第五章黄酮类天然药物化学.ppt
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1、第五章黄酮类天然药物化学现在学习的是第1页,共77页第一节 概述n n黄酮类化合物大多具有颜色,在植物体内大部分与糖结合成苷,一部分以游离形式存在。n n黄酮类化合物广泛分布于植物界中,而且生理活性多种多样,引起了国内外的广泛重视,研究进展很快。现在学习的是第2页,共77页n n仅截止到目前为止,国内外已发表的黄酮类化合物共仅截止到目前为止,国内外已发表的黄酮类化合物共27002700多个(主要是天然黄酮类,也有少部分为合多个(主要是天然黄酮类,也有少部分为合成品),并以黄酮醇类最为常见,约占总数的三成品),并以黄酮醇类最为常见,约占总数的三分之一,其次为黄酮类,占总数的四分之一以上,分之一,
2、其次为黄酮类,占总数的四分之一以上,其余则较少见。其余则较少见。现在学习的是第3页,共77页一、黄酮类化合物生物合成的基本途径n n以前,黄酮类化合物(flavonoids)主要是指基 本 母 核 为 2-苯 基 色 原 酮(2-phenyl-chromone)类化合物,现在则是泛指两个苯环(A-与B-环)通过中央三碳链相互联结而成的一系列化合物。现在学习的是第4页,共77页生物合成研究表明A环来自于三个丙二酰辅酶A,B环来自于桂皮酰辅酶A现在学习的是第5页,共77页黄酮类化合物的生物活性1.对心血管系统的作用n nVp样作用:芦丁、橙皮苷等有Vp样作用,能降低血管脆性及异常通透性,可用作防治
3、高血压及动脉硬化的辅助治疗剂。n n扩冠作用:芦丁、槲皮素、葛根素、人工合成的立可定。n n降血脂及胆固醇:木樨草素 现在学习的是第6页,共77页n n芦丁n n是从我国独有的国槐的花蕾中提取的植物药,具有降低毛细血管的异常通透性和脆性的作用,是心脑血管保护药,是国内治疗心脑血管疾病制剂的主要成分,国外还大量用于食品添加剂和化妆品的生产当中。现在学习的是第7页,共77页 2.抗肝脏毒作用n n从水飞蓟种子中得到的水飞蓟素等黄酮类化合物具有保肝作用,用于治疗急、慢性肝炎、肝硬化及多种中毒性肝损伤。n n(+)-儿茶素(Catergen)也具有抗肝脏毒作用,可治疗脂肪肝及因半乳糖胺或四氯化碳等引起
4、的中毒性肝损伤。现在学习的是第8页,共77页n n 3.抗炎n n芦丁及其衍生物羟乙基芦丁、二氢槲皮素等具抗炎作用。4.抗菌及抗病毒作用n n如木樨草素、黄芩苷、黄芩素。现在学习的是第9页,共77页5.解痉作用n n异甘草素、大豆素等解除平滑肌痉挛;n n大豆苷、葛根黄素等葛根黄酮类可缓解高血压患者的头痛等症状;n n杜鹃素、川陈皮素、槲皮素、山柰酚、芫花素、羟基芫花素等还具有止咳祛痰的作用。现在学习的是第10页,共77页 6.雌性激素样作用n n大豆素(daidzein)等异黄酮具有雌性激素样作用,可能是因为它们与己烯雌酚结构类似。现在学习的是第11页,共77页7.泻下作用n n如中药营实中
5、的营实苷A有致泻作用。现在学习的是第12页,共77页 8.清除人体自由基作用n n黄酮类化合物多具有酚羟基,易氧化成醌类而提供氢离子,故有显著的抗氧特点。n n另外还有降血脂、血糖,抗动脉粥样硬化及抗癌、抗突变等作用。现在学习的是第13页,共77页第二节 结构分类n n根据中央三碳链的氧化程度、B-环连接位置(2-或3-位)以及三碳链是否构成环状等特点,可将重要的天然黄酮类化合物分类如下:现在学习的是第14页,共77页(一)黄酮类n n黄酮类是以2-苯基色原酮为基本母核,3位无含氧取代的一类化合物。n n天然黄酮A环的5,7位几乎同时带有羟基,而B环常在4位有羟基或甲氧基,3位有时也有羟基或甲
6、氧基。黄酮类黄酮类(flavones)现在学习的是第15页,共77页n n常见的黄酮及其苷类有芹菜素、木犀草素、黄芩苷等。芹菜素芹菜素木犀草素木犀草素现在学习的是第16页,共77页黄芩苷现在学习的是第17页,共77页(二)黄酮醇类n n黄酮醇类在黄酮基本母核的3位上连有羟基或其他含氧基团。黄酮醇(flavonol)现在学习的是第18页,共77页n n常见的黄酮醇及其苷类有山柰酚、槲皮素、杨梅素、芦丁等。山柰酚杨梅素现在学习的是第19页,共77页槲皮素 R=H芦丁 R=芸香糖现在学习的是第20页,共77页(三)二氢黄酮类n n二氢黄酮类结构可看作是黄酮基本母核的2、3位双键被氢化而成。二氢黄酮类
7、(Flavanones)现在学习的是第21页,共77页n n如橙皮中的橙皮素和橙皮苷;甘草中的甘草素和甘草苷。橙皮素 R=H橙皮苷 R=芸香糖甘草素 R=H甘草苷 R=glc现在学习的是第22页,共77页(四)二氢黄酮醇类n n二氢黄酮醇是黄酮醇类的2、3位被氢化的黄酮类化合物,而且常与相应的黄酮醇共存于同一植物中。二氢黄酮醇类二氢黄酮醇类 (FlavanonolsFlavanonols)现在学习的是第23页,共77页n n如满山红叶中的二氢槲皮素和槲皮素共存,桑枝中的二氢桑色素和桑色素共存。二氢槲皮素二氢桑色素现在学习的是第24页,共77页n n黄柏叶中具有抗癌活性的黄柏素-7-O-葡萄糖苷
8、也属于二氢黄酮醇类。黄柏素-7-O-葡萄糖苷现在学习的是第25页,共77页(五)异黄酮类n n异黄酮类母核为3-苯基色原酮的结构,即B环连接在C环的3位上。异黄酮类异黄酮类(IsoflavanoneIsoflavanone)现在学习的是第26页,共77页n n豆科植物葛根中所含有的大豆素、大豆苷、大豆素-7,4-二葡萄糖苷、葛根素和葛根素木糖苷均属于异黄酮类化合物。大豆素 R1=R2=R3=H大豆苷 R1=R3=H R2=glc葛根素 R2=R3=H R1=glc大豆素-7,4-二葡萄糖苷 R1=H R2=R3=glc葛根素木糖苷 R1=glc R2=xyl R3=H现在学习的是第27页,共7
9、7页(六)二氢异黄酮类n n二氢异黄酮具有异黄酮的2、3位被氢化的基本母核。二氢异黄酮类二氢异黄酮类(IsoflavanonesIsoflavanones)现在学习的是第28页,共77页n n如中药广豆根当中含有的紫檀素、三叶豆紫檀苷、高丽槐素具有抗癌活性,苷的活性强于苷元。毛鱼藤中所含有的鱼藤酮也属于二氢异黄酮的衍生物,具有较强的杀虫和毒鱼作用。它们都属于二氢异黄酮类的衍生物。现在学习的是第29页,共77页紫檀素 R=CH3三叶豆紫檀苷 R=glc高丽槐素 R=H鱼藤酮现在学习的是第30页,共77页(七)查耳酮n n结构特点为二氢黄酮C环的1、2位键断裂生成的开环衍生物,即三碳链不构成环。查
10、耳酮类(查耳酮类(ChalconesChalcones)现在学习的是第31页,共77页n n在酸的作用下,查耳酮可转化为无色的二氢黄酮,碱化后又转为深黄色的2-羟基查耳酮。2-羟基查耳酮二氢黄酮现在学习的是第32页,共77页n n如红花的花中含有的红花苷红花苷现在学习的是第33页,共77页(八)二氢查耳酮类二氢查耳酮为查耳酮双键氢化而成。二氢查耳酮类二氢查耳酮类二氢查耳酮类二氢查耳酮类(DihydrochalconesDihydrochalcones)现在学习的是第34页,共77页n n二氢查耳酮在植物界分布极少,如蔷薇科梨属植物根皮和苹果种仁中含有的梨根苷。梨根苷现在学习的是第35页,共77
11、页(九)橙酮类(噢口弄类)n n结构特点为C环为含氧五元环。母核碳原子的编号也与其他黄酮类不同。橙酮类现在学习的是第36页,共77页n n此类化合物较少见,主要存在于玄参科、菊科、苦苣苔科以及单子叶植物沙草科中,如在黄花波斯菊花中含有的硫磺菊素属于此类。硫磺菊素现在学习的是第37页,共77页(十)花色素类n n结构特点是基本母核的C环无羰基,1位氧原子以(金羊)(金羊)盐形式存在。花色素类花色素类花色素类花色素类(AnthocyanidinsAnthocyanidins)现在学习的是第38页,共77页n n花色素在中药中多以苷的形式存在。花色素是使植物的花、果、叶、茎等呈现蓝、紫、红等颜色的色
12、素,如矢车菊苷元、飞燕草苷元和天竺葵苷元以及它们所组成的苷最为常见。矢车菊苷元 R1=OH R2=H飞燕草苷元 R1=R2=OH天竺葵苷元 R1=R2=H现在学习的是第39页,共77页(十一)黄烷醇类n n根据C环上的3,4位存在羟基的情况分为黄烷-3-醇和黄烷-3,4-二醇。1.黄烷-3-醇类,又称儿茶素类黄烷三醇类黄烷三醇类(Flavan-3-olsFlavan-3-ols)现在学习的是第40页,共77页n n主要存在于含鞣质的木本植物中。如儿茶素为中药儿茶中的主要成分,有四个光学异构体,但在植物中主要有异构体两个,儿茶素和表儿茶素。儿茶素表儿茶素现在学习的是第41页,共77页2.黄烷-3
13、,4-二醇类n n又称为无色花色素类,黄烷黄烷黄烷黄烷3 3,4 4二醇类二醇类二醇类二醇类(Flavan-3,4-diols)Flavan-3,4-diols)现在学习的是第42页,共77页n n这类化合物在植物界中分布很广,在含鞣质的木本植物和蕨类植物中更为多见,如:无色矢车菊素。无色矢车菊素现在学习的是第43页,共77页(十二)双苯吡酮类n n又称为苯骈色原酮,母核由苯环和色原酮的2,3位骈合而成,是一种特殊类型的黄酮类化合物。现在学习的是第44页,共77页n n常分布在龙胆科、藤黄科、百合科植物当中,如:存在于石苇、芒果叶和知母叶中具有止咳去痰作用的异芒果素。异芒果素现在学习的是第45
14、页,共77页(十四)其他黄酮类n n包括双黄酮类,黄酮木脂体类,生物碱型黄酮等。银杏素现在学习的是第46页,共77页榕碱水飞蓟素现在学习的是第47页,共77页n n天然黄酮类化合物多和糖形成苷而存在,并且由于糖的种类、数量、连接位置及连接方式不同,组成了各种各样的黄酮苷类。现在学习的是第48页,共77页n n组成黄酮苷的糖类主要有单糖、双糖类、三糖类和酰化糖类。单糖类:n nD-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。现在学习的是第49页,共77页n n双糖类:n n槐糖(glc 12 glc)、龙胆二糖(glc 16 glc)、芸香糖(rh 16 glc)、
15、新橙皮糖(rh 12 glc)、刺槐二糖(rh 16 gal)等。现在学习的是第50页,共77页n n三糖类:n n龙胆三糖(glc 16 glc 12 fru)、槐三糖(glc 12 glc 12 glc)等。n n酰化糖类:n n2-乙酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖(caffeoylglucose)等。现在学习的是第51页,共77页n n黄酮苷中糖的连接位置与苷元的结构类型有关。n n如黄酮醇类常形成3-,7-,3-,4-单糖苷,或3,7-,3,4-及7,4-双糖链苷等。现在学习的是第52页,共77页第三节 黄酮类化合物的性质n n1 1、性状:黄酮类化合物多为晶状固体,少数(如黄酮甙类)为无定
16、形粉末。n n2 2、旋光性:甙元中,二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇具有手性碳,具旋光性,其余黄酮类无旋光性。甙类结构中含糖的部分结构,故均有旋光性,且多为左旋。现在学习的是第53页,共77页n n3 3 3 3、颜色:黄酮的色原酮部分无色,在颜色:黄酮的色原酮部分无色,在颜色:黄酮的色原酮部分无色,在颜色:黄酮的色原酮部分无色,在2-2-2-2-位上引入苯环位上引入苯环位上引入苯环位上引入苯环后,即形成交叉共轭体系,使共轭链延长,因而呈现出后,即形成交叉共轭体系,使共轭链延长,因而呈现出后,即形成交叉共轭体系,使共轭链延长,因而呈现出后,即形成交叉共轭体系,使共轭链延长,因而呈现出颜色。
17、颜色。颜色。颜色。黄酮、黄酮醇及其甙类多显灰黄黄酮、黄酮醇及其甙类多显灰黄 黄色,查耳黄色,查耳酮为黄酮为黄 橙黄色,异黄酮类显微黄色,二氢黄酮、二氢橙黄色,异黄酮类显微黄色,二氢黄酮、二氢黄酮醇不显色。黄酮醇不显色。在上述黄酮、黄酮醇分子中,尤其在在上述黄酮、黄酮醇分子中,尤其在7-7-倍及倍及4 4-位引入位引入OHOH及及OCH3OCH3等供电基后,化合等供电基后,化合物的颜色加深,但在其它位置引入物的颜色加深,但在其它位置引入OHOH、OCH3OCH3等供电基影响较小。花色甙及其甙元的颜色随等供电基影响较小。花色甙及其甙元的颜色随pHpHpHpH不不同而改变,一般显红色同而改变,一般显
18、红色(pH(pH(pH(pH 8.5)8.5)8.5)8.5)等颜色。等颜色。现在学习的是第54页,共77页4 4、溶解度、溶解度:n n一般来说,游离甙元难溶或不溶于水,易溶于甲一般来说,游离甙元难溶或不溶于水,易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱液醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱液中。花色甙元(花青素)类以离子形式存在,水中。花色甙元(花青素)类以离子形式存在,水溶度较大。黄酮类甙元分子中羟基数越多,水中溶度较大。黄酮类甙元分子中羟基数越多,水中的溶解度越大。的溶解度越大。n n黄酮甙类,水溶性比相应甙元为大;糖链越长,则水黄酮甙类,水溶性比相应甙元为大;糖链越长,则水
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