Transcript 第5章黄酮类化合物-01

第5章 黄酮类化合物
厦门大学医学院药学系
丘鹰昆
第1节 概述
• 广泛
– 1974年，共1674个
– 2003年，超过9000个
– 黄酮醇：1/3
– 黄酮：1/4
– 双黄酮：多分布于裸子植物
分布
• 黄酮类化合物简介
– 基本结构：2-(或3-)苯基苯并γ-吡喃酮
– 现认为具有C6- C3- C6单位的化合物均为黄酮，其
中C6为芳香环，C3可为共轭也可不共轭
3'
2'
8
7
6
9
A
5
O
2
1'
5'
6'
C
10
B
4'
3
4
O
一、黄酮类化合物简介
• 生合成途径：桂皮酸途径 + 醋酸-丙二酸途径
– A环：来自2个丙二酰CoA
– B+C环：来自桂皮酰CoA
• 其他黄酮类均由二氢黄酮衍生而来
COOH PAL
NH2
HSCoA
CH2CO-SCoA
CO-SCoA COOH
SCoA
O
O
OH
CHS HO
OH
OH
cinnamic acid-4-hydroxylase
OH
HO
O
isomerase
O
O
生合成
OH O
OH O
• 分类依据
– C环的不同：氧化、成环？
– B环连接位置
– 聚合度
O
OH
O
OH
O
(二氢)黄
酮(醇)
(二氢)查
尔酮
OH
OH
O
黄烷3,4二醇
黄烷3-醇
OH
O
(二氢)异
黄酮
O
O
橙酮
O
O
O
xanthones
O
O
O
O
花色素
+
OH
二、结构分类
高异黄酮
OH
OH
OH
HO
O
OH
OH
HO
[O]
O
OH
OH
HO
O
O
OH O
OH
OH OH
OH OH
dihydroquercetin
OH
O
H
OH
OH
HO
quercetin
+
OH
OH
[O]
HO
OH
O
OH
HO
eriodictyol
O
OH
cyanidin
OH
OH
OH O
HO
+
OH
OH O
OH O
O
HO
OH
HO
OH
O
OH O
OH
O
OH
OH
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flavones
Ȯ
Í ª´ ¼Àà
flavonol
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2'
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3'
2'
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B
6
3
4
9
A
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Í ªÀà
flavanones
O
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C
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B
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C
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O
C
10
4
2
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3
B
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OH
O
分类
O
2
C
10
3
1'
4
O
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2'
3'
B
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5'
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Í ªÀà
isoflavonones
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5
O
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flavanonols
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B
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OH
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8
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Í ªÀà
isoflavones
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C
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3
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O
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3'
B
5'
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flavan-3-ols
Ȯ
Í é- 3, 4- ¶þ´ ¼Àà
flavan-3,4-diols
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7
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O
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C
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B
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5' 7
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OH
4
O
9
A
10
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C
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A
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2'
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1

O
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xanthones
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4
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O
C
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O
O
A
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homoisoflavones
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B
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C
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O
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OH
4
4
6
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3
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B
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OH
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aurones
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chalcones
5'
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anthocyanidins
B
O
分类
3'
2
2'
3
1'
B
4'
5'
6'
• 双黄酮类 (biflavonoids)
–
–
–
–
2分子黄酮
2分子二氢黄酮
1分子黄酮 + 1分子二氢黄酮
通过C-O-C、C-C相连
• 黄酮木脂素 (flavonolignan)
– 1分子黄酮 + 1分子木脂素
• 生物碱型黄酮
– 黄酮骨架上连有生物碱
分类
• 多与糖成结合成苷，可成O-苷，也有C-苷
• 单糖
– D-Glc、D-Gal、D-Xyl、L-Rha、L-Ara、D-Glu A
• 双糖类
–
–
–
–
槐糖：Glc β1→2 glc
龙胆二糖 Glc β1→6 glc
芸香糖 Rha α1→6 glc
新陈皮糖 Rha α1→2 glc
• 三糖类
– 龙胆三糖 Glc β1→6 glc α1→2 fru
– 槐三糖 Glc β1→2 glc β1→2 glc
黄酮苷
OH
OH
OH
HO
O
OH
OH
HO
O
OH
HO
O
OH
OH O
OH O
ľéز ÝËØ
OH
éÎ Æ
¤ËØ
H
OH
( +) - ¶ù² èËØ
OH
OH
HO
O
O
HO
O
O
OH O
HO
O
OO
O
OH
OH
HO
HO
HO
HO
O
OH
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HOHOHO
O
OH
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代表化合物举例
¸ ð¸ ùËØ
OH
OH
OCH3
H3CO
OH
OH
O
HO
O
OH O
OH O
ÒøÐÓË«»Æ
Í ªËØ
O
HO
O
CH2OH
O
OH
OH O
OH
OCH3
Ë®· ɼ»ËØ
• 对心血管系统的作用
–
–
–
–
降低毛细血管脆性及异常通透性：芦丁、橙皮苷
扩张冠状动脉，治疗冠心病：葛根素
降压
抑制血小板聚集及血栓形成
抗肝毒作用：水飞蓟素、(+)-儿茶素
抗炎作用：二氢槲皮素
雌激素样作用：大豆素、染料木素等
抗菌、抗病毒作用：木樨草素、黄芩苷、黄芩素、槲
皮素、山萘素、二氢槲皮素
• 泻下作用：营石苷 A
• 解痉作用：异甘草素、大豆素
•
•
•
•
三、生物活性
第2节 理化性质与显色反应
• 物态：多结晶性固体，少无定型粉末
• 光学活性
– 苷元
• 黄酮（醇），无光学活性
• 二氢黄酮（醇）、黄烷醇，具光学活性
– 苷： 有光学活性
一、性状
• 交叉共轭体系的存在
O
– 助色团的引入→颜色加深
– 7,4’引入助色团→颜色加深
OH
O
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O
O
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OH
HO
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OH
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颜色
O
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OH
O
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• 苷、苷元：相似相溶
• 与分子平面性有关
– 平面性越强，水溶性越差
– 黄酮 (醇) < 查尔酮 < 二氢黄酮 < 二氢黄酮醇 < 花色素
• 与母核取代基类型有关
– -OH取代，水溶性↑
– 羟基甲基化后，水溶性↓
• 与母核取代基位置有关
– 3-O-苷 > 7-O-苷
二、溶解性
• 酸性：酚OH
• 影响酸性强弱
– OH数目、位置
– 7,4′-二OH > 7-OH或4-OH > 一般Ar-OH > 5-OH
– 5% NaHCO3 → 5% Na2CO3 → 0.2% NaOH → 4%
NaOH
OH
OH
HO
O
OH
OH O
O
HO
OH
O
三、酸碱性
H
O
• 来源：-吡喃酮环-O-孤对电子
OH
+
HO
H
O
OH
OH O
黄酮类  盐 
 黄酮类
浓H2SO4 /浓HCl
2、碱性
H2 O
分解
• 还原反应
• 金属盐类试剂络合反应
• 硼酸显色反应
• 碱性试剂显色反应
四、显色反应
• 盐酸-镁粉 (或锌粉) 反应
– (二氢)黄酮 (醇)：+
• 多数为：橙红～紫红色
• 少数为：紫色～蓝色 (3’-OR→颜色加深)
– 查耳酮、橙酮、异黄酮、儿茶素类：– 假阳性反应：花色素、查耳酮+HCl→淡红，加Mg颜色不加
深!
• 四氢硼钠 (NaBH4)反应
– 二氢黄酮：红色～紫色
– 其它黄酮：(-)
– 二氢黄酮与磷钼酸试剂→棕褐色
1、还原反应
• 反应官能团
– 3-OH，4-C=O
– 5-OH，4-C=O
– 邻二酚OH
OH
OH
HO
O
OH
OH O
2、金属盐类试剂络合反应
• 铝盐反应： AlCl3反应 (PC)
– 试剂：1% AlCl3
– 络合物：多为黄色 (λmax= 415 nm)
– 多有荧光，UV下荧光增强：可用于定性、定量
OH
OH
OH
O
OH
HO
O
O
HO
O
HO
O
OH
O
O
Al
2+
-
Cl
Cl
O
OH O
Al
2+
+
Al Cl
-
Cl
Cl
1) AlCl3反应
OH
OH O
-
2) 镁盐反应：MgAc2反应 (PC)
– 二氢黄酮 (醇)：天蓝色荧光 (尤其有5-OH)
– 其他黄酮类：黄色～橙黄～褐色
3) 铅盐反应
– 与1%醋酸铅或碱式醋酸铅，可生成黄～红色↓
– Pb(Ac)2：邻二酚OH或3-OH，4-C=O或5-OH，4C=O
– Pb(OH)(Ac)：沉淀能力强，可与一般酚OH ↓
金属盐类试剂络合反应
OH
• 锆盐-枸橼酸反应 (PC)
OH
– 试剂：2% ZrOCl2→2% 枸橼酸
– 条件：含3或5-OH的黄酮
– 络合物
HO
O
OH O
O
Zr
H2O
• 多为黄绿色，带荧光
• 稳定性：加枸橼酸后
– 黄色消失：5-OH黄酮
– 黄色变淡：3,5-OH黄酮
– 黄色不褪：3-OH黄酮
3-OH, 4-CO
5-OH, 4-CO
+ 2%ZrOCl2
H+
黄色
稳定，不褪色
不稳定分解，显著褪色
4) 锆盐反应
O
Cl
5) 氨性氯化锶反应
邻二酚OH 
 绿色~棕色~黑色↓
SrCl2
OH-
OH
Sr2+
O
Sr
OH
2OH-
O
+
H2O
6) FeCl3反应
– 含5-OH时颜色明显
酚OH 
 绿色~墨绿色~黑色
FeCl3
金属盐类试剂络合反应
• 反应条件：酸性条件
– 5-OH黄酮(醇)
– 2’-OH查耳酮
H3BO4
O
O
BH
OH O
H+
O
• 现象：亮黄色
• 二氢黄酮(醇)、异黄酮、橙酮，(-)
O
OH O
5-OHȮ
Í ª( ´ ¼)
OH
OH O
2'-OH² é¶úÍ ª
3、硼酸络合反应
O
黄酮类
OH-
黄酮醇类
二氢黄酮类
日光下显黄色或黄色加深
UV下显荧光或荧光增强
OH-
空气
黄色
OH-
空气
棕色
橙色~黄色
OH
HO
NaOH引起的色变不褪
NH4OH引起的色变褪去
O
OH
OH-
HO
OH
H+
OH O
OH O
4、碱性试剂显色反应
OH
HO
O
OH
OH
HO
O
OH
HO
O
OH
OH O
OH O
A
OH O
B
C
OH
OH
HO
O
OH
OH
HO
O
OH
HO
O
OH
OH O
OH O
D
HO
E
O
O
G
OH
OH O
F
HCl-Mg
Mg(Ac)2
SrCl2
ZrOCl2+柠檬酸
NaBH4
例：用化学方法鉴别
• 黄酮6，8-C苷酸性条件下
– 不能发生水解
– 发生重排反应!
-L-arabinopyranosyl
HO
O
-D-glucopyranosyl
OH
6% HCl
100 ¡ æ
/7 Hr
-D-glucopyranosyl
OH O
HO
O
-L-arabinopyranosyl
OH O
五、Wessely-Moser重排
OH
第3节 黄酮类的提取与分离
• 苷元
– CHCl3，Et2O， EtOAc
• 苷类和极性大的苷元
– EtOAc, Me2CO，EtOH, MeOH, H2O
– 极性大的混合溶剂（MeOH-H2O 1：1）
– 注意避免酶对苷的水解作用
一、粗提
• 溶剂萃取法
– 醇提物中的脂溶性杂质：石油醚萃取
– 水提液中的水溶性杂质：水醇法
• 碱提酸沉法：注意碱度、酸度应适宜
• 炭粉吸附法：用于黄酮苷的精制
黄酮/MeOH
活性C
吸苷C
洗脱剂：
沸水
沸MeOH
7%酚/水
15%酚/醇
二、粗提物的精制
• 柱色谱法
– 硅胶
– 聚酰胺
– Sephadex LH20
• pH梯度萃取法
• 利用特殊官能团的性质分离
三、分离
• 吸附：异黄酮、二氢黄酮（醇）、高度甲基化
• 分配：多羟基黄酮醇及其苷
1、硅胶柱色谱
正丁醇提取物 90 g
适量MeOH-水溶解
旋转蒸发仪浓缩至小体积
+ 1200 g 硅胶
起始溶剂(CHCl3-MeOH 10:1)
装柱，上样
组分1
2.4 g
组分2
6.0 g
组分3
7.3 g
硅胶柱层析法
+ 223 g 硅胶，拌样
旋转蒸发仪蒸干
氯仿-甲醇-水 梯度洗脱
(10：1，10：3：0.5
7：3：0.5，6：4：1，MeOH)
组分4
4.0 g
组分5
20.0 g
组分6
22.6 g
仙人掌正丁醇提取物为例
组分7
13.1 g
正丁醇层流份2
6.0 g
硅胶柱层析
CHCl3-MeOH洗脱
HO
流分8
650 mg
少量CHCl3-MeOH
(2：1) 溶解
按色带刮板，合并硅胶
分别用丙酮洗脱
回收溶剂
OH
O
OH
OH
O
条形点样
CHCl3-MeOH 5:1展开，晾干
OH
OH
HO
山萘酚
48 mg
O
3-甲基槲皮素
358 mg
OCH3
OH
O
制备薄层层析法示例
• 聚酰胺分离原理：H键
• 影响吸附力的因素 (溶质)
–
–
–
–
–
-OH多
C=O多
分子内H键少
芳香化程度大
MW小
• 洗脱力 (洗脱剂)
NH
O
O
NH
HN
O
O
– 水<含水醇<醇<尿素/水
2、聚酰胺柱色谱
HN
O
HO
O
OCH3
OH
OH
HO
O
HO
OH
O
HO
OH
O
OH
OH O
OH
OH O
A
OH O
B
HO
C
OH
OH
-
HO
OH
Rha Glc O
O
O
OH
OH
OH O
OH O
D
E
聚酰胺TLC，Rf值： E ＞ B ＞ A ＞ C ＞ D
聚酰胺柱，洗脱顺序： E → B → A → C → D
例
• 常用型号
– Sephadex G
– Sephadex LH-20
• 双重分离原理
– 吸附原理：苷元
– 分子筛原理：苷
• 常用洗脱剂
–
–
–
–
MeOH、 MeOH-H2O
Me2CO、 Me2CO-H2O
CHCl3-MeOH
碱水、盐水
3、葡聚糖凝胶柱色谱
OH
HO
正丁醇层流份6-10
OO
OH
HO
HPLC
50% 甲醇洗脱
流份4
114.5 mg
流份 6
178.7 mg
O
O
OH
O
OH
OH
OH O
HO
OH
OCH 3
OH
Sephadex LH-20柱
甲醇洗脱
Sephadex LH-20柱
甲醇洗脱
HO
O
O
化合物 46
20.6 mg
化合物 17
80.0 mg
OH O
HO
O
O
O
OH
HO
HO OH
OH
Sephadex LH-20柱层析法示例
• 酸性
– 7,4’-二OH > 7-OH or 4-OH > 其它-OH > 5-OH
• 萃取剂
–
–
–
–
5% NaHCO3
5% Na2CO3
0.2% NaOH
4% NaOH
4、pH梯度萃取法
• 中性Pb(Ac)2
– -COOH (树胶、果胶、粘液质、蛋白质、氨基酸)
– 邻二Ar-OH
• 碱式Pb(Ac)2
– 普通的Ar-OH
5、铅盐沉淀法
日本京都药科大学生药学教室
实验台
HPLC
Column