天然產(chǎn)物化學(xué) 5黃酮類(lèi)化合物.ppt

1、第五章 黃酮類(lèi)化合物,（Flavonoids）,一、基本結(jié)構(gòu)與分類(lèi),（一）黃酮類(lèi)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,黃酮類(lèi)化合物是泛指兩個(gè)具有酚羥基的苯環(huán)（A-與B-環(huán)）通過(guò)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(lèi)化合物的分類(lèi), 中央三碳鏈的氧化程度, B-環(huán)聯(lián)接位置（2-或3-位）, 三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀,分為以下幾種類(lèi)型：,根據(jù)其：,1黃酮類(lèi)（flavones）,以2-苯基色原酮為基本母核，C3無(wú)含氧取代基。,黃芩苷,2黃酮醇類(lèi)（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。,3二氫黃酮類(lèi)（fl

2、avanones）,二氫黃酮,橙皮苷,4二氫黃酮醇類(lèi)（flavanonols）,二氫槲皮素,二氫黃酮醇,5異黃酮類(lèi)（isoflavones）,其B環(huán)連接在C3位上。,6查耳酮類(lèi)（chalcones）,兩苯環(huán)之間的三碳鏈為開(kāi)鏈結(jié)構(gòu),查耳酮,紅花苷,7花色素類(lèi),又稱(chēng)花青素，是一類(lèi)水溶性色素， 多以苷的形式存在。,矢車(chē)菊素,花色素,8黃烷-3-醇類(lèi),又稱(chēng)兒茶素類(lèi)化合物,（）兒茶素,黃烷醇,9橙酮類(lèi),橙酮,硫磺菊素,（三)組成黃酮苷的糖類(lèi),單糖類(lèi)：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。,?；穷?lèi)： 2-乙酸葡萄糖等。,三糖類(lèi)：龍膽三糖、槐三糖等。,雙糖類(lèi)：槐

3、糖、蕓香糖、龍膽二糖等。,二、黃酮類(lèi)化合物的生物活性（自學(xué)）,（一）對(duì)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(lèi)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)苷為無(wú)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(wú)光學(xué)活性。,1晶形,苷類(lèi)（），且多為左旋。,3顏色,黃酮、黃酮醇及其苷類(lèi)灰黃黃色,查耳酮黃橙黃色，,二氫黃酮、二氫黃酮醇不顯色,異黃酮顯微黃色,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

4、。,花色素及其苷元的顏色隨pH不同而改變,一般顯紅（pH 7）,紫（ pH8.5）,藍(lán)（pH8.5）等顏色,二、溶 解 性,1苷與苷元,游離苷元：,苷類(lèi)：,2苷元, 黃酮、黃酮醇、查耳酮等更難溶于水,平面性強(qiáng)的分子，因分子與分子間排列緊密，分子間引力較大。, 二氫黃酮及二氫黃酮醇等溶解度稍大,因系非平面性分子，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, 花色苷元（花青素）類(lèi)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)。,花青素,3苷類(lèi),苷元相同時(shí)，羥基糖越多，糖分子越多，水溶度越大。,同一苷

5、元， 3-O-葡萄糖苷的水溶度7-O-葡萄糖苷,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OH7-或4-OH一般酚羥基5-OH,應(yīng)用: 用于提取、分離及鑒定工作,（二）堿性強(qiáng)酸下形成洋鹽,-吡喃環(huán)上的1-氧原子，因有未共用 的電子對(duì)，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強(qiáng)無(wú) 機(jī)酸生成鹽，但生成的鹽極不穩(wěn)定，加水 后即可分解。,四、呈色反應(yīng),（一）還原試驗(yàn)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(lèi)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(duì)照實(shí)驗(yàn),

6、Mg粉,2四氫硼鈉反應(yīng),區(qū)別二氫黃酮類(lèi),上述四種黃酮,HCl,無(wú)色,紅色,（二）金屬鹽類(lèi)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(cè)定，提取分離,1. 鋁鹽,1AlCl3溶液，絡(luò)合物多為黃色，為顯色劑和比色測(cè)定。,2. 鉛鹽,常用1醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液，可生成沉淀。,應(yīng)用：鑒定、提取及分離工作。,3ZrOCl2（鋯鹽）,5-OH黃酮類(lèi) 3-OH,2%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 5OH，4-酮基絡(luò)合物,原因：,4鎂鹽,鑒別兩類(lèi)二氫黃酮,黃酮、黃

7、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(lèi)/氨性甲醇,綠色棕色乃至黑色,（三）硼酸顯色反應(yīng),具5OH 的黃酮 2OH查耳酮,硼酸,（四）堿性試劑顯色反應(yīng),在日光及紫外光下，通過(guò)紙斑反應(yīng)，觀察樣品用堿性試劑處理后的顏色變化情況，對(duì)于鑒別黃酮類(lèi)化合物有一定意義。,亮黃色,酸性液,第三節(jié) 黃酮類(lèi)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(jiān)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(lèi)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

8、醚、醋酸乙酯）等提取,多糖苷類(lèi)沸水提取,對(duì)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.e,水提取去水雜加多倍量高度醇,（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+）,（三）炭粉吸附法適于苷類(lèi)的精制,甲醇粗提液,活性炭,黃酮活性炭,沸水,沸甲醇,7酚/水,15%酚/醇,（四）樹(shù)脂吸附提取法 適于苷類(lèi)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

9、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(lèi),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(duì)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(lèi)分子中羥基的數(shù)目與位置,溶劑與黃酮類(lèi) 溶劑與聚酰胺,之間形成氫鍵締合 能力的大小,（4）洗脫規(guī)律（先后順序）,叁糖苷雙糖苷單糖苷苷元, 苷元相同：, -OH位置：,C=O 鄰位-OH黃酮C=O對(duì)位 （或間位）-OH黃酮, -OH

10、多少：酚羥基少羥基多, 黃酮類(lèi)型：,異黃酮二氫黃酮醇黃酮黃酮醇, 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, 溶劑影響：,聚酰胺的雙重色譜性,以含水移動(dòng)相（如甲醇一水）作洗脫劑，苷比苷元先洗下來(lái)。,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(lái)。,3葡聚糖凝膠柱色譜,分離黃酮類(lèi)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(shí)分子篩性質(zhì)起主導(dǎo)作用 糖數(shù)量多，分子量大，分子篩時(shí)，先洗脫 下來(lái)。,（二）梯度pH萃取法,酸性不同的黃酮苷元的分離,酸性： 7,4- OH7-或 4-OH 一般Ar-OH 5-

11、OH,5%NaHCO3 5%Na2CO2 0.2%NaOH 4%NaOH,（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,第四節(jié) 黃酮類(lèi)化合物的檢識(shí)與結(jié)構(gòu)測(cè)定,測(cè)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(lèi)別,二、色譜法在黃酮類(lèi)鑒定中的應(yīng)用 確定黃酮的種類(lèi)與數(shù)量,（一）紙色譜（PPC）,分離黃酮類(lèi)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

12、苷元酸性水溶劑 HCl或HOAc 苷類(lèi)雙向展開(kāi),第一向展開(kāi)劑：采用醇性溶劑,第二向展開(kāi)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(kāi)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) 硅膠薄層色譜：(不用Al2O3）,分離與鑒定弱極性黃酮類(lèi),（三）聚酰胺薄層色譜,分離含游離酚羥基的黃酮及其苷類(lèi),三、紫外及可見(jiàn)光譜在黃酮類(lèi)鑒定中 的應(yīng)用,紫外及可見(jiàn)光譜一般程序：,1測(cè)定樣品在甲醇中的UV光譜 2測(cè)定甲醇+診斷試劑后的UV光譜 3苷類(lèi)水解，或甲基化后水解 測(cè)苷元或衍生物的UV

13、光譜,（一）黃酮類(lèi)化合物在甲醇溶液中 的UV光譜特征,1兩個(gè)譜帶、與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,2各種類(lèi)型黃酮的UV光譜特點(diǎn),（1）黃酮及黃酮醇類(lèi),木犀草素(黃酮類(lèi)) 槲皮素(黃酮醇類(lèi)) ,（A）黃酮及黃酮醇類(lèi)UV光譜（甲醇）,(二)加入診斷試劑后引起的位移及其 在結(jié)構(gòu)測(cè)定中的意義,診斷試劑：,因黃酮中具有酚羥基、羰基，加入某些試劑，使其化學(xué)結(jié)構(gòu)變化，吸收峰位改變，這些試劑稱(chēng)為診斷試劑。,測(cè)定順序,1樣品/CH3OH,測(cè)定黃酮類(lèi)型,2加診斷試劑,CH3OH+ NaOCH3,確定4-OH，3 - OH,CH3OH+ NaOAC,確定7- OH,t,對(duì)堿敏感的結(jié)構(gòu),CH3OH+ NaOAC +H3BO3,鄰二OH

14、,AlCl3/HCl與CH3OH, C3-OH、C5 - OH,AlCl3-AlCl3/HCl,鄰二OH,3苷類(lèi)水解后測(cè)定苷元的UV光譜，與苷比較,四、氫核磁共振在黃酮類(lèi)結(jié)構(gòu)分析 中的應(yīng)用,（一）測(cè)試溶劑的選擇及樣品處理,1.氘代氯仿 適合苷元、苷OCH3,2.氘代二甲基亞砜（DMSO-d6） 苷,3. 四氯化碳三甲基硅醚化的苷，苷元,Ar-OH,吡啶,無(wú)水甲醇,苷元中,使苷，苷元,極性小,溶于CCl4,優(yōu)點(diǎn)：, 可溶于CCl4中，bp低,無(wú)干擾信號(hào),測(cè)試后用甲醇水解，回收樣品等,（二）影響黃酮類(lèi)化合物氫質(zhì)子化學(xué) 位移的因素,例：芹菜中的芹菜素,芹菜素,1. 電效應(yīng),（1）誘導(dǎo)效應(yīng)（C=O),

15、A環(huán)C5,C7 B環(huán) 2,6,4+,A環(huán)C6,C8 B環(huán) 3, 5 -, B環(huán) H2,6 H3,5,（2）共軛效應(yīng), -OH的影響,B環(huán) H2,6 H3,5,A環(huán) H8 H6,上述誘導(dǎo)效應(yīng)與共軛效應(yīng)結(jié)果使得：, H2,6 H3,5,H8 H6,B環(huán)：苯丙酰系統(tǒng)，誘導(dǎo)效應(yīng) 起主導(dǎo)作用,A環(huán)：苯甲酰系統(tǒng)，共軛效應(yīng)起主導(dǎo)作用,苯甲酰與苯丙酰共軛體系的比較,2. 磁效應(yīng),C3H, C5H: 受C=O的負(fù)屏蔽效應(yīng)影響,C3H：磁效應(yīng)與電效應(yīng)不一致,C5H：磁效應(yīng)與電效應(yīng)一致, H5 H3,（三）黃酮類(lèi)化合物H的和J值規(guī)律,1A環(huán)質(zhì)子,（1）5，7-二羥基取代,H-8 6.306.50（1H d J=2.

16、5Hz）,H-6 6.006.20 （1H d J=2.5Hz）,（2）7-羥基取代,H-5 7.908.20 （1H d J=9.0Hz）,H-6 6.707.10 （1H dd J=2.5Hz J=9.0Hz）,H-8 6.707.00 （1H d J=2.5Hz）,B環(huán)質(zhì)子,（1）4-O-R取代,H-2，H-6 7.708.10 （2H d J=8.5Hz）, H-3，H-5 6.507.10 （2H d J=8.5Hz）,（2）3，4-O-R取代,H-5 6.707.10 （1H d J=8.5Hz）,H-2 7.207.90 （1H d J=2.5Hz）,H-6 7.207.90 （1H dd J=2.5Hz J=8.5Hz）,C環(huán)質(zhì)子,黃酮類(lèi),H-3 6.30（s）,（四）糖上的質(zhì)子,H-1 4.006. 00（d）,-D-glc H1H2 60o J H1H2 = 23Hz,-D-glc H1H2 180o J H1H2 = 8Hz,5-OCH3上的質(zhì)子, 3.504. 10,6-COCH3上的