天然药物化学第三章苯丙素类.ppt

本 章 内 容,概 述 第一节 苯丙酸类 第二节 香 豆 素 第三节 木 脂 素,概 述,定义：一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。这类成分包括：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮、木质素等。,苯丙素类化合物生物合成途径如下：,概 述 苯丙素类化合物生物合成途径,葡萄糖代谢,莽草酸,桂皮酸途径,苯丙氨酸和酪氨酸,咖啡酸,对羟基桂皮酸,对羟基桂皮酸苷,概 述 苯丙素类化合物生物合成途径,咖啡酸,对羟基桂皮酸,对羟基桂皮酸苷,阿魏酸,邻羟桂皮酸苷,苯丙烯类,松柏醇,伞形花内酯,新木脂素类,木质素,倍半木脂素类,丙烯基,烯丙基,香豆素类,木脂素类,第一节 苯丙酸类,基本结构酚羟基取代的芳香羧酸。多具有C6-C3结构的苯丙酸类。常见的苯丙酸类：,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型 二、香豆素的化学性质 三、香豆素的分离方法 四、香豆素波谱学特性 五、香豆素的生物活性,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,香豆素母核为苯骈-吡喃酮。环上常有取代基。,通常将香豆素分为四类：,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,简单香豆素类呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)其他香豆素类,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,简单香豆素类 只有苯环上有取代基的香豆素。,取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。由于绝大多数香豆素在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。,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,以异戊烯基取代为例：（从生物合成途径来看）,从上看出，C3、C6、C8位电负性较高，易于烷基化。（其中C3位烷基化不属于此类，而属于第四类型）,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,如：属此类型的香豆素化合物,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,简单香豆素类呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)其他香豆素类,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型),香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。呋喃香豆素类成分生物合成途径：,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)环合反应的形成：体内过程由酶主宰反应 体外实验碱性条件（OH-）呋喃环 酸性条件（H+）吡喃环,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,简单香豆素类呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)其他香豆素类,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型),香豆素C-6或C-8异戊烯基与邻酚羟基环合而成2,2-二甲基-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。吡喃香豆素类成分的生物合成途径：,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型),少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,简单香豆素类呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)其他香豆素类,第二节 香豆素 一、香豆素的结构类型,其他香豆素类,指-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。,第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质,（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,性状游离状态 结晶形固体，有一定熔点；大多具有香气；具有升华性质 分子量小的有挥发性（可随水蒸汽蒸出）UV下显蓝色荧光成苷大多无香味、无挥发性、不能升华。,第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质,（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,溶解性游离 能溶于沸 H2O，不溶或难溶冷 H2O，可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂。因含Ar-OH故可溶于碱水中。成苷 溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。难溶极性小的有机溶剂。,第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质,（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）欲获得顺邻羟桂皮酸的途径：（顺邻羟桂皮酸的衍生物）1.特殊结构的香豆素 如C8位取代基的适当位置上有C=O、C=C、环氧等结构者，可与水解新生成的酚羟基起缔合、加成等作用，可阻碍内酯的恢复。例：,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）,先进行碱水解，再进行酸化（避免长时间在碱性下形成反邻羟桂皮酸)由于碱的浓度不同，其反应产物也不同：,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）,获得顺邻羟桂皮酸的方法：1.特殊结构的香豆素 2.醚化,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）碱水解反应的易难,原因：7-OCH3的供电子共轭效应使羰基C难以接受OH-的亲核反应。7-OH在碱液中成盐,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）,苄基碳上的酯基碱水解反应,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）苄基碳上的酯基碱水解反应,第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质,（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,（四）酸的反应 1.环合反应：指异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合,形成环的大小决定于中间体阳碳离子的稳定性,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,（四）酸的反应 1.环合反应：中间体阳碳离子的稳定性,叔阳碳离子 仲阳碳离子 伯阳碳离子 稳定 不稳定 如obliquetin在HBr的处理下，中间体可生成仲和伯阳碳离子，由于稳定性仲大于伯，因而，生成产物为二氢呋喃香豆素。反应如下：,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,（四）酸的反应 1.环合反应：,应用：环合试验可以决定酚羟基和异戊烯基间的相互位置注意：不宜使用浓酸，否则会发生重排反应,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,（四）酸的反应 2.醚键开裂：,如：东茛菪内酯的烯醇醚,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,（四）酸的反应 3.双键加水反应,如：黄曲霉素,第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质,（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,（五）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,第二节 香豆素 二、香豆素的理化性质,（一）性状（二）溶解性（三）碱水解反应和内酯性质（四）酸的反应（五）C3、C4双键性质和加成反应（六）呈色反应,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,（六）呈色反应,1.异羟肟酸铁反应（识别内酯）,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,（六）呈色反应 2.Gibb反应和Emerson反应,试剂：Gibb2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺 Emerson氨基安替匹林和铁氰化钾条件：有游离酚羟基，且其对位无取代者呈阳性,第二节 香豆素 二、香豆素的化学性质,（六）呈色反应 2.Gibb反应和Emerson反应Gibb反应：,第二节 香豆素 三、香豆素的分离方法,(一）提取,药 材,醇提液,水溶液,石油醚,苯,乙醚,乙酸乙酯,不同浓度EtOH,回收溶剂，加水,有机溶剂萃取,第二节 香豆素 三、香豆素的分离方法,(二）分离,提取后可直接利用化合物的溶解性质进行分离如：香豆素在石油醚中溶解度不大，浓缩时即可析出结晶。1.酸碱分离法依据内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。,酚性成分,加Et2O提出不水解成分,挥干Et2O加NaOH/H2O水解,NaHCO3/H2O萃取,NaOH/H2O萃取,乙醚萃取液,NaHCO3/H2O,Et2O,Et2O,NaOH/H2O,OH-/H2O,Et2O,OH-/H2O,H2O,Et2O,酸性成分,中性成分,加酸中和，加Et2O萃取,香豆素类内酯成分,第二节 香豆素 三、香豆素的分离方法,(二）分离,2.层析方法 吸附剂硅胶、中性氧化铝 洗脱剂已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等 显 色可观察荧光,第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性,（一）紫外光谱,UV下显蓝色荧光。C7位导入-OH荧光增强-OH醚化后荧光减弱 母核上无含氧官能团取代时：274 nm苯环 311 nm吡喃酮环 有含氧取代时：最大吸收向红位移。,第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性,（二）红外光谱,3025 3175 cm-1 C-H 伸缩振动1700 1750 cm-1 羰基伸缩振动1500 1600 cm-1 芳环吸收1600 1650 cm-1 出现13个较强峰,第二节 香豆素 四、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共轭效应 因此：,第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性,（三）1H-NMR当C3、C4位未取代时：,当C3或C4取代时：,第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性,（三）1H-NMR当C7-OR时：,第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性,（三）1H-NMR,当C5,C7二氧代：,第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性,（三）1H-NMR当C7-OR、C8或C6烷基取代时：,第二节 香豆素 四、香豆素的波谱学特性,（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：连接的碳+30 ppm 邻位碳-13 ppm 对位碳-8 ppm,第二节 香豆素 四、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；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。,第二节 香豆素 五、香豆素的生物活性,1.低浓度可刺激植物发芽和生长作用；高浓度则抑制2.光敏作用可引起皮肤色素沉着；补骨脂内酯可治白斑病3.抗菌、抗病毒作用蛇床子、毛当归根中的 奥斯脑（Osthole）：抑制乙肝表面抗原；4.平滑肌松弛作用茵陈蒿中的滨蒿内酯 具有松弛平滑肌等作用；5.抗凝血作用6.肝毒性有些香豆素对肝有一定的毒性。,一些富含酪氨酸和铜、锌、铁等物质的食物，如瘦肉、蛋、各种动物内脏、牛奶、茄子、丝瓜、胡萝卜以及豆制品等，以促进皮肤黑色素的生成,