第五章黄酮类化合物湖北医药学院药学院药物化学教研室1 掌握：黄酮类化合物定义及结构类型、理化性质；黄酮类化合物提取分离方法，紫外、质谱、氢谱和碳谱的谱学特征； 熟悉：黄酮类化合物的结构鉴定； 了解：黄酮类化合物的生物合成途径、生物活性；重点一、黄酮类化合物的生物合成途径1、定义 以前，黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮的一系列化合物色原酮2-苯基色原酮（黄酮）第一节概述 现在的黄酮类化合物则泛指两个苯环（A与B环）通过中央三碳链相互连接而成的一类化合物C6-C3-C6ABC12345678生物合成途径：由葡萄糖分别经莽草酸途径和乙酸-丙二酸途径生成对羟基桂皮酸和三分子乙酸，合成查耳酮，再经过查耳酮异构酶的作用形成二氢黄酮，二氢黄酮再在各种酶的作用下衍变为各类黄酮丙二酰辅酶A桂皮酰辅酶A二、结构分类结构分类依据： 三碳链氧化程度 B环（苯基）连接位置（2-位或3-位） 三碳链是否构成环状 C2或C3是否有羟基1234黄酮类（flavones）木犀草素木犀草素:(luteolin）存在于金银花、菊花中，具有抗菌、降血脂及胆固醇作用 OOOHHOOHOHOrutinoseOOOHHOOHOHOHquercetinrutin黄酮醇类（flavonols）槲皮素(quercetin)具有抗炎、止咳祛痰等作用。
芦丁(rutin)是槲皮素的O芸香糖苷 豆科植物槐米中含有芦丁和槲皮素二氢黄酮类(flavanones)橙皮苷（hesperidin）,具有维生素P样作用4二氢黄酮醇类(flavanonols)水飞蓟素是二氢黄酮醇与苯丙素衍生物缩合成的黄酮苯丙素类成分5查耳酮类（chalcones）查耳酮为苯甲醛缩苯乙酮类化合物，其邻羟基衍生物可视为二氢黄酮的异构体，二者可相互转化234561654321O二氢黄酮的吡酮环芳香性低，在碱的作用下易开环生成2-羟基查耳酮，由无色转为深黄色，后者经酸化又能转化为原来的二氢黄酮OH-H+二氢黄酮邻羟基查耳酮菊科植物红花红花所含的色素红花苷是发现的第一个查耳酮类植物成分 红花在开花初期，花冠呈淡黄色；开花中期，花冠呈深黄色；开花后期或采收干燥过程中，氧化成红色6异黄酮类(isoflavones)主要存在于豆科、鸢尾科等植物中葛根总黄酮具有扩冠、增加冠脉流量等作用如葛根主要含有下列几种异黄酮类成分: 化合物名称 取代基 大豆素 7，4-二OH 大豆苷 4-OH ， 7-O-glc 葛根素 7，4-二OH， 8-C-glc 7双黄酮类由二分子黄酮衍生物聚合生成的二聚物，多分布于裸子植物中。
银杏素8花色素类(anthocyanidins)使花、叶、果、茎等呈现蓝、紫、红等颜色的色素以苷的形式存在于细胞液中，经水解可生成苷元花色素HOO9黄烷-3-醇(flavan-3-ols)10橙酮类化合物硫磺菊素结构新颖的黄酮类化合物：1、鱼藤酮类：异黄酮类，在C环多一个碳原子，与B环形成含氧杂环由2-甲氧基异黄酮经氧化环合形成2、紫檀素类：异黄酮，基本骨架由异黄酮的4-和2-通过醚键连接而成的四环系统分为三个亚类：紫檀烷类；6a-羟基紫檀烷类和紫檀烯类3、 山酮类：即苯并色原酮类，也称占吨酮类4、高异黄酮类：一类具有3-苄基色酮结构的化合物的衍生物包括11种基本类型新黄酮类（neoflavonoids）：结构上与生源上与黄酮类和异黄酮类相关的一类天然产物结构类型为4-芳基香豆素类及菲-1、4-醌类等天然黄酮类化合物多以苷类形式存在，并且由于糖的种类、数量、连接位置及连接方式的不同，可以组成各种不同类型的黄酮苷类三、黄酮类化合物的生物活性1.对心血管系统的作用 Vp样作用：芦丁、橙皮苷等，能降低血管脆性及异常通透性 扩冠作用：银杏素、槲皮素、葛根素、人工合成的力可定 降低血脂及胆固醇：木樨草素2.抗肝脏毒作用 水飞蓟素具有保肝作用，用于治疗急、慢性肝炎、肝硬化及多种中毒性肝损伤。
水飞蓟3.抗炎作用芦丁及其衍生物羟乙基芦丁、二氢槲皮素等对角叉菜胶诱发的大鼠足爪肿胀、甲醛引发的关节炎具有明显抑制作用金荞麦中的双聚原矢车菊苷元有抗炎、解热的作用，临床用于肺脓肿及其他感染性疾病4.雌性激素样作用大豆素(daidzein)等异黄酮具有雌激素样作用，与己烯雌酚结构相似5.抗菌及抗病毒作用如黄芩苷、黄芩素等6.泻下作用 营实中的营实苷A有致泻作用7.解痉作用异甘草素、大豆素：解除平滑肌痉挛； 大豆苷、葛根素及葛根总黄酮：缓解高血压患者的头痛等症状； 杜鹃素、川陈皮素、槲皮素、山奈酚、芫花素、羟基芫花素：止咳祛痰小结黄酮类化合物定义：C6-C3-C6结构特点:1、C2-C3是否饱和：饱和为二氢类2、B环连接位置：2-苯基取代为黄酮，3-苯基取代为异黄酮3、是否成环：查耳酮不成环，其余成环4、C2或C3是否有羟基：无为黄酮，有则为黄酮醇生物合成途径：莽草酸途径、乙酸-丙二酸途径黄酮类化合物的生物活性：第二节黄酮类化合物的理化性质及显色反应一、性状1.多为结晶性固体，少为（黄酮苷）无定形粉末2.旋光性 游离苷元：除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外，其余无旋光性 苷类：均有旋光性，且多为左旋。
3.颜色：分子中是否存在交叉共轭体系助色团的种类、数目取代基的位置黄酮、黄酮醇及苷类：灰黄-黄色查耳酮：黄-橙黄色异黄酮：微黄色二氢黄酮、二氢黄酮醇：无色花色苷及其苷元的颜色随pH的不同而改变呈现红（pH8.5）二、溶解度1.游离苷元难溶或不溶于水，易溶于MeOH, EtOH, EtOAc, Et2O等有机溶剂1.非平面性分子，排列不紧密，分子间引力降低，有利于水分子进入，溶解度稍大；2.离子形式存在，具有盐的通性，亲水性较强2.黄酮类化合物的羟基苷化后，水溶性增大影响因素：糖链的长短 糖的结合位置三、酸碱性1.酸性黄酮类化合物多具有酚羟基而呈酸性，可溶于碱性水溶液，吡啶，甲酰胺及二甲基甲酰胺酸性强弱顺序：7,4-二羟基7,或4羟基一般酚羟基5-羟基3-羟基2.碱性-吡喃酮环上的1-位氧原子上有未共用电子对，表现微弱的碱性四、显色反应 黄酮类化合物的颜色多与分子中的酚羟基及-吡喃酮环有关1.盐酸-镁粉（盐酸-锌粉）反应 黄酮、黄酮醇及二氢黄酮、二氢黄酮醇类：橙红-紫红色，少数紫-蓝色 B环有-OH或OCH3取代时：颜色随之加深 查耳酮、橙酮、儿茶素类：不反应 花色素及部分查耳酮、橙酮：单纯浓盐酸酸性条件下有反应(一)还原反应2.四氢硼钠（钾）反应与二氢黄酮类化合物产生红-紫色；其它黄酮类化合物均不显色。
二）金属盐类试剂的络合反应黄酮类化合物分子结构中多有3-OH,4=O; 5-OH, 4=O;邻二酚羟基，常可与铝盐、铅盐、锆盐、镁盐等试剂生成有色络合物邻二酚羟基3-OH,4=O5-OH,4=O1.铝盐试剂：1%AlCl3或Al(NO3)3； 结果：生成络合物为黄色（max=415nm)，并有荧光2.铅盐 试剂：1%PbAc2或碱式醋酸铅水溶液; 结果：生成黄-红色沉淀 适用范围： 醋酸铅：具有邻二酚羟基或兼有3-OH,4=O或5-OH,4=O者碱式醋酸铅：一般酚类化合物3.锆盐:试剂：2%二氯氧化锆甲醇液4.镁盐显色剂：醋酸镁甲醇液（可在纸上进行） 二氢黄酮（醇）：显天蓝色荧光（具有5-OH，色泽更为明显）黄酮、黄酮醇及异黄酮类：黄-橙黄-褐色5.氯化锶(SrCl2)氨性甲醇溶液中，使具有邻二酚羟基的黄酮显绿-棕色-黑色沉淀 应用：区别具有邻二酚羟基的黄酮类化合物6.三氯化铁(FeCl3)反应检查酚羟基多数黄酮类化合物具有酚羟基，可产生正反应，生成绿、蓝、黑、紫等颜色三）硼酸显色反应条件：1 .具有下列结构（5-羟基黄酮，2-羟基查耳酮）2.有无机酸或有机酸存在，生成亮黄色显黄色并有绿色荧光只显黄色不显荧光枸橼酸丙酮草酸硼酸显色反应 日光及紫外光下，通过纸斑反应，观察样品用碱性试剂处理后的变色情况。
四）碱性试剂显色反应 1.二氢黄酮类易在碱液中开环，转变成相应异构体查耳酮类化合物，显橙-红色2. 黄酮醇类在碱液中先呈黄色，通入空气后变为棕色，据此可与其它黄酮类区别 3. 黄酮类化合物当分子中有邻二酚羟基或3,4-二羟基取代时，在碱液中不稳定，易被氧化，由黄色深红色绿棕色沉淀小结黄酮类化合物的理化性质 性状 溶解性 酸性与碱性 显色反应 还原反应 金属盐类试剂的络合反应 硼酸显色反应 碱性试剂显色反应 第三节黄酮类化合物的提取与分离一、提取存在部位： 在花、叶、果等组织中，多以苷的形式存在； 在木部坚硬组织中，多以游离苷元形式存在；依据： 根据化合物极性不同，溶解性不同，采用不同溶剂提取1.苷元 多用CHCl3、Et2O、EtOAc等极性较小溶剂提取； 多OCH3的成分：用苯、石油醚提取； 极性大的成分（如查耳酮、橙酮、双黄酮、羟基黄酮等）：用EtOAc、EtOH、MeOHH2O(11)等溶剂提取2.苷类水或热水提取；也可用EtOH、MeOH、EtOAc提取粗提物的精制处理:(一)溶剂萃取法 石油醚：除去叶绿素、胡萝卜素等脂溶性色素; 水提醇沉：除去蛋白质、多糖等水溶性杂质; 逆流分配：水-乙酸乙酯，正丁醇-石油醚; 在萃取除杂质的同时，可使不同极性或极性相差较大者分离。
二）碱提酸沉法适用于含酚羟基的化合物注意事项：酸碱度不宜过大； 石灰乳的加入可除去果胶、粘液等水溶性酸性杂质主要适于苷类的精制工作 在植物的粗提物中，分别加入活性炭，搅拌，静置，直至定性检查上清液无黄酮反应时为止三）炭粉吸附法滤过 收集 洗脱液 滤液炭末沸水 7%酚/水 沸甲醇 15%酚/醇溶液 鉴定 减压浓缩 乙醚除去残留的酚 水层 黄酮苷 减压浓缩 二、分离（一）柱色谱法原理:吸附层析，“相似者易于吸附”吸附剂:硅胶、聚酰胺及葡聚糖凝胶等 1.硅胶柱色谱：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）的黄酮及黄酮醇类出柱先后顺序： 若母核结构相同，而-OH取代数目不同，则-OH多的后出柱； 易形成分子内氢键的-OH，其极性变小先出柱，如：邻二-OH间二-OH； 一般出柱顺序：苷元 单糖苷 双糖苷 多糖苷 2.聚酰胺柱色谱：吸附强度： 黄酮类化合物分子中羟基的数目与位置； 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适用范围：分离各种类型的黄酮类化合物例如: 聚酰胺柱层析法分离山柰酚、槲皮素、杨梅素，用氯仿-甲醇混合溶剂梯度洗脱，其洗脱顺序是:山奈酚槲皮素杨梅素要点：1、被分离成分可以形成氢键的基团数越多，吸附力越强； 2、易于形成分子内氢键的，吸附力则减弱；3、分子内芳香程度越高、共轭双键越多，吸附力越强； 糖和苷虽有醇羟基但一般不参与吸附。
氢键吸附能力越强，吸附越牢，薄层层析时Rf值越小，在柱层析时越难洗脱；吸附弱，薄层层析Rf值越大，柱层析时越易于洗脱洗脱规律：（1）苷元相同，洗脱先后顺序一般是： 叁糖苷双糖苷单糖苷苷元（2）母核上增加羟基，洗脱速度相应减缓（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3.葡聚糖凝胶(Sephadexgel)柱色谱：机理：分离游离黄酮时，主要靠吸附作用； 分离黄酮苷时，则分子筛的属性起主导作用常用的洗脱剂：(1) 碱性水溶液（如0.1mol/L NH4OH），含盐水溶液(0.5mol/L NaCl等)2) 醇溶液，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 从上表可以看出游离黄酮的酚羟基越多，Ve/Vo越大，越难洗脱；而黄酮苷分子上连接的糖数目越多，分子量越大，则Ve/Vo越小，越容易洗脱二）梯度pH萃取法适用范围：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酸性：7，4-。