1、第五章 苯丙素类,phenylpropanoids,第五章 苯丙素类,第一节 概 述,1,第二节 简单苯丙素类,2,第三节 香 豆 素 类,3,第四节 木 脂 素 类,4,苯丙素是一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。,概述,丁香酚,概述,包括：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素和木质素等。,苯丙素,生物合成途径为：桂皮酸途径,简单苯丙素类,（一）苯丙烯类,丁香酚 茴香醚 -细辛醚 -细辛醚,（二）苯丙醇类（三）苯丙醛类,简单苯丙素类,紫丁香酚苷 桂皮醛,（四）苯丙酸类,简单苯丙素类,绿原酸,简单苯丙素类的提取与分离,依其极性大小和溶解性不同，一般用有机溶剂或水提取分离 水蒸
2、汽蒸馏法提取：苯丙烯、苯丙醛及苯丙酸的简单酯类衍生物多具有挥发性 碱提酸沉法：苯丙酸衍生物,概述,结构与分类,理化性质,提取与分离,检识、结构研究,香 豆 素,香豆素类 概述,是顺邻羟基桂皮酸的内酯，基本骨架为苯骈-吡喃酮,顺式邻羟基桂皮酸,香豆素,取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等 绝大多数香豆素在C7位都有含氧官能团存在，因此，7-羟香豆素可以认为是香豆素类成分的母体。,在植物体内，香豆素类化合物常常以游离状态或与糖结合成苷的形式存在，大多存在于植物的花、叶、茎和果中，通常以幼嫩的叶芽中含量较高。,香豆素类 概述,部分香豆素在生物体内以邻羟基桂皮酸苷的形式存在，酶解后苷元邻羟基桂皮酸立
3、即内酯化而成香豆素。香豆素化合物常具有蓝紫色荧光。,香豆素类 概述,香豆素的结构类型,香豆素类成分的结构分类，主要依据在-吡喃酮环上有无取代，7位羟基是否和6、8位取代异戊烯基缩合形成呋喃环、吡喃环来进行，通常将香豆素类化合物大致分为四类。,简单香 豆素类,其它香 豆素类,呋喃香 豆素类,吡喃香 豆素类,香豆素类 结构与分类,（一）简单香豆素类只在苯环上有取代的香豆素类。取代基包括羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯基等。,七叶内脂,七叶苷,香豆素的结构类型,伞形科植物前胡根状茎中的王草质(ostruthin)，6位含有两个异戊烯基的十碳链，该化合物具抗细菌和抗真菌作用。,香豆素的结构类型,香豆素
4、的结构类型 呋喃香豆素类,（二）呋喃香豆素类 苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃环 。 1.直线型 2.角型,补骨脂内酯,白芷内酯,香豆素的结构类型,C6,C7-吡喃骈香豆素,（三）吡喃香豆素类1.直线型,花椒内酯,香豆素的结构类型,2.角型,白花前胡苷,C7,C8-吡喃骈香豆素,香豆素的结构类型,香豆素的结构类型-其它香豆素,（四）其它香豆素-吡喃环上有取代的一类香豆素。C3 C4上常有苯基、羟基、异戊烯基取代。,亮菌甲素,海棠果内酯,香豆素的结构类型,香豆素的结构类型,双七叶内酯,茵陈内酯,苜蓿内酯,1.性状：,香豆素的物理性质,游离的香豆素多有完好的结晶形状，有一定 的熔点，大多有香
5、味。分子量小的有挥发性，能随水蒸汽蒸出，具 升华性。香豆素苷无挥发性，也不能升华。,2.溶解性：游离香豆素-不溶于冷水，溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有机溶剂。香豆素苷-溶于水、甲醇、乙醇，难溶于氯仿、乙醚。根据香豆素的溶解性，在提取分离时可采用系统溶剂法。,香豆素的物理性质,3.荧光性质： 物质受到光照射时，除吸收某种波长的光之外还会发射出比原来吸收波长更长的光；当激发光停止照射后，这种光线也随之消失，这种光称为荧光。,香豆素的物理性质,香豆素母体本身即无取代的香豆素并无荧光，而-OH香豆素在紫外光下大多显出兰色荧光，在碱液中荧光增强。香豆素荧光的有无，与分子中取代基的种类和位置有
6、一定关系。,香豆素的物理性质,1. 7-OH香豆素大多显蓝色荧光。 2. 6、7-二OH香豆素可见光下也显荧光。 3. 7、8-二OH香豆素无荧光。 4. 呋喃香豆素显蓝色或褐色荧光。,香豆素的物理性质,（一）内酯性质和碱水解反应,香豆素的化学性质,如C8取代基的适当位置有羰基、双键、环氧等结构者，和水解新生成的酚羟基发生缔合、加成等作用，可阻碍内酯的恢复，保留顺式邻羟桂皮酸的结构。,香豆素的化学性质,（二）酸的反应环合反应：酚羟基邻位有异戊烯基等不饱和侧链 在酸性条件下能环合该反应可用来决定酚羟基和异戊烯基间的相互位置。,香豆素的化学性质,（三）显色反应 （1）异羟肟酸铁反应-内酯的显色反应
7、 碱性条件下，香豆素内酯开环，并与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，再在酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。,香豆素的化学性质-显色反应,（2）酚羟基反应 具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与三氯化铁试剂络合而产生不同的颜色。 判断游离酚羟基的有无。,香豆素的化学性质-显色反应,若酚羟基的对位未被取代，或6-位上没有取代，其内酯环碱化开环后，可与Gibbs试剂、Emerson试剂反应。机制如下：,香豆素的化学性质-显色反应,（3） Gibbs反应：符合以上条件的香豆素乙醇溶液在弱碱条件下，2,6-二氯(溴）醌氯亚胺试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成蓝色化合物。,香豆素的化学性质-显色反应,（4）Emers
8、on反应：符合以上条件的香豆素的碱性溶液中，加入2%的4-氨基安替比林和8%的铁氰化钾试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成红色化合物。,香豆素的化学性质-显色反应,（四）C3、C4双键性质和加成反应,在控制条件下氢化的先后次序为,香豆素的化学性质,系统溶剂法： 一般可用甲醇或乙醇从植物中提取，然后用石油醚、苯、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次提取浸膏，分成极性不同的部位。,香豆素的提取方法,石油醚回流提取,石油醚液,回收至小体积,浓缩液,放置、析晶,粗晶,冷石油醚洗,结晶（可能是混和物）,进一步分离,单体（亲脂性香豆素）,残渣,乙醚液,乙醚回流提取,回收分离,单体（亲脂性较弱香豆素）,残渣,乙醇提取,乙
9、醇液,回收分离,香豆素苷类,甲醇或乙醇提取,提取液,回收溶剂,浸膏,药材粗粉,（一）真空升华或蒸馏法：,馏出物,残油,加热溶于乙醇,乙醇液,放置,粗品,以乙醇、乙醚或石油醚,重结晶,结晶（橙皮油素）,橘子油,某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏 法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。 例如：橘子油橙皮油素的分离,香豆素的分离方法,（二）酸碱分离法 方法应用的原理： 1.具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。 2.香豆素的内酯环性质，在碱液中皂化成盐而加酸后恢复成内酯析出。,香豆素的分离方法,注意以下几点： 1.碱液水解开环时，要注意碱液的浓度和加热时间，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者
10、使香豆素开环而不能合环。 2.对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。,香豆素的分离方法,乙醚萃取液,NaHCO3水溶液萃取,碱水层 （酸性成分）,乙醚层,稀冷的NaOH进行萃取,碱水层（酚性成分包括酚性香豆素）,乙醚层,回收乙醚并用NaOH水或醇溶液进行水解,香豆素的分离方法,水解后得到的溶液,乙醚萃取,乙醚层 （不水解的中性成分）,碱溶液,酸中和乙醚萃取,水溶液,乙醚层（香豆素内酯成分）,香豆素的分离方法,（三）色谱方法 色谱方法能够使结构相似的香豆素得到分离。 香豆素一般用硅胶吸附层析、氧化铝层析和聚酰胺层析。 常用吸附剂：硅胶、中性或酸性氧化铝等。 碱性氧化铝可能使香豆素发生降解，故
11、很少使用。对酚性香豆素易产生强吸附。 洗脱剂可用环己烷乙醚、环己烷-乙酸乙酯和石油醚乙酸乙酯的混合溶剂。,香豆素的分离方法,香豆素的波谱学特性,（一）紫外光谱,1. UV下显蓝色荧光。C7位导入-OH 荧光-OH 醚 化 后 荧光2. 母核上无含氧官能团取代时：274 nm苯环311 nm吡喃酮环3. 有含氧取代时：最大吸收红移。,（二）红外光谱,V CH 3025 3175 cm-1 C-H 伸缩振动 V CO 1700 1750 cm-1 羰基（内酯）伸缩振动 V CC 1600 1650 cm-1 芳环出现13个较强峰,香豆素的波谱学特性,（三）1H-NMR,环上质子由于受内酯羰基吸电子
12、共轭效应,香豆素的波谱学特性,1. 当C3、C4位未取代时：,2. 当C3或C4取代时：,香豆素的波谱学特性 1H-NMR,当C7-OR时：,香豆素的波谱学特性 1H-NMR,当C5,C7二氧代：,香豆素的波谱学特性 1H-NMR,当C7-OR、C8或C6烷基取代时：,香豆素的波谱学特性 1H-NMR,（四）13C-NMR,香豆素母核上9个碳原子的化学位移值如下：当-OR取代时：连接碳 +30 ppm邻位碳 -13 ppm对位碳 -8 ppm,香豆素的波谱学特性,（五）质谱香豆素类化合物有如下特点：,1.有强的分子离子峰；M 2.基峰是失去CO的苯骈呋喃离子； 3.主要裂解途径是：首先失去CO
13、。 M MCO M 2CO,香豆素的波谱学特性,香豆素的生物活性（一）植物生长调节作用 （二）光敏作用 （三）抗菌、抗病毒作用 （四）平滑肌松弛作用 （五）抗凝血作用 （六）肝毒性,木脂素,一、木脂素的结构类型木脂素（liganans）是一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物。,（8-8）,（ 8-8，7-2 ）,通常是指其二聚物，少数是三聚物和四聚物。 二聚物碳架多数是由-碳原子(8-8)连接而成的。,木脂素,组成木脂素的单体主要有四种：桂皮酸，偶有桂皮醛桂皮醇丙烯苯烯丙苯,木脂素,前两种-C原子是氧化型的，组成的聚合体称为木脂素。后两种-C原子是非氧化型的，组成的聚合体称为新木脂素。,木脂素,
14、木脂素常见类型： （一）简单木脂素(simple lignans)二芳基丁烷类,去甲二氢愈创木脂酸,叶下珠脂素,木脂素常见类型,（二）单环氧木脂素（monoepoxylignans）四氢呋喃类依据氧的连接位置不同，可形成7-O-7，7-O-9, 9-O-9三种四氢呋喃结构。,7-O-7,7-O-9,9-O-9,木脂素常见类型,(-)-galbacin,橄榄脂素,荜橙茄脂素,木脂素常见类型,（三）木脂内酯（lignanolides）二芳基丁内脂类该类化合物是木脂素侧链形成内酯结构的基本类型。9、9位环氧，C9为CO基,单去氢,双去氢,木脂素常见类型,扁柏脂素,桧脂素 （台湾脂素B）,台湾脂素A,
15、木脂素常见类型,（四）环木脂素(cyclolignans)芳基萘类在简单木脂素基础上，通过一个苯丙素单位中苯环的6位与另一个苯丙素单位的7位环合而成的环木脂素。有芳基萘、芳基二氢萘和芳基四氢萘三种结构。,木脂素常见类型,奥托肉豆蔻脂素,去氧鬼臼毒素- - D-葡萄糖酯苷,木脂素常见类型,（五）环木脂内酯（cyclolignolides）芳基萘类环木脂内酯是环木脂素C9-C9间环合成的内酯环木脂素常以氧化的碳原子缩合形成内脂，依内酯环合方式分上向和下向两种。,上向 1-苯代-2，3-萘内酯,下向 4-苯代-2，3-萘内酯,木脂素常见类型,R=H 1-鬼臼毒素 R=glc 1-鬼臼毒素- - D-
16、葡萄糖苷,木脂素常见类型,（六）双环氧木脂素（bisepoxylignans）双四氢呋喃类由两个取代四氢呋喃单元形成四氢呋喃骈四氢呋喃结构。结构中有4个手性碳，天然产物两个四氢呋喃以顺式相骈。,(+)-芝麻脂素,(+)-细辛脂素,木脂素常见类型,（七）联苯环辛烯类此类木脂素集中存在于五味子科五味子属和南五味子属植物中，具有联苯环辛二烯结构。,五味子甲素 R1=R2=R3=R4=CH3 五味子乙素R1+R2=CH2,R3=R4=CH3 五味子丙素 R!+R2=R3+R4=CH2,木脂素常见类型,（八）联苯类两个苯丙素的两个苯环3-3直接相连而成。,厚朴酚,和厚朴酚,木脂素常见类型,（九）其它类1
17、. 苯骈呋喃类苯骈呋喃及其二氢、四氢和六氢衍生物。,海风藤酮,木脂素常见类型,2.苯骈二氧六环类两分子苯丙素通过氧桥连接，形成二氧六环结构。,优西得灵,木脂素常见类型,猫眼草素,水飞蓟素,木脂素常见类型,（十）倍半木脂素和二木脂素 分别由3和4分子苯丙素聚合而成。,拉帕酚 A,拉帕酚F,木脂素常见类型,形态,溶解性,旋光性,理化性质,木脂素的理化性质,如呋喃环上的氧原子与苄基相连，易于开环，闭环时发生构型变化。,d-芝麻脂素,d-表芝麻脂素,木脂素的理化性质,具有内脂结构的木脂素，遇碱易发生异构化。如鬼臼毒素遇碱后异构化变为苦鬼臼毒素。,木脂素的理化性质,三、木脂素的提取分离 提取方法：通行的
18、方法是,木脂素的提取分离,分离方法 1.吸附色谱为主要方法，硅胶为吸附剂，石油醚-乙酸乙脂、石油醚-乙醚、氯仿-甲醇等为洗脱剂。 2.分配色谱常用纸色谱法，滤纸浸以甲酰胺作为固定相，苯为流动相，用盐酸重氮盐、SbCl3、SbCl5等显色。,木脂素的提取分离,具有内脂结构的木脂素，可以用碱液皂化成盐后与其它脂溶性成分分离，但具有旋光活性的木脂素易发生异构化。,木脂素的提取分离,四、木脂素的结构鉴定 （一）化学反应剧烈氧化降解反应：以碱性KMnO4或次溴酸钠在水溶液中进行。缓和氧化降解反应：以中性KMnO4在丙酮中进行。该方法可以获得保持苯环原来取代式样的降解产物，通过波谱解析与合成对照确定结构。
19、,木脂素的结构鉴定,木脂素的结构鉴定,（二）紫外光谱 多数木脂素的二个芳环是两个孤立的发色团，吸收峰位相同，吸收强度是二者之和。,鬼臼毒素max290294nm (44004800),木脂素的结构鉴定,紫外光谱可用于区别芳基四氢萘、芳基二氢萘和芳基萘型木酯素；芳基二氢萘B环上的双键位置以及B环上取代羟基的位置的确定。形成长的共轭体系，吸收峰红移，反之紫移。,木脂素的结构鉴定,（三）核磁共振谱 1.1H-NMR芳基萘类和联苯环辛烯类木脂素氢谱信号与结构间的关系，已获得一些规律。 2. 13C NMR在确定木脂素碳架、平面结构及其构型构象方面起着重要作用。,木脂素的结构鉴定,通过测定化合物的基本骨架结构类型、碳数、对称性。化合物的取代基含氧取代基、烷基等来最后确定结构。,木脂素的结构鉴定,含木脂素的中药实例,含木脂素的中药实例 -五味子,R=H 五味子酚 五味子素 R=CH3 去氧五味子素,含木脂素的中药实例,1,南 五 味 子,含木脂素的中药实例,含木脂素的中药实例 -南五味子,R1R2 = CH2 五味子酯丁 R1 = R2 = CH3 五味子酯戊,含木脂素的中药实例,含木脂素的中药实例 -连翘,木脂素的生物活性,就这样被你征服,中药化学,
