第六章-香豆素和木脂素優(yōu)秀文檔

第六章

香豆素和木脂素一、定義苯丙素類是天然存在的一類含有一個(gè)或幾個(gè)C6--C3基團(tuán)的酚性物質(zhì)。苯核上常有羥基或烷氧基取代。苯丙素類的存在關(guān)系到植物生長的調(diào)節(jié)作用和抗御病害的侵襲作用。苯丙素類概述二、成分類型

苯丙素類

苯丙烯propenylbenzene

苯丙醇propanolbenzene

苯丙酸及其縮酯propionicacidbenzene

香豆素coumarins

木質(zhì)素lignins木脂素lignans

黃酮flavonoids概述第一節(jié)香豆素

coumarins

概述1812年vanquelin1930年確定結(jié)構(gòu)白瑞香苷分布于動物、植物、微生物如致癌成分黃曲霉素類及發(fā)光真菌中的亮菌素類分布最廣:高等植物，其中蕓香科和傘形科中分布最多。存在形式:游離狀態(tài)或與糖結(jié)合成苷存在部位：花、莖、葉、果實(shí)，幼嫩的枝芽含量最高香豆素香豆素是鄰羥桂皮酸內(nèi)酯，具芳香甜味。其結(jié)構(gòu)母核為：苯駢α-吡喃酮12367845苯駢γ-吡喃酮（Chromone)一、定義二、結(jié)構(gòu)類型1.

簡單香豆素（simplecoumarins）5678傘形花內(nèi)酯存在于軟毛獨(dú)活、黃常山、阿魏、顛茄根七葉內(nèi)酯存在于秦皮、續(xù)隨子治療細(xì)菌性痢疾七葉苷:利尿保護(hù)血管通透性（1）線型（6、7呋喃駢香豆素型），補(bǔ)骨脂內(nèi)酯型補(bǔ)骨脂內(nèi)酯存在于補(bǔ)骨脂治療白癜風(fēng)2.呋喃香豆素

（2）角形（7、8呋喃駢香豆素型），白芷內(nèi)酯型白芷內(nèi)酯(異補(bǔ)骨內(nèi)酯)存在于白芷、香獨(dú)活、補(bǔ)骨脂能顯著擴(kuò)張冠狀動脈黃曲霉素（1）線型（6,7吡喃駢香豆素)花椒內(nèi)酯

（2）角型（7,8吡喃駢香豆素）邪蒿內(nèi)酯3.吡喃香豆素4.異香豆素異香豆素巖白菜素治療慢性氣管炎仙鶴草內(nèi)酯茵陳內(nèi)酯存在于茵陳蒿治療急性肝炎5.雙香豆素6.其他香豆素黃檀內(nèi)酯（Dalbergin)蟛蜞菊內(nèi)酯（Wedelolactone）三、生理活性1.毒性：肝毒性。必要結(jié)構(gòu)：呋喃環(huán)上的雙鍵和不飽和內(nèi)酯環(huán)。2.抗菌作用：秦皮中的七葉內(nèi)酯和七葉內(nèi)酯苷具抑制痢疾桿菌的作用。補(bǔ)骨脂內(nèi)酯具抗真菌及抗結(jié)核活性。七葉內(nèi)酯七葉內(nèi)酯苷3.平滑肌松弛作用：血管擴(kuò)張作用。

傘形科凱刺-----------冠狀動脈擴(kuò)張

茵陳蒿濱蒿內(nèi)酯-----解痙利膽

4.抗凝血作用和止血作用：

雙香豆素----防血栓及消血塊

澤蘭內(nèi)酯----止血5.光敏作用：補(bǔ)骨脂內(nèi)酯治療白癜風(fēng)。呋喃香豆素多有該作用。很多香豆素可以吸收紫外光，放出在可見區(qū)（近470nm）的熒光，故可用做增白劑，如7-OH香豆素。由于吸光性，七葉內(nèi)酯和七葉苷可用于保護(hù)皮膚防止輻射的藥物。三、生理活性

1.性狀：

游離的香豆素多有完好的結(jié)晶形狀，有一定的熔點(diǎn)，大多有香味。分子量小的有揮發(fā)性，能隨水蒸汽蒸出，具升華性。

香豆素苷無揮發(fā)性，也不能升華。

四、物理性質(zhì)2.溶解性：

游離香豆素---不溶于冷水，溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有機(jī)溶劑。

香豆素苷---溶于水、甲醇、乙醇，難溶于氯仿、乙醚。

根據(jù)香豆素的溶解性，在提取分離時(shí)可采用系統(tǒng)溶劑法。H+H+OH-OH-長時(shí)間加熱UV五、化學(xué)性質(zhì)1.內(nèi)酯性質(zhì)和堿水解反應(yīng)A.水解難易為:

7-OH香豆素難于7-OCH3香豆素難于香豆素

的適當(dāng)位置有羰基、雙鍵或環(huán)氧結(jié)構(gòu)時(shí)，其水解可獲得順鄰羥桂皮酸的衍生物，而不再閉環(huán)成內(nèi)酯。①OH-②H+異當(dāng)歸內(nèi)酯2.環(huán)合反應(yīng)3.雙鍵的加成反應(yīng)(1)KMnO44.氧化反應(yīng)藥材粗粉與簡單香豆素不同，呋喃(或吡喃)駢香豆素的C7(158.七葉苷:利尿保護(hù)血管通透性間形成雙駢四氫呋喃環(huán)。在堿液中此重排利于發(fā)生，故紅移更多，長移近70nm.故對K帶或B帶的重疊帶影響不大。水解難易為:

7-OH香豆素難于7-OCH3香豆素難于香豆素

的適當(dāng)位置有羰基、雙鍵或環(huán)氧結(jié)構(gòu)時(shí)，其水解可獲得順鄰羥桂皮酸的衍生物，而不再閉環(huán)成內(nèi)酯。常具多個(gè)手性碳原子或手性中心結(jié)構(gòu)，故有光學(xué)活性。分布于動物、植物、微生物如致癌成分黃曲g-碳原子未氧化型：香豆素的混合物部分最后通過層析的方法才能得到單體。抗菌作用：秦皮中的七葉內(nèi)酯和七葉內(nèi)酯苷具抑制痢疾桿菌的作用。紅移情況與7-OH香豆素相似，只是位移值較小。香豆素分子中導(dǎo)入取代基后，使K帶或K帶和B帶重疊峰紅移，紅移效應(yīng)為：

-OH>-OCH3>-CH3>-OOCCH3故對K帶或B帶的重疊帶影響不大。香豆素是鄰羥桂皮酸內(nèi)酯，具芳香甜味。（1-podophyllotoxin）(2)CrO3(3)O3(4)H2O21.熒光蘭色熒光8-OH導(dǎo)入綠色熒光減弱或消失-OH六、檢識反應(yīng)例：7-OHCoumarins

2.Labatreaction:鑒定

5%沒食子酸溶液+濃H2SO4，呈綠色（+）。

3.Gibb’sreaction:判斷-OH對位有無取代基。Gibb’s試劑是2，6-二氯（溴）苯醌氯亞胺，其在弱的堿性條件下與酚對位活潑氫縮合成蘭色物。

有游離酚-OH,且-OH對位無取代者（+）對位有取代者（-）。多用來判斷C6位是否有取代基存在。4.Emersonreaction:

酚羥基對位無取代基（+）紅色

有取代基（-）

5.異羥肟酸鐵反應(yīng)：

堿性條件下，內(nèi)酯開環(huán)，與鹽酸羥胺中的羥基縮合生成異羥肟酸，然后在酸性條件下與三價(jià)鐵鹽絡(luò)合而顯紅色。6.酚羥基反應(yīng)

具酚羥基取代的香豆素類在水溶液中可與三氯化鐵試劑絡(luò)合而產(chǎn)生不同的顏色。

判斷游離酚羥基的有無。1.極性：系統(tǒng)溶劑法（粗分）

色譜法（細(xì)分）

2.內(nèi)酯性質(zhì)：酸堿分離法

3.揮發(fā)性：水蒸氣蒸餾法

4.升華性：升華法七、提取分離

藥材粗粉石油醚回流提取石油醚液回收至小體積濃縮液放置、析晶粗晶冷石油醚洗結(jié)晶（可能時(shí)混和物）進(jìn)一步分離單體（親脂性香豆素）殘?jiān)颐岩阂颐鸦亓魈崛』厥辗蛛x單體（親脂性較弱香豆素）殘?jiān)掖继崛∫掖家夯厥辗蛛x香豆素苷類1.系統(tǒng)溶劑法

橘子油

例如：橘子油橙皮油素的分離

2.真空升華或蒸餾法：餾出物殘油加熱溶于乙醇乙醇液放置粗品以乙醇、乙醚或石油醚重結(jié)晶結(jié)晶（橙皮油素）3.色譜法香豆素的混合物部分最后通過層析的方法才能得到單體。香豆素一般用硅膠吸附層析、氧化鋁層析和聚酰胺層析。堿性氧化鋁可能使香豆素發(fā)生降解，故很少使用。對酚性香豆素強(qiáng)吸附，洗脫劑可用己烷—乙醚、己烷-乙酸乙酯和石油醚—乙酸乙酯的混合溶劑。4.酸堿分離法此系經(jīng)典方法。1.具酚羥基的香豆素類溶于堿液加酸后可析出。2.香豆素的內(nèi)酯環(huán)性質(zhì)，于堿液中皂化成鹽而加酸后恢復(fù)成內(nèi)酯析出。堿液加熱開環(huán)時(shí)，要注意堿液的濃度和加熱時(shí)間，否則將引起降解反應(yīng)而使香豆素破壞，或者使香豆素開環(huán)而不能合環(huán)。對酸堿敏感的香豆素用此法可能得到次生產(chǎn)物。八、波譜鑒定（一）UV光譜：香豆素的UV光譜有一定的規(guī)律。1.無取代基：B帶K帶R帶無取代基的香豆素有三個(gè)吸收峰：274nm,284nm,311nm.(1)香豆素的B帶和K帶往往重疊為一個(gè)較寬的帶。(2)若發(fā)色團(tuán)羰基或一個(gè)雙鍵與芳環(huán)相連，產(chǎn)生的B帶吸收波長往往較K帶長。香豆素分子中導(dǎo)入取代基后，使K帶或K帶和B帶重疊峰紅移，紅移效應(yīng)為：

-OH>-OCH3>-CH3>-OOCCH3

(1)7-OH取代：

2.有取代基：

紅移更明顯；在堿液中此重排利于發(fā)生，故紅移更多，長移近70nm.(2)5-OH取代：

5-OH香豆素可以重排成鄰醌結(jié)構(gòu)紅移情況與7-OH香豆素相似，只是位移值較小。（3）6-OH取代：

6-OH香豆素中的羥基不處于α,β-不飽和內(nèi)酯的鄰對位，不能形成醌式結(jié)構(gòu)。

故對K帶或B帶的重疊帶影響不大。

但對310nm

處的R帶產(chǎn)生較大紅移。

6-OH香豆素和6-OCH3香豆素在230nm處產(chǎn)生苯環(huán)吸收峰。（可能為E帶）

羰基峰：1745-1715cm-1苯環(huán)：1645,1625cm-1羥基：3600-3200cm-1簡單香豆素：C=C1600-1660cm-13個(gè)強(qiáng)峰呋喃香豆素：1600，1500，1613-1639cm-1（二）IR光譜

環(huán)上質(zhì)子受內(nèi)酯羰基吸電子共軛效應(yīng)，其質(zhì)子吸收信號分為兩組，其中

C3,C6,C8----高場

C4,C5,C7----低場

34δ6.1—6.3(C3-H);7.6—8.1(C4-H)5678內(nèi)酯環(huán)質(zhì)子（三）1H-NMR5,7-二含氧取代：6-烷基，7-氧基取代：

,7,8-二取代：（四）13C-NMR光譜C2C3C4C5C6160.4116.4143.6128.1124.4C7C8C9C10131.8116.4153.9118.83456782（五）MS光譜1.簡單香豆素2.呋喃香豆素32(1H,S)為H-8質(zhì)子信號。存在形式:游離狀態(tài)或與糖結(jié)合成苷抗凝血作用和止血作用：

雙香豆素----防血栓及消血塊

澤蘭內(nèi)酯----止血例如d-芝麻脂素(d-sesamin)是右旋體，在鹽酸乙醇中加熱，部分轉(zhuǎn)變?yōu)閐-表芝麻脂素（d-episesamin)，表芝麻脂素又名細(xì)辛素(asarinin)。紅移情況與7-OH香豆素相似，只是位移值較小。大多呈游離狀態(tài)，少數(shù)與糖結(jié)合成苷而存在于植物的木部和樹脂中，故稱之木脂素。Emersonreaction:

酚羥基對位無取代基（+）紅色

有取代基（-）

5.具酚羥基的香豆素類溶于堿液加酸后可析出。苯丙素類是天然存在的一類含有一個(gè)或幾個(gè)C6--C3基團(tuán)的酚性物質(zhì)。必要結(jié)構(gòu)：呋喃環(huán)上的雙鍵和不飽和內(nèi)酯環(huán)。環(huán)上質(zhì)子受內(nèi)酯羰基吸電子共軛效應(yīng)，其質(zhì)子吸收信號分為兩組，其中

C3,C6,C8----高場

C4,C5,C7----低場05(6H,d)H-9和H-9堿性氧化鋁可能使香豆素發(fā)生降解，故很少使用。九、結(jié)構(gòu)鑒定實(shí)例

香柑內(nèi)酯：無色針晶(EtOH),mp187-188℃;EI-MSm/z:216[M]+;IR:1730,1622,1000,1580；1HNMR(CDCl3):4.28(3H,S),6.45(1H,d,J＝9.0Hz),7.82(1H,d,J＝9.0Hz),6.9(1H,d,J＝2Hz),7.70(1H,d,J＝2Hz,7.32(1H,S)。13C-NMR(22.5MHz,CDCl3)：。根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析，可知IR光譜中1730是a-吡喃環(huán)羰基峰；1622，1600,1580,苯環(huán)雙鍵吸收峰；無羥基吸收帶。1H-NMR光譜是5位上甲氧基質(zhì)子信號，

6.45(1H,d,J＝9.0Hz)和7.82(1H,d,J＝9.0Hz)應(yīng)分別為H-3和H-4的質(zhì)子信號。

6.90(1H,d,J＝2Hz)和7.70(1H,d,J＝2Hz)則應(yīng)分別為H-4和H-5的質(zhì)子信號。7.32(1H,S)為H-8質(zhì)子信號。13C-NMR光譜碳信號歸屬分析：在最低磁場處的信號歸屬于C2羰基碳，最高磁場的歸屬于C5上的甲氧基的碳。與簡單香豆素不同，呋喃(或吡喃)駢香豆素的C7(

158.4)受雜環(huán)中氧的影響，移向低場。與簡單香豆素相同，芳環(huán)C8在較高場，故歸屬于C8;由于取代效應(yīng)，導(dǎo)致C5移向低場，歸屬于C5；其余母體碳的歸屬為：為C4，為C3為C4a，為C8a，呋喃環(huán)上二個(gè)碳原子:C10受雜環(huán)氧的影響在低場處，故為C10，為C9的歸屬。第二節(jié)木脂素

Lignan木脂素是一類由兩分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物。少數(shù)為三聚物(倍半木脂素)和四聚物。

大多呈游離狀態(tài)，少數(shù)與糖結(jié)合成苷而存在于植物的木部和樹脂中，故稱之木脂素。

目前已發(fā)現(xiàn)200多種木脂素類化合物，其具多種生物活性，如抗癌、抗病毒、抑制生物體內(nèi)的酶活力、保肝、降低應(yīng)激反應(yīng)和對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用等。一.概述組成木脂素的單體主要有四種：

（1）桂皮酸（cinnamicacid）

（2）桂皮醇（cinnamylalcohol）

（3）丙烯苯（propenylbenzene）

（4）烯丙苯（allylbenzene）g-碳原子氧化型：g-碳原子未氧化型：（木脂素）（新木脂素）

1.簡單木脂素：側(cè)鏈8-8’縮合13456789

去甲二氫愈創(chuàng)木脂酸(nordihydroguaiareticacid)2二.結(jié)構(gòu)與分類

2.單環(huán)氧木脂素(monoepoxylignan）7-7’7-9’9-9’木脂素分子中有一個(gè)環(huán)氧結(jié)構(gòu)，環(huán)氧的位置可以在

7-7’、9-9’、7-9’等位置，形成四氫呋喃環(huán)的結(jié)構(gòu)。

木脂素分子中含有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，多在9-9’位形成內(nèi)酯環(huán)。它是單環(huán)氧木酯素的氧化狀態(tài)。也是下面介紹的環(huán)木脂內(nèi)酯的前體，兩者常共存于同一植物之中。3.木脂內(nèi)酯（lignanolide）

牛蒡子苷元（arctigenin）臺灣脂素B4.環(huán)木脂素（cyclolignan）苯代四氫萘苯代二氫萘苯代萘分子中有苯代四氫萘、苯代二氫萘和苯代萘等結(jié)構(gòu)類型。自然界中以苯代四氫萘多見。

異紫杉脂素（isotaxiresinol）去氧鬼臼毒脂素葡萄糖脂苷5.環(huán)木脂內(nèi)酯（cyclolignolide）112344-苯代萘酞型（上向）12341-苯代萘酞型（下向）

1-鬼臼毒脂素（1-podophyllotoxin）由環(huán)木脂素C9-C9’間環(huán)和成內(nèi)酯環(huán)。內(nèi)酯環(huán)的環(huán)和方向有上向和下向兩種類型。6.雙環(huán)氧木脂素(bisepoxylignan)

芝麻脂素兩分子苯丙素分子側(cè)鏈相互連接，在7-9’和7’-9’之間形成雙駢四氫呋喃環(huán)。７.聯(lián)苯環(huán)辛烯型木脂素五味子甲素聯(lián)苯環(huán)辛烯型８.新木脂素厚撲酚水飛薊素三、理化性質(zhì)1．物理性狀白色結(jié)晶、不揮發(fā)。2.溶解性

游離木脂素------親脂性木脂素苷-----水溶性增大，并易被酶或酸水解具酚羥基木脂素-------可溶于堿水中。3.光學(xué)活性

常具多個(gè)手性碳原子或手性中心結(jié)構(gòu)，故有光學(xué)活性。其生理活性常與手性碳的構(gòu)型有關(guān)，因此在提取過程中應(yīng)注意操作條件，以免提取的成分發(fā)生結(jié)構(gòu)改變。

4.酸堿異構(gòu)化大多數(shù)木脂素的分子結(jié)構(gòu)中具多個(gè)手性碳原子，有光學(xué)活性，它們遇酸或堿后容易發(fā)生異構(gòu)化。例如d-芝麻脂素(d-sesamin)是右旋體，在鹽酸乙醇中加熱，部分轉(zhuǎn)變?yōu)閐-表芝麻脂素（d-episesamin)，表芝麻脂素又名細(xì)辛素(asarinin)。自細(xì)辛根中提得的l-表芝麻脂素，是左旋體，在鹽酸乙醇中加熱，部分轉(zhuǎn)變?yōu)?一芝麻脂素而達(dá)到平衡。5.官能團(tuán)反應(yīng)木脂素分子中常見的功能基為醇羥基、酚羥基、甲氧基、亞甲二氧基、羧基和內(nèi)酯環(huán)，因此它們也具有這些功能基所具有的化學(xué)性質(zhì).四、提取分離

游離的木脂素是親脂性成分，易溶于氯仿、乙醚等溶劑，在石油醚和苯中溶解度小，但通過多次小量溶出，易得純度較高的產(chǎn)品。木脂素在植物體內(nèi)常與大量樹脂狀物共存．本身在溶劑處理過程中容易樹脂化，而且低極性溶劑不易滲透植物細(xì)胞，宜先用乙醇、丙酮等親水溶劑提出，得浸膏再以氯仿、乙醚等分次抽出，分離效果較好。木脂素苷類親水性較強(qiáng)，可按苷的方法進(jìn)行提取分離。具有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的木脂素可用堿液提?。蛊涑蔀殁c鹽而與其他親脂性成分分離。此法不宜用于具有旋光活性的木脂素，以免產(chǎn)生異構(gòu)化而失去生物活性。結(jié)構(gòu)相似的木脂素還必須進(jìn)一步采用吸附層析或分配層析方法進(jìn)行分離。對酚性香豆素強(qiáng)吸附，洗脫劑可用己烷—乙醚、己烷-乙酸乙酯和石油醚—乙酸乙酯的混合溶劑。在堿液中此重排利于發(fā)生，故紅移更多，長移近70nm.例如d-芝麻脂素(d-sesamin)是右旋體，在鹽酸乙醇中加熱，部分轉(zhuǎn)變?yōu)閐-