3. 葡聚糖凝膠柱層析： 對(duì)于黃酮類化合物的分離，主要用兩種型號(hào)的凝膠：Sephadex-G型及Sephadex LH-20型。Sephadex G 適用于水系統(tǒng)Sephadex LH-20 適用于水及有機(jī)溶劑系統(tǒng)葡聚糖凝膠分離黃酮類化合物的機(jī)理是： 分離游

18、離黃酮時(shí)，主要靠吸附作用。凝膠對(duì)黃酮類化合物的吸附程度取決于游離酚羥基的數(shù)目。 分離黃酮苷時(shí)，則分子篩的屬性起主導(dǎo)作用。在洗脫時(shí)，黃酮苷類大體上是按分子量由大到小的順序流出柱體，葡聚糖凝膠柱層析中常用的洗脫劑有：(1) 堿性水溶液（如0.1mol/L NH4OH），含鹽水溶液(0.5mol/L NaCl等)。(2) 醇及含水醇，如甲醇，甲醇-水（不同比例）、正-丁醇-甲醇(3:1)、乙醇等。(3) 其它溶劑：如含水丙酮、甲醇-氯仿等。 （二）梯度（二）梯度pH萃取法萃取法： 梯度梯度pH萃取法適合于酸性強(qiáng)弱不同的黃酮苷元的萃取法適合于酸性強(qiáng)弱不同的黃酮苷元的分離。根據(jù)黃酮類苷元酚羥基數(shù)目及位置

19、不同其酸性分離。根據(jù)黃酮類苷元酚羥基數(shù)目及位置不同其酸性強(qiáng)弱也不同的性質(zhì)，可以將混合物溶于有機(jī)溶劑（如強(qiáng)弱也不同的性質(zhì)，可以將混合物溶于有機(jī)溶劑（如乙醚）后，依次用乙醚）后，依次用5%NaHCO3、5%Na2CO3、0.2%NaOH及及4%NaOH水溶液萃取，來(lái)達(dá)到分離的目水溶液萃取，來(lái)達(dá)到分離的目的。的。 酸性：酸性： 7，4 -二二OH 7-或或4 -OH （溶于）：（溶于）： 5%NaHCO3液液 5%Na2CO3液液 一般一般OH 5-OH 0.2%NaOH液液 4%NaOH液）液） pH梯度萃取分離法5%碳酸氫鈉水溶液萃取（三）系統(tǒng)溶劑分離法（溶劑萃取法）（三）系統(tǒng)溶劑分離法（溶劑萃取法）（苷元）（苷元）（苷元、苷）（苷元、苷）（苷）（苷） （四）根據(jù)分子中某些特定官能團(tuán)進(jìn)行分離 在黃酮類成分的混合物中，具有鄰二酚羥基成分與無(wú)此結(jié)構(gòu)的成分，可用鉛鹽法分離。不具有鄰二酚羥基的成分可被堿式醋酸