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null第五章 苯丙素类化合物第五章 苯丙素类化合物教学内容： 5.1 概述 5.2 简单苯丙素 ∆ 5.3 香豆素：结构分类、理化性质、提取分离、检识、结构研究、实例（秦皮、前胡） ∆ 5.4 木脂素：结构分类、理化性质、提取分离、检识、结构研究、实例（五味子、连翘、细辛）第五章 苯丙素类化合物第五章 苯丙素类化合物5.1 概述 定义： 苯丙素类（phenylpropanoids）指基本母核具有一个或几个C6-C3单元的一类天然有机化合物。 分类： 狭义：简单苯丙素、香豆素、木脂素。 广义：简单苯丙素、香豆素、木脂素及木质素、黄酮等天然芳香族化合物。null生物活性： 瑞香素、伞形花内酯——抗炎、止痛 蛇床子——脚癣、湿疹、阴道滴虫 白芷——扩冠 茶素——治疗慢性支气管炎 泽兰内酯——止血 伞形花内酯 佛手内酯 吸收紫外线，抗辐射作用 补骨脂素null5.2 简单苯丙素（simple phenylpropanoids） 一、结构与分类 属于苯丙烷衍生物，包括苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸等。 丁香酚茴香醚β-细辛醚松柏醇桂皮醛咖啡酸null二、提取分离 苯丙烯、苯丙醛、苯丙醇及苯丙酸的简单酯类多具有挥发性，是挥发油中芳香族化合物的主要组分，可用水蒸气蒸馏法提取。 苯丙酸衍生物属于有机酸类，可用有机酸的常规方法提取。 简单苯丙素类的分离一般用硅胶柱层析或高效液相色谱分离。 例如：升麻中异阿魏酸、阿魏酸、咖啡酸的提取分离流程：null 升麻粗粉 甲醇回流提取、回收 总浸膏 热水溶解 不溶物 水溶液 酸化，乙醚萃取 乙醚层 水层 2%NaCO3 乙醚层 碱水层 酸化，乙醚萃取 乙醚层 水层 蒸干、乙醇重结晶 异阿魏酸 母液 薄层制备 咖啡酸 阿魏酸 null5.3 香豆素（coumarins） 一、概述 定义：香豆素是具有苯骈a -吡喃酮母核的天然产物的总称。从结构上可以看成是顺式邻羟基桂皮酸脱水而形成的内酯类化合物。环上有羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等取代。 null分布：广泛分布于高等植物中，少数来自动物和微生物。 伞形科、芸香科、菊科、豆科、茄科、兰科、瑞香科、五加科等。 秦皮、独活、白芷、前胡、蛇床子、九里香、茵陈、补骨脂等。 活性： 秦皮（七叶内酯、七叶苷）：治痢疾。 茵陈（滨蒿内酯）：解痉、利胆。 蛇床子（蛇床子素）：杀虫止痒。 补骨脂（呋喃香豆素类）：治白斑病。null二、结构与分类 分类依据：* a -吡喃酮环上有无取代。 * 7位羟基是否与6、8位取代的异戊 烯基缩合成呋喃环或吡喃环。 分类结果：简单香豆素 呋喃香豆素 吡喃香豆素 异香豆素 其他香豆素null（一）简单香豆素类(simple coumarins) 指仅在苯环上有取代基，且7位羟基未与6、8位取代基成环的香豆素。 多数在7-位有含氧基团取代，其它位常见的取代基有羟基，甲氧基和异戊烯基。 蛇床子素nullnull（二）呋喃香豆素(furanocoumarins) 呋喃香豆素是香豆素母核上取代的异戊烯基与7位酚羟基缩合成呋喃环。 根据骈合的位置分为线型（6，7环合）与角型（7，8环合）。 null（三）吡喃香豆素(pyranocoumarins) 吡喃香豆素是由香豆素苯环上异戊烯基和邻位羟基环合形成2，2-二甲基α-吡喃环结构。也分线型和角型。 null（四）异香豆素 香豆素的异构体，植物中多数为二氢 异香豆素的衍生物。 null（五）其他香豆素 主要指α-吡喃酮环上有取代的香豆素和香豆素的二聚体、三聚体等。 null三、理化性质 （一）物理性质 1、性状： 天然游离的香豆素多为完好的结晶，大多具香味。小分子的有挥发性和升华性。成苷后则无挥发性和升华性。 2、溶解性： 游离香豆素难溶于冷水，可溶于沸水，易溶于苯、乙醚、氯仿、乙醇、甲醇。香豆素苷能溶于水、甲醇、乙醇，难溶于乙醚、氯仿等极性小的有机溶剂。null3、荧光 香豆素衍生物在紫外光下大多具有荧光，在碱溶液中荧光增强。 荧光的强弱与取代基的种类和位置有关： 7-OH呈强烈的蓝色荧光，加碱转为绿色；6，7-二羟基的荧光减弱；7，8-二羟基的荧光消失。 羟基香豆素醚化则荧光减弱，色调变紫。 呋喃香豆素一般呈棕色荧光。null（二）化学性质 1、与碱的作用 内酯结构与稀碱液作用水解开环，形成水溶性的顺式邻羟基桂皮酸盐，酸化，又可立即环合形成脂溶性香豆素而析出。 但与碱加热时间过长，顺式邻羟基桂皮酸盐则异构化为反式，再酸化也无法环合为内酯。nullnull2、与酸的反应 如果酚羟基的邻位有异戊烯基等不饱和侧链，在酸性条件下能环合成呋喃环，再重排为吡喃环。 null3、显色反应 （1）异羟肟酸铁反应 试剂：盐酸羟胺、 FeCl3 作用部位：内酯 条件：先碱性，后酸性 现象：红色 机理：内酯开环——缩合——络合——显红色 null（2） Gibb’s反应 试剂：2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺 作用部位：酚羟基对位的活泼氢 机理：在弱碱性（PH9-10）条件下，与酚 羟基对位活泼氢缩合显蓝色。 应用：判断酚羟基对位有无取代；香豆素 碱水解后推测6-位有无取代。 （3）Emerson反应 试剂：2%氨基安替比林、8%铁氰化钾 机理：在弱碱性条件下与酚羟基对位活泼氢 缩合显红色。 作用部位、应用：同Gibb’s反应。null（4）酚羟基的反应 FeCl3反应：（墨）绿色沉淀 重氮化试剂反应：（紫）红色（酚羟基邻对位无取代） 4、双键加成反应：（自学） 氢化顺序：非共轭侧链双键最先被氢化，然后是呋喃环或吡喃环双键，最后是3，4位双键。 5、氧化反应：（自学） 不同的氧化剂，氧化产物也不同。null四、香豆素的提取与分离 （一）提取： 利用香豆素的溶解性、挥发性及具有内酯结构的性质可采用不同方法提取。 注意：酸、碱、热均可能使其结构改变。 null1、水蒸气蒸馏法 小分子的香豆素具有挥发性，可采用水蒸气蒸馏法提取和分离。 2、碱溶酸沉法 0.5%氢氧化钠水溶液稍加热提取，冷后用乙醚脱脂，加酸调PH到中性，适当浓缩，再酸化，则香豆素或苷即可析出。 3、溶剂法 常用乙醚、丙酮等提取游离香豆素；用甲醇、乙醇或水提取香豆素苷类。null（二）分离 1、硅胶柱层析： 石油醚-乙酸乙酯； 石油醚-丙酮 2、薄层制备: 荧光定位 3、反相柱色谱： Rp-18, Rp-8; 用于分离香豆素苷。 4、高效液相色谱: 正相柱：分离亲脂性强的游离香豆素。 反相柱：分离极性较大的香豆素苷。 5、Sephadex LH-20null五、香豆素的检识 （一）理化检识 1、荧光： 365nm，兰色或紫色 2、显色反应： 异羟肟酸铁——内酯环 三氯化铁——酚羟基 Gibb,s 、Emerson——6位是否有取代null（二）薄层色谱检识 吸附剂：硅胶 展开剂： （1）游离香豆素： 环己烷（石油醚）：乙酸乙酯（5：1~1：1） 或氯仿：丙酮（9：1~5：1） （2）香豆素苷类： 不同比例的氯仿—甲醇系统 null显色剂： ①365nm紫外光下观察荧光 ②氨薰或10% KOH醇溶液 ③三氯化铁试剂 ④Emerson,Gibb’s试剂 ⑤异羟肟酸铁试剂 ⑥重氮化试剂 层析规律： 母核上羟基取代数目愈多，则Rf值愈小；羟基变为甲氧基，则Rf值增大。null六、香豆素类化合物的结构研究 1．紫外光谱 （1）香豆素母核： 274nm、311nm分别为苯环和α-吡喃酮的吸收。 （2）引入取代： 一般红移，取代基对红移的影响： -OH>-OCH3>CH3 （3）在碱液中： 显著红移，且强度增大。null 2、红外吸收光谱 内酯： 1750-1700cm-1（最强峰） 1270-1220cm-1；1100-1000cm-1 芳环： 1660-1600cm-1。（3个较强峰） 呋喃香豆素： 3175~3025 cm-1 （尖锐双峰） null3、氢谱 （1）内酯环上的氢： 3-H：6.25ppm（最高场） 4-H：7.91ppm（最低场） J3，4=9.5HZ 由于羰基吸电子共轭效应的影响。 （2）苯环上的氢： 7.02-7.52ppm （3）取代基： -CH3: 3.8~4.0ppm; -COCH3: 2.1ppmnull4、碳谱： （1）母核： 共9个碳，7-C多有含氧取代 2-C=O、7-C-OR：160ppm 9-C：149-154ppm 4-C：143-145ppm 3-C、10-C：110-113ppm （2）取代基的影响：-OR 直接相连 +30ppm 邻位 -13ppm 对位 -8ppmnull 5、质谱 分子离子峰较强 [M-CO]：基峰 一系列脱CO、H2O、CH3、OCH3的峰。null七、含香豆素的中药实例：秦皮、前胡 1、秦皮： [来源] 苦枥白蜡树(Fraxinus rhynchophylla) 木犀科 白蜡树 (F. chinensis) 宿柱白蜡树(F. stylosa) 枝皮和干皮 [功效] 清热燥湿、明目、止泻 [成分] 香豆素类：七叶内酯、七叶苷、秦皮素 [提取分离] EtOH ext.热水分散，CHCl3萃取脱脂，EtOAc萃取、MeOH重结晶得七叶内酯，水层浓缩、水重结晶得七叶苷。null2、前胡 [来源] 白花前胡 Peucedanum pareruptorum 紫花前胡 Peucedanum decursivum 根 [功效] 宣散风热、降气化痰。 [成分] 香豆素 白花前胡：角型二氢吡喃香豆素 紫花前胡：线型二氢吡喃香豆素 线型二氢呋喃香豆素null紫花前胡醇白花前胡苷Ⅱnull5.4 木脂素 一、定义 是一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然产物。多数游离存在，少数以苷的形式存在。 主要存在于植物的木质部和树脂中。 生物活性： 保肝——五味子酯甲、乙、丙、丁 抗癌——鬼臼毒素类木脂素null二、木脂素的结构与分类 1、按聚合位置分类： 通过β-C聚合——木脂素 通过其他位置聚合——新木脂素 βnull2、按r-碳原子是否为氧化型分类 木脂素——由r-氧化型苯丙素（如桂皮酸或桂 皮醇）聚合生成的化合物。 新木脂素——由r-非氧化型苯丙素（如丙烯苯 或烯丙苯）聚合而成的化合物。null3、按照结构母核分类： 分为8种： （1）简单木脂素 （2）单环氧木脂素null（3）木脂内酯null（4）环木脂素 苯代四氢萘型 苯代二氢萘型 苯代萘型null（5）环木脂内酯 null（6）双环氧木脂素 null（7）联苯环辛烯型木脂素null（8）联苯型木脂素 null（9）其他木脂素 苯环与侧链连接形成呋喃环的木脂素、黄酮木脂素、三聚体木脂素、四聚体木脂素null三、木脂素的理化性质 1．物理性质 木脂素多为无色结晶，有光学活性；少数有升华性。游离木脂素多有亲脂性，难溶于水，易溶于苯、氯仿、乙醚、乙醇等。与糖成苷后，易被酶或酸水解。 2．化学性质 活性与手性碳的构型有关，遇酸、碱易发生异构化，因此提取分离时要避免与酸、碱接触。null四、木脂素的提取分离 游离的木脂素亲脂性较强，易溶于氯仿、乙醚等溶剂。 具有酚羟基或内酯结构者，可用碱溶酸沉法精制，但要注意防止异构化。 一般采用乙醇或丙酮提取，浓缩成浸膏，依次用石油醚、乙醚、乙酸乙酯等萃取，分为不同部位，各部位再用色谱柱进一步分离。 一般用硅胶或中性氧化铝柱层析分离，也可用超临界流体萃取法。null五、木脂素的检识 （一）理化检识 1、Labat反应： 试剂：浓硫酸、没食子酸 现象：蓝绿色 作用部位：亚甲二氧基 2、Ecgrine反应 试剂：浓硫酸、变色酸 条件：70~80℃保温20min 现象：蓝紫色 作用部位：亚甲二氧基null（二）薄层检识 吸附剂：硅胶 展开剂：氯仿-乙酸乙酯（9：1） 氯仿-甲醇（9：1） 显色剂：1%茴香醛浓硫酸，110 ℃加热。 5%磷钼酸乙醇溶液，加热。 10%硫酸乙醇溶液，加热。 碘蒸气熏。null七、结构研究 1、紫外光谱 多数木脂素的两个芳环取代是孤立的发色团，吸收峰位置相似，强度是二者之和，立体构型对光谱无影响。 2、氢谱 （1）环木脂内酯： 4-苯代萘内酯 1-苯代萘内酯 null（2）双环氧木脂素 J1,2=J5,6=4~5Hz J1,2=4~5Hz J5,6=7Hz null七、含木脂素的中药实例： （一）五味子 [来源] 木兰科植物五味子或华中五味子的 干燥成熟果实。 [功效] 收敛固涩、益气生津，补肾宁心； 降转氨酶，治疗慢性肝炎。 [成分] （1）木脂素： 一系列联苯环辛烯型木脂素。null五味子酯甲五味子酯乙五味子酯丙null 五味子木脂素多为无色或白色结晶，亲脂性强，溶于石油醚、甲醇、乙醇，易溶于乙醚、氯仿，不溶于水。 有亚甲二氧结构，Labat反应阳性。 五味子酯甲的分离： 乙醇回流提取，浓缩冷藏，去脂肪油，拌硅藻土，环己烷回流提取，回收，石油醚——80%甲醇分配， 80%甲醇溶液浓缩，上硅胶柱分离，甲醇重结晶。 （2）挥发油 五味子果实中含约3%。null（二）连翘 [来源] 木樨科连翘Forsythia suspensa果实 [功效] 清热解毒、消肿散结 [成分] 木脂素类：连翘苷、连翘脂素 黄酮类：芦丁 苯乙醇苷类：连翘酯苷类（咖啡 酰基苯乙醇苷）nullnull（三）细辛 [来源] 马兜铃科北细辛、华细辛、汉城细 辛的干燥全草。 [功效] 祛风散寒，通窍止痛，温肺化饮。 [成分] 挥发油：含黄樟醚（致癌） 木脂素：l-细辛脂素，l-芝麻脂素 （双环氧木脂素）