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1、 Chemistry of Chinese Medicine第五章 苯苯 丙丙 素素 （Phenylpropanoids ）第一节第一节 概述概述第二节第二节 简单苯丙简单苯丙素素第三节第三节 香豆素香豆素第四节第四节 木脂素木脂素 本本 章章 内内 容容1概概 述述 定义：定义： 一类含有一个或几个一类含有一个或几个C6-C3单位的天然单位的天然成分。成分。主要包括：主要包括： 苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素等。豆素、木脂素等。苯丙素类化合物苯丙素类化合物生物合成途径生物合成途径如下：如下：概概 述述概概 述述第一节第一节 概述概述第二节第二
2、节 简单苯丙简单苯丙素素第三节第三节 香豆素香豆素第四节第四节 木脂素木脂素 本本 章章 内内 容容第二节：简单苯丙素类简单苯丙素类一一 简单苯丙素类：简单苯丙素类：结构上属于苯丙烷衍生物，结构上属于苯丙烷衍生物，依依C3侧链的结构变化，可分为苯丙烯、苯丙醇、苯丙侧链的结构变化，可分为苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸等类型。醛、苯丙酸等类型。（一）苯丙稀类：（一）苯丙稀类：（二）苯丙醇类：（二）苯丙醇类：（三）苯丙醛类：（三）苯丙醛类： 丁香酚丁香酚 细辛醚细辛醚 细辛醚（苯丙烯）细辛醚（苯丙烯） 紫丁香苷（苯丙醇）紫丁香苷（苯丙醇） 桂皮醛（苯丙醛）桂皮醛（苯丙醛）（四）苯丙酸类（四）苯丙酸类
3、茵陈茵陈苎麻苎麻金银花金银花菜蓟菜蓟马尾树马尾树肉桂肉桂富含苯丙素类化合物的中草药富含苯丙素类化合物的中草药丹参素甲丹参素甲丹参素丙丹参素丙丹参素乙丹参素乙丹参（丹参（Salvia miltiorrhiza）二二 简单苯丙素类的提取与分离简单苯丙素类的提取与分离 提取提取：根据苯丙素类成分的极性和溶解性，：根据苯丙素类成分的极性和溶解性，一般用有机溶剂或水提取。因简单苯丙素一般用有机溶剂或水提取。因简单苯丙素类化合物多具挥发性，是挥发油芳香族化类化合物多具挥发性，是挥发油芳香族化合物的主要组成部分，可用水蒸气蒸馏法合物的主要组成部分，可用水蒸气蒸馏法提取。提取。分离分离：一般用硅胶柱色谱，高效
4、液相色谱：一般用硅胶柱色谱，高效液相色谱等进行分离。等进行分离。第一节第一节 概述概述第二节第二节 简单苯丙简单苯丙素素第三节第三节 香豆素香豆素第四节第四节 木脂素木脂素 本本 章章 内内 容容黄香草木犀黄香草木犀（Melilotus officinalis）豆科，草木犀属；又名豆科，草木犀属；又名零陵香豆零陵香豆（tonka bean）Coumarou Coumarin 香豆素（香豆精）是具有苯骈香豆素（香豆精）是具有苯骈 - -吡喃酮母核吡喃酮母核的一类化合物的总称。的一类化合物的总称。环上常有环上常有-OH、OCH3、异戊烯基等取代基。异戊烯基等取代基。第三节第三节 香豆素类香豆素类概
5、述概述 由于绝大多数香豆素在由于绝大多数香豆素在C7位都有含氧官能团存在，故位都有含氧官能团存在，故7-羟香羟香豆素可以认为是香豆素类成分的母体。豆素可以认为是香豆素类成分的母体。分布分布高等植物高等植物 分布广泛，尤其是分布广泛，尤其是 芸香科、伞形科芸香科、伞形科 特多。特多。动物和微生物动物和微生物 也有发现，数量较也有发现，数量较少少。 香豆素的生物活性1.肝毒性肝毒性有些香豆素对肝有一定的毒性。有些香豆素对肝有一定的毒性。2.光敏作用光敏作用可引起皮肤色素沉着；补骨脂内酯可治可引起皮肤色素沉着；补骨脂内酯可治 白斑病白斑病 。 3.抗菌、抗病毒作用抗菌、抗病毒作用蛇床子、毛当归根中的
6、奥斯脑蛇床子、毛当归根中的奥斯脑 （Osthole）：抑制乙肝表面抗原；）：抑制乙肝表面抗原； 4.抗肿瘤作用。抗肿瘤作用。5.抗凝血作用。抗凝血作用。6.抗骨质疏松作用。抗骨质疏松作用。一、香豆素的分类一、香豆素的分类（一）（一） 简单香豆素类简单香豆素类（二）呋喃香豆素类（二）呋喃香豆素类(furocoumarins) (线型和角型线型和角型)（三）吡喃香豆素类（三）吡喃香豆素类(pyranocoumarins) (线型和角型线型和角型)（四）其它香豆素类（四）其它香豆素类 简单香豆素类简单香豆素类定义：只在定义：只在苯环苯环上有取代的香豆素类。上有取代的香豆素类。取代基：羟基、甲氧基、亚
7、甲二氧基和异取代基：羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯基（戊烯基（6-6-，8-8-）等）等。当归内酯7-羟基香豆素 呋喃香豆素类呋喃香豆素类(furocoumarins) 香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-7-羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。呋喃香豆素。 呋喃香豆素类成分生物合成途径：呋喃香豆素类成分生物合成途径： 香豆素香豆素C-6或或C-8异戊烯基与邻酚羟基环合异戊烯基与邻酚羟基环合而成而成2,2-二甲基二甲基-吡喃环结构，形成吡喃香吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。豆素。这一类天然产
8、物并不多见。 吡喃香豆素类成分的生物合成途径：吡喃香豆素类成分的生物合成途径： 吡喃香豆素类吡喃香豆素类(pyranocoumarins)少数为少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：吡喃骈香豆素，如： 其它香豆素类其它香豆素类 指指-吡喃酮环上吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。包括二聚体和三聚体。C3、C4上常有取代上常有取代基：基：苯基、羟基、异戊烯基等。苯基、羟基、异戊烯基等。性状性状游离状态（苷元）游离状态（苷元） 结晶形固体，有一定熔点；结晶形固体，有一定熔点； 大多具有香气；具有升华性质大多具有香气；具有升华性质 分子量小的有挥发性（可随水蒸气蒸出）
9、分子量小的有挥发性（可随水蒸气蒸出）成苷成苷大多无香味、无挥发性、不能升华。大多无香味、无挥发性、不能升华。二、香豆素的理化性质二、香豆素的理化性质荧光性质：紫外下荧光变化如下表荧光性质：紫外下荧光变化如下表类型香豆素母核7羟基加碱导入非羟基取代基多烷基取代荧光无较强蓝荧光更强减弱，变紫黄绿或褐色26溶解性溶解性游离游离 能溶于沸能溶于沸 H2O，不溶或难溶冷不溶或难溶冷 H2O， 可溶可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂。和乙醚等溶剂。 因含因含Ar-OH故可溶于碱水中。故可溶于碱水中。 成苷成苷 溶于溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。等。 难溶极性小的有机溶剂。难
10、溶极性小的有机溶剂。 碱水解反应（内酯性质）碱水解反应（内酯性质） 碱水解反应（内酯性质）碱水解反应（内酯性质） 含特殊结构的香豆素含特殊结构的香豆素 如如C8位位取取代代基基的的适适当当位位置置上上有有C=O、C=C、环环氧氧等等结结构构者者，可可与与水水解解新新生生成成的的酚酚羟羟基基起起缔缔合合、加加成成等等作作用用，可可阻阻碍内酯的恢复。碍内酯的恢复。例：例：由于碱的浓度不同，其反应产物也不同：由于碱的浓度不同，其反应产物也不同：（四）显色反应（四）显色反应1.异羟肟酸铁反应（识别内酯）异羟肟酸铁反应（识别内酯）（四）显色反应（四）显色反应2.酚羟基反应（判断游离酚羟基的有无）酚羟基反
11、应（判断游离酚羟基的有无） 具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与与三氯化铁三氯化铁试剂络合而产生不同的颜色。试剂络合而产生不同的颜色。（四）显色反应（四）显色反应 3. Gibbs反应和反应和Emerson反应反应试剂：试剂： Gibbs2,6-二氯二氯(溴溴)苯醌氯亚胺苯醌氯亚胺 Emerson氨基安替匹林和铁氰化钾氨基安替匹林和铁氰化钾条件：条件： 有游离酚羟基，且其对位无取代者有游离酚羟基，且其对位无取代者或或6-位碳上位碳上没有取代没有取代呈阳性呈阳性（四）显色反应（四）显色反应 3. Gibbs反应和反应和Emerson反应反应 Gibbs反应：反应
12、： Emerson反应：反应： 符合上符合上述述条件的香豆素的碱性溶液中，加入条件的香豆素的碱性溶液中，加入2%的的4-氨基安替匹林和氨基安替匹林和8%的铁氰化钾试剂的铁氰化钾试剂与与酚羟酚羟基对位活泼氢基对位活泼氢缩合成红色化合物。缩合成红色化合物。红色三、香豆素类化合物的提取分离三、香豆素类化合物的提取分离( (一）提取一）提取 一般利用香豆素的一般利用香豆素的溶解性、挥发性、升溶解性、挥发性、升华性华性及具有及具有内酯内酯结构的性质进行提取分离结构的性质进行提取分离。1 1、系统溶剂提取法：、系统溶剂提取法： 一般可用甲醇或乙醇从植物中提取，回收溶一般可用甲醇或乙醇从植物中提取，回收溶剂
13、的浸膏，然后用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、剂的浸膏，然后用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次萃取，分成极性不同的部位。丙酮和甲醇依次萃取，分成极性不同的部位。例：例：（亲脂性（亲脂性（亲脂性（亲脂性香豆素）香豆素）香豆素）香豆素）（亲脂性较（亲脂性较（亲脂性较（亲脂性较弱香豆素）弱香豆素）弱香豆素）弱香豆素）（香豆素苷类）（香豆素苷类）（香豆素苷类）（香豆素苷类）药材药材药材药材乙醇提取乙醇提取乙醇提取乙醇提取乙醇提取液乙醇提取液乙醇提取液乙醇提取液回收溶剂、加水回收溶剂、加水回收溶剂、加水回收溶剂、加水水溶液水溶液水溶液水溶液有机溶剂萃取有机溶剂萃取有机溶剂萃取有机溶剂萃取石油醚部分石油醚部
14、分石油醚部分石油醚部分乙醚层乙醚层乙醚层乙醚层乙酸乙酯层乙酸乙酯层乙酸乙酯层乙酸乙酯层正丁醇层正丁醇层正丁醇层正丁醇层（极性大香（极性大香（极性大香（极性大香豆素苷类）豆素苷类）豆素苷类）豆素苷类）2 2、水蒸气蒸馏法：、水蒸气蒸馏法： 某些小分子的香豆素类具挥发性，可用蒸某些小分子的香豆素类具挥发性，可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。3.3.碱溶酸沉法碱溶酸沉法原理：原理：1.1.具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。析出。2.2.香豆素的内酯环性质，在碱液中皂化成香豆素的内酯环性质，在碱液中皂化成盐而加
15、酸后恢复成内酯析出。盐而加酸后恢复成内酯析出。例：例：乙醚萃取液乙醚萃取液NaHCO3NaHCO3水溶液萃取水溶液萃取 碱水层碱水层（酸性成分酸性成分）乙醚层乙醚层稀冷的稀冷的NaOHNaOH进行萃取进行萃取碱水层碱水层（酚性成分包括酚性成分包括酚性香豆素酚性香豆素）乙醚层（中性成分）乙醚层（中性成分）回收乙醚并用回收乙醚并用NaOHNaOH水或醇溶水或醇溶液进行水解液进行水解水解后得到的溶液水解后得到的溶液乙醚萃取乙醚萃取 乙醚层乙醚层（不水解的中性成分）（不水解的中性成分） 碱溶液碱溶液酸中和、乙醚萃取酸中和、乙醚萃取水溶液水溶液 乙醚层乙醚层（香豆素内酯成分）（香豆素内酯成分）注意以下几
16、点：注意以下几点：1.1.碱液水解开环时，要注意碱液的浓度和加碱液水解开环时，要注意碱液的浓度和加热时间，否则将引起降解反应而使香豆素热时间，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不能合环。破坏，或者使香豆素开环而不能合环。2.2.对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。产物。(二）分离二）分离 提取后可直接利用化合物的溶解性质进行分离提取后可直接利用化合物的溶解性质进行分离如：如： 香豆素在石油醚中溶解度不大，浓缩时即可析香豆素在石油醚中溶解度不大，浓缩时即可析出结晶。出结晶。( (二）分离二）分离色谱方法色谱方法 吸附剂吸附剂硅胶、中性氧
17、化铝硅胶、中性氧化铝 洗脱剂洗脱剂已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等 显显 色色可观察荧光可观察荧光四、香豆素的检识四、香豆素的检识（一）理化检识（一）理化检识 1.荧光荧光 2.显色反应显色反应（二）色谱检识（二）色谱检识五、香豆素的结构研究五、香豆素的结构研究（一）紫外光谱（一）紫外光谱 UV下显下显蓝色荧光蓝色荧光。 C7位导入位导入-OH荧光增强荧光增强 -OH醚化后醚化后荧光减弱荧光减弱碱液中碱液中（羟基解离）（羟基解离）372nm372nm苯环苯环274nm-吡喃酮环吡喃酮环311nm引入羟基（共轭引入羟基（共轭） 325nm（二）红外（二）红外（IRIR）光
18、谱）光谱 呋喃环（呋喃环（C-HC-H）317531753025cm3025cm-1-1（弱小、尖锐（弱小、尖锐 的双峰）的双峰） 内酯环内酯环内酯环内酯环1750-1700cm1750-1700cm-1-1（C=O C=O 最强峰）最强峰）最强峰）最强峰）1270-1220cm1270-1220cm-1-11100-1000cm1100-1000cm-1-1( ( 强吸收峰强吸收峰强吸收峰强吸收峰 ) ) 芳环芳环芳环芳环166016601600cm-11600cm-1( (三个较强吸收三个较强吸收三个较强吸收三个较强吸收) )（三）质谱（三）质谱主要特点：主要特点：1.1.分子离子峰较强；
19、分子离子峰较强；2.2.基峰是失去基峰是失去COCO的苯骈呋喃离子；的苯骈呋喃离子；3.3.主要裂解途径是：首先失去主要裂解途径是：首先失去COCO。146（76%）118（100%）-CO-COC7H6+.C7H5+90（43%）89（35%）（四）核磁共振（四）核磁共振（NMRNMR）谱）谱 （1 1） 1 1H-NMRH-NMR谱特征谱特征: : 环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应 吡喃酮环质子吡喃酮环质子吡喃酮环质子吡喃酮环质子- H (1H, d. J=9.5) 6.10- H (1H, d. J=9.5) 6.106.50 6.50 （高场）（
20、高场）（高场）（高场）4 4 H (1H, d. J=9.5) 7.50 H (1H, d. J=9.5) 7.508.20 (8.20 (低场低场低场低场) ) 芳环质子芳环质子H-8 (1H,d.J=2.0) （高场、羟基邻位，（高场、羟基邻位，7.0）H-6 (1H,dd.J=8.0;2.0) （高场、羟基邻位，（高场、羟基邻位，6.9） H-5 (1H,d.J=8.0)（低场，（低场，7.7） 受羰基吸电影响受羰基吸电影响电子云密度下降（电子云密度下降（） 当当C3、C4位未取代时：位未取代时： 当当C3或或C4取代时：取代时：当C7-OR时： C5-H 7.38 d, J5,6 =
21、9HzC6-H C8-H 6.87 2H , m峰当C5，C7二氧取代：当C7-OR、C8或C6烷基取代时： （2） 13C NMR香豆素母核上九个碳原子的化学位移值一香豆素母核上九个碳原子的化学位移值一般在般在100160之间，如图所示。之间，如图所示。有有有有OROR取代取代取代取代 直接相连的碳直接相连的碳直接相连的碳直接相连的碳 +30ppm+30ppm邻碳邻碳邻碳邻碳 13ppm13ppm对碳对碳对碳对碳 8ppm8ppm153.9153.9第一节第一节 概述概述第二节第二节 简单苯丙简单苯丙素素第三节第三节 香豆素香豆素第四节第四节 木脂素木脂素 本本 章章 内内 容容定义（新）：
22、定义（新）： 木脂素（木脂素（Lignans） :是一类由苯丙素双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。少数为三单位氧化缩合而成的化合物。少数为三聚物和四聚物。聚物和四聚物。 木质素（木质素（Lignin）: 是一类由几十个是一类由几十个C6-C3单位聚合而成的高分子化合物。单位聚合而成的高分子化合物。第四节第四节 木脂素类木脂素类木脂素的定义（早期）：木脂素的定义（早期）：早期木脂素的定义：早期木脂素的定义： 两分子苯丙素以侧链中两分子苯丙素以侧链中 碳原子（碳原子（8-8）连结而成的）连结而成的化合物
23、化合物木脂素木脂素。 非非 碳原子相连（如碳原子相连（如3-3、8-3）新木脂素新木脂素。木脂素的一些新类型：木脂素的一些新类型： 苯丙素低聚体苯丙素低聚体三聚体、四聚体等三聚体、四聚体等； 三聚体称为倍半木脂素（三聚体称为倍半木脂素（sesquilignan） 四聚体称为二木脂素（四聚体称为二木脂素（dilignan） 杂木脂素杂木脂素由一分子苯丙素与黄酮、香豆素由一分子苯丙素与黄酮、香豆素等结合而成；等结合而成； 黄酮木脂素（黄酮木脂素（flavonolignan） 去甲木脂素去甲木脂素(norlignan):母核只有母核只有1617个碳原子。个碳原子。丙烯基酚丙烯基酚 烯丙苯基酚烯丙苯基
24、酚 组成木脂素的单体主要有四种：组成木脂素的单体主要有四种： - -碳原子氧化型的木脂素类碳原子氧化型的木脂素类- -碳原子未氧化型碳原子未氧化型 的新木脂素类的新木脂素类桂皮酸桂皮酸 桂皮醇桂皮醇一、常见类型如下：一、常见类型如下：1. 简单木脂素（二芐基丁烷类简单木脂素（二芐基丁烷类dibenzylbutanes）2. 木脂内酯（二芐基丁内酯类木脂内酯（二芐基丁内酯类dibenzyltyrolactones）3. 环木脂素（芳基萘类环木脂素（芳基萘类arylnaphthalenes）4. 单环氧木脂素（四氢呋喃类单环氧木脂素（四氢呋喃类tetrahydrofurans）5.双环氧木脂素（双
25、环氧木脂素（双四氢呋喃类双四氢呋喃类furofurans）6. 联苯环辛烯类（联苯环辛烯类（dibenzocyclooctenes）7. 联苯类（联苯类（biphenylenes）8. 倍半木脂素（倍半木脂素（sesquilignans）二、木脂素类化合物的理化性质二、木脂素类化合物的理化性质形形 态态：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶溶解性溶解性：游离：游离亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等 成苷成苷水溶性增大水溶性增大挥发性挥发性：多数不挥发，少数有升华性质：多数不挥发，少数有升华性质旋光性旋光性：大多有光学活性，遇酸易异构化。：大多有光
26、学活性，遇酸易异构化。遇酸易发生异构化：遇酸易发生异构化：Labat反应：具有亚甲二氧基的化合物。三、提取分离三、提取分离 1. 提取提取: 多用乙醇或丙酮等提取后，再用极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。性较小的溶剂如：乙醚、氯仿等进行萃取。 2. 分离分离: 色谱法、溶剂萃取法、分级沉淀法、重结晶法色谱法、溶剂萃取法、分级沉淀法、重结晶法.四、木脂素的检识四、木脂素的检识1 1三氯化铁反应三氯化铁反应检查酚羟基检查酚羟基2 2LabatLabat反应（没食子酸、浓硫酸）反应（没食子酸、浓硫酸）检查检查亚甲二氧基（阳性呈蓝绿色）亚甲二氧基（阳性呈蓝绿色）3
27、3EcgrineEcgrine反应（变色酸、浓硫酸）反应（变色酸、浓硫酸）检检查亚甲二氧基（阳性呈蓝紫色）查亚甲二氧基（阳性呈蓝紫色） 五、结构研究五、结构研究 目前多用目前多用1H-NMR和和13C-NMR谱。谱。 根据化合物的根据化合物的 基本骨架基本骨架结构类型、碳数、对称性结构类型、碳数、对称性 取代基取代基含氧取代基、烷基含氧取代基、烷基 进行结构测定。进行结构测定。1异羟肟酸铁反应的作用基团是A. 亚甲二氧基 B. 内酯环 C. 芳环 D. 酚羟基 E. 酚羟基对位的活泼氢习题习题B2游离香豆素可溶于热的氢氧化钠水溶液， 是由于其结构中存在 A. 甲氧基 B. 亚甲二氧基 C. 内酯环 D. 酚羟基对位的活泼氢 E. 酮基C如何用化学方法鉴别6，7-二羟基香豆素和7-羟基-8-甲氧基香豆素？思考题思考题答：分别取6，7-呋喃香豆素和7，8-呋喃香豆素样品于两支试管中，分别加碱碱化，然后再加入Emerson试剂，反应呈阳性者为7，8-呋喃香豆素，阴性者为6，7-呋喃香豆素。The End
