1、第九章 黄酮类化合物(flavonoidsflavonoids)2010年3月23日4月6日前言n黄酮类化合物是广泛分布在自然界的一大类化合物,多数具有颜色,在植物体内一部分与糖结合成苷类化合物(存在于植物的花、叶、果实等组织),一部分游离存在(存在于木质部坚硬组织)。n对植物的生长发育、开花结果以及抵御异物侵入等方面起着重要作用。学习内容(一)黄酮类化合物基本结构与分类(掌握)(二)黄酮类化合物的理化性质(掌握)(三)黄酮类化合物的提取分离(掌握)(四)黄酮类化合物的鉴定与结构测定(熟悉)(五)黄酮类化合物的生理活性(了解)1、基本结构n基本母核为2-苯基色原酮类化合物。n三个环n编号n取代
2、基:OH、OCH3、OCH2O等。n取代位置OOACB1 12 24 45 58 811662、分类1.黄酮(醇)类2.二氢黄酮(醇)类3.异黄酮类、二氢异黄酮类4.查耳酮类5.花色素类、黄烷类6.橙酮(噢哢)类双黄酮类区分要点:双键、B环连接位置、C环的完整性与环上的取代等。分类黄酮(醇)类n结构特点:完全的母核结构。n黄酮醇与黄酮的区别:3-OH的有无。OOOHOHOHOHOOOHOHOHOHOH木犀草素槲皮素分类二氢黄酮(醇)类n结构特点:C2-C3之间无双键。n二氢黄酮醇与二氢黄酮的区别:3-OH的有无。OOOHOHOHOHCH3CH3OOOHOglc甘草苷杜鹃素分类异黄酮类、二氢异黄
3、酮类n结构特点:B环连接在C3位。n异黄酮和二氢异黄酮的区别:C2-C3之间双键的有无。OOOHOH大豆素OOOOH3CO紫檀素分类查耳酮类n结构特点:C环开环。n注意编号不同。OOOHOHOHOHOglc1122441 13 35 5红花苷分类n花青素类:C环为苯环结构,1位氧带正电荷。O+OHOHOHOHOHOHOOHOHCH3OHOH儿茶素飞燕草素n黄烷类C4无羰基,C2-C3无双键。分类n橙酮(噢哢)类:C环为五元环。OOOHOHOH硫磺菊素OOOOH3COOHOCH3OHOHOH双黄酮类:两分子黄酮组成。银杏素分类理化性质一、性状1、存在状态 2、旋光性 3、颜色二、溶解性(熟悉)1
4、、苷元 2、苷三、酸碱性(掌握)四、显色反应(重点掌握)一、性状1、苷元为结晶性固体,苷类为无定性粉末。2、苷元除二氢黄酮(醇)类、黄烷(醇)有旋光性外,其它无旋光性;苷类化合物多为左旋性。3、颜色:具明显显色,多数黄色或橙色,与交叉共轭体系有关。理化性质二、溶解性1、苷元一般难溶或不溶于水,易溶于有机溶剂。2、平面型结构的水溶性小于非平面型结构。3、OH越多,水溶性越强。4、苷类化合物的糖数越多,水溶性越强。5、3-O-glc苷的水溶性 7-O-glc苷。理化性质三、酸碱性1、酸性:7,4-二-OH 7或4-OH一般酚羟基5-OH。(原因?)2、碱性:1-O原子有碱性。理化性质O+OH浓HC
5、lOOCl-.四、显色反应(一)、还原反应(二)、金属盐类试剂的络合反应(三)、硼酸显色反应(了解)(四)、碱性试剂显色反应(熟悉)理化性质显色反应(一)、还原反应nHClMg粉(Zn)反应1、操作:样品溶于甲醇或乙醇中,加入少许镁粉(锌粉)振摇,滴加浓HCl几滴,观察颜色(必要时可加热)。2、结果:黄酮(醇)、二氢黄酮(醇)-橙红色紫红色。 查尔酮、橙酮不显色。3、干扰组分的排除:花青素、部分查尔酮。理化性质显色反应(一)、还原反应nNaBH4反应(专属性较高的还原剂)1、操作:样品溶于乙醇中,加入2% NaBH4乙醇液,稍后加入浓HCl或浓H2SO4数滴,观察颜色。2、结果:二氢黄酮类呈紫
6、色或紫红色。理化性质显色反应(二)、金属盐类试剂的络合反应n锆盐枸橼酸显色反应(ZrOCl2)1、操作:样品甲醇溶液加入2%ZrOCl2的甲醇溶液,观察颜色;然后再加入2%的枸橼酸,再观察颜色。2、结果:黄酮类化合物分子中有游离的3或5-OH时生成黄色络合物,但5-OH黄酮的络合物遇枸橼酸后颜色会褪去。3、应用:鉴别3-OH或5-OH黄酮。理化性质显色反应(二)、金属盐类试剂的络合反应n醋酸镁(MgAc2)反应1、操作:在滤纸上滴加样品液,喷以醋酸镁的甲醇液,加热干燥,观察结果。2、结果:二氢黄酮(醇)类显蓝色荧光。 黄酮(醇)和异黄酮显黄色橙色褐色。理化性质显色反应(二)、金属盐类试剂的络合
7、反应nAlCl3显色反应1、操作:样品的乙醇液滴于滤纸上喷1%的AlCl3乙醇液显色,在紫外灯下观察荧光颜色。2、结果:除4-OH黄酮醇或7、4-二OH黄酮醇显天蓝色荧光外,其它显黄色荧光。3、应用:定性定量分析。理化性质显色反应(二)、金属盐类试剂的络合反应n铅盐反应:1、 醋酸铅只能与分子中具有邻二酚羟基或兼有3-OH或5-OH结构的化合物作用。2、碱式醋酸铅的沉淀范围广。3、生成黄色红色沉淀。理化性质显色反应(二)、金属盐类试剂的络合反应n氯化锶(SrCl2)反应1、操作:样品甲醇液中加入3滴0.01mol/L的SrCl2甲醇液,再加入氨气饱和的甲醇溶液后观察有无沉淀出现。2、结果:具有
8、邻二酚羟基的黄酮类化合物生成绿色棕色乃至黑色沉淀。理化性质显色反应(二)、金属盐类试剂的络合反应nFeCl3反应: 多数黄酮化合物分子结构中有酚羟基,遇FeCl3可产生正反应,但一般含有H键缔合的酚羟基才呈现显著的颜色。理化性质显色反应(三)硼酸显色反应n5-OH黄酮或2-OH查尔酮为正反应。n在草酸存在下显黄色并带有绿色荧光;但在枸橼酸丙酮存在下只显黄色而无荧光。OOOHOHOCH2CH2CH2OOH理化性质显色反应(四)、碱性试剂显色反应n碱性试剂:氨气、Na2CO3等。1、OOOH-H+无色橙黄色OHO理化性质显色反应(四)、碱性试剂显色反应OOOROROOOROR2、黄酮醇在碱性条件下
9、先呈黄色,通入空气后变为棕色。3、黄酮类化合物当分子中有邻二酚羟基取代或3、4-二羟基取代时在碱液中不安定,由黄色变成深红色乃至绿棕色。理化性质显色反应黄酮类化合物的提取n原则:1、苷和极性较大的苷元一般用极性较大的溶剂提取,如甲醇-水(1:1)或甲醇;一些多糖苷可以用沸水提取。2、苷元一般用极性较小的溶剂提取,如氯仿、乙醚、乙酸乙酯等。3、提取苷时注意破酶。提取与分离黄酮类化合物的提取n方案1:溶剂提取法。提取与分离药材粗品醇提浸膏EtOH提取、浓缩乙醚液Et2O提取不溶物BuOH液不溶物n-BuOH提取?黄酮类化合物的提取n方案2:碱溶酸沉淀法1、原理:黄酮类化合物多数有酚羟基,显酸性,可
10、溶于碱水中,再加酸后又可沉淀析出。2、常用碱:石灰水、Na2CO3、稀NaOH、碱性稀醇等。提取与分离黄酮类化合物的分离方法一、柱色谱1、硅胶色谱法: 主要用于分离非平面型黄酮及高度甲基化的黄酮(醇)的分离。2、聚酰胺柱层析法:3、GFC法二、pH梯度萃取法提取与分离聚酰胺柱层析法nRf的比较1、2、OOHOOHOHOHOH提取与分离OOHOOHOHOH 小 大OOOHOCH3OHOOOHOH 大 小Rf的比较3、4、OHOOCH3OHOHOH提取与分离OOOCH3OHOHOH 小 大OOOCH3OHOHOHOHOOOCH3OHOHOHOH 大 小Rf的比较5、用含水流动相洗脱时:三糖苷双糖苷
11、单糖苷苷元 用有机溶剂洗脱时:苷元苷提取与分离GFC法n分离苷元时主要是吸附作用,OH越多,吸附越牢,Rf越小。n分离苷时主要是分子筛作用,分子越大,Rf越大。提取与分离pH梯度萃取法提取与分离黄酮类化合物5%Na5%Na2 2COCO3 35%NaHCO5%NaHCO3 34%NaOH4%NaOH0.2%NaOH0.2%NaOH溶于有机溶剂中有机液有机层碱水层?碱水层?有机层碱水层?有机层碱水层?有机层提取分离实例:芸香苷的提取OOHOHOOHOHOOOHOHOHOOOHOHCH3OH提取与分离1、芸香苷的结构式2、提取思路3、方案确定A、溶剂法B、碱水提取法溶解性:水溶性强酸碱性:有酸性溶
12、剂法槐米粗粉沸水煎煮30分钟,两次。趁热滤过。药渣水提液放冷,过滤。滤液沉淀重结晶,过滤。芸香苷注意?方法?方法?注意?提取与分离碱水提取法槐米粗粉6倍量硼砂水液,石灰乳调PH89,煎煮2次。药渣水提液HCl调PH34,搅拌,析晶,过滤。滤液沉淀重结晶,过滤。芸香苷目的?目的?PH可否调到12提取与分离提取分离实例:黄芩苷的提取提取与分离OOHOHOHCOOHOOOOHOH1、黄芩苷的结构式:2、提取思路3、方案确定:碱水提取法4、流程图书写鉴定nPC: 可采用双向展开法:第一向展开采用某种醇性溶剂,第二向展开用水或极性较大的溶剂展开。nTLC:1、硅胶TLC2、聚酰胺TLC鉴定与结构测定结构
13、测定紫外光谱的应用n一般程序:1、测定样品甲醇中的UV光谱;2、测定加入诊断试剂后的UV光谱;3、如样品为苷类化合物,则先进行水解再测定光谱。鉴定与结构测定黄酮类化合物在甲醇液中的UV光谱特征OO苯甲酰系统产生峰带(220280nm)桂皮酰系统产生峰带(300400nm)AB黄酮(醇)的UV特征n峰300400nm,峰220280nm。n峰受A环、B环影响,氧化程度越高,吸收带越长移。n峰主要受A环影响,B环可影响其峰形。200300400(nm)示意图查尔酮的UV特征n峰300390nm,峰220270nm。n峰有时开裂为a(340390nm)、 b(300320nm)。n峰受整个母核氧化的
14、影响,尤其2-OH影响最大。200400(nm)示意图异黄酮、二氢黄酮(醇)的UV特征n峰为主峰,峰常成为其肩峰。n异黄酮峰245270nm;n二氢黄酮峰270295nm。200300(nm)示意图加入诊断试剂后引起的吸收峰位移在结构鉴定中的应用1、甲醇钠A、有3-OH,无4-OH时,带红移5060nm,强度降低。B、无3-OH,有4-OH时,带红移4060nm,强度不降低。C、3-OH、4-OH同时存在时,带随处理时间的延长而衰退。2、醋酸钠n用于7-OH的鉴别。n有7-OH时带红移520nm,若同时有6、8-氧代,则位移幅度减小。n醋酸钠熔融后若带红移4060nm,强度不降,说明有4-OH
15、。n5、6、7-三OH;5、7、8-三OH;3、3、4-三OH存在时吸收峰衰减。3、醋酸钠/硼酸n用于鉴别邻二酚羟基。nB环有邻二酚羟基带红移1230nm, A环有邻二酚羟基带红移510nm。4、AlCl3/AlCl3+HCln用于鉴别3-OH、5-OH、邻二酚羟基的存在。(1)样品+AlCl3/HCl光谱=样品+CH3OH 表明无3-OH或5-OH,或3-OH、5-OH被取代(2)样品+AlCl3/HCl光谱样品+CH3OH带红移3555nm,有5-OH,无3-OH;带红移60nm,有3-OH,无5-OH;带红移5060nm,同时有3-OH和5-OH。(3)样品+AlCl3/HCl光谱=样品
16、+ AlCl3表明A、B环均无邻二酚羟基。(4)样品+AlCl3/HCl光谱样品+ AlCl3带蓝移3040nm,B环有邻二酚羟基;带蓝移20nm,B环有邻三酚羟基;带蓝移5065nm,A、B环均有邻二酚羟基。结构测定1H-HMR的应用一、A环质子信号比B环质子信号在高场,即A环质子的化学位移值B环质子。二、A环质子1、5、7-二-OH黄酮OOOHOH6.27,d6.55,d7-OH黄酮OOOH8.00,ddddB-环质子OOOH7.3,d6.8,dC-环质子OOH6.3,s黄酮类化合物的生理活性n对心血管系统的作用:降低血管脆性及异常的通透性;扩冠;降血脂;抗血栓等。n抗肝损伤n抗炎作用n抗菌、抗病毒n泻下作用n解痉作用n止咳、祛痰作用n抗癌n作为甜味剂使用小结n黄酮类化合物的基本结构与分类。n理化性质(颜色、溶解性、酸碱性、显色反应)。n黄酮类化合物的提取方案,层析行为。nUV光谱特征及加入诊断试剂的应用。n1H-NMR的分析。