中药化学第五章：苯丙素类化合物

5 6
7
4a
4 3 2
8
8a
O
1
O
环上常有取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型
（一）简单香豆素类 （二）呋喃香豆素类 （线型和角型） （三）吡喃香豆素类 （线型和角型） （四）其他香豆素类
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型
（一）简单香豆素类 只有苯环上有取代基的香豆素。
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型
（三）吡喃香豆素类(pyranocoumarins) （线型和角型）
异戊烯基与邻酚羟基环合而成 香豆素 C-6 或 C-8 异戊烯基与邻酚羟基环合而成 2,2-二甲基 α-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。 二甲基-α 吡喃环结构 形成吡喃香豆素。 吡喃环结构， 二甲基 这一类天然产物并不多见。 这一类天然产物并不多见。
本 章 内 容
概 述
第一节：简单苯丙素 简单苯丙素类 简单苯丙素 第二节：香 豆 素 第三节：木 脂 素
第一节：简单苯丙素类 简单苯丙素类
• 一 简单苯丙素类：结构上属于苯丙烷衍生物， 简单苯丙素类：结构上属于苯丙烷衍生物，
侧链的结构变化， 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、 苯丙酸等类型。 醛、苯丙酸等类型。 • （一）苯丙稀类： 苯丙稀类：
本 章 内 容
概 第一节 第二节 第三节 述 苯丙酸类 香 豆 素 木 脂 素
第二节 香豆素类
一、香豆素的概述和结构与分类 二、香豆素的化学性质 三、香豆素的提取与分离 四、香豆素的检识与结构鉴定 五、香豆素的生物活性
第二节 香豆素
一、香豆素的概述
定义：香豆素为具有苯骈α 吡喃酮 定义：香豆素为具有苯骈α-吡喃酮母核的一类天 苯骈 吡喃酮母核的一类天 然产物的总称。在结构上可以看成是顺式邻羟 然产物的总称 在结构上可以看成是顺式邻羟 基桂皮酸脱水而形成的内酯类化合物。 基桂皮酸脱水而形成的内酯类化合物。
第二节 香豆素
二、香豆素的理化性质
（一）性状 （二）溶解性 （三）内酯的碱水解 （四）与酸的反应 （五）C3、C4双键性质和加成反应 （六）呈色反应
第二节 香豆素
二、香豆素的化学性质
㈡溶解性 游离—— 能溶于沸 H2O，不溶或难溶冷 H2O， 可溶 MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂。 MeOH EtOH CHCl 因含Ar-OH故可溶于碱水中。 成苷—— 溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。 难溶极性小的有机溶剂。
第二节 香豆素
二、香豆素的理化性质
（一）性状 （二）溶解性 （三）内酯的碱水解 （四）与酸的反应 （五）C3、C4双键性质和加成反应 （六）呈色反应
第二节 香豆素
二、香豆素的化学性质
㈢碱水解反应（内酯性质）
OH O O + H - COO O
OH
-
COO O
长 时间加热
+ H
顺邻羟 桂皮酸 (不易 游离存在 ） 不 环合
反 邻羟桂皮 酸 （安 定状态 ）
第二节 香豆素
二、香豆素的理化性质
（一）性状 （二）溶解性 （三）碱水解反应和内酯性质 （四）与酸的反应 （五）C3、C4双键性质和加成反应 （六）呈色反应
第二节 香豆素
二、香豆素的化学性质
（四）酸的反应 1.环合反应： 指在酸性条件下，异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型
如：属此类型的香豆素化合物
O OMe
MeO
O
O
MeO O O
MeO
O
O
7-甲氧基香豆素 ( herniarin )
当归内酯 (angelicone)
欧芹酚7-甲醚 (osthole)
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型
（一）简单香豆素类 （二）呋喃香豆素类 (线型和角型) （三）吡喃香豆素类 (线型和角型) （四）其他香豆素类
• （四）苯丙酸类： 苯丙酸类：
COOH R1 R2
桂皮酸 对羟基桂皮酸 咖啡酸 阿魏酸 异阿魏酸
R1 H OH OH OH OCH3
R2 H H OH OCH3 OH
• 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：
• 一般用有机溶剂或水提取， 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，是挥发油芳香族化合物的主要组成部分， 多具挥发性，是挥发油芳香族化合物的主要组成部分， 可用水蒸气蒸馏法提取。其分离，一般用硅胶柱色谱， 可用水蒸气蒸馏法提取。其分离，一般用硅胶柱色谱， 高效液相色谱等进行分离。 高效液相色谱等进行分离。
第 五 章 苯丙素类化合物 苯丙素类化合
本 章 内 容
概 第一节 第二节 第三节 述 简单苯丙素类 香 豆 素 木 脂 素
概
述
含 义: 是指基本母核具有一个或几个C 是指基本母核具有一个或几个C6 — C3单元的天 然有机化合物类群。 然有机化合物类群。 广义包括：简单苯丙素类——苯丙烯、苯丙醇、 ——苯丙烯 广义包括：简单苯丙素类——苯丙烯、苯丙醇、 苯丙酸类（1分子C6 — C3单元） 苯丙酸类（ 分子C 单元） 香豆素类（ 分子C 单元） 香豆素类（1分子C6 — C3 单元） 单元） 木脂素类（ 分子C 木脂素类（2分子C6 — C3 单元） 木质素类（多分子C 单元） 木质素类（多分子C6 — C3 单元） 黄酮类（ 单元，另章介绍） 黄酮类（ C6 — C3— C6 单元，另章介绍）
环 合 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
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型
（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）其他香豆素类
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型
（二）呋喃香豆素类(furocoumarins) (线型和角型) 香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-羟 基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。 呋喃香豆素类成分生物合成途径：
HO
O
O
异戊烯基6位取代
伞形花内酯
异戊烯基8位取代
HO O O
HO
O
O
HO O O O
HCOOH HO OMe O O
+
HO OMe
O
O
O OMe
O
O
apigravin
中间体生成叔(仲)阳碳离子
二氢吡喃香豆素
第二节 香豆素
二、香豆素的化学性质
（四）酸的反应 1.环合反应： 形成环的大小决定于中间体阳碳离子的稳定性 中间体阳碳离子的稳定性
叔阳碳离子 > 仲阳碳离子 > 伯阳碳离子
稳定 不稳
2
醚键的开裂 稀醇醚, 稀醇醚,遇酸醚键开裂
3
双键加水反应
4
香豆素的酸性：来源于7 OH及酚羟基， 香豆素的酸性：来源于7-OH及酚羟基，其中 及酚羟基 OH酸性更强 酸性更强。 7-OH酸性更强。
第二节 香豆素
二、香豆素的理化性质
（一）性状 （二）溶解性 （三）碱水解反应和内酯性质 （四）酸的反应 （五）C3、C4双键性质和加成反应 （六）呈色反应
MeO HO OMe
丁香酚 ａ—细辛醚 细辛醚
OMe MeO MeO
O Me
O Me
β—细辛醚（苯丙烯） 细辛醚（苯丙烯） 细辛醚
• （二）苯丙醇类： 苯丙醇类： • 苯丙醛类： 苯丙醛类：
MeO glc
1 6
CH2OH
CHO
glc O OMe
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）
第二节 香豆素
二、香豆素的化学性质
（四）酸的反应 1.环合反应：
MeO HBr HO O O HO + O O O O O MeO MeO
obliquetin
中间体为仲阳碳离子
二氢 呋喃 香豆素
应用：环合试验可以确定酚羟基 异戊烯基间的相互位置 酚羟基和异戊烯基 酚羟基 异戊烯基 注意： 浓酸，否则会发生重排反应 注意：不宜使用浓酸 浓酸
HO
O
O
7-羟基香豆素
可以认为7-羟香豆素（伞形花内酯）是 香豆素类成分的母体。
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型
以异戊烯基取代为例：（从生物合成途径来看）
HO
O OH
O
O O O O O
O O O O
-
O
O O
7 位
8 位
6 位
3 位
C3、C6、C8 位电负性较高，易于烷基化。 （其中C3位烷基化不属于此类，而属于第四类型）
H N O Fe
异羟 肟酸铁 红色
第二节 香豆素
（六）呈色反应
二、香豆素的化学性质
2、Gibb反应和Emerson反应 Gibb反应和Emerson反应 Gibb反应和Emerson
试剂： Gibb——2,6-二氯(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
第二节 香豆素
二、香豆素的理化性质
（一）性状 （二）溶解性 （三）碱水解反应和内酯性质 （四）酸的反应 （五）C3、C4双键性质和加成反应 （六）呈色反应
第二节 香豆素 （六）呈色反应
二、香豆素的化学性质
1、异羟肟酸铁反应（识别内酯）
OH OH-
香豆 素
盐 酸羟 胺
开环
缩 合
异羟 肟酸
+ H +++ Fe O
HO
O
O
异戊烯基6位取代
伞形花内酯
异戊烯基8位取代
HO
O
O
HO
O 4' 3' 2' O 1'
O
O
环 合 的 形 成 过 程
HO
O
O
O
O
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：
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型
㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins) (线型和角型) 少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：
第二节 香豆素
三、香豆素的提取与分离方法
(一）提取 1.溶剂提取法；用溶 剂提取获得提取 物，也可上大孔 树脂得脂溶和水 溶两部分。 2.碱溶酸沉淀： 3.水蒸气蒸馏法：
石油醚 苯 乙醚 乙酸乙酯 药材 不同浓度 EtOH 醇提液 回收溶剂 加水 水溶液 有机溶剂萃取
（四）其他香豆素类 指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包 括二聚体和三聚体。
OMe
MeO MeO HO MeO MeO O O OMe O O O O O OMe O
黄檀内酯
rutaculin
kotamin（二聚体）
第二节 香豆素
一、香豆素的概述和结构与分类 二、香豆素的理化性质 三、香豆素的提取与分离 四、香豆素的检识与结构鉴定 五、香豆素的生物活性
Gibb 香豆素 Emerson 试剂与酚羟基对位活性氢综合 红色 蓝色
第二节 香豆素
（六）呈色反应
二、香豆素的化学性质
Gibb反应：
Br
Br pH 9~10
O
HO
H
+
Cl
N Br
O
N
O Br Br
O
N
O Br
-
蓝色 缩合物
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型 二、香豆素的化学性质 三、香豆素的提取与分离 四、香豆素波谱学特性 五、香豆素的生物活性
O O
O MeO O O
O
O
别美花椒内酯
dipetalolactone
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型
（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）其他香豆素类
第二节 香豆素
一、香豆素的结构类型
第二节 香豆素
二、香豆素的理化性质
（一）性状 （二）溶解性 （三）内酯的碱水解 （四）与酸的反应 （五）C3、C4双键性质和加成反应 （六）呈色反应
第二节 香豆素 （一）性状 游离状态—— 游离状态
二、香豆素的化学性质
结晶形固体，有一定熔点；也有呈玻璃态或液态。 结晶形固体，有一定熔点；也有呈玻璃态或液态。 形固体 大多具有芳香气味 香气味； 大多具有芳香气味； 具有升华性质 具有升华性质 升华 分子量小的有挥发性（可随水蒸汽蒸出） 分子量小的有挥发性（可随水蒸汽蒸出） 挥发性 UV下显蓝色荧光，有7-OH取代的荧光更强。 下显蓝色荧光， 取代的荧光更强。 下显蓝色荧光 取代的荧光更强 成苷后——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 成苷后 大多无香味
第二节 香豆素
二、香豆素的化学性质
（五）C3、C4双键性质（加成反应和氧化反应）
苯环
O
共 轭 导 双 性 弱， 不 加 。 致 键 较 而 易 成
O
羰 基
Hale Waihona Puke Baidu
在控制条件下氢化的先后次序为
侧链 不饱和键 环上双键 （吡喃或呋喃环） C3、C4双键
在控制条件下，高锰酸钾氧化C3、C4双键；络酸氧化 侧链双键；臭氧先氧化侧链双键，在氧化（呋喃） 吡喃上双键，最后氧化C3、C4双键。