黃酮類天然藥物化學(xué)課件

1、第五章 黃酮類化合物,第一節(jié) 概述 黃酮類化合物大多具有顏色，在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成苷，一部分以游離形式存在。,黃酮類化合物廣泛分布于植物界中，而且生理活性多種多樣，引起了國內(nèi)外的廣泛重視，研究進展很快。,僅截止到1974年為止，國內(nèi)外已發(fā)表的黃酮類化合物共1674個（主要是天然黃酮類，也有少部分為合成品，其中苷元902個，苷722個），并以黃酮醇類最為常見，約占總數(shù)的三分之一，其次為黃酮類，占總數(shù)的四分之一以上，其余則較少見。至于雙黃酮類多局限分布于裸子植物，尤其松柏綱，銀杏綱和鳳尾綱等植物中。至1993年，黃酮類化合物總數(shù)已達(dá)到4000個。,一、黃酮類化合物生物合成的基本途徑 以前，黃

2、酮類化合物(flavonoids)主要是指基本母核為2-苯基色原酮(2-phenyl-chromone)類化合物，現(xiàn)在則是泛指兩個苯環(huán)（A-與B-環(huán)）通過中央三碳鏈相互聯(lián)結(jié)而成的一系列化合物。,生物合成研究表明A環(huán)來自于三個丙二酰輔酶A，B環(huán)來自于桂皮酰輔酶A,二、結(jié)構(gòu)分類和結(jié)構(gòu)類別間的生物合成關(guān)系 根據(jù)中央三碳鏈的氧化程度、B-環(huán)連接位置（ 2-或3-位）以及三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀等特點，可將重要的天然黃酮類化合物分類如下：,（一）黃酮類 黃酮類是以2-苯基色原酮為基本母核，3位無含氧取代的一類化合物。 天然黃酮A環(huán)的5，7位幾乎同時帶有羥基，而B環(huán)常在4位有羥基或甲氧基，3位有時也有羥基或甲氧

3、基。,黃酮類(flavones),常見的黃酮及其苷類有芹菜素、木犀草素、黃芩苷等。,芹菜素,木犀草素,黃芩苷,（二）黃酮醇類 黃酮醇類在黃酮基本母核的3位上連有羥基或其他含氧基團。,黃酮醇(flavonol),常見的黃酮醇及其苷類有山柰酚、槲皮素、楊梅素、蘆丁等。,山柰酚,楊梅素,槲皮素 R=H 蘆丁 R=蕓香糖,（三）二氫黃酮類 二氫黃酮類結(jié)構(gòu)可看作是黃酮基本母核的2、3位雙鍵被氫化而成。,二氫黃酮類（Flavanones）,如橙皮中的橙皮素和橙皮苷；甘草中的甘草素和甘草苷。,橙皮素 R=H 橙皮苷 R=蕓香糖,甘草素 R=H 甘草苷 R=glc,（四）二氫黃酮醇類 二氫黃酮醇是黃酮醇類的2

4、、3位被氫化的黃酮類化合物，而且常與相應(yīng)的黃酮醇共存于同一植物中。,二氫黃酮醇類 （Flavanonols）,如滿山紅葉中的二氫槲皮素和槲皮素共存，桑枝中的二氫桑色素和桑色素共存。,二氫槲皮素,二氫桑色素,黃柏葉中具有抗癌活性的黃柏素-7-O-葡萄糖苷也屬于二氫黃酮醇類。,黃柏素-7-O-葡萄糖苷,（五）異黃酮類 異黃酮類母核為3-苯基色原酮的結(jié)構(gòu)，即B環(huán)連接在C環(huán)的3位上。,異黃酮類（Isoflavanone）,豆科植物葛根中所含有的大豆素、大豆苷、大豆素-7，4-二葡萄糖苷、葛根素和葛根素木糖苷均屬于異黃酮類化合物。,大豆素 R1=R2=R3=H 大豆苷 R1=R3=H R2=glc 葛根

5、素 R2=R3=H R1=glc 大豆素-7，4-二葡萄糖苷 R1=H R2=R3=glc 葛根素木糖苷 R1=glc R2=xyl R3=H,（六）二氫異黃酮類 二氫異黃酮具有異黃酮的2、3位被氫化的基本母核。,二氫異黃酮類（Isoflavanones）,如中藥廣豆根當(dāng)中含有的紫檀素、三葉豆紫檀苷、高麗槐素具有抗癌活性，苷的活性強于苷元。毛魚藤中所含有的魚藤酮也屬于二氫異黃酮的衍生物，具有較強的殺蟲和毒魚作用。它們都屬于二氫異黃酮類的衍生物。,紫檀素 R=CH3 三葉豆紫檀苷 R=glc 高麗槐素 R=H,魚藤酮,（七）查耳酮 結(jié)構(gòu)特點為二氫黃酮C環(huán)的1、2位鍵斷裂生成的開環(huán)衍生物，即三碳鏈

6、不構(gòu)成環(huán)。,查耳酮類（Chalcones）,在酸的作用下，查耳酮可轉(zhuǎn)化為無色的二氫黃酮，堿化后又轉(zhuǎn)為深黃色的2-羥基查耳酮。,2-羥基查耳酮,二氫黃酮,如紅花的花中含有的紅花苷,紅花苷,（八）二氫查耳酮類 二氫查耳酮為查耳酮雙鍵氫化而成。,二氫查耳酮類（Dihydrochalcones）,二氫查耳酮在植物界分布極少，如薔薇科梨屬植物根皮和蘋果種仁中含有的梨根苷。,梨根苷,（九）橙酮類（噢口弄類） 結(jié)構(gòu)特點為C環(huán)為含氧五元環(huán)。母核碳原子的編號也與其他黃酮類不同。,橙酮類,此類化合物較少見，主要存在于玄參科、菊科、苦苣苔科以及單子葉植物沙草科中，如在黃花波斯菊花中含有的硫磺菊素屬于此類。,硫磺菊素

7、,（十）花色素類 結(jié)構(gòu)特點是基本母核的C環(huán)無羰基，1位氧原子以（金羊）鹽形式存在。,花色素類（Anthocyanidins）,花色素在中藥中多以苷的形式存在?；ㄉ厥鞘怪参锏幕ā⒐?、葉、莖等呈現(xiàn)藍(lán)、紫、紅等顏色的色素，如矢車菊苷元、飛燕草苷元和天竺葵苷元以及它們所組成的苷最為常見。,矢車菊苷元 R1=OH R2=H 飛燕草苷元 R1=R2=OH 天竺葵苷元 R1=R2=H,（十一）黃烷醇類 根據(jù)C環(huán)上的3，4位存在羥基的情況分為黃烷-3-醇和黃烷-3，4-二醇。 1.黃烷-3-醇類，又稱兒茶素類,黃烷三醇類（Flavan-3-ols）,主要存在于含鞣質(zhì)的木本植物中。如兒茶素為中藥兒茶中的主要成

8、分，有四個光學(xué)異構(gòu)體，但在植物中主要有異構(gòu)體兩個，兒茶素和表兒茶素。,兒茶素,表兒茶素,2.黃烷-3，4-二醇類 又稱為無色花色素類，,黃烷3，4二醇類（Flavan-3,4-diols),這類化合物在植物界中分布很廣，在含鞣質(zhì)的木本植物和蕨類植物中更為多見，如：無色矢車菊素。,無色矢車菊素,（十二）雙苯吡酮類 又稱為苯駢色原酮，母核由苯環(huán)和色原酮的2，3位駢合而成，是一種特殊類型的黃酮類化合物。,常分布在龍膽科、藤黃科、百合科植物當(dāng)中，如：存在于石葦、芒果葉和知母葉中具有止咳去痰作用的異芒果素。,異芒果素,（十三）高異黃酮 基本母核為3-芐基色原酮,高異黃酮類（Homoisoflavones

9、）,（十四）其他黃酮類 包括雙黃酮類，黃酮木脂體類，生物堿型黃酮等。,銀杏素,榕堿,水飛薊素,天然黃酮類化合物多和糖形成苷而存在，并且由于糖的種類、數(shù)量、連接位置及連接方式不同，組成了各種各樣的黃酮苷類。,組成黃酮苷的糖類主要有單糖、雙糖類、三糖類和酰化糖類。 單糖類： D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。,雙糖類： 槐糖（glc 12 glc）、龍膽二糖(glc 16 glc)、蕓香糖(rh 16 glc)、新橙皮糖（rh 12 glc）、刺槐二糖（rh 16 gal）等。,三糖類： 龍膽三糖(glc 16 glc 12 fru)、槐三糖(glc 1

10、2 glc 12 glc)等。 ?；穷悾?2-乙酰葡萄糖、咖啡?；咸烟?caffeoylglucose)等。,黃酮苷中糖的連接位置與苷元的結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。 如黃酮醇類常形成3-， 7-， 3-， 4-單糖苷，或3，7-， 3，4-及7，4-雙糖鏈苷等。,除氧苷外，天然黃酮類化合物中還發(fā)現(xiàn)有C-鍵苷，如：葛根黃素木糖苷。和葛根素共同構(gòu)成了中藥葛根擴張冠狀動脈的有效成分。,葛根黃素木糖苷,三、黃酮類化合物的生物活性,1. 對心血管系統(tǒng)的作用 Vp樣作用：蘆丁、橙皮苷等有Vp樣作用，能降低血管脆性及異常通透性，可用作防治高血壓及動脈硬化的輔助治療劑。 擴冠作用：蘆丁、槲皮素、葛根素、人工合成的立可

11、定。 降血脂及膽固醇：木樨草素,蘆丁 是從我國獨有的國槐的花蕾中提取的植物藥，具有降低毛細(xì)血管的異常通透性和脆性的作用，是心腦血管保護藥，是國內(nèi)治療心腦血管疾病制劑的主要成分，國外還大量用于食品添加劑和化妝品的生產(chǎn)當(dāng)中。,2. 抗肝臟毒作用 從水飛薊種子中得到的水飛薊素等黃酮類化合物具有保肝作用，用于治療急、慢性肝炎、肝硬化及多種中毒性肝損傷。 （+）-兒茶素(Catergen)也具有抗肝臟毒作用，可治療脂肪肝及因半乳糖胺或四氯化碳等引起的中毒性肝損傷。,3. 抗炎 蘆丁及其衍生物羥乙基蘆丁、二氫槲皮素等具抗炎作用。 4. 抗菌及抗病毒作用 如木樨草素、黃芩苷、黃芩素。,5. 解痙作用 異甘草

12、素、大豆素等解除平滑肌痙攣； 大豆苷、葛根黃素等葛根黃酮類可緩解高血壓患者的頭痛等癥狀； 杜鵑素、川陳皮素、槲皮素、山柰酚、芫花素、羥基芫花素等還具有止咳祛痰的作用。,6. 雌性激素樣作用 大豆素(daidzein)等異黃酮具有雌性激素樣作用，可能是因為它們與己烯雌酚結(jié)構(gòu)類似。,7.瀉下作用 如中藥營實中的營實苷A有致瀉作用。,8. 清除人體自由基作用 黃酮類化合物多具有酚羥基，易氧化成醌類而提供氫離子，故有顯著的抗氧特點。 另外還有降血脂、血糖，抗動脈粥樣硬化及抗癌、抗突變等作用。,第五章 黃酮類化合物,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),1、性狀黃酮

13、類化合物多為晶狀固體，少數(shù)（如黃酮甙類）為無定形粉末。 2、旋光性甙元中，二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇具有手性碳，具旋光性，其余黃酮類無旋光性。甙類結(jié)構(gòu)中含糖的部分結(jié)構(gòu)，故均有旋光性，且多為左旋。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),3、顏色黃酮的色原酮部分無色，在2-位上引入苯環(huán)后，即形成交叉共軛體系，使共軛鏈延長，因而呈現(xiàn)出顏色。黃酮、黃酮醇及其甙類多顯灰黃黃色，查耳酮為黃橙黃色，異黃酮類顯微黃色，二氫黃酮、二氫黃酮醇不顯色。在上述黃酮、黃酮醇分子中，尤其在7-倍及4-位引入OH及OCH3等供電基后，化合物的顏色加深，但在其它位置引入OH、OCH3等供電基影響較小?；ㄉ凹捌溥霸?/p>

14、顏色隨pH不同而改變，一般顯紅色( pH8.5)等顏色。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),4、溶解度: 一般來說，游離甙元難溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有機溶劑及稀堿液中。花色甙元（花青素）類以離子形式存在，水溶度較大。黃酮類甙元分子中羥基數(shù)越多，水中的溶解度越大。 黃酮甙類，水溶性比相應(yīng)甙元為大；糖鏈越長，則水溶度越大，一般易溶于水、甲醇、乙醇等強極性溶劑中，但難溶或不溶于苯、氯仿等有機溶劑中。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),5、酸堿性: 酸性 黃酮類化合物因分子中多含有游離酚羥基，故顯酸性，可溶于堿性溶液中。酸性強弱順序依次為：7，4-二OH 7-或4-O

15、H一般酚OH 5-OH 。此性質(zhì)可用于提取、分離及鑒定工作。 堿性 黃酮類化合物分子中-吡喃酮環(huán)上的1-位氧原子，因有未共用的電子對，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強無機酸，如濃硫酸、鹽酸等生成（佯）鹽，但生成的（金羊）鹽不穩(wěn)定，加水可分解。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),6、顯色反應(yīng) 1）鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應(yīng)：多數(shù)黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物顯橙紅紫紅色，少數(shù)顯紫藍(lán)色。查耳酮、橙酮、兒茶素類不顯色。異黃酮類一般不顯色。 2）四氫硼鈉（鉀）反應(yīng)：NaBH4是對二氫黃酮類化合物專屬性較高的一種還原劑。與二氫黃酮類化合物產(chǎn)生紅紫色。其它黃酮類化合物均不顯色。 3）鋁鹽：生成的絡(luò)合

16、物多為黃色（max=415nm），并有熒光，可用于定性及定量分析。常用試劑為1%三氯化鋁或硝酸鋁溶液。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),4）鉛鹽：常用1%醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液，堿式醋酸鉛反應(yīng)能力更強，可生成黃紅色沉淀。 5）鋯鹽：多用2%二氯氧化鋯（ZrOCl2）甲醇溶液。黃酮類化合物分子中有游離的3-或5-OH存在時，均可反應(yīng)生成黃色的鋯絡(luò)合物。 3-OH，4-酮基絡(luò)合物的穩(wěn)定性5-OH，4-酮基絡(luò)合物（僅二氫黃酮醇除外）。當(dāng)反應(yīng)液中接著加入枸櫞酸后，5-羥基黃酮的黃色溶液顯著褪色，而3-羥基黃酮溶液仍呈鮮黃色（鋯枸櫞酸反應(yīng)）。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),6）鎂鹽：二氫黃酮、二氫黃酮醇類與醋酸鎂的甲醇溶液，加熱可顯天藍(lán)色熒光，若具有C5-OH，色澤更為明顯。而黃酮、黃酮醇及異黃酮類等則顯黃橙黃褐色。 7）氯化鍶（SrCl2）：在氨性甲醇溶液中，可與分子中具有鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)的黃酮類化合物生成綠色棕色乃至黑色沉淀。 8）三氯化鐵反應(yīng)：多數(shù)黃酮類化合