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文檔簡(jiǎn)介
天然藥物化學(xué)黃酮類第一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
僅截止到1974年為止,國(guó)內(nèi)外已發(fā)表的黃酮類化合物共1674個(gè)(主要是天然黃酮類,也有少部分為合成品,其中苷元902個(gè),苷722個(gè)),并以黃酮醇類最為常見,約占總數(shù)的三分之一,
其次為黃酮類,占總數(shù)的四分之一以上,
其余則較少見。至于雙黃酮類多局限分布于裸子植物,尤其松柏綱,銀杏綱和鳳尾綱等植物中。
至1980年,黃酮類化合物總數(shù)已達(dá)到2721個(gè)。
至1993年,黃酮類化合物總數(shù)已達(dá)到4000個(gè)。
在20世紀(jì)30年代中期匈牙利科學(xué)家艾伯特?聖喬其
(Albert
SzentGyorgy)首次分離出類黃酮混合物拓展提高黃酮化合物的現(xiàn)狀維生素C第二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
色原酮2-苯基色原酮(黃酮)一、基本結(jié)構(gòu)和分類(一)基本結(jié)構(gòu)
1952年以前,黃酮類化合物主要是指基本母核為2-苯基色原酮的一系列化合物。第一節(jié)
概述第三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六C6-C3-C6
現(xiàn)在的黃酮類化合物則泛指兩個(gè)苯環(huán)(A與B環(huán))通過(guò)中央三碳鏈相互連接而成的一類化合物。ABC第四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六三碳鏈氧化程度B環(huán)(苯基)連接位置(2-位或3-位)以及三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀BAC黃酮類化合物的苷元的結(jié)構(gòu)類型根據(jù):分為下列類型:12種第五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
木犀草素(luteolin),存在于忍冬藤、菊花、浮萍中,具有抗菌作用。
1.黃酮類(flavones)第六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六抗菌成分主要有:黃芩為清熱解毒類中藥,黃芩苷(baicalin)次黃芩素(wogonin)等第七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六第八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六槐米中含有:2.黃酮醇類(flavonols)蘆丁槲皮素
槐米為豆科植物槐樹(Sophorajdponica
L.)的花蕾。在二千年前我國(guó)即作藥用,《神農(nóng)本草經(jīng)》將愧實(shí)列為上品。其中,蘆丁是有效成分,可用于治療毛細(xì)血管脆性引起的出血癥,并用于高血壓的輔助治療劑。第九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六槲皮素(quercetin)具有抗炎、止咳祛痰等作用。槲皮素片用于治療支氣管炎。此外還有降低血壓、增強(qiáng)毛細(xì)血管抵抗力、減少毛細(xì)血管脆性、降血脂、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈、增加冠脈血流量等作用。蘆丁(rutin)是槲皮素的3-O蕓香糖苷。用于治療毛細(xì)管脆弱引起的出血病,并用作高血壓的輔助治療劑。第十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六3.二氫黃酮類(flavanones)第十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六第十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
柚皮素(Naringenin):來(lái)源于蕓香科植物柚(CitrusparadisiMacfadyen)的果實(shí);分子式C15H12O5;分子量272.25結(jié)構(gòu)式:
柚皮苷第十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六4.二氫黃酮醇類(flavanonols)
水飛薊素是二氫黃酮醇與苯丙素衍生物縮合成的黃酮木脂素類成分。具有保肝作用,用于治療急、慢性肝炎及肝硬化,代謝中毒性肝損傷。第十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六5.查爾酮類(chalcones)查爾酮為苯甲醛縮苯乙酮類化合物。第十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
二氫黃酮的吡酮環(huán)芳香性低,在堿的作用下易開環(huán)生成6’-羥基查耳酮,由無(wú)色轉(zhuǎn)為深黃色,后者經(jīng)酸化又能轉(zhuǎn)化為原來(lái)的二氫黃酮。其鄰羥基衍生物可視為二氫黃酮的異構(gòu)體,二者可相互轉(zhuǎn)化。第十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六菊科植物紅花。紅花所含的色素-紅花苷。是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的查耳酮類植物成分。第十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
紅花在開花初期,花冠呈淡黃色;
開花中期,花冠呈深黃色;
開花后期或采收干燥過(guò)程中由于酶的作用,氧化成紅色。第十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
主要存在于豆科、鳶(yuan)尾科等植物中。如葛根主要含有下列幾種異黃酮類成分。6.異黃酮類(isoflavones)第十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六葛根素
葛根總黃酮具有擴(kuò)冠、增加冠脈流量及降低心肌耗氧量等作用。第二十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
大豆素具有類似罌粟堿的解痙作用。大豆苷、葛根素及大豆素均能緩解高血壓患者的頭痛等癥狀。大豆素第二十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六7.二氫異黃酮類豆科植物紫檀tan第二十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六8.雙黃酮類
由二分子黃酮衍生物聚合生成的二聚物,多分布于裸子植物中。
其主要的活性成分為兩類:黃酮類和萜類。德國(guó)的銀杏專利提取物EGb761(黃酮24%,萜內(nèi)酯6%)
銀杏中含有多種雙黃酮,如銀杏素。
第二十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六9.花色苷類(anthocyanidins)
是使花、葉、果、莖等呈現(xiàn)藍(lán)、紫、紅等顏色的色素。以苷的形式存在于細(xì)胞液中,經(jīng)水解可生成苷元——花色素及糖。第二十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六10.黃烷-3-醇(flavan-3-ols)及黃烷-3,4-二醇(flavan-3,4-diols)類兒茶第二十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
水龍骨科植物石韋中的異芒果素具有止咳祛痰的功效。
11.苯駢色酮(xanthanes)第二十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六黃花波斯菊花中含有硫磺菊素(sulphuretin)12.橙酮類化合物第二十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六天然黃酮類化合物多和糖形成苷而存在,并且由于糖的種類、數(shù)量、連接位置及連接方式不同,組成了各種各樣的黃酮苷類。組成黃酮苷的糖類主要有:
單糖雙糖類三糖類?;穷惖诙隧?yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六單糖類:
D-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(glc1→2glc)、龍膽二糖(glc1→6glc)、蕓香糖(rh1→6glc)、新橙皮糖(rh1→2glc)、刺槐二糖(rh1→6gal)等。三糖類:龍膽三糖(glc1→6glc1→2fru)、槐三糖(glc1→2glc1→2glc)等。?;穷悾?/p>
2-乙酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖(caffeoylglucose)等。第二十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
黃酮苷中糖的連接位置與苷元的結(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。除氧苷外,天然黃酮類化合物中還發(fā)現(xiàn)有C-鍵苷,如:葛根黃素木糖苷。和葛根素共同構(gòu)成了中藥葛根擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈的有效成分。葛根黃素木糖苷葛根素第三十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六二、黃酮類化合物的生物合成途徑
A環(huán)來(lái)自三個(gè)丙二酰輔酶AB環(huán)來(lái)自桂皮酰輔酶A第三十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六三、黃酮類化合物的生物活性1.對(duì)心血管系統(tǒng)的作用
Vp樣作用:蘆丁、橙皮苷等有Vp樣作用,能降低血管脆性及異常通透性,可用作防治高血壓及動(dòng)脈硬化的輔助治療劑。擴(kuò)冠作用:蘆丁、槲皮素、葛根素、人工全合成的力可定(乙氧黃酮
)。降血脂及膽固醇:木樨草素第三十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
蘆丁是從中國(guó)所獨(dú)有的國(guó)槐的花蕾中提取的植物藥,也稱維生素P,具有降低毛細(xì)血管的異常通透性和脆性的作用,是心腦血管保護(hù)藥,國(guó)內(nèi)用于心腦血管藥品制劑的主要成分,國(guó)外還大量用于食品添加劑和化妝品。鑒別:
(1)取本品的細(xì)粉少許,加氫氧化鈉試液5mL,溶液顯橘黃色。
(2)取本品的細(xì)粉少許,加乙醇15mL,微熱使蘆丁溶解,溶液分成二份:一份中加鹽酸1mL與金屬鎂或金屬鋅數(shù)小粒,漸顯紅色;另一份中加三氯化鐵試液1滴,顯棕綠色。蘆丁片第三十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.
抗肝臟毒作用從水飛薊種子中得到的水飛薊素具有保肝作用,用于治療急、慢性肝炎、肝硬化及多種中毒性肝損傷。(+)-兒茶素(catergen)也可抗肝臟毒作用,治療脂肪肝及因半乳糖胺或四氯化碳等引起的中毒性肝損傷。第三十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
本品為菊科植物水飛薊(紫花)[Silybummarianum(L)Gacntm的果實(shí),經(jīng)提取精制所得的淡黃色粉末,或結(jié)晶性粉末。無(wú)味、無(wú)臭、易溶于丙酮、醋酸乙酯、乙醇及由醇、難溶于氯仿,不溶于水,主要化學(xué)成份為水飛薊賓(Silybin)C25H22O10及其異物等黃酮類物質(zhì)。
功能與主治:本品具有保肝及降血脂作用,用于治療慢性肝炎,早期肝硬變、代謝中毒性肝損傷及高血脂癥。水飛薊片第三十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六3.抗炎蘆丁及其衍生物羥乙基蘆丁、二氫槲皮素等具抗炎作用。4.抗菌及抗病毒作用如木樨草素、黃芩苷、黃芩素5.解痙作用異甘草素、大豆素:解除平滑肌痙攣;大豆苷、葛根素及葛根總黃酮可緩解高血壓患者的頭痛等癥狀;杜鵑素、川陳皮素、槲皮素、山奈酚、芫花素、羥基芫花素:止咳祛痰。第三十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六6.雌性激素樣作用大豆素(daidzein)等異黃酮具有雌性激素樣作用,可能與它們與己烯雌酚結(jié)構(gòu)類似。
第三十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六7.清除人體自由基作用
黃酮類化合物多具有酚羥基,易氧化成醌類而提供氫離子,故有顯著的抗氧特點(diǎn)。另外還有降血脂、血糖,抗動(dòng)脈粥樣硬化及抗癌抗突變等作用。第三十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六8.抗腫瘤作用
抗癌新藥Flavopiridol的發(fā)現(xiàn)與研制
Flavopiridol是一種源于植物(CDYSOXYLUMBINECTARIFERUM)的黃酮類化合物。目前正被用于十幾項(xiàng)一期和二期的癌癥臨床試驗(yàn)。它的早期發(fā)現(xiàn)得益于工業(yè)界對(duì)自然產(chǎn)物的研究興趣。在從樹皮中提取出純化合物后,前HOECHST公司又進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與人工合成的研究。由此建立了一系列同型物,包括Flavopiridol的專利。
最新的研究采用基因芯片的技術(shù)發(fā)現(xiàn)藥物flavopiridol殺傷癌細(xì)胞的令人驚訝的機(jī)理。這項(xiàng)研究是由美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生院、美國(guó)國(guó)家癌癥研究院和EMMES公司聯(lián)合完成的,是把最新的基因工程技術(shù)用于醫(yī)藥研究的典范。它是從印度植物中提煉的植物堿,植物的葉和根是印度應(yīng)用的草藥。第三十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
在NIH大規(guī)??拱┪锖Y選中,F(xiàn)lavopiridol脫穎而出,成為一種新的低毒性的研究藥物。它的治癌機(jī)理被認(rèn)為是作用于激酶,從而阻斷細(xì)胞循環(huán)。這一解釋間接地為CDK2-Flavopiridol的復(fù)合晶體結(jié)構(gòu)所證實(shí)??鐚W(xué)科外向的合作以及現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用是加速Flavopiridol和其他后續(xù)藥物的研究與開發(fā)所不可缺少的。
cyclindependentkinase(CDK)細(xì)胞周期蛋白依賴激酶最近,不同的研究者證實(shí)其對(duì)艾滋病也有異于其他藥物的療效。第四十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六第二節(jié)
黃酮類化合物的理化性質(zhì)及顏色反應(yīng)一、性狀1.多為結(jié)晶性固體,少為(如黃酮苷類)無(wú)定形粉末。2.旋光性:游離苷元中,除二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷、黃烷醇及雙黃酮有旋光外,其余無(wú)旋光性。苷類由于結(jié)構(gòu)中引入糖的分子,均有旋光性,且多為左旋。第四十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六3.顏色:與①分子中是否存在交叉共軛體系
②助色團(tuán)的數(shù)目
③取代基的位置有關(guān)色原酮部分原本無(wú)色,但在2位引入苯環(huán)后,即形成交叉共軛體系,且通過(guò)電子的轉(zhuǎn)移,重排,使共軛鏈延長(zhǎng),而表現(xiàn)出顏色。第四十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六黃酮、黃酮醇及苷類灰黃-黃色
查耳酮黃-橙黃色
二氫黃酮、二氫黃酮醇無(wú)色異黃酮微黃色
其中,黃酮、黃酮醇及苷類、查耳酮等因分子中存在交叉共軛體系,在7,4’位引入-OH,OCH3等供電子基團(tuán)則促進(jìn)電子移位、重排,使化合物顏色加深?;ㄉ占捌滠赵念伾SpH的不同而改變:呈現(xiàn)紅(pH<7),紫(pH8.5)、蘭(pH>8.5)第四十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六二、溶解度1.游離苷元難溶或不溶于水,易溶于MeOH,EtOH,EtOAc,Et2O
黃酮、黃酮醇及查耳酮是平面型分子,分子堆砌緊密,分子間引力較大,更難溶于水。二氫黃酮、二氫黃酮醇是非平面型分子,分子排列不緊密,分子間引力降低,對(duì)水的溶解度較大。第四十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
花色苷元(花青素)類雖系平面型分子,但因以離子形式存在,具有鹽的通性,故親水性較強(qiáng),水溶度較大。第四十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
黃酮苷元引入羥基越多,水溶性越強(qiáng),羥基甲基化后,則增加在有機(jī)溶劑中的溶解度。如一般黃酮類化合物不溶于石油醚中,可與脂溶性雜質(zhì)分開,但川陳皮素(5,6,7,8,3’,4’-六甲氧基黃酮)卻可溶于石油醚。第四十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.黃酮類化合物的羥基苷化后,水溶性相應(yīng)增大,而在有機(jī)溶劑中的溶解度相應(yīng)減小黃酮苷一般易溶于H2O,MeOH,EtOH等,難溶或不溶于苯,氯仿等。第四十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六三、酸堿性1.酸性黃酮類化合物多具有酚羥基而呈酸性,可溶于堿性水液,吡啶,甲酰胺及二甲基甲酰胺。酸性強(qiáng)弱順序:7,4’-二羥基>7,或4’羥基>一般酚羥基>5-羥基
此性質(zhì)可用于提取、分離及鑒定工作。第四十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
黃酮類化合物溶于濃硫酸中生成的烊鹽常表現(xiàn)特殊的顏色,可用于鑒別。2.堿性
-吡喃酮上的1-位氧原子上有未共用電子對(duì),表性微弱的堿性,可與強(qiáng)無(wú)機(jī)酸如濃硫酸,鹽酸生成烊鹽,但極不穩(wěn)定,加水即可分解。第四十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六四、顯色反應(yīng)
(一)還原反應(yīng)1.鹽酸-鎂粉(鹽酸-鋅粉)反應(yīng)黃酮、黃酮醇及二氫黃酮、二氫黃酮醇類在鹽酸-鎂粉作用下,易被氫化還原,迅速生成紅-紫紅(個(gè)別有綠-蘭色)。將樣品溶于甲醇或乙醇,加少量鎂粉振搖,滴加幾滴濃鹽酸,1-2分鐘內(nèi)(必要時(shí)微熱)即可出現(xiàn)顏色。多顯橙紅-紫紅色,少數(shù)蘭-紫色,B環(huán)有-OH或OCH3取代時(shí),顏色隨之加深,查耳酮、橙酮、兒茶素類則不反應(yīng)。
花色素及部分查耳酮、橙酮等在濃鹽酸酸性條件下也會(huì)發(fā)生色變,故須先做一對(duì)照。
第五十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.四氫硼鈉反應(yīng)與二氫黃酮類化合物產(chǎn)生紅-紫色。(其它黃酮類化合物均不顯色,可與之區(qū)別)
取樣品10mg溶于甲醇,加NaBH410mg,再滴加1%濃鹽酸或濃硫酸,呈紅-紫色。第五十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(二)金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng)
??膳c鋁鹽、鉛鹽、鋯鹽、鎂鹽等試劑生成有色絡(luò)合物。鋁鹽1%AlCl3或Al(NO3)3:生成絡(luò)合物為黃色(max=415nm),并有熒光。
黃酮類化合物分子結(jié)構(gòu)中多有:3-OH,4=O5-OH,4=O鄰二酚羥基第五十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.鉛鹽1%PbAc2或堿式醋酸鉛水液。生成黃-紅色沉淀。醋酸鉛可沉淀具有鄰二酚羥基或兼有3-OH,4=O或5-OH,4=O者。
堿式醋酸鉛可沉淀具有一般酚類化合物。第五十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六3.鋯鹽:2%氯氧化鋯甲醇液第五十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六4.鎂鹽醋酸鎂甲醇液作顯色劑,可在紙上進(jìn)行。二氫黃酮(醇)類顯天藍(lán)色熒光,若具有C5-OH,色澤更明顯。而黃酮、黃酮醇及異黃酮類則顯黃-橙黃-褐色。5.氯化鍶(SrCl2)
使具有鄰二酚羥基的黃酮顯綠-棕色-黑色沉淀。第五十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六6.氯化鐵(FeCl3)
檢查酚羥基。多數(shù)黃酮類化合物具有酚羥基,可產(chǎn)生正反應(yīng),生成綠、藍(lán)、黑、紫等顏色。第五十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.有無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸存在在草酸存在下,顯黃色并帶綠色熒光。在枸櫞酸丙酮存在條件下,只顯黃色而無(wú)熒光。(三)硼酸顯色反應(yīng)條件:1.具有下列結(jié)構(gòu)(5-羥基黃酮,2’-羥基查耳酮)第五十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(四)堿性試劑顯色反應(yīng)
日光及紫外光下,通過(guò)紙斑反應(yīng),觀察樣品用堿性試劑處理后的色變情況。
1.二氫黃酮類易在堿液中開環(huán),轉(zhuǎn)變成相應(yīng)異構(gòu)體——查耳酮類化合物,顯橙-紅色。第五十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.黃酮醇類在堿液中先呈黃色,通入空氣后變?yōu)樽厣瑩?jù)此可與黃酮類區(qū)別。3.黃酮類化合物當(dāng)分子中有鄰二酚羥基取代或3,4’-二羥基取代時(shí),在堿液中不安定,很快氧化,由黃色深紅色綠棕色沉淀。第五十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(五)與五氯化銻的反應(yīng)
查耳酮的無(wú)水(!)CCl4溶液與五氯化銻作用生成紅或紫紅沉淀,黃酮、黃酮醇、二氫黃酮類顯黃-橙黃色。
方法:樣品5-10mg溶于5ml無(wú)水CCl4中,加1ml2%的五氯化銻的CCl4溶液。
反應(yīng)必須無(wú)水,否則生成沉淀不穩(wěn)定。第六十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(六)Gibbs反應(yīng)檢查5-OH對(duì)位未被取代的黃酮。將樣品溶于吡啶中,加入Gibbs試劑顯藍(lán)或藍(lán)綠色。Gibbs試劑:甲液:0.5%2,6-二氯苯醌-4氯亞胺的乙醇溶液。乙液:硼酸-氯化鉀-氫氧化鉀緩沖液(pH9.4)第六十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六五、Wessely-Moser重排P181α-L-arabinopyranosylβ-D-glucopyranosylα-L-arabinopyranosylβ-D-glucopyranosyl6%HCl100℃/7hrschaftosideisoschaftoside因此在鑒定該類苷的結(jié)構(gòu)時(shí)盡量不能用酸處理,而要用2D-NMR技術(shù)來(lái)確定其結(jié)構(gòu)。第六十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六第三節(jié)
黃酮類化合物的提取分離一、提取黃酮類化合物在花、液、果等組織中,多以苷的形式存在;在木部堅(jiān)硬組織中,多以游離苷元形式存在;根據(jù)化合物極性不同,溶解性不同,采用不同溶劑提取。第六十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六1.苷元
多用CHCl3、Et2O、EtOAc等極性較小溶劑提取;對(duì)于多OCH3化的成分,用苯、石油醚提?。粚?duì)于極性大的成分,如查耳酮、橙酮、雙黃酮、羥基黃酮等,用EtOAc、EtOH、Me2CO、MeOH:H2O(1:1)等溶劑提取。第六十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.苷類水或熱水提取,(多糖苷在熱水中溶解度較大,在冷水中溶解度較小);也可用EtOH、MeOH、EtOAc提取。3.含羥基的苷或苷元,可用堿水提取。4.提取花青素類可加入少量酸,但一般黃酮類化合物則應(yīng)避免。第六十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六二、粗提物的精制處理1.溶劑萃取法去雜
石油醚:除去葉綠素、胡籮卜素等脂溶性色素水溶醇沉:除去蛋白質(zhì)、多糖、大分子水溶性物質(zhì)逆流分配:水-乙酸乙酯,正丁醇-石油醚在萃取除雜的同時(shí),可使不同極性或極性相差較大者分離,如極性不同的苷和苷元,極性苷元和非極性苷元。第六十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.堿水提酸沉淀法
適用于含酚羥基的化合物,如槐米中蘆丁的提取。注意事項(xiàng):
①酸堿度不宜過(guò)大②鄰二酚羥基的保護(hù):堿性條件下,鄰二酚羥基易被氧化,加硼砂保護(hù)③石灰乳的加入可除去果膠、粘液等水溶性酸性雜質(zhì)第六十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六3.炭粉吸附法適用于苷類的精制工作。植物的甲醇提取液加活性炭至吸附完全,過(guò)濾得吸附苷的活性炭粉末。依次用沸甲醇、沸水、7%酚/水、15%酚/醇洗脫,分步收集、檢查、合并。大部分苷類可用7%酚/水洗下,經(jīng)減壓濃縮至小體積,乙醚除酚,余下水層經(jīng)減壓濃縮得較純黃酮苷。第六十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六4.離子交換法用陽(yáng)離子交換樹脂從水提液中吸附黃酮類化合物,與不被吸附的雜質(zhì)分離,再用甲醇將黃酮類化合物洗脫。
RSO3-H+
+ArOH(黃酮)無(wú)法交換,故實(shí)際上樹脂僅起到吸附作用。第六十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六三、分離極性大小不同
利用吸附或分配原理進(jìn)行分離常用吸附劑有聚酰胺、硅膠、纖維素粉1)聚酰胺層析主要有三種:
聚己內(nèi)酰胺型(Perlon)
六次甲基二胺已二酸鹽型(Nylon)
聚乙烯吡咯烷酮型(Polyclar)
第七十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
其原理是酰胺羰基與黃酮酚羥基形成氫鍵締合而吸附,吸附能力與酚羥基多少、位置及氫鍵締合力大小有關(guān)。各種溶劑在聚酰胺柱上洗脫能力由弱至強(qiáng)依次為:水,甲醇,丙酮,氫氧化鈉水溶液,甲酰胺,二甲基甲酰胺,脲素水溶液第七十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六水甲醇丙酮?dú)溲趸c溶液甲酰胺二甲基甲酰胺尿素水溶液弱強(qiáng)濃度小大破壞氫鍵締合都含有酰胺基與待分離的物質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)與聚酰胺形成氫鍵締合第七十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六黃酮類化合物從聚酰胺柱洗脫時(shí)有下列規(guī)律:①苷元相同,洗脫先后順序一般為:三糖苷雙糖苷單糖苷苷元?
②母核上增加羥基,洗脫速度相應(yīng)減慢羥基位置的影響:具有鄰位羥基黃酮具有對(duì)位(或間位)羥基黃酮?③不同類型的黃酮類化合物,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、共軛雙鍵多者吸附力強(qiáng),故查耳酮往往較相應(yīng)的二氫黃酮難于洗脫。第七十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2)硅膠層析①對(duì)酚羥基多的黃酮類,如多羥基黃酮及其苷類,硅膠減活性(含水量高)使用②對(duì)酚羥基少的黃酮類,如甲基化、乙?;S酮及二氫黃酮、異黃酮,則無(wú)須減活性。第七十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.利用分子大小不同,用葡聚糖凝膠分子篩分離
主要用兩種型號(hào)的凝膠Sephadex-G型和Sephadex-LH-20型分離游離黃酮主要是吸附作用,極性小大洗脫。分離黃酮苷類,主要是分子篩作用,分子大小洗脫??偟南疵擁樞颍禾嵌嗟能仗巧俚能沼坞x苷元(極性小大)常用洗脫劑:①堿性水溶液,含鹽水溶液②醇及含水醇③含水丙酮,甲醇-氯仿第七十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六3.利用酸性強(qiáng)弱,采用pH梯度萃取法
混合物溶于有機(jī)溶劑,依次用:5%NaHCO3、5%Na2CO3、0.2%NaOH、4%NaOH萃取
相應(yīng)的黃酮類化合物洗脫順序:7,4’-二羥基7或4’羥基一般酚羥基5-羥基黃酮第七十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六4.根據(jù)分子中某些特定官能團(tuán)進(jìn)行分離醋酸鉛沉淀法硼酸絡(luò)合法:根據(jù)具有鄰二酚羥基的黃酮與硼酸絡(luò)合,生成物易溶于水的性質(zhì)與其它類型黃酮分離。
通常在不與水混溶的有機(jī)溶劑如乙醚中,用硼酸液萃取,水相即為鄰二酚羥基類黃酮。第七十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六舉例:從芹菜[ApiumgraveolensL.]種子中分離graveobiodideA及B第七十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六堿式醋酸鉛可沉淀具有一般酚類化合物有鄰二酚羥基無(wú)鄰二酚羥基第七十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六第四節(jié)
黃酮類化合物的檢識(shí)與結(jié)構(gòu)測(cè)定
目前主要采用的方法有:①與標(biāo)準(zhǔn)品或與文獻(xiàn)對(duì)照PPC或TLC得到的
Rf或hRf值(Rf100)②分析對(duì)比樣品,在甲醇溶液中,加入酸、堿或金屬鹽類試劑后得到的UV光譜③1H-NMR④13C-NMR⑤MS第八十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六一、層析在黃酮類鑒定中的作用1.紙層析(PPC)
苷類成分可采用雙向展開,第一相展開采用醇性溶劑,如BAW系統(tǒng)(正丁醇:醋酸:水4:1:5上層);第二相展開用水性溶劑,如氯仿:醋酸:水(3:6:1)苷元?jiǎng)t多采用醇性溶劑。花色苷及其苷元,可用含鹽酸或醋酸的溶劑。第八十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.薄層層析(TLC)1)硅膠薄層用于弱極性黃酮較好。常用甲苯:甲酸甲酯:甲酸(5:4:1);苯:甲醇(95:5)或苯:甲醇:冰醋酸(35:5:5)等。2)聚酰胺層析
適用范圍廣,可分離含游離酚羥基或其苷類。常用展開系統(tǒng):乙醇:水(3:2);丙酮:水(1:1)等。顯色劑:紫外光;2%三氯化鋁甲醇液;1%FeCl3/1%K3Fe(CN)6(1:1)混合液。第八十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六蘆丁R槲皮素Q蘆丁R槲皮素QRfR>RfQRfR>RfQ醇性展開劑HAc:H2O(85:15)分配原理吸附原理PC聚酰胺層析第八十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六二、紫外光譜在黃酮類鑒定中的應(yīng)用
可用于確定黃酮母核類型及確定某些位置是否含有羥基。一般程序:①測(cè)定樣品在甲醇中的UV譜以了解母核類型;②在甲醇溶液中分別加入各種診斷試劑后測(cè)UV譜和可見光譜以了解3,5,7,3’,4’有無(wú)羥基及鄰二酚羥基;③苷類可水解后(或先甲基化再水解),再用上法測(cè)苷元的UV譜以了解糖的連接位置。第八十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(一)黃酮類化合物在甲醇溶液中的紫外光譜
多數(shù)黃酮類化合物由兩個(gè)主要吸收帶組成:帶I在300-400nm區(qū)間,由B環(huán)桂皮酰系統(tǒng)的電子躍遷所引起第八十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
帶II在240-285nm區(qū)間,由A環(huán)苯甲酰系統(tǒng)的電子躍遷所引起第八十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
帶II(240-285nm)(苯甲酰系統(tǒng))帶I(300-400nm)桂皮酰系統(tǒng)類型說(shuō)明
250-285304-350黃酮類-OH越多,帶I帶II越紅移
B環(huán)3’,4’有-OH基,帶II為雙峰(主峰伴肩峰)
328-357黃酮醇類(3-OR)352-385黃酮醇類(3-OH)
245-270270-295300-400異黃酮類二氫黃酮(醇)
B環(huán)上有-OH,OCH3對(duì)帶I影響不大
220-270340-390或340-390(Ia)300-320(Ib)查耳酮類
查耳酮2’-OH使帶I向紅移影響大370-430(3-4個(gè)小峰)
橙酮類
第八十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六不同類型黃酮類化合物的紫外光譜第八十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.加入診斷試劑后引起的位移及結(jié)構(gòu)測(cè)定第八十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六加入試劑帶II
帶I
說(shuō)明樣品+MeOH250-285304-385兩峰強(qiáng)度基本相同,具體位置與母核上電負(fù)性取代基(-OH,-OCH3)有關(guān),-OH,-OCH3越多,越長(zhǎng)移
甲醇鈉
+NaOMe或+NaOHA環(huán)有-OH,紅移小,無(wú)意義40-60nm(不變或增強(qiáng))50-60nm(下降)有4’-OH,無(wú)3-OH
有3-OH,無(wú)4’-OH有3,4’-OH或3,3’,4’-OH(衰減更快)
7-OH帶I,II隨加NaOMe時(shí)間延長(zhǎng),逐漸衰減
320-330nm有小峰+NaOAc(未熔溶)
醋酸鈉5-20有3-OH,4’OH也發(fā)生紅移,但意義不大7-OH
第九十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六加入試劑帶II帶I說(shuō)明+NaOAc/H3BO35-1012-30B環(huán)有鄰二酚羥基A環(huán)有鄰二酚羥基(不包括5,6-OH)AlCl3/HCl6050-6035-5517-200有3-OH有3,5-二OH有5-OH,無(wú)3-OH有6-OR無(wú)3-OH,5-OH或6-OR存在AlCl3光譜-AlCl3/HCl光譜30-4050-650B環(huán)有鄰二酚羥基A,B環(huán)皆有鄰二酚羥基A,B環(huán)皆無(wú)鄰二酚羥基第九十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
另有3,4’-OH或3,3’,4’-OH時(shí),在NaOMe作用下易氧化破壞,故峰有衰減。2)NaOAc為弱堿,僅使酸性較強(qiáng)者,如
7,4’-OH解離。說(shuō)明:1)+NaOMe,OHOMe,紅移back第九十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六3)形成絡(luò)合物的能力:黃酮醇3-OH>黃酮5-OH>二氫黃酮5-OH>鄰二酚羥基>二氫黃酮醇3-OH
鄰二酚羥基和二氫黃酮醇3-OH在酸性條件下不與AlCl3絡(luò)合;但不在酸性條件下,五者皆與Al3+絡(luò)合;形成絡(luò)合物越穩(wěn)定,紅移越多。4)二者相減可檢測(cè)鄰二酚羥基。back第九十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
從中藥柴胡中得到山奈苷,酸水解PPC檢查出鼠李糖,該苷及苷元的UV[λmax(nm)]譜如下,解析結(jié)構(gòu)。第九十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六山奈苷
帶II帶IMeOH265345NaOMe265388Δ43,4’-OHAlCl3275399Δ54,5-OH
AlCl3/HCl275399AlCl3=AlCl3/HCl:無(wú)鄰二酚羥基NaOAc265399
帶II無(wú)紅移,無(wú)7-OHNaOAc/H3BO3265386Δ41?
Kaempferitrin
第九十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六山奈苷元
帶II帶IMeOH265367NaOMe276424(分解)
帶I紅移Δ57,且分解,3,4’-OHAlCl3270424Δ54,5-OH
AlCl3/HCl269424AlCl3=AlCl3/HCl:無(wú)鄰二酚羥基NaOAc276387
帶II紅移20,7-OHNaOAc/H3BO3267387Δ40?Kaempferitrin
第九十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六三、1H-NMR常用溶劑:氘代氯仿(CDDl3),氘代二甲基亞砜(DMSO-d6),氘代吡啶(C5D5N)。也可將黃酮類化合物作成三甲基硅醚衍生物溶于四氯化碳中進(jìn)行測(cè)定。第九十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六優(yōu)點(diǎn):①無(wú)干擾信號(hào),勿須昂貴的氘代試劑;②供試后的樣品用含水甲醇處理可回收;③三甲基硅醚衍生物可很方便的轉(zhuǎn)變成乙酰衍生物或甲醚衍生物。第九十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(一)A環(huán)質(zhì)子1.5,7-二OH黃酮第九十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六H-6信號(hào)比H-8信號(hào)位于高場(chǎng)第一百頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六7-OH成苷后,H-6信號(hào)、H-8信號(hào)均向低場(chǎng)位移第一百零一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
H-5較H-6、H-8低場(chǎng),是由于羰基的負(fù)屏蔽效應(yīng)的影響。
7-OH黃酮中H-6、H-8較5,7-二OH黃酮中H-6、H-8低場(chǎng),且相互位置可能顛倒。2.7-OH黃酮第一百零二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六H-5較H-6、H-8低場(chǎng)第一百零三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
由于C環(huán)對(duì)H-2’,6’的負(fù)屏蔽作用大于對(duì)H-3’,5’,且H-3’,5’受4’-OR的屏蔽作用,故前者較低場(chǎng);
C環(huán)氧化程度越高,H-2’,6’處于越低場(chǎng)的位置。(二)
B環(huán)質(zhì)子δ6.5-8.01.4’-氧取代黃酮類化合物H-3’,5’6.5-7.1,d,J=8.5HzH-2’,6’7.1-8.1,d,J=8.5Hz第一百零四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六H-2’,6’較H-3’,5’低場(chǎng)第一百零五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六H-2’受C環(huán)負(fù)屏蔽和3’-OR屏蔽作用,H-6’也受C環(huán)負(fù)屏蔽作用,而H-5’則僅4’-OR屏蔽作用。
故由低場(chǎng)到高場(chǎng)的順序?yàn)椋篐-6’H-2’H-5’。但有時(shí)也會(huì)發(fā)生H-2’和H-6’重疊的現(xiàn)象。H-5’6.7-7.1d,J=8.5HzH-2’7.2d,J=2.5HzH-6’7.9dd,J=2.5,8.5Hz2.3’,4’-二氧取代黃酮類化合物(1)3’,4’-二氧取代黃酮及黃酮醇第一百零六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六H-6’H-2’H-5’第一百零七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(2)3’,4’-二氧取代異黃酮、二氫黃酮及二氫黃酮醇
H-2’,5’,6’常作為一個(gè)復(fù)雜多重峰(通常為兩組峰)
6.7-7.1第一百零八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六第一百零九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六若R1=R2=R3=H,則H-2’,6’為單峰,
6.7-7.5若上述條件不成立,則H-2’,6’分別為二重峰(J=2Hz)3.3’,4’,5’-三氧取代黃酮類化合物H-2’,6’對(duì)稱第一百一十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六第一百一十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(三)
C環(huán)質(zhì)子1.黃酮類S第一百一十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六第一百一十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六H-2位于羰基位,同時(shí)受羰基和苯環(huán)的負(fù)屏蔽作用,且通過(guò)碳與氧相連,故較一般芳香質(zhì)子低場(chǎng),δ7.6-7.8。若用DMSO-d6作溶劑,則δ8.5-8.7。2.異黃酮類第一百一十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
兩個(gè)H-3,分別為dd峰,中心位于δ2.8,J=17Hz(偕偶),5Hz(順偶)及J=17Hz(偕偶),11Hz(反偶)H-2,dd,δ5.2,Jtrans=11Hz(反偶),Jcis=5Hz(順偶)3.二氫黃酮和二氫黃酮醇1)二氫黃酮第一百一十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六兩個(gè)H-3,分別為dd峰,中心位于δ2.8第一百一十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
3-OR苷化,供電子能力下降,兩個(gè)氫的δ值升高(向低場(chǎng)位移),可用于判斷二氫黃酮醇苷中糖的位置。H-2與H-3為反式雙直立鍵,J=11HzH-2δ4.9H-3δ4.3(2)二氫黃酮醇第一百一十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六H-2δ4.9H-3δ4.3第一百一十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六4.查耳酮第一百一十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六5.橙酮第一百二十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(四)糖上的質(zhì)子1.單糖苷類糖與苷元相連時(shí),糖上1?-H與其它H比較,一般位于較低磁場(chǎng)區(qū)。
因-OR(R=苷元)不表現(xiàn)供電子,僅表現(xiàn)吸電子的誘導(dǎo)作用,端基H受兩個(gè)O的誘導(dǎo),處于低場(chǎng)(4.0-6.0)第一百二十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六1)葡萄糖位于不同位置時(shí)端基H化學(xué)位移的區(qū)別:
C3-OR1?-H的值約為5.8C-5,C-6,C-7,C-4’-OR1?-H的值約為4.8-5.2第一百二十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2)葡萄糖苷與鼠李糖苷的區(qū)別黃酮醇3-O-葡萄糖苷5.8,d,J=7Hz(二直立鍵偶合系統(tǒng))黃酮醇3-O-鼠李糖苷5.0-5.1,d,J=2Hz(二平伏鍵偶合系統(tǒng))另外鼠李糖上的C-CH3
0.8-1.2,d,J=6.5Hz第一百二十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六第一百二十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.雙糖苷類末端糖上的H-1’’’因離黃酮母核較遠(yuǎn),受到的負(fù)屏蔽作用較小,因而叫H-1’’處于較高場(chǎng)的位置。(五)其它質(zhì)子如6-及8-C-CH3,乙酰氧基質(zhì)子,甲氧基質(zhì)子。第一百二十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六四、13C-NMR
方法:
1)對(duì)比法:與簡(jiǎn)單的模型化合物如苯乙酮、桂皮酸及它們的衍生物光譜的比較;
2)計(jì)算法:用經(jīng)驗(yàn)的簡(jiǎn)單芳香化合物的取代位移加和規(guī)律進(jìn)行計(jì)算;
3)選用各種一維和二維NMR技術(shù)。第一百二十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(一)骨架類型的判斷
根據(jù)中央三碳鏈的碳信號(hào),即先根據(jù)羰基碳的δ值,再結(jié)合C2、C3的裂分和δ值判斷。第一百二十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六C=OC-2(或C-β)C-3(或C-α)歸屬168.6~169.8(s)137.8~140.7(d)122.1~122.3(s)異橙酮類
174.5~184.0(s)160.5~163.2(s)104.7~111.8(d)黃酮類149.8~155.4(d)122.3~125.9(s)異黃酮類147.9(s)136.0(d)黃酮醇類182.5~182.7(s)146.1~147.7(s)111.6~111.9(d)(=CH-)橙酮類
188.0~197.0(s)
136.9~145.4(d)116.6~128.1(d)查耳酮類75.0~80.3(d)42.8~44.6(t)二氫黃酮類82.7(d)71.2(d)二氫黃酮醇類第一百二十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(二)黃酮類化合物取代圖式的確定方法
黃酮類化合物中芳香碳原子的信號(hào)特征可以用來(lái)確定取代基的取代圖式。以黃酮為例,其13C-NMR信號(hào)如下所示:第一百二十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六XZiZo
Zm
Zp
OH26.6-12.81.6
-7.1OCH3
31.4
-14.41.0
-7.8-OH及-OCH3的引人將使直接相連碳原子(α-碳)信號(hào)大幅度地向低場(chǎng)位移,鄰位碳原子(β-碳)及對(duì)位碳則向高場(chǎng)位移。間位碳雖也向低場(chǎng)位移,但幅度很小。
1.B環(huán)引人取代基位移的影響第一百三十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
A-環(huán)上引入取代基時(shí),位移效應(yīng)只影響到A環(huán);
而B-環(huán)上引入取代基時(shí),位移效應(yīng)只影響到B環(huán);
若是一個(gè)環(huán)上同時(shí)引入幾個(gè)取代基時(shí),其位移效應(yīng)將具有某種程度的加和性。第一百三十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
黃酮母核上引入5-OH時(shí),不僅影響A環(huán)碳原子的化學(xué)位移,還因C5-OH與C4=O形成分子內(nèi)氫鍵締合,故可使C4,C2信號(hào)向低場(chǎng)移動(dòng)(分別為+4.5及+0.9),而C-3信號(hào)向高場(chǎng)移動(dòng)(–2.0)。
C5-OH如果被甲基化或苷化(氫鍵締合遭到破壞),則上述信號(hào)將分別向高場(chǎng)位移。第一百三十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.5,7-二羥基黃酮類中C-6及C-8信號(hào)的特征對(duì)大多數(shù)5,7—二羥基黃酮類化合物來(lái)說(shuō),C-6(d)及C-8(d)信號(hào)在δ90.0~100.0的范圍內(nèi)出現(xiàn),且C-6信號(hào)總是比C-8信號(hào)出現(xiàn)在較低的磁場(chǎng)。在二氫黃酮中兩者差別較小,約差0.9個(gè)化學(xué)位移單位,但在黃酮及黃酮醇中差別較大,約為4.8。C-6或C-8有無(wú)烷基或者芳香基取代可通過(guò)觀察13C-NMR上C-6,C-8信號(hào)是否發(fā)生位移而加以認(rèn)定。第一百三十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
生松素(pinocembrin)及其6-C-甲基及8-C-甲基衍生物的C-6,C-8化合物C-6C-85,7-dihydroxyflavanone(pinocembrin)96.195.16-C-methylpinocembrin102.194.78-C-methylpinocembrin95.7101.9C-6信號(hào)總是比C-8信號(hào)出現(xiàn)在較低的磁場(chǎng)第一百三十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六化合物C-6C-83',4',5,7-tetrahydroxyflavanone(luteolin)99.294.28-C-benzylluteolin98.6103.86-C-hydroxyluteolin140.4
93.6
木犀草素(luteolin),即使因其C-6上聯(lián)接的H被-OH取代而向低場(chǎng)大幅度的位移,C-8信號(hào)也未因此而發(fā)生大的改變。第一百三十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
芹菜素(apigenin)、肥皂黃素(saponarin)及apigenin-6,8-di-C-glucosideC-6,C-8數(shù)據(jù)
化合物C-6C-84',5,7-trihydroxyflavanone(apigenin)98.894.0apigenin-6-C-β-D-glucopyranosyl-7-O-β-D-glucopyranoside(saponarin)110.693.8apigenin-6,8-di-C-glucoside108.0104.0第一百三十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(三)黃酮類化合物O-糖苷中糖的連接位置1.糖的苷化位移及端基碳的信號(hào)酚性苷中,糖上端基碳的苷化位移約為+4.0~+6.0。黃酮苷類化合物當(dāng)苷化位置在苷元的7或2’、3’、4’時(shí),糖的C-1信號(hào)將位于約δ100.0~102.5范圍內(nèi)。
5-O-葡萄糖苷及7-O-鼠李糖苷相應(yīng)的C-1信號(hào)分別出現(xiàn)δ104.3及99.0處.。第一百三十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
黃酮類雙糖苷或低聚糖苷的13C-NMR中,糖的端基碳信號(hào)出現(xiàn)在δ98.0~109.0區(qū)域內(nèi),常與C-6,C-8,C-3及C-10混在一起而不易區(qū)別??刹捎肏MQC(1H-detectedheteronuclearmultiple-quantumcoherence)等二維核磁共振技術(shù)鑒別。109第一百三十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.苷元的苷化位移苷元糖苷化后與糖直接相連碳原子向低場(chǎng)位移,其鄰位及對(duì)位碳原子則向高場(chǎng)位移,且對(duì)位碳原子的位移幅度大而且恒定。C-5-OH糖苷化后,除上述苷化位移效應(yīng)外,還因C5-OH與C4=O的氫鍵締合受到破壞,故對(duì)C環(huán)碳原子也將發(fā)生巨大的影響。C-2,C-4信號(hào)明顯地向高場(chǎng)位移,而C-3信號(hào)則移向低場(chǎng)。第一百三十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(四)雙糖苷及低聚糖苷中分子內(nèi)苷鍵及糖的聯(lián)接順序1)當(dāng)糖上的羥基被苷化時(shí)將使該-OH所在碳原子產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)大的低場(chǎng)位移。例如在黃酮類化合物蘆丁[苷元-O-β-D-glucosyl-(6→1)-α-L-rhamnoside)中,葡萄糖的C-6信號(hào)將向低場(chǎng)位移5.8,但C-5則向高場(chǎng)位移約1.4。2)黃酮類雙糖苷及低聚糖苷中糖的聯(lián)結(jié)順序常采用HMBC(1H-detectedheteronuclermultiple-bond-coherence)二維核磁共振技術(shù)進(jìn)行確定。第一百四十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六五、質(zhì)譜在黃酮類結(jié)構(gòu)測(cè)定中的應(yīng)用多數(shù)黃酮類化合物苷元在電子轟擊質(zhì)譜(El-MS)中因分子離子峰較強(qiáng),往往成為基峰,故一般無(wú)須作成衍生物即可進(jìn)行測(cè)定。但是當(dāng)測(cè)定極性強(qiáng)、難氣化以及對(duì)熱不穩(wěn)定的黃酮苷類化合物時(shí),則采用FD-MS和FAB-MS、ESI-MS等軟電離質(zhì)譜技術(shù)獲得強(qiáng)的分子離子峰[M]+及具有偶數(shù)電子的準(zhǔn)分子離子峰(quasi-molecularionpeak)[M+H]+。第一百四十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(一)黃酮類化合物苷元的電子轟擊質(zhì)譜
(El-MS)黃酮類化合物苷元的El-MS中,除分子離子峰[M]+外,也常常生成[M-1]+即(M-H)基峰。如為甲基化衍生物,則可以得到[M-15]+即(M-CH3)離子。第一百四十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六120102黃酮類化合物主要有下列兩種基本裂解途徑:
途徑-I(RDA裂解):第一百四十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
此外,還有分子離子M+.生成[M-1]+=(M-H)及[M-28]+.=(M-CO);由A1生成[M-28]+.=(A1-CO)及B2生成[B2-28]+.=(B2-CO)等碎片離子。途徑-II第一百四十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六1.黃酮類裂解基本規(guī)律:第一百四十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六化合物A1+.B1+.黃酮1201025,7-二氫黃酮1521025,7,4'-三羥基黃酮(芹菜素)1521185,7-二羥基,4'-甲氧基黃酮(刺槐素)152132
A-環(huán)的取代圖式可通過(guò)測(cè)定A1+.的m/z的值進(jìn)行確定
。一些黃酮類化合物的質(zhì)譜數(shù)據(jù)同樣,根據(jù)B-環(huán)碎片離子的m/z值,也可精確測(cè)定B環(huán)的取代情況。Back第一百四十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
黃酮在有四個(gè)以上氧取代基時(shí),常常給出中等強(qiáng)度的A1及B1碎片,它具有重要的鑒定意義;但是黃酮醇則不然,當(dāng)氧取代超過(guò)四個(gè)以上時(shí),只能產(chǎn)生微弱的Al+.及Bl+.碎片離子。第一百四十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六在3,6及8-位含有C異戊烯基的黃酮類,除一般黃酮裂解途徑外,還產(chǎn)生一些新的碎片離子。如:化合物(I)中A環(huán)上的,-二甲烯丙基在裂解過(guò)程中脫去C4H7·碎片,并重排成穩(wěn)定的卓甕離子(Ⅱ)。第一百四十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六在6-及8-位含有甲氧基的黃酮可失去CH3·,得到[M—15]+強(qiáng)峰(常為基峰),隨后又失去CO,生成[M-43]離子:第一百四十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六2.黃酮醇類質(zhì)譜
多數(shù)黃酮醇苷元,分子離子峰是基峰,在裂解時(shí)主要按途徑-Ⅱ進(jìn)行,得到B2+離子,繼續(xù)失去CO形成的[B2-28]+.離子。與途徑Ⅱ相比,途徑I通常不太主要。其中,[A+H]+是來(lái)自A-環(huán)的主要離子,其上轉(zhuǎn)移的H來(lái)自3-OR基團(tuán)。第一百五十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
在黃酮醇全甲基化衍生物的質(zhì)譜圖上,B2+離子應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)在m/z105(B環(huán)無(wú)羥基取代),或135(-OCH3,示B環(huán)有一個(gè)羥基),或165(有兩個(gè)-OCH3,示B環(huán)有兩個(gè)羥基)或195(有三個(gè)-OCH3,示B環(huán)有三個(gè)羥基)等處,其中最強(qiáng)的峰即為B2+離子。第一百五十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六
具有2'-OH或2'-OCH3的黃酮醇類在裂解時(shí)有個(gè)重要特點(diǎn),即可以通過(guò)失去OH·或OCH3·,形成一個(gè)新的穩(wěn)定的五元雜環(huán)。第一百五十二頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六(二)黃酮苷類化合物的FD-MS黃酮苷類化合物在El-MS上既不顯示分子離子峰,也不顯示糖基的碎片,故不宜用El-MS測(cè)定。
?
而FD-MS譜可給出強(qiáng)烈的M+及[M+H]+。還給出葡萄糖基的某些碎片,為化合物的結(jié)構(gòu)鑒定提供了重要的信息。?P45
在FD-MS中,因?yàn)?M+23Na)離子的強(qiáng)度隨著溶劑極性及發(fā)射絲電流強(qiáng)度的改變而變化,可用以幫助區(qū)別分子離子峰(M)+及偽分子離子峰[M+1]+。P45頁(yè)第一百五十三頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六結(jié)構(gòu)研究舉例
某化合物分子式為C15H10O5,Mg-HCl反應(yīng)陽(yáng)性,根據(jù)UV、1H-NMR和MS數(shù)據(jù)寫出化合物結(jié)構(gòu),說(shuō)明數(shù)據(jù)分析結(jié)果,MS裂解過(guò)程,1H-NMR數(shù)據(jù)歸屬。第一百五十四頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六MeOH267,296sh,336NaOMe275,324,392
帶II紅移275-267=7,7-OHNaOAc276,301,376
帶I紅移376-336=40,4’-OHAlCl3276,301,348,384AlCl3/HCl276,302,340,381AlCl3=AlCl3/HCl,結(jié)構(gòu)中無(wú)鄰二酚羥基NaOAc/H3BO3268,302sh,338
與MeOH基本相同,結(jié)構(gòu)中無(wú)鄰二酚羥基UVλmax(nm)第一百五十五頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六6.15(1H,J=2.5Hz)A環(huán)氫,間偶(6-H)6.3(1H,s)黃酮3-OH6.5(1H,d,J=2.5Hz)A環(huán)氫,間偶(8-H)6.85(2H,d,J=8.5Hz)B環(huán)氫,鄰偶(3,5-H)7.75(2H,d,J=8.5Hz)B環(huán)氫,鄰偶(2,6-H)1H-NMR(四甲基硅醚衍生物,CCl4)第一百五十六頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六270(M+),242,152,124,121,118,93152證明A環(huán)有兩個(gè)酚羥基;118證明B環(huán)有一個(gè)酚羥基。MS.m/e第一百五十七頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六例二
某化合物為黃色結(jié)晶,HCl-Mg反應(yīng)(+),元素分析為C16H12O6,測(cè)波譜數(shù)據(jù)如下,確定其結(jié)構(gòu)。第一百五十八頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六MeOH252,267,344NaOMe270,303(sh),386
帶I紅移386-344=42nm,4’-OHNaOAc275,322,367
帶II紅移275-252=23nm,7-OHAlCl3273,296,362,390AlCl3/HCl276,295,351,383
AlCl3與AlCl3/HCl基本相同,結(jié)構(gòu)中無(wú)鄰二酚羥基
NaOAc/H3BO3253(sh),268,348
與MeOH相同,結(jié)構(gòu)中無(wú)鄰二酚羥基
UVλmax(nm)第一百五十九頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六7.4(1H,dd,J=8.0,2.0Hz)B環(huán)氫(6’-H)6.8(1H,J=8.0Hz)B環(huán)氫(5’-H)6.3(1H,s)黃酮3-H3.8(3H,s)B環(huán)-OCH37.3(1H,d,J=2.0Hz)B環(huán)氫(2’-H)6.5(1H,d,J=2.5Hz)A環(huán)上間位氫(8-H)6.2(1H,d,J=2.5Hz)A環(huán)上間位氫(6-H)1H-NMR第一百六十頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六300,299,285,272,153,152,151,148152證明A環(huán)有兩個(gè)酚羥基;148證明B環(huán)有一個(gè)酚羥基和一個(gè)甲氧基。EI-MS第一百六十一頁(yè),共一百八十六頁(yè),編輯于2023年,星期六181.8,164.4,163.6,161.7,157.9,151.2
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