天然药物化学第三章苯丙素类课件1.ppt

1、123456789123456789OO本 章 内 容 概概 述述 第一节第一节 苯丙酸类苯丙酸类 第二节第二节 香香 豆豆 素素 第三节第三节 木木 脂脂 素素概 述定义：一类含有一个或几个一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分单位的天然成分。这类成分包括：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮、木质素等。苯丙素类化合物生物合成途径如下：概 述 苯丙素类化合物生物合成途径葡萄糖代谢葡萄糖代谢莽草酸莽草酸桂皮酸途径桂皮酸途径苯丙氨酸和酪氨酸苯丙氨酸和酪氨酸咖啡酸咖啡酸对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸苷对羟基桂皮酸苷OHOHOHCOOHNH2COOHOHNH2COOHOHO

2、HCOOHOHCOOHCH2O-glcOH 概 述 苯丙素类化合物生物合成途径咖啡酸咖啡酸对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸苷对羟基桂皮酸苷阿魏酸阿魏酸邻羟桂皮酸苷邻羟桂皮酸苷苯丙烯类苯丙烯类松柏醇松柏醇伞形花内酯伞形花内酯新木脂素类新木脂素类木质素木质素倍半木脂素类倍半木脂素类丙烯基丙烯基烯丙基烯丙基香豆素类香豆素类木脂素类木脂素类OHCOOHOMeOOHCOOHglcOHOHOOOHCH2OHOHOMe第一节 苯丙酸类基本结构酚羟基取代的芳香羧酸。多具有C6-C3结构的苯丙酸类。常见的苯丙酸类：R1R2COOHOHOHOHOHOH桂皮酸对羟基桂皮酸HHHOCH3OCH3R1R2咖啡酸阿魏

3、酸异阿魏酸第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型 二、香豆素的化学性质 三、香豆素的分离方法 四、香豆素波谱学特性 五、香豆素的生物活性 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型香豆素母核为苯骈-吡喃酮。环上常有取代基。通常将香豆素分为四类：OO123456784a8a 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型简单香豆素类呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)其他香豆素类 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型简单香豆素类 只有苯环上有取代基的香豆素。OOHO7-羟基香豆素取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。由于绝大多数香豆

4、素在C7位都有含氧官能团存在，因此，7-羟香豆素可以认为是香豆素类成分的母体。第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型以异戊烯基取代为例：（从生物合成途径来看）从上看出，C3、C6、C8位电负性较高，易于烷基化。（其中C3位烷基化不属于此类，而属于第四类型）OOOHOOOOOOOOOOOOOH-7 位8 位6 位3 位 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型如：属此类型的香豆素化合物OOMeO7-甲氧基香豆素(herniarin)OOMeO欧芹酚7-甲醚(osthole)OOOOMeMeO当归内酯(angelicone)第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型简单香豆素类呋喃香豆素类(furocouma

5、rins)(线型和角型)吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)其他香豆素类 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。呋喃香豆素类成分生物合成途径：OOOHOOOHOOOOHOOOOOOHOOOOHOOO伞形花内酯异戊烯基6位取代异戊烯基8位取代补骨脂内酯白芷内酯线型：补骨脂内酯型角型：异补骨脂内酯型6,7-呋喃骈香豆素型7,8-呋喃骈香豆素型环合的形成过程 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型呋喃香豆素类(furocoumarins)(

6、线型和角型)环合反应的形成：体内过程由酶主宰反应 体外实验碱性条件（OH-）呋喃环 酸性条件（H+）吡喃环 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型简单香豆素类呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)其他香豆素类 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)香豆素C-6或C-8异戊烯基与邻酚羟基环合而成2,2-二甲基-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。吡喃香豆素类成分的生物合成途径：OOOHOOOHOOOOHOOOOOOHOOOOHOOO伞形花内酯异戊烯

7、基6位取代异戊烯基8位取代花椒内酯邪蒿内酯线型：角型：6,7-吡喃骈香豆素型7,8-吡喃骈香豆素型环合的形成过程12341234 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：OOOMeOOOOO别美花椒内酯dipetalolactone 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型简单香豆素类呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)其他香豆素类 第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型其他香豆素类 指-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三

8、聚体。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。OOMeOOHOOMeOMeOOOMeOOMeOOOMeOMe黄檀内酯rutaculinkotamin（二聚体）第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质性状游离状态 结晶形固体，有一定熔点；大多具有香气；具有升华性质 分子量小的有挥发性（可随水蒸汽蒸出）UV下显蓝色荧光蓝色荧光成苷大多无香味、无挥发性、不能升华。第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四

9、）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质溶解性游离 能溶于沸 H2O，不溶或难溶冷 H2O，可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂。因含Ar-OH故可溶于碱水中。成苷 溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。难溶极性小的有机溶剂。第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质碱水解反应（内酯性质）OOCOOOCOOOOHOH-H+-(不易游离存在）顺邻羟桂皮酸（安定状态）反邻羟桂皮酸长

10、时间加热H+不环合 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质碱水解反应（内酯性质）欲获得顺邻羟桂皮酸的途径：（顺邻羟桂皮酸的衍生物）1.特殊结构的香豆素 如C8位取代基的适当位置上有C=O、C=C一般香豆素7-甲氧基香豆素7-羟香豆素 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质碱水解反应（内酯性质）苄基碳上的酯基碱水解反应OOOOMeORCOOOOCOOMeOOOHHOOOOMeOOHOOOOMeOOHOH-OH-异构化的醇 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质碱水解反应（内酯性质）苄基碳上的酯基碱水解反应OOOOCOR2OCOR1COOOOCOR2OOHHOHOHOOOOHOHOOOOHOH-34异构

11、化的醇酯基消除5%KOHH+1.2.第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质（四）酸的反应 1.环合反应：指异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合形成环的大小决定于中间体阳碳离子的稳定性OOOHOMeOOOHOMeOOOMeOHCOOH+apigravin二氢吡喃香豆素中间体生成叔(仲)阳碳离子 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质（四）酸的反应 1.环合反应：中间体阳碳离子的稳定性叔阳碳离子 仲阳碳离子 伯阳碳离子 稳定 不稳定 如obliquetin在H

12、Br的处理下，中间体可生成仲和伯阳碳离子，由于稳定性仲大于伯，因而，生成产物为二氢呋喃香豆素。反应如下：第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质（四）酸的反应 1.环合反应：应用：环合试验可以决定酚羟基酚羟基和异戊烯基异戊烯基间的相互位置注意：注意：不宜使用浓酸浓酸，否则会发生重排反应OOOHMeOOOOHMeOOOMeOO+HBrobliquetin二氢 香豆素中间体为仲阳碳离子呋喃呋喃 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质（四）酸的反应 2.醚键开裂：如：东茛菪内酯的烯醇醚OOOMeOOOOHMeOOOOMeOH+H+东茛菪内酯 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质（四）酸的反应 3.双键加水

13、反应 如：黄曲霉素OOOOHHOOMeOOOOHHOOMeOHH+黄曲霉素B1黄曲霉素B2高毒高毒低毒低毒 第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质（五）C3、C4双键性质和加成反应在控制条件下氢化的先后次序为OO共轭苯环羰基导致双键性较弱，而不易加成。侧链不饱和键环上双键（吡喃或呋喃环）C3、C4双键 第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应 第

14、二节 香豆素 二、香豆素的化学性质（六）呈色反应1.异羟肟酸铁反应（识别内酯）OHNHOOFe香豆素OH-开环盐酸羟胺缩合异羟肟酸H+Fe+异羟肟酸铁 红色红色 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质（六）呈色反应 2.Gibb反应和Emerson反应试剂：Gibb2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺 Emerson氨基安替匹林和铁氰化钾条件：有游离酚羟基，且其对位无取代者呈阳性香豆素GibbEmerson试剂与酚羟基对位活性氢缩合蓝色蓝色红色红色 第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质（六）呈色反应 2.Gibb反应和Emerson反应Gibb反应：OHHOBrBrNClONBrOBrONBrOBr+-

15、蓝色蓝色 缩合物pH 910 第二节 香豆素 三、香豆素的分离方法(一）提取药 材醇提液水溶液石油醚苯乙醚乙酸乙酯不同浓度EtOH回收溶剂，加水有机溶剂萃取 第二节 香豆素 三、香豆素的分离方法(二）分离 提取后可直接利用化合物的溶解性质进行分离如：香豆素在石油醚中溶解度不大，浓缩时即可析出结晶。1.酸碱分离法依据内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。酚性成分酚性成分加加Et2O提出不水解成分提出不水解成分挥干挥干Et2O加加NaOH/H2O水解水解NaHCO3/H2O萃取萃取NaOH/H2O萃取萃取乙醚萃取液乙醚萃取液NaHCO3/H2OEt2OEt2ONaOH/H2OOH-/H2OEt2OOH

16、-/H2OH2OEt2O酸性成分酸性成分中性成分中性成分加酸中和，加加酸中和，加Et2O萃取萃取香豆素类内酯成分香豆素类内酯成分 第二节 香豆素 三、香豆素的分离方法(二）分离2.层析方法 吸附剂硅胶、中性氧化铝 洗脱剂已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等 显 色可观察荧光 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（一）紫外光谱 UV下显荧光。C7位导入-OH荧光增强 -OH醚化后荧光减弱 母核上无含氧官能团取代时：274 nm苯环 311 nm吡喃酮环 有含氧取代时：最大吸收向红位移。第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（二）红外光谱 3025 3175 cm-1 C-H 伸缩振动1700 1750

17、 cm-1 羰基伸缩振动1500 1600 cm-1 芳环吸收1600 1650 cm-1 出现13个较强峰 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR 环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应 因此：OO+-C3、C6、C8-H在较高场C4、C5、C7-H在较低场 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C3、C4位未取代时：当C3或C4取代时：OOHHC3-H d,J3,4=9.5 HzC4-H d,J3,4=9.5 Hz6.1 6.47.5 8.3OOHR(R)(H)C3或C4-H 1H,S 峰信号 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C

18、7-OR时：OOROHHHHH+-+C7-ORC3-H-0.17ppmC3-HC4-H 6.23 d,J3,4=9.5 Hz d,J3,4=9.5 Hz 7.64C5-HC8-H7.38C6-H6.872H,m 峰 d,J=9 Hz 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C5,C7二氧代：OOROOR1HHHC8-HC6-Hd,J=2 Hzd,J=2 Hz尖峰与C4-H有远程偶合C8-HC6-H区别 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C7-OR、C8或C6烷基取代时：OOROHHR1OOROHR1HC5-HC6-H 7.3d,J=9 Hz 6.8d,

19、J=9 HzC5-HC8-H 7.2s 6.7s有远程偶合 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（四）13C-NMR 香豆素母核上9个碳原子的化学位移值如下：当-OR取代时：连接的碳+30 ppm 邻位碳-13 ppm 对位碳-8 ppmOO160.4116.4143.6118.8128.1124.4131.8116.4153.9 第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性（五）质谱 香豆素类化合物有如下特点：1.有强的分子离子峰；2.基峰是失去CO的苯骈呋喃离子；3.主要裂解途径是：首先失去CO。O+.第二节 香豆素 五、香豆素的生物活性1.低浓度可刺激植物发芽和生长刺激植物发芽和生长作用；高浓度则抑制2.光敏作用光敏作用可引起皮肤色素沉着；补骨脂内酯可治白斑病3.抗菌、抗病毒作用抗菌、抗病毒作用蛇床子、毛当归根中的 奥斯脑（Osthole）：抑制乙肝表面抗原；4.平滑肌松弛平滑肌松弛作用茵陈蒿中的滨蒿内酯 具有松弛平滑肌等作用；5.抗凝血抗凝血作用6.肝毒性肝毒性有些香豆素对肝有一定的毒性。一些富含酪氨酸和铜、锌、铁等物质的食物，如瘦肉、蛋、各种动物内脏、牛奶、茄子、丝瓜、胡萝卜以及豆制品等，以促进皮肤黑色素的生成