第三章-苯丙素类ppt课件.ppt

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1、天然药物化学 NATURAL PRODUCTS CHEMISTRY,第三章,苯丙素类,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,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,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,

2、木脂素类,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,第一节 苯丙酸类,基本结构酚羟基取代的芳香环与丙烯酸。多具有C6-C3结构的苯丙酸类。常见的苯丙酸类成分：,绿原酸（chlorogenic acid）绿原酸是金银花抗菌、利胆的有效成分。,1 苯丙酸类化合物的分离 用纤维素、硅胶、大孔树脂或聚酰胺树脂色谱法进行分离。2 苯丙酸类化合物的的鉴别:（1）利用酚羟基的性质：FeCl3试验、Pauly试剂、Gepfner、Millon试剂等。（2）利用紫外光谱鉴定:实例:丹参治疗冠心病的有效成分丹参素甲、乙和丙的结构与鉴定。,第一节 苯丙酸类,本 章 内 容,概

3、 述 第一节 苯丙酸类 第二节 香 豆 素 第三节 木 脂 素,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型 二、香豆素的理化性质 三、香豆素的提取分离 四、香豆素波谱学特性 五、香豆素的生物活性,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。,其中被药典收载的有秦皮、白芷、独活、前胡、菌陈、补骨脂等,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,通常将香豆素分为四类：,（一）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

4、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。,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）,如：属此类型的香豆素化合物,（二）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：,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,（三）吡喃香豆素类(pyr

5、anocoumarins)(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：,吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型),少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：,（四）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,一、香豆素的结构类型 二、香豆素的理化性质 三、香豆素的提取分离 四、香豆素波谱学特性 五、香豆素的生物活性,二、香豆素的理化性质,（一）性状（二）溶解性（三）内酯的性质（

6、四）呈色反应,（一）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，碱液中荧光增强成苷粉末状，大多无香味、无挥发性、不能升华。,（二）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。成苷 溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。难溶极性小的有机溶剂。,（三）碱水解反应（内酯性质）,（四）呈色反应,1.异羟肟酸铁反应（识别内酯）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。,2 与酚类试剂的反应 具有酚羟基，可

7、与FeCl3试剂产生颜色反应；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：,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。Emerson反应：符合以上条件的香豆素的碱性溶液中，加入2%的4-氨替比林和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。,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型 二、香豆素的理化性质 三、香豆素的提取分离 四、香豆素波谱学特性 五、香豆素的生物活性,（一）提取,药 材,醇提液,水溶液,石油醚,乙醚,乙酸乙酯,正丁醇

8、,不同浓度EtOH,回收溶剂，加水,有机溶剂萃取,（二）分离,1.酸碱分离法（少用）依据内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。2.层析方法（常用）柱色谱 吸附剂硅胶、酸性或中性氧化铝 洗脱剂石油醚乙酸乙酯、石油醚丙酮、氯仿丙酮、氯仿甲醇等,制备薄层色谱 显色可观察荧光 高效液相色谱 极性小 正相 香豆素苷 反相,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型 二、香豆素的理化性质 三、香豆素的提取分离 四、香豆素波谱学特性 五、香豆素的生物活性,四、香豆素的波谱学特性,（一）紫外光谱（二）红外光谱（三）1H-NMR（四）13C-NMR（五）质谱,（一）紫外光谱,母核上无含氧官能团取代时：274 nm苯环 3

9、11 nm吡喃酮环 有含氧取代时：最大吸收将发生红移。217nm和315330nm强峰 240nm和255nm弱峰 碱性溶液中：含羟基香豆素紫外光谱红移。,（二）红外光谱,3175 3025 cm-1 C-H 伸缩振动1750 1700 cm-1 内酯环羰基伸缩振动1680 1660 cm-1 内酯环羰基伸缩振动（羰基附近有羟基与其形成分子内氢键）1270 1220 cm-1，1100 1000 cm-1 内酯环强吸收1660 1600 cm-1 苯环出现3个较强峰,（三）1H-NMR,环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应 因此：,当C3、C4位未取代时：,当C3或C4取代时：,（三）1H-N

10、MR,当C7-OR时：,C5-H 7.7 d,J=9 HzC6-H 6.9 dd,J=9,2.5HzC8-H 7.0 d,J=2.5Hz,（三）1H-NMR,当C7-OR、C8或C6烷基取代时：,（三）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：连接的碳+30 ppm 邻位碳-13 ppm 对位碳-8 ppm,（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,一、香豆素的结构类型 二、香豆素的理化性质 三、香豆素的提取分离 四、香豆素波谱学特性 五、香

11、豆素的生物活性,五、香豆素的生物活性,1.毒性肝毒性，黄曲霉素2.抗病毒作用canolide A 抗艾滋病毒 蛇床子素（osthole）：抑制乙肝表面抗原3.抗肿瘤作用7羟基香豆素4.抗骨质疏松作用蛇床子总香豆素、蛇床子素5.抗凝血作用双香豆素6.对心血管系统作用前胡丙素7.光敏作用可引起皮肤色素沉着；补骨脂内酯可治白斑病,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,第三节 木脂素,一、结构类型二、理化性质三、提取分离四、结构鉴定五、生物活性,一、结构类型,木脂素（lignans）：一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物。通常指其二聚物，少数为三聚物和四聚物。

12、,木脂素的定义：两分子苯丙素以侧链中碳原子（8-8）连结而成的化合物木脂素。非碳原子相连（如3-3、8-3）新木脂素。,木脂素的一些新类型：新木脂素；苯丙素低聚体；杂木脂素；降木脂素组成木脂素的单位有四种：1.肉桂醇（cinnamyl alcohol）2.桂皮酸（cinnamic acid）3.丙烯基酚（propenyl benzene）4.烯丙基酚（allyl benzene）木脂素的命名大多采用俗名,常见类型如下：（一）木脂素类,1.二苄基丁烷类（dibenzylbutanes）,2.二苄基丁内酯类（dibenzyltyrolactones）,3.芳基萘类（arylnaphthalenes

13、）有芳基萘、芳基二氢萘、芳基四氢萘,4.四氢呋喃类（tetrahydrofurans）,5.骈双四氢呋喃类（furofurans）,6.联苯环辛烯类（dibenzocyclooctenes）,（二）新木脂素（neolignan）,1.尤普麦特苯骈呋喃型（C-8C-3/C-7O-4型）,尤普麦特烯,1,7,8,9,3,4,1,7,8,9,2.伯彻林苯骈呋喃型（C-8C-1/C-7O-2型）,伯彻林,1,3,4,7,8,9,1,7,8,9,2,3.双环辛烷型（C-8C-3/C-7C-5型）,1,3,4,5,7,7,8,9,1,2,3,4,6,8,9,异奥克布烯酮,5,1,7,9,8,9,8,7,1

14、,呋胡椒脂酮,4.风藤酮型（C-8C-1/C-7C-9型）,5.联苯型：厚朴酚型：芳香碳直接相连,厚朴酚,1,3,4,7,8,9,1,2,7,8,9,7,1,3,4,7,8,1,8,9,3,4,蒙蒿素,（三）降木脂素（norlignans）：失去一个或两个烃基碳（四）杂类木脂素,第三节 木脂素,一、结构类型二、理化性质三、提取分离四、结构鉴定五、生物活性,二、理化性质,形 态：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶溶解性：游离亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等 成苷水溶性增大挥发性：多数不挥发，少数有升华性质旋光性：大多有光学活性，遇酸易异构化。,遇酸易发生异构化：,NaOAc/EtOH,()鬼臼毒素D13

15、3()苦鬼臼毒素D9,遇碱发生异构化：,氧化反应可以用于确定某些类型木脂素的 骨架结构,第三节 木脂素,一、结构类型二、理化性质三、提取分离四、结构鉴定五、生物活性,三、提取分离,提取 多用乙醇或丙酮等提取后，再用极性较小的溶剂如：乙醚、氯仿等进行萃取。,分离 吸附色谱（SiO2、Al2O3）HPLC Sephadex LH20 反相填料RP-18 高分子分离材料MCI等,第三节 木脂素,一、结构类型二、理化性质三、提取分离四、结构鉴定五、生物活性,（一）紫外光谱:多数木脂素的二个取代芳环是两个孤立的发色团,两者紫外吸收峰位置相近,吸收强度是两者之和,立体构型对紫外光谱没有影响。紫外光谱可用于

16、区别芳基四氢萘、芳基二氢萘和芳基萘型木脂素，还可确定B环双键的位置。,四、结构鉴定,-失水苦鬼臼脂素的UV分析:-失水苦鬼臼脂素-失水苦鬼臼脂素-失水苦鬼臼脂素 max:311 nm max:290 nm max:350nm,四、结构鉴定,（二）红外光谱 确定内酯环（三）光学活性 圆二色谱（CD）测定（三）核磁共振谱 根据化合物的 基本骨架结构类型、碳数、对称性 取代基含氧取代基、烷基（四）质谱 分子离子峰分子量,第三节 木脂素,一、结构类型二、理化性质三、提取分离四、结构鉴定五、生物活性,五、生物活性,1.抗肿瘤作用 鬼臼毒素类木脂素能显著抑制癌细胞的增殖:2.肝保护和抗氧化作用 五味子果实中的各种联苯环辛烯类木脂素,均有保肝和降低血清谷丙转氨酶作用,用于肝炎的治疗。五味子酯甲，联苯双酯3.抗HIV病毒作用鬼臼毒素类和五味子素类木酯素4.对中枢神经系统的作用如：镇静、兴奋作用,5.血小板活化因子拮抗活性6.平滑肌解痉作用7.毒鱼作用8.杀虫作用9.其他作用,谢谢大家!,