第11章 黃酮類化合物2014.5.26

本章內(nèi)容第一節(jié)黃酮類化合物結(jié)構(gòu)與分類

第二節(jié)黃酮類化合物理化性質(zhì)第三節(jié)黃酮類化合物提取與分離第四節(jié)黃酮類化合物結(jié)構(gòu)測(cè)定一、基本結(jié)構(gòu)與分類（一）黃酮類化合物的基本結(jié)構(gòu)色原酮2-苯基色原酮

第一節(jié)

概述

黃酮類化合物是泛指兩個(gè)具有酚羥基的苯環(huán)（A-與B-環(huán)）通過中央三碳原子相互連接而成的一系列化合物。定義:（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?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀分為以下幾種類型：根據(jù)其：功能與主治：中毒性肝臟損害；慢性肝炎及肝硬化的支持治療。

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。

3．二氫黃酮類（flavanones）

二氫黃酮

橙皮苷

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

大豆異黃酮進(jìn)入20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)外的生物學(xué)家、化學(xué)家、醫(yī)學(xué)家被一種神奇的物質(zhì)所吸引，這存在于大豆中的神奇物質(zhì)被稱作“大豆異黃酮”。流行病學(xué)資料表明，長(zhǎng)期食用大豆的東南亞人群中，癌癥、動(dòng)脈粥樣硬化等心血管病癥的發(fā)病率明顯低于西方。在日本，乳腺癌的發(fā)病率是美國(guó)的1/4；婦女更年期綜合癥的發(fā)病率只有美國(guó)的1/3；這個(gè)現(xiàn)象已引起科學(xué)家的注意。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，大豆中含有一種結(jié)構(gòu)與雌激素相似的物質(zhì)叫異黃酮，它是大豆中的一種非營(yíng)養(yǎng)成份，具有生理活性，能產(chǎn)生類似雌激素的效應(yīng)，而被稱之為“植物雌激素”。對(duì)身體雌激素的雙向調(diào)節(jié)作用。當(dāng)人體內(nèi)雌激素水平低時(shí)，大豆異黃酮占據(jù)雌激素受體，發(fā)揮弱雌激素效應(yīng)，表現(xiàn)出提高雌激素水平的作用。當(dāng)人體內(nèi)雌激素水平高時(shí)，大豆異黃酮以“競(jìng)爭(zhēng)”方式占據(jù)受體位置，同樣發(fā)揮弱雌激素效應(yīng)，但由于它的活性僅為體內(nèi)雌激素的2%，因而從總體上表現(xiàn)出降低體內(nèi)雌激素水平的作用，這就是著名的大豆異黃酮對(duì)雌激素的雙向調(diào)節(jié)作用機(jī)制。大豆異黃酮對(duì)身體雌激素的雙向調(diào)節(jié)作用抗癌作用降低膽固醇，預(yù)防動(dòng)脈硬化改善骨質(zhì)疏松預(yù)防冠心病美國(guó)的食品藥物管理局（FDA）把大豆列為能夠“真正降低心臟病危險(xiǎn)的食品”之一

大豆異黃酮~12?植物雌激素雌二醇~12?6．查耳酮類（chalcones）

兩苯環(huán)之間的三碳鏈為開鏈結(jié)構(gòu)

查耳酮

紅花苷7．花色素類

又稱花青素，是一類水溶性色素，多以苷的形式存在。矢車菊素花色素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

橙酮硫磺菊素二、黃酮類化合物的生物活性（一）對(duì)心血管系統(tǒng)的作用（二）抗肝臟毒作用（三）抗炎作用

（四）雌性激素樣作用

（五）抗菌及抗病毒作用

（六）瀉下作用

（七）解痙作用第二節(jié)黃酮類的理化性質(zhì)及顯色反應(yīng)

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(xué)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(tuán)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(lán)（pH＞8.5）等顏色

二、溶解性1．苷與苷元

游離苷元：

苷類：

2．苷元①

黃酮、黃酮醇、查耳酮等—更難溶于水

平面性強(qiáng)的分子，因分子與分子間排列緊密，分子間引力較大。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(jìn)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(gòu)，但因以離子形式存在，具有鹽的通性，故親水性較強(qiáng)?；ㄇ嗨?/p>

3．苷類

苷元相同時(shí)，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

三、酸性與堿性

（一）酸性黃酮酚羥基酸性強(qiáng)弱順序依次為：7,4’-二OH＞7-或4’-OH＞一般酚羥基＞5-OH＞3-OH應(yīng)用:用于提取、分離及鑒定工作

（二）堿性——強(qiáng)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(duì)，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強(qiáng)無機(jī)酸生成鹽(yang鹽)，但生成的鹽極不穩(wěn)定，加水后即可分解。

四、呈色反應(yīng)

（一）還原試驗(yàn)——鑒別

1．鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應(yīng)

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。排除干擾：先作空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)Mg粉2．四氫硼鈉反應(yīng)——區(qū)別二氫黃酮類上述四種黃酮HCl無色紅色二氫黃酮類/EtOH2％NaBH4/MeOH濃HCl紅～紫色（二）金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng)

—C3-OH，C5-OH，鄰二OH（+）絡(luò)合應(yīng)具備的條件

結(jié)果：顏色，沉淀用途：鑒定，結(jié)構(gòu)測(cè)定，提取分離1.鋁鹽1％AlCl3溶液，絡(luò)合物多為黃色，為顯色劑和比色測(cè)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(yīng)用：鑒定、提取及分離工作。3．ZrOCl2（鋯鹽）

5-OH黃酮類3-OH2%枸櫞酸

黃色（3-OH黃酮）黃褪色（5-OH黃酮）2%ZrOCl2黃甲醇3-OH，4-酮基絡(luò)合物穩(wěn)定性＞5－OH，4-酮基絡(luò)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(lán)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(yīng)具5－OH的黃酮

2－OH查耳酮硼酸（四）堿性試劑顯色反應(yīng)

在日光及紫外光下，通過紙斑反應(yīng)，觀察樣品用堿性試劑處理后的顏色變化情況，對(duì)于鑒別黃酮類化合物有一定意義。亮黃色酸性液molishC+鹽酸鎂粉反應(yīng)D紅至紫紅色A橙至微紅色NaBH4B紫紅至深紫紅

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(jiān)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(duì)得到的粗提取物可進(jìn)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(shù)

（5）官能團(tuán)——絡(luò)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(duì)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小（4）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(duì)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(dòng)相（如甲醇一水）作洗脫劑，苷比苷元先洗下來。

以有機(jī)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(dòng)相（含水溶劑系統(tǒng)）洗脫時(shí)有機(jī)溶劑（如氯仿一甲醇）洗脫時(shí)

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(jī)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(shí)——分子篩性質(zhì)起主導(dǎo)作用糖數(shù)量多，分子量大，分子篩時(shí)，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(tuán)進(jìn)行分離H3BO3絡(luò)合反應(yīng)（鄰二酚羥基）2.Pb(Ac)2沉淀反應(yīng)（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(shí)與結(jié)構(gòu)測(cè)定測(cè)定一般步驟：

（1）化學(xué)反應(yīng)—

（2）PC、TLC—

（3）UV光譜—

（4）1H-NMR

（5）MS（6）13C-NMR一化學(xué)反應(yīng)——確定化合物的類別

二、色譜法在黃酮類鑒定中的應(yīng)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(yīng)用紫外及可見光譜一般程序：

1．測(cè)定樣品在甲醇中的UV光譜2．測(cè)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(cè)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(gè)譜帶Ⅰ、Ⅱ與結(jié)構(gòu)的關(guān)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(diǎn)（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(