第三章-苯丙素类课件.ppt

1、123456789123456789OO第三章第三章 苯丙素类苯丙素类概 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：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OHOHOHCOOHNH2COOHOHNH2COOHOHOHCOOHOHCOOHCH2O-glcOH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

2、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咖啡酸阿魏酸异阿魏酸丹参素甲丹参素甲绿原酸绿原酸第二节 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

3、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。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)七叶内酯七叶内酯七叶苷七叶苷呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-

4、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呋喃香豆素类(furocoumarins)(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

5、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。还包括二聚体和三聚体。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。亮菌甲素海棠果内酯二、香豆素的理化性质性状游离状态 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下显成苷大多无香味、无挥发性、不能升华。溶解性游离 能溶于沸 H2O，不溶或难溶冷 H2O，可

6、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。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）反邻羟桂皮酸长时间加热H+不环合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-羟香豆素原因：7-OCH3的供电子共轭效应使羰基C难以接受OH-的亲核反应。7-OH在碱液中成盐（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

7、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HBr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：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2.醚键开裂：如：东茛菪内酯的烯醇醚OOOMeOOOO

8、HMeOOOOMeOH+H+东茛菪内酯3.双键加水反应 如：黄曲霉素OOOOHHOOMeOOOOHHOOMeOHH+黄曲霉素B1黄曲霉素B2高毒高毒低毒低毒（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(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。此方法现已经不常用，因

9、为对很多酸碱敏感的香豆素类有破坏作用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-/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 色可观察荧光秦皮粗粉秦皮粗粉EtOH回流提取、浓缩回流提取、浓缩EtOH浸膏浸膏以过量以过量H2O分散，等体

10、积分散，等体积CHCl3萃取萃取CHCl3层（层（）H2O层层EtOAc萃取萃取EtOAc层层H2O层层浓缩并用浓缩并用MeOH反复重结晶反复重结晶浓缩并用浓缩并用MeOH反反复重结晶复重结晶七叶内酯粗品七叶内酯粗品七叶苷粗品七叶苷粗品四、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。（二）红外光谱 3025 3175 cm-1 C-H 伸缩振动1700 1750 cm-1 羰基伸缩振动1500 1600 cm-1 芳环吸收1600 1650 cm

11、-1 出现13个较强峰（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当C7-OR时：当C5,C

12、7二氧代：OOROOR1HHHC8-HC6-Hd,J=2 Hzd,J=2 Hz尖峰与C4-H有远程偶合C8-HC6-H区别当C7-OR、C8或C6烷基取代时：OOROHHR1OOROHR1HC5-HC6-H 7.3d,J=9 Hz 6.8d,J=9 HzC5-HC8-H 7.2s 6.7s有远程偶合（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（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.

13、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+.五、香豆素的生物活性1.植物生长调节作用植物生长调节作用低浓度可刺激植物发芽和生刺激植物发芽和生长长作用；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、抗病毒作用秦皮内酯及其苷可治疗痢疾4.平滑肌松弛平滑肌松弛作用亮菌甲素松弛胆管括约肌，促进胆汁分泌5.抗凝血抗凝血作用海棠果内酯，腐败的牧草牛羊食后出血而死6.肝毒性肝毒性黄曲霉毒素引起动物肝损害，并致癌本 章 内 容 概 述 第一节 苯丙酸类 第二节 香 豆 素 第三节 木 脂 素第三节 木脂素一、结构类型二、理化性质三

14、、提取分离四、结构鉴定五、生物活性一、结构类型木脂素（lignans）：一类由苯丙素氧化聚合苯丙素氧化聚合而成的天然产物。通常指其二聚物，少数为三聚物和四聚物。123456789123456789123456789123456789早期木脂素的定义：两分子苯丙素以侧链中碳原子（8-8）连结而成的化合物木脂素。非碳原子相连（如3-3、8-3）新木脂素。8833木脂素的一些新类型：苯丙素低聚体三聚体、四聚体等；三聚体称为倍半木脂素（sesquilignan）四聚体称为二木脂素（dilignan）杂木脂素由一分子苯丙素与黄酮、香豆素等结合而成；黄酮木脂素（flavonolignan）去甲木脂素(no

15、rlignan):母核只有1617个碳原子。组成木脂素的单位有四种：1.桂皮酸（cinnamic acid）偶为桂皮醛（cinnamaldehyde）2.桂皮醇（cinnamyl alcohol）3.丙烯苯（propenyl benzene）4.烯丙苯（allyl benzene）COOH木脂素的命名：1.大多采用俗名2.系统命名OOHHOHOHOMeOMe99884433罗罗汉汉松松脂脂素素(8R,8R)-4,4-3,3-9-8-8,9-O-9-二羟基二甲氧基氧代木脂素C8构型含氧官能团位置名称双分子连接的桥头碳编号常见类型如下：（一）二芳基丁烷类（dibenzylbutanes）CH2OH

16、CH2OHMeOMeOOMeOMe叶下珠脂素phyllanthin（二）二芳基丁内酯类（dibenzyltyrolactones）OOOOOOOO扁柏脂素hinokinin（三）芳基萘类（arylnaphthalenes）OOOO奥托肉豆蔻脂素otobain（四）四氢呋喃类（tetrahydrofurans）OOO7-O-77-O-99-O-9（五）双四氢呋喃类（furofurans）（六）联苯环辛烯类（dibenzocyclooctenes）OOOOOO(+)-细辛脂素OMeMeOMeOMeOMeOOMe五味子甲素(+)-deoxyschizandrin（七）苯骈呋喃类（benzofuran

17、s）（八）双环辛烷类（bicyclo3,2,1octanes）OOMeOMeOOMe海风藤酮kadsurenoneOOOOMeMeOMeOmacrophyllin（九）苯骈二氧六环类（十）螺二烯酮类（spirodienones）OOOOHOHHOCH2O猫眼草素maoyancaosuOOOOMeO呋胡椒脂酮futoenone（十一）联苯类（biphenylenes）（十二）倍半木脂素（sesquilignans）OHOH厚朴酚honokiolOOOOHOHOMeMeOOMeOH拉帕酚Alappaol A第三节 木脂素一、结构类型二、理化性质三、提取分离四、结构鉴定五、生物活性二、理化性质形 态

18、：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶溶解性：游离亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等 成苷水溶性增大挥发性：多数不挥发，少数有升华性质旋光性：大多有光学活性，遇酸易异构化。遇酸易发生异构化：OOOOOOHHOOOOOOHHHCld-芝麻脂素d-表芝麻脂素第三节 木脂素一、结构类型二、理化性质三、提取分离四、结构鉴定五、生物活性三、提取分离提取 多用乙醇或丙酮等提取后，再用极性较小的溶剂如：乙醚、氯仿等进行萃取。分离 色谱法、溶剂萃取法、分级沉淀法、重结晶法第三节 木脂素一、结构类型二、理化性质三、提取分离四、结构鉴定五、生物活性四、结构鉴定（一）化学法 1.水解反应适用于成酯、成苷类成分。CMeCMeHO

19、OMeOMeOOAcOHOMeOOMeOCMeCMeHOOMeOMeOOHOHOMeOOMeO0.5 N KOH室温室温kadsurarindeacetyl kadsurarin2.氧化反应 (1)臭氧化MeOMeOMeMeOOMeMeOMeMeOMe MeHOOC-CH2-CH-CH-CH2-COOH证明2个甲基为顺式结构证明2个甲基为顺式结构O3/AcOH30%H2O21.2.五味子甲素内消旋2,3-二甲基已二酸 (2)费米盐氧化OOOHMeOOAcMeOOMeHOOMeOOAcMeOOMeOO费米盐H2O/Me2CO5560acetyl binankadsurin A对位有氢原子的酚羟基

20、氧化成醌 (3)高锰酸钾氧化MeOMeOMeOOMeOMeMeOOHMeOMeOMeOOMeOMeMeOCOOHCOOH五味子醇甲六甲氧基联苯二酸KMnO4/2%KOH48 h (4)脱亚甲基反应OHOOMeOOHMeOOHOHH2SO4/AcOH间苯三酚1002h安五脂素+_()（二）光谱法 目前多用1H-NMR和13C-NMR谱。根据化合物的 基本骨架结构类型、碳数、对称性 取代基含氧取代基、烷基 进行结构测定。第三节 木脂素一、结构类型二、理化性质三、提取分离四、结构鉴定五、生物活性五、生物活性1.抗肿瘤作用 鬼臼毒素2.肝保护和抗氧化作用五味子素3.对中枢神经系统的作用厚朴酚4.血小板活化因子拮抗活性海风藤酮5.抗病毒作用鬼臼毒素和五味子6.平滑肌解痉作用五味子果实中木脂素7.毒鱼作用爵床子爵床脂素8.杀虫作用透骨草中透骨脂素具有杀虫作用9.其它作用激素样作用谢谢 谢谢！