中藥化學(xué)黃酮類化合物

1、第7章 黃酮類化合物 （flavonoids）,1、掌握黃酮類化合物的理化性質(zhì)和檢識。2、掌握黃酮類化合物的提取、分離方法。3、掌握黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)類型和分類。4、熟悉黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)測定。5、了解黃酮類化合物的含義、分布及生理活性。,概述,定義：泛指兩個苯環(huán)通過3個碳原子相互連接而成的一系列化合物。,概述,抗癌抗HIV抗氧化,概述,1999 6467種 《The Handbook of Natural

2、 Flavonoids》 Harborn2005 8000種黃酮醇 數(shù)量最多 1707種異黃酮 結(jié)構(gòu)類型最多 10種,概述,概述,分布廣泛：高等植物，特別是被子植物中。 糧食 蔬菜 水果蕎麥 大豆 大蔥 韭菜 蒜苗柑橘 柚子,存在形式：多與糖結(jié)合成苷存在， 部分以游離態(tài)存在。,生源合成：莽草酸途徑和乙酸-丙二酸途徑。,黃酮類化合物生物合成示意

3、圖,生物活性,1.抗腫瘤活性 槲皮素 水飛薊素 柚皮苷 楊梅黃酮 抗自由基直接抑制癌細(xì)胞生長抗致癌因子,生物活性,2.抗炎鎮(zhèn)痛 黃岑苷 甘草苷（Liquiritin） 消化性潰瘍藥 日本,生物活性,3.雌激素樣作用 植物雌激素（phytoestrogens PE） 一類植物來源具雌激素活性的非甾族雜環(huán)多酚類化合物,生物活性,4.抗菌抗病毒 白刺總黃酮 青霉素類作

4、用 金絲桃素 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.抗肝臟毒活性,第一節(jié) 結(jié)構(gòu)和分類,黃酮和黃酮醇類二氫黃酮和二氫黃酮醇類異黃酮和二氫異黃酮類查耳酮和二氫查耳酮類黃烷-3-醇和黃烷3,4-二醇類花色素類雙黃酮類其他黃酮類,（一）黃酮和黃酮醇類,（二）雙黃酮類,（三）二氫黃酮和二氫黃酮醇類,（四）查耳酮和二氫查耳酮,（五）異黃酮和二氫異黃酮類

5、,（六）噢弄類,硫磺菊素,（七）花色素類,植物色素,（八）黃烷-3-醇和黃烷-3,4-二醇類,其它類,組成黃酮苷的糖：,糖的種類：　　單糖類：如D-葡萄糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等?！　‰p糖類：槐糖、龍膽二糖、蕓香糖、新橙皮糖等?！　∪穷悾糊埬懭?、槐三糖等?！　□；穷悾?-乙?；咸烟?、咖啡?；咸烟堑取＿B接位置：　　黃酮、雙氫黃酮和異黃酮苷：多在7-OH上連有糖?！　↑S酮醇和雙氫黃酮醇苷：多在3-

6、OH上連有糖或在3,7-二個OH連有糖?！　』ㄉ眨憾嘣?-OH上連有一個糖或形成3,5-二葡萄糖苷?！　苷：糖多連在6或8位。在各類結(jié)構(gòu)中，A、B環(huán)常見有羥基、甲基、甲氧基、異戊烯基等。,7.2　理化性質(zhì),1.物理性質(zhì)：形態(tài)、顏色、旋光性、溶解度2.化學(xué)性質(zhì)：酸性、堿性3.顯色反應(yīng)：還原顯色反應(yīng)　　　　　　與金屬鹽類絡(luò)合反應(yīng)　　　　　　其它顯色反應(yīng),1.物理性質(zhì),（1）形態(tài)：多為結(jié)晶固體，黃酮苷多為無定形粉末。（2）

7、顏色：與交叉共軛體系、助色團(tuán)數(shù)目、取代基位置有關(guān)。共軛體系　 黃酮（醇）及其苷：灰黃-黃　 查耳酮：黃-橙黃　 異黃酮：淡黃　 二氫黃酮（醇）：無　 花色素：pH 8.5（藍(lán)）助色團(tuán)與取代基　 7-,4’-引入-OH、-OCH3等供電基，顏色加深。,花色素的顏色與pH有關(guān)：,1.物理性質(zhì),（3）旋光性：分子內(nèi)是否含有手性因素?！　?游離黃酮：二氫黃酮(醇)、黃烷(醇)、二氫異黃酮 黃酮苷：多為左旋（

8、來自糖）,1.物理性質(zhì),（4）溶解度　 黃酮苷元難溶于水，易溶于甲醇、乙醚、氯仿、稀堿等。非平面型分子＞平面型分子（與分子排列、分子間引力有關(guān)）　 花色素（離子）＞異黃酮、二氫黃酮（非平面）＞黃酮（平面）引入-OH，水溶性增加；引入-OCH3、異戊烯基等，脂溶性增加。,黃酮苷難溶于乙醚等，易溶于熱水、醇、吡啶、稀堿等。多糖苷＞單糖苷3-羥基糖苷＞7-羥基糖苷,分子扭曲，7-OH極性,2.化學(xué)性質(zhì),（1）酸性：與酚-OH數(shù)目、

9、位置有關(guān)。 7,4’-二OH黃酮＞7或4’-OH黃酮＞一般酚-OH＞5-OH黃酮 5%NaHCO3 　 5%Na2CO3 0.2%NaOH 　4%NaOH,（2）堿性：吡喃酮氧原子有弱堿性，能與強(qiáng)酸（濃硫酸）成佯鹽，但不穩(wěn)定。 黃酮（醇）：黃-橙，有熒光 二氫黃酮（醇）：橙（冷）-紫紅（熱） 查耳酮：橙紅-洋紅 異黃酮、二氫異黃酮：黃 橙酮：紅-洋紅

10、 濃鹽酸：花色素 橙酮 查耳酮顯紅色 其余無色！,3.顯色反應(yīng),（1）還原顯色反應(yīng) 鹽酸-鎂粉 硼氫化鈉（2）與金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng) 鋯鹽-枸櫞酸 三氯化鋁 氨性氯化鍶（3）其它反應(yīng) 與堿的反應(yīng) 與五氯化銻的反應(yīng) Gibb’s反應(yīng),（1）還原顯色反應(yīng),鹽酸-鎂粉反應(yīng)：黃酮類化合物的首選反應(yīng)。方

11、法：樣品/甲醇 + Mg + HCl，放置或加熱，紅~紫紅。分子中特別是在B環(huán)上有羥基或甲氧基取代，顏色加深。機(jī)理：形成陽碳離子。注意：異黃酮、查耳酮、橙酮、兒茶素(－)，但要對照?！　?排除中藥提取液本身的顏色的干擾。,硼氫化鈉反應(yīng)：二氫黃酮類的專屬性還原劑，紅~紫色?！?方法：樣品/甲醇 +NaBH4 + 1%HCl PC的顯色劑： 先噴2% NaBH4/甲醇，1

12、min后熏濃鹽酸蒸氣。 A環(huán)與B環(huán)有一個以上羥基或甲氧基取代， 顏色加深。,（2）與金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng),3-OH、4-C=O，5-OH、4-C=O，鄰二酚羥基 有色絡(luò)合物 Al3+、Mg2+、Sr2+、Zr4+

13、、Pb2+、Fe3+等,,鋯鹽-枸櫞酸反應(yīng),判斷黃酮分子中是否有3-OH或5-OH。 s/MeOH + 2%ZrOCl2，黃色，示有3-或5-OH。 再加2% 枸櫞酸/甲醇，黃色保存，示有3-OH； 黃色褪去，示有5-OH。,醋酸鎂反應(yīng),s/EtOH + 1%MgOAc/MeOH熒光二氫黃酮類：天藍(lán)色黃酮 異黃酮：黃色 橙黃色

14、 褐色,三氯化鋁反應(yīng),最常用的顯色劑（試管、TLC、PC）?！?s/EtOH + 1%AlCl3/EtOH，UV下觀察?！?一般黃酮：鮮黃色熒光 4’-OH或7,4’-二OH黃酮（醇）：天藍(lán)色熒光,氨性氯化鍶反應(yīng)：,鄰二酚羥基， 綠-棕-黑色?！?s/MeOH + 0.01M SrCl2/MeOH + NH3/MeOH,,（3）其它顏色反應(yīng),與堿的反應(yīng)：鑒別黃酮類化合物類型。 與五氯化銻的反應(yīng)：區(qū)別查耳酮

15、。 s/無水CCl4 + 2%SbCl5：查耳酮：紅或紫紅 其它黃酮：黃-橙Gibb’s反應(yīng)：判斷黃酮5-OH對位有無取代基?！　　　　　?未取代黃酮：藍(lán)或藍(lán)綠色,各類黃酮的顏色,* 示有熒光,,,第三節(jié) 提取和分離,1. 提取方法：乙醇或甲醇法 　　　　　熱水法　　　　　 堿水或堿醇法2. 精制方法：溶劑萃取法　　　

16、　　 pH梯度萃取法　　　　　　絡(luò)合法3.分離方法：柱色譜法（聚酰胺、硅膠、葡聚糖凝膠等）4. 實例,1.提取方法,(1)乙醇或甲醇提取法苷元：高濃度的醇（如90％～95％）等。苷：60％左右濃度的醇。,,(2)堿（水或醇）提取法稀NaOH：浸出能力大，但雜質(zhì)較多，需先迅速過濾除雜。石灰水：浸出能力中，能沉淀除去鞣質(zhì)、多糖等雜質(zhì)。5%NaOH/EtOH：浸出效果好，但收率降低?！　∽⒁猓核釅A度不宜過大。,,(3

17、)熱水提取法 僅限于提取黃酮苷類，雜質(zhì)較多，故不常使用。 如槐花米中提取蘆丁,2.分離方法,(1)溶劑萃取法：主要用于分離苷元和苷 Petroleum ether :色素 甲氧基黃酮苷元 Diethyl ether: 游離黃酮 Ethyl acetate: 多羥基黃酮苷元 單糖黃酮苷 n-Butyl alcohol ：兩糖以上黃酮苷,（2）聚酰胺吸附,聚

18、酰胺,,鉛鹽沉淀中性醋酸鉛：沉淀鄰二酚羥基或羧基黃酮堿式醋酸鉛：沉淀一般酚羥基黃酮。,（3）鉛鹽法,（4）硼酸絡(luò)合,鄰二酚羥基黃酮可與硼酸絡(luò)合，生成物易溶于水。 可用于分離。,,（5）pH梯度萃取法,聚酰胺硅膠氧化鋁葡聚糖凝膠,（6）柱色譜法,,聚酰胺柱層析,氫鍵吸附,形成氫鍵能力：水>有機(jī)溶劑>堿性溶劑洗脫能力：水<醇<丙酮<NaOH <甲酰胺<DMF,,規(guī)律：（1）數(shù)目：能形

19、成氫鍵的基團(tuán)數(shù)目越多，吸附力越強(qiáng)，柱上越難被洗脫。（2）位置：當(dāng)數(shù)目相同時，如所處位置易形成分子內(nèi)氫鍵，吸附力減小。 （3）苷元相同時，洗脫先后順序是：叁糖苷＞雙糖苷＞單糖苷＞苷元。（4）黃酮類被吸附強(qiáng)弱的順序為：黃酮醇＞黃酮＞二氫黃酮醇＞異黃酮。（5）芳香化程度越高，共軛雙鍵越多，吸附力越強(qiáng)：查耳酮＞二氫黃酮。,硅膠柱色譜　　黃酮苷元：氯仿-甲醇　　黃酮苷：氯仿-甲醇-水氧化鋁柱色譜　　不與鋁離子絡(luò)合的黃酮的分離葡聚

20、糖凝膠柱色譜　　黃酮苷：分子篩作用，分子量大的先出柱　　黃酮苷元：吸附作用，酚羥基越多，吸附越強(qiáng)。高效液相色譜（HPLC）　反相柱。洗脫劑為水-甲醇/乙腈（含適量甲酸或乙酸）,3. 提取分離實例,,（1）槐花米中蘆丁的提取分離（2）黃芩中黃芩苷的提取分離（3）葛根中葛根總黃酮的提取分離,（1）槐花米中蘆丁的提取分離,,槐花米:治療毛細(xì)血管脆性引起的出血 高血壓輔助治療蘆?。河行С煞?

21、 含量高,（2）黃芩中黃芩苷的提取分離,,黃岑：清熱解毒常用中藥,【來源】唇形科植物黃芩Scutellaria baicalensis Georgi的根。,,（3）葛根中總黃酮的提取分離,,增加腦及冠狀血管血流量 解痙作用降血糖作用雌激素樣作用,【來源】豆科多年生落葉藤本植物野葛Pueraria lobata (Willd.) Ohwi或甘葛藤Pueraria thomsonii Benth.的根。,,（無鄰二酚羥基）,第四節(jié)

22、黃酮類化合物的檢識,1. 理化檢識：性狀　　　　　　顯色反應(yīng)2. 色譜檢識：紙色譜　　　　　　薄層色譜,1. 理化檢識,物理檢識：根據(jù)黃酮類化合物的形態(tài)、顏色等。 化學(xué)檢識：利用顯色反應(yīng)。 （1）母核：HCl-Mg、NaBH4、堿性試劑、SbCl5等。 （2）取代基：鋯鹽-枸櫞酸、氨性氯化鍶等。,2. 色譜檢識,紙色譜法（PC）：分離黃酮及黃酮苷，常用雙向?qū)游觥?第一向：醇性展開劑，如BAW、TBA、水飽和正丁醇

23、等。 正相，極性小的化合物Rf值大。適合游離黃酮。　第二向：水性展開劑，如水、2～5％乙酸等。 　反相，極性大的化合物Rf值大。適合黃酮苷?！★@色劑： UV、UV/AlCl3、UV/NH3等。,,薄層色譜法（TLC）　硅膠：極性小的弱酸性黃酮類化合物。 展開劑多用有機(jī)溶劑系統(tǒng)，如甲苯:甲酸乙酯:甲酸(9:3:1)。 聚酰胺：游離黃酮苷元及其苷。 展開劑極性

24、要強(qiáng)，大多含醇、酸或水，如丙酮:水(1:1)。 纖維素：分配色譜，分離黃酮和苷。 用醇性或水性展開劑。 　顯色劑：紫外光；2%三氯化鋁甲醇液等。,第五節(jié) 結(jié)構(gòu)測定,常規(guī)檢查：外觀 鹽酸-鎂粉反應(yīng) 薄層檢查 熔點檢查 與標(biāo)

25、準(zhǔn)品對照,,波譜分析： UV IR NMR MS,UV,常用術(shù)語：生色團(tuán)：分子中產(chǎn)生所示譜帶的主要功能團(tuán)。助色團(tuán)：與生色團(tuán)相連使生色團(tuán)波長紅移且強(qiáng)度增大。紅（紫）移：基團(tuán)或溶劑的影響，波長增大（減?。?。 增色效應(yīng)：溶劑或助色團(tuán)影響，吸收強(qiáng)度增大的效應(yīng)。減色效應(yīng)：取代或溶劑的影響

26、，吸收強(qiáng)度減小的效應(yīng)。溶劑效應(yīng)：不同溶劑中譜帶產(chǎn)生的位移。末端吸收：在儀器極限處測出的吸收。肩峰：吸收曲線在下降或上升處有停頓或增加或降低。,UV,診斷試劑： 甲醇鈉 乙酸鈉 乙酸鈉-硼酸 三氯化鋁-鹽酸,重點,結(jié)構(gòu)分類 黃酮（Flavones） 黃酮醇（Flavonols） 二氫黃酮（Flavanoes） 二氫黃酮醇（Flavanonols） 查耳酮（Chalcones） 異黃酮

27、（Isoflavones） 黃烷類（Flavans）,重點,水溶性比較 羥基 分子結(jié)構(gòu) 苷酸性比較 7,4’-OH>7 or 4’-OH>一般分羥基>5-OH,重點,顯色反應(yīng)Mg-HCl反應(yīng)：黃酮NaBH4反應(yīng)：二氫黃酮ZrOCl2-Citric Acid反應(yīng)：3-OH，5-OHSrCl2/OH ：鄰二酚羥基,重點,聚酰胺吸附洗脫規(guī)律 氫鍵吸附作用 羥基 分子結(jié)構(gòu)