最新天然产物化学5黄酮类化合物PPT课件.ppt
天然产物化学天然产物化学5 5黄酮类化黄酮类化合物合物本章内容本章内容第一节第一节概概述述第二节第二节理化性质理化性质第三节第三节提取与分离提取与分离第四节第四节结构测定结构测定4 4二氢黄酮醇类（二氢黄酮醇类（flavanonolsflavanonols）二氢槲皮素二氢槲皮素二氢黄酮醇二氢黄酮醇5 5异黄酮类（异黄酮类（isoflavonesisoflavones）其其B环连接在环连接在C3位上。位上。大豆素大豆素R=H 大豆苷大豆苷R=glc 6 6查耳酮类（查耳酮类（chalconeschalcones）两苯环之间的两苯环之间的三碳链为开链结构三碳链为开链结构 查耳酮查耳酮 红花苷红花苷7 7花色素类花色素类 又称花青又称花青素，是一类素，是一类水溶性色素水溶性色素，多以多以苷苷的形式存在。的形式存在。矢车菊素矢车菊素花色素花色素8 8黄烷黄烷-3-3-醇类醇类 又称儿茶素类化合物又称儿茶素类化合物（）（）儿茶素儿茶素 黄烷醇黄烷醇 9 9橙橙酮类酮类 橙橙酮酮硫磺菊素硫磺菊素（三（三)组成黄酮苷的糖类组成黄酮苷的糖类 单糖类：单糖类：D-葡萄糖、葡萄糖、D-半乳糖、半乳糖、D-木糖、木糖、L-鼠李糖、鼠李糖、L-L-阿拉伯糖、阿拉伯糖、D-D-葡萄糖醛酸等。葡萄糖醛酸等。酰化糖类：酰化糖类：2-乙酸葡萄糖等。乙酸葡萄糖等。三糖类：三糖类：龙胆三糖、槐三糖等。龙胆三糖、槐三糖等。双糖类：双糖类：槐糖、芸香糖、龙胆二糖等。槐糖、芸香糖、龙胆二糖等。二、黄酮类化合物的生物活性（自学）二、黄酮类化合物的生物活性（自学）（一）对心血管系统的作用（一）对心血管系统的作用（二）抗肝脏毒作用（二）抗肝脏毒作用（三）抗炎作用（三）抗炎作用（四）雌性激素样作用（四）雌性激素样作用（五）抗菌及抗病毒作用（五）抗菌及抗病毒作用（六）泻下作用（六）泻下作用（七）解痉作用（七）解痉作用第二节第二节 黄酮类的理化性质及显色反应黄酮类的理化性质及显色反应 一、性一、性状状多为结晶性固体，多为结晶性固体，少数苷为无定形粉末。少数苷为无定形粉末。2旋光性旋光性 游离的苷元游离的苷元中中二氢黄酮（醇）、二氢黄酮（醇）、黄烷黄烷(醇醇)（），其余则无光学活性。其余则无光学活性。1晶形晶形 苷类苷类（），且多为（），且多为左旋左旋。3颜色颜色 黄酮、黄酮醇及其苷类黄酮、黄酮醇及其苷类灰黄灰黄黄色黄色查耳酮查耳酮黄黄橙黄色橙黄色，二氢黄酮、二氢黄酮醇二氢黄酮、二氢黄酮醇不显色不显色异黄酮异黄酮显微黄色微黄色 黄酮（醇）分子中，尤其在黄酮（醇）分子中，尤其在 7-位及位及 4-位引入位引入-OH及及-OCH3等助色团后，而等助色团后，而使化合物的使化合物的颜色加深。颜色加深。花色素及其苷元的颜色随花色素及其苷元的颜色随pH不同而改变不同而改变 一般显一般显红红（pH 7）紫紫（pH8.5）蓝蓝（pH8.5）等颜色）等颜色 二、溶二、溶解解性性1苷与苷元苷与苷元 游离苷元：游离苷元：苷类：苷类：2苷元苷元黄酮、黄酮醇、查耳酮等黄酮、黄酮醇、查耳酮等更难溶于水更难溶于水平面性强的分子，因分子与分子间平面性强的分子，因分子与分子间排排列紧密列紧密，分子间，分子间引力较大。引力较大。二氢黄酮及二氢黄酮醇等二氢黄酮及二氢黄酮醇等溶解度稍大溶解度稍大因系因系非平面性非平面性分子，故分子与分子分子，故分子与分子间间排列不紧密排列不紧密，分子间引力降低，有利，分子间引力降低，有利于水分子进入，于水分子进入，溶解度稍大。溶解度稍大。R=H，二氢黄酮，二氢黄酮R=OH，二氢黄酮醇，二氢黄酮醇花色苷元（花青素）类花色苷元（花青素）类水溶度较大水溶度较大虽也为平面性结构，但因以虽也为平面性结构，但因以离子离子形式形式存在，具有存在，具有盐的通性盐的通性，故亲水性，故亲水性较强。较强。花青素花青素 3 3苷类苷类苷元相同时，羟基糖越多，糖分子苷元相同时，羟基糖越多，糖分子越多，水溶度越大。越多，水溶度越大。同一苷元，同一苷元，3-O-葡萄糖苷葡萄糖苷的水溶度的水溶度7-O-葡萄糖苷葡萄糖苷 三、酸性与碱性三、酸性与碱性（一）酸性（一）酸性黄酮黄酮酚羟基酸性强弱顺序依次为：酚羟基酸性强弱顺序依次为：7,4-7,4-二二OHOH7-7-或或4-OH4-OH一般酚羟基一般酚羟基5-5-OHOH应用应用:用于提取、分离及鉴定工作用于提取、分离及鉴定工作（二）碱性（二）碱性强酸下形成洋盐强酸下形成洋盐 -吡喃环上的吡喃环上的1-氧原子氧原子，因有未共用，因有未共用的电子对，故表现的电子对，故表现微弱的碱性微弱的碱性，可与强无，可与强无机酸生成盐，但生成的盐极不稳定，加水机酸生成盐，但生成的盐极不稳定，加水后即可分解。后即可分解。四、呈色反应四、呈色反应（一）还原试验（一）还原试验鉴别鉴别1盐酸盐酸-镁粉（或锌粉）反应镁粉（或锌粉）反应 黄酮（醇）黄酮（醇）橙红橙红紫红色紫红色二氢黄酮（醇）二氢黄酮（醇）查耳酮、橙酮、儿茶素查耳酮、橙酮、儿茶素（-）异黄酮类除少数例外，也不显色异黄酮类除少数例外，也不显色操作：操作：样品样品/乙醇中加入少许镁粉振摇，滴加乙醇中加入少许镁粉振摇，滴加 几滴浓几滴浓HClHCl，即可显色。，即可显色。排除干扰排除干扰：先作空白对照实验先作空白对照实验Mg粉粉2 2四氢硼钠反应四氢硼钠反应区别区别二氢黄酮二氢黄酮类类上述四种黄酮上述四种黄酮HCl无色无色红色红色二氢黄酮类二氢黄酮类/EtOH2NaBH4/MeOH浓浓HCl 红红紫色紫色（二）金属盐类试剂的络合反应（二）金属盐类试剂的络合反应C3-OH，C5-OH，邻二，邻二OH（+）络合应具备的条件络合应具备的条件 结果：结果：颜色，沉淀颜色，沉淀用途：用途：鉴定，结构测定，提取分离鉴定，结构测定，提取分离1.铝盐铝盐 1AlCl3溶液，络合物多为溶液，络合物多为黄色，黄色，为为显色剂和比色测定。显色剂和比色测定。2.铅盐铅盐 常用常用1醋酸铅醋酸铅及及碱式醋酸铅碱式醋酸铅水溶液水溶液，可生成可生成沉淀沉淀。应用：应用：鉴定、提取及分离工作。鉴定、提取及分离工作。3ZrOCl2（锆盐）（锆盐）5-OH黄酮类黄酮类3-OH2%枸橼酸枸橼酸 黄黄（3-OH3-OH黄酮黄酮）褪色（褪色（5-OH5-OH黄酮）黄酮）2%ZrOCl2黄黄甲醇甲醇3-OH3-OH，4-4-酮基酮基络合物稳定性络合物稳定性5 5OHOH，4-4-酮基酮基络合物络合物原因：原因：4镁盐镁盐 鉴别两类二氢黄酮鉴别两类二氢黄酮 二氢黄酮二氢黄酮Mg(Ac)2 2二氢黄酮醇二氢黄酮醇天蓝色天蓝色荧光荧光喷洒喷洒黄酮、黄酮醇及异黄酮黄酮、黄酮醇及异黄酮 显显黄色黄色橙黄色橙黄色褐色褐色 5.氯化锶（氯化锶（SrCl2）鉴别鉴别邻二邻二OH具邻二酚邻二酚OHOH黄酮黄酮类/氨性甲醇氨性甲醇 绿色绿色棕色棕色乃至乃至黑色黑色（三）硼酸显色反应（三）硼酸显色反应具具5 5OHOH 的黄酮的黄酮 2 2OHOH查耳酮查耳酮硼酸硼酸（四）碱性试剂显色反应（四）碱性试剂显色反应 在日光及紫外光下，通过纸斑反应，观在日光及紫外光下，通过纸斑反应，观察样品用碱性试剂处理后的颜色变化情况，察样品用碱性试剂处理后的颜色变化情况，对于鉴别黄酮类化合物有一定意义。对于鉴别黄酮类化合物有一定意义。亮黄色亮黄色酸性液酸性液 第三节第三节 黄酮类化合物的提取与分离黄酮类化合物的提取与分离 一、提一、提取取存在形式存在形式：花、叶、果等组织中花、叶、果等组织中苷苷木部坚硬组织中木部坚硬组织中游离苷元游离苷元选择溶剂：选择溶剂：黄酮苷黄酮苷，极性稍大的苷元极性稍大的苷元丙酮、丙酮、醋酸乙酯、乙醇、水、醋酸乙酯、乙醇、水、甲醇甲醇-水（水（1：1）、甲醇）、甲醇花青素类花青素类可加少量酸（如可加少量酸（如 0.l盐酸）盐酸）黄酮苷元黄酮苷元宜用极性较小的溶剂宜用极性较小的溶剂（氯仿、乙醚、醋酸乙酯）等提取（氯仿、乙醚、醋酸乙酯）等提取多糖苷类多糖苷类沸水提取沸水提取对对得得到到的的粗粗提提取取物物可可进进行行精精制制处处理理，常用的方法有：常用的方法有：（一）溶剂萃取法（一）溶剂萃取法1醇浸液、去脂杂醇浸液、去脂杂加加p.e水提取去水杂水提取去水杂加加多倍量高度多倍量高度醇醇（二）碱提取酸沉淀法（二）碱提取酸沉淀法适合酸性成分适合酸性成分具有具有Ar-OH的黄酮的黄酮药材药材碱水液碱水液 H+OH-沉淀沉淀（黄酮苷，苷元）（黄酮苷，苷元）水水（水杂，水杂，M+）（三）炭粉吸附法（三）炭粉吸附法适于适于苷苷类的精制类的精制甲醇粗提液甲醇粗提液活性炭活性炭 黄酮黄酮活性炭活性炭 沸水沸水 沸甲醇沸甲醇 7酚酚/水水 15%酚酚/醇醇（四）（四）树脂吸附提取法树脂吸附提取法适于适于苷苷类的精制类的精制 二、分二、分离离分离黄酮的依据分离黄酮的依据：（1 1）极性大小不同）极性大小不同吸附吸附层析层析（2 2）分配比不同）分配比不同分配分配层析层析（3 3）酸性不同）酸性不同pH梯度萃取法梯度萃取法（4）MW大小不同大小不同葡聚糖凝胶分子筛葡聚糖凝胶分子筛 或膜技或膜技术术 （5 5）官能团）官能团络合，沉淀等络合，沉淀等（一）柱色谱法（一）柱色谱法1硅胶柱色谱硅胶柱色谱 适于分离异黄酮、二氢黄酮（醇）及适于分离异黄酮、二氢黄酮（醇）及高度甲基化（或乙醚化）的黄酮（醇）类高度甲基化（或乙醚化）的黄酮（醇）类 常用的分离方法有常用的分离方法有柱层析法柱层析法、萃取法萃取法、铅盐法铅盐法、HPLCHPLC法、法、薄层层析法薄层层析法等。等。常用的吸附剂或载体有硅胶、聚酰胺及纤维常用的吸附剂或载体有硅胶、聚酰胺及纤维素粉等。也有用氧化铝、氧化镁及硅藻土等。素粉等。也有用氧化铝、氧化镁及硅藻土等。（1）分离对象）分离对象：酚、醌、硝基化合物酚、醌、硝基化合物2 2聚酰胺柱色谱聚酰胺柱色谱（2 2）原）原 理：理：氢键吸附氢键吸附（3）影响因素：）影响因素：黄酮类分子中黄酮类分子中羟基的数目羟基的数目与与位置位置 溶剂与黄酮类溶剂与黄酮类溶剂与聚酰胺溶剂与聚酰胺之间形成之间形成氢键缔合氢键缔合能力的大小能力的大小（4）洗脱规律）洗脱规律（先（先后顺序）后顺序）叁糖苷叁糖苷双糖苷双糖苷单糖苷单糖苷苷元苷元 苷元相同：苷元相同：-OH位置位置：C=O 邻位邻位-OH黄酮黄酮C=O对位对位（或间位）间位）-OH黄酮黄酮 -OH多少多少：酚羟基少羟基多酚羟基少羟基多 黄酮类型：黄酮类型：异黄酮二氢黄酮醇黄酮黄酮醇异黄酮二氢黄酮醇黄酮黄酮醇 芳香程度：芳香程度：芳香程度高，共轭双键多吸附力芳香程度高，共轭双键多吸附力 芳香程度高，共轭双键少芳香程度高，共轭双键少 二氢黄酮查耳酮二氢黄酮查耳酮 溶剂影响：溶剂影响：聚酰胺的聚酰胺的双重色谱性双重色谱性以以含水含水移动相（如甲醇一水）作洗移动相（如甲醇一水）作洗脱剂，脱剂，苷苷比比苷元苷元先洗下来。先洗下来。以有机溶剂有机溶剂作洗脱剂作洗脱剂（如氯仿一甲醇）（如氯仿一甲醇）苷元苷元比比苷苷先洗脱下来。先洗脱下来。极性移动相（极性移动相（含水含水 溶剂系统）洗脱时溶剂系统）洗脱时有有机机溶溶剂剂（如如氯氯仿仿一甲醇）洗脱时一甲醇）洗脱时聚酰胺聚酰胺非极性非极性固定相固定相极性极性固定相固定相色谱行为色谱行为类似类似反相分配色谱反相分配色谱正相分配色谱正相分配色谱苷极性苷元苷极性苷元苷元极性苷苷元极性苷苷苷先洗脱先洗脱苷元苷元易洗脱易洗脱3 3葡聚糖凝胶柱色谱葡聚糖凝胶柱色谱 分离黄酮类化合物的机理：分离黄酮类化合物的机理：双重性双重性分离黄酮苷元分离黄酮苷元靠吸附作用靠吸附作用羟基少，极性小，吸附力弱，先被洗脱。羟基少，极性小，吸附力弱，先被洗脱。分离黄酮苷时分离黄酮苷时分子筛性质起主导作用分子筛性质起主导作用糖数量多，分子量大，分子筛时，先洗脱糖数量多，分子量大，分子筛时，先洗脱下来。下来。（二）梯度（二）梯度pH萃取法萃取法酸性不同的酸性不同的黄酮苷元黄酮苷元的分离的分离酸性：酸性：7,4-OH7-或或 4-OH一般一般Ar-OH5-OH5%NaHCO3 35%Na2 2CO2 20.2%NaOH4%NaOH溶解溶解的碱水的碱水（三）根据分子中某些特定官能团进（三）根据分子中某些特定官能团进行分离行分离1.H3 3BO3 3络合反应（邻二酚羟基）络合反应（邻二酚羟基）2.Pb(Ac)2 2沉淀反应（邻二酚羟基）沉淀反应（邻二酚羟基）3.碱性醋酸铅（不具邻二酚羟基黄酮）碱性醋酸铅（不具邻二酚羟基黄酮）注意脱铅注意脱铅第四节第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定黄酮类化合物的检识与结构测定测定一般步骤：测定一般步骤：（1）化学反应化学反应（2）PC、TLC（3）UV光谱光谱（4）1H-NMR（5）MS（6）13C-NMR一一 化学反应化学反应确定化合物的类别确定化合物的类别 二、色谱法在黄酮类鉴定中的应用二、色谱法在黄酮类鉴定中的应用确定黄酮的种类与数量确定黄酮的种类与数量（一）纸色谱（一）纸色谱（PPC）分离黄酮类化合物及其苷的混合物分离黄酮类化合物及其苷的混合物 1原理原理 分配色谱分配色谱 2溶剂选择溶剂选择：黄酮苷元黄酮苷元酸性酸性醇醇溶剂溶剂花色苷元花色苷元酸性酸性水溶剂水溶剂 HCl或或HOAc苷类苷类双向双向展开展开第一向展开剂：采用第一向展开剂：采用醇性醇性溶剂溶剂第二向展开剂：采用水或水溶液第二向展开剂：采用水或水溶液如：如：n-BuOH-HOAc-H2O(4:1:5上层）上层）如：如：2%6%HOAc等等 3在不同展开剂中，苷、苷元的在不同展开剂中，苷、苷元的Rf值不同值不同醇性醇性溶剂：溶剂：Rf 苷元苷元 单糖苷单糖苷 双糖苷双糖苷 水溶剂水溶剂：Rf 三糖苷三糖苷 双糖苷双糖苷苷元苷元(二二)硅胶薄层色谱：硅胶薄层色谱：(不用不用Al2O3）分离与鉴定分离与鉴定弱极性弱极性黄酮类黄酮类（三）聚酰胺薄层色谱（三）聚酰胺薄层色谱分离含游离分离含游离酚羟基酚羟基的黄酮及其苷类的黄酮及其苷类三、紫外及可见光谱在黄酮类鉴定中三、紫外及可见光谱在黄酮类鉴定中的应用的应用紫外及可见光谱一般程序紫外及可见光谱一般程序：1测定样品在测定样品在甲醇甲醇中的中的UV光谱光谱2测定测定甲醇甲醇+诊断试剂后诊断试剂后的的UV光谱光谱3苷类苷类水解，或甲基化后水解，或甲基化后水解水解 测苷元或衍生物的测苷元或衍生物的UV光谱光谱 （一）黄酮类化合物在甲醇溶液中（一）黄酮类化合物在甲醇溶液中的的UV光谱特征光谱特征 1两个谱带两个谱带、与结构的关系与结构的关系 苯甲酰基苯甲酰基 峰带峰带（220280nm）桂皮酰基桂皮酰基 峰带峰带（300400nm）2各种类型黄酮的各种类型黄酮的UV光谱特点光谱特点（1）黄酮及黄酮醇类）黄酮及黄酮醇类 黄酮黄酮 黄酮黄酮 3-OR黄酮醇黄酮醇 带带(nm)(nm)带带(nm)(nm)220-280304-350328-357352-385木犀草素木犀草素(黄酮类黄酮类)槲皮素槲皮素(黄酮醇类黄酮醇类)（A）黄酮及黄酮醇类）黄酮及黄酮醇类UV光谱（甲醇）光谱（甲醇）(二)加入诊断试剂后引起的位移及其加入诊断试剂后引起的位移及其在结构测定中的意义在结构测定中的意义诊断试剂：诊断试剂：因黄酮中具有酚羟基、羰基，加因黄酮中具有酚羟基、羰基，加入某些试剂，使其化学结构变化，吸入某些试剂，使其化学结构变化，吸收峰位改变，这些试剂称为收峰位改变，这些试剂称为诊断试剂诊断试剂。测定顺序测定顺序1样品样品/CH3OH测定黄酮类型测定黄酮类型2加诊断试剂加诊断试剂CH3OH+NaOCH3确定确定4-OH，3-OHCH3OH+NaOAC确定确定7-OHt t,对碱敏感的结构对碱敏感的结构 CH3OH+NaOAC+H3BO3邻二邻二OHAlCl3/HCl与与CH3OHC3-OH、C5-OHAlCl3-AlCl3/HCl邻二邻二OH3苷类苷类水解后测定苷元的水解后测定苷元的UV光谱，与苷比较光谱，与苷比较四、氢核磁共振在黄酮类结构分析四、氢核磁共振在黄酮类结构分析中的应用中的应用（一）测试溶剂的选择及样品处理（一）测试溶剂的选择及样品处理1.氘代氯仿氘代氯仿 适合适合苷元、苷苷元、苷OCH32.氘代二甲基亚砜氘代二甲基亚砜（DMSO-d6）苷苷3.四氯化碳四氯化碳三甲基硅醚化的三甲基硅醚化的苷，苷元苷，苷元Ar-OH吡啶吡啶无水甲醇无水甲醇苷元中苷元中使苷，苷元使苷，苷元 极性小极性小 溶于溶于CCl4优点：优点：可溶于可溶于CCl4中，中，bp低低无干扰信号无干扰信号测试后用甲醇水解，回收样品等测试后用甲醇水解，回收样品等（二）影响黄酮类化合物氢质子化学（二）影响黄酮类化合物氢质子化学 位移的因素位移的因素例：例：芹菜中的芹菜素芹菜中的芹菜素芹菜素芹菜素1.电效应电效应（1）诱导效应）诱导效应（C=O)A环环C5,C7 B环环 2,6,4+A环环C6,C8 B环环 3,5-B环环 H2,6 H3,5（2）共轭效应）共轭效应-OH的影响的影响B环 H2,6 H3,5A环环 H8 H6上述诱导效应与上述诱导效应与共轭效应结果使得：共轭效应结果使得：H2,6 H3,5H8 H6B环：苯丙酰系统，环：苯丙酰系统，诱导效应诱导效应 起主导作用起主导作用A环：苯甲酰系统，环：苯甲酰系统，共轭效应共轭效应起主导作用起主导作用苯甲酰与苯丙酰共轭体系的比较苯甲酰与苯丙酰共轭体系的比较B环环HA环环H2.磁效应磁效应 C3H,C5H:受C=O的负屏蔽效应影响的负屏蔽效应影响C3H：磁效应与电效应不一致磁效应与电效应不一致C5H：磁效应与电效应一致磁效应与电效应一致 H5 H3（三）黄酮类化合物（三）黄酮类化合物H的的和和J值规律值规律1A环质子环质子（1）5，7-二羟基取代二羟基取代H-8 6.306.50（1H d J=2.5Hz）H-6 6.006.20（1H d J=2.5Hz）（2）7-羟基取代羟基取代H-5 7.908.20 （1H d J=9.0Hz）H-6 6.707.10 （1H dd J=2.5Hz J=9.0Hz）H-8 6.707.00 （1H d J=2.5Hz）B环质子环质子（1）4-O O-R R取代取代H-2，H-6 7.708.10 （2H d J=8.5Hz）H-3，H-5 6.507.10 （2H d J=8.5Hz）（2）3，4-O-R-O-R取代取代H-5 6.707.10 （1 1H d J=8.5Hz）H-2 7.207.90 （1 1H d J=2.5Hz）H-6 7.207.90 （1 1H dd J=2.5Hz J=8.5Hz）C环质子环质子黄酮类黄酮类 H-3 6.30（s）（四）糖上的质子（四）糖上的质子H-1 4.006.00（d）-D-glcH1H2 60o J H1H2=23Hz-D-glc-D-glc H1H2 180o J H1H2=8Hz5-OCH3上的质子上的质子 3.504.10 6-COCH3上的质子上的质子脂肪族脂肪族 l.652.10芳香族芳香族 2.302.50 H-2”H-6”4.006.00（m）四、质谱在黄酮类结构分析中的应用四、质谱在黄酮类结构分析中的应用多数苷元：多数苷元：峰较强，为基峰，无须作成衍生物峰较强，为基峰，无须作成衍生物EI-MS中中多数苷：多数苷：极性强，难气化，多作成甲基化或极性强，难气化，多作成甲基化或三甲三甲基硅醚化衍生物，而获得基硅醚化衍生物，而获得 或不作成衍生物，也可用或不作成衍生物，也可用FD-MSFD-MS，FAB-MSFAB-MS等质谱技术，获得非常强的等质谱技术，获得非常强的黄酮类化合物苷元的黄酮类化合物苷元的EI-MS2个裂解途径：个裂解途径：途径途径-+222120102途径途径-222+105偶数质量，偶数质量，偶数电子偶数电子781.黄酮类基本裂解途径黄酮类基本裂解途径分子离子峰分子离子峰很强很强M+MM2828+途径途径-（RDA裂解）中裂解）中A、B+较强较强黄黄酮酮类类基基本本裂裂解解途途径径结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！81
