天然药化第三章苯丙素参考PPT

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1、第三章,苯 丙 素 （Phenylpropanoids ）,基本内容,香豆素类： 香豆素类化合物的基本母核、常见的取代图式及四种基本 骨架的结构特点。 香豆素的化学性质，如内酯性质、吡喃酮环的碱裂解、 C3-C4双键性质、呈色反应。 香豆素类化合物的荧光性质及波谱特征以及应用。 香豆素类化合物的提取分离方法及主要的生理活性。 木脂素类： 结构分类和结构鉴定方法。 木脂素的理化性质，生物活性。,3,基本要求 掌握 苯丙素、香豆素类化合物的结构、性质、 1H-NMR 特征。 熟悉 香豆素类化合物的结构鉴定方法。 了解 木脂素的一、二级结构分类。,4,概述 第一节 苯丙酸类 第二节 香豆素类 第三节

2、 木脂素类,本 章 内 容,5,定义： 一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。 分类： 苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素和木质素等。广义来讲黄酮也是苯丙素的衍生物。,概 述,6,概 述,苯丙素类化合物生物合成途径：,桂皮酸途径,概 述,8,概述 第一节 苯丙酸类 第二节 香豆素类 第三节 木脂素类,本 章 内 容,9,基本结构： C6-C3结构，具有酚羟基取代的芳香羧酸。 常见的苯丙酸类：,第一节 苯丙酸类,松柏苷,阿美里坎宁,10,概述 第一节 苯丙酸类 第二节 香豆素类 第三节 木脂素类,本 章 内 容,第二节 香豆素类,一、香豆素的基本母核,香豆素(coumarin)

3、是邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称。 基本母核：苯骈吡喃酮,常见取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。,由于绝大部分香豆素在C7位都有含氧官能团存在，7-羟基香豆素可以认为是香豆素类化合物的母体。,伞形花内酯,第二节 香豆素类,二、香豆素的分类,（一）简单香豆素类 （二）呋喃香豆素类(furocoumarins) (线型和角型) （三）吡喃香豆素类(pyranocoumarins) (线型和角型) （四）其它香豆素类,（一）简单香豆素类,第二节 香豆素类,只在苯环上有取代的香豆素类。 取代基：羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯基等。,滨蒿内酯,当归内酯,14,异戊烯基除接在氧上外，也可以直接接在苯

4、环的碳上，以6位和8位取代出现的情况较多。,OH-,7,8,6,3,从生合成途径来看，C3、C6和C8位电负性较高，易于烷基化。（其中C3位烷基化属于第四类型）,第二节 香豆素类,（一）简单香豆素类,15,第二节 香豆素类,（二）呋喃香豆素类(furocoumarins),定义： 香豆素母核上的7-酚羟基与C-6或C-8取代的异戊烯基缩合形成呋喃环的一系列化合物。 分类： 呋喃环与苯环、-吡喃酮环处在一条直线上，称为线型呋喃香豆素。 呋喃环与苯环、-吡喃酮环处在一条折线上，称为角型呋喃香豆素。,16,第二节 香豆素类,呋喃香豆素类成分生物合成途径：,17,定义： 香豆素7-酚羟基与C-6或C-

5、8异戊烯基缩合而成2, 2-二甲基-吡喃环的一系列化合物及双吡喃香豆素等。,第二节 香豆素类,（三）吡喃香豆素类(pyranocoumarins),分类： 吡喃环与苯环、-吡喃酮环处在一条直线上，称为线型吡喃香豆素。 吡喃环与苯环、-吡喃酮环处在一条折线上，称为角型吡喃香豆素。,18,第二节 香豆素类,吡喃香豆素类成分生物合成途径：,19,少数为5, 6-吡喃骈香豆素，如：,第二节 香豆素类,20,第二节 香豆素类,（四）其它香豆素类,指-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。 C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。 还包括二聚体和三聚体。,黄檀内酯,亮菌甲素,双七叶内酯, 性状,第二节 香

6、豆素类,三、香豆素的理化性质,22,香豆素类在紫外光照射下呈现蓝色荧光，C7位引入羟基后荧光增强。 7-羟基香豆素加碱可使荧光转为绿色，一般羟基香豆素遇碱荧光都会增强。 C7位羟基甲基化或为非羟基基团、以及C7的邻位C6或C8位有羟基取代时，则荧光减弱或消失 。,荧光性质：, 性状,三、香豆素的理化性质, 溶解性,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质,24,顺邻羟桂皮酸盐,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质, 碱水解反应（内酯性质）,25,一般香豆素,7-甲氧基香豆素,7-羟基香豆素,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质, 碱水解反应（内酯性质）, 碱水解反应（内酯性质） 1. 特殊结

7、构的香豆素 如C8位取代基的适当位置上有C=O、C=C、环氧等结构者，可与水解新生成的酚羟基发生缔合、加成等作用，可阻碍内酯的恢复。 例：,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质,获得顺邻羟桂皮酸衍生物的途径：,27,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质, 碱水解反应（内酯性质）,第二节 香豆素类,由于碱的浓度不同，其反应产物也不同：,三、香豆素的理化性质,构桔内酯, 碱水解反应（内酯性质）,2. 醚化,第二节 香豆素类,获得顺邻羟桂皮酸衍生物的途径：,三、香豆素的理化性质,30,（四）酸的反应,环合反应：异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合。,叔阳碳离子 仲阳碳离子 伯阳碳离子,形成环的大小决

8、定于中间体阳碳离子的稳定性：,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质,31,（四）酸的反应,应用：可以决定酚羟基和异戊烯基间的相互位置。 注意：不宜使用浓酸，否则会发生重排反应。,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质,32,在控制条件下氢化的先后顺序为： 侧链双键 呋喃或吡喃环上双键 C3、C4双键,苯环,羰基,共轭,共轭,双键性较弱，不易加成,（五）C3、C4双键性质和加成反应,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质,33,1、异羟肟酸铁反应（内酯的性质）,异羟肟酸,异羟肟酸铁 （红色）,（六）呈色反应,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质,内酯类化合物都有的阳性反应,34,（六）呈色反

9、应 3、Gibbs反应和Emerson反应,试剂： Gibbs2, 6-二氯(溴)苯醌氯亚胺 Emerson氨基安替匹林和铁氰化钾 条件： 有游离酚羟基，且其对位无取代者呈阳性 用途： 可用于判断香豆素分子中C6位是否有取代基存在。,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质,35,（六）呈色反应 Gibbs反应：,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质,2,6-二溴苯醌氯亚胺,36,Emerson 反应,4-氨基安替比林,O,K3Fe(CN)6,红色,铁氰化钾,（六）呈色反应,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质,37,1、水蒸气蒸馏法,利用小分子游离香豆素具有挥发性。 提取温度高，受热时间长

10、，化合物结构易被破坏。,第二节 香豆素类,四、香豆素类化合物的提取分离,(一）提取,38,3、溶剂提取法,药材,不同浓度MeOH或EtOH,醇提液,水提液,回收溶剂，用水混悬,有机溶剂萃取,石油醚层,乙醚层,乙酸乙酯层,正丁醇层,水层,第二节 香豆素类,四、香豆素类化合物的提取分离,(一）提取,39,(二）分离,1、结晶法 利用溶解度的差异 如：香豆素在石油醚中溶解度不大，浓缩时即可析出结晶。 2、酸碱分离法 利用内酯的性质 香豆素的内酯环遇碱水解，加酸能重新环合的性质。,第二节 香豆素类,四、香豆素类化合物的提取分离,40,第二节 香豆素类,41,3、色谱法 利用极性的差异,经典柱色谱法,固

11、定相：硅胶、酸性或中性氧化铝 流动相：石油醚乙酸乙酯、氯仿甲醇等,制备薄层色谱法,固定相、流动相：同上 检测方法：荧光,高效液相色谱法,正相：硅胶/石油醚乙酸乙酯、氯仿甲醇等 反相：Rp18/甲醇水,(二）分离,第二节 香豆素类,四、香豆素类化合物的提取分离,42,（一）紫外光谱,无含氧基团取代的香豆素：,274 nm (log4.03) 苯环 311 nm (log3.72) -吡喃酮环,引入烷基取代：最大吸收值变化不大,引入含氧基团取代：最大吸收波长发生红移,在碱溶液中，含有羟基的香豆素会发生明显红移,第二节 香豆素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,43,（二）红外光谱,1700 1750

12、 cm-1 羰基伸缩振动 （形成分子内氢键时，向低波数移动到1680 1660 cm-1 ） 1600 1660 cm-1 3个较强的芳环吸收峰 1270 1220 cm-1，1100 1000 cm-1 内酯环特征吸收峰,第二节 香豆素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,44,（三）质谱,基本特征：有较强的分子离子峰，裂解时连续失去CO，形成M-CO+。及M-2CO+。的碎片峰。,简单香豆素的基峰是失去CO的苯骈呋喃离子 。,呋喃香豆素产生失去CO的苯骈双呋喃离子 。,第二节 香豆素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,45,（四）1H-NMR谱 1. 香豆素母核的1H-NMR谱特征,第二节 香豆

13、素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,H-3、H-6和H-8信号在较高场 H-4、H-5和H-7信号在较低场,环上质子受内酯羰基吸电共轭效应的影响，导致电子云分布规律如下图所示：,46,C3、C4位未取代时,H-3：6.1 6.5, d, J3,4 = 9.5 Hz H-4：7.5 8.2, d, J3,4 = 9.5 Hz,（四）1H-NMR谱 1. 香豆素母核的1H-NMR谱特征,第二节 香豆素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,47,H-3： 6.2, d, J3,4 = 9.5 Hz H-4： 7.6, d, J3,4 = 9.5 Hz,H-5： 7.4, d, J5,6 = 9.0 Hz

14、 H-6、H-8： 6.8, 2H, m,第二节 香豆素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,（四）1H-NMR谱,2. 7-OR香豆素的1H-NMR谱特征：,48,3. C5, C7二氧代香豆素,第二节 香豆素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,（四）1H-NMR谱,49,第二节 香豆素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,（四）1H-NMR谱,50,常见的远程偶合: 5J = 0.61 Hz,J H4,8,J H6,4,J H48,（四）1H-NMR谱,第二节 香豆素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,51,取代基 甲氧基： 3.6-4.0 (s) 异戊烯基:,（四）1H-NMR谱,第二节 香豆素类,

15、五、香豆素类化合物的结构鉴定,52,确定取代基位置，采用NOE技术(NOESY),照射-OCH3质子，H-4信号增益9%，H-4信号增益13%，确定CH3O在C-5位而不是C-8位，并为线型吡喃香豆素,（四）1H-NMR谱,第二节 香豆素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,53,第二节 香豆素类,练习: 化合物A为无色结晶，紫外光下呈蓝色荧光；异羟肟酸铁和FeCl3反应阳性。元素分析示分子式为C10H8O4。1H-NMR(300 MHz, DMSO-d6) 见下图。 回答: (1)计算不饱和度; (2)推导出完整的结构式; (3)将氢信号进行归属.,五、香豆素类化合物的结构鉴定,54,1H NM

16、R DMSO-d6, 300 MHz,55,1: = 7 2: 3:,第二节 香豆素类,答案:,6.23,7.91,7.22,6.80,3.84,10.2,（五）13C-NMR谱,第二节 香豆素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,碳周围电子云密度分布与氢谱规律相同：,当-OR取代时， 直接连接的碳 30 ppm 邻位碳 13 ppm 对位碳 8 ppm,57,六、香豆素的生物活性,肝毒性 抗病毒作用 抗肿瘤作用 抗骨质疏松作用 抗凝血作用 对心血管系统的作用 光敏作用,第二节 香豆素类,58,概述 第一节 苯丙酸类 第二节 香豆素类 第三节 木脂素类,本 章 内 容,59,木脂素(lignans)：是一类由苯丙素双分子氧化聚合而成的天然成分，即由二分子C6-C3单位氧化缩合而成的化合物。少数为三聚物和四聚物。,木质素(lignins)：是一类由几十个C6-C3单位聚合而成的高分子化合物。,第三节 木脂素类,60,第三节 木脂素