黄酮类化合物ppt课件

概述黄酮类化合物的结构与分类黄酮类化合物的理化性质黄酮类化合物的提取与分离黄酮类化合物的色谱检识法黄酮类化合物的结构测定结构测定实例含黄酮类化合物中药实例第七章黄酮类化合物黄酮类（flavonoids）化合物是广泛存在于自然界（主要植物）的一类重要的化合物，也是中药中一类重要的有效成分。其主要生物活性表现在：1．止咳平喘祛痰－杜鹃素、芫花素2．扩张冠状动脉，降低血脂－芦丁、橙皮苷3．利胆保肝－水飞蓟素、儿茶素4．抗菌消炎－黄芩素、木犀草素5.解痉－大豆素、葛根苷等。6.抑制肿瘤-牡荆素、汉黄芩素等黄酮类化合物在植物界主要分布在双子叶植物中。常见的科属有；芸香科、唇形科、伞形科及豆科等。至1979年止：国内外发表的黄酮类化合物共1674(其中苷元902个，苷722个，其它为合成产物)至1993年止：黄酮类化合物总数超过4000个。黄酮醇类最常见、黄酮类其次、其余则较少。第一节黄酮类化合物的结构和分类一．基本结构过去（1952年以前）黄酮类化合物(Flavonoids)主要指基本母核为2－苯基色原酮的一系列化合物；OOOO1234567821'2'3'4'5'6'目前黄酮类化合物巳远远超出这个范围，泛指两个芳环（A与B）通过三个碳原子相互联结而成的一系列化合物；C6－C3－C6OOH天然黄酮类多为上述基本母核的衍生物。常见取代基有：OH、OCH3、CH3、异戊烯基等。存在形式：1.游离黄酮即苷元的形式2.与糖结合成苷的形式组成黄酮苷常见的糖有•单糖；D－葡萄糖、D－半乳糖、L－鼠李糖、D－木糖、D－葡萄糖醛酸等；•双糖：槐糖(glcβ1-2glc)、芸香糖(rhα1-6glc)、新陈皮糖(rhα1-2glu)、龙胆二糖(glcβ1-6glc)等，•叁糖：龙胆三糖(glcβ1-6glcβ1-6glc)、等，糖大多连结在C3－OH、C7－OH、C5－OH。多为氧苷。也有C－苷如；异芒果素，葛根素等。OOOOHHOOHHOHOHOOHOHOH异芒果素二、黄酮类化合物的分类根据中央三碳链的氧化程度B环(苯基)连接位置(2-或3-)三碳链是否成环等特点可将中药中主要的黄酮类化合物分类，如表所示。黄酮类化合物的主要结构类型类型基本结构类型基本结构黄酮二氢黄酮醇黄酮醇异黄酮二氢黄酮二氢异黄酮OOOHOOOOOOOHOOOO查耳酮黄烷-3,4-醇二氢查耳酮双苯吡酮花色素橙酮黄烷-3-醇OOHOOHOHOOOOCHOOHA+OHOOHO一）黄酮和黄酮醇类黄酮类；该类化合物中以芹菜素和木犀草素最为常见，黄芩素也是个代表性化合物。OOOHOHOHOHOOOHOHOH芹菜素木犀草素黄酮醇类；和山奈酚广泛存在。OOOHOHOHOHOH槲皮素二）双黄酮类；1．3，8－双芹菜素型：银杏素、白果素OOOHOOOHOHOHMeOOMe银杏素三）二氢黄酮及二氢黄酮醇类1．二氢黄酮类；紫花杜鹃甲素、甘草苷。OOOHO-glc甘草苷OOOHCH3OHCH3OCH3紫花杜鹃甲素2.二氢黄酮醇类；水飞蓟素HOOOOOCH2OHHHOHHHOCH3OH水飞蓟素四）查耳酮类查耳酮的定位与其他黄酮类化合物不同。OHO2345623456'''''OO五)异黄酮类大豆素、大豆苷、葛根素等。豆科植物多见。OOHOOH大豆素六）噢口弄类；硫磺菊素。定位与其它黄酮类不同。OOCHHOOHOH2345623456'''''7硫磺菊素七)花色素类；矢车菊素、飞燕草素。OOHOHOHOHOHOH+飞燕草素八)黄烷醇类；黄烷-3-醇的衍生物称儿茶素类，OOHOHOHOHHOHH(+)儿茶素九)其它黄酮类1、口山酮类；为苯骈色酮，异芒果素为碳苷。OOOOHHOOHHOHOHOOHOHOH异芒果素黄酮类化合物因其结构相对较简单，结构测定和全合成研究开展得也较早，是天然化学领域中研究得较成熟的一类。第二节黄酮类化合物的理化性质一．形态多为结晶性固体，少数（其苷）为无定形粉末。二．旋光性游离的苷元中，除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外，其余则无。苷类因接有糖，故均有旋光性，且多为左旋。三．颜色黄酮类化合物的颜色与分子中是否有交叉共轭体系及助色团（-OH、－OCH3）数目、取代位置有关。OOOOOO+__+_+OO黄酮类化合物的交叉共轭系统黄酮、黄酮醇及其苷类多呈灰黄色－黄色查耳酮多为黄色－橙黄色二氢黄酮、二氢黄酮醇－几乎无色异黄酮类为微黄色。OOOHOHOOOHOH若黄酮或黄酮醇7－位或4’－位引入OH及－OCH3等助色团（即供电子基）后，则促进电子转移、重排，使光被吸收的强度增加，从而使化合物、的颜色加深。但若－OH、－OCH3引入其它位置，由于不能发生上述重排而影响较小。四．溶解度游离苷元：难溶于水；易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱液。苷元之间的比较黄酮、黄酮醇、查耳酮为平面结构，堆砌较紧密，故更难溶于水。OOOHOHOHOH平面结构二氢黄酮、二氢黄酮醇等为非平面结构，分子间隙较大，故水溶性更大。OHHRO非平面结构花色素类虽为平面型结构，但它是以盐的形式存在，故具有盐的通性，水溶度较大。O+X-离子型结构黄酮苷元分子中，引入的羟基数目愈多，水溶性就愈大，呈正比关系。若羟基甲基化后，水溶性相对降低，脂溶性增加。黄酮苷：一般易溶于热水，甲醇，乙醇等极性溶剂中，难溶于苯、氯仿、乙醚、石油醚等低极性有机溶剂。结糖的数目愈多，水溶性更大；此外连接糖的位置也有关，3－羟基苷比相应的7－羟基苷水溶性大OCH2OHHOHHOHHHOHHOOOOHOHOHOHOOglcOOglc五．酸碱性1．酸性；黄酮类化合物由于大多数都含有酚羟基，故显示酸性。可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺以及二甲基甲酰胺中。OHOH..其酸性的相对强弱随酚羟基数目及位置的不同而不同。以黄酮为例:其酚羟基酸性强弱顺序依次为；7，4ˊ-二OH7或4ˊ－OH一般酚OH5－OH7，4ˊ－OH者可溶解于碳酸氢钠水溶液7－或4ˊ-OH者可溶解于碳酸钠水溶液5－OH者只溶于浓度较高的氢氧化钠水溶液中。其它位酚－OH者溶于氢氧化钠水溶液。2．碱性黄酮类化合物分子中γ－吡喃酮环上的一位氧原子，因具有一对孤对电子，表现出微弱的碱性，能与强酸生成钅羊盐。生成的盐很不稳定，加水后即可分解。OOOOH+HClH2O六．显色反应黄酮类化合物的颜色反应多与分子中的酚羟基及γ－吡喃酮环有关。1．还原反应盐酸－镁粉反应：黄酮类化合物最常用鉴别方法之一。查耳酮、橙酮、儿茶素类则无该显色反应。OHOOHOHOHOHOOHOOHOHOHOHCl_+OOHOOHOHOHCl+HOOHOHOHCl+OH-OH+Mg+HClH槲皮素花色苷元(红色，20%)双花色苷元(红色，主要产物)其反应机理两种解释；OOOOHHMg+HClHO+CI-O二氢黄酮4’-羟基黄烷花色苷无四氢硼钠还原反应：属二氢黄酮和二氢黄酮醇类的专一反应。对其它黄酮类无反应，故可作为和其它黄酮类的区别反应。OHHOHOHHOHHHNaBH4CHCHCHHO+OHOHCHCHCH+OHOHHOX_H+H2OHOOHOHHO2、与金属盐类试剂的络合反应铝盐、铅盐、铬盐、镁盐、锶盐、锆盐等金属盐类试剂能与具下列任一基团的黄酮类化合物反应，生成有色络合物。OOOHOHOHOH5443铝盐：常用试剂为1%三氯化铝或硝酸铝溶液。生成的络合物紫外灯下为黄色，λmax＝415，并有荧光，可用于定性和定量分析。+OOOOOOAlAl22+锆盐－枸橼酸显色反应：用于区别黄酮类化合物分子中3－或5－OH的存在。OOOOOOZr=OH2OClZrClH2O2％二氯氧锆(ZrOCl2)甲醇溶液。黄色示有C3－OH或C5－OH存在2％枸橼酸（甲醇），加水稀释黄色不退－示有C3－OH氨性氯化锶(SrCl2)显色反应：用于鉴定邻二酚羟基的反应。此反应在碱性条件下进行，与具有邻二酚羟基的黄酮类反应生成绿－棕－黑色沉淀。OOHOOHOHOHOHOOOOHOOHOH+Sr2++-2OH2H2O_Sr三氯化铁反应：能与几乎所有酚羟基成正反应，生成绿、兰、黑或紫色。Gibb’s反应：酚羟基对位无取代活泼氢的反应。生成蓝或蓝绿色。第三节提取和分离一．提取方法1、甲醇或乙醇提取高浓度的醇(90%~95%)适于提苷元60%左右浓度的醇适于提苷2、热水提取法提取苷碱水提取黄酮类成分是根据这类成分含有酚羟基，采取碱酸颠倒法处理。药材石灰水或NaCO3水溶液提取液盐酸（HCl）酸化pH5－6折出沉淀3、碱水或碱性稀醇提取槐花米加约6倍量水,煮沸,在搅拌下缓缓加入石灰乳至pH8-9,在此pH条件下微沸20-30分钟,乘热抽滤,残渣同上再加4倍量水煎1次,乘热抽滤。合并滤液在60-700C下,用浓硫酸调至pH=5,搅匀,静置24小时,抽滤。沉淀物水洗至中性，60oC干燥得芦丁粗品，于水中重结晶，70-80oC干燥得芦丁纯品。例：从槐花米中提取芦丁4、系统溶剂提取法黄酮苷以及极性稍大的苷元可选择极性较大的溶剂进行提取。丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、水等。一些多糖苷类可选择沸水提取。如槐花米中提取芦丁。苷元选择极性较小的溶剂进行提取。氯仿、乙醚等。二．分离方法黄酮类化合物进行分离工作的主要依据；A.极性大小不同：采用吸附或分配原理进行分离B.酸性强弱不同：采用pH梯度法C.分子大小不同：采用凝胶分子筛D.分子中某些特殊结构：采用金属络合物法1．溶剂萃取法用醇或沸水提取液，进行浓缩除去溶剂得浸膏或浓水液，可采用不同极性的有机溶剂，极性由低至高依次分别进行萃取，根据“相似相溶原则“得到不同极性的提取物。可能使苷和苷元得以分离，不同极性的苷元之间也可能得到分离，甚至得到单体。2.pH梯度萃取法：pH梯度萃取法适合于酸性强弱不同的黄酮苷元的分离。利用黄酮类化合物具有酸性酚羟基的特点，能溶于碱液，在酸性条件下又游离出来，能与其它杂质得以分开，达到纯化精制之目的。如依次用5%NaHCO3（萃取出7，4－二OH黄酮）、5%Na2CO3（萃取出7或4－OH黄酮）、0.2%NaOH（萃取出具一般酚羟基黄酮）、4%NaOH（萃取出5－OH黄酮）。3、铅盐法在黄酮类成分的混合物中，具有邻二酚羟基的成分与无此结构的成分，可用铅盐法分离。有邻二酚羟基的成分可被中性乙酸铅沉淀；不具邻二酚羟基的成分可被碱式乙酸铅沉淀，据此得以分离。脱铅：采用H2S除铅，生成硫化铅沉淀。现常用硫酸盐或磷酸盐，或阳离子交换树脂脱铅。用聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)作沉淀剂。四、柱层析法分离黄酮类化合物常用吸附剂是硅胶、聚酰胺和纤维素。1)聚酰胺柱色谱对黄酮类化合物来说，聚酰胺是用的较多而且效果较理想的吸附剂。吸附力大小取决于黄酮类化合物中所具有的酚羟基的数目和多少和所处的位置以及溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键的能力的大小。黄酮类化合物从聚酰胺上被洗脱时有如下一些规律(含水醇洗脱剂)；1．苷元相同：洗脱先后顺序一般为；叁糖苷双糖苷单糖苷苷元2．黄酮类化合物分子中酚羟基数目越多，形成氢键多，吸附力越强，难被洗脱。3．母核上酚羟基数目相同：吸附力：间位或对位OH邻位OH则：含邻位OH黄酮比含间位或对位OH黄酮易被洗脱。4．分子内芳香化程度越高，共轭双键多者吸附力强。吸附力：查耳酮二氢黄酮则：二氢黄酮比查耳酮易被洗脱5.不同类型黄酮化合物先后洗脱顺序为；黄酮醇黄酮二氢黄酮异黄酮上述规律也适用于黄酮类化合物在聚酰胺薄层色谱上的行为2)硅胶柱层析用的较广，己被传统地用于分离异黄酮、黄酮烷、二氢黄酮醇和高度甲基化了的（或乙酰化了的）黄酮和黄酮醇。氯仿－甲醇混合溶剂作洗脱剂；分离苷时，常将硅胶作为担体，水为固定相，氯仿－甲醇－水为流动相（移动相），属分配柱层析。3)氧化铝柱层析氧化铝通常在分离黄酮类化合物中用的较少，这是因为铝离子与具有4－酮基－5－羟基或4－酮－3－羟基结构以及邻二