5、黄酮类化合物概要

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1、,第五章 黄酮类化合物,黄酮类化合物广泛存在于自然界，多具有颜色，在植物体内大部分与糖结合成苷，一部分以游离形式存在。,分布概况 存在科属：存在于双、单子叶植物、裸子、蕨类植物、 低等植物 常见中药：槐米、黄芩、葛根、银杏、桑叶等 存在部位与形式： 花、果、叶 -以苷为主要存在形式 木部-多为游离状态 皮、根、茎部位- 两种存在形式,一、基本结构 以前，黄酮类化合物主要是指基本母核2-苯基色原酮类化合物，现在则是泛指两个苯环（A-与B-环）通过中央三碳链相互联结而成的一系列化合物。,第一节 结构类型,黄酮的基本骨架是由三个丙二酰辅酶A和一个桂皮酰辅酶A生物合成而产生的。A环来自于三个丙二酰辅酶

2、A，而B环则来自于桂皮酰辅酶A。,A,C,B,二、分类 根据中间三碳链的氧化程度、是否成环、3-位是否有羟基、B环的连接位置等特点进行分类：,（一）黄酮类和黄酮醇类,（二）二氢黄酮类和二氢黄酮醇类,（三）异黄酮类和二氢异黄酮类,（四）查耳酮类和二氢查耳酮类,（五）橙酮类,（六）双黄酮类,（七）其他黄酮类,黄酮（醇）类 基本结构,黄酮类成分,木犀草素,黄芩苷,槲皮素 R= H 芦 丁 R= 芸香糖,山柰酚 杨梅素,基本结构,新橙皮苷,橙皮苷,甘草素R=H 甘草苷R=glu,水飞蓟素,黄柏素-7-O-葡萄糖苷,异黄酮类基本结构,二氢异黄酮,R1=R2=R3=H 大豆素 R1=R3=H R2=glc

3、 大豆苷 R2=R3=H R1=glc 葛根素,鱼藤酮,查耳酮类基本结构,查耳酮,红花苷,补骨脂乙素,二氢查耳酮,橙酮类基本结构,双黄酮类基本结构,柏黄酮,扁柏黄酮,其他黄酮类：,1、花色素类,2、黄烷醇类,3、双苯吡酮类,花色素基本结构：,花色素,黄烷醇类成分,无色矢车菊素 R1=OH R2=H 无色飞燕草素 R1= R2= OH,黄烷-3-醇类,黄烷-3，4-二醇类,双苯吡酮类基本结构：,天然黄酮苷类化合物，由于糖的种类、数量、连接位置及联接方式不同，组成各种各样的黄酮苷类： 单糖类： D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。 双糖类： 槐糖（glc

4、12 glc）、龙胆二糖(glc 16 glc)、芸香糖(rh 16 glc)、新橙皮糖（rh 12 glc）、刺槐二糖（rh 16 gal）等。,叁糖类： 龙胆三糖(glc 16 glc 12 fru)、槐三糖(glc 12 glc 12 glc)等。 酰化糖类： 2-2酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖(caffeoylglucose)等。 黄酮苷中糖的联接位置与苷元的结构类型有关。如黄酮醇类常形成3-， 7-， 3-， 4-单糖苷，或3，7-， 3，4-及7，4-双糖链苷等。,1、性状 黄酮类化合物多为晶状固体，少数（如黄酮苷类）为无定形粉末。 2、旋光性 苷元中，二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷

5、醇具有手性碳，具旋光性，其余黄酮类无旋光性。苷类结构中含糖的部分结构，故均有旋光性，且多为左旋。,第二节 理化性质,3、颜色 黄酮的色原酮部分无色，在2-位上引入苯环后，即形成交叉共轭体系，使共轭链延长，因而呈现出颜色。黄酮、黄酮醇及其苷类多显灰黄黄色，查耳酮为黄橙黄色，异黄酮类显微黄色，二氢黄酮、二氢黄酮醇不显色。,在上述黄酮、黄酮醇分子中，尤其在7-位及4-位引入OH及OCH3等供电基后，化合物的颜色加深，但在其它位置引入OH、OCH3等供电基影响较小。 花色苷及其苷元的颜色随pH不同而改变，一般显红色( pH 7 )、紫色( pH8.5 )、蓝色( pH8.5 )等颜色。,4、溶解度 一

6、般来说，游离苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱液中。花色苷元（花青素）类以离子形式存在，水溶度较大。黄酮类苷元分子中羟基数越多，水中的溶解度越大。 黄酮苷类，水溶性比相应苷元大；糖链越长，则水溶度越大，一般易溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂中，但难溶或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。,5、酸碱性,（1）酸性 多具有酚羟基，故显酸性，酚羟基数目不同及位置不同，酸性强弱也不同。 7，4-OH7-或4-OH一般酚OH3、5-OH,（二）碱性,吡喃环上的1-氧原子，因有未共用的电子对，故表现微弱的碱性。可与强酸成不稳定的盐。,6、显色反应 颜色反应多与分子中的酚羟及-吡喃酮

7、环有关。,（一）还原试验 1. 盐酸-镁粉（或锌粉）反应 为鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应。黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物显橙红紫红色，少数显紫蓝色。 2. 四氢硼钠（钾）反应 NaBH4 选择性还原二氢黄酮（醇）类化合物。与二氢黄酮类化合物产生红紫色。,(二)金属盐类试剂络合反应,2、铅盐 常用1%醋酸铅及碱式醋酸铅溶液。,醋酸铅邻二酚羟基或兼有缔合酚羟基（ 3-OH 、4-酮基或5-OH 、4-酮基） （鲜黄橙) 碱式醋酸铅邻二酚羟基及单一酚羟基,可用于鉴定，也可用于提取及分离工作。,1、铝盐 常用试剂为1%三氯化铝或硝酸铝溶液。生成的络合物有黄绿色荧光，可用于定性及定量分析

8、。,3.锆盐,2%二氯氧锆甲醇溶液 有游离的3-或5-OH时，可生成黄色的络合物。 络合稳定性 3-羟基、4-酮基 5-羟基、 4-酮基 加枸橼酸 ，5-OH黄酮褪色，3-OH黄酮仍呈鲜黄色。,5.氯化锶（SrCl2）,常用醋酸镁钾溶液为显色剂，二氢黄酮(醇)类可显天蓝色荧光，黄酮(醇)及异黄酮类等则显黄 橙黄褐色。,4.镁盐,在氨性甲醇溶液中，可与分子中具有邻二酚羟基结构的黄酮类化合物生成绿色棕色乃至黑色沉淀。,6.三氯化铁反应,三氯化铁水溶液或醇溶液为常用的酚类显色剂。,（三）硼酸显色剂,鉴别5-OH黄酮或2-羟基查耳酮类结构。亮黄色。,2、黄酮醇类在碱性中先呈黄色，通入空气后变为棕色，据

9、此可与其它黄酮类区别。,3、黄酮有邻二酚羟基或3，4-二羟基，易被氧化，由黄色深红色绿棕色沉淀。,（四） 碱性试剂显色反应 酚羟基黄酮黄色加深,1、二氢黄酮类开环，转变成查耳酮类 （橙黄色）。,一、提取 黄酮苷类以及极性稍大的苷元（如羟基黄酮等），一般可用丙酮、乙酸乙酯、乙醇提取。一些多糖苷类可用沸水提取。在提取花青素类化合物时，可加入少量酸（0.1%盐酸，应当慎用，避免发生水解）。 大多数黄酮苷元宜用氯仿、乙醚、乙酸乙酯等中极性溶剂提取，而对多甲氧基黄酮类游离苷元，甚至可用苯等低极性溶剂进行提取。,第三节 提取与分离,对得到的粗提物可进行下列精制处理，常用方法有： （一）溶剂萃取法 利用黄酮

10、类化合物与混入的杂质极性不同，选用不同溶剂进行地萃取可达到精制纯化目的。例如植物叶子的醇浸液，可用石油醚处理，以便除去叶绿素、胡萝卜素等脂溶性色素。而某些药料水溶液则可加入多倍量浓醇，以沉淀除去蛋白质、多糖类等水溶性杂质。,有时溶剂萃取过程也可以用逆流分配法连续进行。常用的溶剂系统有：水-乙酸乙酯，正丁醇-石油醚等。 溶剂萃取过程在除去杂质的同时，往往还可以收到分离苷和苷元或极性苷元与非极性苷元的效果。,（二）碱提取酸沉淀法 黄酮苷类虽有一定极性，可溶于水，但却难溶于酸性水，易溶于碱性水，故可用碱性水提取，再于碱水提取液中加入酸，黄酮苷类即可沉淀析出。此法简便易行，如芦丁、橙皮苷、黄芩苷的提取

11、都应用了这个方法。,兹以从槐米中提取芦丁为例说明该法的操作过程。 槐米（槐树Sophora japonica L. 花蕾）加约6倍量水，煮沸，在搅拌下缓缓加入石灰乳至pH8-9，在此pH条件下微沸20-30分钟，趁热抽滤，残渣同上再加4倍水煎1次，趁热抽滤。合并滤液在60-70下，用浓盐酸调至pH为5，搅匀，静置24小时，抽滤。沉淀物水洗至中性，60干燥得芦丁粗品，于水中重结晶，70-80干燥得芦丁纯品。,在用碱酸法进行提取纯化时，应当注意所用碱液浓度不宜过高，以免在强碱性下，尤其加热破坏黄酮母核。在加酸酸化时，酸性也不宜过强，以免生成佯盐，致使析出的黄酮类化合物又重新溶解，降低产品收率。 当

12、药料中含有大量果胶、粘液等不溶性杂质时，如花、果类药材，宜用石灰乳或石灰水代替其它碱性水溶液进行提取，以使上述含羟基的杂质生成钙盐沉淀，不致溶出。这也有利于黄酮类化合物的纯化处理。,（三）碳粉吸附法 主要适于苷类的精制工作。通常，在植物的甲醇粗提取物中，分次加入活性炭，搅拌，静置，直至定性检查上清液无黄酮反应时为止。过滤，收集吸收炭末，依次用沸甲醇、沸水、7%酚/水、15%酚/醇溶液进行洗脱，各部分洗脱液进行定性检查（或用PC鉴定）。,二、分离 现将较常用的方法介绍如下： （一）柱层析法 分离黄酮类化合物常用的吸附剂或载体有硅胶、聚酰胺及纤维素粉等。此外，也有用氧化铝、氧化镁及硅藻土等。,1.

13、 硅胶柱层析：此法应用范围最广，主要适于分离异黄酮、二氢黄酮、二氢黄酮醇及高度甲基化（或乙酰化）的黄酮及黄酮醇类。少数情况下，在加水去活化后也可用于分离极性较大的化合物，如多羟基黄酮醇及其苷类等。 吸附规律：极性大吸附牢。 如：A 苷元 B 单糖苷 C 二糖苷 Rf :ABC,2. 聚酰胺柱层析：其吸附强度主要取决于黄酮类化合物分子中羟基的数目与位置及溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小。 聚酰胺柱层析可用于分离各种类型的黄酮类化合物，包括苷及苷元、查耳酮与二氢黄酮等黄酮类化合物从聚酰胺柱上洗脱时大体有下列规律： （以下规律也适用于黄酮类化合物在聚酰胺薄层上的行为 ）,（1）

14、苷元相同，洗脱先后顺序一般是： 三糖苷双糖苷单糖苷苷元 （2）母核上增加羟基，洗脱速度即相应减缓 （3）不同类型黄酮化合物，先后流出顺序一般是： 异黄酮二氢黄酮醇黄酮黄酮醇 （4）分子中芳香核、共轭双键多者则吸附力强，故查耳酮往往比相应的二氢黄酮难于洗脱。,聚酰胺柱层分离流程,聚酰胺分子中既有非极性的脂肪链，又有极性的酰胺基团，聚酰胺色谱具有双重色谱性质。 用含水溶剂系统（如乙醇-水）洗脱时，符合氢键吸附规律，类似于反相分配色谱，苷先下，苷元后下。 用有机溶剂系统（如氯仿-甲醇）洗脱时，类似于正相分配色谱，苷元先下，苷后下。,3. 葡聚糖凝胶柱层析： 对于黄酮类化合物的分离，主要用两种型号的凝

15、胶：Sephadex-G型及Sephadex LH-20型。 Sephadex G 适用于水系统 Sephadex LH-20 适用于水及有机溶剂系统,葡聚糖凝胶分离黄酮类化合物的机理是： 分离游离黄酮时，主要靠吸附作用。凝胶对黄酮类化合物的吸附程度取决于游离酚羟基的数目。 分离黄酮苷时，则分子筛的属性起主导作用。在洗脱时，黄酮苷类大体上是按分子量由大到小的顺序流出柱体， 葡聚糖凝胶柱层析中常用的洗脱剂有： (1) 碱性水溶液（如0.1mol/L NH4OH），含盐水溶液(0.5mol/L NaCl等)。 (2) 醇及含水醇，如甲醇，甲醇-水（不同比例）、正-丁醇-甲醇(3:1)、乙醇等。 (3) 其它溶剂：如含水丙酮、甲醇-氯仿等。,（二）梯度pH萃取法：与酚羟基酸性有关 梯度pH萃取法适合于酸性强弱不同的黄酮苷元的分离。根据黄酮类苷元酚羟基数目及位置不同其酸性强弱也不同的性质，可以将混合物溶于有机溶剂（如乙醚）后，依次用5%NaHCO3、5%Na2CO3、0.2%NaOH及4%NaOH水溶液萃取，来达到分离的目的。 酸性： 7，4-二OH 7-或4-OH （溶于）： 5%NaHCO3液 5%Na2CO3液 一般OH 5-OH 0.2%NaOH液 4%NaOH液）,pH