1、第五章第五章 黄酮类化合物黄酮类化合物Flavonoid第一节第一节 概概 述述 苷元苷元 苷苷1950年年 104个个 1962年年 201个个 1974年年 902个个 722个个(其中黄酮苷其中黄酮苷241个个, 黄黄 酮醇苷酮醇苷346个个)1980年年 黄酮总数已达黄酮总数已达2721个个Up to date 4000 known flavonoids comprising 12 subclasses, more than 3000 flavones and more than 700 known isoflavones exist in plants and almost 6500
2、 different flavonoids are known. Abstracted from: Journal of Chromatography A, 2006, 1112, 31. 分布与存在分布与存在1. 这类成分是在植物中分布最广的一类物质这类成分是在植物中分布最广的一类物质2. 它们大多是以苷的形式存在于植物体的各个部它们大多是以苷的形式存在于植物体的各个部位，尤其是花、叶部分。位，尤其是花、叶部分。一、黄酮类化合物生物合成的基本途径一、黄酮类化合物生物合成的基本途径1. 基本骨架基本骨架 指具有以下基本结构指具有以下基本结构(C6-C3-C6)的黄色色素的黄色色素 OO1224
3、6345678ACB2-苯基色原酮苯基色原酮结结 构构 特特 征征具有高度共轭体系具有高度共轭体系为基本生色团，且母核上有为基本生色团，且母核上有OH或或OCH3取代（助色团），大多为取代（助色团），大多为黄黄色，结构色，结构中有中有酮基酮基。因此称为黄酮类化合物。因此称为黄酮类化合物。符合符合C6-C3-C6 基本骨架（桂皮酸途径）。基本骨架（桂皮酸途径）。属酚类衍生物属酚类衍生物例：例：黄酮醇黄酮醇查耳酮查耳酮OOOHOOH2. 黄酮生物合成的基本途径黄酮生物合成的基本途径OCOCoAOHCoAOHOOHOHHOOOOHOHHOOOOCoAOOHO C6-C3-C6 Flavone 黄酮黄
4、酮苯丙氨酸苯丙氨酸ABC Chalcone 查尔酮查尔酮二、结构分类及相互间的生物合成关系二、结构分类及相互间的生物合成关系（一）主要结构类型（一）主要结构类型 已发现的结构类型有已发现的结构类型有20多种，其中有多种，其中有14种主要结构类型。种主要结构类型。黄酮和黄酮醇黄酮和黄酮醇 黄酮黄酮: 被子植物被子植物, 唇形科唇形科, 玄参科玄参科, 苦苣苔科苦苣苔科, 菊科菊科. 芹菜素芹菜素: 5,7,4-三三OH 芹菜苷芹菜苷: -7-O-芹糖芹糖 木犀草素木犀草素: 5,7,3,4-四四OH 黄芩素黄芩素: 5,6,7-三三OH 川陈皮素川陈皮素: 5,6,7,8,3,4-六六OCH3
5、OO12345678123456槲皮素槲皮素: 3,5,7,3,4-五五OH山柰酚山柰酚: 3,5,7,4-四四OHOOOH12345678123456黄酮醇黄酮醇二氢黄酮和二氢黄酮醇二氢黄酮和二氢黄酮醇n蔷薇科、芸香科、豆科、蔷薇科、芸香科、豆科、杜鹃花科、菊科杜鹃花科、菊科 橙皮苷、新橙皮苷、杜橙皮苷、新橙皮苷、杜鹃素鹃素n二氢黄酮醇：双子叶植二氢黄酮醇：双子叶植物，豆科。物，豆科。 二氢槲皮素、水飞蓟素二氢槲皮素、水飞蓟素OO1234OOHO异黄酮异黄酮大豆，大豆，葛根黄酮葛根黄酮OOO12O3OHO二氢异黄酮二氢异黄酮查耳酮查耳酮 红花苷红花苷二氢查耳酮二氢查耳酮OHO橙酮和橙酮和 酮
6、酮口黄烷醇黄烷醇(儿茶素儿茶素)和花色素（和花色素（植物色素植物色素）黄酮木脂体（水飞蓟素）黄酮木脂体（水飞蓟素）生物碱型黄酮（榕碱，异榕碱）生物碱型黄酮（榕碱，异榕碱）高异黄酮高异黄酮（homoisoflavone）双黄酮双黄酮(存在于裸子植物存在于裸子植物)银杏素银杏素 R1=CH3; R2=H异银杏素异银杏素 R1=H; R2=CH3白果素白果素 R1=H; R2=HOOR1OOCH3OOHOOR2OHOH7585（二）黄酮苷（二）黄酮苷植物中黄酮类化合物大多与糖结合成苷的形式存植物中黄酮类化合物大多与糖结合成苷的形式存在，少数以游离形式与苷共存在，少数以游离形式与苷共存1. 组成黄酮苷
7、的糖组成黄酮苷的糖 (1) 糖：单、双、三糖糖：单、双、三糖 (2) 苷键的种类苷键的种类 氧苷键：糖氧苷键：糖-O-苷元苷元 碳苷键：糖碳苷键：糖-C-苷元苷元: 葛根黄酮葛根黄酮 (3) 糖与化合物结合的位置糖与化合物结合的位置 O-苷：单糖苷苷：单糖苷 C3、C7、C3、C4 双糖苷双糖苷 C3、C7；C3、C4 C7、C4 C-苷：苷： C6或或C8位位黄酮类化合物中主要类别间的生物合成关系黄酮类化合物中主要类别间的生物合成关系OHOHOOHOHOHOEnzymeO+OOHOHHOOHOHOHOHOOHOOHOOOHOHHOOHOHOHOHOOHOHHOOHOOHOOHOHOHO查耳酮
8、与异黄酮查耳酮与异黄酮间的转化关系间的转化关系三、黄酮类化合物的生物活性三、黄酮类化合物的生物活性黄酮类化合物的生物活性多样黄酮类化合物的生物活性多样（一）对心血管系统的作用（一）对心血管系统的作用 如芦丁、橙皮苷、如芦丁、橙皮苷、d-儿茶素等儿茶素等（二）抗肝脏毒作用（二）抗肝脏毒作用（三）抗炎作用（三）抗炎作用（四）雌性激素样作用（四）雌性激素样作用 大豆异黄酮大豆异黄酮（五）抗菌及抗病毒作用（五）抗菌及抗病毒作用第三节第三节 黄酮类化合物黄酮类化合物的理化性质及显色反应的理化性质及显色反应一、性状一、性状 1. 颜色颜色 黄酮类化合物多为结晶，少数为粉末。黄酮类化合物多为结晶，少数为粉末
9、。 呈色原因：其颜色与分子中是否存在交呈色原因：其颜色与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团叉共轭体系及助色团(OH, OCH3)的种类，的种类，数目及取代的位置有关。数目及取代的位置有关。以黄酮为例：OOOOOOOOOOOOOO（1）+-+( =OH)+各类黄酮化合物颜色各类黄酮化合物颜色一般：一般：(1) 黄酮（醇）及其苷显灰黄黄酮（醇）及其苷显灰黄黄色黄色 (2) 查耳酮查耳酮 呈黄呈黄橙黄色橙黄色 (3) 二氢黄酮（醇）为无色二氢黄酮（醇）为无色。因。因C2-C3单键，不单键，不能发生上述电子转移，进而形成长共轭的缘故。能发生上述电子转移，进而形成长共轭的缘故。 (4) 异黄酮由于异黄酮
10、由于B环不与其共轭，所以也无色或环不与其共轭，所以也无色或显微黄色。显微黄色。 (5) 花色素及其苷：颜色随花色素及其苷：颜色随pH改变而变化。改变而变化。 2 pH 8.5 14 红红 紫紫 兰兰2. 旋光性旋光性苷元中：二氢黄酮（醇），黄烷（醇）苷元中：二氢黄酮（醇），黄烷（醇）其分子中有手性其分子中有手性C，故具旋光性。，故具旋光性。黄酮苷：由于结构中引入糖分子，故有黄酮苷：由于结构中引入糖分子，故有旋光性，且多为左旋。旋光性，且多为左旋。二、溶解性二、溶解性 H2O MeOH EtOAc EtOH Et2O, CHCl3 苷苷 + + -苷元苷元 - + +说明：说明：1. 苷，苷元分
11、子中有苷，苷元分子中有Ar-OH，溶于稀碱水溶液，溶于稀碱水溶液2. 苷元：苷元：1) 一般难溶或不溶于水，但不同结一般难溶或不溶于水，但不同结构类型，彼此之间对水溶解性又有一定差异。构类型，彼此之间对水溶解性又有一定差异。 黄酮（醇）、查耳酮黄酮（醇）、查耳酮 平面分子平面分子 花色素（离子）花色素（离子） 非平面分子非平面分子二氢黄酮（醇）二氢黄酮（醇）2) 苷元取代基苷元取代基: OH取代多取代多 分子极性分子极性 亲水性亲水性 OCH3取代多取代多 分子极性分子极性 亲脂性亲脂性3. 苷溶于水，且热水苷溶于水，且热水 冷水冷水 一般一般 双糖苷双糖苷 单糖苷单糖苷 3-O-糖苷糖苷7-
12、O-糖苷糖苷 OOHOOOHOHOHglcOOHOHOHOHOOHOglc相对游离OH数目多三、酸性与碱性三、酸性与碱性（一）酸性强弱：与（一）酸性强弱：与Ar-OH数目、位置有关数目、位置有关黄酮酸性规律黄酮酸性规律 7,4-二二OH 7或或4-OH 一般一般Ar-OH 5-OH 酸性强酸性强 酸性弱酸性弱 溶于溶于Na2CO3 Na2CO3或或Ca(OH)2水液水液 NaOH水液水液 OOHOOOHO(二二) 碱性碱性来源来源:应用应用: 1. 黄酮类化合物溶于浓硫酸，可表现特殊的颜黄酮类化合物溶于浓硫酸，可表现特殊的颜色，用于鉴别黄酮结构类型。色，用于鉴别黄酮结构类型。 2. 鉴别某些甲
13、氧基黄酮鉴别某些甲氧基黄酮OOHCLH2OCL-OOH四、显色反应四、显色反应 黄酮类化合物与各种试剂的呈色，多与结构中黄酮类化合物与各种试剂的呈色，多与结构中Ar-OH及及g g-吡喃酮有关。吡喃酮有关。 (一一) 还原试验还原试验: HCl-Mg(Zn)反应反应; ; Na(K)BH4反应反应 (二二) 金属盐类试剂的络合金属盐类试剂的络合反应反应: Al3+; Pb4+; Zr4+; Sr2+ (三三) 硼酸显色硼酸显色 (四四) 碱性试剂显色反应碱性试剂显色反应 1、HCl-Mg(Zn)反应反应 一般一般 黄酮（醇）黄酮（醇） 为为正反应正反应 显橙红紫红色显橙红紫红色 少数显紫兰色少
14、数显紫兰色 二氢黄酮（醇）二氢黄酮（醇） HCl-Mg的呈色反应，的呈色反应，（1）同类化合物，当）同类化合物，当B环上有环上有OH，OCH3取代时，颜取代时，颜色亦随之加深。色亦随之加深。（2）儿茶素不显色，异黄酮除个别外，一般不显色。）儿茶素不显色，异黄酮除个别外，一般不显色。（3）个别黄酮化合物不呈色。）个别黄酮化合物不呈色。如黄芩素如黄芩素 其乙醇液为黄色其乙醇液为黄色 加入加入HCl-Mg后几后几 乎无颜色乎无颜色OHOHOOHO（4）橙酮橙酮, 查耳酮查耳酮, 花色素花色素对对HCl-Mg反应为反应为负反应负反应. 但在浓但在浓HCl中花色素及部分橙酮，查中花色素及部分橙酮，查耳酮
15、会发生颜色变化。所以必要时，应做耳酮会发生颜色变化。所以必要时，应做对照实验。如果在样品乙醇溶液中只加入对照实验。如果在样品乙醇溶液中只加入浓浓HCl便产生红色，则表明含有花色素及便产生红色，则表明含有花色素及某些橙酮，查耳酮。某些橙酮，查耳酮。2. Na(K)BH4反应反应 是是二氢黄酮二氢黄酮的专属试剂的专属试剂反应颜色反应颜色: 红红紫色紫色反应机理反应机理:NaBH4KBH4Na BH4BH4BH4+COCHOH(浓HCLH2SO4（二）金属盐类试剂的络合反应（二）金属盐类试剂的络合反应 黄酮醇黄酮醇, 二氢黄酮醇二氢黄酮醇 黄酮黄酮, 二氢黄酮二氢黄酮, 查耳酮查耳酮 异黄酮结构中有
16、异黄酮结构中有邻二酚邻二酚OH 以上任一结构都可以与一些金属盐生成有色络合物以上任一结构都可以与一些金属盐生成有色络合物C3OHC4OC5OHC4O常用金属盐试剂有:1. 铝盐铝盐 常用常用1% AlCl3或或Al(NO3)3乙醇乙醇(甲醇甲醇)液液 例如例如: 黄酮的络合物黄酮的络合物 为鲜黄色为鲜黄色, 多数有黄绿色多数有黄绿色 荧光荧光 (1) 定性：鉴别是否为黄酮化合物定性：鉴别是否为黄酮化合物. (2) 定量：将黄酮化合物与定量：将黄酮化合物与AlCl3反应后有最大吸反应后有最大吸收峰，用于定量。收峰，用于定量。OOOAL/3 2、锆盐：常用、锆盐：常用2%ZrOCl2甲醇液甲醇液
17、应用：区分游离的应用：区分游离的3-OH或或5-OH 现象现象 区别区别 3-OH黄酮黄酮 黄色络合物黄色络合物 仍呈鲜黄色仍呈鲜黄色 ZrOCl2 黄绿色荧光黄绿色荧光 加枸橼酸溶液加枸橼酸溶液 5-OH黄酮黄酮 黄色溶液黄色溶液显著褪色显著褪色 5-OH和和3-OH黄酮黄酮-锆络合物的稳定性不同锆络合物的稳定性不同3、镁盐、镁盐 常用常用1%Mg(OAc)2甲醇溶液甲醇溶液 应用：区分应用：区分二氢黄酮二氢黄酮(醇醇)-天蓝色天蓝色荧光荧光 黄酮黄酮(醇醇), 异黄酮异黄酮-黄黄橙黄橙黄褐色褐色4、三氯化铁反应、三氯化铁反应 为为酚酚OH颜色反应颜色反应, 无专属性无专属性 上述反应上述反
18、应1、2、3可在试管，也可在纸片上进行可在试管，也可在纸片上进行 5、铅盐、铅盐 常用常用1%Pb(OAc)4或或Pb(OH)2(OAc)4水溶液水溶液: 黄酮与铅盐可生成水不溶性沉淀黄酮与铅盐可生成水不溶性沉淀(黄黄红色红色) 沉淀颜色与酚沉淀颜色与酚OH数目、位置有关数目、位置有关Pb(OAc)4只能与分子中具有只能与分子中具有邻二酚邻二酚OH的黄酮反应的黄酮反应Pb(OH)2(OAc)4与一般酚与一般酚OH 可用于提取分离、鉴定可用于提取分离、鉴定6、氯化锶（、氯化锶（SrCl2）沉淀反应）沉淀反应 Sr2+在氨性甲醇溶液中与分子中具有邻二酚在氨性甲醇溶液中与分子中具有邻二酚OH黄酮类化
19、合物生成绿色黄酮类化合物生成绿色棕色或黑色沉淀棕色或黑色沉淀 应用：鉴别应用：鉴别邻二酚邻二酚OH（三）硼酸显色反应（三）硼酸显色反应含含 结构的黄酮为正反应结构的黄酮为正反应 5-OH黄酮（醇）黄酮（醇） 包括包括 2-OH查耳酮查耳酮在在 与硼酸生成不同颜色与硼酸生成不同颜色O有机酸或无机酸中例：例： 草酸中显黄色并具草酸中显黄色并具 黄绿色荧光黄绿色荧光 柠檬酸（丙酮）中只显黄柠檬酸（丙酮）中只显黄 色无荧光色无荧光 应用：该反应可将上述两类黄酮与其它类别黄酮应用：该反应可将上述两类黄酮与其它类别黄酮相区别相区别OOHOH3BO3（四）碱性试剂显色反应（四）碱性试剂显色反应 应用：应用：
20、1. 黄酮类的鉴别黄酮类的鉴别2. 鉴定二氢黄酮与查耳酮：鉴定二氢黄酮与查耳酮： 二氢黄酮二氢黄酮 查耳酮查耳酮 无色无色 橙橙黄色黄色3. 黄酮醇与其它类型黄酮相区别黄酮醇与其它类型黄酮相区别4. 黄酮类化合物如分子中有邻二酚黄酮类化合物如分子中有邻二酚OH或或C3,C4-二二OH取代时，在碱液中不稳定，易氧化，颜色变深取代时，在碱液中不稳定，易氧化，颜色变深OH -H第三节第三节 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、提取一、提取（一）提取（一）提取 从植物中提取黄酮类化合物选择溶从植物中提取黄酮类化合物选择溶剂时需考虑：剂时需考虑： 1. 黄酮类化合物在植物中存在的形式：黄
21、酮类化合物在植物中存在的形式： 2. 材料材料植物的哪一部分植物的哪一部分 花、果、叶花、果、叶多含苷多含苷 坚硬的木质部坚硬的木质部苷元苷元3. 杂质的情况杂质的情况 (1) 原料中伴存亲脂性杂质，如叶绿素、原料中伴存亲脂性杂质，如叶绿素、油脂、甾体等。可先用石油醚处理除去油脂、甾体等。可先用石油醚处理除去 (2)原料中伴存的水溶性杂质，可用原料中伴存的水溶性杂质，可用EtOAc或或n-BuOH为溶剂，或用铅盐沉淀为溶剂，或用铅盐沉淀法提出黄酮类化合物。法提出黄酮类化合物。4. 已知成份已知成份/未知成份未知成份; 系统分离系统分离/特定成份的分离：特定成份的分离： A. 沸水沸水, 碱水作
22、提取剂碱水作提取剂 以提苷为主，以提苷为主， 应用于已知成分应用于已知成分 特点：含量高，后处理方便；成盐易溶于水特点：含量高，后处理方便；成盐易溶于水 例如例如: 橙皮苷橙皮苷 B. 醇类作溶剂醇类作溶剂 应用最多应用最多 C. 亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂 提取苷元提取苷元（二）精制分离（二）精制分离 溶剂萃取法溶剂萃取法 碱提取酸沉淀法碱提取酸沉淀法 炭粉吸附法炭粉吸附法1. 溶剂萃取法溶剂萃取法 材料材料 醇浸膏醇浸膏 不溶物不溶物 水液水液 亲脂性亲脂性杂质杂质MeOH (EtOH)热提热提热水反复溶解热水反复溶解 Et2O萃取萃取(1) 系统溶剂提取系统溶剂提取 Et2O萃取液萃取
23、液 水液水液 (黄酮苷元黄酮苷元, 部分单糖苷部分单糖苷) EtOAc液液 (单糖苷单糖苷, 双糖苷双糖苷) (如叶绿素如叶绿素,树脂物树脂物) EtOAc萃取萃取 n-BuOH萃取萃取 n-BuOH液液 (双糖苷双糖苷, 三糖苷三糖苷) 水液水液(水溶性水溶性杂质杂质)水液水液(2) 除去亲脂性杂质除去亲脂性杂质醇提取液conc水液石油醚提取石油醚液(亲脂性杂质)水液conc水提取液浓缩水液加入数倍量乙醇沉淀物(蛋白质,多糖等)水液(3) 除去水溶性杂质除去水溶性杂质2. 碱提取酸沉淀法碱提取酸沉淀法此法适用于含量高的已知黄酮成分此法适用于含量高的已知黄酮成分如：槐米如：槐米 rutin (
24、芦丁芦丁) 1020% 黄芩黄芩 baicalin (黄芩苷黄芩苷) 45% 枳实枳实 hesperdin (橙皮苷橙皮苷) 45%3. 炭粉吸附法炭粉吸附法: 黄酮苷的精制黄酮苷的精制二、分离（单体黄酮的分离）二、分离（单体黄酮的分离） 硅胶柱色谱法硅胶柱色谱法(一一) 柱色谱法柱色谱法 聚酰胺柱色谱聚酰胺柱色谱 葡聚糖凝胶柱色谱葡聚糖凝胶柱色谱硅胶柱色谱硅胶柱色谱 适于分离异黄酮，二氢黄酮（醇）及高度适于分离异黄酮，二氢黄酮（醇）及高度甲基化的黄酮（醇）类甲基化的黄酮（醇）类 少数情况下，硅胶加水去活性后，也可用少数情况下，硅胶加水去活性后，也可用来分离某些极性较大的黄酮来分离某些极性较大
25、的黄酮聚酰胺柱色谱聚酰胺柱色谱黄酮、酚类、醌类黄酮、酚类、醌类吸附原理：氢键吸附吸附原理：氢键吸附影响聚酰胺吸附化合物能力的因素：影响聚酰胺吸附化合物能力的因素： 1. 与所采用溶剂的类型有关与所采用溶剂的类型有关 溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力: 水甲醇或乙水甲醇或乙醇丙酮稀醇丙酮稀NaOH水溶液或氨水甲酰胺二甲水溶液或氨水甲酰胺二甲基甲酰胺尿素水溶液基甲酰胺尿素水溶液 2. 与被分离物质的结构与被分离物质的结构酚酚OH数目及位置有关数目及位置有关酚酚OH数目：苷元相同时，洗脱顺序：三糖苷数目：苷元相同时，洗脱顺序：三糖苷 双双糖苷糖苷 单糖苷单糖苷 苷元苷元聚酰胺对不
26、同黄酮的吸附能力：聚酰胺对不同黄酮的吸附能力：1) 黄酮的种类：黄黄酮的种类：黄酮醇酮醇黄酮黄酮二氢黄酮醇二氢黄酮醇异黄酮，洗脱能力则相反异黄酮，洗脱能力则相反 2) 酚酚OH位置：酚位置：酚OH不能形成分子内氢键吸附不能形成分子内氢键吸附能形成分子内氢键能形成分子内氢键 OOHOHOOO聚酰胺吸附色谱法：聚酰胺吸附色谱法：(1) 形成形成氢键氢键的基团数目越多，的基团数目越多，吸附能力越强。吸附能力越强。(2) 成键位置对吸附力也有影响成键位置对吸附力也有影响:分子内氢键。分子内氢键。(3) 分子中芳香化程度高者，分子中芳香化程度高者，则吸附作用增强则吸附作用增强样品方面：样品方面：溶剂洗脱
27、能力：溶剂洗脱能力：水水甲醇甲醇丙酮丙酮氢氧化钠水溶液氢氧化钠水溶液甲酰胺甲酰胺二甲基二甲基甲酰胺甲酰胺尿素水溶液尿素水溶液3. 葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶(Sephadex)柱色谱柱色谱常用型号：常用型号：Sephadex-G型型 Sephadex-LH20型型原理原理: (1) 分离苷元：吸附强弱分离苷元：吸附强弱 (2) 分离苷：分子筛作用分离苷：分子筛作用洗脱剂：甲醇、乙醇、碱水、含水丙酮等洗脱剂：甲醇、乙醇、碱水、含水丙酮等（二）梯度（二）梯度pH萃取法萃取法原理：酸性强弱不同原理：酸性强弱不同方法：有机溶剂溶解，碱水梯度萃取方法：有机溶剂溶解，碱水梯度萃取 碱性：弱碱性：弱 强强 苷元萃
28、出顺序：酸性强苷元萃出顺序：酸性强 弱弱Example洗脱剂洗脱剂5%NaHCO3 5%Na2CO3 0.2%NaOH4%NaOHpH8.310+1214出柱苷元出柱苷元7,4-二OH7或4-OH一般Ar-OH5-OH（三）根据分子中某些特定官能团分离（三）根据分子中某些特定官能团分离 主要为邻二酚主要为邻二酚OH1、铅盐沉淀法：粗分离、铅盐沉淀法：粗分离 沉淀（含邻二酚沉淀（含邻二酚OH）黄酮混合物黄酮混合物 + Pb(OAc)4 脱铅方法：硫酸盐法、磷酸盐法或阳离子交换树脂法脱铅方法：硫酸盐法、磷酸盐法或阳离子交换树脂法 溶液溶液（三）根据分子中某些特定官能团分离（三）根据分子中某些特定官
29、能团分离 主要为邻二酚主要为邻二酚OH2、硼酸复盐法：络合作用、硼酸复盐法：络合作用原理：具有邻二酚原理：具有邻二酚OH的黄酮可与硼酸络合，的黄酮可与硼酸络合，生成的物质可溶于水；无邻二酚生成的物质可溶于水；无邻二酚OH的黄酮无的黄酮无此反应，不溶于水此反应，不溶于水PSPS：在实际分离工作中，常常将上述多：在实际分离工作中，常常将上述多种方法相配合，以获得较好的分离效果种方法相配合，以获得较好的分离效果实例：从柠檬果皮中分离降血压有效成分实例：从柠檬果皮中分离降血压有效成分第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构鉴定黄酮类化合物的检识与结构鉴定一、色谱法在黄酮类化合物鉴定中的应用一、色谱法在黄
30、酮类化合物鉴定中的应用 1. 纸色谱纸色谱(PC) (1) 常用溶剂系统常用溶剂系统 醇性醇性 BAW(n-BuOH-HOAc-H2O) 4:1:5 TBA(t-BuOH-HOAc-H2O) 3:1:1 水饱和的水饱和的n-BuOH等等 水性水性: H2O、不同浓度的醋酸、不同浓度的醋酸(2%醋酸、醋酸、15%醋酸等醋酸等)、3%NaCl、HOAc-浓浓HCl-H2O(30:3:3) (2) 不同极性溶剂中不同极性溶剂中Rf值的比较值的比较 a. 在在醇性醇性展开剂中展开剂中不同苷元时不同苷元时Rf值值: 平面性分子平面性分子非平面型分子非平面型分子同类型苷元时同类型苷元时Rf值值: 苷元苷元
31、单糖苷单糖苷双糖苷双糖苷 b. 在在水性水性展开剂中展开剂中(极性大的化合物极性大的化合物Rf值大）值大） 不同苷元时不同苷元时 平面分子平面分子Rf值值非平面分子非平面分子 同类型苷元时同类型苷元时 苷元苷元Rf值值单糖苷单糖苷rutin 15%HOAc: Rf值值 quercetinrutin混合物的鉴定：常用双向色谱混合物的鉴定：常用双向色谱如黄酮苷的分离如黄酮苷的分离 通常第一向采用醇性溶剂通常第一向采用醇性溶剂 第二向采用水性溶剂第二向采用水性溶剂 (3) 显色剂显色剂 UV下观察下观察 1%2% AlCl3(MeOH) 1%FeCl3-1%K3Fe(CN)6 1:1水液水液2. 薄
32、层色谱（薄层色谱（TLC） (1) 硅胶薄层色谱硅胶薄层色谱 常用展开剂：常用展开剂： 甲苯甲苯-甲酸甲酯甲酸甲酯-甲酸甲酸 5 : 4 : 1 CHCl3-MeOH-HCOOH 8 : 2 : 1 CHCl3-丁酮丁酮-甲酸甲酸 5 : 3 : 1 (2) 聚酰胺薄层聚酰胺薄层 常用展开剂：常用展开剂： a. 含水极性溶剂：不同浓度的含水乙醇含水极性溶剂：不同浓度的含水乙醇 （形成氢键）（形成氢键） b. 亲脂性有机溶剂：分配色谱原理亲脂性有机溶剂：分配色谱原理 乙醇乙醇-水水-乙酰丙酮乙酰丙酮 (2:4:1) 苯苯-甲醇甲醇-丁酮丁酮 (6:2:2) (3) 显色剂显色剂 同同PC显色剂显
33、色剂未未知知物物物理物理常数常数TLC分分子子式式取取代代基基定定性性定定量量骨骨架架特特征征取取代代基基定定位位平平面面结结构构立立体体结结构构全全合合成成mp a aDMS+元素元素分析分析(EA)IR; UV; 1H(13C)-NMR植化植化分类分类光谱光谱特征特征NMRMS化学法化学法NMRMS解析解析CD O R D N M R (NOE)已已知知物物化化学学关关联联结结构构测测定定单晶单晶X-射线衍射射线衍射数数 据据 获获 取取光光 谱谱 特特 征征化学化学证明证明与已知物与已知物对照对照二、紫外及可见光谱在黄酮类鉴定中的应用二、紫外及可见光谱在黄酮类鉴定中的应用测定黄酮类化合物
34、的测定黄酮类化合物的UV吸收光谱，对结构的吸收光谱，对结构的鉴定有特殊意义鉴定有特殊意义 特点：特点：1. 用量少用量少 2. 用特殊试剂使黄酮母核上官能团发生用特殊试剂使黄酮母核上官能团发生反应，提供有关取代基的位置或数量的信息反应，提供有关取代基的位置或数量的信息（一）黄酮类化合物在甲醇溶液中（一）黄酮类化合物在甲醇溶液中的的UV光谱特征光谱特征在多数黄酮类化合物在在多数黄酮类化合物在UV光谱中有两个主要吸收光谱中有两个主要吸收带，即在带，即在200400nm区域内有两个吸收带区域内有两个吸收带 Benzoyl Cinnamoyl 带带 220280nm 带带 300400nmOO-+OO
35、OO-+1. 黄酮及黄酮醇类黄酮及黄酮醇类 带带 带带 黄酮黄酮 220280nm 304350nm I I350nm 3-OR 3283851. 表表5-8: 说明说明B环氧取代程度环氧取代程度, 则则带带红移红移.2. 表表5-9: 说明说明A环氧取代程度环氧取代程度, 则则带带红移红移.3. 若若OH甲基化或苷化甲基化或苷化, 引起相应吸收带引起相应吸收带, 尤其尤其带带紫移紫移.4. 若若OH乙酰化乙酰化,原来酚原来酚OH对光谱的影响对光谱的影响 消失消失.2. 查耳酮及橙酮类查耳酮及橙酮类 共同特点共同特点: 带带很强为主峰很强为主峰, 带带为弱峰为弱峰. 带带 带带 查耳酮查耳酮
36、220270(弱弱) 340390(强强) 橙橙 酮酮 220276(较强较强) 370430(强强)3. 异黄酮异黄酮, 二氢黄酮及二氢黄酮醇二氢黄酮及二氢黄酮醇 共同特点共同特点:带带强吸收为主峰强吸收为主峰,带带为弱峰为弱峰. 带带 带带 异黄酮异黄酮 245270(弱弱) 300-340二氢黄酮二氢黄酮(醇醇) 270290(较强较强) (二二)加入诊断试剂后引起的位移及其加入诊断试剂后引起的位移及其在结构测定中的意义在结构测定中的意义以黄酮醇为例以黄酮醇为例一般程序一般程序: 1. 测定样品在测定样品在MeOH中中UV吸收光谱吸收光谱-原始谱原始谱 2. 加入诊断试剂后测定加入诊断试
37、剂后测定UV及可见光谱及可见光谱甲醇钠甲醇钠: a. 检查黄酮检查黄酮(醇醇)中游离中游离3-OH或或4-OH 4-OH存在存在 带带+4060nm,峰强度不下降峰强度不下降 3-OH存在存在 带带+5060nm,峰强度减弱峰强度减弱 b. 检查黄酮检查黄酮(醇醇)中游离中游离 3,4-OH体系或体系或 3,3,4-三三OH等对碱敏感的等对碱敏感的OH产生吸产生吸 收峰收峰,其强度随时间延长而递减其强度随时间延长而递减.醋酸钠醋酸钠(未熔融未熔融) NaOAc比比NaOMe的碱性弱的碱性弱,只能使强酸性只能使强酸性OH离离子化子化,检查检查7-OH,3-OH,4-OH a. 7-OH存在存在,
38、带带+520nm b. 4-OH存在存在,无无3-OH或或7-OH取代时取代时,在在NaOMe, NaOAc光谱中带光谱中带位移的比较位移的比较,二者相同或前者二者相同或前者有更大的位移有更大的位移.醋酸钠醋酸钠(熔融熔融) 碱性提高碱性提高,表现表现与与NaOMe 类似效果类似效果.NaOAc/H3BO3 NaOAc与与H3BO3的混合物用于检识的混合物用于检识黄酮母核上的所有邻二酚黄酮母核上的所有邻二酚OH a. B环有邻二酚环有邻二酚OH存在存在,则带则带 +1230nm b. A环有邻二酚环有邻二酚OH存在存在,则带则带 +510nmAlCl3及及AlCl3/HCl (1) AlCl3
39、与含与含3-OH或或5-OH的黄酮的黄酮(醇醇)以以 及邻二酚及邻二酚OH螯合螯合,使吸收峰红移使吸收峰红移 (2) 由于由于AlCl3形成络合物的稳定性为形成络合物的稳定性为: 3-OH 5-OH 邻二酚邻二酚OH酸水存在下酸水存在下 稳定稳定 破坏螯合破坏螯合 不螯合不螯合 但但MeOH中加数中加数 滴酸水仍稳定滴酸水仍稳定 AlCl3/HCl谱图谱图= AlCl3谱图谱图 则结构中无邻二酚则结构中无邻二酚OHAlCl3/HCl谱图谱图= AlCl3谱图谱图 则结构中可能有邻二酚则结构中可能有邻二酚OHa.若若B环有邻二酚环有邻二酚OH存在存在 则带则带 -3040nmb.若若A.B环可能
40、有邻二酚环可能有邻二酚OH,则带则带 -5065nmAlCl3/HCl谱图谱图=MeOH谱图谱图 示无示无3-及及/或或5-OHAlCl3/HCl谱图谱图=MeOH谱图谱图 若只有若只有5-OH存在存在, 带带+3555nm 只有只有3-OH存在存在, 带带+60nm 可能同时有可能同时有3及及5-OH, 带带+5060nm 若除若除5-OH外外,尚有尚有6-O取代取代,则带则带 +1720nm三、氢核磁共振在黄酮类结构三、氢核磁共振在黄酮类结构分析中的应用分析中的应用1H-NMR已成为天然黄酮类化合物结构分析的已成为天然黄酮类化合物结构分析的一种非常重要的方法一种非常重要的方法测定方法测定方
41、法: 1. 间接测定法间接测定法: OH OSi(CH3)3 2. 直接测定法直接测定法: CDCl3, pyridine-d5, DMSO-d6归纳黄酮类化合物归纳黄酮类化合物1H-NMR的规律的规律（一）（一）A环质子环质子1) 5,7-二二OH取代取代 A环上只有环上只有H-6, H-8;为为间位偶合间位偶合, d dH 5.706.90,d峰峰, H-6 较高场较高场OOH8OHHOH6 2) 7-OH取代取代 H-5: C=O去屏蔽去屏蔽 d dH 8.0OOH8H5HOH6 H-5 H-6 H-8 d dd d J5,6=Jo=9.0Hz J6,5=Jo=9.0Hz J8,6=Jm
42、=2.5Hz J6,8=Jm=2.5Hz C. 各向异性效应各向异性效应7.265.59-+-+H0O+-O+-CC+-CC+-(二二) B环质子环质子 1) 4-OR取代取代 为为AABB系统系统 四重峰四重峰d dH 6.57.9 ORBABAB例例. 黄酮黄酮 H-2,6 H-3,5 d dH 7.77.9ppm 6.57.1ppm d d J 8.5 Hz 8.5 Hz 2) 3,4-二二OR H-6 H-2 H-5 d dH 7.27.9 6.77.1 dd d d Jo=8.5Hz Jm=2.5Hz Jo=8.5Hz Jm=2.5Hz ORBOR 3) 3,4,5-三三OR H-2
43、,6d dH 6.57.5, sORORORB(三三) C环质子环质子1. 黄酮醇黄酮醇, 黄酮黄酮: H-3, d dH 6.3, s (尖单峰尖单峰)OOH2. 异黄酮异黄酮H-2 C=O 位位低场低场d dH 7.67.8, sOHO 3. 二氢黄酮二氢黄酮(醇醇)OOHAHBHX二氢黄酮二氢黄酮ABX系统系统 二氢黄酮醇二氢黄酮醇OOOHHAHB4. 查耳酮及橙酮类查耳酮及橙酮类(四四) 糖上的质子糖上的质子1. 单糖苷单糖苷 糖上糖上端基质子端基质子 未成苷糖的未成苷糖的H-1 d dH 4.0 成苷后糖的成苷后糖的H-1 d dH 5.0原因原因: 1)由苷键由苷键O原子上电子与苷
44、元原子上电子与苷元P-共轭共轭 2)糖上糖上C1与与O( )相连吸电子相连吸电子,使使C1缺缺 电子电子,致使致使H-1上电子云密度降低多上电子云密度降低多,H-1共共 振峰在较低磁场区出现振峰在较低磁场区出现.OC1OH 苷元OCH A. 苷元上糖位置不同苷元上糖位置不同, 糖端基质子的化学位移不同糖端基质子的化学位移不同 例例. 黄酮类黄酮类 3-O-糖苷糖苷 4,5,7-O-糖苷糖苷 d dH低场一些低场一些 5.06.0ppm 4.85.2ppm B. 与糖的种类有关与糖的种类有关 例例. 黄酮醇黄酮醇 3-O-glc苷苷 黄酮醇黄酮醇-3-O-rha苷苷 H-1 d dH 5.7-6
45、.0ppm 5.05.1ppm 2. 双糖苷双糖苷 苷元苷元-O-糖糖-O-糖糖 直接与苷元相连直接与苷元相连 末端糖的端基质子末端糖的端基质子的端基质子共振峰在稍的端基质子共振峰在稍 化学位移稍小化学位移稍小(共共 低磁场低磁场(化学位移稍大化学位移稍大) 振峰在较高磁场振峰在较高磁场)(五五) 6-及及8-CH3 d dH 2.0且且6-CH3质子较质子较8-CH3质子质子 稍高场稍高场0.2ppm(六六) 甲氧基上的质子甲氧基上的质子 苷元上苷元上OCH3: d dH 3.504.10ppm(七七) 乙酰氧基的质子乙酰氧基的质子 化学位移化学位移 应用应用芳香族芳香族 2.302.50p
46、pm 乙酰化测定乙酰化测定 酚酚OH数目数目脂肪族脂肪族 1.652.10ppm 由脂肪族乙由脂肪族乙 酰氧基数目酰氧基数目 推测苷中结推测苷中结 合糖的数目合糖的数目CH3COOArCH3COOR四四. 13C NMR在黄酮类化合物在黄酮类化合物结构鉴定中的应用结构鉴定中的应用 黄酮类化合物结构鉴定黄酮类化合物结构鉴定 60年代年代 UV 70年代年代 UV 1H NMR 80年代年代 主要为主要为1H, 13C NMR 13C NMR信号归属信号归属: (1) 用简单化合物及其衍生物进行比较用简单化合物及其衍生物进行比较 (2) 用经验性取代基位移规律计算用经验性取代基位移规律计算( (一
47、一) ) 黄酮类化合物骨架类型的判断黄酮类化合物骨架类型的判断利用中央三碳核的信号特征利用中央三碳核的信号特征, ,推测黄酮化合物推测黄酮化合物的骨架类型的骨架类型( (二二) ) 黄酮类化合物取代图式的确定方法黄酮类化合物取代图式的确定方法采用芳香碳原子的信号特征确定取代基的取代采用芳香碳原子的信号特征确定取代基的取代图式图式. .(三三) 黄酮类化合物黄酮类化合物O-糖苷中糖的连接位置糖苷中糖的连接位置苷元上成苷的酚苷元上成苷的酚OH位置不同位置不同 苷化位移值不同苷化位移值不同糖种类不同糖种类不同1. 糖的苷化位移及端基碳的信号糖的苷化位移及端基碳的信号 糖上糖上 C1 d dC 951
48、05ppm左右左右 成苷后糖上成苷后糖上 C1 则则+4.06.0ppm C1 C1例例: b b-D-glc 96.6 a a-L-rha 95黄酮黄酮3-O-b b-D-glc苷苷 101+4.8 3-O-rha 101.9+6.9 7-O-b b-D-glc苷苷 100.4+4.8 7-O-rha 98.9+3.9 2.苷元的苷化位移苷元的苷化位移 利用苷及苷元上碳原子的化学位移变化利用苷及苷元上碳原子的化学位移变化, 可可判断糖在苷元上连接的位置判断糖在苷元上连接的位置(四四) 双糖苷及低聚糖苷中分子内苷双糖苷及低聚糖苷中分子内苷键及糖的连接顺序键及糖的连接顺序五五. 质谱在黄酮类结构
49、测定中应用质谱在黄酮类结构测定中应用黄酮化合物的电子轰击质谱黄酮化合物的电子轰击质谱(EI-MS)黄酮苷类化合物的黄酮苷类化合物的FD-MS, FAB-MS(一一) 黄酮化合物的电子轰击质谱黄酮化合物的电子轰击质谱(EI-MS)特点特点: 1. 大多数黄酮化合物苷元为分子离子峰大多数黄酮化合物苷元为分子离子峰, 且常为基峰且常为基峰. 2. 黄酮苷由于是多黄酮苷由于是多OH化合物化合物, 对热不稳对热不稳 定定, 很难观察到分子离子峰很难观察到分子离子峰.黄酮类化合物黄酮类化合物(苷元苷元)的裂解规律的裂解规律(二二)黄酮苷类化合物的黄酮苷类化合物的FD-MS, FAB-MSFD-MS 场解吸
50、质谱场解吸质谱FAB-MS 快原子轰击质谱快原子轰击质谱五五. 结构测定实例结构测定实例Asiaticalin的结构鉴定的结构鉴定: 一种新的黄酮苷类化合物一种新的黄酮苷类化合物, 黄色针晶黄色针晶, 三氯化铁反应三氯化铁反应: 暗绿色暗绿色 镁粉镁粉-盐酸反应盐酸反应: 紫红色紫红色 元素分析元素分析: 分子式为分子式为 C21H20O11UV 分析分析MeOH 267 352 350可能为黄酮醇或可能为黄酮醇或3-ORNaOMe 275 326 402 +50强度不变强度不变 4-OHAlCl3 398 1) AlCl3基本同基本同AlCl3 /H 无邻二无邻二OH AlCl3 /HCl
