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1、第五章 黄酮类化合物 Flavonoids,第一节:概述 第二节:结构与分类 第三节:理化性质 第四节:提取与分离 第五节:检识 第六节:结构研究 第七节;中药实例,(3) 具有C6 C3 C6通式;泛指两个苯环( A和 B 环) 通过三个碳原子相互连接而成的一系列化合物。,广泛存在于自然界,重要的天然有机化合物,生理活性多种多样,第一节: 概述,(1) 黄色带有酮基化合物 (A B C 环),(2) 2 苯基苯骈 -吡喃酮 (苯骈 -吡喃酮:色原酮),存在形式:苷、苷元 分布于菊科、豆科,等 植物体内花、叶、茎,三、分布,二、生物合成途径,是复合型的,既分别经莽草酸途径和乙酸-丙二酸途径。,
2、5、保肝作用: 水飞蓟素 、 (+)儿茶素,四、药理活性,1、活血化瘀作用 : 芦丁 、 槲皮素 、 葛根素,2、抗菌消炎作用: 黄芩苷 , 黄芩素,3、雌性激素样作用: 金雀异黄酮 ,大豆素,4、抗病毒作用: 槲皮素 、 山奈酚 、 桑色素,1、黄酮 flavones :占总数 1/4,2、黄酮醇 flavonol :占总数 1/3 C环(C3 - OH),第二节、结构与分类 根据黄酮类化合物A环和B环中间的三碳链的氧化程度,三碳链是否构成环状结构,3位是否有羟基取代以及B环(苯基)连接的位置等特点,可将主要的天然黄酮类化合物分为一下几类,3、二氢黄酮 flavanones :C环(C2 -
3、 C3)无双键,4、二氢黄酮醇 flavanonols :C环无双键 C3-OH,6、橙酮 aurones : C环是五元环,5、异黄酮 isoflavones :B环取代在C环 C3 上,7、查耳酮 chalcones : C环是开裂状态 (编号P200),8、黄烷、黄烷醇 flavan3ols : C环上无羰基,1,2,9、花色素 anthooganidins : C环上无羰基,且C环O原子是阳离子状态,10、山酮 ( 双苯吡酮类) xanthones :C环与B环骈合,11、双黄酮(醇)biflavonoids : 二个黄酮(或黄酮醇)聚合在一起 12 、二氢异黄酮 、二氢查尔酮,6、木
4、糖 D-xylose (D-Xyl),二、黄酮苷类化合物:黄酮类化合物多以苷的形式存在,由于苷元不同,以及糖的种类、数量、连接位置和连接方式的不同,形成数目众多、结构各异的黄酮苷类化合物。 组成黄酮苷的糖类主要有:,(一) 单糖类,1、D-glucose ( D-glc) D-glucaronic acid (D-gluA),2、鼠李糖 L-Rhamnose (L-Rha),3、半乳糖 D-galactose (D-Gal),4、甘露糖 D-mannose (D-Man),5、阿拉伯糖 L-Arabinose (L-Ara),槐糖 sophorose (glc 12 glc) 龙胆二糖 gen
5、tiobiose (glc 1 6 glc) 芸香糖 rutinose (rha 1 6 glc) 新橙皮糖 neohesperidose(rha 1 2 glc),(二) 双糖类,(三) 连接位置:单糖连接在C-7,3及4位; 双糖连接在C-3,7位 碳苷连接在C-6,8位,第三节 : 理化性质,1、性状(形态):多为结晶性固体,少数为无定形粉末 (黄酮苷类) 。 二氢黄酮不易结晶。,一、物理性质,(3) 碱性下,黄色加深,(1) 颜色与分子中是否存在交叉共轭体系有关,黄酮(醇) 灰黄- 黄色 异黄酮 无色 二氢黄酮(醇) 白色 橙酮、查耳酮 黄- 橙黄色,2、颜色:,(2) 在黄酮(醇)7
6、 、4引入OH 、OCH3 等助色团,促进 电子移位、重排,化合物的颜色加深,(4) PH不同而颜色改变,PH7显红色,PH=8.5显紫色,PH8.5显蓝色,例如:矢车菊苷。,苷元 :除双氢黄酮(醇)、黄烷(醇)有旋光性,其余均无旋光性 苷 :分子中有糖部分 ,左旋,3、荧光:共轭体系大,向长波方向移 。,4、旋光性:,黄酮-黄绿色荧光 黄酮 醇-亮黄色 3甲基化或成苷-暗棕绿色荧光, 查耳酮-棕黄色 异黄酮-紫色,苷元:亲脂性 易溶MeOH 、 EtOH 、 Et2O;难溶于水,1.结构:平面型分子 难溶于水: 黄酮(醇)、查耳酮,非平面型分子 溶解度稍大: 二氢黄酮(醇),离子型分子 具有
7、盐的通性,水溶性大 :花青素,5、溶解度:取决于存在状态,苷 :亲水性 易溶热水、甲醇、乙醇; 难溶CHCl3,2.取代基: 3-OH7-OGlc (水溶性),P-共轭7 、4OH 酸性强,7 、4 二OH 7 或4OH 一般ph-OH 3或5-OH,二、化学性质,酸碱性:以黄酮为例: 6.1:酸性,5% NaOH,5%NaHCO3,5%Na2CO3,0.5% NaOH,3、与浓H2SO4 , HCl 反应呈特殊颜色,6.2 碱性,1、碱性很弱,只与强酸成盐,2、生成盐极不稳定,加水分解,黄酮(醇)、二氢黄酮(醇): 显橙红紫红色 查耳酮、橙酮、儿茶素: () 阴性, 检查:样品 /甲醇 +
8、Mg粉 +3d 浓 HCl,显色,1、还原反应,三、显色反应,1)盐酸镁粉反应,注意,1、当样品是花青素、部分橙酮、查尔酮时:空白 对照实验 2、样品为植物粗提物时:观察升起的泡沫, 选择性还原二氢黄酮 红紫色 其它黄酮类化合物均不显色,可以与之区别 二氢黄酮可与 磷钼酸试剂反应呈现棕褐色,2) 四氢硼钠反应(NaBH4),操作: 样品乙醇液2等量的四氢硼钠,一分钟后加 入浓盐酸或浓硫酸数滴。,为二氢黄酮的特征反应,2、金属离子络合反应,Al 3+ Pb 2+ Zr 3+ Mg 2+ Sr2+ Fe 3+,黄酮类化合物具有结构单元:均可与重金属生成络合物,(2) 1% PbAc2 1%Pb (
9、OH)Ac 黄红色 ,1、1% AlCl3 / MeOH Al(NO3)3 黄色络合物 荧光(max = 415 nm) 黄酮醇或,二黄酮醇显天蓝色荧光,(3) 2%ZrOCl2 / MeOH + 枸橼酸盐 区别 3-OH 与 5-OH黄酮,+ 枸橼酸,+ 2%ZrOCl2 / MeOH,原因: 3-OH黄酮锆盐络合物比5-OH黄酮锆盐络合物稳定,(5) FeCl3试剂 Ph-OH + Fe3+ 呈色,+ Sr 2+ + 2OH -,(5) SrCl2试剂(氨性甲醇中) 绿棕色黑色 ,3、硼酸显色反应 鉴别 5-OH黄酮和 2 OH查尔酮 无机酸或有机酸条件下-亮黄色 草酸-黄色伴有绿色荧光
10、枸橼酸丙酮-黄色, 无荧光 4、与五氯化锑反应 鉴别查尔酮-红或紫红色 条件: 无水环境,(1) 碱性试剂: NH3气:颜色可逆的 NaHCO3水溶液:颜色不可逆,5、碱性试剂显色反应,(2) 碱性试剂反应可以帮助鉴别分子中某些结构特征,第三节 提取与分离,过程分三个阶段,黄酮成分与其它非黄酮分开,将总黄酮 单体黄酮,1、水煎煮法:,注意: 酶的活性:提取苷类,先破坏酶 破坏酶方法:沸水提取 、 高浓度醇,一、提取方法:,药材,浸膏,系统溶剂萃取, 例如:,芦丁溶解度:,槐米粉,水煎液,粗品芦丁,芦丁,适当浓缩,碱:石灰 CaO 、 Ca(OH)2 酸:硫酸、盐酸,2、碱提取酸沉淀法,(3)
11、酸化时,浓度不宜过强,否则生成盐,使析出的黄酮又重新溶解,降低产率,注意:,(1) 碱浓度不易过高,强碱加热易破坏母核,(2) 花、果类药材,含杂质果胶、粘液质,宜用石灰乳 (水),可使含COOH的杂质生成钙盐,有利纯化,4、有机溶剂提取法(极性小的苷元),3、乙醇回流提取法, 分离依据 A:酚OH 酸性;邻二 ph-OH B:依据分子量大小Sephadex LH-20 C:依据分子极性,二、分离方法,(一) 柱色谱法,1、硅胶柱色谱:极性差异 极性大,吸附牢 极性小,吸附差,先洗下来,2、聚酰胺柱色谱:是分离黄酮类较理想的吸附剂 P62, 原理:H 键吸附。吸附能力取决于H 键能力的大小,
12、特点:吸附容量高,(1) 苷元相同时,连糖愈多,吸附力愈差 吸附能力:苷元 单糖苷 双糖苷 叁糖苷 洗脱顺序:苷元 单糖苷 双糖苷 叁糖苷,(2) 母核羟基数目愈多,吸附力愈强,(3) 与形成H键基团的位置有关,若所处位置易于形成分子 内H键,吸附力减小 3、 4 、7 OH 6、7、 3、 4OH 5、6、7OH,聚酰胺柱色谱分离特点:, 洗脱剂洗脱能力: 水 MeOH Me2CO NaOH MF DMF,(4) 分子中芳香核共轭双键多者,易被吸附 查耳酮 二氢黄酮,(5) 不同类型黄酮化合物,被吸附强弱顺序 黄酮醇 黄酮 二氢黄酮醇 异黄酮,3、葡聚糖凝胶柱层析,(1) 常用型号:Seph
13、adex-G型 Sephadex- LH-20型,(2) 分离原理:,游离酚OH的数目多,吸附力大,分子量大(连糖越多),先被洗脱下来 。,A:碱水溶液NH4OH、盐水溶液Nacl B:醇性溶剂甲醇,甲醇-水 C:其他,含水丙酮、甲醇 / 氯仿,(3)洗脱溶剂:,依次用弱碱 强碱,自有机溶剂中将黄酮苷元由强酸弱酸顺序萃取出来,(二) 梯度PH萃取法,适用范围:分离酸性强弱不同的黄酮苷元,流程图如下:,1、铅盐法:,2、硼酸络合法:, 邻二酚OH与H3BO3络合,生成酸性强的络合物,易溶于水,与不具上述结构的黄酮分开,(三) 根据分子中特殊官能团分离,化学方法 色谱方法,谱学特征解析:UV 1H
14、 谱 13C 谱 MS,辅助手段,方法:,2、测定mp:熔距12 测定混合mp(与标准品):纯度不够,mp,一、纯度检查:,1、TLC:三种以上展开剂,与标准品共层析 (Rf、斑点颜色、形状相同),当加入诊断试剂时,通过光谱的改变又可推测基本结构中OH取代情况,提供结构信息,二、紫外光谱,黄酮化合物的 UV 光谱特征,对区分各种类型的黄酮具有意义,优点:,1 、规律性强 2 、测试技术合理 3 、样品用量少,特征: 母核具有两个吸收带,(一) 黄酮化合物在 MeOH 中的基本光谱,母核,取代基的影响,一、 位置 二 、种类 三 、数量,A环取代:影响带的峰形和峰位,对带基本无影响 B环取代:
15、影响带的峰形和峰位,对带影响很小, 只影响其峰形。,注意:当 5 位有取代基时即影响带又影响带 ,因为 5位取代基可与4位羰基形成亲电系统,而4位羰基 又直接参与两个共轭系统。,一、位置,二 、种类,-OH :使峰红移; -OCH3 :或-OH 甲基化,或糖苷化, 则红移减小,三 、数量,有加和性,取代基数目越多,影响越大。 -OH 数目增加,则红移更多,1、黄酮、黄酮醇类:,黄酮: 304350 nm,黄酮醇:352385 nm (C3-OH游离),同:UV光谱相似,2个主峰,峰形及峰强度相似。 异:Band 峰位不同,黄酮醇:328357 nm (C3-OH被取代),二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类,同:苯甲酰系统相同,桂皮酰系统被破坏 Band 吸收强, Band 吸收弱,可作为Band 的肩峰或低强度峰出现。 异