第七章黃酮類化合物

第七章黃酮類化合物（Flavonoids）1、概述2、黃酮類化合物的理化性質(zhì)及顯色反應(yīng)3、黃酮類化合物的提取與分離4、黃酮類化合物的檢識(shí)與結(jié)構(gòu)鑒定5、結(jié)構(gòu)研究實(shí)例1一、概述黃酮類化合物廣泛存在于自然界黃酮類化合物多具有顏色在自然界中，黃酮類化合物的主要存在形式是與糖結(jié)合成苷，也有游離體黃酮類化合物的生理活性多種多樣：截止2003年，總數(shù)超過9000個(gè)2（一）基本結(jié)構(gòu)與分類1、定義：黃酮類化合物主要是指基本母核為2-苯基色原酮類化合物（狹義）3

黃酮類化合物泛指兩個(gè)具有酚羥基的苯環(huán)（A-與B-核）通過中央的三碳原子相互連接而形成的一系列化合物（廣義）42、結(jié)構(gòu)分類：

二氫查耳酮類（Dihydrochalcones）黃烷-3，4-二醇類（Flavan-3,4-diols）

查耳酮類（Chalcones）二氫黃酮醇類（Flavanonols）

二氫異黃酮類（Isoflavanones

）二氫黃酮類（Flavanones）

異黃酮類（Isoflavones）黃酮醇類（Flavonol）黃酮類（Flavones）三碳鏈部分名稱名稱三碳鏈部分

黃烷-3-醇類（Flavan-3-ols）橙酮類（Aurones)

雙苯吡酮類（Xanthones)51）黃酮（醇）類flavones（flavonol）

黃酮黃酮醇母核：6

木犀草素（luteolin）抗菌作用，存在于菊花、浮萍、忍冬藤等中藥中代表化合物：7槲皮素用于治療氣管炎抗炎及止咳祛痰作用

用于治療毛細(xì)血管脆弱引起的出血病，并用作高血壓的輔助治療劑。

3—蕓香糖蘆?。≧utin）（蕓香苷）

代表化合物：82）二氫黃酮（醇）類flavanoes（flavanononls）

二氫黃酮二氫黃酮醇9代表化合物：

橙皮素橙皮苷103）異黃酮（isoflavones）、二氫異黃酮（isoflavanones)類母核：異黃酮二氫異黃酮11大豆素大豆苷葛根素代表化合物：124）查耳酮(chalcones)、二氫查耳酮(dihydrochalcones)類母核：查耳酮

二氫查耳酮13

在酸性條件下，2’-OH查耳酮轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色的二氫黃酮，堿化后，轉(zhuǎn)為深黃色的2’-OH查耳酮，二者可相互轉(zhuǎn)化。2'-OH查耳酮二氫黃酮145）雙黃酮

二分子黃酮衍生物聚合生成的二聚物，多分布于裸子植物，尤以松柏綱、銀杏綱和鳳尾綱等植物中最普遍。

C-C連結(jié)C5’-C8、C8’-C8連接方式醚鏈連結(jié)C4’-O-C615銀杏葉中銀杏素（gikgetin）具有解痙、降壓、擴(kuò)冠作用。166）花色素類（anthocyanidins）天竺葵素

矢車菊素

飛燕草素177）黃烷醇類黃烷—3—醇類（flavan—3—ols）黃烷—3、4—二醇類（flavan—3、4—diols）

3醇3、4二醇類18

兒茶素抗脂肪肝作用、抗癌和Vp樣作用198）雙苯吡酮類（Xanthones）

蕓果香葉中異芒果素（isomengiferin）

具有止咳祛痰209）橙酮類（奧弄）（aurones）植物硫磺菊中硫磺菊素（Sulphuretin）213、黃酮類化合物中常見的取代基羥基甲氧基亞甲二氫基–OCH2O-異戊烯基常和糖形成苷22黃酮苷：糖的種類：單糖苷雙糖苷三糖苷?；擒仗堑倪B接方式：O-糖苷C-糖苷23黃酮苷中常見的單糖：24黃酮苷中常見的雙糖：254、黃酮類化合物命名2627（二）黃酮類化合物的生物合成基本途徑282930（三）黃酮類化合物的生理活性1、對(duì)心血管系統(tǒng)的作用蘆丁、橙皮苷、d-兒茶素等：維生素P一樣作用，降低血管脆性及異常的通透性，可用作防治高血壓及動(dòng)脈硬化的輔助治療劑。

蘆丁、槲皮素、葛根素等：擴(kuò)冠作用，臨床用于治療冠心病312、抗肝臟毒性作用

臨床用來治療急性、慢性肝炎、肝硬化及代謝中毒性肝損傷323、抗癌作用

334、雌性激素樣作用

345、抗菌及抗病毒作用

木犀草素、黃芹苷等：一定程度的抗菌作用槲皮素、二氫槲皮素及山萘酚等：抗病毒作用6、解痙作用異甘草素及大豆素等具有類似罌粟堿解除平滑肌痙攣?zhàn)饔?，大豆苷、葛根黃素等葛根黃酮類成分可以緩解高血壓患者的頭痛等癥狀。7、瀉下作用

35二、黃酮類化合物的理化性質(zhì)及顯色反應(yīng)（一）性狀性狀：多為結(jié)晶性固體，少數(shù)（如黃酮苷類）為無定形粉末。旋光性：二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇有旋光性。苷類由于在結(jié)構(gòu)中引入糖的分子，故均有旋光性，且多為左旋。36顏色：黃酮類化合物的顏色與分子中是否存在交叉共軛體系及助色團(tuán)（-OH、-CH3）等的類型、數(shù)目及取代位置有關(guān)。

7-位或4’-位引入-OH、-OCH3等供電基，而使化合物的顏色加深37黃酮、黃酮醇及其苷類：灰黃-黃色查耳酮：黃-橙黃色二氫黃酮、二氫黃酮醇：不顯色異黃酮類：顯微黃色花色苷及其苷元：紅（pH<7）紫色（pH＝8）藍(lán)色（pH>8.5）38（二）溶解度苷元：難溶或不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑及稀堿液中。黃酮、黃酮醇、查爾酮等平面型分子難溶于水；二氫黃酮、二氫黃酮醇等因系非平面型分子，水溶性稍大。黃酮苷：溶于水、乙醇、甲醇等強(qiáng)極性溶劑中，羥基越多，糖鏈越長，則水溶性越大。39（三）酸性和堿性1、酸性：因分子中多有酚羥基，故顯酸性，可溶于堿性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。酚羥基數(shù)目及位置對(duì)酸性影響：

7或4’-OH5-OH一般酚OH7,4’-OH>7或4’-OH>一般酚OH>5-OH40412、堿性：

γ吡喃酮環(huán)上的1-位氧原子，因有未共用的電子對(duì)，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強(qiáng)無機(jī)酸，如濃硫酸、鹽酸等生成鹽，但生成的鹽極不穩(wěn)定，加水后即可分解。黃酮類化合物溶于濃硫酸中生成的鹽，常常表現(xiàn)特殊的顏色，可用于鑒別。某些甲氧基黃酮溶于濃鹽酸中顯深黃色，且可與生物堿沉淀試劑生成沉淀。42（四）顯色反應(yīng)1、還原反應(yīng)：（1）鹽酸-鎂粉反應(yīng)43

（2）四氫硼鈉反應(yīng)442、金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng)：

有上述結(jié)構(gòu)的化合物與鋁鹽、鉛鹽、鋯鹽、鎂鹽等試劑反應(yīng)生成有色絡(luò)合物45（1）三氯化鋁顯色反應(yīng)：

與AlCl3反應(yīng)顯黃色或黃色加深，UV下呈現(xiàn)熒光增強(qiáng)。46（2）鎂鹽（Mg(OAc)2)：

二氫黃酮（醇）：紫外燈下呈天藍(lán)色熒光。（3）鉛鹽黃-紅色沉淀醋酸鉛：鄰二酚羥基黃酮堿式醋酸鉛：所有黃酮47（4）鋯鹽-枸櫞酸顯色反應(yīng)：二氯氧鋯（ZrOCl2)。3-或5-OH黃酮：生成黃色絡(luò)合物

3-OH絡(luò)合物比5-OH絡(luò)合物穩(wěn)定加入枸櫞酸（檸檬酸）→5-OH絡(luò)合物解離48

用顯色反應(yīng)鑒別下列化合物：49（5）氨性氯化鍶（SrCl2)反應(yīng)：在氨性甲醇溶液中，鄰二酚羥基黃酮類化合物生成綠色-棕色-黑色沉淀。（6）三氯化鐵（FeCl3）反應(yīng)酚羥基化合物：含有氫鍵締合的酚羥基，顏色才明顯503、硼酸顯色反應(yīng)514、堿性試劑顯色反應(yīng)顯黃色或黃色加深，UV下顯熒光或熒光增強(qiáng)。（1）NaOH

（2）NH4OH：處理后的變色在空氣中褪去。52總結(jié)：鹽酸-鎂粉：黃酮（醇）、二氫黃酮四氫硼鈉：二氫黃酮AlCl3反應(yīng)：3-OH、5-OH和鄰二酚羥基Mg(OAc)2反應(yīng)：二氫黃酮（醇）ZrOCl2+檸檬酸：判斷3-OH或5-OH硼酸顯色反應(yīng)：5-OH黃酮或2’-OH查耳酮堿性試劑顯色反應(yīng)：黃酮類化合物53習(xí)題：寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)式并用化學(xué)反應(yīng)鑒別1、5,7,4’-三羥基-黃酮醇和5,7,3’,4’-三羥基-黃酮醇2、5,7,4’-三羥基-黃酮和5,7,4’-三羥基-黃酮3、5,7,4’-三羥基-異黃酮-7-O-葡萄糖苷54三、黃酮類化合物的提取與分離（一）提取黃酮類化合物在花、葉、果等組織中，一般多以苷的形式存在，而在木部堅(jiān)硬組織中，則多以游離苷元形式存在。

苷及極性稍大的苷元提取溶劑：丙酮、醋酸乙酯、乙醇、甲醇、水或極性較大的混合溶劑苷元提取溶劑：氯仿、乙醚、醋酸乙酯等甲氧基苷元提取溶劑：苯55常用粗提物的精制方法：溶劑萃取法堿提取酸沉淀法炭粉吸附法561、溶劑萃取法：利用黃酮與雜質(zhì)極性的不同，選用不同的溶劑進(jìn)行萃取可達(dá)到精制純化的目的。藥材醇提液脂溶性雜質(zhì)葉綠素、胡蘿卜素等黃酮苷元黃酮苷懸浮于水中石油醚氯仿正丁醇一方面去除雜質(zhì)，另一方面將黃酮按極性大小分離。572、堿提取酸沉淀法：由于黃酮苷易溶于堿性水，故可用堿性水提取，然后加酸使之沉淀出來。58石灰乳提取黃酮類化合物的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：使含有多羥基的鞣質(zhì)，或含有羧基的果膠、粘液質(zhì)等水溶性的雜質(zhì)生成鈣鹽沉淀，不被溶出，有利于浸出液的純化。缺點(diǎn)：浸出效果可能不如稀NaOH水溶液，且有些黃酮類化合物可能與鈣結(jié)合成不溶性物質(zhì)不被溶出。注意：在堿提酸沉法中，酸、堿的濃度不宜過高。堿性過高，破壞母核；酸性過強(qiáng)，生成洋鹽、593、碳粉吸附法：主要適用于苷類?？捎梅兴⒎屑状?、7%酚/水、15%酚/醇洗脫，大部分黃酮苷類可被7%酚/水洗下。60（二）分離柱色譜梯度pH萃取法根據(jù)分子中某些特定官能團(tuán)進(jìn)行分離611）柱色譜法常用吸附劑或載體有硅膠、聚酰胺及纖維素粉等，也有用氧化鋁、氧化鎂及硅藻土。（1）硅膠柱色譜：應(yīng)用范圍最廣，主要適用于苷元，常用CHCl3-MeOH作為流動(dòng)相。當(dāng)用CHCl3-MeOH-H2O為流動(dòng)相時(shí)，對(duì)于分離一些極性較大的苷類也適用。62

硅膠柱色譜，以CHCl3-MeOH作為流動(dòng)相時(shí)，硅膠柱上各種溶劑的洗脫能力：石油醚<苯<氯仿<乙醚<醋酸乙酯<吡啶<丙酮<乙醇<甲醇<水63（2）聚酰胺柱色譜：原理：通過分子中的酰胺羰基與黃酮類化合物分子上的酚羥基形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附作用。吸附的強(qiáng)度取決于分子中羥基的數(shù)目、位置及溶劑與黃酮類化合物或與聚酰胺之間形成氫鍵締合能力的大小。聚酰胺柱上溶劑的洗脫能力：水<甲醇<丙酮<NaOH水溶液<甲酰胺<二甲基甲酰胺<尿素水溶液64黃酮類化合物的洗脫規(guī)律：苷元相同時(shí)，三糖苷>二糖苷>單糖苷>苷元母核上增加-OH，洗脫速度減慢（注意形成分子內(nèi)氫鍵的特殊情況）65異黃酮>二氫黃酮醇>黃酮>黃酮醇66分子中芳香核、共軛雙鍵多者吸附力強(qiáng)如：查爾醇<二氫黃酮67機(jī)理682）梯度pH萃取法693）根據(jù)分子中某些特定官能團(tuán)進(jìn)行分離鉛鹽法：具鄰二酚OH+Pb(OAc)2

不具鄰二酚OH+堿式Pb(OAc)2

此外，鉛鹽法還可以除一些雜質(zhì)硼酸絡(luò)合法：具鄰二酚OH+硼酸易溶于水7071（三）實(shí)例1、補(bǔ)骨脂黃酮的分離72四、黃酮類化合物的檢識(shí)與結(jié)構(gòu)測(cè)定黃酮類化合物的檢識(shí)與結(jié)構(gòu)測(cè)定現(xiàn)在多依賴于各種類型光譜的綜合解析，化學(xué)方法和色譜方法已降至輔助地位。對(duì)于一個(gè)未知的黃酮類化合物的鑒定，首先測(cè)定分子式，與標(biāo)準(zhǔn)品或文獻(xiàn)對(duì)照PPC或TLC的Rf值，測(cè)UV，加入各種診斷試劑，觀察光譜的變化，根據(jù)各種化學(xué)試劑確定某些基團(tuán)。但更說明問題的是1HNMR、13CNMR和MS。73（一）黃酮類化合物的色譜檢識(shí)方法紙色譜法（PC）薄層色譜法（TLC）高效薄層色譜法（HPTLC）741、紙色譜法（PC）

PC適于分離各種天然黃酮類化合物及其苷類的混合物、黃酮苷：一般采用雙向展開75第一向：醇性溶劑

n-BuOH-HOAc-H2O(4:1:5上層，BAW)

根據(jù)分配作用原理進(jìn)行分離第二向：水性溶劑

2%-6%HOAc

根據(jù)吸附作用原理進(jìn)行分離76黃酮苷元醇性溶劑或C6H6-HOAc-H2O系統(tǒng)PC結(jié)果的檢識(shí)方法：UV：直接觀察熒光，或以NH3熏2%AlCl3（甲醇）溶液：UV燈下觀察1%FeCl3-K3Fe(CN)6水溶液（1：1）Rf值：

醇性溶劑：苷元>單糖苷>雙糖苷水性溶劑：雙糖苷>單糖苷>苷元772、薄層色譜法 一般采用吸附薄層，吸附劑大多用硅膠和聚酰胺。（1）硅膠薄層色譜：用于分離與鑒定弱極性黃酮類化合物分離苷元常用展開劑：甲苯-甲酸甲酯-甲酸、氯仿-甲醇等。（2）聚酰胺薄層色譜：分離含游離酚羥基的黃酮苷與苷元。展開劑：具有較強(qiáng)的極性，大多含有醇、酸或水如：乙醇-水（3:2）水-乙醇-甲酸-乙酰丙酮（5:1.5:1:0.5)783、高效薄層色譜法 分離和檢識(shí)效果比TLC好。79聚酰胺薄層（乙醇/水）80（二）紫外及可見光譜在黃酮類鑒定中的應(yīng)用一般研究程序：測(cè)定試樣在甲醇溶液中的UV光譜測(cè)定試樣在甲醇溶液中加入各種診斷試劑后得到的UV及可見光譜各種UV-可見光譜圖的對(duì)比分析811、在甲醇中的紫外光譜-判斷骨架類型821）黃酮及黃酮醇類：帶I與帶II圖形相似（1）區(qū)別：帶I位置不同：黃酮類：304-350nm黃酮醇（3-OH游離）：352-385nm黃酮醇（3-OH取代）：328-357nm83（2）變化規(guī)律：帶I：母核上引入OH或OCH3等供電基，紅移

3，5，7-三羥基黃酮（高良姜素）3593，5，7，4’-四羥基黃酮（山奈酚）3673，5，7，3’，4’-五羥基黃酮（槲皮素）3703，5，7，3’，4’，5’-六羥基黃酮（楊梅素）374紅移84帶II：主要受A環(huán)影響，A-環(huán)上引入OH或OCH3，紅移；

B-環(huán)上引入OH或OCH3，僅改變峰形

A：黃酮2507-羥基黃酮2525-羥基黃酮及5，7-二羥基黃酮2625，6，7-三羥基黃酮2745，7，8-三羥基黃酮281紅移85B：

4’氧取代：單峰

3’，4’二氧取代雙峰（或肩峰）

-OH：甲基化或苷化，紫移，特別是帶I-OH：乙?；饔孟?62）查耳酮及橙酮：帶I很強(qiáng)，而帶II較弱查耳酮：帶II：220-270nm

帶I：340-390

引入OH或OCH3，紅移，尤其帶I，2’-OH影響最大查耳酮3124’-羥基查耳酮3204-羥基查耳酮3502’，4’，4-三羥基查耳酮37087883）異黃酮、二氫黃酮及二氫黃酮醇：

帶II>>帶I，帶I表現(xiàn)為肩峰異黃酮：帶II245-270nm

二氫黃酮、二氫黃酮醇：帶II：270-295nm8990

各類黃酮類化合物的UV光譜數(shù)據(jù)：912、加入診斷試劑后的紫外光譜

—確定取代基OH位置1）MeOH+MeONa—確定4’-OH、3-OH4’-OH帶I紅移40-60nm峰強(qiáng)增強(qiáng)

3-OH帶I紅移50-60nm強(qiáng)度下降

3，4’-OH帶I幾分鐘后衰減（dec.）

7-OH帶I、帶II之間（320-330）肩峰

92939495962）MeOH+NaOAc—確定7-OH7-OH帶II紅移5-20nm97983）MeOH+NaOAc+H3BO3—確定鄰二酚OHB環(huán)鄰二酚OH帶I紅移12-30nmA環(huán)鄰二酚OH帶II紅移5-10nm991004）MeOH+AlCl3及AlCl3/HCl—確定3-OH,5-OH,鄰二酚OH絡(luò)合物穩(wěn)定性：3-OH（黃酮醇）>5-OH(黃酮）>5-OH（二氫黃酮）>鄰二酚羥>3-OH（二氫黃酮醇）101102103104105三）氫核磁共振在黃酮類結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用常用試劑：CDCl3,DMSO-d6,pyridine-d5等。DMSO-d6優(yōu)點(diǎn)：酚-OH信號(hào)區(qū)別明顯，如3、5、7-三羥基黃酮分別出現(xiàn)在12.40（5-OH），10.93（7-OH），9.70（3-OH）ppm,+D2O消失。缺點(diǎn)：沸點(diǎn)太高可能使某些黃酮分解；易吸水，常將黃酮類化合物作成三甲基硅醚衍生物，溶于CCl4中進(jìn)行測(cè)定。1061、A環(huán)質(zhì)子1）5，7-二羥基黃酮類化合物

H-6及H-8分別作為二重峰（J=2.5Hz）出現(xiàn)在：

δ5.7-6.9，H-6比H-8位于高場(chǎng)。

7-OH成苷后，H-6及H-8均向低場(chǎng)位移。1071082）7-羥基黃酮類化合物

H-5：碳基負(fù)屏蔽區(qū)域，比其他芳香質(zhì)子位于低場(chǎng)，出現(xiàn)在δ8.0附近，J=9.0HzH-6:δ6.3-7.1，dd,J=2.5,9.0HzH-8:δ6.3-7.1，d,J=2.5Hz1091101112、B環(huán)質(zhì)子1）4’-氧取代黃酮類化合物

H-2’，6’：δ7.1-8.1，d,J=8.5HzH-3’，5’：δ6.5-7.1，d,J=8.5Hz1121132）3’,4’-二氧取代黃酮及黃酮醇

H-5’：δ6.7-7.1，d,J=8.5HzH-2’：δ7.2-7.9，d,J=2.5HzH-6’：δ7.2-7.9，dd,J=2.5,8.5Hz1141153）3’,4’,5’-三氧取代黃酮類化合物

H-2’，H-6’：δ6.5-7.5，s(3’-或5’-取代不同時(shí)，d,J=2.0Hz1164）B環(huán)無取代黃酮類化合物

H-2’，H-6’：在較低場(chǎng)

H-3’，4’,5’：在較高場(chǎng)1173、C環(huán)質(zhì)子-區(qū)別不同類型黃酮類化合物的主要依據(jù)1）黃酮類

H-3，δ6.30,s2）異黃酮類

H-2，δ7.60-7.80，（DMSO-d6,8.5-8.7),s1183）二氫黃酮類

H-2：δ5.0-5.5，dd,Jtrans=11.0Hz,Jcis=5.0HzH-3：中心在δ2.8，α-H（dd,J=17,11Hz)

β-H（dd,J=17,5Hz)1194）四氫黃酮醇類（天然存在OH均為β構(gòu)型）

H-2,δ4.9，d,J=11.0HzH-3,δ4.3d,J=11.0Hz1205）查耳酮類

H-α,δ6.7-7.4，d,J=17.0HzH-β,δ7.3-7.7，d,J=17.0Hz1216）橙酮類芐基質(zhì)子：δ6.5-6.7，s1224、糖上質(zhì)子1）糖與苷元相連時(shí)，糖上端基C上的H（H-1’’）比其它糖上的質(zhì)子位于較低場(chǎng)。通過端基H的位置可以提供糖的種類、數(shù)量、成苷位置等信息。

黃酮醇3-O-苷H-1’’：δ5.7-6.0其他位置成苷H-1’’：δ4.0-5.21232）糖上乙酰氧基質(zhì)子

糖上乙酰氧基質(zhì)子位于δ1.65-2.10，芳香環(huán)上的乙酰氧基質(zhì)子位于δ2.30-2.50。3）鼠李糖上甲基質(zhì)子

δ0.80-1.20，d,J=6.51245