第四章 香豆素和木脂素类

第一节 香豆素类
二、理化性质
㈣荧光性质
香豆素在紫外光下大多显蓝色或紫色荧光， 在碱液中荧光更为显著。香豆素荧光与分子中取 代基的种类和位置有关:一般在C7位上引人羟基 后呈强烈的蓝色荧光，甚至在可见光下也能见到 荧光，加碱后荧光更强;羟基醚化则荧光减弱。
第一节 香豆素类
二、理化性质
(五)显色反应 1、异羟肟酸铁反应
香豆素类成分与浓碱一起煮沸， OH OH 可导致内酯环破坏，裂解为酚类 + COOO O H 长时间加热 O 或酚酸类。所以在用碱液提取香 顺邻羟桂皮酸 豆素类成分时，必须注意碱液的 + H (不易游离存在） 浓度和避免长时间加热，防止内 不环合 酯环的破坏。 COO -
O
反邻羟桂皮酸 （安定状态）
香豆素结构中酚羟基的邻位或对位未被取代， 则能与重氮化试剂反应生成红色或紫红色的偶氮化 N NCl 合物。
+ -
O
O
OHH2O
O2N OH COONO2
N N COO-
Na2CO3
偶氮化合物(红色)
OH
第一节 香豆素类
二、理化性质
(五)显色反应 4.Gibb's试剂反应
香豆素结构中酚羟基对位无取代或C6位上没有取 代时，与Gibb's试剂(2,6一二氯(溴)苯醌氯亚胺)反应 生成蓝色化合物。
由于木脂素的活性与手性碳的构型有关，因此， 在提取木脂素过程中应特别注意操作条件，尽量避 免与酸、碱接触，防止旋光性、构型改变所导致的 活性丧失或减弱。
第二节 木脂素
二、理化性质
㈢、显色反应 木脂素分子结构中含有的酚羟基、亚甲二氧基和内 酯环等，可发生下列相应的颜色反应。 (1)酚羟基的反应
可发生三氯化铁、重氮化试剂、Gibb's试剂反应。
简单苯丙素类 香豆素类 木脂素类 木质素类 黄酮类 苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸 1分子C6 — C3 单元 2分子C6 — C3 单元 多分子C6 — C3 单元 C6—C3—C6 单元
第一节 香豆素类
香豆素类成分是一类具有苯并α -吡喃酮母核的天 然产物的总称。从结构上香豆素可看作是顺式邻羟 基桂皮酸的内酯。 广泛分布于高等植物，特别是伞形科、芸香 1 8 科、豆科、菊科、茄科、瑞香科、木犀科等植物 OH O O 7 COOH 及微生物代谢产物中，目前已从自然界中分离到 -H2O 2 1000多种香豆素类化合物。在植物中，它往往以 6 3 4 5 游离状态或与糖结合成苷的形式存在。
第一节 香豆素类
三、提取与分离
㈣分离 结构相似的香豆素混合物的分离采用的是色谱技 术。柱色谱常用的吸附剂有硅胶、中性或酸性氧化 铝，洗脱剂可用石油醚、正己烷与乙酸乙酯等混合 溶剂依次增加极性进行洗脱。 另外香豆素类成分因有荧光性，在薄层板上很容 易定位，所以，也可用制备薄层色谱进行分离，极 性小的香豆素类可用环己烷(石油醚)一乙酸乙酯系统， 极性大的香豆素类可用氯仿一甲醇系统展开，可获 得较好的分离效果。
第一节 香豆素类
三、提取与分离
(二)碱溶酸沉法
香豆素类化合物结构中有内酯环，在热碱液中内酯环开裂 成羧酸盐溶于水中，加酸又重新环合成内酯而析出。一般用 0.5%氢氧化钠水溶液加热提取，提取液冷却后先用乙醚等亲脂 性有机溶剂萃取除去杂质，然后加酸调节PH到中性，适当浓缩 后，再酸化，则香豆素及其苷即可析出。
(2)亚甲二氧基的反应
Labat试剂(没食子酸硫酸试剂)反应：
具有亚甲二氧基的木脂素，加浓硫酸后，再加没食 子酸，可产生蓝绿色。
第二节 木பைடு நூலகம்素
二、理化性质
㈢、显色反应 (2)亚甲二氧基的反应 Ecgrin试剂(变色酸硫酸试剂)反应： 样品加浓硫酸后，再加变色酸，并保持温度在7080℃20 min，可产生蓝紫色。 (3)异羟肟酸铁反应 含有内酯环的木脂素可发生异羟肟酸铁反应，溶液变 为紫红色。
HO O O HO O O HO O O HO O 4' 3' 2' O 1' O O O O
的 形 成 过 程
O
O
O
OH
花椒内酯 邪蒿内酯
1' O 2' 3' 4' O O
线型： 6,7-吡喃骈香豆素型
7,8-吡喃骈香豆素型 角型：
第一节 香豆素类
一、结构类型
(四)异香豆素类 异香豆素是香豆素的异构体，其代表化合物有仙 鹤草内酯、茵陈炔内酯。
第二节 木脂素 一 、结构类型
(一)简单木脂素类 基本骨架为二芳基丁烷类，如愈创木树脂中的愈 创木脂酸和从珠子草中分得的叶下珠脂素属简单木脂 素。
第二节 木脂素 一 、结构类型
(二)环木脂素 中国紫杉中的异紫杉脂素具 有苯代四氢萘的基本结构:
第二节 木脂素 一 、结构类型
(三) 环木脂内酯 环木脂内酯是环木脂素的9,9'碳间形成内酯的衍生物。 如来源于小檗科植物桃儿 七的根茎l-鬼臼毒素。
第一节 香豆素类
一、结构类型
香豆素母核为苯并α-吡喃酮。环上常有羟基、烷氧 基、苯基、异戊烯基等取代。根据香豆素母核上的取 代基和骈环情况可分为五大类： 简单香豆素类 呋喃香豆素类 吡喃香豆素类 异香豆素类 其他香豆素类
第一节 香豆素类
一、结构类型
(一)简单香豆素类
简单香豆素类是指仅在苯环上具有取代基的香豆素类。常见 取代基为羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯氧基等。大多数 天然香豆素在7一位都有含氧基团，故7-羟香豆素常视为香豆素 成分的母体。5,6,8位都可能有含氧基团取代。6或8位也常直接 连有异戊烯基。 O OMe
第一节 香豆素类
四、 鉴定
薄层色谱法
香豆素类的薄层色谱最常用的吸附剂是硅胶，其次是纤维 素和氧化铝。简单香豆素常用的展开剂有:甲苯一甲酸乙酯一 甲酸(5:4:1)等；呋喃香豆素类常用的展开剂有:正己烷一乙酸 乙酯(7:3)等；香豆素苷可用极性较大的展开剂，如正丁醇一 醋酸一水(4:1:5上层)。
羟基香豆素一般有强的荧光，容易辨认，可显蓝、棕、 绿、黄等色荧光。必要时可喷洒显色剂:①重氮化试剂;② Emerson试剂或Gibb' s试剂; ③异羟肟酸铁试剂; ④三氯化 铁试剂等。
HO O O HO O O HO O O O HO O O
的 形 成 过 程
O HO
O
O
补骨脂内酯
O O O
白芷内酯
O
O
O
线型：补骨脂内酯型 6,7-呋喃骈香豆素型
角型：异补骨脂内酯型 7,8-呋喃骈香豆素型
第一节 香豆素类
一、结构类型
(三)吡喃香豆素类
吡喃香豆素是由香豆素C6或C8位上的异戊烯基 异戊烯基8位取代 异戊烯基6位取代 伞形花内酯 和邻位羟基环合而形成2，2-二甲基α-吡喃环结构。 环 同呋喃香豆素一样分为线型和角型。 合
第一节 香豆素类
二、理化性质
(二)溶解性 游离香豆素为亲脂性化合物，难溶于冷水，可溶 于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚和苯等; 香豆素苷则能溶于水、甲醇、乙醇，难溶于乙醚、 笨等极性小的有机溶剂。
第一节 香豆素类
二、理化性质
但香豆素长时间在碱液中放 置或紫外光照射，则生成的 (三) 与碱的作用 顺式邻经基桂皮酸盐可转变 香豆素分子中具有内酯环，在稀碱溶液中可水解开环，形 为稳定的反式邻羚基桂皮酸 成水溶性的顺式邻经基桂皮酸盐，酸化后又可重新环合形成脂 盐，酸化后不再环合成内酯。 溶性香豆素而沉淀析出。这一性质常用于提取分离香豆素类及 其他内酯类化合物。
第四章
香豆素和木脂素
（coumarin & lignans）
第四章
香豆素和木脂素
目的要求 1．掌握香豆素的结构类型。 2．掌握香豆素的理化性质。 3. 掌握香豆素的提取分离方法。 4、熟悉木脂素的结构类型和理化性质
第四章
香豆素和木脂素 概述
香豆素（coumarin）和木脂素（lignans）都属 于苯丙素衍生物，苯丙素是一类含有一个或几个 C6-C3单位的天然成分。
CI OHH2O + Cl N CI pH9~10 CI N COOO CI OCOOHO N CI CI O O COO-
O
O
OH
蓝色
第一节 香豆素类
二、理化性质
(五)显色反应 5.Emerson试剂反应
香豆素结构中酚羟基对位无取代或C6位上没有取 代时，与Emerson试剂(4--氨基安替比林和铁氰化钾) 反应生成红色化合物。
第二节 木脂素
木脂素(lignans)是一类由苯丙素衍生物聚合而成 的天然化合物, 通常指其二聚体，少数为三聚体和四 聚体。由于较广泛地存在于植物的木质部和树脂中， 且在开始析出时呈树脂状，故称为木脂素。 木脂素在自然界分布较广，如伞形科、小檗科、 菊科、木兰科、木樨科、马兜铃科等科植物中均有 分布，常见的含木脂素的药材有:五味子、厚朴、细 辛、连翘、牛蒡子等。
但需注意所加碱液的浓度不宜太浓，加热时间不宜过长， 温度不宜过高，以免破坏内酯环。此外，一些对酸碱敏感的 香豆索类，如 C8位有酰基的香豆素，水解后不易恢复成内 酯;C5位有羟基的，闭环时可能异构化，则不宜用此法。
第一节 香豆素类
三、提取与分离
(三)水蒸气蒸馏法 小分子游离香豆素具有挥发性，可采用水蒸气蒸馏 法进行提取。 ㈣分离 香豆素类成分的分离，早期往往利用混合物中 各组分溶解性、酸性的差异进行分离，如香豆素苷 和苷元的分离可利用其在水和有机溶剂中溶解度的 差异分离，有酚羟基的香豆素可利用本身的酸性与 其他香豆素分离。
第一节 香豆素类
一、结构类型
(五)其他香豆素类 该类别是指α --吡喃酮环上也有取代基的香 豆素类。C3 、C4上常有苯基、羟基、异戊烯基 等取代基，如膨琪菊内酯;也有碳碳相连，醚键 相连的香豆素二聚体、三聚体，如紫苜蓿酚等。
第一节 香豆素类
二、理化性质
(一)性状
游离香豆素多有较好的结晶，且大多有香味。分 子量小的有挥发性，能随水蒸气蒸馏，并能升华。 香豆素苷则多数无香味和挥发性，也不能升华。香 豆素类在可见光下，一般为无色或淡黄色，紫外光 下多显蓝色或紫色荧光，常用于鉴别香豆素。
第二节 木脂素
香豆素及其苷类的内酯结构在碱性条件下可开环，与盐酸 羟胺缩合成异羟肟酸，再在酸性条件下与三价铁离子络合生成 异羟肟酸铁而显红色。
第一节 香豆素类
二、理化性质
(五)显色反应 2.三氯化铁试剂反应
有酚羟基的香豆素，在酸性条件下可与三氯化 铁试剂产生污绿色至蓝绿色反应。酚羟基数目越多， 颜色越深。
3.重氮化试剂反应
H2N N CH3 N OH H2O
-
CH3 COOO N
O
O
OH
COO-
+
O
N
CH3
[O] K3[Fe(CN)6]
O
N
CH3
红色
第一节 香豆素类
二、理化性质
(五)显色反应
第一节 香豆素类
三、提取与分离
一般利用香豆素的溶解性、挥发性及具有内酯结构的性质进 行提取分离。
(一)溶剂提取法
游离香豆素大多极性较小，具有亲脂性，可用低极性有 机溶剂如苯、乙醚、乙酸乙酯等提取。 香豆素苷极性较大，亲水性强，可用水、醇等溶剂加热 提取。 一种药材中往往同时含有多种香豆素，也可采用系统溶剂 法提取，常用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇顺次提取。 多数香豆素可溶于乙醚中，极性较大的游离香豆素及香豆素苷 可被乙酸乙酯、甲醇等溶剂提出，将各提取液浓缩、冷却后即 可得到结晶。
第二节 木脂素 一 、结构类型
(四)联苯环辛烯型
此类结构中既有 联苯结构，又有环辛 烯的八元环。 如木兰科五味子果 实中的五味子素能降低 转氨酶，治疗肝炎。
我国科学家根据五味 子木脂素的基本骨架，经 过结构修饰成功地合成了 抗肝炎新药—联苯双酯。
第二节 木脂素 一 、结构类型
(五)联苯型木脂素
(六)聚木脂素类
第二节 木脂素
二、理化性质
㈠、性状及溶解性 木脂素多数呈无色或白色结晶，无挥发性，少数可 升华。 木脂素多数呈游离型，亲脂性较强，能溶于苯、氯 仿、乙酸乙酯、乙醚、乙醇等溶剂，难溶于水。木脂素 的苷，水溶性增大。具有酚经基的木脂素可溶于碱水。
第二节 木脂素
二、理化性质
㈡、光学活性与异构化作用
木脂素分子中常有多个不对称碳原子，大多数具 有光学活性，遇酸或碱易发生异构化，从而改变其光 学活性和生物活性。如左旋鬼臼毒素在碱性溶液中很 易转变为失去抗癌活性的右旋苦鬼臼脂素。
RO
MeO O O
HO
O
七叶内酯 R = H 七叶苷 R = glc
O
当归内酯 (angelicone)
第一节 香豆素类
一、结构类型
(二)呋喃香豆素类
异戊烯基8位取代 异戊烯基6位取代 香豆素母核上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成 伞形花内酯 呋喃环者被称为呋喃香豆素。分为线型和角型两 环 合 种结构。