香豆素和木脂素類

香豆素和木脂素類第1頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月目的要求

1．掌握香豆素的結(jié)構(gòu)類型。

2．掌握香豆素的理化性質(zhì)。

3.掌握香豆素的提取分離方法。

4、熟悉木脂素的結(jié)構(gòu)類型和理化性質(zhì)第四章香豆素和木脂素第2頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四章香豆素和木脂素

香豆素（coumarin）和木脂素（lignans）都屬于苯丙素衍生物，苯丙素是一類含有一個(gè)或幾個(gè)C6-C3單位的天然成分。概述簡(jiǎn)單苯丙素類苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸香豆素類1分子C6—C3單元木脂素類2分子C6—C3單元

木質(zhì)素類

多分子C6—C3單元

黃酮類

C6—C3—C6單元第3頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類

香豆素類成分是一類具有苯并α-吡喃酮母核的天然產(chǎn)物的總稱。從結(jié)構(gòu)上香豆素可看作是順式鄰羥基桂皮酸的內(nèi)酯。

廣泛分布于高等植物，特別是傘形科、蕓香科、豆科、菊科、茄科、瑞香科、木犀科等植物及微生物代謝產(chǎn)物中，目前已從自然界中分離到1000多種香豆素類化合物。在植物中，它往往以游離狀態(tài)或與糖結(jié)合成苷的形式存在。第4頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類一、結(jié)構(gòu)類型

香豆素母核為苯并α-吡喃酮。環(huán)上常有羥基、烷氧基、苯基、異戊烯基等取代。根據(jù)香豆素母核上的取代基和駢環(huán)情況可分為五大類：簡(jiǎn)單香豆素類呋喃香豆素類吡喃香豆素類異香豆素類其他香豆素類第5頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類一、結(jié)構(gòu)類型

(一)簡(jiǎn)單香豆素類

簡(jiǎn)單香豆素類是指僅在苯環(huán)上具有取代基的香豆素類。常見取代基為羥基、甲氧基、亞甲二氧基和異戊烯氧基等。大多數(shù)天然香豆素在7一位都有含氧基團(tuán)，故7-羥香豆素常視為香豆素成分的母體。5,6,8位都可能有含氧基團(tuán)取代。6或8位也常直接連有異戊烯基。七葉內(nèi)酯R=H七葉苷R=glc第6頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類一、結(jié)構(gòu)類型

(二)呋喃香豆素類

香豆素母核上的異戊烯基與鄰位酚羥基環(huán)合成呋喃環(huán)者被稱為呋喃香豆素。分為線型和角型兩種結(jié)構(gòu)。第7頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類一、結(jié)構(gòu)類型

(三)吡喃香豆素類

吡喃香豆素是由香豆素C6或C8位上的異戊烯基和鄰位羥基環(huán)合而形成2，2-二甲基α-吡喃環(huán)結(jié)構(gòu)。同呋喃香豆素一樣分為線型和角型。第8頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類一、結(jié)構(gòu)類型

(四)異香豆素類

異香豆素是香豆素的異構(gòu)體，其代表化合物有仙鶴草內(nèi)酯、茵陳炔內(nèi)酯。第9頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類一、結(jié)構(gòu)類型

(五)其他香豆素類

該類別是指α--吡喃酮環(huán)上也有取代基的香豆素類。C3、C4上常有苯基、羥基、異戊烯基等取代基，如膨琪菊內(nèi)酯;也有碳碳相連，醚鍵相連的香豆素二聚體、三聚體，如紫苜蓿酚等。第10頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類二、理化性質(zhì)(一)性狀

游離香豆素多有較好的結(jié)晶，且大多有香味。分子量小的有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾，并能升華。香豆素苷則多數(shù)無香味和揮發(fā)性，也不能升華。香豆素類在可見光下，一般為無色或淡黃色，紫外光下多顯藍(lán)色或紫色熒光，常用于鑒別香豆素。第11頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類二、理化性質(zhì)(二)溶解性

游離香豆素為親脂性化合物，難溶于冷水，可溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚和苯等;

香豆素苷則能溶于水、甲醇、乙醇，難溶于乙醚、笨等極性小的有機(jī)溶劑。第12頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類二、理化性質(zhì)(三)與堿的作用

香豆素分子中具有內(nèi)酯環(huán)，在稀堿溶液中可水解開環(huán)，形成水溶性的順式鄰經(jīng)基桂皮酸鹽，酸化后又可重新環(huán)合形成脂溶性香豆素而沉淀析出。這一性質(zhì)常用于提取分離香豆素類及其他內(nèi)酯類化合物。但香豆素長(zhǎng)時(shí)間在堿液中放置或紫外光照射，則生成的順式鄰經(jīng)基桂皮酸鹽可轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的反式鄰羚基桂皮酸鹽，酸化后不再環(huán)合成內(nèi)酯。香豆素類成分與濃堿一起煮沸，可導(dǎo)致內(nèi)酯環(huán)破壞，裂解為酚類或酚酸類。所以在用堿液提取香豆素類成分時(shí)，必須注意堿液的濃度和避免長(zhǎng)時(shí)間加熱，防止內(nèi)酯環(huán)的破壞。第13頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類二、理化性質(zhì)㈣熒光性質(zhì)

香豆素在紫外光下大多顯藍(lán)色或紫色熒光，在堿液中熒光更為顯著。香豆素?zé)晒馀c分子中取代基的種類和位置有關(guān):一般在C7位上引人羥基后呈強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，甚至在可見光下也能見到熒光，加堿后熒光更強(qiáng);羥基醚化則熒光減弱。第14頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類二、理化性質(zhì)(五)顯色反應(yīng)1、異羥肟酸鐵反應(yīng)

香豆素及其苷類的內(nèi)酯結(jié)構(gòu)在堿性條件下可開環(huán)，與鹽酸羥胺縮合成異羥肟酸，再在酸性條件下與三價(jià)鐵離子絡(luò)合生成異羥肟酸鐵而顯紅色。第15頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類二、理化性質(zhì)(五)顯色反應(yīng)2.三氯化鐵試劑反應(yīng)

有酚羥基的香豆素，在酸性條件下可與三氯化鐵試劑產(chǎn)生污綠色至藍(lán)綠色反應(yīng)。酚羥基數(shù)目越多，顏色越深。3.重氮化試劑反應(yīng)

香豆素結(jié)構(gòu)中酚羥基的鄰位或?qū)ξ晃幢蝗〈?，則能與重氮化試劑反應(yīng)生成紅色或紫紅色的偶氮化合物。偶氮化合物(紅色)

第16頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類二、理化性質(zhì)(五)顯色反應(yīng)4.Gibb's試劑反應(yīng)

香豆素結(jié)構(gòu)中酚羥基對(duì)位無取代或C6位上沒有取代時(shí)，與Gibb's試劑(2,6一二氯(溴)苯醌氯亞胺)反應(yīng)生成藍(lán)色化合物。

藍(lán)色第17頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類二、理化性質(zhì)(五)顯色反應(yīng)

香豆素結(jié)構(gòu)中酚羥基對(duì)位無取代或C6位上沒有取代時(shí)，與Emerson試劑(4--氨基安替比林和鐵氰化鉀)反應(yīng)生成紅色化合物。

5.Emerson試劑反應(yīng)紅色第18頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類二、理化性質(zhì)(五)顯色反應(yīng)第19頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類三、提取與分離

一般利用香豆素的溶解性、揮發(fā)性及具有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的性質(zhì)進(jìn)行提取分離。(一)溶劑提取法

游離香豆素大多極性較小，具有親脂性，可用低極性有機(jī)溶劑如苯、乙醚、乙酸乙酯等提取。

香豆素苷極性較大，親水性強(qiáng)，可用水、醇等溶劑加熱提取。

一種藥材中往往同時(shí)含有多種香豆素，也可采用系統(tǒng)溶劑法提取，常用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇順次提取。多數(shù)香豆素可溶于乙醚中，極性較大的游離香豆素及香豆素苷可被乙酸乙酯、甲醇等溶劑提出，將各提取液濃縮、冷卻后即可得到結(jié)晶。第20頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類三、提取與分離(二)堿溶酸沉法

香豆素類化合物結(jié)構(gòu)中有內(nèi)酯環(huán)，在熱堿液中內(nèi)酯環(huán)開裂成羧酸鹽溶于水中，加酸又重新環(huán)合成內(nèi)酯而析出。一般用0.5%氫氧化鈉水溶液加熱提取，提取液冷卻后先用乙醚等親脂性有機(jī)溶劑萃取除去雜質(zhì)，然后加酸調(diào)節(jié)PH到中性，適當(dāng)濃縮后，再酸化，則香豆素及其苷即可析出。

但需注意所加堿液的濃度不宜太濃，加熱時(shí)間不宜過長(zhǎng)，溫度不宜過高，以免破壞內(nèi)酯環(huán)。此外，一些對(duì)酸堿敏感的香豆索類，如C8位有酰基的香豆素，水解后不易恢復(fù)成內(nèi)酯;C5位有羥基的，閉環(huán)時(shí)可能異構(gòu)化，則不宜用此法。第21頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類三、提取與分離(三)水蒸氣蒸餾法

小分子游離香豆素具有揮發(fā)性，可采用水蒸氣蒸餾法進(jìn)行提取。㈣分離

香豆素類成分的分離，早期往往利用混合物中各組分溶解性、酸性的差異進(jìn)行分離，如香豆素苷和苷元的分離可利用其在水和有機(jī)溶劑中溶解度的差異分離，有酚羥基的香豆素可利用本身的酸性與其他香豆素分離。第22頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類三、提取與分離㈣分離

結(jié)構(gòu)相似的香豆素混合物的分離采用的是色譜技術(shù)。柱色譜常用的吸附劑有硅膠、中性或酸性氧化鋁，洗脫劑可用石油醚、正己烷與乙酸乙酯等混合溶劑依次增加極性進(jìn)行洗脫。

另外香豆素類成分因有熒光性，在薄層板上很容易定位，所以，也可用制備薄層色譜進(jìn)行分離，極性小的香豆素類可用環(huán)己烷(石油醚)一乙酸乙酯系統(tǒng)，極性大的香豆素類可用氯仿一甲醇系統(tǒng)展開，可獲得較好的分離效果。第23頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)香豆素類四、鑒定薄層色譜法

香豆素類的薄層色譜最常用的吸附劑是硅膠，其次是纖維素和氧化鋁。簡(jiǎn)單香豆素常用的展開劑有:甲苯一甲酸乙酯一甲酸(5:4:1)等；呋喃香豆素類常用的展開劑有:正己烷一乙酸乙酯(7:3)等；香豆素苷可用極性較大的展開劑，如正丁醇一醋酸一水(4:1:5上層)。

羥基香豆素一般有強(qiáng)的熒光，容易辨認(rèn)，可顯藍(lán)、棕、綠、黃等色熒光。必要時(shí)可噴灑顯色劑:①重氮化試劑;②Emerson試劑或Gibb's試劑;③異羥肟酸鐵試劑;④三氯化鐵試劑等。第24頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)木脂素

木脂素(lignans)是一類由苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物,通常指其二聚體，少數(shù)為三聚體和四聚體。由于較廣泛地存在于植物的木質(zhì)部和樹脂中，且在開始析出時(shí)呈樹脂狀，故稱為木脂素。

木脂素在自然界分布較廣，如傘形科、小檗科、菊科、木蘭科、木樨科、馬兜鈴科等科植物中均有分布，常見的含木脂素的藥材有:五味子、厚樸、細(xì)辛、連翹、牛蒡子等。第25頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)木脂素一、結(jié)構(gòu)類型(一)簡(jiǎn)單木脂素類

基本骨架為二芳基丁烷類，如愈創(chuàng)木樹脂中的愈創(chuàng)木脂酸和從珠子草中分得的葉下珠脂素屬簡(jiǎn)單木脂素。第26頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)木脂素一、結(jié)構(gòu)類型(二)環(huán)木脂素中國(guó)紫杉中的異紫杉脂素具有苯代四氫萘的基本結(jié)構(gòu):第27頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)木脂素一、結(jié)構(gòu)類型(三)環(huán)木脂內(nèi)酯環(huán)木脂內(nèi)酯是環(huán)木脂素的9,9'碳間形成內(nèi)酯的衍生物。如來源于小檗科植物桃兒七的根莖l-鬼臼毒素。第28頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)木脂素一、結(jié)構(gòu)類型(四)聯(lián)苯環(huán)辛烯型

此類結(jié)構(gòu)中既有聯(lián)苯結(jié)構(gòu)，又有環(huán)辛烯的八元環(huán)。

如木蘭科五味子果實(shí)中的五味子素能降低轉(zhuǎn)氨酶，治療肝炎。

我國(guó)科學(xué)家根據(jù)五味子木脂素的基本骨架，經(jīng)過結(jié)構(gòu)修飾成功地合成了抗肝炎新藥—聯(lián)苯雙酯。第29頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)木脂素一、結(jié)構(gòu)類型(五)聯(lián)苯型木脂素(六)聚木脂素類第30頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)木脂素二、理化性質(zhì)㈠、性狀及溶解性

木脂素多數(shù)呈無色或白色結(jié)晶，無揮發(fā)性，少數(shù)可升華。

木脂素多數(shù)呈游離型，親脂性較強(qiáng)，能溶于苯、氯仿、乙酸乙酯、乙醚、乙醇等溶劑，難溶于水。木脂素的苷，水溶性增大。具有酚經(jīng)基的木脂素可溶于堿水。第31頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)木脂素二、理化性質(zhì)

㈡、光學(xué)活性與異構(gòu)化作用

木脂素分子中常有多個(gè)不對(duì)稱碳原子，大多數(shù)具有光學(xué)活性，遇酸或堿易發(fā)生異構(gòu)化，從而改變其光學(xué)活性和生物活性。如左旋鬼臼毒素在堿性溶液中很易轉(zhuǎn)變?yōu)槭タ拱┗钚缘挠倚喙砭手亍?/p>

由于木脂素的活性與手性碳的構(gòu)型有關(guān)，因此，在提取木脂素過程中應(yīng)特別注意操作條件，盡量避免與酸、堿接觸，防止旋光性、構(gòu)型改變所導(dǎo)致的活性喪失或減弱。第32頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)木脂素二、理化性質(zhì)㈢、顯色反應(yīng)

木脂素分子結(jié)構(gòu)中含有的酚羥基、亞甲二氧基和內(nèi)酯環(huán)等，可發(fā)生下列相應(yīng)的顏色反應(yīng)。(1)酚羥基的反應(yīng)可發(fā)生三氯化鐵、重氮