天然產(chǎn)物化學5黃酮類化合物課件

第五章黃酮類化合物（Flavonoids）本章內(nèi)容第一節(jié)概述

第二節(jié)理化性質(zhì)

第三節(jié)提取與分離第四節(jié)結(jié)構測定一、基本結(jié)構與分類（一）黃酮類化合物的基本結(jié)構色原酮2-苯基色原酮

第一節(jié)

概述

（二）黃酮類化合物的分類

①

中央三碳鏈的氧化程度

②

B-環(huán)聯(lián)接位置（2-或3-位）③

三碳鏈是否構成環(huán)狀分為以下幾種類型：根據(jù)其：

1．黃酮類（flavones）

以2-苯基色原酮為基本母核，C3無含氧取代基。

黃芩苷

2．黃酮醇類（flavonol）

槲皮素R=H

蘆丁

R=蕓香糖基

以2-苯基色原酮為基本母核，C3有含氧取代基。

4．二氫黃酮醇類（flavanonols）

二氫槲皮素二氫黃酮醇5．異黃酮類（isoflavones）

其B環(huán)連接在C3位上。

大豆素R=H

大豆苷R=glc

6．查耳酮類（chalcones）

兩苯環(huán)之間的三碳鏈為開鏈結(jié)構

查耳酮

紅花苷8．黃烷-3-醇類

又稱兒茶素類化合物（＋）—兒茶素

黃烷醇

9．橙酮類

橙酮硫磺菊素（三)組成黃酮苷的糖類

單糖類：D-葡萄糖、D-半乳糖、

D--木糖、L-鼠李糖、

L-阿拉伯糖、D-葡萄糖醛酸等。?；穷悾?/p>

2-乙酸葡萄糖等。三糖類：龍膽三糖、槐三糖等。雙糖類：槐糖、蕓香糖、龍膽二糖等。第二節(jié)黃酮類的理化性質(zhì)及顯色反應

一、性狀多為結(jié)晶性固體，少數(shù)苷為無定形粉末。2．旋光性

游離的苷元中——二氫黃酮（醇）、黃烷(醇)（＋），其余則無光學活性。

1．晶形

苷類——（＋），且多為左旋。3．顏色

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——顯微黃色

黃酮（醇）分子中，尤其在

7-位及

4’-位引入-OH及-OCH3等助色團后，而使化合物的顏色加深。

花色素及其苷元的顏色隨pH不同而改變

一般顯紅（pH＜

7）紫（

pH＝8.5）

藍（pH＞8.5）等顏色②二氫黃酮及二氫黃酮醇等——溶解度稍大

因系非平面性分子，故分子與分子間排列不緊密，分子間引力降低，有利于水分子進入，溶解度稍大。R=H，二氫黃酮R=OH，二氫黃酮醇

③

花色苷元（花青素）類——水溶度較大

雖也為平面性結(jié)構，但因以離子形式存在，具有鹽的通性，故親水性較強?；ㄇ嗨?/p>

3．苷類

苷元相同時，羥基糖越多，糖分子越多，水溶度越大。同一苷元，3-O-葡萄糖苷的水溶度>7-O-葡萄糖苷（二）堿性——強酸下形成洋鹽

γ-吡喃環(huán)上的1-氧原子，因有未共用的電子對，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強無機酸生成鹽，但生成的鹽極不穩(wěn)定，加水后即可分解。

四、呈色反應

（一）還原試驗——鑒別

1．鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應

黃酮（醇）———橙紅～紫紅色二氫黃酮（醇）查耳酮、橙酮、兒茶素（-）異黃酮類除少數(shù)例外，也不顯色操作：樣品/乙醇中加入少許鎂粉振搖，滴加幾滴濃HCl，即可顯色。1.鋁鹽

1％AlCl3溶液，絡合物多為黃色，為顯色劑和比色測定。2.鉛鹽

常用1％醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液，可生成沉淀。應用：鑒定、提取及分離工作。3．ZrOCl2（鋯鹽）

5-OH黃酮類3-OH2%枸櫞酸

黃（3-OH黃酮）褪色（5-OH黃酮）2%ZrOCl2黃甲醇3-OH，4-酮基絡合物穩(wěn)定性＞5－OH，4-酮基絡合物原因：＞4．鎂鹽

——鑒別兩類二氫黃酮

二氫黃酮Mg(Ac)2二氫黃酮醇天藍色熒光噴灑黃酮、黃酮醇及異黃酮——

顯黃色～橙黃色～褐色

5.氯化鍶（SrCl2）

——鑒別鄰二OH具鄰二酚OH黃酮類/氨性甲醇

綠色～棕色乃至黑色↓（三）硼酸顯色反應具5－OH

的黃酮

2－OH查耳酮硼酸（四）堿性試劑顯色反應

在日光及紫外光下，通過紙斑反應，觀察樣品用堿性試劑處理后的顏色變化情況，對于鑒別黃酮類化合物有一定意義。亮黃色酸性液

第三節(jié)黃酮類化合物的提取與分離

一、提取存在形式：花、葉、果等組織中——苷木部堅硬組織中——游離苷元選擇溶劑：

黃酮苷，極性稍大的苷元

——丙酮、醋酸乙酯、乙醇、水、甲醇-水（1：1）、甲醇花青素類——可加少量酸（如

0.l％鹽酸）

黃酮苷元——宜用極性較小的溶劑（氯仿、乙醚、醋酸乙酯）等提取多糖苷類——沸水提取

對得到的粗提取物可進行精制處理，常用的方法有：（一）溶劑萃取法1．醇浸液、去脂雜——加p.e２．水提取去水雜——加多倍量高度醇（二）堿提取酸沉淀法——適合酸性成分——具有Ar-OH的黃酮藥材堿水液

H+

OH-

沉淀（黃酮苷，苷元）

水（水雜，M+）（三）炭粉吸附法——適于苷類的精制甲醇粗提液活性炭

黃酮—活性炭

沸水

沸甲醇

7％酚/水

15%酚/醇

（四）樹脂吸附提取法

——適于苷類的精制

二、分離分離黃酮的依據(jù)：（1）極性大小不同——吸附層析（2）分配比不同——分配層析

（3）酸性不同——pH梯度萃取法

（4）MW大小不同——葡聚糖凝膠分子篩

或膜技術

（5）官能團——絡合，沉淀等

（一）柱色譜法1．硅膠柱色譜

適于分離異黃酮、二氫黃酮（醇）及高度甲基化（或乙醚化）的黃酮（醇）類

常用的分離方法有柱層析法、萃取法、鉛鹽法、HPLC法、薄層層析法等。

常用的吸附劑或載體有硅膠、聚酰胺及纖維素粉等。也有用氧化鋁、氧化鎂及硅藻土等。

（1）分離對象：酚、醌、硝基化合物2．聚酰胺柱色譜（2）原理：氫鍵吸附

（3）影響因素：黃酮類分子中羥基的數(shù)目與位置

溶劑與黃酮類溶劑與聚酰胺之間形成氫鍵締合能力的大?。?）洗脫規(guī)律（先→后順序）叁糖苷＞雙糖苷＞單糖苷＞苷元

①

苷元相同：③-OH位置：C=O鄰位-OH黃酮＞C=O對位（或間位）-OH黃酮

②-OH多少：酚羥基少＞羥基多

＞

④黃酮類型：

異黃酮＞二氫黃酮醇＞黃酮＞黃酮醇⑤芳香程度：芳香程度高，共軛雙鍵多吸附力＞芳香程度高，共軛雙鍵少

二氫黃酮＞查耳酮

⑥溶劑影響：

＞聚酰胺的雙重色譜性

以含水移動相（如甲醇一水）作洗脫劑，苷比苷元先洗下來。

以有機溶劑作洗脫劑（如氯仿一甲醇）苷元比苷先洗脫下來。

極性移動相（含水溶劑系統(tǒng)）洗脫時有機溶劑（如氯仿一甲醇）洗脫時

聚酰胺—

非極性固定相

極性固定相色譜行為

類似反相分配色譜

正相分配色譜苷極性＞苷元苷元極性＜苷

苷先洗脫

苷元易洗脫3．葡聚糖凝膠柱色譜

分離黃酮類化合物的機理：雙重性

分離黃酮苷元——靠吸附作用羥基少，極性小，吸附力弱，先被洗脫。

分離黃酮苷時——分子篩性質(zhì)起主導作用糖數(shù)量多，分子量大，分子篩時，先洗脫下來。

（二）梯度pH萃取法——酸性不同的黃酮苷元的分離酸性：7,4’-OH＞7-或

4’-OH＞一般Ar-OH

＞5-OH5%NaHCO3

5%Na2CO20.2%NaOH4%NaOH溶解的堿水（三）根據(jù)分子中某些特定官能團進行分離

H3BO3絡合反應（鄰二酚羥基）2.Pb(Ac)2沉淀反應（鄰二酚羥基）3.堿性醋酸鉛（不具鄰二酚羥基黃酮）注意脫鉛第四節(jié)黃酮類化合物的檢識與結(jié)構測定測定一般步驟：

（1）化學反應—

（2）PC、TLC—

（3）UV光譜—

（4）1H-NMR

（5）MS（6）13C-NMR一化學反應——確定化合物的類別

二、色譜法在黃酮類鑒定中的應用

——確定黃酮的種類與數(shù)量（一）紙色譜（PPC）——分離黃酮類化合物及其苷的混合物

1．原理—分配色譜

2．溶劑選擇：黃酮苷元—酸性醇溶劑花色苷元—酸性水溶劑

HCl或HOAc苷類—雙向展開第一向展開劑：采用醇性溶劑第二向展開劑：采用水或水溶液如：n-BuOH-HOAc-H2O(4:1:5上層）如：2%～6%HOAc等

3．在不同展開劑中，苷、苷元的Rf值不同醇性溶劑：Rf苷元

＞單糖苷＞

雙糖苷

水溶劑：Rf三糖苷＞

雙糖苷＞苷元

(二)硅膠薄層色譜：(不用Al2O3）——分離與鑒定弱極性黃酮類（三）聚酰胺薄層色譜—分離含游離酚羥基的黃酮及其苷類三、紫外及可見光譜在黃酮類鑒定中的應用紫外及可見光譜一般程序：

1．測定樣品在甲醇中的UV光譜2．測定甲醇+診斷試劑后的UV光譜3．苷類→水解，或甲基化后→水解測苷元或衍生物的UV光譜

（一）黃酮類化合物在甲醇溶液中的UV光譜特征

1．兩個譜帶Ⅰ、Ⅱ與結(jié)構的關系

苯甲?；?/p>

峰帶Ⅱ（220～280nm）

桂皮酰基

峰帶Ⅰ（300～400nm）

2．各種類型黃酮的UV光譜特點（1）黃酮及黃酮醇類

黃酮

黃酮

–3-OR黃酮醇

帶Ⅱ(nm)

帶Ⅰ(nm)

220-280304-350328-357352-385木犀草素(黃酮類)—槲皮素(黃酮醇類)—

（A）黃酮及黃酮醇類UV光譜（甲醇）(二)加入診斷試劑后引起的位移及其在結(jié)構測定中的意義診斷試劑：

因黃酮中具有酚羥基、羰基，加入某些試劑，使其化學結(jié)構變化，吸收峰位改變，這些試劑稱為診斷試劑。測定順序1．樣品/CH3OH——測定黃酮類型2．加診斷試劑——CH3OH+NaOCH3→確定4’-OH，3-OHCH3OH+NaOAC→確定7-OHt↑,對堿敏感的結(jié)構

CH3OH+NaOAC+H3BO3→鄰二OHAlCl3/HCl與CH3OH→C3-OH、C5-

OH

AlCl3-AlCl3/HCl→鄰二OH3．苷類→水解后測定苷元的UV光譜，與苷比較四、氫核磁共振在黃酮類結(jié)構分析中的應用（一）測試溶劑的選擇及樣品處理1.氘代氯仿

—適合苷元、苷—O—CH32.氘代二甲基亞砜（DMSO-d6）—苷3.

四氯化碳—三甲基硅醚化的苷，苷元Ar-OH吡啶無水甲醇苷元中使苷，苷元→極性小→溶于CCl4優(yōu)點：①可溶于CCl4中，bp低②無干擾信號③測試后用甲醇水解，回收樣品等（二）影響黃酮類化合物氫質(zhì)子化學位移的因素例：芹菜中的芹菜素芹菜素1.

電效應（1）誘導效應（C=O)

A環(huán)C5,C7

B環(huán)2’,6’,4’→δ+A環(huán)C6,C8

B環(huán)

3’,5’→δ-∴

B環(huán)

δH2’,6’

>δH3’,5’（2）共軛效應①-OH的影響B(tài)環(huán)δH2’,6’>δH3’,5’A環(huán)

δH8>

δH6∴上述誘導效應與共軛效應結(jié)果使得：δH2’,6’

>δH3’,5’δH8>δH6B環(huán)：苯丙酰系統(tǒng)，誘導效應起主導作用A環(huán)：苯甲酰系統(tǒng)，共軛效應起主導作用②苯甲酰與苯丙酰共軛體系的比較∴δB環(huán)HδA環(huán)H>2.磁效應

C3—H,C5—H:受C=O的負屏蔽效應影響C3—H：磁效應與電效應不一致C5—H：磁效應與電效應一致∴

δH5

>δH3（三）黃酮類化合物H的δ和J值規(guī)律1．A環(huán)質(zhì)子

（1）5，7-二羥基取代δH-86.30～6.50（1HdJ=2.5Hz）δH-66.00～6.20

（1HdJ=2.5Hz）（2）7-羥基取代δH-5

7.90～8.20（1HdJ=9.0Hz）δH-66.70～7.10

（1HddJ=2.5HzJ=9.0Hz）δH-86.70～7.00（1HdJ=2.5Hz）２．B環(huán)質(zhì)子（1）4’-O-R取代δH-2’，H-6’7.70～8.10

（2HdJ=8.5Hz）δH-3’，H-5’6.50～7.10

（2HdJ=8.5Hz）（2）3’，4’-O-R取代δH-5’6.70～7.10（1Hd