天然藥物化學 第四章 香豆素與木脂素類課件

1、第七章 香豆素和木質(zhì)素藥物化學教研室定義：天然化學成分中由苯環(huán)和3個直鍵碳連在一起為 單位，以一個或幾個C6-C3構成的化合物統(tǒng)稱為 苯丙素類。構成苯丙素類成分有：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其縮酯、香豆素、木脂素、黃酮和木質(zhì)素等。生物合成途徑：葡萄糖代謝桂皮酸途徑莽草酸香豆素類木脂素類新木脂素類概 述第一節(jié) 香豆素 是一類典型的具有苯并-吡喃酮母核的內(nèi)酯類化合物。基本骨架如下： 從結構上看，是順式鄰羥基桂皮酸分子內(nèi)脫水形成的內(nèi)酯。分 布: 在蕓香科、傘形科、豆科、木犀科、菊科、 蘭科、茄科、 瑞香科等高等植物中多見。生物活性: 植物生長調(diào)節(jié)作用 光敏作用 抗菌、抗病毒作用 平滑肌松弛作用 抗血凝

2、作用 肝毒性作用一、 結構與分類 簡單香豆素類 是指僅在苯環(huán)上有取代基的香豆素。常見簡單香豆素有：秦皮中的七葉內(nèi)酯和七葉苷；當歸中的當歸內(nèi)酯等。七葉內(nèi)酯 R= H 當歸內(nèi)酯七葉苷 R= glc2. 角型是由8位異戊烯基與7位羥基成環(huán)，三個環(huán)在一折角上。 吡喃香豆素類 是指母核苯環(huán)7-羥基與鄰位異戊烯基環(huán)合成2,2-二甲基-吡喃酮環(huán)結構，形成吡喃香豆素。1. 6、7吡喃香豆素（線型）以花椒內(nèi)酯為代表，如美花椒內(nèi)酯等。 異香豆素類 異香豆素為香豆素的異構體，可以認為是鄰羧基苯乙烯醇的內(nèi)酯，如：茵陳炔內(nèi)酯等。茵陳炔內(nèi)酯 其它香豆素類 是指-吡喃酮環(huán)3，4位上有取代基的香豆素，一般取代基有苯基、羥基、

3、異戊烯基等。 兩個或三個香豆素基本母核通過碳-碳鍵或醚氧鍵相連而成的為聚香豆素。 與堿的作用 具有、-不飽和內(nèi)酯結構，在稀堿溶液中可水解開環(huán)，形成易溶于水的順式鄰羥基桂皮酸鹽，酸化后又環(huán)合成難溶于水的內(nèi)酯而沉淀析出。 順式鄰羥基桂皮酸不易游離存在，長時間堿液中放置或UV光照，可轉變?yōu)榉€(wěn)定的反式鄰羥基桂皮酸。 香豆素類成分與濃堿一起加熱，主要裂解為酚類和酚酸類。用堿液提取香豆素類成分時，必須注意堿液的濃度和加熱時間，防止內(nèi)酯環(huán)的破壞。 顯色反應1. 異羥肟酸鐵反應：內(nèi)酯結構，紅色。異羥肟酸紅色2. 三氯化鐵試劑反應：酚羥基結構，污綠至藍綠。一般羥基數(shù)目越多，顏色越深。3. 重氮化試劑反應：酚羥基

4、的鄰位或對位未被取，則呈紅色或紫紅色。4. Gibbs試劑、Emerson試劑反應： Gibbs試劑 2，6-二氯（溴）苯醌氯亞胺 弱堿條件下，與酚羥基對位活潑氫縮合成藍色化合物。 Emerson試劑 4-氨基安替比林-鐵氰化鉀 堿性溶液中，與酚羥基對位活潑氫生成紅色縮合物。三、 提取與分離 溶劑提取法 游離香豆素極性較小，具有親脂性，可用低極性溶劑，如苯、乙醚、醋酸乙酯等提??； 與糖成苷后極性增大，親水性較強，可用水、醇等溶劑加熱提??； 采用系統(tǒng)溶劑法提取，常用石油醚、苯、醋酸乙酯、丙酮和甲醇順次提取，乙醚是多數(shù)香豆素的良好溶劑。 堿溶酸沉法 利用結構中含有內(nèi)酯環(huán)，且多數(shù)還含有酚羥基，在熱堿

5、液中內(nèi)酯環(huán)開裂成羧酸鹽（或生成酚鹽）溶于水中，加酸又重新環(huán)合成內(nèi)酯而析出的性質(zhì)進行香豆素類化合物的提取、分離和純化。 注意堿液濃度不宜過大，加熱時間不宜過長，溫度不宜過高，以免破壞內(nèi)酯環(huán)。 堿溶酸沉法不適合于對酸、堿不穩(wěn)定的香豆素類化合物的提取。藥渣（棄）藥材乙醚萃取乙醚萃取NaHCO3萃取NaHCO3(酸性成分)乙醚NaOH萃取NaOH（酚性成分）乙醚堿水解乙醚（中性部分）堿液酸中和乙醚萃?。ㄏ愣顾貎?nèi)酯部分） 缺點：對酸堿敏感的香豆素不適用；C6-乙酰基，水解 后不能恢復內(nèi)酯；C5-OH閉環(huán)時異構化。 色譜分離法 對結構相似的香豆素采用色譜分離方法分離。硅膠柱層析 洗脫劑乙醚-己烷和乙醚-乙

6、酸乙酯。洗脫液經(jīng)薄層層析鑒定相同的流分合并，用紫外光觀察熒光。氧化鋁層析（中性氧化鋁、酸性氧化鋁） 洗脫劑石油醚、氯仿、乙酸乙酯制備薄層色譜 氣相色譜 高效液相色譜紙色譜法 簡單香豆素：常用水飽和的正丁醇或異戊醇；水飽和氯仿為展開劑。對有鄰二酚羥基或1，2二元醇羥基的香豆素，濾紙先用0.5%硼砂溶液預處理，再以水飽和的正丁醇或醋酸乙酯展開， Rf值低于無該結構的香豆素。呋喃香豆素：多以游離形式存在，親脂性較簡單香豆素強，故以二甲基甲酰胺為固定相，用己烷-苯（8:2）為移動相時，分離效果理想。多數(shù)羥基香豆素在紫外光下有強的熒光，所以在薄層色譜或紙色譜中的顯色首選熒光觀察，易辨識。常用的顯色劑：氨

7、熏，噴10%KOH醇溶液和20%SbCl2氯仿液顯色。此外還有：重氮化試劑；碘-碘化鉀試劑；Emerson試劑或Gibbs試劑（用于確定羥基對位有無取代基）；異羥肟酸鐵試劑；三氯化鐵試劑等。常用顯色劑：秦皮粗粉95% 乙醇加熱回流提取 提取液 濃縮 濃縮液 加熱水溶解，等體積氯仿洗滌 氯仿層（酯溶性雜質(zhì)） 水層 蒸去氯仿，用醋酸乙酯萃取 醋酸乙酯層 水層無水Na2SO4干燥，減壓蒸干濃縮，靜置，過濾殘留物淡黃色結晶溶于熱甲醇，濃縮，過夜，過濾甲醇或水反復重結晶七葉苷黃色針狀結晶甲醇或水反復重結晶七葉內(nèi)酯補骨脂 補骨脂是豆科植物補骨脂的干燥成熟果實。具有溫腎助陽，納氣，止瀉的作用。用于陽痿遺精，

8、遺尿尿頻，腰膝疼痛，腎虛作喘，五更泄瀉；外用治療白癜風，斑禿。 主要含有香豆素類的補骨脂素和異補骨脂素；黃酮類的補骨脂甲素、補骨脂乙素；脂肪油、樹脂及多糖。 補骨脂種子粗粉50% 乙醇浸漬提取乙醇提取液 濃縮至1、2體積，放置過夜，慮過 濾液 10倍量熱甲醇溶解，活性碳脫色回收乙醇，放置過夜白色針狀結晶（含補骨脂素與異補骨脂素）母液沉淀 第二節(jié) 木脂素 定義：是一類由24個苯丙素單元氧化聚合而成的天然產(chǎn)物。 - 由于較廣泛的存在于植物的木質(zhì)部和樹脂中，并在開始析出時呈樹脂狀，故稱為木脂素。 - 從生源途徑看，組成木脂素的基本單元：桂皮酸、桂皮醇、丙烯基苯、烯丙基苯 桂皮酸(苯丙酸)桂皮醇（苯丙

9、醇）丙烯基苯烯丙基苯由前兩種物質(zhì)氧化聚合的化合物稱為木脂素；由后兩種物質(zhì)氧化聚合的化合物稱為新木脂素。木脂素在植物體內(nèi)多呈游離狀態(tài)，少數(shù)與糖結合成苷的形式存在。生物活性1.抗腫瘤作用：小檗科鬼臼屬的各種鬼臼毒素類木質(zhì)素，均有較強的細胞毒活性，能抑制癌細胞的增殖。2.肝保護作用: 五味子中的多種五味子醇均能保護肝臟和降低血清ALT水平。3.中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用：五味子素木脂素類具有明顯的中樞安定作用。4.抗病毒作用：鬼臼毒素類木脂素對麻疹和型單純皰疹有對抗作用。5.平滑肌解痙作用：6.殺蟲作用：最初認為：是由兩分子苯丙素通過-碳原子相連而成的化合物?，F(xiàn)在認為：是由雙分子苯丙素縮合而成各種碳架后，側

10、鏈-碳原子上的含氧官能團脫水縮合，形成半縮醛、內(nèi)酯、四氫呋喃等環(huán)狀結構，使木脂素結構類型更加多樣化。一、結構與分類雙聚體苯丙素的結合位置通常有以下幾種：（8 8）（8 8，27）（3 3）（8 8，22）（一）簡單木脂素類由兩分子苯丙素以側鏈-碳原子相連而成的一類化合物，基本骨架為：如從蒺藜科植物中得到的愈創(chuàng)木脂酸和從珠子草中分得的葉下珠脂素是最典型的簡單木脂素。愈創(chuàng)木脂酸葉下珠脂素 來源于菊科植物牛蒡Arctium lappa L. 的干燥成素果實。 擴張血管、降低血壓 環(huán)木脂素有苯代四氫萘、苯代二氫萘、苯代萘三種類型。結合位置為8-8，2-7。以苯代四氫萘居多。苯代四氫萘型苯代二氫萘型苯代

11、萘型（二）環(huán)木脂素類環(huán)木脂素結構中有內(nèi)酯環(huán)時也稱為環(huán)木脂內(nèi)酯。如遠志中的賽菊芋脂素屬于環(huán)木脂內(nèi)酯成分。賽菊芋脂素鬼臼屬盾葉鬼臼、八角蓮、三荷葉等植物中都含有木脂素，如鬼臼毒脂素及其苷、盾葉鬼臼毒素及其苷等。鬼臼毒脂素（三）聯(lián)苯木脂素類聯(lián)苯木脂素為兩個苯丙素以苯環(huán)直接連接而成的化合物。如從厚樸中分得的厚樸酚、和厚樸酚。具有鎮(zhèn)靜、肌肉松弛等作用。 存在于五味子科五味子屬植物中，如：從五味子果實中獲得的五味子甲素、五味子乙素和五味子丙素抗肝炎作用。 五味子甲素 R1=R2=R3=R4=CH3 五味子乙素 R1+R2=CH2 R3=R4=CH3 五味子丙素 R1+R2=R3+R4=CH2（四） 聚木脂

12、素類聚木脂素類為近年來才發(fā)現(xiàn)的。是分別由3和4分子苯丙素聚合而成的。如從牛蒡子中獲得的拉帕酚A；丹參中主要纖溶活性成分丹參酸乙。拉帕酚A丹參酸乙（五）其它木脂素類不屬于以上幾種類型結構的木脂素，統(tǒng)稱為其他木脂素。維魯拉脂素水飛薊素性狀：多數(shù)呈無色或白色結晶，新木脂素較難結晶。揮發(fā)性：多數(shù)木脂素不揮發(fā)，也不能升華，只有少數(shù)可升華。溶解性：多數(shù)呈游離型，親脂性較強，能溶于苯、氯仿、乙醚、醋酸乙酯、乙醇等溶劑，難溶于水。少數(shù)與糖結合成苷，水溶性增大，易被酶或酸水解。二、理化性質(zhì)顯色反應：重氮化試劑、Gibbs試劑：酚羥基及酚羥基對位有無取代基。如：FeCl3，重氮化試劑反應。Labat試劑(沒食子酸

13、-硫酸試劑)（藍綠色）或Ecgrine試劑(變色酸-硫酸試劑)（藍紫色）：檢識亞甲二氧基的存在。異羥肟酸鐵試劑：鑒別內(nèi)酯環(huán)的存在。利用酸堿指示劑鑒別酸堿根離子的存在。旋光性：鬼臼毒素類具有苯代四氫萘環(huán)和反式內(nèi)酯環(huán)結構，3，4順式和2，3反式是其有抗癌活性的必要結構要求，但此類成分遇堿易異構化，反式內(nèi)酯變?yōu)轫樖絻?nèi)酯失去抗癌活性。鬼臼毒脂素苦鬼臼脂素三、提取與分離 (一) 提 取 游離木脂素是親脂性物質(zhì)，易溶于氯仿、乙醚，在石油醚和苯中溶解度較小，但通過多次提取可得到純度較好的產(chǎn)品。 缺點：低級性溶劑難滲入植物細胞，提取效率低，且不能提出可能存在的木脂素苷類成分。 經(jīng)典方法：采用甲醇或丙酮親水性溶

14、劑提取，濃縮成浸膏后，依次用石油醚、氯仿、乙醚、乙酸乙酯等梯度萃取，得粗的游離總木脂素。（二）分 離 常將木脂素的二氯甲烷粗提物，濃縮液直接用柱色譜分離得到單體。吸附色譜：吸附劑硅膠、中性氧化鋁。展開劑以石油醚-乙酸乙酯、石油醚-乙醚、 苯-乙酸乙酯、氯仿-甲醇等梯度展開洗脫，分離效果較好。 固定相甲酰胺浸潤的濾紙 移動相苯 顯色劑堿性重氮鹽或SbCl3 、SbCl5試劑堿溶法：具有酚羥基或內(nèi)酯結構的木脂素，可利用堿液使其皂化成鈉鹽后與其他脂溶性物質(zhì)分離。但堿液易使木脂素發(fā)生異構化，因此不宜用于有旋光活性的木脂素。分配色譜（紙色譜）：四、鑒 定 薄層色譜、紙色譜： 展開劑 氯仿-甲醇（9：1）

15、 氯仿-二氯甲烷（1：1） 氯仿-乙酸乙酯（9：1）等等親脂性較強時，可以選用： 石油醚-乙醚（1：1） 乙醚、氯仿等等顯色劑 茴香醛濃硫酸試劑 5%磷鉬酸乙醇溶液 10%硫酸乙醇溶液 三氯化銻試劑木脂素的結構鑒定主要依靠UV、IR、NMR、 MS和CD等波譜分析方法，同時結合衍生物制備和氧化分解等方法進行綜合解析。五、實 例 厚 樸厚樸為中醫(yī)溫中下氣，燥溫消痰常用藥。有祛痰、利尿、鎮(zhèn)痛等作用，用于腹痛、咳嗽等癥。厚樸酚：C18H18O2，無色針狀結晶（水），無色片狀結晶（環(huán)己烷），mp.101.5-102 。易溶于乙醇、氯仿、乙酸乙酯等有機溶劑，可溶于苛性堿溶液，不溶于水。和厚樸酚：為厚樸酚的同分異構體。無色針狀結晶（環(huán)己烷），mp.85-86。易溶于乙醇、氯仿、苯、乙酸乙酯等有機溶劑，可溶于苛性堿溶液，不溶于水。練 習 題1.能與Emerson 反應呈陽性的化合物是（ ）ABCDA 2.下列香豆素化合物在紫外光下顯較強熒光的是（ ）ABCDD3.五味子中的成分主要是（ ）A. 簡單木脂素 B. 呋喃香豆素C.