中药化学—黄酮类化合物

第六章黄酮类化合物Flavonoids大豆卵磷脂软胶囊神奇的大豆———中国人吃了几千年的大豆，过去用作饮料、豆制品和榨油，今天却成了热点。大豆及其制品中含丰富异黄酮，大豆异黄酮对女性体内雌激素具有双向调节作用，具有抗衰老、防癌抗癌，防止骨质疏松等功能问题：１黄酮类化合物的结构是怎样的？２黄酮类化合物具有什么样的理化性质？３我们如何将其提取和分离出来，又如何进行结构鉴定？分布广泛广泛存在于蔬菜、水果、牧草和药用植物中，是植物在长期自然选择过程中产生的一些次级代谢产物对植物的生长、发育、开花和结果以及抵御异物的侵袭起着重要作用在植物中已发现10000种结构独特的黄酮类化合物实例一银杏银杏诞生在古生代,距今已有二亿三千万年以上,银杏为裸子植物门银杏纲银杏植物(GinKgobilbaL.)，为一科一属一种的特殊植物，又称白果、公孙树，素有“活化石”之称，是国家二级保护植物。在我国广泛种植，产量占全世界的70%，是一种多用途的经济树种。银杏宋代初年，白果被列为贡品上进宫廷。皇帝认为“白”为不祥之兆，因看其外壳身白如银，果实似杏，便改其名为“银杏”银杏宋代诗人欧阳修诗云：“绛囊初入贡，银杏贵中州。”杨万里在《银杏》诗中将其描绘得出神入化：“深灰残火略相遭，小苦微甜韵最高。未必鸡头如鸭脚，不妨银杏伴金桃。”白果白果的药用价值早在元代吴瑞著的《日用本草》中即有记载，以后的许多医学著作也都有记载，主要是《三元延寿书》、《滇南本草》、《本草纲目》、《本草再新》等。白果记载的主要药用功效为白果能敛肺气、定喘嗽、止带浊、缩小便，有治疗哮喘、痰嗽、白带、白浊、遗精、淋病、便频等作用。明代江苏、山东、四川等地曾出现了用白果炮制的中成药用于临床。本章重点:1.黄酮类化合物的结构与分类、中药中常见的各类代表化合物。2.黄酮类化合物的理化性质，重点掌握酸性的强弱在提取和分离中的应用，显色反应在各类检识中的应用。本章重点:3.黄酮类化合物的提取分离方法（PH梯度萃取法、柱色谱法）原理。4.各类黄酮化合物的UV特征，重点掌握黄酮(醇)类化合物的UV、1H-NMR特征和MS基本裂解方式。OO12364578色原酮2-苯基色原酮OO123645781'2'3'4'5'6'基本结构一、黄酮(黄碱素类)一、黄酮（1）、黄色带有酮基化合物（ABC环）（2）、具有C6—C3—C6通式OABCC6-C3-C6二、黄酮类化合物的生物合成途径糖糖醋酸-丙二酸途径莽草酸途径RCH2COCoACoAOOCOHx3OHOOH查耳酮OOOHOO桂皮酸三生物活性抗氧化活性：水飞蓟素，槲皮素，高良姜素等对心血管系统的作用：芦丁橙皮苷抗肿瘤活性：染料木素，黄芩苷，槲皮素抗炎、免疫调节活性：金雀异黄素，槲皮素雌性激素样作用：异黄酮抗菌抗病毒作用：芦丁、儿茶素解毒保肝和细胞保护作用对机体内分泌和代谢的影响生物活性葛根总黄酮及葛根素、银杏叶总黄酮：具有扩张冠状血管作用，临床可用于治疗冠心病；芦丁、橙皮苷、d-儿茶素：具有降低毛细血管脆性和异常通透性作用，可用作毛细血管性出血的止血药及治疗高血压、动脉硬化的辅助药；活性水飞蓟素、异水飞蓟素、次水飞蓟素：肝保护作用，临床上用于治疗急、慢性肝炎，肝硬化及多种中毒性肝损伤等疾病均取得了较好的效果；异甘草素、大豆素：具有类似罂粟碱的作用，解除平滑肌痉挛。1黄酮类2黄酮醇类3二氢黄酮类4二氢黄酮醇类5异黄酮类6二氢异黄酮类7查耳酮类8二氢查耳酮类9橙酮类10花色素类11黄烷醇类12双黄酮类13其他黄酮类结构与分类依据C环的变化1、黄酮flavones：占总数1/4OOOHOHHO芹菜素黄酮黄芩苷OOOOHOHOOHOHOHCOOH黄芩为清热解毒类中药，抗菌成分主要有黄芩苷(baicalin)、次黄芩素(wogonin)等。OOOOOH[O]黄芩素(黄色)OOOHHOHO黄芩酶黄芩苷COOHHOOHOHOOOOHHOOflavonol：占总数1/3C环(C3-OH)OOOROHOHOHHO槲皮素R=H芦丁R=芸香糖基黄酮醇OOOHOHOHOH山柰酚槲皮素(quercetin)具有抗炎、止咳祛痰等作用。槲皮素片用于治疗支气管炎。芦丁(rutin)是槲皮素的３－O芸香糖苷。用于治疗毛细管脆弱引起的出血病，并用作高血压的辅助治疗剂。RUTINOOOHHOOHOHOrutinoseOOOHHOOHOHOHQUERCETINflavanones：C环(C2-C3)无双键OOOHOHOＣH３RO橙皮素R=H橙皮苷R=芸香糖基二氢黄酮OOOHOR甘草素R=H甘草苷R=glc甘草苷(liquiritin),具有溃疡抑制作用OOOglcHO柚皮素（Naringenin）：来源于芸香科植物柚的果实；结构式：flavanonols：C环无双键C3-OHOOOHOHOHOHHO二氢槲皮素二氢黄酮醇水飞蓟素是二氢黄酮醇与苯丙素衍生物缩合成的黄酮木脂素类成分。具有保肝作用，用于治疗急、慢性肝炎及肝硬化，代谢中毒性肝损伤。OOHOOHOHOOCH2OHOHOCH3水飞蓟素(SILYBIN)异黄酮-----B环取代在C环C3上豆科植物葛。葛根总黄酮具有扩冠、增加冠脉流量及降低心肌耗氧量等作用。isoflavones：R1OOR2OOR3葛根素R2=R3=HR1=glc葛根素木糖苷R1=glcR2=xylR3=H异黄酮广豆根：紫檀素R=CH3三叶豆紫檀素R=glc高丽槐素R=H二氢异黄酮----2，3位双键被氢化ROOOOO123456678910101111Rchalcones：C环是开裂状态2’-羟基查耳酮二氢黄酮查耳酮OOHOHOHO+2345623456αβ菊科植物红花。红花所含的色素红花苷是第一个发现的查耳酮类植物成分。红花在开花初期，花冠呈淡黄色；开花中期，花冠呈深黄色；开花后期或采收干燥过程中由于酶的作用，氧化成红色。SO2氧化酶异构化醌式红花苷(红色)红花苷(carthamone)(黄色)新红花苷(neo-carthamin)(无色)OHOOOOglcOHOHOHOHOOglcOHOOHOHOOglcOHOHOOHHOOglc梨根苷二氢查耳酮类α，β位双键氢化C环是含氧五元环定位母核碳原子的编号有不同硫磺菊素橙酮auronesHHOCHOHOOHOH12345671'2'3'4'5'6'C环上无羰基，但C环O原子是阳离子状态O+R1OHR2HOOH矢车菊苷元R1=OHR2=H飞燕草苷元R1=R2=OH天竺葵苷元R1=R2=H花色素anthooganidins：是使花、叶、果、茎等呈现蓝、紫、红等颜色的色素。以苷的形式存在于细胞液中，经水解可生成苷元——花色素及糖。矢车菊苷元(兰色)花青素母核OHOOHOHOHOflavan–3–ols：C环上无羰基儿茶素黄烷醇OHOHOOHOHOHHH黄烷-3-醇(flavan-3-ols)(+)儿茶素(-)表儿茶素OHOOHOHHOHHOHHOHOOHOHOHOHHOOHOHOHOHOHR1R2无色矢车菊素R1=OHR2=H无色飞燕草素R1=R2=OH无色天竺葵素R1=R2=H黄烷-3，4-二醇(flavan-3,4-diols)类二个黄酮（或黄酮醇）聚合双黄酮（醇）iflavonoids：OOHOCH3OOHOOHOR2OR1OR银杏素R1=CH3R2=H异银杏素R1=HR2=CH3白果素R1=HR2=H8，8″-双芹菜素型OOHHOOOHOOHOHOOHH柏黄酮双苯醚型例如扁柏黄酮（hinokiflavone），是由二分子芹菜素通过C4′-O-C6″醚键连接而成。OOHOOHOOOHOHOOHC环与B环骈合苯骈色酮(山酮类)其他黄酮类87654321异芒果素(isomengiferin)OOHOHOOHOHglc石苇中的异芒果素具有止咳祛痰的功效。取代基常见：-OH：取代位置A环5-7-;B环4′-OCH3：异戊烯基：A环6-；B环4′成苷位置：A环7-B环4′C环3-（一）单糖类(P129)1、D-glucose(D-glc)D-glucaronicacid(D-gluA)2、鼠李糖L-Rhamnose(L-Rha)3、半乳糖D-galactose(D-Gal)4、甘露糖D-mannoe(D-Man)5、阿拉伯糖L-Arabinose(L-Ara)6、木糖D-xylose(D-Xyl)成苷的糖（二）双糖类槐糖sophorose（glc12glc）芸香糖rutinose（rha16glc）龙胆二糖（glc16glc）成苷的糖OO1、性状：结晶或非结晶粉末二氢黄酮不易结晶2、颜色：（1）、颜色与分子中是否存在交叉共轭体系有关第二节理化性质和显色反应(1)黄酮、黄酮醇多显灰黄～黄色;查耳酮为黄～橙黄色；二氢黄酮、二氢黄酮醇及黄烷醇几乎为无色；异黄酮缺少完整的交叉共轭体系，仅显微黄色。OO-+OOOO-+2、颜色：（2）在黄酮（醇）7、4′引入OH、OCH3等助色团，促进电子移位、重排，化合物的颜色加深（3）花色素随PH变化，颜色不同pH＜7时显红色，pH为8.5时显紫色，pH＞8.5时显蓝色。pH＜7时显红色，pH为8.5时显紫色，pH＞8.5时显蓝色。例如矢车菊苷OOHOOHOHC6H11O5+H＋OH-OHOOOHO红色紫色H＋OH-OHOOOO-蓝色C6H11O5C6H11O5C6H11O5OC6H11O5OOC6H11O5OH3旋光性二氢黄酮二氢黄酮醇黄烷醇二氢异黄酮黄酮苷类由于结构中含有糖部分，有旋光性，左旋。有旋光4溶解度取决于存在状态苷：亲水性易溶热水、甲醇、乙醇;难溶CHCl3苷元：亲脂性易溶MeOH、EtOH、Et2O；难溶于水苷元平面型分子难溶于水：黄酮（醇）、查耳酮非平面型分子溶解度稍大：二氢黄酮（醇）离子型分子具有盐的通性，水溶性大：花青素溶解度黄酮成苷后：水溶性，脂溶性苷分子中糖基的数目、结合的位置，对溶解度亦有一定影响。多糖苷比单糖苷水溶性大3-羟基苷比相应的7-羟基苷水溶性大OOOHHO‥‥P-∏共轭7、4′OH酸性强（一）、酸性：7、4′—二OH＞7或4′—OH＞一般ph-OH＞3或5-OH5%NaHCO35%Na2CO30.5%NaOH5%NaOH5酸碱性（二）、碱性1、碱性很弱，只与强酸成盐2、生成盐极不稳定，加水分解3、与浓H2SO4,HCl反应呈特殊颜色OO‥H+OHO+X-OO‥[H]Mg+HClO+O-粉红1、还原反应1）、盐酸镁粉反应6显色反应操作和结果◆检查：样品/甲醇+Mg粉+3d浓HCl1—2分钟显色黄酮（醇）二氢黄酮（醇）查耳酮、橙酮、儿茶素：阴性显橙红～紫红色供试液中不加镁粉，加入浓盐酸进行观察，产生红色，则表明供试液中含有花色素类或某些橙酮或查耳酮类。盐酸镁粉反应检查花色素2）、四氢硼钠反应（NaBH4）样品甲醇液加NaBH4滴加1%盐酸样品甲醇液喷2%NaBH4滤纸熏浓盐酸蒸气观察观察选择性还原二氢黄酮（醇）类——红~紫红色OOOHOHOHOOH黄酮类化合物具有结构单元：2、金属离子络合反应均可与重金属生成络合物Al3+，Pb2+，Zr3+，Mg2+，Sr2+，Fe3+（1）1%AlCl3/MeOH〔Al(NO3)3〕2、金属离子络合反应黄色荧光络合物（max=4.5nm）（2）1%PbAc2〔1%Pb(OH)Ac〕黄—红色原因：3-OH黄酮锆盐络合物比5-OH黄酮锆盐络合物稳定OOO‥OHOZr/44+稳定Zr/44+OO‥O‥（3）2%ZrOCl2/MeOH+枸橼酸区别3-OH与5-OH黄酮区别3-OH与5-OH黄酮+2%ZrOCl2/MeOH3-OH黄酮5-OH黄酮黄色锆络合物黄色锆络合物+枸橼酸鲜黄色黄色退去（4）、MgAc2/MeOHPCUV二氢黄酮（醇）-----天蓝色荧光黄酮（醇）异黄酮黄～橙黄～褐色OOOHOHOHOHHO+Sr2++2OH-Sr2+OOO+2H2O（5）氨性氯化锶反应（邻二酚羟基）绿～棕色～黑色3.硼酸显色反应5-羟基黄酮6′-羟基查耳酮