中药化学课件黄酮类化合物

第7章黄酮类化合物（flavonoids）1、掌握黄酮类化合物的理化性质和检识。2、掌握黄酮类化合物的提取、分离方法。3、掌握黄酮类化合物的结构类型和分类。4、熟悉黄酮类化合物的结构测定。5、了解黄酮类化合物的含义、分布及生理活性。概述定义：泛指两个苯环通过3个碳原子相互连接而成的一系列化合物。O色原酮123456O123456781'2'3'4'5'6'ABCO78O123456O782-苯基色原酮C6－C3－C6含量高研究成熟分布广泛结构简单成药性？概述抗癌抗HIV抗氧化概述19996467种《TheHandbookofNaturalFlavonoids》Harborn20058000种黄酮醇数量最多1707种异黄酮结构类型最多10种概述概述分布广泛：高等植物，特别是被子植物中。粮食蔬菜水果荞麦大豆大葱韭菜蒜苗柑橘柚子存在形式：多与糖结合成苷存在，部分以游离态存在。OrhaOglcHOOHOHOHOOOHHOOHOHOHOQuercetinRutin芦丁槲皮素生源合成：莽草酸途径和乙酸-丙二酸途径。OHOHOH乙酸丙二酸途径莽草酸途径CH2－COCoACOOHCOCoAOOHOHHOHO查耳酮OOOHHOHO二氢黄酮OOOHHOHO黄酮OOOHHOHO异黄酮OOHOHHOHO二氢查耳酮OOOHHOHO黄酮醇HOHO橙酮OOHCHOOOHHOHO二氢黄酮醇OHOOHHOHOOHOOHHOHO＋花色素OHOOHHOHO黄烷醇HO黄酮类化合物生物合成示意图生物活性1.抗肿瘤活性槲皮素水飞蓟素柚皮苷杨梅黄酮抗自由基直接抑制癌细胞生长抗致癌因子生物活性2.抗炎镇痛黄岑苷甘草苷（Liquiritin）消化性溃疡药日本生物活性3.雌激素样作用植物雌激素（phytoestrogensPE）一类植物来源具雌激素活性的非甾族杂环多酚类化合物生物活性4.抗菌抗病毒白刺总黄酮青霉素类作用金丝桃素抗HIV花青素抗HIV生物活性5.抗氧化抗衰老清除自由基生物活性6.抗肝脏毒活性水飞蓟素OOOHOOOHOCH3CH2OHOHHO第一节结构和分类黄酮和黄酮醇类二氢黄酮和二氢黄酮醇类异黄酮和二氢异黄酮类查耳酮和二氢查耳酮类黄烷-3-醇和黄烷3,4-二醇类花色素类双黄酮类其他黄酮类O123456782,3,4,5,6,ACB（一）黄酮和黄酮醇类OOOOHOHOOHOH黄酮木犀草素(抗菌消炎)OOOOHOHOOHOH黄酮醇槲皮素(抗菌消炎)OHOH（二）双黄酮类OOH3COHOOCH3OOHOHOOHOHOHOOHOOHOHOOHOOOHOHOOOOHOHOOH银杏素3',8''-芹菜素型柏黄酮8,8''-双芹菜素型扁柏黄酮双苯醚型（三）二氢黄酮和二氢黄酮醇类OOOOHOO－glc二氢黄酮甘草苷(治疗胃溃疡)OOOOglc-OHOOH二氢黄酮醇黄柏素-7-O-葡萄糖甙(抗癌)OHOH***OH（四）查耳酮和二氢查耳酮OHOOO查耳酮二氢黄酮(无色)OHOOHOHOglc-OOH二氢查耳酮梨根甙H+OH-1324561'2'3'4'5'6'（五）异黄酮和二氢异黄酮类OOOOHOOH异黄酮葛根素(解痉止痛)OOOH3COHO二氢异黄酮紫檀素(抗癌)glc*OOOOOHOHOOHglc-OOHOHOHOOHglc-OOOHOOHglc-OO异构化氧化酶新红花甙(开花初期,无色)红花甙(开花中期,黄色)SO2醌式红花甙(开花后期,红色)（六）噢弄类OOCHOHOHHO硫磺菊素（七）花色素类植物色素OHOHO花色素OH+OHOHO矢车菊苷元OH+OHOH（八）黄烷-3-醇和黄烷-3,4-二醇类OOHOHOOHOH黄烷-3-醇儿茶素(抗癌)OOHOOHHOHOOHOH黄烷-3,4-二醇无色矢车菊素OHOHOH**OH***其它类OHOHOOOOH3CO苯骈色原酮类苯或呋喃色原酮类OCHO12345671'2'3'4'5'6'橙酮类CH3H3COO凯林(扩血管)HO硫磺菊素OOOHOHOOHOHOHCH2OHHO异芒果素OOCH3红镰霉素（决明子）H3COHOHOOO黄酮醇OHOHO查耳酮OO二氢黄酮醇OHOO异黄酮OO二氢异黄酮O黄烷-3-醇OOH黄烷-3,4-二醇OHOHOOH+花色素OO黄酮OO二氢黄酮OHO二氢查耳酮OHOHOCHOHO橙酮组成黄酮苷的糖：糖的种类：单糖类：如D-葡萄糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。双糖类：槐糖、龙胆二糖、芸香糖、新橙皮糖等。三糖类：龙胆三糖、槐三糖等。酰化糖类：2-乙酰基葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖等。连接位置：黄酮、双氢黄酮和异黄酮苷：多在7-OH上连有糖。黄酮醇和双氢黄酮醇苷：多在3-OH上连有糖或在3,7-二个OH连有糖。花色苷：多在3-OH上连有一个糖或形成3,5-二葡萄糖苷。C苷：糖多连在6或8位。在各类结构中，A、B环常见有羟基、甲基、甲氧基、异戊烯基等。7.2理化性质1.物理性质：形态、颜色、旋光性、溶解度2.化学性质：酸性、碱性3.显色反应：还原显色反应与金属盐类络合反应其它显色反应1.物理性质（1）形态：多为结晶固体，黄酮苷多为无定形粉末。（2）颜色：与交叉共轭体系、助色团数目、取代基位置有关。共轭体系黄酮（醇）及其苷：灰黄-黄查耳酮：黄-橙黄异黄酮：淡黄二氢黄酮（醇）：无花色素：pH7（红），pH=8.5（紫），pH8.5（蓝）助色团与取代基7-,4’-引入-OH、-OCH3等供电基，颜色加深。OOOO－+O+O－OO黄酮醇OHOHO查耳酮OO二氢黄酮醇OHOO异黄酮花色素的颜色与pH有关：OHOH＋O－glcOH－O－glcOHOHOOO－glcO－glcOHOOHOO－glcO－glcOHO+-红色(pH7)紫色(pH=8.5)蓝色(pH8.5)H＋OH－1.物理性质（3）旋光性：分子内是否含有手性因素。游离黄酮：二氢黄酮(醇)、黄烷(醇)、二氢异黄酮黄酮苷：多为左旋（来自糖）OO二氢黄酮醇OHOO二氢异黄酮＊＊＊O黄烷-3-醇OOH黄烷-3,4-二醇OHOH*****OO二氢黄酮＊1.物理性质（4）溶解度黄酮苷元难溶于水，易溶于甲醇、乙醚、氯仿、稀碱等。非平面型分子＞平面型分子（与分子排列、分子间引力有关）花色素（离子）＞异黄酮、二氢黄酮（非平面）＞黄酮（平面）引入-OH，水溶性增加；引入-OCH3、异戊烯基等，脂溶性增加。OOH+花色素OOHR二氢黄酮　R＝H二氢黄酮醇　R＝OHOO二氢异黄酮黄酮苷难溶于乙醚等，易溶于热水、醇、吡啶、稀碱等。多糖苷＞单糖苷3-羟基糖苷＞7-羟基糖苷OOOOOOHOOHOHOHCH2OHHOOOOHOHOHCH2OH3773分子扭曲，7-OH极性2.化学性质（1）酸性：与酚-OH数目、位置有关。7,4’-二OH黄酮＞7或4’-OH黄酮＞一般酚-OH＞5-OH黄酮5%NaHCO35%Na2CO30.2%NaOH4%NaOHOHOOHOOOHOOOHO（2）碱性：吡喃酮氧原子有弱碱性，能与强酸（浓硫酸）成佯盐，但不稳定。黄酮（醇）：黄-橙，有荧光二氢黄酮（醇）：橙（冷）-紫红（热）查耳酮：橙红-洋红异黄酮、二氢异黄酮：黄橙酮：红-洋红浓盐酸：花色素橙酮查耳酮显红色其余无色！OOHClH2OOOH+Cl－3.显色反应（1）还原显色反应盐酸-镁粉硼氢化钠（2）与金属盐类试剂的络合反应锆盐-枸橼酸三氯化铝氨性氯化锶（3）其它反应与碱的反应与五氯化锑的反应Gibb’s反应（1）还原显色反应盐酸-镁粉反应：黄酮类化合物的首选反应。方法：样品/甲醇+Mg+HCl，放置或加热，红~紫红。分子中特别是在B环上有羟基或甲氧基取代，颜色加深。机理：形成阳碳离子。注意：异黄酮、查耳酮、橙酮、儿茶素(－)，但要对照。排除中药提取液本身的颜色的干扰。硼氢化钠反应：二氢黄酮类的专属性还原剂，红~紫色。方法：样品/甲醇+NaBH4+1%HClPC的显色剂：先喷2%NaBH4/甲醇，1min后熏浓盐酸蒸气。A环与B环有一个以上羟基或甲氧基取代，颜色加深。OONaBH4OOHOH+O（2）与金属盐类试剂的络合反应3-OH、4-C=O，5-OH、4-C=O，邻二酚羟基有色络合物Al3+、Mg2+、Sr2+、Zr4+、Pb2+、Fe3+等OOOHHOOHOH锆盐-枸橼酸反应判断黄酮分子中是否有3-OH或5-OH。s/MeOH+2%ZrOCl2，黄色，示有3-或5-OH。再加2%枸橼酸/甲醇，黄色保存，示有3-OH；黄色褪去，示有5-OH。OOOZr=OH2OClOOZr=OH2OClO醋酸镁反应s/EtOH+1%MgOAc/MeOH荧光二氢黄酮类：天蓝色黄酮异黄酮：黄色橙黄色褐色三氯化铝反应最常用的显色剂（试管、TLC、PC）。s/EtOH+1%AlCl3/EtOH，UV下观察。一般黄酮：鲜黄色荧光4’-OH或7,4’-二OH黄酮（醇）：天蓝色荧光OOOAl2＋氨性氯化锶反应：邻二酚羟基，绿-棕-黑色。s/MeOH+0.01MSrCl2/MeOH+NH3/MeOHOOOHHOOHOHHOOOOHHOHOOSrO+Sr2++2OH--2H2O（3）其它颜色反应与碱的反应：鉴别黄酮类化合物类型。与五氯化锑的反应：区别查耳酮。s/无水CCl4+2%SbCl5：查耳酮：红或紫红其它黄酮：黄-橙Gibb’s反应：判断黄酮5-OH对位有无取代基。未取代黄酮：蓝或蓝绿色黄酮冷和热NaOH液黄-橙（分子中有邻二或邻三酚OH，绿色沉淀）放置或加热深红-紫红(查耳酮)黄酮醇NaOH液黄空气[O]棕二氢黄酮各类黄酮的颜色黄酮黄酮醇二氢黄酮查耳酮异黄酮橙酮外观黄-灰黄黄-灰黄无黄-橙黄淡黄－强酸黄-橙＊黄-橙＊橙(冷)紫红(热)橙红-洋红黄红-洋红HCl-Mg红-紫红红-紫红红-紫红－(对照)－－(对照)NaBH4－－红-紫红－－－AlCl3黄＊黄＊黄＊黄＊黄＊黄＊SbCl5黄-橙黄-橙黄-橙红-紫红－－碱液黄-橙黄-棕黄-橙(冷)红-紫红(热)红-紫红黄红-紫红*示有荧光第三节提取和分离1.提取方法：乙醇或甲醇法热水法碱水或碱醇法2.精制方法：溶剂萃取法pH梯度萃取法络合法3.分离方法：柱色谱法（聚酰胺、硅胶、葡聚糖凝胶等）4.实例1.提取方法(1)乙醇或甲醇提取法苷元：高浓度的醇（如90％～95％）等。苷：60％左右浓度的醇。(2)碱（水或醇）提取法稀NaOH：浸出能力大，但杂质较多，需先迅速过滤除杂。石灰水：浸出能力中，能沉淀除去鞣质、多糖等杂质。5%NaOH/EtOH：浸出效果好，但收率降低。注意：酸碱度不宜过大。(3)热水提取法仅限于提取黄酮苷类，杂质较多，故不常使用。如槐花米中提取芦丁2.分离方法(1)溶剂萃取法：主要用于分离苷元和苷Petroleumether:色素甲氧基黄酮苷元Diethylether:游离黄酮Ethylacetate:多羟基黄酮苷元单糖黄酮苷n-Butylalcohol：两糖以上黄酮苷水或醇提物浓缩浓缩物不同极性溶剂萃取分离苷元和苷或非极性苷元和极性苷元乙醚萃取乙酸乙酯萃取萃取液萃取液回收溶剂回收溶剂小极性溶剂分步重结晶分离苷元水转溶滤取结晶物质重结晶乙酸乙酯萃取分离苷（2）聚酰胺吸附C=ONH(CH2)5(CH2)5C=O聚酰胺铅盐沉淀中性醋酸铅：沉淀邻二酚羟基或羧基黄酮碱式醋酸铅：沉淀一般酚羟基黄酮。（3）铅盐法（4）硼酸络合邻二酚羟基黄酮可与硼酸络合，生成物易溶于水。可用于分离。OHOOHOOOHOOOHOOOHO（5）pH梯度萃取法混合物溶于有机溶剂(如乙醚)用5%NaHCO3萃取酸化7,4'-二羟基黄酮碱水层醚层用5%Na2CO3萃取酸化7或4'-羟基黄酮碱水层醚层用0.2%NaOH萃取酸化5-羟基黄酮碱水层醚层用4%NaOH萃取醚层(弃)酸化一般酚羟基黄酮碱水层•聚酰胺•硅胶•氧化铝•葡聚糖凝胶（6）柱色谱法C=ONH(CH2)5(CH2)5C=O聚酰胺柱层析氢键吸附形成氢键能力：水有机溶剂碱性溶剂洗脱能力：水醇丙酮NaOH甲酰胺DMF中药粗粉70-80%乙醇提取乙醇提取液(亲脂性杂质及游离黄酮)