黄酮的检测方法和理化性质

黄酮类化合物理化性质

不论在黄酮类化合物的提取分离方面还是在其结构测定的研究方面 黄酮类化合物的理化性质及其显色反应都发挥着谱学技术所替代不了的作用。下面仅就其与分离和结构测定密切相关的性质进行简要介绍。

一、性状

黄酮类化合物多为结晶性固体 少数 如黄酮苷类 为无定形粉末。游离的各种苷元母核中除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有族光性外 其余则无光学活性。苷类由于在结构中引入糖的分子 故均有旋光性 且多为左旋。黄酮类化合物的颜色与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团 OH、 OCH3等 的种类、数目以及取代位置有关。以黄酮为例其色原酮部分原本元色 但在2位上引入苯环后即形成交叉共轭体系 并通过电子转移、重排，使共轭链延长。因而显现出颜色。一般情况下 黄酮、黄酮醇及其苷类多显灰黄 黄色。查耳酮为黄 橙黄色 而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类 因不具有交叉共轭体系或共轭链短 故不显色 二氢黄酮及二氢黄酮醇 或显微黄色 异黄酮 。显然 在上述黄酮、黄酮醇分子中 尤其在7位及4’位引入 OH及 OCH3等助色团后 则因促进电子移位、重排 而使化合物的颜色加深。但 OH、 OCH3 引入其他位置则影响较小。花色素及其苷元的颜色随pH不同而改变 一般显红 pH 7 、紫 pH 8 5 蓝 pH 8

5 等颜色。

二、溶解性

黄酮类化合物的溶解度因结构及存在状态 苷和苷元、单糖苷、双糖苷或三糖苷 不同而有很大差异。一般游离苷元难溶或不溶于水 易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醇等有机溶剂及稀碱水溶液中。其中黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面性强的分子 因分子与分子间排列紧密 分子间引力较大 故更难溶于水 而二氢黄酮及二氢黄酮醇等，因系非平面性分子。故分子与分子间排列不紧密 分子间引力降低 有利于水分子进入 溶解度稍大。至于花色苷元 花青素 类虽也为平面性结构 但因以离子形式存在 具有盐的通性 故亲水性较强 水中溶解度较大。黄酮类苷元分子中引入羟基 将增加在水中的溶解度 而羟基经

甲基化后 则增加在有机溶剂中的溶解度。例如 一般黄酮类化合物不溶于石油醚中 故可与脂溶性杂质分开 但川陈皮素 5 6 7 8 3’ 4’ 六甲氧基黄酮 却可溶于石油醚。

黄酮类化合物的羟基糖苷化后 水中溶解度即相应加大 而在有机溶剂中的溶解度则相应减小。黄酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂中 但难溶或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。糖链越长 则水中溶解度越大。

另外 糖的结合位置不同 对苷的水中溶解度也有一定影响 以

棉黄素 3 5 7 8 3’ 4’ 六羟基黄酮 为例 其3 O 葡

萄糖苷的水中溶解度大于7 O 葡萄糖苷。

三、酸性与碱性

一 酸性

黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基 故显酸性 可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。由于酚羟基数目及位置不同 酸性强弱也不同 以黄酮为例 其酚羟基酸性强弱顺序依次为 7 4’ 二羟基 7或4' 羟基 一般酚羟基 5 羟基例如C7 OH 因为处于C O的对位 在p 共轭效应的影响下 酸性较强 可溶于碳酸钠水溶液中，此性质可用于提取、分离及鉴定工作。

二 碱性

7 吡喃环上的1位氧原子 因有未共用的电子对 故表现微弱的碱性 可与强无机酸 如浓硫酸、盐酸等生成盐 但生成的样盐极不稳定 加水后即可分解。

黄酮类化合物溶于浓硫酸中生成的样盐 常常表现出特殊的颜

色 可用于鉴别。某些甲氧基黄酮溶于浓盐酸中显深黄色 且可与生

物碱沉淀试剂生成沉淀。

四、显色反应

黄酮类化合物的颜色反应多与分子中的酚羟基及γ 吡喃酮环

有关。

一 还原试验

1 盐酸 镁粉 或锌粉 反应这是鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应。方法是将样品溶于1 0 ml甲醇或乙醇中 加入少许镁粉或锌粉 振摇 滴加几滴浓盐酸 1

2 min内 必要时微热 即可显色。多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物显橙红

至紫红色。少数显紫至蓝色 当B环上有 OH或 OCH3取代时 呈现的颜色随之加深。但查耳酮、橙酮、儿茶素类则无该显色反应。异黄酮类除少数例外 也不显色。

由于花青素及部分橙酮、查耳酮等在单纯浓盐酸中也会发生色变 故须预先作空白对照实验 在供试液中仅加入浓盐酸进行观察 。2 四氢硼钠 钾 反应NaBH4是对二氢黄酮类化合物专属性较高的一种还原剂。与二氢黄酮类化合物产生红至紫色。其他黄酮类化合物均不显色 可与之区别。方法是在试管中加入0.1ml含有样品的乙醇液 再加等量2 NaBH4的甲醇液 lmin后 加浓盐酸或浓硫酸数滴 生成紫色至紫红色。

另外 近来报道二氢黄酮可与磷钼酸试剂反应呈现棕褐色 也可作为二氢黄酮类化合物的特征鉴别反应。

二 金属盐类试剂的络合反应

黄酮类化合物中常含有下列结构单元 故常可与铝盐、铅盐、诸盐、镁盐等试剂反应 生成有色络合物。

1 铝盐常用试剂为1 三氯化铝或硝酸铝溶液。生成的络合物多为黄色 并有荧光可用于定性及定量分析。

2 铅盐常用工 醋酸铅及碱式醋酸铅水溶液 可生成黄至红色沉淀。黄酮类化合物与铅盐生成沉淀的色泽 因羟基数目及位置不同而异。其中 醋酸铅只能与分子中具有邻二酚羟基或兼有

3 羟基、

4 酮基或

5 羟基、4 酮基结构的化合物反应生成沉淀。但碱式醋酸铅的沉淀能力要大得多 一般酚类化合物均可与其发生沉淀 依此不仅可用于鉴定 也可用于提取及分离工作。

3 锆盐多用2 二氯氧锆甲醇溶液黄酮类化合物分子中有游离的3 或5 羟基存在时，均可与该试剂反应生成黄色的锆络合物。但两种锆络合物对酸的稳定性不同。3 羟基

4 酮基络合物的稳定性比

5 羟基 4 酮基络合物的稳定性强 仅二氢黄酮醇除外 故当反应液中接着加入枸椽酸后 5 羟基黄酮的黄色溶液显著褪色 而3 羟基黄酮溶液仍呈鲜黄色 锆 枸椽酸反应 。方法是取样品0.5 1.0 mg 用10.0 ml甲醇加热溶解 加1.0ml2 二氯氧锆 ZrOCl2 甲醇液 呈黄色后再加入2 枸椽酸甲醇溶液 观察颜

色变化。

上述反应也可在纸上进行 得到的锆盐络合物多呈黄绿色 并带

荧光。

4 镁盐常用醋酸镁甲醇溶液为显色剂 本反应可在纸上进行。试验时在纸上滴加一滴供试液 喷以醋酸镁的甲醇溶液 加热干燥 在紫外光灯下观察。二氢黄酮、二氢黄酮醇类可显天蓝色荧光 若具有C3-OH 色泽更为明显。而黄酮、黄酮醇及异黄酮类等则显黄 橙黄、褐色。

5 氯化锶 SrCl2

在氨性甲醇溶液中 氯化锶可与分子中具有邻二酚羟基结构的黄酮类化合物生成绿色至棕