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黃酮類化合物定稿共頁第1頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三一、黃酮類化合物概述黃酮類化合物是在植物中分布最廣的一類物質(zhì),幾乎每種植物體內(nèi)都有,它們常以游離態(tài)或與糖結(jié)合成苷的形式存在,它們對植物的生長、發(fā)育、開花、結(jié)果以及抵御異物入侵起著重要的作用。由于其分布廣且部分化合物在植物中的含量較高,而且多數(shù)化合物易以結(jié)晶形式獲得,所以它們是較早被人類發(fā)現(xiàn)的一類天然產(chǎn)物,也是中藥中一類重要的有效成分。第2頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三
據(jù)估計,經(jīng)植物光合作用所固定的碳約有2%轉(zhuǎn)變?yōu)辄S酮類化合物或與其密切相關(guān)的其他化合物。黃酮類化合物實際存在于植物的所有部分——根、心材、邊材、樹皮、葉、果實和花中,在花、果實、葉中較多;且大部分存在于有色植物中,如松樹皮提取物、綠茶提取物、銀杏葉提取物、紅花提取物等。黃酮類化合物概述第3頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮類化合物大部分存在于有色植物中,如松樹皮提取物、綠茶提取物、銀杏葉提取物、紅花提取物等。松樹皮綠茶銀杏葉紅花第4頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮類化合物的生理活性:
1.對心血管系統(tǒng)的作用:蘆丁、橙皮苷,d-兒茶素等有VitP樣作用,能降低血管脆性及異常的通透性,可用作防治高血壓及動脈硬化的輔助治療劑。
擴(kuò)冠作用橙皮苷第5頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三2.抗肝臟毒作用:兒茶素、水飛薊素作為治療慢性肝炎和保肝藥物在國內(nèi)外銷售。
黃酮類化合物的生理活性第6頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三3.抗炎作用:
蘆丁、羥乙基蘆丁、二氫槲皮素。黃酮類化合物的生理活性第7頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三4.雌激素樣作用:大豆異黃酮。
黃酮類化合物的生理活性第8頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三5.抗菌、抗病毒等:木犀草素、黃芩苷、槲皮素、桑色素、山萘酚等。黃酮類化合物的生理活性第9頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三6.解痙作用:異甘草素、大豆素等具有類似罌粟堿解除平滑肌痙攣樣的作用大豆苷、葛根黃素,緩解高血壓患者的頭痛7.其他作用:止咳、祛痰、平喘黃酮類化合物的生理活性第10頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三葡萄籽提取物多酚(polypheno1)類黃酮,由單體(兒茶素、表兒茶素等)、基于此單體的聚合物(原花青素proanthocyanidin)和其它酚類組成。這一組成分中生物活性最強的部分是低聚(二,三聚體)原花青素,即OPCs(oligomericproanthocyanidins)原花青素proanthocyanidin,PC,是一大類多酚化合物的總稱,由不同數(shù)目的黃烷-3-醇或黃烷-3,4-二醇聚合而成原花青素在葡萄、山楂、松樹皮、銀杏、花生、野生刺葵、番荔枝、野草莓、可可豆、貫葉金絲桃、白樺樹等植物中含量豐富原花青素的抗氧化、心腦血管、抗腫瘤、抗誘變皮膚的保健作用:抗皺、美白、保濕、抗輻射黃酮類化合物的生理活性第11頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮類化合物在植物界主要分布在雙子葉植物中。常見的科屬有;蕓香科、唇形科、傘形科及豆科等。至1979年止國內(nèi)外發(fā)表的黃酮類化合物共1674(其中苷元902個,苷722個,其它為合成產(chǎn)物)。至1993年止:黃酮類化合物總數(shù)超過4000個。黃酮醇類最常見、黃酮類其次、其余則較少。第12頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮類化合物概述1、基本結(jié)構(gòu)和分類(1)結(jié)構(gòu)
1952年前,黃酮類化合物主要指基本母核為2-苯基色原酮的系列化合物。天然黃酮類化合物母核上常有-OH、-OCH3等取代基,由于這些助色基團(tuán)的存在,使黃酮類化合物多顯黃色。色原酮2-苯基色原酮★注意編號。第13頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三★現(xiàn)黃酮類化合物泛指兩個苯環(huán)(A與B環(huán))通過中央三碳鏈相互連接而成的一系列化合物,具C6-C3-C6結(jié)構(gòu)。由15個碳原子組成的基本結(jié)構(gòu)如下:C6-C3-C6結(jié)構(gòu)第14頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三例如:槲皮素,具有抗氧化性,檸檬、柚子、柑橘、綠茶中含量高,屬于黃酮類化合物。再如:具有抗癌活性的苦參素都是黃酮類化合物?!八亍啊狝環(huán)上為游離酚羥基或甲氧基。“苷”——至少一個羥基與糖成苷。槲皮素苦參素甘草苷第15頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三★(2)黃酮類化合物的分類1.中央三碳鏈的氧化程度2.B環(huán)(苯基)連接位置(2-或3-位)3.三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀等特點分類如下:根據(jù)第16頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三1.中央三碳鏈的氧化程度2.B環(huán)(苯基)連接位置(2-或3-位)3.三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀等特點天然黃酮類化合物的分類如下:第17頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三
續(xù)表:黃酮類化合物的分類第18頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三一)黃酮和黃酮醇類
黃酮類:該類化合物中以芹菜素和木犀草素最為常見,黃芩素也是個代表性化合物。芹菜素木犀草素芹菜素木犀草素黃酮類化合物的分類第19頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮醇類:槲皮素槲皮素黃酮類化合物的分類第20頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三雙黃酮類:1.3,8-雙芹菜素型:銀杏素、白果素銀杏素黃酮類化合物的分類第21頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三二氫黃酮類:紫花杜鵑甲素、甘草苷。甘草苷紫花杜鵑甲素黃酮類化合物的分類第22頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三二氫黃酮醇類:水飛薊素GYH黃酮類化合物的分類第23頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三查耳酮類查耳酮的定位與其他黃酮類化合物不同。GYH黃酮類化合物的分類第24頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三異黃酮類:大豆素、大豆苷、葛根素等。豆科植物多見。大豆素GYH黃酮類化合物的分類第25頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三噢弄類(橙酮類):硫磺菊素,定位與其它黃酮類不同。硫磺菊素GYH黃酮類化合物的分類第26頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三花色素類:矢車菊素、飛燕草素。飛燕草素GYH黃酮類化合物的分類第27頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃烷醇類:黃烷-3-醇的衍生物稱兒茶素類,(+)兒茶素GYH黃酮類化合物的分類第28頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三其它黃酮類如:口山酮類:為苯駢色酮,異芒果素為碳苷。異芒果素GYH黃酮類化合物的分類第29頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮類化合物概述1、基本結(jié)構(gòu)和分類2、黃酮苷的構(gòu)成方式★黃酮類化合物的三種形式:游離黃酮、黃酮苷、與鞣酸(又叫鞣質(zhì))形成酯,其中黃酮苷種類較多,連接方式有兩種:黃酮苷的連接方式:(1)O-糖苷
苷元與糖以C-O-C方式連接,例如單糖形成的黃芩苷、雙糖形成的橙皮苷等。除了單糖基苷類外,二糖基黃酮苷類在豆科植物中普遍存在。橙皮苷:1分子蕓香糖(雙糖)與黃酮苷元形成的雙糖苷黃芩苷:1分子β-D-葡萄糖醛酸與黃酮苷元7-OH成苷(單糖苷)第30頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮苷的構(gòu)成方式(1)O-糖苷(2)C-糖苷除O-糖苷外,天然黃酮類還發(fā)現(xiàn)C-糖苷,糖基多數(shù)連接在6位或8位上。例如:牡荊苷的葡萄糖基不通過氧原子而是直接連接在8位碳上;再如葛根苷,有治療心肌缺血的作用,葡萄糖基也是直接連在8位碳上。88第31頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮苷的構(gòu)成方式(1)O-糖苷(2)C-糖苷(3)構(gòu)成黃酮苷的糖類①單糖類單糖主要有:D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖醛酸等。如黃芩苷是單糖苷。D―木糖(xyl)D―核糖(rib)L―阿拉伯糖(ara)L―鼠李糖(rha)
D―葡萄糖(glc)D―半乳糖(gal)D―葡萄糖醛酸D―半乳糖醛酸
第32頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮苷的構(gòu)成方式(1)O-糖苷(2)C-糖苷(3)構(gòu)成黃酮苷的糖類①單糖類②雙糖類:常見有麥芽糖、乳糖、新橙皮糖、龍膽二糖、蕓香糖(又叫蘆丁糖)等。麥芽糖(兩分子葡萄糖)乳糖(1分子葡萄糖和1分子半乳糖)第33頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(3)構(gòu)成黃酮苷的糖類①單糖類②雙糖類:常見有麥芽糖、乳糖、新橙皮糖、龍膽二糖、蕓香糖(又叫蘆丁糖)等。第34頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(3)構(gòu)成黃酮苷的糖類①單糖類②雙糖類:常見有麥芽糖、乳糖、新橙皮糖、龍膽二糖、蕓香糖(又叫蘆丁糖)等。新橙皮糖(neohesperidose)
槐糖(sophorose)
第35頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三3)構(gòu)成黃酮苷的糖類①單糖類②雙糖類③三糖類:主要有龍膽三糖。龍膽三糖(β-D-葡萄糖與蔗糖組成)(1分子α-D-葡萄糖和1分子β-D-果糖0第36頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三3)構(gòu)成黃酮苷的糖類①單糖類②雙糖類③三糖類④?;穷悾褐饕?-乙酰葡萄糖、4-咖啡?;咸烟堑?。第37頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三山柰素黃酮苷中糖的連接位置和苷元的結(jié)構(gòu)有關(guān),例如:花色苷類,多在3-OH上連接1個糖,或形成3,5-二葡萄糖苷。黃酮醇類常形成3-單糖苷、7-單糖苷、3′-單糖苷、4′-單糖苷或3,7-二糖苷,3,4′-二糖苷及7,4′-二糖苷等。第38頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三二、黃酮類化合物的性質(zhì)一、一般性質(zhì):
1.性狀:苷元多為晶性固體,苷類多為無定形粉末。
2.顏色:黃酮的色原酮部分無色,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,因而呈現(xiàn)出顏色?;ㄉ丶败赵念伾SpH不同而不同,一般顯紅色(pH<7)、紫色(pH8.5)、藍(lán)色(pH>8.5)等。
第39頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮類化合物的交叉共軛系統(tǒng)黃酮類化合物因存在共軛體系和助色基團(tuán)而顯色,多為黃色或淺黃色第40頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮、黃酮醇及其苷類多呈灰黃色-黃色查耳酮多為黃色-橙黃色二氫黃酮、二氫黃酮醇-幾乎無色異黃酮類為微黃色。第41頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三若黃酮或黃酮醇7-位或4’-位引入OH及-OCH3等助色團(tuán)(即供電子基)后,則促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移、重排,使光被吸收的強度增加,從而使化合物、的顏色加深。但若-OH、-OCH3引入其它位置,由于不能發(fā)生上述重排而影響較小?!?.旋光性:苷元中,二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇具旋光性,其余黃酮類無旋光性。黃酮苷均因分子中含有糖分子,均具旋光性,多為左旋。顏色:第42頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三4、溶解性:
水中溶解度主要取決于分子中極性基團(tuán)的多少,且與分子平面構(gòu)型有關(guān)。
游離苷元:難溶或不溶于水,易溶于稀堿及乙醇、乙醚、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑中,其中二氫黃酮及二氫黃酮醇等
非平面分子苷元為非平面分子,分子間排列不緊密,分子間引力降低,有利于水分子進(jìn)入,在水中溶解度稍大;而一些平面分子,如黃酮、黃酮醇等,分子堆積緊密,分子間作用力大,難溶于水。
★黃酮類苷元分子中羥基數(shù)越多,水中的溶解度越大。
黃酮、黃酮醇類、查耳酮難溶于水;
二氫黃酮、二氫黃酮醇水中溶解度稍大。黃酮類化合物的性質(zhì)第43頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三苷元溶解性之間的比較黃酮、黃酮醇、查耳酮為平面結(jié)構(gòu),堆砌較緊密,故更難溶于水。平面結(jié)構(gòu)GYH第44頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三二氫黃酮、二氫黃酮醇等為非平面結(jié)構(gòu),分子間隙較大,故水溶性更大。非平面結(jié)構(gòu)(半椅式)GYH苷元溶解性之間的比較第45頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三花色素:以離子形式存在,水中溶解度較大。
黃酮苷:因引入糖,極性增大,水溶性增強,易溶于水、甲醇、乙醇等強極性溶劑中;難溶于或不溶于苯、氯仿、石油醚等有機(jī)溶劑中。其中糖鏈越長,在水中溶解度越大。而羥基被甲基化增多,黃酮苷類溶解性下降越多,弱極性溶劑中可溶解。此外,糖的連接位置不同,在水中溶解度也不相同。如:3-位苷的極性>7位苷的極性O(shè)OHOOHOHOHOHOH棉黃素溶解性:黃酮類化合物的性質(zhì)第46頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三
花色素類雖為平面型結(jié)構(gòu),但它是以鹽的形式存在,故具有鹽的通性,水溶度較大。離子型結(jié)構(gòu)GYH溶解性第47頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三5、酸堿性★(1)酸性:
黃酮類化合物由于大多數(shù)都含有酚羥基,故顯示酸性??扇苡趬A性水溶液、吡啶、甲酰胺以及N,N-二甲基甲酰胺中。因羥基位置不同,其酸性強弱也不同,一般次序如下:
7,4′-二OH>7-OH或4′-OH>一般位置酚OH>5-OH7,4ˊ-二羥基者可溶解于NaHCO3水溶液7-或4ˊ-OH者可溶解于Na2CO3水溶液其它位置酚羥基者溶于NaOH水溶液5-OH者只溶于濃度較高的NaOH水溶液中此性質(zhì)可用于提純、分離和鑒定工作。黃酮類化合物的性質(zhì)第48頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三5、酸堿性★(1)酸性(2)堿性
黃酮類化合物分子中γ-吡喃酮環(huán)上的1位氧原子因具有一對孤對電子,可接受質(zhì)子,表現(xiàn)出微弱的堿性,能與強酸生成钅羊鹽,生成的鹽很不穩(wěn)定,加水后即可分解。
GYH黃酮類化合物的性質(zhì)第49頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三★二、顯色反應(yīng)(一)還原顯色反應(yīng):1.鹽酸-鎂粉(或鋅粉)反應(yīng):黃酮類化合物最常用的鑒別方法之一。
多數(shù)黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物在鹽酸-鎂粉作用下,顯橙紅~紫紅色,(少數(shù)顯紫~藍(lán)色)B環(huán)有-OH或-OCH3取代時,顏色隨之加深。查耳酮、橙酮、兒茶素類不顯色。異黃酮類一般不顯色。注意:花色素及部分查耳酮、橙酮等在單純濃鹽酸酸性條件下顏色也會發(fā)生變化,故須先做空白對照。方法:將樣品溶于1.0mL甲醇或乙醇中,加入少量鎂粉振搖,滴加幾滴濃鹽酸,1~2min內(nèi)(必要時微熱)即可出現(xiàn)顏色。注意(1)醇液中比水液中反應(yīng)較靈敏、(2)保持高濃度的酸(3)做對照實驗,去樣假陽性
黃酮類化合物的性質(zhì)第50頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三
H+黃酮類化合物的性質(zhì)(一)還原顯色反應(yīng):1.鹽酸-鎂粉(或鋅粉)反應(yīng):2.硼氫化鈉反應(yīng):二氫黃酮和二氫黃酮醇類的專屬反應(yīng)NaBH4是對二氫黃酮類化合物專屬性較高的一種還原劑。與二氫黃酮類化合物產(chǎn)生紅色~紫色。其它黃酮類化合物均不顯色,據(jù)此可以區(qū)別。顯色反應(yīng)第51頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(二)金屬鹽類的絡(luò)合顯色反應(yīng):
鋁鹽、鉛鹽、鉻鹽、鎂鹽、鍶鹽、鋯鹽等金屬鹽類試劑能與具有3-OH,5-OH或鄰二酚OH的任一基團(tuán)的黃酮類化合物反應(yīng),生成有色絡(luò)合物。顯色反應(yīng)黃酮類化合物的性質(zhì)2-苯基色原酮3-OH5-OH鄰二酚OH第52頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三金屬鹽類的絡(luò)合顯色反應(yīng):
鋁鹽、鉛鹽、鉻鹽、鎂鹽、鍶鹽、鋯鹽等金屬鹽類試劑能與具有3-OH,5-OH或鄰二酚OH的任一基團(tuán)的黃酮類化合物反應(yīng),生成有色絡(luò)合物。(1)鋁鹽:常用試劑為1%三氯化鋁或硝酸鋁溶液,與具有上述結(jié)構(gòu)的黃酮類化合物生成的絡(luò)合物紫外燈下為黃色,λmax=415,并有熒光,可用于定性和定量分析。1%AlCl3或Al(NO3)3絡(luò)合物多為黃色,并有熒光。顯色反應(yīng)黃酮類化合物的性質(zhì)第53頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三金屬鹽類的絡(luò)合顯色反應(yīng):
鋁鹽、鉛鹽、鉻鹽、鎂鹽、鍶鹽、鋯鹽等金屬鹽類試劑能與具有3-OH,5-OH或鄰二酚OH的任一基團(tuán)的黃酮類化合物反應(yīng),生成有色絡(luò)合物?!铮?)鉛鹽:常用1%醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液,可與具有酚羥基的黃酮類化合物生成黃~紅色沉淀。中性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的化合物。堿式醋酸鉛對一般酚類化合物均可沉淀。1%Pb(OAc)2水溶液,使含3-OH,5-OH,鄰二酚OH產(chǎn)生黃~紅色;
1%Pb(OH)(OAc)
可使所有含酚OH的化合物產(chǎn)生紅色,可用于分離;第54頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三金屬鹽類的絡(luò)合顯色反應(yīng):
鋁鹽、鉛鹽、鉻鹽、鎂鹽、鍶鹽、鋯鹽等金屬鹽類試劑能與具有3-OH,5-OH或鄰二酚OH的任一基團(tuán)的黃酮類化合物反應(yīng),生成有色絡(luò)合物?!铮?)鋯鹽-枸櫞酸顯色反應(yīng):用于區(qū)別黃酮類化合物分子中3-或5-OH的存在。多用2%二氯氧化鋯(ZrOCl2)甲醇溶液。黃酮類化合物分子中有游離的3-或5-OH存在時,均可反應(yīng)生成黃色的鋯絡(luò)合物。第55頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三鋯鹽-枸櫞酸顯色反應(yīng):用于區(qū)別黃酮類化合物分子中3-或5-OH的存在。第56頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三鋯鹽:2%二氯氧化鋯甲醇溶液,可區(qū)別3-OH和5-OH。第57頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三金屬鹽類的絡(luò)合顯色反應(yīng):
(4)鎂鹽:Mg(OAc)2甲醇溶液
二氫黃酮、二氫黃酮醇類與醋酸鎂的甲醇溶液,加熱可顯天藍(lán)色熒光,若具有C5-OH,色澤更為明顯。而黃酮、黃酮醇及異黃酮類等則顯黃~橙黃~褐色。二氫黃酮(醇類)
天蘭色熒光
黃酮(醇)、異黃酮黃~橙黃~褐色(C5-OH色澤更明顯)Mg(OAc)2Mg(OAc)2第58頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三金屬鹽類的絡(luò)合顯色反應(yīng):
鋁鹽、鉛鹽、鉻鹽、鎂鹽、鍶鹽、鋯鹽等金屬鹽類試劑能與具有3-OH,5-OH或鄰二酚OH的任一基團(tuán)的黃酮類化合物反應(yīng),生成有色絡(luò)合物。
★(5)氨性氯化鍶(SrCl2)顯色反應(yīng):
——用于鑒定鄰二酚羥基的反應(yīng)。
在氨性甲醇溶液中,可與分子中具有鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)的黃酮類化合物生成綠色~棕色乃至黑色沉淀。
SrCl2
鄰二酚OH黃酮綠色~棕色乃至黑色第59頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(6)三氯化鐵反應(yīng):酚類顯色劑多數(shù)黃酮類化合物因分子中含有游離酚羥基,與三氯化鐵水溶液或醇溶液可產(chǎn)生陽性反應(yīng),呈現(xiàn)顏色;三氯化鐵水溶液或醇溶液能與幾乎所有酚羥基成正反應(yīng),生成綠、蘭、黑或紫色。含有3-OH,5-OH,鄰二OH時,可顯紅、綠等較明顯的顏色。當(dāng)含有氫鍵締合的酚羥基時,顏色更明顯。第60頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三★(三)硼酸顯色反應(yīng)在無機(jī)酸或有機(jī)酸存在條件下,5-羥基黃酮及2’-羥基查耳酮可與硼酸反應(yīng),呈亮黃色。在有草酸存在下,顯亮黃色并帶黃綠色熒光。在枸櫞酸-硼酸的丙酮溶液中反應(yīng),只顯黃色而無熒光。顯色反應(yīng)黃酮類化合物的性質(zhì)(一)還原顯色反應(yīng):(二)金屬鹽類的絡(luò)合顯色反應(yīng):2’-羥基查耳酮5-羥基黃酮第61頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三硼酸顯色反應(yīng)第62頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三★(四)堿性試劑顯色反應(yīng)在日光或紫外光下,通過紙斑反應(yīng),觀察樣品用堿性試劑(氨蒸氣和其他堿性試劑)處理后的顏色變化的情況,可用于黃酮類化合物的鑒別。顯色反應(yīng)黃酮類化合物的性質(zhì)二氫黃酮類查耳酮第63頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三例如:黃酮醇類在堿液中先呈黃色,通入空氣后變?yōu)樽厣?,可與其他黃酮類區(qū)別。二氫黃酮類易在堿溶液中開環(huán),可轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的異構(gòu)體查耳酮類化合物,顯橙色至黃色。二氫黃酮OH-查耳酮,顯橙~黃色第64頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三當(dāng)分子中有鄰二酚羥基取代或3,4’-二羥基取代時,在堿液中很快氧化,最后生成棕綠色沉淀。鄰二酚OH或3,4'-OHOH-黃色極易氧化深紅色綠棕色O2堿液中不穩(wěn)定堿性試劑顯色反應(yīng)顯色反應(yīng)黃酮類化合物的性質(zhì)第65頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三
類別反應(yīng)條件黃酮類
黃酮醇類
可見光紫外光
黃色棕色,紅或黃棕色
灰黃色亮黃色,黃綠色先氨處理,再可見光先氨處理,再紫外光
黃色黃綠色,暗紫色藍(lán)色亮黃色先AlCl3處理,再可見光先AlCl3處理,再紫外光
灰黃色,熒光橙色
黃色黃色,綠色,熒光
先濃H2SO4處理,再可見光先濃H2SO4處理,再紫外光
玉橙色淺黃色
深黃色熒光
(五)紫外可見光下顯色
下表列出了黃酮及黃酮醇類化合物紙上的顯色反應(yīng)。
顯色反應(yīng)第66頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(六)Gibbs反應(yīng)--------------------判斷-OH對位有無取代基。有游離的酚羥基,且其對位無取代者呈陽性。酚羥基對位無取代活潑氫的反應(yīng)。生成藍(lán)或藍(lán)綠色。檢查5-OH或8-OH對位未被取代的黃酮。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)顯色反應(yīng)黃酮類化合物的性質(zhì)第67頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三三、黃酮類化合物的提取與分離溶解性:極性小的苷元:Et2O,CHCl3,EtOAc等;苷及極性較大的苷元:MeOH,EtOH,Me2CO,EtOAc,H2O等;多糖苷:H2O第68頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮類化合物的提取與分離一、提?。?、
溶劑萃取法原理: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)行萃取而達(dá)到精制純化目的。極性較小的游離黃酮苷元:氯仿、乙酸乙酯、甲醇、甲醇:水(1:1)連續(xù)萃??;極性較大的黃酮苷元:用家村、甲醇:水(1:1)、乙醇:水(1:1)、等提取。多糖黃酮苷:極性大,直接用沸水提取高甲氧基的黃酮類化合物:極性小,用苯直接提取。
第69頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三③②①溶劑萃取Et2O水層CHCl3CHCl3Et2O總黃酮苷回收溶劑EtOAc層EtOAc(或n-BuOH)萃取總黃酮回收溶劑層萃取水層石油醚液(葉綠素,蠟,胡蘿卜素等)加入少量水、石油醚萃取黃酮苷(黃酮苷可用7%酚/水洗下)(酚)除去酚類濃縮液水液萃取濃縮液減壓濃縮DCBAA沸水洗B沸MeOH洗C7%酚/水D15%酚/醇洗活性碳適用于苷類活性碳吸附至上清液檢不出黃酮類化合物直接柱色譜濃縮液回收溶劑醇提取液MeOH或EtOH提取原料系統(tǒng)溶劑萃取法第70頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三
2、堿提酸沉法:適用于含游離酚OH的黃酮類
含有游離酚OH的黃酮類化合物易溶于堿水中,可先用堿性水提取,堿性提取液加酸后(pH5~6)黃酮即可沉淀析出。常用的堿是石灰水,常用的酸是鹽酸。
原料堿水液總黃酮
(稀堿)(苷元及苷)
注意:(1)堿性不能太高,一般pH8~9;
(2)H+不宜過強,以免生成钅羊鹽;
(3)用石灰乳或石灰水代替其它堿性水溶液,使果膠、粘液質(zhì)等雜質(zhì)生成鈣鹽沉淀,利于黃酮的純化。
此法簡單易行,橙皮苷、蘆丁、黃芩苷等都用此法提取。一、提取:黃酮類化合物的提取與分離石灰水提取H+第71頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三例:從槐花米中提取蘆丁槐花米(槐樹的花蕾)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20-30min,趁熱抽濾,殘渣同上再加4倍量水煎1次,趁熱抽濾。合并濾液在60~700C下,用濃鹽酸調(diào)至pH=5,攪勻,靜置24h,抽濾。沉淀物水洗至中性,60oC干燥得蘆丁粗品,于沸水中重結(jié)晶,70~80oC干燥得蘆丁純品。堿提酸沉法:黃酮類化合物的提取第72頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三原料水提液加入EtOH過濾沉淀(蛋白質(zhì)等)濾液n-BuOH萃取n-BuOH層(多糖苷)水液H2O,△黃酮類化合物的提取與分離3、水提法:適合于多糖苷的提取
一、提?。旱?3頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(二)分離由于黃酮類化合物的性質(zhì)不同,分離原理有:(1)極性大小不同,利用吸附能力或分配原理進(jìn)行分離(2)酸性強弱不同,利用梯度pH萃取法分離(3)分子大小不同,利用葡聚糖凝膠色譜分離(4)分子中某些特殊結(jié)構(gòu),利用與金屬鹽絡(luò)合能力的不同分離常用分離方法有柱色譜、高效薄層色譜、高效液相色譜等。黃酮類化合物的提取與分離第74頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三1.溶劑萃取法用醇或沸水提取液,進(jìn)行濃縮除去溶劑得浸膏或濃水液,可采用不同極性的有機(jī)溶劑,極性由低至高依次分別進(jìn)行萃取,根據(jù)“相似相溶原則“得到不同極性的提取物??赡苁管蘸蛙赵靡苑蛛x,不同極性的苷元之間也可能得到分離,甚至得到單體。
GYH黃酮類化合物的分離第75頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三2.pH梯度萃取法:適合于酸性強弱不同的黃酮苷元的分離。利用黃酮類化合物具有酸性酚羥基的特點,能溶于堿液,在酸性條件下又游離出來,能與其它雜質(zhì)得以分開,達(dá)到純化精制之目的。原理:利用黃酮苷元中酚OH數(shù)目及位置不同,其酸性強弱不同的性質(zhì)來分離。方法:總黃酮溶于乙酸乙酯,依次用5%NaHCO3(萃取出7,4′-二OH黃酮)5%Na2CO3(萃取出7或4′-OH黃酮)0.2%NaOH(萃取出具有一般酚羥基黃酮)4%NaOH(萃取出5-OH黃酮)。黃酮類化合物的分離第76頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三3、鉛鹽法在黃酮類成分的混合物中,具有鄰二酚羥基的成分與無此結(jié)構(gòu)的成分,可用鉛鹽法分離。
②與黃酮類混存的其它物質(zhì),如含-COOH的樹膠、粘液、果膠、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、氨基酸或含鄰二酚OH的鞣質(zhì)等可與Pb(OAc)2形成除雜質(zhì)的目的。黃酮類化合物的分離第77頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三4、柱層析法分離黃酮類化合物的柱層析常用吸附劑是硅膠、聚酰胺、纖維素粉、氧化鋁、活性炭等。(1)硅膠柱層析非極性與極性化合物都能用,應(yīng)用較廣,已被用于分離黃酮類、黃酮醇類、二氫黃酮類、二氫黃酮醇類、異黃酮和高度甲基化了的(或乙?;说模S酮和黃酮醇,氯仿-甲醇混合溶劑作洗脫劑。各種洗脫劑的洗脫能力:石油醚<四氯化碳<苯<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<吡啶<丙酮<正丙醇<乙醇<甲醇<水黃酮類化合物的分離第78頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三硅膠的活度與應(yīng)用
_____________________________________________________________________
含H2O量活度應(yīng)用
0%I級適用于分離:異黃酮、二氫
5%II級吸附色譜黃酮(醇)及高度甲基化(或乙
15%III級?;?的黃酮及黃酮醇類。
25%IV級分配色譜適用于多羥基黃酮醇及其苷類
38%V級
黃酮類化合物的分離第79頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三吸附色譜洗脫劑:C6H6,CHCl3,CH2Cl2,EtOAc/少量MeOH
分配色譜洗脫劑:EtOAc:丁酮:HCOOH:H2O(5:3:1:17,上層)
丁醇:HOAc:H2O(BAW)(4:1:5上層)硅膠柱層析黃酮類化合物的分離第80頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三★(2)聚酰胺色譜:分離羥基黃酮類化合物
聚酰胺色譜適用于分離極性和非極性物質(zhì),如:黃酮體、酚類、醌類、有機(jī)酸、生物堿、萜類、甾體、苷類、糖類、氨基酸衍生物、核苷類等。尤其對黃酮體、酚類、醌類物質(zhì)的分離,遠(yuǎn)比其它方法優(yōu)越。
對黃酮類化合物來說,聚酰胺柱色譜是目前最有效最簡便的分離方法。黃酮類化合物的分離第81頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三吸附力大小取決于黃酮類化合物中所具有的酚羥基的數(shù)目和位置以及溶劑與黃酮類化合物或與聚酰胺之間形成氫鍵的能力的大小。聚酰胺色譜第82頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三★黃酮類化合物從聚酰胺上被洗脫時有如下一些規(guī)律(含水醇洗脫劑):1)苷元相同:三糖苷>雙糖苷>單糖苷>苷元(易難)2)黃酮類化合物分子中酚羥基數(shù)目越多,形成氫鍵多,吸附力越強,越難被洗脫。3)當(dāng)母核上酚OH數(shù)目相同時,能形成分子內(nèi)氫鍵者易洗脫。如鄰二酚羥基(分子內(nèi)氫鍵)比對或間二酚羥基易被洗脫。,4)不同類型黃酮:異黃酮>二氫黃酮>黃酮>黃酮醇(易難)5)分子中芳香化程度高,共軛雙鍵多者則吸附力強,難洗脫。如:二氫黃酮比查耳酮易被洗脫。聚酰胺色譜法各種溶劑在聚酰胺柱上的洗脫能力由弱至強,可大致排列成下列順序:水→甲醇→丙酮→氫氧化納水溶液→甲酰胺→二甲基甲酰胺→尿素水溶液
第83頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(3)氧化鋁柱層析氧化鋁通常在分離黃酮類化合物中用的較少,這是因為鋁離子與具有4-酮基-5-羥基或4-酮-3-羥基結(jié)構(gòu)以及鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)的黃酮類化合物形成絡(luò)合物而被緊緊地吸附在氧化鋁柱上,難以洗脫。若沒有上述結(jié)構(gòu)或上述結(jié)構(gòu)被甲基化,也可用氧化鋁柱進(jìn)行分離。例如葛根中異黃酮的分離。黃酮類化合物的分離第84頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三★(4)葡聚糖凝膠(sephadexgel)柱層析固定相葡聚糖凝膠(Sephadex-LH20)是具有許多孔隙的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)固體,有分子篩的性質(zhì),葡聚糖凝膠用于黃酮苷和苷元的分離,但機(jī)理不同表現(xiàn)為雙重性:分離黃酮苷元時,主要是靠吸附作用,吸附能力的強弱與黃酮苷元所含有的酚羥基數(shù)目多少成正比。苷元的羥基數(shù)越多,越難以洗脫。分離黃酮苷時,主要是分子篩的性能,苷的分子量越大(分子篩),其上連結(jié)糖的數(shù)目越多,越容易洗脫。洗脫時黃酮苷按分子量由大至小依次流出。分離黃酮苷和苷元時:苷比苷元先洗脫(分子篩性能)。常用的洗脫劑:①堿性水溶液,含鹽水溶液②醇、含水醇③含水丙酮,甲醇/氯仿如用葡聚糖凝膠柱色譜分離蕓香苷和槲皮素:甲醇溶解后上柱子,甲醇洗脫,蕓香苷在190~250mL流分中,槲皮素在390~460mL流分中。黃酮類化合物的分離第85頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三葡聚糖凝膠(sephadexgel)柱層析分離黃酮苷和苷元時:苷比苷元先洗脫(分子篩性能)。第86頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(5)活性炭吸附法(主要用于黃酮苷類的精制)活性炭來源容易,價格便宜,在水中吸附能力大,在有機(jī)溶劑中吸附能力??;對大分子化合物的吸附大于對小分子化合物的吸附能力,主要用于黃酮苷類的精制工作。在植物中用甲醇萃取得到的提取液,經(jīng)過碳柱,依次加沸水、甲醇、7%酚/水,大部分黃酮被洗下,15%酚/醇,洗脫液減壓濃縮至小體積,用乙醚萃取除去殘留酚,余下部分家呀濃縮得到較純黃酮苷類。黃酮類化合物的分離第87頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(6)離子交換法提取、分離、純化一步完成,適用于稀釋倍數(shù)大的黃酮,可除去黃酮類化合物中的水溶性雜質(zhì)。先用陰(或陽)離子交換樹脂吸附黃酮,然后用水洗滌柱子,吧水溶性雜質(zhì)除去,再用甲醇把黃酮類化合物依次洗脫下來。黃酮類化合物的分離第88頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三四、黃酮類化合物的檢識與結(jié)構(gòu)鑒定(一)色譜在黃酮類化合物鑒定中的應(yīng)用:1.紙色譜:采用雙向紙色譜。雙向紙色譜法:在紙層析時通過兩次不同方向的流動相展開,以期獲得樣品的進(jìn)一步分離的方法。一般是在第一次層析分離后,變換90°方向用不同的溶劑系統(tǒng)進(jìn)行第二次層析。雙向紙色譜適合于分離各種天然黃酮類化合物及其苷類的混合物。★混合物的鑒定要得到較好的效果常采用雙向?qū)游龇?。?9頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三層析行為:Rf值:苷元>單糖苷>雙糖苷
一般:苷元在0.70以上,而苷則小于0.7。主要根據(jù)分配作用進(jìn)行分離n-BuOH:HOAc:H2O=4:1:5上層t-BuOH:HOAc:HO=3:1:1水飽和n-BuOHoooooooooo.第一次展開樣品第一相展開采用醇性展開劑雙向紙色譜分離檢識黃酮類化合物第90頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三主要根據(jù)吸附作用進(jìn)行分離第二相展開采用水性展開劑如:2~6%HOAc水溶液3%NaCl水溶液HOAc:濃HCl:H2O=30:3:10層析行為:連接糖鏈越長,Rf越大(>0.5);
苷元Rf較小,有的留在原點。苷元:平面型分子:黃酮(醇)、查耳酮的Rf小,幾乎留在原點不動(Rf<0.02);非平面型分子:二氫黃酮(醇)、二氫查耳酮的Rf大,因親水性較強(Rf0.10~0.30)。oooooooooo.第二次展開第一次展開樣品雙向紙色譜分離檢識黃酮類化合物第91頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三紙層析色譜檢查方法:
①紫外光下觀察紙層上現(xiàn)出具有顏色的斑點,用氨水熏蒸這些顏色常常產(chǎn)生大的變化。
②用2%AlCl3甲醇液噴霧,UV燈下呈亮黃色熒光斑點。
2.硅膠TLC鑒定:用于分離與鑒定弱極性黃酮類化合物
3、聚酰胺TLC:特別適合于分離含游離酚OH的黃酮及其苷類,展開劑大多含有醇,酸或水。如氯仿-甲醇、苯-甲醇-丁酮、甲醇-乙酸-水、甲醇-水等。
第92頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮類化合物的檢識與結(jié)構(gòu)鑒定(二)黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定黃酮類化合物分析的一般步驟:(1)與標(biāo)準(zhǔn)品或文獻(xiàn)對照熔點值、紙色譜胡薄層色譜得到的Rf值(2)分析對比樣品在甲醇溶液中及加入酸堿或重金屬鹽類(如AlCl3)等試劑后得到的UV(3)解析樣品或其衍生物的NMR(4)進(jìn)行MS分析或進(jìn)行必要的講解合成,以求最后確證。第93頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三有些黃酮苷比較復(fù)雜,常先水解,分析水解下來的糖和苷元的結(jié)構(gòu),再來確定黃酮苷的結(jié)構(gòu)。1、黃酮苷的水解主要有兩種方法:酸水解和酶水解(1)酸水解:用鹽酸、硫酸、醋酸、甲酸等水解,酸的種類和濃度、水解溫度、反應(yīng)時間這些因素由水解的要求和苷的結(jié)構(gòu)決定。黃酮C-苷一般水解條件下是不能被水解的,通常把不能被酸水解作為鑒別C-苷的方法之一。(2)酶水解:溫和、專一、簡便,常用水解黃酮苷的酶有:葡萄糖苷酶、β-葡萄糖醛酸酶、α-鼠李糖苷酶和花青苷酶等。黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定第94頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三1、黃酮苷的水解2、糖的分析水解下來的糖多為已知糖,可用紙色譜或氣相色譜鑒定,同時與標(biāo)準(zhǔn)品對照。(1)紙色譜:快捷,準(zhǔn)確度高,但不能分辨是α-糖和β-糖。常用展開劑:正丁醇:乙酸:水(4:1:5)、正丁醇:乙酸::乙醇:水(4:1:1:2)等常用顯色劑:1g對茴香胺鹽酸鹽與0.1g亞硫酸氫鈉溶于10mL甲醇中,再以正丁醇稀釋至100mL。黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定第95頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三糖的分析(1)紙色譜(2)氣相色譜法
先制備三甲基硅醚衍生物或全甲基化衍生物,再進(jìn)行氣相色譜鑒定,并與已知糖的相應(yīng)衍生物對照。氣相色譜靈敏度高,可分辨α-糖和β-糖。如α-鼠李糖糖比β-鼠李糖滯留時間短缺點:分子量大的糖不能分析。黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定第96頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三1、黃酮苷的水解2、糖的分析3、苷元的鑒定苷元的鑒定一般是通過衍生物的制備的譜學(xué)數(shù)據(jù)解析即可完成。若有已知物的標(biāo)準(zhǔn)品,再經(jīng)過混合熔點測定、IR對照等,可使鑒定更可靠。黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定第97頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三苷元的鑒定一般是通過衍生物的制備的譜學(xué)數(shù)據(jù)解析即可完成。(1)衍生物的制備
黃酮類化合物的衍生物主要是乙?;锖图谆?。制備衍生物的目的有兩個:一是與文獻(xiàn)中已知化合物的理化數(shù)據(jù)(譜學(xué)數(shù)據(jù))對照,加以鑒定;二是將這些衍生物與原化合物的譜學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來推定結(jié)構(gòu)。乙酰化:乙酐/吡啶法最常用,可使酚羥基乙?;?。甲基化:重氮甲烷能使酚羥基甲基化。黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定苷元的鑒定第98頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(1)衍生物的制備(2)譜學(xué)數(shù)據(jù)測定★①利用紫外光譜(UV)測定黃酮類化合物結(jié)構(gòu)的一般程序如下;A)測定樣品在甲醇溶液中的UV光譜。B)測定樣品在甲醇溶液中加入各種診斷試劑后得到的UV光譜。C)樣品若為苷,則水解或甲基化后再水解,并測定苷元或其衍生物的UV光譜。黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定苷元的鑒定第99頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三測定樣品在甲醇溶液中加入各種診斷試劑后得到的UV光譜。常用的診斷試劑有:甲醇鈉、醋酸鈉、醋酸鈉/硼酸、三氯化鋁及三氯化鋁/鹽酸等。診斷試劑的主要作用是:使樣品生成其酚鹽;與樣品作用生成絡(luò)合物。加入診斷試劑的結(jié)果引起樣品在UV中的吸收波長發(fā)生位移,根據(jù)位移變化的大小,來判斷其結(jié)構(gòu)特點,從而提供重要的信息。UV測定黃酮類化合物結(jié)構(gòu)苷元的鑒定第100頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三UV測定黃酮類化合物結(jié)構(gòu)(一)黃酮在甲醇中的UV光譜
黃酮類存在以下的交叉共軛體系,多數(shù)在240nm~400nm范圍有兩個主要吸收帶。帶Ⅰ在300~400nm
,由B環(huán)桂皮?;到y(tǒng)的電子躍遷引起的吸收;帶Ⅱ在240nm~280nm,由A環(huán)苯甲?;到y(tǒng)的貢獻(xiàn)。桂皮?;郊柞;鹌;到y(tǒng),共軛體系長,帶Ⅰ主要受B、C環(huán)的影響苯甲酰基系統(tǒng),共軛體系短,帶Ⅱ主要受A環(huán)氧取代程度的影響,B環(huán)影小,但可影響其峰形。第101頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三根據(jù)不同類型黃酮的UV基本特征可推測它們的結(jié)構(gòu)類型第102頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三第一吸收帶的位置可鑒別黃酮和黃酮醇:
黃酮類帶I:304-350之間吸收
黃酮醇帶I:352-385之間吸收
取代基對UV吸收峰的影響:
7-OH取代:峰II,峰I紅移;
4'or3-OH取代:峰I紅移。
5-OH:峰I、II紅移,峰II強度,峰I強度
;
-OH甲基化或成糖苷后:相應(yīng)吸收帶紫移。
-OH乙酰化后:原先OH的影響消失。第103頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三UV測定黃酮類化合物結(jié)構(gòu)(二)加入診斷試劑后,根據(jù)UV光譜的變化,引起的位移,可推測酚羥基等取代基的位置和數(shù)目。1.加甲醇鈉:堿性強,酚OH易形成鈉鹽。--------------------------------------------可推測有無4′-OH或3-OH
phOHphO-Na+,從而增加電子云密度和流動性,使電子躍遷的△E紅移。規(guī)律如下:診斷試劑帶II帶I歸屬
甲醇鈉(NaOMe)紅移40-60nm,強度不降示有4’-OH紅移50-60nm,強度下降示有3-OH,但無4’-OH320-330nm有吸收峰示有7-OH吸收峰消失如7-OH苷化當(dāng)分子中有3,4'-二OH、3,3',4'-三OH時:則在堿性條件下易被氧化而破壞,它們的吸收圖譜隨時間延長而衰退。第104頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三加甲醇鈉:可推測有無4′-OH或3-OH第105頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三加甲醇鈉:第106頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三加甲醇鈉:第107頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三加入診斷試劑后,根據(jù)UV光譜的變化可推測酚羥基等取代基的位置和數(shù)目診斷試劑帶II帶I歸屬未熔融醋酸鈉(NaOAc)紅移5-20nm示有7-OH在長波一側(cè)有明顯肩峰示有4’-OH,但無3-或7-OH紅移40-65nm,強度下降示有4’-OH2.加醋酸鈉:堿性較弱,只能使黃酮母核上酸性較強的酚OH解離而使UV譜紅移。--------------------------可推測7-OH的存在當(dāng)分子中有5,6,7-三OH,3,3',4'-三OH:會隨時間延長而衰退。第108頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三GYH加醋酸鈉:可推測7-OH的存在第109頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三
3.NaOAc/H3BO3:用于鑒定有無鄰二酚OH。
帶I紅移12~30nm:說明B環(huán)有鄰二酚OH。
帶II紅移5~10nm:說明A環(huán)有鄰二酚OH(6,7-或7,8-不包括5,6-)。診斷試劑帶II帶I歸屬醋酸鈉+硼酸(NaOAc/H3BO3)紅移12-30nmB環(huán)有鄰二酚羥基紅移5-10nmA環(huán)有鄰二酚羥基,除5,6位加入診斷試劑后,根據(jù)UV光譜的變化可推測酚羥基等取代基的位置和數(shù)目第110頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三4.AlCl3:可確定有無3-OH、5-OH或鄰二酚OH。分子中有3-OH,5-OH,鄰二酚OH時,可與Al3+絡(luò)合,引起吸收峰紅移。但生成的鋁絡(luò)合物相對穩(wěn)定性不同:3-OH(黃酮醇)>5-OH(黃酮)>5-OH(二氫黃酮)>鄰二酚OH>3-OH(二氫黃酮)
對HCl穩(wěn)定
HCl不穩(wěn)定,可分解在NaOAc中不穩(wěn)定加入診斷試劑后,根據(jù)UV光譜的變化可推測酚羥基等取代基的位置和數(shù)目第111頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三三氯化鋁+鹽酸光譜與甲醇光譜比較可確定有無5-OH或3-OH。診斷試劑AlCl3+HCl圖譜與MeOH圖譜比較歸屬甲醇光譜與三氯化鋁+鹽酸光譜比較AlCl3+HCl圖譜與MeOH圖譜相同無3-OH和5-OHAlCl3+HCl圖譜與MeOH圖譜不同可能有3-OH或5-OH峰帶I紅移35-55nm示只有5-OH峰帶I紅移60nm示只有3-OH峰帶I紅移50-60nm示可能3-及5-OH峰帶I紅移17-20nm除5-OH外,有6-含氧取代紅移有一定的加和性。如:有3-OH,又有A環(huán)鄰二酚OH,則紅移80~85nm。第112頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三診斷試劑AlCl3+HCl圖譜與AlCl3圖譜比較歸屬三氯化鋁光譜與三氯化鋁+鹽酸光譜比較AlCl3+HCl圖譜與AlCl3圖譜相同無鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)AlCl3+HCl圖譜與AlCl3圖譜不同可能有鄰二酚羥基峰帶I紫移30-40nm示B環(huán)有鄰二酚羥基峰帶I紫移50-65nm示A、B環(huán)可能均有鄰二酚羥基三氯化鋁+鹽酸光譜與甲醇光譜比較可確定有無鄰二酚羥基。第113頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三此外,鄰二酚羥基還可以通過氨性氯化鍶(SrCl2)顯色反應(yīng):加以區(qū)別:3-OH或5-OH還可借助鋯鹽-枸櫞酸顯色反應(yīng)區(qū)別。SrCl2鄰二酚OH黃酮綠色~棕色乃至黑色第114頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三例:根據(jù)UV推斷OH取代位置:
帶II帶I
MeOH:253349
+NaOAc:269384
+NaOAc/H3BO3:257370
+AlCl3:274426
+AlCl3/HCl:275385
+ZrOCl2黃色+枸櫞酸黃色退去:
+SrCl2/氨性甲醇
。鄰二酚羥基鄰二酚羥基B環(huán)鄰二酚OH7-OH5-OH加醋酸鈉:帶Ⅱ紅移5-20nm,示有7-OH加醋酸鈉/硼酸:帶Ⅰ紅移12~30nm:說明B環(huán)有鄰二酚OH。帶Ⅱ紅移5~10nm:說明A環(huán)有鄰二酚OH(6,7-或7,8-不包括5,6-)。第115頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(一)A環(huán)質(zhì)子1.5,7-二羥基黃酮類化合物H-6和H-8分別以雙重峰(J=2.5Hz)出現(xiàn)在6.9~5.7ppm之間?;衔颒-6H-8黃酮黃酮醇6.2-6.0ppm(q,J=2.5Hz)6.5-6.3ppm(d,J=2.5Hz)②1H-NMR在黃酮結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用:氫核磁共振己成為黃酮類化合物結(jié)構(gòu)分析的一種重要方法。所用溶劑有氘代氯仿(CDCl3)、氘代二甲基亞砜(DMSO-d6)、氘代吡啶(C5D5N)第116頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三7-羥基黃酮類化合物:有三個芳香質(zhì)子H-5、H-6和H-8。化合物H-5H-6H-8黃酮黃酮醇8.2-7.3ppm(d,J=9Hz)7.1-6.7ppm(q,J=9,2.5Hz)7.0-6.7ppm(d,J=2.5Hz)第117頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三4’-氧取代黃酮類化合物B環(huán)有四個質(zhì)子H-2’、H-6’及H-5’、H-3’
兩組,出現(xiàn)在6.50~7.90處.(二)B環(huán)質(zhì)子化合物H-2′,-5′(ppm)H-3′,-6′(ppm)黃酮類黃酮醇類7.9-7.7(d,J=8.5Hz)8.1-7.9(d,J=8.5Hz)7.1-6.5(d,J=8.5Hz)7.1-6.5(d,J=8.5Hz)第118頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三3、4-二氧化黃酮類化合物H-5′,H-2′,H-6′通常在7.2-7.9ppm之間?;衔颒-5′H-2′H-6′黃酮7.1-6.7ppm(d,J=8.5Hz)7.2ppm(d,J=9,2.5Hz)7.9ppm(q,J=8.5,2.5Hz)第119頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三3′,4′,5′-三氧取代黃酮類化合物:質(zhì)子3′4′5′-三OH3′或5′-OH被取代H-2′7.5-6.5ppm,sd,J=2HZH-6′d,J=2Hz第120頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮類:H-3常以一個尖銳的單峰出現(xiàn)在約6.3ppm處。(三)C環(huán)質(zhì)子第121頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三第122頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三異黃酮類H-2為一尖銳單峰,出現(xiàn)在7.8~7.6ppm,比一般芳香質(zhì)子較低的磁場區(qū)。第123頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三化合物H-3H-26.3ppm,s,(尖銳單峰)7.8-7.6ppm,s,(尖銳單峰)第124頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三二氫黃酮及二氫黃酮醇第125頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三化合物H-2(ppm)H-3(ppm)二氫黃酮5.5-5.0(q,J=11,5Hz)近2.8q二氫黃酮醇5.0-4.8(d,J=11Hz)4.3-4.1(d,J=11Hz)二氫黃酮和二氫黃酮醇中H-2和H-3的化學(xué)位移第126頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三GYH第127頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三單糖苷類:形成苷時,糖上H-1″化學(xué)位移值與其它位置上的H相比,一般處在較低的磁場區(qū)。如:3-O-苷,H-1″的值處于δ5.8ppm;其它位置苷,H-1″的值均小于δ5.2ppm,故很容易相區(qū)別。(四)糖基上質(zhì)子第128頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三第129頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三苷鍵構(gòu)型的判斷天然黃酮類化合物β-葡萄糖苷中,H-1″和H-2″為二直立鍵偶合系統(tǒng),均為a鍵,Ja,a=7Hz,H-1″顯示為二重峰。而天然黃酮類化合物α-L-鼠李糖苷上,H-1″與H-2″系二平伏鍵(e,e)偶合系統(tǒng),故Je,e=2Hz,分別為d峰。第130頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮類化合物GYH第131頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三1、酚羥基質(zhì)子:10ppm左右;但5-OH為12ppm左右。2、C6-及C8-CH3質(zhì)子:芳香甲基質(zhì)子化學(xué)位移值為2.3ppm左右。
6位略高于8位0.2ppm。3、乙酰氧基上的質(zhì)子:糖上乙酰氧基上甲基質(zhì)子信號位于;1.65~2.10ppm苷元上乙酰氧基上甲基質(zhì)子信號位于;2.30~2.50ppm(五)其他質(zhì)子GYH第132頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三甲氧基質(zhì)子:一般出現(xiàn)在3.5~4.1ppm處。酚羥基質(zhì)子:處在低場約10ppm左右。重水(D2O)交換,這些信號峰即消失。GYH第133頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三③13C-NMR在黃酮類化合物結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用:
(一)黃酮類化合物的13C譜定位:第134頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三黃酮類化合物的碳峰分布在40~200之間,分為四個區(qū)域:
c指定
40~851)二氫黃酮,異二氫黃酮,二氫黃酮
醇的C-2或C-3
2)OCH3的C
90~1101)C-3(黃酮)
2)黃酮,異黃酮,二氫黃酮(醇)中的某
些C-6和C-8
3)上述化合物中B環(huán)被三取代后的
另外兩個未被取代碳第135頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三110~140B環(huán)雙取代或單取代后其它碳,A環(huán)未取代的碳135~2001)烯碳(=C-O)135~168C-2黃酮,C3-OH黃酮醇,苯環(huán)上O取代的碳
2)羰基碳(C=O)168~200第136頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(二)取代基的影響:
1.當(dāng)A、B環(huán)引入取代基時:
X Zi(本身C)Zo Zm Zp
OH 26.6 -12.8 1.6-7.1
OCH331.4 -14.4 1.0 -7.8
當(dāng)4'單取代時:第137頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三2.A環(huán)引入取代基時,位移影響將只局限于A環(huán),但C5引入OH使C4的+4.5,C2的+0.87,而C3-1.99。第138頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三3.5,7-二OH黃酮類中的C-6及C-8信號的特征:
1)C-6,C-8信號在90~100范圍內(nèi)出現(xiàn);
2)C-6的信號總比C-8信號位于較低的磁場,在黃酮及黃酮醇中差別4.8(較大),二氫黃酮差別較小約0.9。
3)當(dāng)C-6及C-8被甲基、-OH取代時,有取代的C將向低場位移6.0~9.6,而另一個未被取代的C則無多大改變。第139頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(三)黃酮苷類化合物:
1.糖的苷化位移:酚性苷中,糖的C-1:
+4
~
+6
7-,2’,3’,4’-OH苷化時,糖的C-1:100~102.5。
5-O-glu苷C-1=104.3
7-O-rha苷99.0
雙糖苷或低聚糖苷C-1在98~109。
當(dāng)糖上的羥基苷化時將使該-OH所在碳原子產(chǎn)生一個相當(dāng)大的低場位移(+4~+10)。如:例外第140頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三苷第141頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三
2.苷元的苷化位移:
通常:苷元糖苷化后本身C向高場位移,其鄰、對位碳原子向低場位移,對位C的位移幅度最大而又比較穩(wěn)定。
苷元Ipso-C(本身C)的對位及鄰位碳原子的苷化位移比本身的苷化位移具有更確切的指導(dǎo)意義第142頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三一般地:
A.C-3-OH糖苷化后,對C-2引起的苷化位移比一般鄰位效應(yīng)要大得多;
B.C-7-OH及/或C-3-OH與鼠李糖成苷時,C-7或C-3信號的苷化位移比一般糖苷要大一些,據(jù)此也可與一般糖苷相區(qū)別。
C.5-OH糖苷化后,C-2,C-4信號明顯地向高場位移,而C-3信號則移向低場。第143頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三④質(zhì)譜在黃酮類結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用:
一般,MS測定采用電子轟擊法(electronimpactionization,簡稱EI),故稱El-MS.測定EI-MS時,需要先將樣品加熱氣化,使之進(jìn)入離子化室,而后才能電離。故容易發(fā)生熱分解的化合物或難于氣化的化合物,如醇、糖苷和部分羧酸等,往往測不到分子離子峰,看到的只是其碎片峰。而一些大分子物質(zhì),如糖的聚合物和肽類等,也因難于氣化而無法測定。故近來多將一些對熱不穩(wěn)定的樣品,如糖類和醇類等,進(jìn)行乙?;蛉谆柰榛═MS化),制成對熱穩(wěn)定性好的揮發(fā)性衍生物后再進(jìn)行測定。另外,還開發(fā)了使樣品不必加熱氣化而直接電離的新方法,如化學(xué)電離(chemicalionization,簡稱CI)、場致電離(fieldionization簡稱FI)、場解析電離(fielddesorptionionization,簡稱FD)、快速原子轟擊電離(fastatombombardment,簡稱FAB)和電噴霧電離(electrosprayionization,簡稱ESI)等,為對熱不穩(wěn)定的化合物的研究提供了方便。第144頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三質(zhì)譜在黃酮類結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用:
苷元用EI-MS(電子轟擊離子源-質(zhì)譜聯(lián)用)可得到分子離子峰(強,往往為基峰);
苷用FD-MS(場解析電離-質(zhì)譜聯(lián)用)、FAB-MS(快速原子轟擊電離-質(zhì)譜聯(lián)用)或?qū)④兆鞒杉谆蛉谆杳鸦苌?,再測EI-MS。
第145頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三(一)苷元的EI-MS:兩條基本裂解途徑
途徑I:RDA裂解(Retro-Diels-Alder’s開裂)第146頁,共173頁,2023年,2月20日,星期三途徑II:第147頁,共173
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