中药化学课件黄酮类化合物分解.ppt
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- 中药 化学课件 酮类 化合物 分解
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1、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:泛指两个苯环通过定义:泛指两个苯环通过3 3个碳原子相个碳原子相互连接而成的一系列化合物。互连接而成的一系列化合物。O色原酮123456O12345678123456ABCO78O123456O782-苯基色原酮C6C3C6 含量高含量高 研究成熟研究成熟 分布广泛分布广泛 结构简单结构简单 成药性?成药性?概述概述n抗癌抗癌n抗抗HIVn抗氧化抗氧化概
2、述概述1999 6467种种 The Handbook of Natural Flavonoids Harborn2005 8000种种黄酮醇黄酮醇 数量最多数量最多 1707种种异黄酮异黄酮 结构类型最多结构类型最多 10种种概述概述概述分布广泛:分布广泛:高等植物,特别是被子植物中。高等植物,特别是被子植物中。粮食粮食 蔬菜蔬菜 水果水果荞麦荞麦 大豆大豆 大葱大葱 韭菜韭菜 蒜苗蒜苗柑橘柑橘 柚子柚子存在形式:存在形式:多与糖结合成苷存在,多与糖结合成苷存在,部分以游离态存在。部分以游离态存在。OrhaOglcHOOHOHOHOOOHHOOHOHOHOQ Qu ue er rc ce e
3、t ti in nR Ru ut ti in n芦芦丁丁槲槲皮皮素素生源合成:莽草酸途径和乙酸生源合成:莽草酸途径和乙酸-丙二酸途径。丙二酸途径。OHOHOH乙酸丙二酸途径莽草酸途径CH2COCoACOOHCOCoAOOHOHHOHO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生物活性1.抗肿瘤活性抗肿瘤活性 槲皮素槲皮素 水飞蓟素水飞蓟素 柚皮苷柚皮苷 杨梅黄酮杨梅
4、黄酮 抗自由基抗自由基直接抑制癌细胞生长直接抑制癌细胞生长抗致癌因子抗致癌因子生物活性生物活性2.抗炎镇痛抗炎镇痛 黄岑苷黄岑苷 甘草苷(甘草苷(Liquiritin)消化性溃疡药消化性溃疡药 日本日本 生物活性生物活性3.雌激素样作用雌激素样作用 植物雌激素(植物雌激素(phytoestrogens PE)一类植物来源具雌激素活性的非甾族杂一类植物来源具雌激素活性的非甾族杂环多酚类化合物环多酚类化合物生物活性生物活性4.抗菌抗病毒抗菌抗病毒 白刺总黄酮白刺总黄酮 青霉素类作用青霉素类作用 金丝桃素金丝桃素 抗抗HIV 花青素花青素 抗抗HIV生物活性生物活性5.抗氧化抗衰老抗氧化抗衰老 清除
5、自由基清除自由基生物活性生物活性6.抗肝脏毒活性抗肝脏毒活性 水飞蓟素OOOHOOOHOCH3CH2OHOHHO第一节 结构和分类v黄酮和黄酮醇类v二氢黄酮和二氢黄酮醇类v异黄酮和二氢异黄酮类v查耳酮和二氢查耳酮类v黄烷-3-醇和黄烷3,4-二醇类v花色素类v双黄酮类v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,
6、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OOOOHOOglc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-132456123456(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
7、红花甙(开花后期,红色)(六)噢弄类OOCHOHOHHO硫磺菊素硫磺菊素(七)花色素类植物色素植物色素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OCHO1234567123456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OH
8、OO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:v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。v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。v在各类结构中,A、B环常见有羟
9、基、甲基、甲氧基、异戊烯基等。7.2理化性质1.1.物理性质:形态、颜色、旋光性、溶解度物理性质:形态、颜色、旋光性、溶解度2.2.化学性质:酸性、碱性化学性质:酸性、碱性3.3.显色反应:还原显色反应显色反应:还原显色反应与金属盐类络合反应与金属盐类络合反应其它显色反应其它显色反应1.物理性质(1)形态:多为结晶固体,黄酮苷多为无定形粉末。)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)颜色:与交叉共轭体系、助色团数目、取代基位置有关。位置有关。共轭体系共轭体系 黄酮(醇)及其苷黄酮(醇)及其苷:灰黄灰黄-黄黄 查耳酮:黄查耳酮:黄-橙黄橙黄 异黄
10、酮:淡黄异黄酮:淡黄 二氢黄酮(醇):无二氢黄酮(醇):无 花色素:花色素:pH 8.5(蓝)(蓝)助色团与取代基助色团与取代基 7-,4-引入引入-OH、-OCH3等供电基,颜色加深。等供电基,颜色加深。OOOO+O+OOO黄酮醇OHOHO查耳酮OO二氢黄酮醇OHOO异黄酮花色素的颜色与花色素的颜色与pHpH有关:有关:OHOHOglcOHOglcOHOHOOOglcOglcOHOOHOOglcOglcOHO+-红色(pH8.5)HOH1.物理性质物理性质(3)旋光性:分子内是否含有手性因素)旋光性:分子内是否含有手性因素。游离黄酮:二氢黄酮游离黄酮:二氢黄酮(醇醇)、黄烷、黄烷(醇醇)、二
11、氢异黄酮、二氢异黄酮 黄酮苷:多为左旋(来自糖)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)溶解度 黄酮苷元黄酮苷元难溶于水,易溶于甲醇、乙醚、氯仿、稀碱等。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)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)花色素(离子)异黄酮、二氢黄酮(非平面)黄酮(平面)引入引入-OH,水溶性增加;引入水溶性增加;引入-OCH3、异戊烯基等,脂溶性增加。异戊烯基
12、等,脂溶性增加。OOH+花色素OOHR二氢黄酮RH二氢黄酮醇ROHOO二氢异黄酮黄酮苷黄酮苷难溶于乙醚等,易溶于热水、醇、难溶于乙醚等,易溶于热水、醇、吡啶、稀碱等。吡啶、稀碱等。多糖苷单糖苷多糖苷单糖苷3-羟基糖苷羟基糖苷7-羟基糖苷羟基糖苷 OOOOOOHOOHOHOHCH2OHHOOOOHOHOHCH2OH3773分子扭曲,分子扭曲,7-OH极性极性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-OH5-OH黄酮 5%NaHCO3 5%Na2CO3 0.2%NaOH 4%NaOHOHOOHOOOHOOOHO(2)碱性:吡喃酮氧原子有弱碱性,能与
13、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+Cl3.显色反应(1)还原显色反应)还原显色反应 盐酸盐酸-镁粉镁粉 硼氢化钠硼氢化钠(2)与金属盐类试剂的络合反应)与金属盐类试剂的络合反应 锆盐锆盐-枸橼酸枸橼酸 三氯化铝三氯化铝 氨性氯化锶氨性氯化锶(3)其它反应)其它反应 与碱的反应与碱的反应 与五氯化锑的反应与五氯化锑的反应 Gibbs反应反应(1)还原显色反应)还原显色反应盐酸盐酸-镁粉反应:黄酮类化合物的首
14、选反应。镁粉反应:黄酮类化合物的首选反应。方法:样品方法:样品/甲醇甲醇+Mg+HCl,放置或加热,红放置或加热,红紫红。紫红。分子中特别是在分子中特别是在B环上有羟基或甲氧基取代,颜色加深。环上有羟基或甲氧基取代,颜色加深。机理:形成阳碳离子。机理:形成阳碳离子。注意:异黄酮、查耳酮、橙酮、儿茶素注意:异黄酮、查耳酮、橙酮、儿茶素(),但要对照。,但要对照。排除中药提取液本身的颜色的干扰。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,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%HCl PC的显色剂:先喷2%NaBH4/甲醇,1m
15、in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 2)与金属盐类试剂的络合反应)与金属盐类试剂的络合反应 3-OH、4-C=O,5-OH、4-C=O,邻二酚羟基邻二酚羟基 有色络合物有色络合物 Al3+、Mg2+、Sr2+、Zr4+、Pb2+、Fe3+等等 OOOHHOOHOH锆盐锆盐-枸橼酸反应枸橼酸反应 判断黄酮分子中是否有判断黄酮分子中是否有3-OH或或5-OH。s/MeOH+2%ZrOCl2,黄色,示有黄色,示有3-或或5-OH。再加再加2%枸橼酸枸橼酸/甲醇,甲醇,黄色保存,示有黄色保存,示有3-OH;黄色褪去,示有黄色褪去,示有5
16、-OH。OOOZr=OH2OClOOZr=OH2OClO醋酸镁反应醋酸镁反应s/EtOH+1%MgOAc/MeOH荧光荧光二氢黄酮类:天蓝色二氢黄酮类:天蓝色黄酮黄酮 异黄酮:黄色异黄酮:黄色 橙黄色橙黄色 褐色褐色三氯化铝反应三氯化铝反应 最常用的显色剂最常用的显色剂(试管、(试管、TLC、PC)。)。s/EtOH+1%AlCl3/EtOH,UV下观察。下观察。一般黄酮:鲜黄色荧光一般黄酮:鲜黄色荧光 4-OH或或7,4-二二OH黄酮(醇):天蓝色荧黄酮(醇):天蓝色荧光光OOOAl2氨性氯化锶反应:氨性氯化锶反应:邻二酚羟基,邻二酚羟基,绿绿-棕棕-黑色。黑色。s/MeOH+0.01M S
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