第三章-苯丙素类课件

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1、天然药物化学 NATURAL PRODUCTS CHEMISTRY,第三章,苯丙素类,本 章 内 容,概 述 第一节 苯丙酸类 第二节 香 豆 素 第三节 木 脂 素,概 述,定义：一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。 这类成分包括： 苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮、木质素等。,苯丙素类化合物生物合成途径,葡萄糖代谢,莽草酸,桂皮酸途径,苯丙氨酸和酪氨酸,咖啡酸,对羟基桂皮酸,对羟基桂皮酸苷,苯丙素类化合物生物合成途径,咖啡酸,对羟基桂皮酸,对羟基桂皮酸苷,阿魏酸,邻羟桂皮酸苷,苯丙烯类,松柏醇,伞形花内酯,新木脂素类,木质素,倍半木脂素类,丙烯基,烯丙基,香豆素

2、类,木脂素类,本 章 内 容,概 述 第一节 苯丙酸类 第二节 香 豆 素 第三节 木 脂 素,第一节 苯丙酸类,基本结构酚羟基取代的芳香环与丙烯酸。 多具有C6-C3结构的苯丙酸类。 常见的苯丙酸类成分：,绿原酸（chlorogenic acid） 绿原酸是金银花抗菌、利胆的有效成分。,1 苯丙酸类化合物的分离 用纤维素、硅胶、大孔树脂或聚酰胺树脂色谱法进行分离。 2 苯丙酸类化合物的的鉴别: （1）利用酚羟基的性质： FeCl3试验、Pauly试剂、Gepfner、Millon试剂等。 （2）利用紫外光谱鉴定: 实例: 丹参治疗冠心病的有效成分丹参素甲、乙和丙的结构与鉴定。,第一节 苯丙酸

3、类,本 章 内 容,概 述 第一节 苯丙酸类 第二节 香 豆 素 第三节 木 脂 素,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型 二、香豆素的理化性质 三、香豆素的提取分离 四、香豆素波谱学特性 五、香豆素的生物活性,一、香豆素的结构类型,香豆素母核为苯骈-吡喃酮。环上常有取代基。,其中被药典收载的有秦皮、白芷、独活、前胡、菌陈、补骨脂等,简单香豆素类 呋喃香豆素类(furocoumarins) (线型和角型) 吡喃香豆素类(pyranocoumarins) (线型和角型) 其他香豆素类,通常将香豆素分为四类：,（一）简单香豆素类 只有苯环上有取代基的香豆素。,取代基： 羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基

4、等。 由于绝大多数香豆素在C7位都有含氧官能团存在，因此，7-羟香豆素可以认为是香豆素类成分的母体。,以异戊烯基取代为例：（从生物合成途径来看）,从上看出，C3、C6、C8位电负性较高，易于烷基化。 （其中C3位烷基化不属于此类，而属于第四类型）,如：属此类型的香豆素化合物,（二）呋喃香豆素类(furocoumarins) (线型和角型),香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。 呋喃香豆素类成分生物合成途径：,呋喃香豆素类(furocoumarins) (线型和角型) 环合反应的形成： 体内过程由酶主宰反应 体外实验碱性条件（OH-）呋喃环 酸性

5、条件（H+） 吡喃环,（三）吡喃香豆素类(pyranocoumarins) (线型和角型),香豆素C-6或C-8异戊烯基与邻酚羟基环合而成2,2-二甲基-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。 吡喃香豆素类成分的生物合成途径：,吡喃香豆素类(pyranocoumarins) (线型和角型),少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：,（四）其他香豆素类,指-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型 二、香豆素的理化性质 三、香豆素的提取分离 四、香豆素波谱学特性 五、香豆素的生物活性,二、香豆

6、素的理化性质,（一）性状 （二）溶解性 （三）内酯的性质 （四）呈色反应,（一）性状 游离状态 结晶形固体，有一定熔点； 大多具有香气；具有升华性质 分子量小的有挥发性（可随水蒸汽蒸出） UV下显蓝色荧光，碱液中荧光增强 成苷粉末状，大多无香味、无挥发性、不能升华。,（二）溶解性 游离 能溶于沸 H2O，不溶或难溶冷 H2O， 可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂。 成苷 溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。 难溶极性小的有机溶剂。,（三）碱水解反应（内酯性质）,（四）呈色反应,1.异羟肟酸铁反应（识别内酯） 碱性条件下，香豆素内酯开环，并与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，再在

7、酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。,2 与酚类试剂的反应 具有酚羟基，可与FeCl3试剂产生颜色反应； 若酚羟基的对位未被取代，或6-位上没有取代，其内酯环碱化开环后，可与Gibbs试剂、Emerson试剂反应。机制如下：,Gibbs反应：符合以上条件的香豆素乙醇溶液在弱碱条件下，2,6-二氯(溴）醌氯亚胺试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成蓝色化合物。 Emerson反应：符合以上条件的香豆素的碱性溶液中，加入2%的4-氨替比林和8%的铁氰化钾试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成红色化合物。,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型 二、香豆素的理化性质 三、香豆素的提取分离 四、香豆素波谱学特性 五、香

8、豆素的生物活性,（一）提取,药 材,醇提液,水溶液,石油醚,乙醚,乙酸乙酯,正丁醇,不同浓度EtOH,回收溶剂，加水,有机溶剂萃取,（二）分离,1. 酸碱分离法（少用） 依据内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。 2. 层析方法（常用） 柱色谱 吸附剂硅胶、酸性或中性氧化铝 洗脱剂石油醚乙酸乙酯、石油醚丙酮、 氯仿丙酮、氯仿甲醇等,制备薄层色谱 显色可观察荧光 高效液相色谱 极性小 正相 香豆素苷 反相,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型 二、香豆素的理化性质 三、香豆素的提取分离 四、香豆素波谱学特性 五、香豆素的生物活性,四、香豆素的波谱学特性,（一）紫外光谱 （二）红外光谱 （三）1H-N

9、MR （四）13C-NMR （五）质谱,（一）紫外光谱,母核上无含氧官能团取代时： 274 nm苯环 311 nm吡喃酮环 有含氧取代时： 最大吸收将发生红移。 217nm和315330nm强峰 240nm和255nm弱峰 碱性溶液中： 含羟基香豆素紫外光谱红移。,（二）红外光谱,3175 3025 cm-1 C-H 伸缩振动 1750 1700 cm-1 内酯环羰基伸缩振动 1680 1660 cm-1 内酯环羰基伸缩振动 （羰基附近有羟基与其形成分子内氢键） 1270 1220 cm-1，1100 1000 cm-1 内酯环强吸收 1660 1600 cm-1 苯环出现3个较强峰,（三）1

10、H-NMR,环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应 因此：,当C3、C4位未取代时：,当C3或C4取代时：,（三）1H-NMR,当C7-OR时：,C5-H 7.7 d, J=9 Hz C6-H 6.9 dd, J=9,2.5Hz C8-H 7.0 d, J=2.5Hz,（三）1H-NMR,当C7-OR、C8或C6烷基取代时：,（三）1H-NMR,（四）13C-NMR,香豆素母核上9个碳原子的化学位移值如下： 当-OR取代时： 连接的碳 +30 ppm 邻位碳 -13 ppm 对位碳 -8 ppm,（五）质谱,香豆素类化合物有如下特点： 1.有强的分子离子峰； 2.基峰是失去CO的苯骈呋喃离子；

11、3.主要裂解途径是：首先失去CO。,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型 二、香豆素的理化性质 三、香豆素的提取分离 四、香豆素波谱学特性 五、香豆素的生物活性,五、香豆素的生物活性,1.毒性肝毒性，黄曲霉素 2.抗病毒作用canolide A 抗艾滋病毒 蛇床子素（osthole）：抑制乙肝表面抗原 3.抗肿瘤作用7羟基香豆素 4.抗骨质疏松作用蛇床子总香豆素、蛇床子素 5.抗凝血作用双香豆素 6.对心血管系统作用前胡丙素 7.光敏作用可引起皮肤色素沉着； 补骨脂内酯可治白斑病,本 章 内 容,概 述 第一节 苯丙酸类 第二节 香 豆 素 第三节 木 脂 素,第三节 木脂素,一、结构类型 二

12、、理化性质 三、提取分离 四、结构鉴定 五、生物活性,一、结构类型,木脂素（lignans）： 一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物。 通常指其二聚物，少数为三聚物和四聚物。,木脂素的定义： 两分子苯丙素以侧链中碳原子（8-8）连结而成的化合物木脂素。 非碳原子相连（如3-3、8-3）新木脂素。,木脂素的一些新类型： 新木脂素；苯丙素低聚体；杂木脂素；降木脂素 组成木脂素的单位有四种： 1.肉桂醇（cinnamyl alcohol） 2.桂皮酸（cinnamic acid） 3.丙烯基酚（propenyl benzene） 4.烯丙基酚（allyl benzene） 木脂素的命名大多采用俗名,常

13、见类型如下： （一）木脂素类,1. 二苄基丁烷类（dibenzylbutanes）,2. 二苄基丁内酯类（dibenzyltyrolactones）,3. 芳基萘类（arylnaphthalenes） 有芳基萘、芳基二氢萘、芳基四氢萘,4. 四氢呋喃类（tetrahydrofurans）,5. 骈双四氢呋喃类（furofurans）,6. 联苯环辛烯类（dibenzocyclooctenes）,（二）新木脂素（neolignan）,1.尤普麦特苯骈呋喃型（C-8C-3/C-7O-4型）,尤普麦特烯,1,7,8,9,3,4,1,7,8,9,2. 伯彻林苯骈呋喃型（C-8C-1/ C-7O-2型）

14、,伯彻林,1,3,4,7,8,9,1,7,8,9,2,3.双环辛烷型（C-8C-3/C-7C-5型）,1,3,4,5,7,7,8,9,1,2,3,4,6,8,9,异奥克布烯酮,5,1,7,9,8,9,8,7,1,呋胡椒脂酮,4.风藤酮型（C-8C-1/C-7C-9型）,5.联苯型：厚朴酚型：芳香碳直接相连,厚朴酚,1,3,4,7,8,9,1,2,7,8,9,7,1,3,4,7,8,1,8,9,3,4,蒙蒿素,（三）降木脂素（norlignans）： 失去一个或两个烃基碳 （四）杂类木脂素,第三节 木脂素,一、结构类型 二、理化性质 三、提取分离 四、结构鉴定 五、生物活性,二、理化性质,形 态

15、：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶 溶解性：游离亲脂性，难溶水， 溶苯、氯仿等 成苷水溶性增大 挥发性：多数不挥发，少数有升华性质 旋光性：大多有光学活性，遇酸易异构化。,遇酸易发生异构化：,NaOAc/EtOH,()鬼臼毒素D133 ()苦鬼臼毒素D9,遇碱发生异构化：,氧化反应可以用于确定某些类型木脂素的 骨架结构,第三节 木脂素,一、结构类型 二、理化性质 三、提取分离 四、结构鉴定 五、生物活性,三、提取分离,提取 多用乙醇或丙酮等提取后，再用极性较小的溶剂如：乙醚、氯仿等进行萃取。,分离 吸附色谱（SiO2、Al2O3） HPLC Sephadex LH20 反相填料RP-18 高分子分离材料MCI等,第三节 木脂素,一、结构类型 二、理化性质 三、提取分离 四、结构鉴定 五、生物活性,（一）紫外光谱: 多数木脂素的二个取代芳环是两个孤立的发色团, 两者紫外吸收峰位置相近, 吸收强度是两者之和,立体构型对紫外光谱没有影响。 紫外光谱可用于区别芳基四氢萘、芳基二氢萘和芳基萘型木脂素，还可确定B环双键的位置。,四、结构鉴定, , -失水苦鬼臼脂素的UV分析: -失水苦鬼臼脂素 -失水苦鬼臼脂素 -失水苦