天然药物化学-第5章-黄酮类化合物R1课件.ppt

1、 黄酮类化合物黄酮类化合物 （Flavonoids） 以前以前，黄酮类化合物，黄酮类化合物( (flavonoids) )主要是指基本母核主要是指基本母核2-2-苯基苯基色原酮色原酮( (2-phenyl-chromone) )类化合物类化合物; ; 现今，现今，黄酮类化合物是泛指两个苯环通过三碳相互连接而成黄酮类化合物是泛指两个苯环通过三碳相互连接而成的一系列化合物。的一系列化合物。第一节第一节 概述概述C6-C3-C6ACBO12345678913524610ACB分类依据：母核中分类依据：母核中三碳链的氧化程度三碳链的氧化程度，三碳链是否成环三碳链是否成环以及以及B环的连接位置环的连接位

2、置C3-位：位：有有OH 黄酮醇黄酮醇 无无OH 黄酮黄酮C23饱和：饱和：二氢黄酮（醇）二氢黄酮（醇）C3与与B环相连：环相连：异黄酮、二氢异黄酮异黄酮、二氢异黄酮C环开环：环开环：查耳酮、二氢查尔酮查耳酮、二氢查尔酮C环还原：黄烷类环还原：黄烷类其它类型：花色素类、橙酮类（奥弄类）、高异黄酮、其它类型：花色素类、橙酮类（奥弄类）、高异黄酮、 山酮类（双苯吡酮类）山酮类（双苯吡酮类）第一节第一节 概述概述OOACBOOACB 溶解度溶解度黄酮黄酮( (醇醇), ), 查耳酮：查耳酮：平面型分子平面型分子二氢黄酮二氢黄酮( (醇醇) )：非平面型分子非平面型分子花色素：花色素：离子离子 苷元：

3、苷元：难溶于水，易溶于乙酸乙酯，乙醚等有机溶剂难溶于水，易溶于乙酸乙酯，乙醚等有机溶剂中中 苷：苷：易溶于水、乙醇、甲醇中，糖链越长水溶性越大易溶于水、乙醇、甲醇中，糖链越长水溶性越大第二节第二节 理化性质与颜色反应理化性质与颜色反应水水中中溶溶解解度度增增加加OHHHO 酸性：酸性：来源分子中的酚羟基；来源分子中的酚羟基； 可溶于碱性水溶液可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺。胺。 酸性强弱的比较：酸性强弱的比较：取决于羟基的数目和位置：取决于羟基的数目和位置： 7,4-OH 7-或或4 -OH 一般一般Ar-OH 5-OH第二节第二节 理化性质与颜色反应理

4、化性质与颜色反应OOHOOHOHOHOH（可用于提取、分离及鉴定工作）来源：来源：1-1-位氧原子的未共用电子对，显微弱的碱位氧原子的未共用电子对，显微弱的碱性；可与强酸（如：浓硫酸，盐酸等）生成性；可与强酸（如：浓硫酸，盐酸等）生成 盐而溶于酸水中。盐而溶于酸水中。第二节第二节 理化性质与颜色反应理化性质与颜色反应 碱性：碱性：（一）还原反应（一）还原反应（可用于各类化合物的鉴别可用于各类化合物的鉴别）(1) HCl-Mg 反应反应: 多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类化多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物显橙红合物显橙红 紫红色，少数显紫紫红色，少数显紫 蓝色。蓝色。查耳酮

5、、查耳酮、橙酮、儿茶素类不显色。异黄酮类一般不显色。橙酮、儿茶素类不显色。异黄酮类一般不显色。(2) HClZn: （同（同HCl-Mg 反应）反应）第二节第二节 理化性质与颜色反应理化性质与颜色反应(3) 四氢硼钠（四氢硼钠（NaBHNaBH4 4) )反应反应： NaBHNaBH4 4是对二氢黄酮是对二氢黄酮（醇）类化合物专属性较高的一种还原剂。（醇）类化合物专属性较高的一种还原剂。 颜色多为颜色多为橙红橙红- -紫红紫红其它黄酮类化合物均不显其它黄酮类化合物均不显色。色。第二节第二节 理化性质与颜色反应理化性质与颜色反应（二）金属盐类试剂的络合反应（二）金属盐类试剂的络合反应黄酮类化合物

6、分子结构中多具有下列结构：黄酮类化合物分子结构中多具有下列结构：可与金属盐类试剂产生络合反应可与金属盐类试剂产生络合反应 （1）锆盐）锆盐 （4）镁盐）镁盐 （2）铝盐）铝盐 （5）氯化锶）氯化锶 （3）铅盐）铅盐 （6）三氯化铁反应三氯化铁反应OOOHOOOHOHOH（1 1）锆盐（锆盐（ZrOClZrOCl2 2）- -枸橼酸反应：枸橼酸反应：区分区分C3-OH和和C5-OHOOOHOOOHOOOZrClOOOZrClOH2OOH2O2%ZrOCl2黄黄绿绿色色络络合合物物2 2% %枸枸橼橼酸酸不不退退色色褪褪色色第二节第二节 理化性质与颜色反应理化性质与颜色反应3-OH，4-酮基络合物

7、的稳定性酮基络合物的稳定性 5-OH，4-酮基络合物酮基络合物（仅二氢黄酮醇除外）（仅二氢黄酮醇除外） HCl-Mg反应反应 HCl-Zn反应反应 NaBH4反应反应 锆锆-枸橼酸反应枸橼酸反应 SrCl2反应反应 硼酸硼酸+草酸反应草酸反应 Molish反应反应 （+） （+） （-） 黄色，加枸橼酸黄色，加枸橼酸,褪色褪色 （+） （+）黄色）黄色 （+）OOOHOGlc_RhaOHOHHO第二节第二节 理化性质与颜色反应理化性质与颜色反应练习：练习：下面的一个化合物可能发生的反应下面的一个化合物可能发生的反应芦丁(rutin)OHOOHOOHOHrutinoseO样品样品OH-提取液提取

8、液过滤过滤H+沉淀沉淀（黄酮类）（黄酮类）槐花米H2O石灰乳调 pH = 89药渣滤液酸调pH = 34沉淀滤液第三节第三节 提取分离方法提取分离方法2. 碱提酸沉法碱提酸沉法注意：注意：碱性碱性不宜过强，以免破坏黄酮母核；不宜过强，以免破坏黄酮母核； 酸化时，酸化时，酸性酸性不宜过强，不宜过强，pH34即可，以免形成佯盐而溶解。即可，以免形成佯盐而溶解。2 2）聚酰胺色谱：）聚酰胺色谱： 原理：原理：聚酰胺分子中具有酰胺羰基，可与酚羟基形成氢聚酰胺分子中具有酰胺羰基，可与酚羟基形成氢键，主要依据与被分离物质成氢键能力不同进行分离。键，主要依据与被分离物质成氢键能力不同进行分离。 吸附强度主要

9、取决于：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以及溶剂黄酮类化合物分子中羟基的数目与位置以及溶剂； 黄酮类化合物黄酮类化合物酚羟基酚羟基与聚酰胺之间形成氢键缔合能力与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小。的大小。 （形成氢键形成氢键主要指主要指酚羟基酚羟基，糖部分不参与形成氢键），糖部分不参与形成氢键） 第三节第三节 提取分离方法提取分离方法其洗脱规律：（其洗脱规律：（顺序顺序先先后）后） (1)(1) 苷元相同苷元相同, , 洗脱洗脱先后顺序先后顺序一般是：一般是： 三糖苷三糖苷 双糖苷双糖苷 单糖苷单糖苷 苷元苷元(2)(2) 母核上羟基增加，母核上羟基增加，洗脱速度洗脱速度

10、减慢减慢(3)(3) 羟基数目相同羟基数目相同, ,有缔合有缔合羟基羟基 无缔合无缔合羟基羟基(4)(4) 不同类型黄酮的洗脱顺序：不同类型黄酮的洗脱顺序： 异黄酮异黄酮 二氢黄酮（醇）二氢黄酮（醇） 查耳酮查耳酮 黄酮黄酮 黄酮醇黄酮醇 （芳香核、共轭双键多者吸附力强芳香核、共轭双键多者吸附力强）第三节第三节 提取分离方法提取分离方法第三节第三节 提取分离方法提取分离方法习题：下列黄酮化合物，习题：下列黄酮化合物， （1 1）用聚酰胺柱色谱，含水甲醇梯度洗脱，）用聚酰胺柱色谱，含水甲醇梯度洗脱， （2 2）用硅胶柱色谱分离，氯仿）用硅胶柱色谱分离，氯仿- -甲醇梯度洗脱，甲醇梯度洗脱， 分别

11、写出洗脱顺序分别写出洗脱顺序OOHOOHOHAOOHOOHOHOHBOORha-GlcOOHOODOORha-GlcOOHOHOHEOOGlcOOHOHOHC第三节第三节 提取分离方法提取分离方法答案：答案：1. 聚酰胺柱色谱洗脱顺序：由先到后聚酰胺柱色谱洗脱顺序：由先到后 D，E，C，B，A 2. 用硅胶柱色谱洗脱顺序用硅胶柱色谱洗脱顺序：由先到后由先到后 A，B，C，D，E习题：从某植物中分离出四种化合物，其结构如下：习题：从某植物中分离出四种化合物，其结构如下： 试比较四种化合物的酸性，试比较四种化合物的酸性， 极性大小极性大小 比较它们的比较它们的Rf值大小顺序：值大小顺序： 1）硅胶

12、）硅胶TLC 2）聚酰胺）聚酰胺TLCA R1=R2=H B R1=H, R2=Rha C R1=Glc, R2=HD R1=Glc, R2=Rha酸性酸性 ACBD极性极性 DCBARf ：ABCD DBCA第三节第三节 提取分离方法提取分离方法OOOHR2OOHOR1 黄酮存在黄酮存在桂皮酰基桂皮酰基及及苯甲酰基苯甲酰基组成的交叉共轭系统，组成的交叉共轭系统，在在200400 nm间，有两个主要的紫外吸收带间，有两个主要的紫外吸收带A环苯甲酰系统峰带环苯甲酰系统峰带II，220280 nmB环桂皮酰基系统环桂皮酰基系统峰带峰带I，300400nm共性：共性： B环环OH增加，增加，峰带峰带

13、 I 红移红移，特别是，特别是4 -OH，红移大；，红移大； A环环OH增加，增加，峰带峰带II 红移红移。（一）（一）第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定 （二）结构测定（二）结构测定OOOO -+OO -+（二）利用诊断试剂，判断羟基位置（二）利用诊断试剂，判断羟基位置 1. 甲醇钠（甲醇钠（NaOMe） 黄酮类化合物上所有酚羟基，均可在黄酮类化合物上所有酚羟基，均可在 NaOMe 中中成盐，引起红移。成盐，引起红移。确定确定4-OH黄酮（醇）类：黄酮（醇）类：a. 带带 I 位移位移 4060 nm, 强度不降。示有强度不降。示有4-OH.b. 带带 I

14、 红移红移 5060 nm, 强度下降。示有强度下降。示有3-OH, 但无但无 4-OH。c. 3,4-OH, 3,3,4-OH, 3,4,5-OH等等, 随时间延长随时间延长, 峰衰退峰衰退。第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定 （二）结构测定（二）结构测定2. 醋酸钠（醋酸钠（NaOAc） NaOAc碱性较碱性较NaOMe弱，只能使弱，只能使7-OH，4-OH解离。解离。确定确定7-OH第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定 （二）结构测定（二）结构测定第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定

15、（二）结构测定（二）结构测定3. NaOAc/H3BO3 邻二酚羟基在邻二酚羟基在NaOAc碱性下，可与碱性下，可与H3BO3螯合，引螯合，引起红移。起红移。 黄酮（醇）：黄酮（醇）：带带I 红移红移1230 nm；B 环具邻二酚羟基。环具邻二酚羟基。 带带II 红移红移510 nm A 环具邻二酚羟基环具邻二酚羟基 ( 不包括不包括5,6-二二OH)。确定邻二确定邻二OH生成铝络合物的稳定性顺序：生成铝络合物的稳定性顺序： 3-OH(黄酮醇黄酮醇)5-OH(黄酮黄酮)5-OH(二氢黄酮二氢黄酮)邻邻二酚二酚OH3-OH(二氢黄酮醇二氢黄酮醇)第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化

16、合物的检识与结构测定 （二）结构测定（二）结构测定4. AlCl3 及及 AlCl3/HClOOOHOOOHOHOH AlCl3与与 引起络合。引起络合。a. AlCl3/HCl与与AlCl3中光谱比较中光谱比较 相同时相同时：无邻二酚羟基；：无邻二酚羟基； 不同时不同时：带：带 I 紫移紫移3040nm，示，示 B环有邻二酚羟基；环有邻二酚羟基； 带带 I 紫移紫移5060nm，示，示A，B环同时有邻环同时有邻二酚羟基。二酚羟基。4. AlCl3及及AlCl3/HCl第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定 （二）结构测定（二）结构测定 b. AlCl3/HCl

17、与与MeOH中光谱比较中光谱比较相同时相同时：示无：示无3-OH或或5-OH。不同时不同时：带：带I 红移红移 3355 nm，示只有，示只有5-OH，无，无3-OH时。时。 带带I 红移红移 1720 nm，示有，示有 5-OH，且，且6-氧代；氧代； 带带I 红移红移 5060 nm，示有，示有5-OH、3-OH； 带带I 红移红移 60 nm，示只有，示只有3-OH时。时。3-OH, 5-OH4. AlCl3及及AlCl3/HCl第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定 （二）结构测定（二）结构测定1. 核磁共振氢谱（核磁共振氢谱（1H-NMR）A环质子环质

18、子(1). 5,7-二二OH H-6,8 5.7 6.9, d, J = 2.5 Hz H-8 H-6OOHHOO568第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定 （二）结构测定（二）结构测定(2). 7-OH H-5：7.78.2, d, J=8Hz H-6：6.47.1, dd, J=8 and 2Hz H-8：6.37.0, d, J=2HzH-5受受C环环C=O的去屏蔽作用而处于低场，化学位移大。的去屏蔽作用而处于低场，化学位移大。OHOO568A环质子环质子1. 核磁共振氢谱（核磁共振氢谱（1H-NMR）第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合

19、物的检识与结构测定 （二）结构测定（二）结构测定B环质子环质子4 -OR 2 , 6 -H 7.18.1, d, J = 8 Hz 3 , 5 -H 6.57.1, d, J = 8 Hz（两组峰，每个峰有两个（两组峰，每个峰有两个H，AABB系统）系统）ORB2 3456第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定 （二）结构测定（二）结构测定3, 4 二二OR1) 黄酮（醇）黄酮（醇） H-2 7.2, d, J=2.5 Hz H-5 6.77.1, d, J=8.5 Hz H-6 7.9, dd, J=8.5, 2.5 Hz 2) 异黄酮，二氢黄酮（醇）异黄酮，

20、二氢黄酮（醇） H-2, 5, 6 6.77.1 m （峰复杂）（峰复杂）ORORBB环质子环质子第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定 （二）结构测定（二）结构测定3 ,4 , 5 -三三OR H-2, 6 ：6.57.5 R=R, 为一个单峰为一个单峰 s (2H); R R ，间位偶合为两个二重峰，间位偶合为两个二重峰 d (J = 2 Hz)ORORBORB环质子环质子第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定 （二）结构测定（二）结构测定例例1：某黄色结晶：某黄色结晶I，盐酸镁粉反应，盐酸镁粉反应()，Molish反应反应(

21、) ，FeCl3反应反应() ，ZrOCl2反应呈黄色，但加入枸橼酸后黄色褪去。反应呈黄色，但加入枸橼酸后黄色褪去。 I的的UV nm如下如下: MeOH 252 267 (sh) 346 NaOMe 261 399 AlCl3 272 426 AlCl3/HCl 260 274 357 385 NaOAc 254 400NaOAc/H3BO3 256 378I 的的1H-NMR (DMSO-d6, TMS) ：7.41 (1H, dd, J = 8, 3Hz), 6.92 (1H, d, J = 8 Hz), 6.70 (1H, d, J = 3 Hz), 6.62 (1H, d, J =

22、2 Hz), 6.43 (1H, d, J = 2 Hz), 6.38 (1H, s), 5.05 (1H, d, J = 7 Hz)，其余略。其余略。 FAB-MS示分子中含一分子葡萄糖示分子中含一分子葡萄糖,苷元的分子式为苷元的分子式为C15H10O6 ,推断化合物的结构，推断化合物的结构，并写出推导过程。并写出推导过程。NaOMe I=399-346=53nm，4-OHNaOAc II=254-252=2nm, 无无7-OHNaOAc/H3BO3 I=378-346=32nm, B环有邻二环有邻二OHAlCl3/HCl与与AlCl3相比，相比， I=385-426= -41nm, B环有

23、邻二环有邻二OHAlCl3/HCl与与MeOH相比，相比， I=385-346=39nm, 有有5-OH，无，无3-OH分析及答案：分析及答案： 化学反应显示该化合物为化学反应显示该化合物为5羟基黄酮苷，结合紫外谱羟基黄酮苷，结合紫外谱II的吸收峰位示无的吸收峰位示无3-OH。OOOHOHOHOHOHOOHOHOHH 因氢谱给出此化合物为因氢谱给出此化合物为5,7-二氧取代典型的谱学二氧取代典型的谱学特征，结合紫外谱分析结果，说明特征，结合紫外谱分析结果，说明7-OH与葡萄糖成与葡萄糖成苷。因此最终结构如下，氢信号归属如下：苷。因此最终结构如下，氢信号归属如下：6.706.927.416.62

24、6.436.38 (1H, s)5.05 (1H, d, J = 7 Hz)例例2：化合物：化合物asiaticalin（A）是从分株紫萁（）是从分株紫萁（Osmunda asiatica）中分得，为黄色针晶，三氯化铁反应：暗绿色；）中分得，为黄色针晶，三氯化铁反应：暗绿色；镁粉镁粉-盐酸反应：紫红色。盐酸反应：紫红色。元素分析：示分子式为元素分析：示分子式为C21H20O11。UV( max nm):MeOH 267, 352NaOMe 275, 328, 402AlCl3 274, 301, 352, 398AlCl3/HCl 276, 303, 347, 400 NaOAc 275, 3

25、05sh, 372NaOAc/H3BO3 266, 300sh, 353第五节第五节 结构研究实例结构研究实例UV( max nm):MeOH 267, 352NaOMe 275, 328, 402AlCl3 274, 301, 352, 398AlCl3/HCl 276, 303, 347, 400 NaOAc 275, 305sh, 372NaOAc/H3BO3 266, 300sh, 353黄酮醇或苷黄酮醇或苷 I=50, 4-OH二者相同二者相同, 无邻二无邻二OH I=48, 只有只有5-OH II=8,有有7-OH同同MeOH, 无邻二无邻二OHIR max(KBr) cm-1:

26、3401(OH), 1655(Ar-CO), 1606, 1504(苯环苯环)1H-NMR (DMSO-d6, TMS内标内标) ppm:3.23.9 (6H, m)3.95.1 (4H, 加加D2O后均消失后均消失)5.68 (1H, d, J = 8.0Hz)6.12 (1H, d, J = 2.0Hz)6.42 (1H, d, J = 2.0Hz)6.86 (2H, d, J = 9.0Hz)8.08 (2H, d, J = 9.0Hz)糖上糖上6个个H糖上糖上OH糖端基质子糖端基质子, H-1”A环环H-6A环环H-8B环环H-3, 5B环环H-2, 6OHOOHOHOOR苷元的确定苷

27、元的确定: 将将A用用2% H2SO4水解水解, 水解液经纯化得苷水解液经纯化得苷元元, 与标准品对照为山奈酚与标准品对照为山奈酚(5, 7, 4-三三OH 黄酮醇黄酮醇).糖基的确定糖基的确定: 水解液经中和后水解液经中和后,与标准品对照与标准品对照, 进行进行PC,TLC及糖分析仪测定及糖分析仪测定, 确认为确认为 -D-allose.习习 题题1、黄酮类化合物结构类型有哪些？分类依据、黄酮类化合物结构类型有哪些？分类依据是什么？是什么？2、黄酮类化合物的主要鉴别反应？、黄酮类化合物的主要鉴别反应？3、聚酰胺色谱法分离黄酮类化合物的原理是、聚酰胺色谱法分离黄酮类化合物的原理是什么？常用洗脱剂、洗脱规律是什么？什么？常用洗脱剂、洗脱规律是什么？