天然藥物化學(xué) 第五章：黃酮類化合物

第五章黃酮類化合物

Flavonoids第一節(jié)：概述第二節(jié)：結(jié)構(gòu)與分類第三節(jié)：理化性質(zhì)第四節(jié)：提取與分離第五節(jié)：檢識(shí)第六節(jié)：結(jié)構(gòu)研究第七節(jié)；中藥實(shí)例一、黃酮ABCOO123456781′2′3′4′5′6′（3）具有C6—C3—C6通式；泛指兩個(gè)苯環(huán)（A和B環(huán)）通過(guò)三個(gè)碳原子相互連接而成的一系列化合物。廣泛存在于自然界，重要的天然有機(jī)化合物，生理活性多種多樣第一節(jié)：概述（1）黃色帶有酮基化合物（ABC環(huán)）（2）2—苯基苯駢-吡喃酮（苯駢-吡喃酮：色原酮）存在形式：苷、苷元分布于菊科、豆科，等植物體內(nèi)花、葉、莖三、分布二、生物合成途徑是復(fù)合型的，既分別經(jīng)莽草酸途徑和乙酸-丙二酸途徑。5、保肝作用：水飛薊素、（+）—兒茶素四、藥理活性1、活血化瘀作用：蘆丁、槲皮素、葛根素2、抗菌消炎作用：黃芩苷，黃芩素3、雌性激素樣作用：金雀異黃酮，大豆素4、抗病毒作用：槲皮素、山奈酚、桑色素1、黃酮flavones：占總數(shù)1/42、黃酮醇flavonol：占總數(shù)1/3C環(huán)(C3-OH)

第二節(jié)、結(jié)構(gòu)與分類

根據(jù)黃酮類化合物A環(huán)和B環(huán)中間的三碳鏈的氧化程度，三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，3位是否有羥基取代以及B環(huán)（苯基）連接的位置等特點(diǎn)，可將主要的天然黃酮類化合物分為一下幾類OOOOOH3、二氫黃酮flavanones：C環(huán)(C2-C3)無(wú)雙鍵4、二氫黃酮醇flavanonols：C環(huán)無(wú)雙鍵C3-OHOOHHOOOHOCHO6、橙酮aurones：C環(huán)是五元環(huán)5、異黃酮isoflavones：B環(huán)取代在C環(huán)C3上OO7、查耳酮chalcones：C環(huán)是開(kāi)裂狀態(tài)（編號(hào)P200）OHO8、黃烷、黃烷醇flavan–3–ols：C環(huán)上無(wú)羰基OOH1′2′αβ9、花色素anthooganidins：C環(huán)上無(wú)羰基，且C環(huán)O原子是陽(yáng)離子狀態(tài)10、山酮(雙苯吡酮類)xanthones：C環(huán)與B環(huán)駢合O+OO11、雙黃酮（醇）biflavonoids：二個(gè)黃酮（或黃酮醇）聚合在一起12、二氫異黃酮、二氫查爾酮6、木糖D-xylose(D-Xyl)二、黃酮苷類化合物：黃酮類化合物多以苷的形式存在，由于苷元不同，以及糖的種類、數(shù)量、連接位置和連接方式的不同，形成數(shù)目眾多、結(jié)構(gòu)各異的黃酮苷類化合物。組成黃酮苷的糖類主要有：（一）單糖類1、D-glucose(D-glc)D-glucaronicacid(D-gluA)2、鼠李糖L-Rhamnose(L-Rha)3、半乳糖D-galactose(D-Gal)4、甘露糖D-mannose(D-Man)5、阿拉伯糖L-Arabinose(L-Ara)槐糖sophorose（glc

1

2glc）龍膽二糖gentiobiose（glc

16glc）蕓香糖rutinose（rha

1

6glc）新橙皮糖neohesperidose（rha

12glc）（二）雙糖類（三）連接位置：?jiǎn)翁沁B接在C-7，3及4’位；雙糖連接在C-3，7位碳苷連接在C-6，8位第三節(jié)：理化性質(zhì)1、性狀（形態(tài)）：多為結(jié)晶性固體，少數(shù)為無(wú)定形粉末（黃酮苷類）。二氫黃酮不易結(jié)晶。一、物理性質(zhì)OO（3）堿性下，黃色加深（1）顏色與分子中是否存在交叉共軛體系有關(guān)黃酮（醇）灰黃-黃色異黃酮無(wú)色二氫黃酮（醇）白色橙酮、查耳酮黃-橙黃色2、顏色：（2）在黃酮（醇）7、4′引入OH、OCH3等助色團(tuán)，促進(jìn)電子移位、重排，化合物的顏色加深（4）PH不同而顏色改變，PH〈7顯紅色，PH=8.5顯紫色，PH〉8.5顯藍(lán)色，例如：矢車菊苷。苷元：除雙氫黃酮（醇）、黃烷（醇）有旋光性，其余均無(wú)旋光性

苷：分子中有糖部分，左旋3、熒光：共軛體系大，向長(zhǎng)波方向移。4、旋光性：黃酮---黃綠色熒光黃酮醇---亮黃色3－Ｏ－甲基化或成苷---暗棕綠色熒光,查耳酮---棕黃色異黃酮---紫色苷元：親脂性易溶MeOH、EtOH、Et2O；難溶于水1.結(jié)構(gòu)：平面型分子難溶于水：黃酮（醇）、查耳酮非平面型分子溶解度稍大：二氫黃酮（醇）離子型分子具有鹽的通性，水溶性大：花青素HHROO苷元5、溶解度：取決于存在狀態(tài)苷：親水性易溶熱水、甲醇、乙醇；難溶CHCl32.取代基:3-OH<7-OH極性3-OGlc>7-OGlc(水溶性）OOOHHO‥‥P-∏共軛7、4′OH酸性強(qiáng)7、4′—二OH＞7或4′—OH＞

一般ph-OH＞3或5-OH二、化學(xué)性質(zhì)酸堿性：以黃酮為例：

6.1：酸性5%NaOH5%NaHCO35%Na2CO30.5%NaOH3、與濃H2SO4,HCl反應(yīng)呈特殊顏色6.2堿性1、堿性很弱，只與強(qiáng)酸成鹽2、生成鹽極不穩(wěn)定，加水分解

OO‥H+OHO+X-OO‥[H]Mg+HCl

O+O-紅色黃酮（醇）、二氫黃酮（醇）：顯橙紅～紫紅色查耳酮、橙酮、兒茶素：（—）陰性

檢查：樣品/甲醇+Mg粉+3d濃HCl1—2分鐘顯色1、還原反應(yīng)三、顯色反應(yīng)1）鹽酸鎂粉反應(yīng)注意1、當(dāng)樣品是花青素、部分橙酮、查爾酮時(shí)：空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)2、樣品為植物粗提物時(shí)：觀察升起的泡沫

選擇性還原二氫黃酮—紅~紫色其它黃酮類化合物均不顯色,可以與之區(qū)別

二氫黃酮可與磷鉬酸試劑反應(yīng)呈現(xiàn)棕褐色,

2）四氫硼鈉反應(yīng)（NaBH4）操作：樣品乙醇液＋2％等量的四氫硼鈉，一分鐘后加入濃鹽酸或濃硫酸數(shù)滴。為二氫黃酮的特征反應(yīng)OOOHOHOHOOH2、金屬離子絡(luò)合反應(yīng)Al3+Pb2+Zr3+Mg2+Sr2+Fe3+黃酮類化合物具有結(jié)構(gòu)單元：均可與重金屬生成絡(luò)合物（2）1%PbAc2〔1%Pb(OH)Ac〕黃—紅色1、1%AlCl3/MeOH〔Al(NO3)3〕黃色絡(luò)合物熒光（max=415nm）４’－ＯＨ黃酮醇或７，４’－二ＯＨ黃酮醇顯天藍(lán)色熒光（3）2%ZrOCl2/MeOH+枸櫞酸鹽區(qū)別3-OH與5-OH黃酮+

枸櫞酸+2%ZrOCl2/MeOH3-OH黃酮5-OH黃酮黃色鋯絡(luò)合物黃色鋯絡(luò)合物鮮黃色（有３-OH或３，５－二ＯＨ）黃色退去（有５－ＯＨ或３－Ｏ－糖原因：

3-OH黃酮鋯鹽絡(luò)合物比5-OH黃酮鋯鹽絡(luò)合物穩(wěn)定OOO‥

OHZr/44+穩(wěn)定Zr/44+

OO‥

O‥不穩(wěn)定（4）MgAc2/MeOHPCUV二氫黃酮（醇）天蘭色熒光黃酮（醇）異黃酮黃～橙黃～褐色（5）FeCl3試劑

Ph-OH

+

Fe3+

呈色OOOHOHOHOHHO+Sr2+

+2OH-Sr2+OOO+2H2O（5）SrCl2試劑（氨性甲醇中）綠～棕色～黑色3、硼酸顯色反應(yīng)

鑒別5-OH黃酮和2′—OH查爾酮

無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸條件下-----亮黃色草酸------黃色伴有綠色熒光枸櫞酸丙酮-------黃色,無(wú)熒光4、與五氯化銻反應(yīng)

鑒別查爾酮-------紅或紫紅色

條件:無(wú)水環(huán)境二氫黃酮OH-查耳酮（橙～黃色）黃酮醇黃色通空氣棕色（可與其它黃酮類區(qū)別）OH-鄰二酚羥基3,4′二羥基OH-[O]黃深紅色綠棕色

（1）堿性試劑：NH3氣：顏色可逆的

NaHCO3水溶液：顏色不可逆5、堿性試劑顯色反應(yīng)（2）堿性試劑反應(yīng)可以幫助鑒別分子中某些結(jié)構(gòu)特征第三節(jié)提取與分離過(guò)程分三個(gè)階段3、純化分離：1、提?。?、分離（凈化）：黃酮成分與其它非黃酮分開(kāi)（1）考慮提取成分是苷、苷元（2）原材料的組織部位、雜質(zhì)將總黃酮

單體黃酮1、水煎煮法：注意：酶的活性：提取苷類，先破壞酶破壞酶方法：沸水提取、高濃度醇一、提取方法：藥材10倍量水煎煮1h3次渣（

）濾液浸膏系統(tǒng)溶劑萃取濃縮◆例如：蘆丁溶解度：槐米粉6倍沸水30min/1—2次水煎液粗品蘆丁蘆丁冷卻放置

熱乙醇重結(jié)晶熱水1:200冷水1:104熱乙醇1:60冷乙醇1:650適當(dāng)濃縮加H2SO4(HCl)調(diào)PH5，析出過(guò)濾槐米6倍量沸水，加CaO調(diào)PH8-9煎煮20′藥渣濾液沉淀（蘆丁粗品）堿：石灰CaO、Ca(OH)2酸：硫酸、鹽酸2、堿提取酸沉淀法（3）酸化時(shí)，濃度不宜過(guò)強(qiáng)，否則生成鹽，使析出的黃酮又重新溶解，降低產(chǎn)率注意：（1）堿濃度不易過(guò)高，強(qiáng)堿加熱易破壞母核（2）花、果類藥材，含雜質(zhì)果膠、粘液質(zhì)，宜用石灰乳（水），可使含COOH的雜質(zhì)生成鈣鹽，有利純化藥材10倍量水+H++CHCl3回流藥渣總黃酮苷元CHCl3液4、有機(jī)溶劑提取法（極性小的苷元）3、乙醇回流提取法▲分離依據(jù)

A：酚OH—酸性；鄰二ph-OH

B：依據(jù)分子量大小—SephadexLH-20

C：依據(jù)分子極性二、分離方法（一）柱色譜法1、硅膠柱色譜：極性差異極性大，吸附牢極性小，吸附差，先洗下來(lái)2、聚酰胺柱色譜：是分離黃酮類較理想的吸附劑P62◆原理：H鍵吸附。吸附能力取決于H鍵能力的大小◆特點(diǎn)：吸附容量高（1）苷元相同時(shí)，連糖愈多，吸附力愈差吸附能力：苷元＞單糖苷＞雙糖苷＞叁糖苷洗脫順序：苷元

＜

單糖苷

＜雙糖苷

＜

叁糖苷（2）母核羥基數(shù)目愈多，吸附力愈強(qiáng)（3）與形成H鍵基團(tuán)的位置有關(guān)，若所處位置易于形成分子內(nèi)H鍵，吸附力減小

3、4′、7OH

＞

6、7、3′、4′OH

＞

5、6、7OH聚酰胺柱色譜分離特點(diǎn)：◆洗脫劑洗脫能力：水＜

MeOH

＜

Me2CO

＜

NaOH

＜

MF

＜

DMF（4）分子中芳香核共軛雙鍵多者，易被吸附查耳酮＞二氫黃酮（5）不同類型黃酮化合物，被吸附強(qiáng)弱順序黃酮醇＞黃酮＞二氫黃酮醇＞異黃酮3、葡聚糖凝膠柱層析（1）常用型號(hào)：Sephadex-G型Sephadex-LH-20型（2）分離原理：黃酮苷元：黃酮苷：吸附作用分子篩作用游離酚OH的數(shù)目多，吸附力大分子量大（連糖越多），先被洗脫下來(lái)。A：堿水溶液NH4OH、鹽水溶液Nacl

B：醇性溶劑甲醇，甲醇-水

C：其他，含水丙酮、甲醇/氯仿（3）洗脫溶劑：依次用弱堿強(qiáng)堿，自有機(jī)溶劑中將黃酮苷元由強(qiáng)酸弱酸順序萃取出來(lái)（二）梯度PH萃取法適用范圍：分離酸性強(qiáng)弱不同的黃酮苷元混合苷元CHCl35%NaHCO3

堿水層CHCl3層5%Na2CO3

堿水層CHCl3層0.2%NaOHCHCl3層堿水層5%NaOH堿水層(7,4′二OH)(7或4′-OH)(一般ph-OH)(5-OH黃酮)流程圖如下：1、鉛鹽法：分離二類成分具有鄰二酚OH：與

PbAc2

沉淀不具有鄰二酚OH：與Pb（OH）Ac

沉淀

2、硼酸絡(luò)合法：OOBOH

鄰二酚OH與H3BO3絡(luò)合，生成酸性強(qiáng)的絡(luò)合物，易溶于水，與不具上述結(jié)構(gòu)的黃酮分開(kāi)（三）根據(jù)分子中特殊官能團(tuán)分離第四、五節(jié)黃酮化合物的檢識(shí)與結(jié)構(gòu)鑒定化學(xué)方法色譜方法譜學(xué)特征——解析：UV1H譜13C譜MS輔助手段方法:2、測(cè)定mp：熔距1—2℃

測(cè)定混合mp（與標(biāo)準(zhǔn)品）：純度不夠，mp

一、純度檢查：1、TLC：三種以上展開(kāi)劑，與標(biāo)準(zhǔn)品共層析（Rf、斑點(diǎn)顏色、形狀相同）當(dāng)加入診斷試劑時(shí)，通過(guò)光譜的改變又可推測(cè)基本結(jié)構(gòu)中OH取代情況，提供結(jié)構(gòu)信息二、紫外光譜

測(cè)甲醇光譜：

加診斷試劑：黃酮化合物的UV光譜特征，對(duì)區(qū)分各種類型的黃酮具有意義優(yōu)點(diǎn)：1、規(guī)律性強(qiáng)2、測(cè)試技術(shù)合理3、樣品用量少特征：母核具有兩個(gè)吸收帶（一）黃酮化合物在MeOH中的基本光譜OOABOABO-+BandⅠ300~400nmOO-AB+BandⅡ220~280nm母核取代基的影響一、位置二、種類三、數(shù)量A環(huán)取代：影響帶Ⅱ的峰形和峰位，對(duì)帶Ⅰ基本無(wú)影響B(tài)環(huán)取代:影響帶Ⅰ的峰形和峰位，對(duì)帶Ⅱ影響很小，只影響其峰形。注意：當(dāng)

5

位有取代基時(shí)即影響帶Ⅰ又影響帶Ⅱ，因?yàn)?位取代基可與4位羰基形成親電系統(tǒng)，而4位羰基又直接參與兩個(gè)共軛系統(tǒng)。一、位置二、種類---OH：使峰紅移；---OCH3：或---OH甲基化，或糖苷化，則紅移減小三、數(shù)量有加和性，取代基數(shù)目越多，影響越大。

--OH數(shù)目增加，則紅移更多1、黃酮、黃酮醇類：黃酮：304～350nm黃酮醇：352～385nm(C3-OH游離）同：UV光譜相似，2個(gè)主峰，峰形及峰強(qiáng)度相似。異：BandⅠ峰位不同黃酮醇：328～357nm(C3-OH被取代）二氫黃酮、二氫黃酮醇、異黃酮類同：苯甲酰系統(tǒng)相同，桂皮酰系統(tǒng)被破壞BandⅡ吸收強(qiáng)，BandⅠ吸收弱，可作為BandⅡ的肩峰或低強(qiáng)度峰出現(xiàn)。

異：BandⅡ的峰位不同

異黃酮：245～270nm（270－25）二氫黃酮、二氫黃酮醇：270～295nm（270＋25）查爾酮、橙酮類同：BandⅠ為主峰，強(qiáng)度高，BandⅡ弱或?yàn)榧绶瀹悾築andⅠ峰位不同查爾酮：340～390nm橙酮：370～430nmⅡⅠ300200400黃酮(醇)ⅡⅠ300200400二氫黃酮、異黃酮ⅡⅠ300200400查耳酮、橙酮BandⅡ=BandⅠ黃酮BandⅡ＜BandⅠ查耳酮、橙酮BandⅡ＞BandⅠ二氫黃酮、異黃酮峰強(qiáng)：2、判斷C3—OH的存在狀態(tài)有

C3—OH

BandⅠ

λmax＞350nmC3—O糖苷

BandⅠ

λmax＜350nm1、判斷結(jié)構(gòu)類型注意：黃酮及黃酮母核上的羥基甲基化或苷化時(shí)，將引起相應(yīng)吸收帶向紫移，帶Ⅰ紫移更明顯。（二）加入診斷試劑光譜診斷試劑：通過(guò)加入某些試劑，使化合物中的－OH全部或部分解離，或形成絡(luò)合物，使光譜發(fā)生規(guī)律性變化，用以判斷化合物的結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@些試劑對(duì)化合物結(jié)構(gòu)具有診斷意義，故稱之為診斷試劑。診斷試劑類型：一般為堿性物質(zhì)，如NaOMe、NaOAc、NaOAc/H3BO3、AlCl3/HCl等1、MeOH+NaOMe：BandⅡ紅移：A環(huán)上有OH7-OH游離，在320-330nm有吸收，若成苷，吸收消失。BandⅠ紅移：B環(huán)上有OH

40-65nm強(qiáng)度不變或增強(qiáng)時(shí)，有4′-OH50-60nm

強(qiáng)度減弱時(shí)，有3-OH無(wú)4′-OH峰強(qiáng)度：對(duì)堿敏感的取代圖式，在堿性下發(fā)生降解反應(yīng)多用來(lái)判斷7-OH、4′-OH、3-OH的存在。主要用來(lái)判斷4′-OH、3-OH的存在。2、MeOH+NaOAc鑒別酸性強(qiáng)的酚OH，7、4′-OH

3、MeOH+NaOAc/H3BO3

判斷有無(wú)鄰二酚OHOOOHBOHBandⅠ紅移12-30nm：B環(huán)上有鄰二酚OHBandⅡ紅移5-10nm

：A環(huán)上有鄰二酚OHBandⅡ紅移（5-20nm）：示有7-OHBandⅠ紅移：B環(huán)上有鄰二酚OH、C3有-OHBandⅡ紅移：A環(huán)上有鄰二酚OH、C5有-OH4、MeOH+AlCl3

Al3+絡(luò)合物，引起相應(yīng)吸收帶紅移

生成鋁絡(luò)合物的相對(duì)穩(wěn)定性：3-OH黃酮＞5-OH黃酮＞鄰二酚OH5、MeOH+AlCl3/HCl：加入HCl，鋁絡(luò)合物分解，光譜發(fā)生紫移

AlCl3/HCl譜≠AlCl3譜：示結(jié)構(gòu)中有鄰二酚羥基

AlCl3/HCl譜=MeOH譜：示結(jié)構(gòu)中無(wú)3-OH或5-OHAlCl3/HCl譜≠M(fèi)eOH譜：示結(jié)構(gòu)中有3-OH或5-OHAlCl3/HCl譜=AlCl3譜：示結(jié)構(gòu)中無(wú)鄰二酚羥基BandⅠ：紅移50～60nm：示有3-OH或3-OH和5-OH

紅移35～55nm：示有5-OH，無(wú)3-OH紅移17～20nm：可能含有6-OR（含氧取代）B環(huán)上有鄰二酚OH時(shí)，AlCl3/HCl譜比AlCl3譜紫移30～40nmB環(huán)上有鄰三酚OH時(shí)，AlCl3/HCl譜比AlCl3譜紫移20nm3、苯環(huán)

：

1600cm-11500cm-1三、紅外光譜1、

C=O1700cm-1（強(qiáng)峰）2、醇：OH3350cm-1酚：OH3300cm-1

測(cè)定黃酮溶劑：

12.40ppm(5-OH)

10.93ppm(7-OH)

9.70

ppm(3-OH)加入D2O消失DMSO-d6：溶解范圍廣，信號(hào)分辨力強(qiáng)，可以鑒別黃酮母核上酚OHCCl4：三甲基硅醚衍生物四、1H-NMR的應(yīng)用：是分析黃酮結(jié)構(gòu)的重要方法CDCl3氘代吡啶1）A環(huán)：

5，7-二OH5.7~6.98-H：δ稍大6-H：δ稍?。╠）J=2.5Hz（d）J=2.5Hz1、黃酮苷元的1H-NMR信號(hào)7-OH糖苷化后6位和8位質(zhì)子均向低場(chǎng)移動(dòng)黃酮(醇)5-H：δ7.9－8.2（d,J=9.0）6-H：δ6.7－7.1（dd,J=9.0,2.5）8-H：δ6.7－7.0（d,J=2.5）7-OH二氫黃酮（醇）5-H：δ7.7－7.9（d,J=9.0）6-H：δ6.4－6.5（dd,J=9.0,2.5）8-H：δ6.3－6.4（d,J=2.5）2