執(zhí)業(yè)中藥師《中藥化學(xué)》重點:黃酮類化合物
2017執(zhí)業(yè)中藥師《中藥化學(xué)》重點:黃酮類化合物
黃酮類化合物(是一類存在于自然界的、具有2-苯基色原酮結(jié)構(gòu)的化合物。它們分子中有一個酮式羰基,第一位上的氧原子具堿性,能與強酸成鹽,其羥基衍生物多具黃色,故又稱黃堿素或黃酮。
(一)定義
(資料圖片僅供參考)
基本母核為2-苯基色原酮類化合物。
<兩個苯環(huán)A&B通過三個碳原子相互聯(lián)結(jié)而成,C6-C3-C6>
(二)結(jié)構(gòu)分類
1.C環(huán)是否飽和
不飽和:黃酮類; 飽和:二氫黃酮類
2.C3有無羥基取代
C環(huán)不飽和:黃酮醇; C環(huán)飽和:二氫黃酮醇
3.B環(huán)連接位置
C2連接:黃酮; C3連接:異黃酮 C2,C3指3個碳原子的位置
4.中間三碳是否成環(huán)
開環(huán):查耳酮; 成環(huán):六元環(huán)如蘆丁;五元環(huán)如橙酮
5.有無酮基
無:兒茶素,花色素;
常見取代基:OH,OCH3,CH3,異戊烯基
取代位置:OH,OCH3等含氧基團:A環(huán):5,7位&B環(huán):3’,4’位
非含氧基團:A環(huán):6,8位&B環(huán):2’,3’位
(三)存在方式
很多以苷存在:O-苷和C-苷
糖的種類:單糖:D-葡萄糖,D-半乳糖,D-木糖,L-鼠李糖;雙糖:槐糖,龍膽二糖,蕓香糖;三糖:龍膽三糖,槐三糖
(四)生物活性
1.預(yù)防高血壓,動脈硬化:橙皮苷,蘆丁
2.擴張冠狀動脈:槲皮素,葛根素
3.抑制血小板聚集及血栓形成
4.抗肝臟毒作用:(+)-兒茶素,水飛薊素
5.雌性激素樣作用:大豆素,染料木素,金雀花異黃素,己烯雌酚
6.抗病毒作用:桑色素
(五)性質(zhì)和顏色反應(yīng)
1.性狀:多為結(jié)晶,少數(shù)為無定形粉末
顏色:交叉共軛系統(tǒng)
黃酮(醇)及其苷類呈灰黃-黃色
查耳酮:黃-橙色
二氫黃酮(醇):無色
異黃酮:微黃色
花色素及花色苷:紅色(pH<7),紫色(pH8.5),
藍色(pH>8.5)
2.溶解度
1)游離苷元:難溶于水,易溶于甲醇,乙醇,乙酸乙酯,乙醚等有機溶劑
2)苷:溶于水、乙醇、甲醇中,難溶于苯、氯仿
3)水溶度:苷元<苷,糖鏈越長,水溶度越大
水溶性遞減:黃酮(醇), 查耳酮>二氫黃酮(醇)>花色素
平面型分子>非平面型分子>離子
3.酸堿性
酸性:分子中具酚羥基,具酸性,可溶于堿性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺
酸性強弱取決于羥基的數(shù)目和位置:7, 4 ’-OH > 7-或4’-OH > 一般OH > 5-OH
堿性:γ吡喃酮環(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??膳c強酸成不穩(wěn)定的鹽。<原理書P145>
4.顯色反應(yīng)
1)還原反應(yīng)
HCl-Mg反應(yīng):黃酮(醇)、二氫黃酮(醇)及苷 顯橙紅-紫紅
查耳酮、橙酮、兒茶素類(黃烷醇類)、異黃酮 除一些例外,一般不顯色
四氫硼鈉(鉀)反應(yīng)(NaBH4):二氫黃酮類專屬反應(yīng),生成紅色~紫色;其他黃酮不顯色,可用于區(qū)別。
2)絡(luò)合反應(yīng)
鋯鹽:2%二氯氧化鋯 (ZrOCl2) 生成黃色;
絡(luò)合物穩(wěn)定性:3-OH,4-C=O > 5-OH,4-C=O
鋯-枸櫞酸反應(yīng):鑒別黃酮中3-OH或5-OH
樣品+ ZrOCl2→黃色(3或5-OH黃酮)→再+枸櫞酸→黃色褪色(只有5-OH);黃色不褪(有3-OH)
鋁鹽:生成黃色+熒光
氯化鍶(SrCl2):氨性甲醇溶液,具有鄰二酚羥基黃酮類反應(yīng)生成綠色~棕色~黑色沉淀
3)硼酸顯色反應(yīng)——鑒別5-OH黃酮
在硼酸存在下,生成亮黃色。加草酸,顯黃色并有綠熒光。加枸櫞酸,只顯黃色。
5. Wessely-Moser重排
黃酮類C6或C8可以同時被糖苷取代,若C6和C8的兩個取代基不同時,C6和C8的取代基可以互換,形成和原先物質(zhì)的混合物。
(六)黃酮類化合物的提取和分離
1.提取與粗分
苷元:用氯仿、乙醚、乙酸乙酯等回流提取
苷及極性大的.苷元:用丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、醇-水加熱提取
堿提取酸沉淀法
原理:酚羥基與堿(石灰乳或石灰水,調(diào)至PH8~9)成鹽,溶于水;加酸(PH=5)析出
優(yōu)點:可使含酚羥基化合物成鹽溶解,另一方面可使含COOH雜質(zhì)形成不溶的沉淀
注意:堿性不宜過強,以免破壞黃酮母核;酸化時,酸性不宜過強,以免形成鹽而溶解
2.黃酮類化合物的分離
1)柱色譜法
a.硅膠色譜:按極性大小分離,主要分離極性小和中等極性的化合物
b.聚酰胺色譜:
原理:氫鍵吸附 <吸附能力越強則在色譜柱上越難被洗脫>
黃酮化合物洗脫規(guī)律:(先→后)
(1)苷元相同,三糖苷>雙糖苷>單糖苷>苷元(單黃酮)
(2)母核上羥基增加,洗脫速度減慢
(3)羥基數(shù)目相同,有締合羥基(分子內(nèi)氫鍵)>無締合羥基(分子內(nèi)氫鍵減弱吸附能力)
(4)不同類型:異黃酮>二氫黃酮>查耳酮>黃酮>黃酮醇 (芳香核、共軛雙鍵多者吸附力強)
溶劑的影響
洗脫能力:水<甲醇<丙酮<氫氧化鈉水溶液<甲酰胺<二甲基酰胺<尿素水溶液
常用洗脫系統(tǒng):甲醇-水;乙醇-水;氯仿-甲醇
2)梯度pH萃取法
分離酸性強弱不同的黃酮苷元
酸性: 7,4 ’-OH > 7-或4’-OH > 一般OH > 5-OH
溶于 NaHCO3 Na2CO3 不同濃度的NaOH
(七)黃酮類化合物的檢識與結(jié)構(gòu)鑒定
1.色譜法的應(yīng)用:硅膠TLC&聚酰胺TLC&雙向紙色譜法
2.黃酮類化合物的1H-NMR
1)A環(huán)質(zhì)子
①5,7-二羥基黃酮類
a.化學(xué)位移:δ5.7-6.9
b.H-6及H-8均為二重峰(J=2.5 Hz)
c.H-6比H-8位于較高磁場區(qū)
d.7-OH成苷H-6及H-8向低磁場位移(苷化位移)
②7-羥基黃酮類
a.H-5受4位羰基去屏蔽及H-6鄰偶出現(xiàn)在δ8.0左右(J=8.0 Hz
b.H-6因H-5鄰偶及H-8間偶作為雙二重峰出現(xiàn)(J=8.0, 2.5 Hz)
c.H-8因H-6間偶作為二重峰出現(xiàn)(J=2.5 Hz)
2)B環(huán)質(zhì)子
①4’-氧取代黃酮
a.出現(xiàn)在δ6.5-7.9范圍,大體比A環(huán)質(zhì)子處于低磁場區(qū)
b.H-2’, 6’及H-3’, 5’分別為二重峰(J=8.5 Hz)
c.H-3’, 5’比H-2’, 6’處于較高磁場
② 3’, 4’-二取代黃酮
a.H-5’作為二重峰出現(xiàn)在δ6.7-7.1處(J=8.5 Hz)
b.H-2’作為二重峰出現(xiàn)在δ7.2處(J=2.5 Hz)
c.H-6’作為雙二重峰出現(xiàn)在δ7.9處(J=2.5, 8.5 Hz)
3)C環(huán)質(zhì)子
① 二氫黃酮
a.H-2作為雙二重峰出現(xiàn)在δ5.2處(Jtrans=11 Hz, Jcis=5 Hz)
b.兩個H-3作為雙二重峰出現(xiàn)在δ2.8處(J偕偶=17 Hz)
②二氫黃酮醇
a.H-2及H-3構(gòu)成反式雙直立系統(tǒng)作為二重峰出現(xiàn)(J=11 Hz)
b.H-2位于δ4.9處,H-3位于δ4.3處
③黃酮類&黃酮醇類
a.黃酮類H3常以尖銳單峰出現(xiàn)在δ6.3處
b.黃酮醇類3位有含O取代基,故H譜上無C環(huán)質(zhì)子。
苷化位移
糖苷化后,端基碳和苷元α-C化學(xué)位移值均向低場移動,而鄰碳稍向高場移動(偶而也有向低場移動的),對其余碳的影響不大,這種苷化前后的化學(xué)變化,稱苷化位移。
酚苷(苷元分子中的酚羥基與糖脫水形成的苷)的苷化位移: 當(dāng)糖與-OH形成酚苷鍵時,其苷化位移值較特殊,苷元α-碳向高場位移。
3.13C-NMR
1)黃酮類C2和C3差很多,160&110
2)黃酮醇類C2和C3近似,130&140
3)二氫黃酮類C2和C3 差很多,70&40
4)二氫黃酮醇類C2和C3近似,70&80
5)多數(shù)5,7-二羥基黃酮中C6&C8出現(xiàn)在90~100左右,C6化學(xué)位移大于C8!!在H譜上H6的化學(xué)位移小于H8
4. 黃酮類化合物的EI-MS 書P171
途徑一(RDA裂解):2個產(chǎn)物102&120 <大多數(shù)黃酮>
途徑二:3個產(chǎn)物105特征 <大多數(shù)黃酮醇>
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