天然产物提取工艺学第八章

(3) 聚酰胺柱层析： 对分离黄酮类化合物来说，聚酰胺 是较为理想的吸附剂。其吸附强度 主要取决于黄酮类化合物分子中羟 基的数目与位置及溶剂与黄酮类化 合物或与聚酰胺之间形成氢键缔合 能力的大小。
聚酰胺柱层析可用于分离各种类型 的黄酮类化合物，包括苷及苷元、 查耳酮与二氢黄酮等。
黄酮类化合物从聚酰胺柱上洗脱时 有下列规律： （1）苷元相同，洗脱先后顺序一般是： 三糖苷>双糖苷>单糖苷>苷元 （2）母核上增加羟基，洗脱速度减缓。
7
8 7 A 6 5
1
O
2 B 4 B
8 A 6 5
1
O
8
2
1
O
7 A
4
O
2
6 5 4
色原酮
8 7 A 6 5
O
色原烷
1
O
2 B 4 B
黄酮类化合物的生理活性
黄酮类化合物是药用植物中的主要活性成分之一， 有多种生理活性，且毒性较低。 抗氧化、清除自由基功能 抗肿瘤作用 保肝作用 防治心血管疾病功能 止痛、镇痛平喘作用 抗菌、抗病毒功能
在用碱酸法进行提取纯化时，应当注意 所用碱液浓度不宜过高，以免在强碱性 下，尤其加热时会破坏黄酮母核。在加 酸酸化时，酸性也不宜过强，以免生成 （金羊）盐，致使析出的黄酮类化合物 又重新溶解，降低产品收率。
黄酮类化合物的提取
溶剂
乙醇 （甲醇） 沸水 碱性水或 碱性乙醇 酚羟基的酸性 + +
提取原理
OH HO O OH O OH O glc rha
槐米中芦丁的提取
槐米（槐树Sophora japonica L. 花蕾）加约6 倍量水，煮沸，在搅拌下缓缓加入石灰乳至pH89，在此pH条件下微沸20-30分钟，趁热抽滤，残 渣同上再加4倍水煎1次，趁热抽滤。合并滤液， 在60-70℃下，用浓盐酸调至pH为5，搅匀，静置 24小时，抽滤。沉淀物水洗至中性，60℃干燥得 芦丁粗品，于水中重结晶，70-80℃干燥得芦丁 纯品。
第一节 黄酮类化合物的结构类型及其分布 一、主要的黄酮类化合物 1.黄酮和黄酮醇类 黄酮
8 7 6 5 4 1 2 2
' B
3
'
4
O C
'
A
3
6
'
5
'
芹菜素（5,7,4’-三OH黄酮） 木犀草素（5,7,3’,4’-四OH黄酮） 黄芩素(5,6,7-三OH黄酮)
O
黄酮醇类化合物在C3-位上接有羟基或O-糖苷， 或C3-位上接羟基而其他位上羟基与糖成苷。 黄酮醇
O
O
O
无旋光
O
二、溶解性:
一般游离的黄酮类苷元难溶或不溶于水，易 溶于有机溶剂甲醇、乙醇、乙醚等，及稀碱 溶液中，符合苷的溶解性规律。
三、酸碱性
8 7 A 6
1
O
2 B B
4 5 1．酸性 （1）来源：酚羟基（ 数目、位置） （2）酸性规律 a、7, 4’-OH酸性强于其他位置羟基的酸性 （处于羰基对位，羰基的共轭诱导)。 b、5-OH酸性最弱 （处于羰基邻位，形成分子内氢键）。 c、酚羟基数目越多，酸性越强。
黄色，绿色荧光（草酸液）
（H3BO3）
黄色，无荧光（枸橼酸）
4.碱性试剂反应
反应类型
氢氧化钠溶液
鉴别特征及鉴别意义
备注
黄酮 — 黄 ~ 橙色 查耳酮、橙酮 — 红 ~ 紫红 二氢黄酮 — 黄~橙色（冷） 母核类型鉴别 深红~ 紫红 （较长时间或加热）
邻三酚羟基黄酮类 颜色变化 暗绿~蓝绿色纤维状
稀氢氧化钠
黄酮类特征性 假阳性 鉴别反应 （花色素） （最常用）
二氢黄酮、二氢黄酮醇 红~紫红 其它黄酮类 （-） 黄酮、二氢黄酮 红 异黄酮、二氢异黄酮 红 黄酮醇类 黄~淡红色 二氢黄酮醇类 棕黄色
2.与金属盐类试剂络合反应
反应类型 三氯化铝 （AlCl3） PPC\TLC 鉴别特征及鉴别意义 3-OH，4-C=O 5-OH，4-C=O 邻二酚羟基 备注
4.离子交换法
可除去黄酮类化合物中的水溶性杂质。 可进行精制黄酮类化合物与金属离子形 成的盐类或络合物。
5.大孔吸附树脂法
一般方法：将植物材料的水或稀醇提取 液上吸附树脂柱，首先用水洗去可溶性 的蛋白和多糖等杂质，再用不同浓度的 含水醇洗脱出所需黄酮类化合物，最后 用浓醇或丙酮洗脱完全。 如：银杏叶总黄酮的提取。
（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，所以查耳酮往往比相应 的二氢黄酮难于洗脱。
(3)聚酰胺色谱 （氢键吸附）
吸附规律：与黄酮类化合物酚羟基的数目、位置及介质有关。
（1）酚羟基数目越多，吸附能力越强。 （2）酚羟基数目相同的情况下，酚羟基所处的位置有利于形成分 子内氢键，吸附能力减弱。 3-OH或5-OH黄酮的吸附力小于其他位置-OH黄酮； 邻二酚羟基黄酮的吸附力弱于间位或对位酚羟基黄酮 （3）分子内芳香化程度越高，吸附力越强。 查耳酮 > 二氢黄酮 黄酮醇 > 黄酮 > 二氢黄酮醇 > 异黄酮 （4）与介质的关系：吸附力 水（中）> 甲醇、乙醇（浓度 由低 到高）> 碱性溶剂
查耳酮
' 4
5
3
百度文库
'
2 2
3 4
HO HO
OH
' OH
6 5
OH
' ' 6 O
glc
O
O
红花苷
HO OH OH
OH
二氢查耳酮
O
glc
O
O
梨根苷
5. 花色素类
OH
花色素
O
3 4
+
HO
O OH OH
+
OH OH
OH
飞燕草苷元
7 6 5 4
O
3
2 2
'
3
'
4
CH O
6
'
硫磺菊素(6,3’,4’-三OH橙酮)
二、黄酮类化合物的分离
依据：
1.根据极性大小不同和吸附性差别，利用吸附（各种吸附柱） 或分配原理进行分离； 2.根据酸性强弱不同，利用梯度pH萃取法进行分离； 3.根据分子大小不同，利用葡聚糖凝胶分子筛分离； 4.根据分子中某些基团的特殊性质，利用金属盐络合能力不同 进行分离。 常用的分离方法有：硅胶、聚酰胺、葡聚糖凝胶柱层析、 梯度pH萃取、高效液相层析等。
O
常见植物
CH 3
H O O
OR H 3C
O H O
HO CH 3 OH
O O OH HO
CH 2 OH O OH 橙皮苷 O
OH O OH
OH
O
杜鹃素
R=H R=CH 3
紫花杜鹃素
3. 异黄酮和二氢异黄酮类
O
2 3
O
大豆素（7,4’-二OH异黄酮） 大豆苷（大豆素-7-O-glc苷） 葛根素（7,4’-二OH,8- glc异黄酮苷）
'
5
'
橙酮
常见植物
+
R1 OH OH R2
HO
O
矢车菊素R1=OH 飞燕草素R1=R=OH 天竺葵素R1=R2=H
R2=H
OH
花青素
6. 黄烷类与黄烷醇
黄烷3-醇
O
3
OH HO
OH
O
H OH H OH
OH
黄烷-3, 4-二醇
O
3 4
（+）儿茶素
OH HO O OH OH OH OH OH
OH
OH
2. 二氢黄酮和二氢黄酮醇类
O
2 3
橙皮苷（5,7,3 - 三OH,4’-OCH3二氢黄酮） 甘草苷(甘草素-7-O-glu苷) 甘草素(7,4’– 二OH二氢黄酮)
二氢黄酮醇
O
二氢黄酮
O
2 3
二氢槲皮素（5,7,3’,4’-四OH二氢黄酮醇）
OH
二氢桑色素（5,7,2’,4’-四OH二氢黄酮醇）
溶解范围广
游离黄酮
+
黄酮苷
+ ( 60%） +
备 注
苷、苷元均可溶 （90~95%） 多糖苷易于水
甲醇毒性大
成本低、安全,水溶性杂质多 稀氢氧化钠溶出能力强 石灰水除杂质效果好
3.炭粉吸附法
主要适用于苷类的精制工作。 在植物的甲醇粗提取液中，分别加入活 性炭，搅拌、静置，直到定性实验检查 上清液无黄酮反应时为止；过滤，收集 吸苷炭末，依次用沸水、沸甲醇、7％ 酚-水、15％酚-水溶液洗脱；浓缩，用 乙醚除去残留的酚，余下水层浓缩得较 纯的黄酮苷类成分。
邻三酚羟基 TLC、PPC
氨蒸气或碳酸钠溶液
第三节 黄酮化合物的提取工艺特性
一．黄酮化合物的提取 1.溶剂萃取法 溶剂法关键: 溶剂的选择 溶剂选择依据: 黄酮类成分的存在状态 （游离、苷）及溶解性
提取方法选择依据: 溶剂的溶解性能 （煎煮法、渗漉法、回流法等）
2.碱提酸沉淀法 大多数含酚羟基，显弱酸性，易溶于碱 性水而难溶于酸性水，可以用碱性水溶 液（乳饱和石灰水、5％碳酸钠等）或碱 性稀醇溶液来提取。提取液加酸酸化 后，黄酮类化合物即可沉淀析出。 简便易行、经济安全， 如芦丁、橙皮苷、黄芩苷的提取。
黄色 鲜黄色荧光 （4‘或7，4’黄酮醇，天蓝色荧光）
枸橼酸 黄色 黄色不褪 黄色褪去
锆盐-枸橼酸
(ZrOCl2)
锆盐 3-OH或3，5 -二OH 5-OH
PPC
示
氨性氯化锶(SrCl2) 三氯化铁(FeCl3)
邻二酚羟基 酚羟基
绿、棕乃至黑色沉淀 紫、蓝、绿
3.硼酸显色反应
硼酸
5 - 羟基，4 - 羰基黄酮 6′-羟基，4 - 羰基查耳酮
第六章 黄酮类化合物提取工艺
槐花
水飞蓟
基本要求
了解黄酮类化合物的理化性质和分 类，以及各种生理活性； 掌握黄酮类化合物的提取工艺。 实例
概 述
黄酮类化合物为色原烷 或色原酮的2-或3-苯基 衍生物； 泛指由两个芳香环（A 和B）通过中央三碳链 相互连接而成的一系列 化合物，一般具有C6C3-C6的基本骨架特 征，其中C3部分可以是 脂链，或与C6部分形成 六元或五元氧杂环。
柱层析法(较常用的分离方法) 分离黄酮类化合物常用的吸附剂或载体 有硅胶、聚酰胺及纤维素粉等。 此外，也有氧化铝、氧化镁及硅藻土等。
1.硅胶柱层析： 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。少数情况下，在加水去 活化后也可用于分离极性较大的化 合物，如多羟基黄酮醇及其苷类等。
1. 柱色谱法
(1)硅胶柱色谱
吸附原理 （105℃，活化） 分配原理 异黄酮、二氢黄酮（醇）、 氯仿-甲醇不同比例 高度甲基化或乙酰化黄酮（醇） 混合溶剂洗脱 （极性小） 多羟基黄酮醇或黄酮苷类 （极性大） 氯仿-甲醇-水 （80 ：20 ：1）等比例
（加水失活或不活化）
（2）氧化铝柱色谱（少） 具有3-OH或5-OH 、4-羰基及邻二酚羟基黄酮类化合物 与铝离子络和而被牢固吸附，难于洗脱。
2. 碱性
γ-吡喃酮环1-氧原子
微弱碱性（孤对电子，接受质子）
仅溶于强的、浓酸（浓硫酸）
Cl O+
烊盐（呈色）应用
OH
四、显色反应
1．还原显色反应
反应类型 盐酸-镁粉 反应 鉴别特征 黄酮、二氢黄酮、 红~紫红 黄酮醇、二氢黄酮醇 红~紫红 查耳酮、橙酮、 儿茶素类、异黄酮 四氢硼钠 还原反应 钠汞齐反应 （-） （-） 二氢黄酮类特有 鉴别意义 备注
异黄酮
O
2 3
O
紫檀素 鱼藤酮
二氢异黄酮
常见植物
R1 R2O O OR3 O
大豆素R1=R2=R3=H 大豆苷R1=R3=H 葛根素R2=R3=H R2=葡萄糖基 R1=葡萄糖基
4. 查耳酮和二氢查耳酮类
查耳酮和二氢查耳酮类之间的相互转化
OH
H+ OH -
O
O
O
红花的花中含红花苷、新红花苷和醌式红花苷。
交叉共轭体系
+
O
7
O
4
'
O
+
O
O
O
黄酮（灰黄～黄色） 黄酮醇（灰黄～黄色） 查耳酮（黄～橙黄色）
花色素类（颜色随pH而改变) 红色（pH <7） 紫色（pH= 8.5） 蓝色（pH>8.5）
二氢黄酮 二氢黄酮醇 二氢查耳酮 氢异黄酮 黄烷醇类 异黄酮 （无或微黄色）
旋光性
具有旋光
O
* *
O
2
*
OH
O
2 3
OH O
山柰酚（5,7,4’-三OH黄酮醇） 槲皮素（5,7,3’,4’-四OH黄酮醇） 杨梅素（5,7,3’,4’,5’-五OH黄酮醇）
常见
金丝桃
H O O O H O
O H O H
H O H O
黄芩
O O H O
木犀草素
黄芩素
藤茶
OH HO O OH
杨梅树
OH OH O
OH
杨梅素（5,7,3’,4’,5’-五OH黄酮醇）
生理活性：
黄芩甘元等具有抑制HIV病毒逆转录酶活性从而 抑制HIV繁殖的作用。 小叶枇杷等中草药具有良好的镇咳、祛痰、平 喘功效，主要含有黄酮类化合物。 美国FDA将大豆列入降低心脏病危险的食品之 一，主要是大豆素，大豆异黄酮类化合物。 茶多酚有很好的抗肿瘤活性，同时又有很强的 抗氧化能力。 大豆异黄酮显示雌激素作用，菟丝子的黄酮提 取物显示雄激素活性等。 天然甜味剂 植物源农药
无色飞燕草素
7. 双黄酮类
由两分子黄酮、两分子二氢黄酮或一分子黄酮与 一分子二氢黄酮以C-C键或C-O-C键连接形成。
第二节 黄酮化合物的理化性质
一．性状
形态：多为结晶性固体，少数为无定形粉末。 颜色：多为黄色。
交叉共轭体系（电子转 移、重排，共轭增强， 产生颜色的基础） 助色团（给系统提供电 子，使颜色加深，尤其 7,4’-位，辅助作用）