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1、第六章黄酮类化合物 概述 1 黄酮的含义 1 经典含义是指以2 苯基色原酮衍生的一类化合物的总称 由于该类化合物大多呈淡黄色或黄色 且分子中多具酮基 因此称为黄酮 2 现代含义是泛指二个苯环 A环和B环 通过三个碳原子相互连接而成的一系列化合物的总称 即具有C6 C3 C6结构的一类化合物的总称 2 黄酮的生物活性 第一节结构和分类 分类依据 1 3 位羟基取代与否2 三碳链是否构成环3 三碳链的氧化程度4 B 环连接位置 2 3 位 氧化型还原型 第一节结构和分类 黄酮黄酮醇异黄酮查耳酮黄烷3 醇类花色素类橙酮类 二氢黄酮二氢黄酮醇二氢异黄酮二氢查耳酮黄烷3 4 二醇类汕酮高异黄酮类 芹菜素
2、 5 7 4 三OH黄酮 木犀草素 5 7 3 4 四OH黄酮 黄芩素 5 6 7 三OH黄酮 结构和分类 黄酮 二氢黄酮 黄酮醇 山柰酚 5 7 4 三OH黄酮醇 槲皮素 5 7 3 4 四OH黄酮醇 杨梅素 5 7 3 4 5 五OH黄酮醇 结构和分类 二氢黄酮醇 二氢槲皮素 5 7 3 4 四OH二氢黄酮醇 二氢桑色素 5 7 2 4 四OH二氢黄酮醇 大豆素 7 4 二OH异黄酮 大豆苷 大豆素 7 O glc苷 葛根素 7 4 二OH 8 glc异黄酮苷 紫檀素鱼藤酮 结构和分类 二氢异黄酮 异黄酮 红花苷 查耳酮 结构和分类 梨根苷 二氢查耳酮 儿茶素 无色飞燕草素 结构和分类 黄
3、烷 3 4 二醇 黄烷3 醇 飞燕草苷元 结构和分类 橙酮 花色素 硫磺菊素 6 3 4 三OH橙酮 异芒果素 结构和分类 高异黄酮 双苯吡酮 木脂素黄酮 水飞蓟素 结构和分类 第二节黄酮类化合物的理化性质 一 性状形态 多为结晶性固体 少数为无定形粉末 颜色 多为黄色 交叉共轭体系 电子转移 重排 共轭增强 产生颜色的基础 助色团 给系统提供电子 使颜色加深 尤其7 4 位 辅助作用 黄酮 灰黄 黄色 二氢黄酮黄酮醇 灰黄 黄色 二氢黄酮醇查耳酮 黄 橙黄色 二氢查耳酮二氢异黄酮黄烷醇类异黄酮 无或微黄色 花色素类 颜色随pH而改变红色 pH8 5 交叉共轭体系 旋光性取决于不对称碳原子的有
4、无有无所有黄酮苷 糖 游离黄酮游离黄酮黄酮二氢黄酮黄酮醇二氢黄酮醇异黄酮二氢异黄酮查耳酮 二氢 黄烷醇类橙酮花色素类等 二 旋光性 三 溶解性 符合苷的溶解性规律 但水溶性与结构的平面性 取代基团的种类和数目等有一定关系 黄酮类化合物的理化性质 1 分子的立体结构平面型分子非平面型分子黄酮二氢类 C 环半椅式结构 黄酮醇异黄酮 羰基与B 环立体障碍 查耳酮交叉共轭分子间排列不紧密 水分子易于进入水溶度小水溶度大 黄酮类化合物的理化性质 R OH二氢黄酮醇 R H二氢黄酮 2 取代基团的性质 数目 连接位置引入羟基 数目多 7 4 位 水溶度较大 羟基甲基化 OCH3 水溶度降低 黄酮类化合物的
5、理化性质 1 三糖苷 双糖苷 单糖苷 苷元 2 3 O 糖苷 7 O 糖苷 平面性分子 3 花色素 平面性分子 离子型 非平面性分子 平面性分子 2 黄酮苷 亲水性 四 酸碱性 1 酸性 1 来源 酚羟基 数目 位置 2 酸性规律a 7 4 OH酸性强于其他位置羟基的酸性 处于羰基对位 羰基的共轭诱导 b 5 OH酸性最弱 处于羰基邻位 形成分子内氢键 c 酚羟基数目越多 酸性越强 7 4 OH 7或4 OH 其他位 OH 5 OHNaHCO3 Na2CO3 NaOH 应用 pH梯度法分离 2 碱性 吡喃酮环1 氧原子 微弱碱性 孤对电子 接受质子 仅溶于强的 浓酸 水 浓硫酸 烊盐 呈色 应
6、用初步鉴别黄酮母核类型 黄酮 黄酮醇 黄 橙色 并有荧光二氢黄酮 橙红 冷 紫红 热 查耳酮 橙红 洋红异黄酮 二氢 黄色橙酮 红 洋红 五 显色反应1 还原显色反应 反应类型鉴别特征鉴别意义备注 盐酸 镁粉黄酮 二氢黄酮 红 紫红黄酮类特征性假阳性反应黄酮醇 二氢黄酮醇红 紫红鉴别反应 花色素 最常用 查耳酮 橙酮 儿茶素类 异黄酮 四氢硼钠二氢黄酮 二氢黄酮醇红 紫红二氢黄酮类特有还原反应其它黄酮类 钠汞齐反应黄酮 二氢黄酮红异黄酮 二氢异黄酮红黄酮醇类黄 淡红色二氢黄酮醇类棕黄色 2 与金属盐类试剂络合反应 反应类型鉴别特征及鉴别意义备注 锆盐枸橼酸锆盐 枸橼酸3 OH或3 5 二OH黄
7、色黄色不褪PPC ZrOCl2 5 OH黄色褪去示 氨性氯化锶 SrCl2 邻二酚羟基绿 棕乃至黑色沉淀三氯化铁 FeCl3 酚羟基紫 蓝 绿 三氯化铝3 OH 4 C O黄色 AlCl3 5 OH 4 C O鲜黄色荧光PPC TLC邻二酚羟基 4 或7 4 黄酮醇 天蓝色荧光 3 硼酸显色反应 硼酸5 羟基 4 羰基黄酮黄色 绿色荧光 草酸液 H3BO3 6 羟基 4 羰基查耳酮黄色 无荧光 枸橼酸 4 碱性试剂反应 反应类型鉴别特征及鉴别意义备注 氢氧化钠溶液黄酮 黄 橙色查耳酮 橙酮 红 紫红二氢黄酮 黄 橙色 冷 深红 紫红 较长时间或加热 母核类型鉴别 稀氢氧化钠邻三酚羟基黄酮类暗绿
8、 蓝绿色纤维状邻三酚羟基 氨蒸气或碳酸钠溶液颜色变化TLC PPC 五氯化锑 SdCl5 查耳酮特征性显色反应 红或紫红色沉淀 黄酮 二氢黄酮 黄酮醇类呈橙色 Gibb s反应 酚羟基对位活泼质子的特征 蓝或蓝绿色 5 与五氯化锑反应 6 其他显色反应 一 提取方法 溶剂法 第三节黄酮类化合物的提取 分离 溶剂法关键 溶剂的选择溶剂选择依据 黄酮类成分的存在状态 游离 苷 及溶解性 提取方法选择依据 溶剂的溶解性能 煎煮法 渗漉法 回流法等 溶剂提取原理游离黄酮黄酮苷备注 乙醇溶解范围广 甲醇 苷 苷元均可溶 90 95 60 甲醇毒性大 沸水多糖苷易于水 成本低 安全 水溶性杂质多 碱性水或
9、稀氢氧化钠溶出能力强 碱性乙醇酚羟基的酸性 石灰水除杂质效果好 黄酮类化合物的提取 二 分离方法 一 溶剂萃取法黄酮与杂质分离依据 成分之间苷与苷元之间的极性 分配系数K 差异苷元与苷元分离工艺 原料的提取浓缩液 水溶液 依次以石油醚 乙醚 乙酸乙酯 水饱和正丁醇萃取 石油醚液乙醚液乙酸乙酯水饱和正丁醇母液 脂溶性杂质 回收回收减压回收 水溶性杂质 苷元单糖苷多糖苷 二 pH梯度萃取法分离依据 游离黄酮类化合物的酸性差异分离工艺 总游离黄酮的乙醚液 依次以5 NaHCO3 5 Na2CO3 0 2 NaOH 4 NaOH萃取 5 NaHCO3液5 Na2CO3液0 2 NaOH液4 NaOH液
10、母液 酸化 脂溶性杂质 7 4 OH黄酮7或4 OH黄酮一般 OH黄酮5 OH黄酮 三 柱色谱法 吸附原理异黄酮 二氢黄酮 醇 氯仿 甲醇不同比例 105 活化 高度甲基化或乙酰化黄酮 醇 混合溶剂洗脱 极性小 分配原理多羟基黄酮醇或黄酮苷类氯仿 甲醇 水 加水失活或不活化 极性大 80 20 1 等比例 1 硅胶柱色谱 2 氧化铝柱色谱 少 具有3 OH或5 OH 4 羰基及邻二酚羟基黄酮类化合物与铝离子络和而被牢固吸附 难于洗脱 2 聚酰胺色谱 吸附规律 与黄酮类化合物酚羟基的数目 位置及介质有关 1 酚羟基数目越多 吸附能力越强 2 酚羟基数目相同的情况下 酚羟基所处的位置有利于形成分子
11、内氢键 吸附能力减弱 3 OH或5 OH黄酮的吸附力小于其他位置 OH黄酮 邻二酚羟基黄酮的吸附力弱于间位或对位酚羟基黄酮 3 分子内芳香化程度越高 吸附力越强 查耳酮 二氢黄酮黄酮醇 黄酮 二氢黄酮醇 异黄酮 4 与介质的关系 吸附力水 中 甲醇 乙醇 浓度由低到高 碱性溶剂 氢键吸附 洗脱规律 与吸附规律正好相反 即吸附能力越强 越难洗脱 聚酰胺 双重色谱 原理 正相色谱反相色谱 聚酰胺 极性固定相 极性酰胺基团 非极性固定相 非极性脂肪链 洗脱剂 有机溶剂 氯仿 甲醇 极性小 含水溶剂 甲醇 水 极性大 先洗脱 游离黄酮 苷元 极性小 苷 极性大 柱色谱分离 Rf值 苷元 苷苷元 苷 T
12、LC色谱鉴别 上述规律也适用于黄酮类化合物在聚酰胺薄层上的行为 苷与苷元聚酰胺色谱 SephadexG型 亲水性凝胶SephadexLH 20型 羟丙基葡聚糖凝胶 水及极性有机溶剂 分子筛作用吸附原理 按分子大小分离 按极性大小分离 黄酮苷及苷元的分离苷元的分离洗脱顺序 分子由大到小被洗脱极性由小到大被洗脱叁糖苷 双糖苷 单糖苷 苷元1 OH 2 OH 3 OH 4 OH 5 OH黄酮 4 葡聚糖凝胶柱色谱 双重色谱 原理 常用洗脱剂 碱水 0 1mol LNH3 H2O 盐水 0 5mol LNaCl 醇或醇水不同比例 应用 适用于各种黄酮类化合物的分离原理 反相柱色谱 黄酮类化合物极性大
13、固定相 ODS流动相 水 乙晴 水与甲醇不同比例 6 高效液相色谱法 HPLC 第四节 黄酮类化合物的检识 一 理化检识1 颜色 多呈黄色2 母核检识 盐酸 镁粉反应 黄酮 黄酮醇 二氢黄酮二氢黄酮醇 四氢硼钠反应 二氢黄酮 醇 类 五氯化锑 查耳酮类 3 取代基团检识 锆盐 枸橼酸反应 3 OH 5 OH 黄酮鉴别氨性氯化锶反应 邻二酚羟基 二 色谱检识 一 纸色谱 PPC 原理 分配原理适用范围 游离黄酮 苷元 及黄酮苷的分离鉴别 双相色谱 第I向醇性展开剂第II向水性展开剂 BAW TBA 水饱和正丁醇 2 8 HAc 3 NaCl 1 HCl 正相色谱反相色谱固定相 水 极性 流动相
14、有认为是吸附原理 Rf规律 极性小的化合物Rf大极性大的化合物Rf大 苷元 0 7以上 单糖苷 双糖苷 0 7以下 苷元中 平面型分子 非平面型分子Rf规律与左边相反母核相同 2 OH 3 OH 4 OH 5 OH黄酮 苷元的分离鉴别黄酮苷及花色素类 PPC色谱 1 硅胶薄层色谱 极性较小的黄酮类化合物 黄酮苷元 2 聚酰胺薄层色谱 可用于黄酮苷及游离黄酮的分离鉴别 其色谱行为可参考聚酰胺柱色谱 3 纤维素薄层色谱 分配原理 其色谱行为可参考纸色谱 二 薄层色谱 TLC 各种色谱的检识 日光下观察 多数黄酮有黄色斑点紫外光下观察 多数黄酮呈黄绿色荧光斑点氨蒸气熏 多数黄酮有颜色变化喷显色剂 2
15、 AlCl3甲醇液 多数黄酮黄色变深 荧光加强 第五节 黄酮类化合物的结构研究 一 紫外可见光谱在黄酮类化合物结构测定中的应用一般鉴定程序 1 先测定在甲醇中的光谱 2 再测定在加入各种诊断试剂后的紫外光谱 3 如为苷类 则可水解或甲基化后再水解 并测定苷元或其衍生物的紫外光谱 4 将以上各种光谱数据 或光谱图 进行对比分析 即可获得有关结构信息 黄酮 醇 带II 带I均强母核光谱特征二氢黄酮类 异黄酮类 带II强 带I弱母核的推断 甲醇 查耳酮 橙酮 带II弱 带I强 取代基 OH等 为助色团依红移规律推断取代基团 甲醇钠 强碱 所有酚羟基解离醋酸钠 碱性弱 酸性强的酚羟基解离加入诊断试剂醋
16、酸钠 硼酸 邻二酚羟基络和相应吸收峰红移 三氯化铝 3 OH 4 羰基5 OH 4 羰基络和邻二酚羟基 黄酮类化合物在甲醇中紫外光谱特征 苯甲酰系统桂皮酰系统 带II220 280nm 带1300 400nm 黄酮类化合物结构中的交叉共轭体系 二氢黄酮 醇 异黄酮 二氢 由B环产生的桂皮酰系统不存在 带I弱 带II强 黄酮类化合物在甲醇中紫外光谱特征 黄酮类化合物母核UV吸收特征 母核类型带II nm 带I nm 备注黄酮250 280 强 304 350 强 典型的交叉共轭系统黄酮醇 3 OH取代 328 357 强 3 OH供电减弱 使黄酮黄酮醇 3 OH游离 358 385 强 3 OH供电共轭 带1红移 异黄酮245 278 强 sh 桂皮酰系统破坏二氢黄酮 醇 270 295 强 sh 查耳酮220 270 弱 340 390 强 橙酮230 270 弱 370 430 强 花青素 苷 270 280465 560 可见区 2 取代基团对共轭吸收的影响 黄酮类核中引入 OH 酚羟基 等供电基团 使共轭程度增强 相应的吸收峰红移 一般 A环引入 OH 带II红移 B环引入 OH
