第十章-香豆素

第十章香豆素第一节概述第二节结构与分类第三节理化性质第四节提取分离技术第五节应用实例第一节概述一.定义：香豆素是具有苯骈α-吡喃酮母核的一类化合物的总称，属于苯丙素类衍生物，又称邻羟桂皮酸内酯，具芳香气味。其结构母核为：OO12378465苯骈α-吡喃酮二、分布香豆素类在动植物及微生物中均有分布，如致癌成分黄曲霉素类及发光真菌中的亮菌素类均属于香豆素类。这类成分分布得最广的还是高等植物中，其中芸香科和伞形科中分布最多。它们在植物体内以游离状态或与糖结合成苷的形式存在，苷酶解可环合成游离的内酯状态。•三、生理活性（1）植物生长调节剂：低浓度刺激植物发芽、生长；高浓度抑制植物发芽、生长（2）光敏作用：治疗白斑病（3）抗菌、抗病毒作用：秦皮中的七叶内酯及其苷治疗痢疾；蛇床子中的奥斯脑可抑制乙肝表面抗原。（4）平滑肌松弛作用：冠状动脉扩张和解痉利胆（5）抗凝血作用：防止血栓形成（6）肝毒性：黄曲霉素致肝癌。第二节结构与分类一.结构类型：•根据香豆素的基本母核上的取代基不同，将其分四类：•1.简单香豆素:苯环上有取代基的香豆素类。OOOH12345678伞形花内酯2.呋喃香豆素（1）线型（6、7呋喃骈香豆素型），补骨脂内酯型OOO补骨脂内酯（2）角形（7、8呋喃骈香豆素型），白芷内酯型OOO白芷内酯(异补骨内酯)OOCH3CH3OCH3•3.吡喃香豆素(Pyranocoumarins）香豆素母核上C6位或C8位的异戊烯基与邻酚羟基环合而成2，2-二甲基-а-吡喃环结构的香豆素类。（1）线型（6，7吡喃骈香豆素）：（2）角型（7，8吡喃骈香豆素）：黄曲霉素OOOCH3CH34.其他香豆素：指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。C3、C4位常有苯基、羟基、异戊烯基等的取代。OOOCH3OHOOOCH3OOH黄檀内酯蟛蜞菊内酯第三节理化性质一.性状：游离的香豆素多有完好的结晶形状，有一定的熔点，大多有香味。分子量小的有挥发性，能随水蒸汽蒸出，具升华性。香豆素苷无挥发性，也不能升华。二.溶解性：游离香豆素---不溶于冷水，溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有机溶剂。香豆素苷---溶于水、甲醇、乙醇，难溶于氯仿、乙醚。根据香豆素的溶解性，在提取分离时可采用系统溶剂法。三.内酯性质和碱水解反应：香豆素的α-吡喃酮环具有α，β-不饱和内酯性质，在稀碱液中会逐渐水解生成顺邻羟桂皮酸的盐，而顺邻羟桂皮酸不易游离存在，其盐的水溶液经酸化即闭环恢复成内酯。这个闭合过程极易发生，即使在很弱的酸溶液中，如通入CO2也能促使其内酯化而闭环。OOO-OO-O-OO-OOHOHOH-H+OH-长时间加热H+CoumaricOOO-OO-O-OO-OOHOHOH-H+OH-长时间加热H+CoumaricOH-H+OH-长时间加热H+•香豆素如果和碱液长时间加热，水解产物顺邻羟桂皮酸衍生物则发生异构化，转变成反邻羟桂皮酸的盐，再经酸化也不再发生内酯化闭环反应。香豆素内酯环发生碱水解的速度主要与C7位取代基的性质有关。其水解难易为OOOOMeOOOOH一般香豆素7-甲氧基香豆素7-羟香豆素•四.与酸的反应•（一）环合反应•香豆素成分对酸不稳定，容易发生异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合等反应•稳定性：叔阳碳离子仲阳碳离子伯阳碳离子OHOOOCH3OCH3OHCOOHOO（二）．醚键开裂：含乙烯醚（即烯醇醚）香豆素H水解+香豆素OOOMeOOOOHMeOOOOMeOH+H+东茛菪内酯（三）．双键加水反应：酸接触下可使双键加水，如：黄曲霉素OOOOHHOOMeOOOOHHOOMeOHH+黄曲霉素B1黄曲霉素B2a高毒性无毒性•五.C3、C4双键性质和加成反应•由于香豆素的C3、C4双键与羰基和苯环形成共轭体系，不易被氢化。•控制条件下氢化顺序：•侧链不饱和键吡喃环或呋喃环上的双键C3、C4双键OO共轭共轭苯环羰基导致双键性较弱，而不易加成。•六.呈色反应•（一）异羟肟酸铁反应：碱性条件下，内酯开环，与盐酸羟胺中的羟基缩合生成异羟肟酸，然后在酸性条件下与三价铁盐络合而显红色。•（二）酚羟基反应：•1三氯化铁试剂反应具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与三氯化铁试剂络合而产生不同的颜色。•2.重氮化试剂反应•酚羟基的邻位或者对位没有被取代能与重氮化试剂反应生成红色或者紫红色的偶氮化合物•3.Gibb’s反应•Gibb’s试剂是2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，其在弱的碱性条件下与酚对位活泼氢缩合成兰色物。有游离酚-OH,且-OH对位无取代者（+）对位有取代者（-）。•4.Emerson反应•Emerson试剂为4-氨基安替匹林-铁氰化钾，与酚对位活泼氢反应呈阳性反应•酚羟基对位无取代基（+）红色有取代基（-）Gibb’s，Emerson反应常用来判断C6位是否有取代基存在。因为内酯环能水解开环形成一个新的酚羟基：OOOHCOO6OH--•七.荧光反应香豆素在紫外光下大多显出兰色荧光，在碱液中荧光增强。香豆素荧光的有无，与分子中取代基的种类和位置有一定关系。兰色荧光-OH绿色荧光减弱或消失8-OH导入例：7-OH香豆素6-OH导入紫外光课堂习题•1.Gibb‘s反应呈阳性结果的化合物是：OOOCH3H3COOOH3COOCH3HOOOHOHOOOH3COOHHOB.A.C.D.•2.下列化合物荧光最强的是()OOHOOHOOHOOOOOOHA.C.B.D.OOOCH2CHC(CH3)2OHOHOCH3E.小结一、结构——苯骈α－吡喃酮二、香豆素的化学性质（一）内酯的性质和碱水作用（二）酸的反应(1)环合反应(2)烯醇醚的开裂(3)双键加水反应（三）显色反应1、内酯反应——异羟肟酸铁反应•2、酚羟基反应•(1)FeCL3反应•(2)酚羟基对位无取代的反应•重氮化试剂——紫红•Gibbs反应——蓝色•Emerson反应——红色第三节提取分离技术由香豆素的理化性质可知游离香豆素大多是低极性和亲脂性的，与糖结合的香豆素苷则极性较高，故我们常采用系统溶剂法将其分为几个部分。香豆素内酯遇碱皂化、加酸还原的性质及其小分子香豆素的挥发性和升华性的性质也常用于其分离纯化中。只是由于其性质的不稳定性，在酸、碱、热的作用中要注意条件的控制，以免引起结构的破坏，得到次生产物。1.系统溶剂法：用石油醚、苯、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次提取样品。石油醚回流提取石油醚液回收至小体积浓缩液放置、析晶粗晶冷石油醚洗结晶（可能时混和物）进一步分离单体（亲脂性香豆素）残渣乙醚液乙醚回流提取回收分离单体（亲脂性较弱香豆素）残渣乙醇提取香豆素苷类药材粗粉回收分离乙醇液•2、酸碱分离法：•此系经典方法。•1.具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。•2.香豆素的内酯环性质，于碱液中皂化成盐而•加酸后恢复成内酯析出。•碱液加热开环时，要注意碱液的浓度和加热时间，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不能合环。•对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。乙醚萃取液NaHCO3/H2OEt2O稀萃取酸性成分酚性成分（中性成分）挥干加NaOH/H2O进行水解碱液加提出不水解的成分碱液加中和加萃取香豆素类内酯成分NaOH/H2ONaHCO3/H2OEt2OEt2ONaOH/H2OEt2OEt2OH+Et2OEt2OH2O萃取•3、真空升华或蒸馏法：•某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。•例如：橘子油橙皮油素的分离以乙醇、乙醚或石油醚重结晶橘子油放置粗品结晶（橙皮油素）加热溶于乙醇馏出物残油乙醇液OOOCH3CH3CH3O4.色谱方法①吸附剂——硅胶、中性氧化铝②洗脱剂——已烷和乙醚、乙醚和乙酸乙酯等混合溶剂③显色——可观察荧光