天然产物化学(第五章)黄酮类化合物

黄酮类化合物
芹菜素 木犀草素 槲皮素 杨梅素 山奈酚-3-半乳糖鼠李糖-7-鼠 李糖苷 槲皮素-3-芸香糖苷 槲皮素-3-鼠李糖苷
取代图式 5,7,4‘-三OH 5,7,3’,4’-四OH 3,5,7,3’,4’-五OH 3,5,7,3’,4’,5’-六OH 三糖苷
双糖苷 单糖苷
Ve/ Vo 5.3 6.3 8.3 9.2 3.3
第五章 黄酮类化合物
Flavonoids
本章内容
概述 理化性质与显色反应 提取与分离 检识与结构鉴定
结构研究实例
第一节 概述
概述
定义：
黄酮类化合物泛指两个苯环通过中 央三碳链连结而成的一系列化合物。
8 7Fra Baidu bibliotek
A
6
5
1
2` 3`
O 2 1` B
4`
C
3 6` 5`
4
C6-C3-C6
O
O
2-苯基色原酮
HO
O
OH 花冠呈深黄色；开花
后期或采收干燥过程中
O
Oglc O
醌式红花苷(红色) 由于酶的作用，氧化成 红色。
二氢查耳酮类（梨）
OH
HO
OH
OH
O
glc O O
梨根苷
花色素类与黄烷醇类（矢车菊与飞燕草）
O 花青素母核
HO
O
OH
+
HO
O
OH
OH OH
OH 矢车菊苷元(兰色)
OH OH OH
飞燕草苷元
棕色~黑色沉淀
（三）硼酸的显色反应
具有
结构的化合物
OH O
在酸性条件下与硼酸反应生成亮黄色。
例如：
O
OH
OH O
O
（四）碱性试剂显色反应
1、二氢黄酮类遇碱变黄~橙色
HO
O
OH O
OH OCH3
OH
HO
+
H
OH OH O
OH OCH3
2、黄酮醇遇碱呈黄色，通入空气变棕色。 3、具有邻二酚羟基或3，4′-二羟基取代时， 在碱液中由黄-深红-绿棕色沉淀。 2013/9/29 补第五周国庆 星期五课）
OH OH
HO
O
OH OH O
OH O
OH OH
HO
O
[O]
O OH O
黄酮与黄酮醇类（黄芩与槐米）
抗菌
二氢黄酮与二氢黄酮醇类 （杜鹃与落叶松）
兴安杜鹃 （满山红）
止咳平喘驱痰
抗病毒
二氢黄酮与二氢黄酮醇类 （枳壳与枳实）
高血压辅助治疗剂
异黄酮(葛根）2012/10/12 第六周 化学
HO
O
O OH
（一）在甲醇溶液中的紫外光谱
1、黄酮、黄酮醇： 相同点：带I与带II的吸
收峰强度均较大； 不同点：带I位置不同 黄酮带I（304~350nm） 黄酮醇带I（358~385nm）
II I
木犀草素和槲皮素在甲醇溶液中的UV光谱数据
HO
O
OH O
OH HO
OH
木犀草素
O OH O
OH OH
OH
槲皮素
MeOH 253 （带II） 349 （带I）
使花、叶、果、茎等呈现蓝、紫、红等颜色的色素。以 苷的形式存在于细胞液中，经水解可生成苷元——花色 素及糖。
橙酮类（黄花波斯菊花）
7 6
5 4
O 2 CH
3
O
2' 3' 4'
6' 5'
硫磺菊素（6，3′，4′-三OH橙酮）
橙酮类的结构特点是含氧五元环，主要存在于 玄参科、菊科植物中。
黄烷醇类（茶及草麻黄 ）
金属盐类的络合反应
2、醋酸铅的显色反应
试剂：中性醋酸铅或碱式醋酸铅
阳性结果：生成黄～红色沉淀
作用部位： OH
HO
O
OH
OH OH O
金属盐类的络合反应
3、锆盐—枸橼酸显色反应： 用途：区别3-OH 和/或 5-OH的存在。
HO
O
OH O
H2O
O Zr O
Cl
注意：3-羟基黄酮产 生的络合物稳定性大 于5-羟基黄酮。
[作用与用途] 活血化瘀，通脉舒络。用于 动脉硬化及高血压病所致的冠状动脉供血 不全、心绞痛，心肌梗塞、脑血管痉挛等 以及动脉血管供血不良所引起的疾患。
其他黄酮类（芒果与水飞蓟）
（双苯吡酮类）
(木脂素黄酮)
(生物碱型黄酮)
三、黄酮类化合物的生理活性
1.对心血管系统的作用 (1)扩张冠脉：芦丁、葛根素黄酮片临床用于心绞痛、高血压。 (2)Vip样作用：橙皮苷可降低血管脆性及异常通透性，用作高 血压辅助治疗剂。 (3)抑制血小板聚集作用：抑制ADP、胶原或凝血酶诱导的血小 板聚集，从而防止血栓形成。 (4)降低血胆甾醇作用：山楂总黄酮。
OH OH O
三、酸性与碱性
（一）显著的酸性
羟基位置
酸性 溶解性
7，4＇-二羟基 强 溶于5%NaHCO3
7或4＇-羟基
溶于5%Na2CO3
一般酚羟基
溶于0.2%NaOH
5-羟基
溶于4%NaOH
三、酸性与碱性
（二）微弱的碱性：
1位氧原子有未共用电子对，表现微弱 碱性，可与浓盐酸、浓硫酸成 盐，极 不稳定，遇水分解。
羟基数目相同，易成分子内氢键者吸 附弱。具有邻位羟基黄酮>具有对位（ 间位）羟基黄酮。 ③异黄酮>二氢黄酮醇>黄酮>黄酮醇。 ④芳香核多，共轭程度高，难洗脱。
3、葡聚糖凝胶色谱法
（1）基本原理 双重属性
吸附属性 分子量相差不大
分子筛属性
分子量相差较大
例： 黄酮类化合物在Sephadex-LH20(甲醇)上的 Ve/Vo
阴性
附：二氢黄酮类化合物可与磷钼酸试剂 反应呈棕褐色。
金属盐类的络合反应
可以发生金属盐类络合反应的基团：
HO
O
OH OH
OH OH O
常见的金属盐类： 铝盐、镁盐、锆盐等。
金属盐类的络合反应
1、三氯化铝的显色反应： 大多数黄酮显黄色并有荧光。 例外：4'-OH或7，4'-二OH黄酮醇显 天蓝色荧光。 用途：黄酮类化合物的定性定量分析。
大豆素
紫檀素类（紫檀及越南槐）
CH3O
O
O
O O
紫檀素
查耳酮类（红花）
第一个发现的查耳酮类 植物成分
HO
O
HO
OH
OH 异构化
OH
HO Oglc O
HO Oglc O 红花苷(carthamone)(黄色)
新红花苷(neo-carthamin)(无色) 氧化酶 SO2
红花在开花初期，花冠 呈淡黄色；开花中期，
黄烷3-醇（儿茶素类）
O
3
OH
H
HO
O
H OH OH
（+）儿茶素
OH OH
黄烷-3，4-二醇（无色花色素类）
O
3
4
OH
OH
HO
O
OH OH
OH
OH
OH
OH
无色飞燕草素
双黄酮类（银杏）
由二分子黄酮衍生物聚合生成的二聚物，多分布于裸子植物中。 银杏中含有多种双黄酮，如银杏素。
银杏叶片（舒血宁片）（银杏叶片提取物）
查耳酮
OH
类
3
O
O
二氢黄酮 醇类
O2
二氢查耳酮
OH
3
OH
O
O
结构分类
鱼藤酮类 紫檀素类 花色素
O O 黄烷-3-醇
类
O
O
黄烷-3，4-
二醇类
O
O+
橙酮
O
OH
O
OH OH
O CH
O
各主要类别间的生物合成关系
OH OH
OH OH
HO
OH
HO
O
ISOMERASE
[O]
OH O
OH OH
HO
O
OH OH O
第三节 黄酮类化合物的
提取与分离
黄酮类化合物的提取与分离
（一）醇提法
95%乙醇 提取苷元 60~70%乙醇 提取苷类
注意： 1.含杂质多，可用石油醚去油脂、蜡、叶 绿素 等脂溶性杂质。 2.用炭粉吸附、酚/水洗脱的方法进行苷 类成分的精制
（二）沸水法
适用于苷类和水溶性苷元的提取。 注意： （1）糊化和变质； （2）加等量浓醇使蛋白质、多糖等
围广，分离效果好。
二、紫外及可见光谱法
O
O
带Ⅱ（220-280 nm） 由苯甲酰基系统引起 反应A环取代情况
带Ⅰ（300-400nm）由 桂皮酰基系统引起反应 B环取代情况
二、紫外及可见光谱法
一般程序 1） 测定样品在甲醇溶液中的UV光谱； 2） 测定样品在甲醇溶液中加入各种诊 断试剂后的UV光谱； 3） 苷类先水解，或甲基化后再水解， 然后测定UV光光谱。
例如：黄酮、黄酮醇 ..
多为灰黄~黄色，而 HO
O
二氢黄酮、黄酮醇多
为无色。
O
一、性状
注意：花色素的颜色随pH不同而不同 红（pH<7) ~紫（pH=8.5) ~蓝（
pH>8.5)
二、溶解性
（一）黄酮苷元 多难溶于水，易溶于有机溶剂（甲醇、
乙醇、乙酸乙酯、乙醚）和稀碱液； 1、平面型分子的水溶性小于非平面型分
子； 2、花色素以离子的形式存在，具有盐的
通性，水溶性反而最大；
二、溶解性
（二）黄酮苷类：可溶于热水、甲醇、 乙醇、稀碱液，难溶于亲脂性有机溶 剂。
1、多糖苷>单糖苷； 2、3-OH苷>7-OH苷；
糖的连接位置对苷的水溶性的影响
HO
O
OH OH O
HO
O
OH
O glc
OH
OH O
glc O
O
OH
概述
黄酮类化合物为一类植物色素，分 布广，数量大，生物活性温和而且多 样。
天然黄酮类化合物常以苷类形式 （包括氧苷与碳苷）存在，糖通常联 在A环6，8位。
一、黄酮类化合物生物合成的基本途径
生源：
由三个丙二酸单酰辅酶A和一个桂皮酰 辅酶A生物合成而成.
O
COOH 3X
A
C
CH2COCoA
丙二酰辅酶A
三、黄酮类化合物的生理活性
2.抗肝脏毒性作用 水飞蓟素为二氢黄酮醇与苯丙素衍生物缩合而成，对肝 细胞膜有稳定作用，能保护肝脏，改善肝功能，适用于 急慢性肝炎、肝硬化、中毒性肝损伤。 3.抗炎作用 黄酮类化合物可抑制脂氧化酶，从而抑制前列腺素的生 物合成，达到抗炎目的。
三、黄酮类化合物的生理活性
4.雌性激素样作用
4.0 4.9
注：Ve为洗脱样品时需要的溶剂总量或洗脱体 积；Vo为柱子的空体积。Ve/Vo数值越小，说明 化合物越容易被洗脱下来。
（二）梯度pH萃取法
5%NaHCO3 5%Na2CO3 0.2%NaOH
4% NaOH
7，4`-二OH者 7或4`-OH者 一般OH者 5-OH者
提取分离方法实例
COOH
锆盐—枸橼酸显色反应区别3-OH或5-OH的存在
样品/ MeOH
有3-OH和/或5-OH
2%ZrOCl2/MeOH
溶液变黄
2%枸橼酸/MeOH
仍显黄色
有3-OH
显著褪色
无3-OH，有5-OH
金属盐类的络合反应
4、醋酸镁的显色反应 二氢黄酮(醇)：天蓝色荧光 黄酮(醇) 、异黄酮：黄~橙黄~褐色荧光 5、氯化锶（SrCl2）的显色反应 具有邻二酚羟基结构的黄酮类化合物:绿~
水溶性杂质去除。
（三）碱提取酸沉淀法
常用碱的种类：
注意： （1）碱水浓度不宜 过高否则易破坏母核； （2）酸化时酸性不 能太强，否则易生成 盐，使得率下降。
（一）柱色谱法
2、聚酰胺柱色谱
（1）基本原理 双重色谱
氢键吸附 水溶性相差不大
相似相溶
水溶性相差较大
2、聚酰胺柱色谱
（2）洗脱规律 ①叁糖苷>双糖苷>单糖苷>苷元。 ②母核酚羟基数目越多，洗脱越慢；酚
COCoA
B
桂皮酰辅酶A
二、结构分类及结构类别间的生物合成关系
（一）结构分类
分类的依据：
1、三碳链的氧化程度；
O B
2、B环的连接位置；
AC
3、三碳链是否成环。
结构分类
黄酮类
8
1
2' 3'
异黄酮类
7
O2
B 4'
O
Flavone
A
6 5
C
3 6'
4
5'
O
O
黄酮醇类
O2
高异黄酮
O
3
OH
O
O
二氢黄酮
O2
HO
OH
OH
OH O
大豆素
己烯雌酚
5.抗菌及抗病毒作用
黄芩苷：抗菌 山奈酚：抗病毒
6.止咳平喘驱痰作用
7.解痉作用 异甘草素、大豆素
2012/10/11 第六周 应化
第二节 黄酮类化合物的理化性
质与显色反应
一、性状
1、苷元多呈晶形，苷类为无定形粉末 ；
2、颜色：多为黄色，与结构中的交叉
共轭体系和助色团有关。
O
加6倍量水，加入硼砂，煮沸
O OH O
边搅拌边加入石灰乳至pH8~9，微沸30min
OH OH
glc O rha
趁热抽滤
药渣
滤液 在60~70 ℃条件下，加浓盐酸调至pH5，静置 抽滤
滤液
沉淀（芦丁粗品）2013/10/8 第六周 应化
第四节 黄酮类化合物的 检识与结构鉴定
检识与结构鉴定
一、色谱法
1.黄芩苷的提取分离方法
OO
O
OH
黄芩粗粉
HO
OH
OH
OH O
分别加10倍、8倍量沸水煎煮两次，
每次1小时，过滤
药渣
滤液 加盐酸调pH1~2, 80 ℃ 保温30min 静置，离心沉淀
滤液
沉淀 依次用水、50%EtOH洗涤 95%EtOH重结晶
黄芩苷
提取分离方法实例
2.芦丁的提取方法
槐花米粗粉
HO
MeOH 256 （带II） 371（带I）
..
+
O
HCl
O
H2O
O
O-
四、显色反应
还原试验
1、盐酸—镁粉反应（最常用）
黄酮（醇）类 二氢黄酮（醇）类
阳性 （红色）
查耳酮 儿茶素类 异黄酮
阴性
注意：花色素、部分查耳酮等在浓HCl酸 性下变红，要做空白对照实验，排除干扰。
还原试验
2、四氢硼钠反应：（专属性）
二氢黄酮（醇）
阳性
（红色）
其它黄酮
（一）纸色谱 苷元：分配色谱。流动相：BAW系统。 苷：双向纸色谱。 第一向：醇性溶剂展开，例如BAW系统，
化合物极性大，吸附强。 第二向：水类溶剂展开，例如2-6%醋酸水
，化合物极性大，吸附弱。
双向纸色谱图例
一 次
展开剂：BAW
二 次
展开剂：醋酸-水
一、色谱法
（二）TLC 主要指吸附薄层，常用硅胶TLC，聚酰胺TLC。 硅胶TLC：鉴定弱极性化合物。 聚酰胺TLC：分离大多数黄酮及苷类，适用范