第六章黄酮类化合物（ Flavonoids ）

第六章黄酮类化合物（Flavonoids） 天然药物化学

基本内容 • 黄酮类化合物的结构特征、分类； • 主要性质、及酸性与羟基取代位置、数目的关系； • 呈色反应在鉴别及结构测定工作中的用途和意义； • 黄酮类化合物的提取分离原理： • 聚酰胺柱色谱分析法（酚类化合物） • 梯度PH萃取法（酚酸类化合物） • 铅盐沉淀法（分子中具有羧酸、邻二酚羟基及特殊络合结构） • 黄酮类化合物的谱学特征，UV、1H-NMR、13C-NMR及MS规律及在结构测定中的重要意义。

基本要求 • 掌握黄酮类化合物结构分类，酸性判别及鉴别方法； • 熟悉酚酸类化合物提取分离方法的原理和应用；及黄酮类化合物结构鉴定方法和谱学特征。

本章内容 • 第一节绪论 • 第二节理化性质与颜色反应 • 第三节提取分离方法 • 第四节结构鉴定 • 第五节结构研究实例

第一节绪论 • 一、定义： • 黄酮类化合物是泛指两个苯环通过三碳相互连接而成的一系列化合物。二、生物合成途径及分类：桂皮酸－莽草酸途径

第一节绪论

查耳酮

第一节绪论 • C3-位：有OH黄酮醇(Flavonol) • 无OH黄酮 (Flavone) • C2－3饱和：二氢黄酮（醇）(Flavanone) • C3与B环相连：异黄酮（Isoflavone） • C环开环：查耳酮（Chalcone） C环还原：黄烷类其它类型：花色素类、橙酮类、奥弄类、高异黄酮、山酮类

第一节绪论 例槲皮素柚皮素 (+)儿茶素大豆素

第一节绪论 三、存在形式 • 多以苷的形式存在：O-苷和C-苷 • 苷中常见糖的种类： • 单糖：D-葡萄糖，D-半乳糖，D-木糖，L-鼠 • 李糖，L-阿拉伯糖，D-葡萄糖醛酸 • 双糖：槐糖，龙胆二糖，芸香糖（Rha1— • 6Glc），新橙皮糖（Rha1—2Glc）等 • 三糖：龙胆三糖，槐三糖 • 酰化糖：2-乙酰葡萄糖，咖啡酰基葡萄糖

第二节理化性质与颜色反应 • 一、一般性状 • 形态：多为结晶，少数为无定形粉末。 • 颜色：结构存在交叉共轭体系，因此化合物多有颜色。 • 黄酮（醇）及其苷：呈黄色-灰黄色 • 查耳酮：黄-橙色 • 二氢黄酮（醇）：无色 • 异黄酮：微黄色 • 花色素可随着pH值的变化颜色有所不同： • 红色（pH<7），紫色(pH8.5)，蓝色 (pH>8.5)

第二节理化性质与颜色反应 溶解度 • 黄酮(醇), 查耳酮：平面型分子 • 二氢黄酮(醇)：非平面型分子 • 花色素：离子苷元：难溶于水，易溶于乙酸乙酯，乙醚等有机溶剂中苷：易溶于水、乙醇、甲醇中，糖链越长水溶性越大。水中溶解度增加

第二节理化性质与颜色反应 二、酸碱性 • 酸性：来源分子中的酚羟基； • 可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺。 • 酸性强弱的比较：取决于羟基的数目和位置： • 7,4′-OH > 7-或4 ′ -OH > 一般OH > 5-OH 3' 7 4' 3 5 （可用于提取、分离及鉴定工作）

第二节理化性质与颜色反应 二、酸碱性 • 来源：1-位氧原子的未共用电子对，显微弱的碱性，可与强酸生成（佯）盐而溶于酸水中。碱性： H+

第二节理化性质与颜色反应 三、显色反应 • （一）还原反应 • HCl-Mg 反应 • HCl-Zn • 四氢硼钠（NaBH4) • 为（+）的反应，颜色多为橙红-紫红

应用：可用于各类化合物的鉴别

第二节理化性质与颜色反应 • 可与金属盐类试剂产生络合反应 • （1）锆盐（4）镁盐 • （2）铝盐（5）氯化锶 • （3）铅盐（6）三氯化铁反应三、显色反应（二）络合反应黄酮类化合物分子结构中多具有下列结构：

第二节理化性质与颜色反应 （1）锆盐

第二节理化性质与颜色反应 （2）铝盐（3）铅盐红黄

第二节理化性质与颜色反应 （4）镁盐二氢黄酮(醇), 显天蓝色荧光, 有5-OH更明显黄酮(醇)、异黄酮，显黄~橙、黄~褐色（5）氯化锶

第二节理化性质与颜色反应 三、显色反应 • （三）硼酸显色反应——鉴别5-OH黄酮和2 ′－查耳 • 酮在酸存在下，生成亮黄色。 • （四）碱性试剂 • NH3蒸气：颜色加深，可逆；Na2CO3反应不可逆。 • 二氢黄酮遇碱开环：生成查耳酮，显橙黄色。 • 黄酮类有邻二酚羟基或3，4 ′-二羟基：在OH-中 • 易氧化。生成由黄色、深红色至绿棕色沉淀。

HCl-Mg反应 HCl-Zn反应 NaBH4反应锆-枸橼酸反应 SrCl2反应硼酸+草酸反应 Molish反应（+）（+）（-）黄色，加枸橼酸,褪色（+）（+）黄色（+）第二节理化性质与颜色反应练习：下面的一个化合物可能发生的反应芦丁（rutin）

第三节提取分离方法 一、提取精制根据化合物的性质，可采取以下提取方法化合物：极性——溶剂萃取酸性——碱提酸沉解离性—离子交换碳粉吸附法 1. 溶剂萃取法

第三节提取分离方法 药材甲醇或乙醇提取，回收醇浸膏加水溶解水溶液分别以不同极性溶剂萃取（石油醚，氯仿，乙酸乙酯，正丁醇）水层（多糖等）石油醚层（小极性）氯仿层（苷元）乙酸乙酯层（大极性苷元及单糖苷）正丁醇层（黄酮苷）

第三节提取分离方法 2.碱提酸沉法 • 原理：酚羟基与碱成盐，溶于水；加酸后析出。 • 碱：常用Ca(OH)2，或CaO水溶液。 • 优点：可使含酚羟基化合物成盐溶解，另一方面可使含COOH的果胶、粘液质、蛋白质等杂质形成沉淀而除去。 • 注意：碱性不宜过强，以免破坏黄酮母核； • 酸化时，酸性不宜过强，pH3~4即可，以免 • 形成（佯）盐而溶解。

第三节提取分离方法 2.碱提酸沉法操作槐花米（15g）搅拌下加入石灰乳保持微沸30min 实例加水300ml 调节PH8-9 直火加热双层滤纸趁热抽滤在60-70度下，用浓盐酸调PH3-4 滤液静置残渣

第三节提取分离方法 3. 离子交换原理：酚羟基与碱成盐，溶于水；采用阴离子交换树脂交换，加酸后析出，用有机溶剂回流提取。

第三节提取分离方法 4.炭粉吸附法药材甲醇提取物分次加入活性炭，搅拌，静置，检查上清液有无黄酮反应，过滤吸附后活性炭粉滤液依次用沸水、沸甲醇、7%酚/水、15%酚/醇洗脱沸水沸甲醇 7%酚/水 15%酚/醇浓缩，加乙醚乙醚层（酚）水层（黄酮苷）

第三节提取分离方法 二、分离 • （一）采用各种色谱方法： • 硅胶色谱：按极性大小分离，主要分离极性小和 • 中等极性的化合物。可用CC，PTLC。 • 聚酰胺色谱：原理：氢键吸附 • 葡聚糖凝胶色谱：原理：分子筛结合吸附

第三节提取分离方法 • 聚酰胺： • 其洗脱顺序先—后 • (1)苷元相同, 三糖苷>双糖苷>单糖苷>苷元 • (2)母核上羟基增加，洗脱速度减慢 • (3)羟基数目相同,有缔合羟基>无缔合羟基 • (4)不同类型黄酮的洗脱顺序： • 异黄酮>二氢黄酮（醇）>查耳酮>黄酮>黄酮醇（芳香核、共轭双键多者吸附力强）

第三节提取分离方法 习题：下列黄酮化合物，（1）用聚酰胺柱色谱，含水甲醇梯度洗脱，（2）用硅胶柱色谱分离，氯仿-甲醇梯度洗脱，分别写出洗脱顺序

第三节提取分离方法 答案： • 聚酰胺柱色谱洗脱顺序：由先到后 • D，E，C，B，A • 2. 用硅胶柱色谱洗脱顺序：由先到后 • A，B，C，D，E

第三节提取分离方法 • 常用型号：Sephadex-G，Sephadex-LH20 • 机理： • 分离游离黄酮－－靠吸附作用。吸附程度取决于游离酚羟基数目，苷元的羟基数越多, 越难洗脱。 • 分离黄酮苷－－分子筛起主导作用。在洗脱时，黄酮苷类按分子量由大到小的顺序流出柱体。葡聚糖凝胶

第三节提取分离方法 （二）梯度pH萃取法 • 应用：分离酸性强弱不同的黄酮苷元 • 酸性比较：7,4 ’-OH > 7-或4’-OH > 一般OH > 5-OH 溶于 NaHCO3 Na2CO3不同浓度的NaOH 各部分黄酮 5%NaHCO35%Na2CO3 0.2%NaOH4%NaOH 分别酸化乙醚样品依次萃取乙醚液

第三节提取分离方法 • 醋酸铅沉淀法： • 邻二酚羟基黄酮＋醋酸铅沉淀 • 不具有邻二酚羟基＋碱式醋酸铅沉淀 • 硼酸沉淀法： • 邻二酚羟基＋硼酸络合物溶于水，与其它黄酮分离。（三）利用分子中的特定基团

第三节提取分离方法 习题：从某植物中分离出四种化合物，其结构如下： • (1) 试比较四种化合物的酸性， • (2) 比较极性大小 • (3) 比较它们的Rf值大小顺序： • 硅胶TLC • 聚酰胺TLC A R1=R2=H B R1=H, R2=Rha C R1=Glc, R2=H D R1=Glc, R2=Rha 酸性 A>C>B>D 极性 D>C>B>A Rf ：A>B>C>D D>B>C>A

第四节结构鉴定 • 一、色谱法的应用 • 硅胶TLC • 聚酰胺TLC • 双向纸色谱法

第四节结构鉴定 双向纸色谱法第一向展开：分配作用，醇性溶剂为展开剂。如：n-BuOH-HAc-H2O上层溶液。 Rf：苷元>单糖苷>双糖苷第二向展开：吸附作用。水性溶剂为展开剂。如：2~6%HAc，3%NaCl等。 Rf：(1)苷元在原点附近，糖链越长，Rf越大； (2)苷元：黄酮(醇)，查耳酮 < 二氢黄酮 (醇)，二氢查耳酮

第四节结构鉴定 二、紫外光谱法 • 黄酮存在桂皮酰基及苯甲酰基组成的交叉共轭系统，在200~400nm间，有两个主要的紫外吸收带（一） B环桂皮酰基系统峰带I，300~400nm A环苯甲酰系统峰带II，220~280nm 共性： B环OH增加，峰带I红移，特别是4‘-OH，红移大； A环OH增加，峰带II 红移。

第四节结构鉴定 • 1.黄酮、黄酮醇类 II I 峰带I和II强度相似 nm 带I：黄酮类 304~350nm 黄酮醇（3-OH被取代）328~357 黄酮醇（3-OH游离） 352~385 带II：240~285nm

槲皮素在甲醇中的紫外光谱 黄酮及黄酮醇类化合物的紫外光谱带（λMeOH max，nm）

第四节结构鉴定 取代基的影响：带I ：母核上的－OH、-OCH3等供电基，可引起相应吸收带红移。氧取代程度越高，带I红移越大。羟基甲基化或苷化，将引起紫移。带II：峰位主要受A-环氧取代程度的影响，氧取代程度越高，带II越向红移。B环的取代基只影响峰形。如：只有4'-OR时，为单峰；3 ',4 ' -OR时，为双峰。

第四节结构鉴定 • 2.查耳酮、橙酮类 I II 带I 强，带II 次强峰 nm 查耳酮带I 340~390nm(有裂分) 带II 220~270nm 橙酮 370~430nm(3~4个峰)

异黄酮-- 二氢黄酮- - - 查耳酮 --- 橙酮 - - -

第四节结构鉴定 3.异黄酮、二氢黄酮(醇)类 II I 带I 弱，带II 强峰 nm 只有A-环苯甲酰系统，带II 为主峰带II：异黄酮 245~270nm 二氢黄酮（醇） 270~295nm 带I：肩峰

第四节结构鉴定 （二）利用诊断试剂，判断羟基位置 • 1.甲醇钠（NaOMe） • 黄酮类化合物上所有酚羟基，均可在 NaOMe 中成盐，引起红移。确定 4'-OH • 黄酮醇类： a.带I 位移40~60nm, 强度不降。示有4’-OH. b.带I红移50~60nm, 强度下降。示有3-OH, 但无 4’-OH。

第四节结构鉴定 • 黄酮醇类： c. 320~330nm, 有峰，7-OH。 d. 3,4’-OH, 3,3’,4’-OH, 3’,4’,5’-OH等, 随时间延长, 峰衰退. • 二氢黄酮（醇）、异黄酮类: a. 带II 红移35~40nm。示有5,7-OH。 b. 带I 移至400nm。示无5-OH。

第六章黄酮类化合物（ Flavonoids ）