第五章-黃酮類化合物

第五章黃酮類化合物（Flavonoids）本章內(nèi)容

第一節(jié)概述

第二節(jié)理化性質(zhì)

第三節(jié)提取與分離

第四節(jié)結(jié)構(gòu)測定一、基本結(jié)構(gòu)與分類（一）黃酮類化合物的基本結(jié)構(gòu)色原酮2-苯基色原酮

第一節(jié)

概述

苯并-δ-吡喃酮

無色黃色堿性黃堿素

黃酮類化合物是泛指兩個具有酚羥基的苯環(huán)（A-與B-環(huán)）通過中央三碳原子相互連接而成的一系列化合物。定義:（二）黃酮類化合物的分類

①

中央三碳鏈的氧化程度

②

B-環(huán)聯(lián)接位置（2-或3-位）③

三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀分為以下幾種類型：根據(jù)其：

1．黃酮類（flavones）

以2-苯基色原酮為基本母核，C3無含氧取代基。

黃芩苷

用于調(diào)節(jié)體內(nèi)血糖，增強(qiáng)肌體免疫力，促進(jìn)生長，提高肌體抗氧化能力2．黃酮醇類（flavonol）

槲皮素R=H

蘆丁

R=蕓香糖基

以2-苯基色原酮為基本母核，C3有含氧取代基。

具有降低毛細(xì)血管的異常通透性和脆性的作用。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)張冠狀動脈。國內(nèi)用于心腦血管藥品制劑的主要成分，國外還大量用于食品添加劑和化妝品槐米3．二氫黃酮類（flavanones）

二氫黃酮

橙皮苷

降低毛細(xì)管的脆性，保護(hù)毛細(xì)血管，防止微血管破裂出血的作用。用于高血壓病的輔助治療無色4．二氫黃酮醇類（flavanonols）

二氫槲皮素二氫黃酮醇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。5．異黃酮類（isoflavones）

其B環(huán)連接在C3位上。

大豆素R=H

大豆苷R=glc

雌激素樣作用、抗缺氧、抗癌緩解高血壓患者的頭痛等癥狀微黃6．查耳酮類（chalcones）

兩苯環(huán)之間的三碳鏈為開鏈結(jié)構(gòu)

紅花苷活血通徑、散瘀止痛、閉經(jīng)、痛經(jīng)無色

紅花所含的色素紅花苷是第一個發(fā)現(xiàn)的查耳酮類植物成分。

紅花在開花初期，花冠呈淡黃色；開花中期，花冠呈深色；開花后期或采收干燥過程中由于酶的作用，氧化成紅色。7．花色素類

又稱花青素，是一類水溶性色素，多以苷的形式存在。矢車菊素花色素oxonium8．黃烷-3-醇類

又稱兒茶素類化合物（＋）—兒茶素

黃烷醇

抗氧化、除臭、抗衰老9．橙酮類

橙酮硫磺菊素護(hù)肝作用常見取代基（1）-OHA環(huán)：5,7-OH，形成間三酚結(jié)構(gòu)

B環(huán)：3’，4’-OH形成鄰苯二酚結(jié)構(gòu)

C環(huán)：C3-OH（2）異戊二烯基：主要在羥基鄰位取代

A環(huán)：6,8B環(huán)：2’,5’有的還具有次甲二氧基,萜類側(cè)鏈,呋喃駢環(huán),吡喃駢環(huán)等結(jié)構(gòu),這樣組成了上千個不同結(jié)構(gòu)的化合物。（三)組成黃酮苷的糖類

單糖類：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。雙糖類：槐糖（glcβ1→2glc）、蕓香糖（rhα1→6glc）、龍膽二糖（glcβ1→6glc）、新橙皮糖（rhα1→2glc）、刺槐二糖（rhα1→6glc）等。植物界黃酮類化合物大多以苷的形式存在?；穷悾?/p>

2-乙酰葡萄糖等。三糖類：龍膽三糖（glcβ1→6glcβ1→2fru）槐三糖（glcβ1→2glcβ1→2glc）等。糖的連接位置：

7－位80%,其次是5位和4′位黃酮醇苷3－位70%,7－位20%,4′位約占5%

多在3位上連接一個糖雙糖苷3,7位較多見,3,4′位較少見。雙糖苷可以是同一種糖,也可以是不同的糖。如：槲皮素3,7－二葡萄糖苷苷的結(jié)構(gòu)糖與苷元的連接形式常見的為-O-糖苷;在天然黃酮類化合物中也有以-C-糖苷的形式存在。如牡荊素（vitexin）,葛根素(puerarin)等。心腦血管抗癌提高免疫，增強(qiáng)心肌收縮力，保護(hù)心肌細(xì)胞，降低血壓，抗血小板聚集二、黃酮類化合物的生物活性（自學(xué)）（一）對心血管系統(tǒng)的作用（二）抗肝臟毒作用（三）抗炎作用

（四）雌性激素樣作用

（五）抗菌及抗病毒作用

（六）瀉下作用

（七）解痙作用第二節(jié)黃酮類的理化性質(zhì)及顯色反應(yīng)

一、性狀

多為結(jié)晶性固體，少數(shù)苷（含糖分子多時）為無定形粉末。2．旋光性

游離的苷元中——二氫黃酮（醇）、黃烷(醇)，其余則無光學(xué)活性。

1．晶形

黃酮苷類多具有旋光性，且多為左旋3．顏色

是否存在交叉共軛體系及助色團(tuán)（-OH,-OCH3）的種類、數(shù)目及取代位置有關(guān)色原酮結(jié)構(gòu)式：無色黃酮（醇）、查耳酮、橙酮：色原酮2-位上引入苯環(huán)后，形成交叉共軛體系，電子重排、轉(zhuǎn)移，使共軛鏈延長，顯色。異黃酮：共軛鏈短，顯微黃色二氫黃酮：無交叉共軛體系，不顯色綜上原因，各種黃酮類化合物顏色深淺排列順序如下花青素＞橙酮＞查耳酮＞黃酮（醇）＞異黃酮＞二氫黃酮（深）（淺）

黃酮（醇）分子中，尤其在

7-位及

4’-位引入-OH及-OCH3等助色團(tuán)后，而使化合物的顏色加深。

花色素及其苷元的顏色隨pH不同而改變

一般顯紅（pH＜

7）紫（

pH＝8.5）

藍(lán)（pH＞8.5）等顏色插烯酸結(jié)構(gòu)，促進(jìn)電子重排、移位

二、溶解性1．苷與苷元

游離苷元：

苷類：

2．苷元①

黃酮、黃酮醇、查耳酮等—更難溶于水

平面性強(qiáng)的分子，因分子與分子間堆積緊密，分子間氫鍵相互締合，分子間引力較大，故難溶于水。一般難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑（如MeOH,EtOH,EtOAC,Et2O等）②二氫黃酮及二氫黃酮醇等——溶解度稍大

半椅式結(jié)構(gòu)、非平面性分子，故分子與分子間排列不緊密，分子間引力降低，有利于水分子進(jìn)入，溶解度稍大。R=H，二氫黃酮R=OH，二氫黃酮醇

③

花色苷元（花青素）類——水溶度較大

雖也為平面性結(jié)構(gòu)，但因以離子形式存在，具有鹽的通性，故親水性較強(qiáng)?；ㄇ嗨?/p>

3．苷類

苷元相同時，羥基糖越多，糖分子越多，水溶度越大。同一苷元，3-O-葡萄糖苷的水溶度>7-O-葡萄糖苷類別性質(zhì)黃酮、黃酮醇及其苷二氫黃酮、二氫黃酮醇及其苷異黃酮

查耳酮花色素顏色灰黃～黃無色微黃黃～橙黃隨PH不同而改變旋光性苷元：無苷：有苷元及苷均有苷元：無苷：有苷元：無苷：有苷元：無苷：有水溶性平面型分子，分子間引力大，溶解性差非平面分子，溶解性較黃酮類好溶解性一般較差溶解性較異黃酮好水溶性熒光有熒光，多為黃色～橙色

三、酸性與堿性

（一）酸性黃酮酚羥基酸性強(qiáng)弱順序依次為：7,4’-二OH＞7-或4’-OH＞一般酚羥基＞5-OH應(yīng)用:用于提取、分離及鑒定工作

插烯酸羥基位置酸性溶解性7，4＇-二羥基7或4＇-羥基一般酚羥基5-羥基

強(qiáng)弱溶于5%NaHCO3溶液溶于5%Na2CO3溶液溶于0.2%NaOH溶液溶于4%NaOH溶液（二）堿性——強(qiáng)酸下形成钅羊鹽

γ-吡喃環(huán)上的1-氧原子，因有未共用的電子對，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強(qiáng)無機(jī)酸生成鹽，但生成的鹽極不穩(wěn)定，加水后即可分解。钅羊鹽常常表現(xiàn)出特殊的顏色，可用于鑒別。

四、呈色反應(yīng)

（一）還原試驗——鑒別

1．鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應(yīng)

黃酮（醇）

———橙紅～紫紅色二氫黃酮（醇）查耳酮、橙酮、兒茶素（-）異黃酮類除少數(shù)例外，也不顯色操作：樣品/乙醇中加入少許鎂粉振搖，滴加幾滴濃HCl，即可顯色。排除干擾：先作空白對照實驗Mg粉上述四種黃酮HCl無色紅色注意:花色素、部分橙酮、查耳酮類在濃HCl中產(chǎn)生顏色。必要時,可不加鎂粉作一空白對照。2．四氫硼鈉反應(yīng)——區(qū)別二氫黃酮類二氫黃酮類/EtOH2％NaBH4/MeOH

濃HCl紅～紫色（二）金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng)

—C3-OH，C5-OH，鄰二OH（+）絡(luò)合應(yīng)具備的條件

結(jié)果：顏色，沉淀用途：鑒定，結(jié)構(gòu)測定，提取分離1.鋁鹽1％AlCl3溶液，絡(luò)合物多為黃色，為顯色劑和比色測定。2.鉛鹽

常用1％醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液，可生成沉淀。中性醋酸鉛只能與分子中具有鄰二酚羥基或兼有3-OH,4-酮基或5-OH,4-酮基的化合物產(chǎn)生沉淀。

應(yīng)用：鑒定、提取及分離工作。3．ZrOCl2（鋯鹽）

5-OH黃酮類3-OH2%枸櫞酸

黃（3-OH黃酮）褪色（5-OH黃酮）2%ZrOCl2黃甲醇3-OH，4-酮基絡(luò)合物穩(wěn)定性＞5－OH，4-酮基絡(luò)合物原因：＞4．鎂鹽

——鑒別兩類二氫黃酮

二氫黃酮Mg(Ac)2二氫黃酮醇天藍(lán)色熒光噴灑黃酮、黃酮醇及異黃酮——

顯黃色～橙黃色～褐色

5.氯化鍶（SrCl2）

——鑒別鄰二OH具鄰二酚OH黃酮類/氨性甲醇

綠色～棕色乃至黑色↓6.三氯化鐵反應(yīng)

——鑒別Ar-OH（三）硼酸顯色反應(yīng)具5－OH

的黃酮

2’－OH查耳酮硼酸（四）堿性試劑顯色反應(yīng)黃酮類化合物的溶液滴在濾紙上,干燥后噴Na2CO3水溶液或置氨蒸氣中薰,常能產(chǎn)生顏色變化,尤其在UV光下,變化更為明顯。用氨蒸氣處理后色澤,當(dāng)露置空氣中隨即退去,噴以

Na2CO3的顏色不易退去。亮黃色酸性液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。2.黃酮醇類在堿液中先呈黃色，通入空氣后變?yōu)樽厣?，?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，在堿液中不安定，很快氧化，由黃色

深紅色

綠棕色沉淀。練習(xí)題蘆?。╮utin）HCl-Mg反應(yīng)HCl-Zn反應(yīng)NaBH4反應(yīng)鋯-枸櫞酸反應(yīng)SrCl2反應(yīng)硼酸+草酸反應(yīng)Molish反應(yīng)（+）（+）（-）黃色，加枸櫞酸,褪色（+）（+）黃色（+）

第三節(jié)黃酮類化合物的提取與分離

一、提取存在形式：花、葉、果等組織中——苷木部堅硬組織中——游離苷元選擇溶劑：

黃酮苷，極性稍大的苷元

——丙酮、醋酸乙酯、乙醇、水、甲醇-水（1：1）、甲醇花青素類——可加少量酸（如

0.l％鹽酸）

黃酮苷元——宜用極性較小的溶劑（氯仿、乙醚、醋酸乙酯）等提取多糖苷類——沸水提取

對得到的粗提取物可進(jìn)行精制處理，常用的方法有：（一）溶劑萃取法1．醇浸液、去脂雜——加p.e２．水提取去水雜——加多倍量高度醇藥材甲醇或乙醇提取，回收醇浸膏加水溶解水溶液分別以不同極性溶劑萃取（石油醚，氯仿，乙酸乙酯，正丁醇）石油醚層（小極性）氯仿層（苷元）乙酸乙酯層（大極性苷元及單糖苷）正丁醇層（黃酮苷）水層（多糖等）（二）堿提取酸沉淀法——適合酸性成分——具有Ar-OH的黃酮藥材堿水液

H+

OH-

沉淀（黃酮苷，苷元）

水（水雜，M+）原理：酚羥基與堿成鹽，溶于水；加酸后析出。堿：常用Ca(OH)2，或CaO水溶液。優(yōu)點：可使含酚羥基化合物成鹽溶解，另一方面可使含COOH的果膠、粘液質(zhì)、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)形成沉淀而除去。注意：堿性不宜過強(qiáng)，以免破壞黃酮母核；酸化時，酸性不宜過強(qiáng)，pH3~4即可，以免形成鹽而溶解；鄰二酚羥基的保護(hù)：堿性條件下，鄰二酚羥基容易被氧化，加硼砂保護(hù)

（三）炭粉吸附法——適于苷類的精制（四）樹脂吸附提取法

——適于苷類的精制

二、分離分離黃酮的依據(jù)：（1）極性大小不同——吸附層析（2）分配比不同——分配層析

（3）酸性不同——pH梯度萃取法

（4）MW大小不同——葡聚糖凝膠分子篩

或膜技術(shù)

（5）官能團(tuán)——絡(luò)合，沉淀等

（一）柱色譜法1．硅膠柱色譜

適于分離異黃酮、二氫黃酮（醇）及高度甲基化（或乙醚化）的黃酮（醇）類

常用的分離方法有柱層析法、萃取法、鉛鹽法、HPLC法、薄層層析法等。

常用的吸附劑或載體有硅膠、聚酰胺及纖維素粉等。也有用氧化鋁、氧化鎂及硅藻土等。

（1）分離對象：酚、醌、硝基化合物2．聚酰胺柱色譜（2）原理：氫鍵吸附

（3）影響因素：黃酮類分子中羥基的數(shù)目與位置

溶劑與黃酮類溶劑與聚酰胺之間形成氫鍵締合能力的大?。?）洗脫規(guī)律（先→后順序）叁糖苷＞雙糖苷＞單糖苷＞苷元

①

苷元相同：③-OH位置：C=O鄰位-OH黃酮＞C=O對位（或間位）-OH黃酮

②-OH多少：酚羥基少＞羥基多

＞

④黃酮類型：

異黃酮＞二氫黃酮醇＞黃酮＞黃酮醇⑤芳香程度：芳香程度高，共軛雙鍵多吸附力＞芳香程度高，共軛雙鍵少

二氫黃酮＞查耳酮

⑥溶劑影響：

＞聚酰胺的雙重色譜性

以含水移動相（如甲醇一水）作洗脫劑，苷比苷元先洗下來。

以有機(jī)溶劑作洗脫劑（如氯仿一甲醇）苷元比苷先洗脫下來。

極性移動相（含水溶劑系統(tǒng)）洗脫時有機(jī)溶劑（如氯仿一甲醇）洗脫時

聚酰胺—

非極性固定相

極性固定相色譜行為

類似反相分配色譜

正相分配色譜

苷極性＞苷元

苷元極性＜苷

苷先洗脫

苷元易洗脫習(xí)題：下列黃酮化合物，

（1）用聚酰胺柱色譜，含水甲醇梯度洗脫，（2）用硅膠柱色譜分離，氯仿-甲醇梯度洗脫，分別寫出洗脫順序3．葡聚糖凝膠柱色譜

分離黃酮類化合物的機(jī)理：雙重性

分離黃酮苷元——靠吸附作用羥基少，極性小，吸附力弱，先被洗脫。

分離黃酮苷時——分子篩性質(zhì)起主導(dǎo)作用糖數(shù)量多，分子量大，先洗脫下來。

常用型號：Sephadex-G，Sephadex-LH20

（二）梯度pH萃取法——酸性不同的黃酮苷元的分離酸性：7,4’-OH＞7-或

4’-OH＞一般Ar-OH

＞5-OH5%NaHCO3

5%Na2CO20.2%NaOH4%NaOH溶解的堿水（三）根據(jù)分子中某些特定官能團(tuán)進(jìn)行分離H3BO3絡(luò)合反應(yīng)（鄰二酚羥基）2.Pb(Ac)2沉淀反應(yīng)（鄰二酚羥基）3.堿性醋酸鉛（不具鄰二酚羥基黃酮）注意脫鉛AR1=R2=HBR1=H,R2=RhaCR1=Glc,R2=HDR1=Glc,R2=Rha(1)試比較四種化合物的酸性，(2)比較極性大小(3)比較它們的Rf值大小順序：硅膠TLC聚酰胺TLC習(xí)題：從某植物中分離出四種化合物，其結(jié)構(gòu)如下：第四節(jié)黃酮類化合物的檢識與結(jié)構(gòu)測定測定一般步驟：

（1）化學(xué)反應(yīng)—

（2）PC、TLC—

（3）UV光譜—

（4）1H-NMR

（5）MS（6）13C-NMR一化學(xué)反應(yīng)——確定化合物的類別

二、色譜法在黃酮類鑒定中的應(yīng)用

——確定黃酮的種類與數(shù)量（一）紙色譜（PC）——分離黃酮類化合物及其苷的混合物

1．原理—分配色譜

2．溶劑選擇：黃酮苷元—酸性醇溶劑花色苷元—酸性水溶劑

HCl或HOAc苷類—雙向展開第一向展開劑：采用醇性溶劑第二向展開劑：采用水或水溶液如：n-BuOH-HOAc-H2O(4:1:5上層）如：2%～6%HOAc等

3．在不同展開劑中，苷、苷元的Rf值不同醇性溶劑：Rf苷元

＞單糖苷＞

雙糖苷

水溶劑：Rf三糖苷＞

雙糖苷＞苷元

(二)硅