天然产物化学09__香豆素与木脂素

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HO O O
含氧官能团存在,因此, 7- 羟香豆素 可以认为是香豆素类成分的母体。
7-羟基香豆素
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)
㈡呋喃香豆素类(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,称为呋喃香豆素。 呋喃香豆素类成分生物合成途径:
乙醚萃取液
NaHCO3/H2O萃取
NaHCO3/H2O Et2O
酸性成分
Et2O
NaOH/H2O萃取
中性成分 NaOH/H2O 酚性成分
挥干Et2O 加NaOH/H2O水解 OH-/H2O 加Et2O提出不水解成分 OH-/H2O 加酸中和,加Et2O萃取 H2O Et2O
Et2O
香豆素类内酯成分
H3CO H3CO OCH3
3
联苯环 辛烯型
五味子甲素
8、新木脂素
OH OH O
CH2O
厚扑酚
HO
O
O OH
水飞蓟素 OH O
O HO O O OH OH OCH3 CH2OH
OCH
OH
O
二、理化性质
• 1.物理性状 白色结晶、不挥发。
• 2. 溶解性 游离木脂素------亲脂性 木脂素苷-----水溶性增大,并易被酶或酸水解 具酚羟基木脂素-------可溶于碱水中。
O
O CH3
7-7’
7-9’
9-9’
3、木脂内酯
木脂素分子中含有内酯结构,多在9-9’位形成内酯环。 它是单环氧木酯素的氧化状态。也是下面介绍的环木脂 内酯的前体,两者常共存于同一植物之中。
O
O
O
O
O
O
O H3CO O
O O O
HO
O
OCH3 OCH3
O O
牛蒡子苷元
台湾脂素B
4、环木脂素
分子中有苯代四氢萘、苯代二氢萘和苯代萘等 结构类型。自然界中以苯代四氢萘多见。
OH O O
O
O
O
H3CO OCH3
OCH3
4-苯代萘酞型 (上向)
1-苯代萘酞型 (下向)
1-鬼臼毒脂素
6、双环氧木脂素
两分子苯丙素分子侧链相互连接,在7-9’和7’-9’之 间形成双骈四氢呋喃环。
O
O
O
O
O
O O O
芝麻脂素
7、联苯环辛烯型木脂素
OCH3OCH H3CO H3CO H3CO H3CO H3CO H3CO OCH3
• 2.肝保护和抗氧化作用 五味子果实中的各种联苯环辛烯类木脂素,均有保肝 和降低血清谷丙转氨酶作用,用于肝炎的治疗。五味子 酯甲,联苯双酯
• 3.抗HIV病毒作用——鬼臼毒素类和五味子素类木酯素
• 4.对中枢神经系统的作用——如:镇静、兴奋作用
• 5.血小板活化因子拮抗活性 • 6.平滑肌解痉作用 • 7.毒鱼作用
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
苯代四氢萘
苯代二氢萘
苯代萘
H3CO
CH2OH
O
CH2OH
HO
CH2OH
O
COO-glc
OH OH
H3CO OCH3
OCH3
异紫杉脂素
去氧鬼臼毒脂素葡萄糖脂苷
5、环木脂内酯
由环木脂素C9-C9’间环和成内酯环。内酯环的环 和方向有上向和下向两种类型。 4 O 1 2 3 O 1 O 2 1 43
二、香豆素的理化性质
(一)性状 (二)溶解性
(三)荧光
(四)碱水解反应
(五)呈色反应
㈠性状 游离状态—— 结晶形固体,有一定熔点;
大多具有香气;具有升华性质
分子量小的有挥发性(可随水蒸汽蒸出)
UV下显蓝色荧光
成苷——大多无香味、无挥发性、不能升华。
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。 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。
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:
少数为5,6-吡喃骈香豆素,如:
O O
O MeO O O
R2 H H OH OCH3 OH
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、香豆素的分离方法
四、香豆素的鉴定
香豆素的生物活性 1.低浓度可刺激植物发芽和生长作用;高浓度则抑制。 2.光敏作用——可引起皮肤色素沉着;补骨脂内酯可 治白斑病。 3.抗菌、抗病毒作用——蛇床子、毛当归根中的奥斯 脑:抑制乙肝表面抗原。 4.平滑肌松弛作用——茵陈蒿中的滨蒿内酯具有松弛 平滑肌等作用。 5.抗凝血作用——防止血栓形成。 6.肝毒性——有些香豆素对肝有一定的毒性。
第三节 木脂素
木脂素是一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然 化合物。少数为三聚物(倍半木脂素)和四聚物。 大多呈游离状态,少数与糖结合成苷而存在于植物的
木部和树脂中,故称之木脂素。 目前已发现200多种木脂素类化合物,其具多种生物
活性,如抗癌、抗病毒、抑制生物体内的酶活力、保 肝、降低应激反应和对中枢神经系统的作用等。
(五)呈色反应
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
H N O Fe
异羟肟酸铁 红色
2、与酚类试剂的反应
①三氯化铁反应:在酸性条件下,凡是具有酚羟基的化合物
均可与三氯化铁试剂反应呈污绿色至蓝绿色。酚羟基越多, 颜色越深。
②重氮化试剂反应:酚羟基的邻位或对位没有取代,则能与
HO
O glc
HO
松柏醇
CH2 OH HO OMe
伞形花内酯
丙烯基
烯丙基
HO
O
O
香豆素类 倍半木脂素类
新木脂素类
木质素
木脂素类
第一节 苯丙酸类
基本结构——酚羟基取代的芳香羧酸。 多具有C6-C3结构的苯丙酸类。 常见的苯丙酸类:
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
Gibb 香豆素 Emerson 试剂与酚羟基对位活性氢缩合 红色 蓝色
三、香豆素的提取与分离
(一)溶剂提取法
1、有机溶剂提取法 游离香豆素极性 较小,具亲脂性。 可用极性小的有机 溶剂如乙醚、乙酸 乙酯,苯等回流提 取。
2、极性溶剂提取法 用于香豆素苷类的提取。提取试剂一般为水,醇等。 3、系统溶剂法提取
4、碱溶酸沉法
依据:
内酯遇碱能开环溶解,加酸能恢复的性质。 OH‾
O COO
OH O O H
COO O
H
碱液加热开环时,要注意碱液的浓度不宜太大,加热 时间不宜过长,温度不宜过高,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。
(二)水蒸气蒸馏法提取
利用小分子香豆素具有挥发性。
(三)分离 提取后可直接利用化合物的溶解性质进行分离 如: 香豆素在石油醚中溶解度不大,浓缩时即可 析出结晶。 1.酸碱分离法 依据——内酯遇碱能皂化,加酸能恢复的性质。
• 3. 光学活性
常具多个手性碳原子或手性中心结构,故有光学活 性。其生理活性常与手性碳的构型有关,因此在提 取过程中应注意操作条件,以免提取的成分发生结 构改变。
• 4.酸碱异构化 大多数木脂素的分子结构中具多个手 性碳原子,有光学活性,它们遇酸或碱后容易发生异 构化。 • 5.官能团反应 木脂素分子中常见的功能基为醇羟基、 酚羟基、甲氧基、亚甲二氧基、羧基和内酯环,因此 它们也具有这些功能基所具有的化学性质.
• 8.杀虫作用
• 9.其他作用
一、 结构与分类
1、简单木脂素:侧链8-8’缩合
HO CH3
2 3 4 5 1 6
7 8 9
CH3
HO
CH3
CH3
OH OH
去甲二氢愈创木脂酸
2、单环氧木脂素
木脂素分子中有一个环氧结构,环氧的位置可以在 7-7’、9-9’、7-9’等位置,形成四氢呋喃环的结构。
CH3 O CH3
第九章 香豆素与木脂素


概念:苯丙素是天然存在的一类含有一个 或几个C6-C3基团的酚性物质。常见的有苯丙烯、 苯丙酸、香豆素、木脂素等,广义的讲,黄酮 类也是苯丙素的衍生物。大多数的天然芳香化 合物生源由此而来。 取代方式:在苯核上常有羟基和烷氧基取代, 有时会有烷基取代。
苯丙素类化合物生物合成途径
酸碱分离法,此系经典方法。 1.具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。 2.香豆素的内酯环性质,于碱液中皂化成盐而 加酸后恢复成内酯析出。 碱液加热开环时,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破坏,或者使香 豆素开环而 不能合环。 对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。
2、 色谱法
香豆素的混合物部分最后通过层析的方法才能得到 单体。
香豆素一般用硅胶吸附层析、氧化铝层析和聚酰胺
层析。碱性氧化铝可能使香豆素发生降解,故很少 使用。 对酚性香豆素强吸附,洗脱剂可用己烷—乙醚、己 烷-乙酸乙酯和石油醚—乙酸乙酯的混合溶剂。
显色:可观察荧光
四、香豆素的鉴定
(一)薄层色谱法 吸附剂:硅胶、纤维素和氧化铝 展开剂:偏酸性的混合溶剂或中等极性的混合溶剂 简单香豆素:甲苯-甲酸乙酯-甲酸(5:4:1) 呋喃香豆素:正己烷-乙酸乙酯(7:3) (二)纸色谱法 展开剂:正丁醇-乙酸-水(4:1:5,取上层) 显色剂:首选荧光
组成木脂素的单体主要有四种: (1)桂皮酸(cinnamic acid)
COOH
(2)桂皮醇(cinnamyl alcohol)
CH2OH
(3)丙烯苯(propenyl benzene) (4)烯丙苯(allyl benzene )
CH3
CH2
木脂素的生物活性
• 1.抗肿瘤作用
鬼臼毒素类木脂素能显著抑制癌细胞的增殖
(三)与碱液作用
OH O O H O COO
COO
长时间加热
O
反邻羟基桂皮酸盐 (加酸不可逆)
香豆素
顺邻羟基桂皮酸盐
应用:碱溶酸沉法提取香豆素 注意:加热时间不宜太长 不能与浓碱共沸(裂解—酚类或酚酸) 侧链有酯键的不宜(碱水解)
(四)荧光性质 香豆素类在可见光下为无色或浅黄色结晶,在 紫外光下可见蓝色荧光。7-位导入羟基后,荧 光增强,甚至在可见光下也能看到荧光。一般 香豆素遇碱后荧光加强。7-羟基香豆素在8-位引 入羟基,荧光则消失。
O
O
别美花椒内酯
dipetalolactone
㈣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。C3、C4上常有取代基:苯基、
羟基、异戊烯基等。
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)
一、香豆素的结构类型 香豆素母核为苯骈α -吡喃酮。环上常有取代基。
5 4a 4 3
6
7
2
8a
8
O
1
O
通常将香豆素分为四类:
㈠简单香豆素类
㈡呋喃香豆素类(线型和角型)
㈢吡喃香豆素类(线型和角型) ㈣其他香豆素类
㈠简单香豆素类 只有苯环上有取代基的香豆素。 取代基: 羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。 由于绝大多数香豆素在 C7 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
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
㈢吡喃香豆素类(线型和角型) 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。这 一类天然产物并不多见。 吡喃香豆素类成分的生物合成途径:
葡萄糖代谢 莽草酸
HO OH OH
COOH
COOH
桂皮酸途径
COOH
苯丙氨酸和酪氨酸
NH2
HO
NH2
咖啡酸
COOH
对羟基桂皮酸
COOH
对羟基桂皮酸苷
CH2 O-glc HO
HO OH
HO
苯丙素类化合物生物合成途径
咖啡酸 阿魏酸
COOH
对羟基桂皮酸
对羟基桂皮酸苷 苯丙烯类
邻羟桂皮酸苷
COOH
HO
HO OMe
重氮化试剂反应生成红色或紫红色的偶氮染料衍生物。 试剂:亚硝酸(实际用的是NaNO2 +HCl or NaNO2+H2SO4)
③若酚羟基的对位未被取代,或6-位上没 有取代,其内酯环碱化开环后,可与 Gibb’s试剂、Emerson试剂反应。
Gibb反应和Emerson反应 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
显色反应
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