第5章黄酮类化合物.ppt

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1、第5章 黄酮类化合物 一.概述 二.黄酮类化合物的性质 三.黄酮类化合物的提取分离 四.黄酮类化合物的结构分析 五.黄酮类化合物的应用,一.概述 黄酮类化合物是在植物中分布最广的一类物质，它们常以游离态或与糖结合成苷的形式存在。它们对植物的生长、发育、开花、结果以及抵御异物的侵入起着重要的作用。由于其分布广且部分化合物在植物中的含量较高，而且多数化合物易以结晶形式获得，所以它们是较早被人类发现的一类天然产物。据估计，经植物光合作用所固定的碳约有2%（每年约1109吨）转变成黄酮类化合物或与其紧密相关的其它化合物。黄酮类化合物实际上存在植物的所有部分，在花、果实、叶中较多。黄酮类化合物大多存在于

2、一些有色植物中，如松树皮提取物、绿茶提取物、银杏叶提取物、红花提取物中。,1.基本结构和分类 黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮的一系列化合物。天然黄酮类化合物母核上常有-OH、-OCH3等取代基，由于这些助色基团的存在使该类化合物多显黄色。,目前该类化合物是泛指两个芳环（A与B）通过三碳链相互连结而成的一系列化合物，由15个碳原子组成的基本结构如右。,从广义上讲，黄酮类化合物是由C6C3C6构成的化合物的总称 1952年以前，黄酮类化合物主要指基本母核为2苯基色原酮的系列化合物,6-硝基-4-二氢色原酮,6-溴-4-二氢色原,酮,茵陈色原酮,“紫色黄金”蜂胶含有20多种黄酮类物质“

3、世界上最完美食品”仙人掌中含丰富的黄酮类物质,二、分布 黄酮类分布于芸香科、石南科、唇形科、伞形科、豆科等异黄酮类分布于豆科、鸢（yun）尾科、桑科双黄酮类分布于裸子植物、如：银杏科、杉科查耳酮和橙酮分布于菊科、玄参科、败酱科二氢黄酮类分布于姜科、杜鹃花科、菊科、蔷薇科、豆科二氢黄酮醇分布于蔷qing薇科、豆科,三、结构与分类 根据结构，可将黄酮类化合物分为：（一）黄酮 黄酮约占黄酮类化合物总数的四分之一结构特点：具有2苯基色原酮生物活性：心血管功能，抗菌，抗炎，止咳代表物：木犀草素、芹菜素、黄芩苷、黄芩素,1、木犀草素来源：落花生（壳）、金银花生物活性：抗菌，止咳，抗炎，心血管作用,黄酮化合

4、物分类黄酮,金 银 花功能：清热解毒、抗菌临床：用于流行性感冒、上呼吸道感染、温病发热 金银赚尽世人忙，花发金银满架香；蜂蝶纷纷成对过，始知物态也炎凉,黄酮化合物分类黄酮,2、芹菜素,来源：芫花、芹菜性质：黄色粉末，几乎不溶于水，部分溶于热乙醇，溶于稀KOH溶液，无臭无味生物活性：降血压、扩张末梢血管、止咳祛痰、抗病毒、抗炎,黄酮化合物分类黄酮,芹 菜,芹菜最早是被应用在医学上，现在也被称为“厨房里的药物”芹菜素是芹菜中的重要成分,黄酮化合物分类黄酮,3、黄芩苷、黄芩素,来源：黄芩生物活性：黄芩苷：抗菌、消炎、抗感染、抑制醛糖还原酶 黄芩素：抗菌、抗病毒、消炎、保肝、利胆 临床：黄芩苷：防治糖

5、尿病并发症 黄芩素：治疗急慢性炎症,黄酮化合物分类黄酮,黄 芩,黄芩的主要成分有黄芩苷、黄芩素、次黄芩素等 临床 清热、泻火、解毒、止血,黄酮化合物分类黄酮,（二）黄酮醇,黄酮醇类约占黄酮类化合物总数的三分之一 结构特点：C3位上连接有羟基代表物：槲皮素、芦丁,黄酮化合物分类黄酮醇,1、槲皮素,性质：黄色针状结晶，几乎不溶于水，溶于乙醇、冰醋酸生物活性：抗炎、止咳祛痰、降血压、扩张冠状动脉、增加冠脉血流量应用：用于治疗慢性支气管炎、冠心病、高血压来源：苹果、葡萄、洋葱,黄酮化合物分类黄酮醇,2、芦丁,性质：浅黄色针状结晶，溶于水、甲醇生物活性：抗炎、抗病毒、维持毛细血管抵抗力、降低毛细血管通透

6、性、减少毛细血管脆性、抑制醛糖还原酶活性应用：用于治疗各种血管疾病，脑溢血，高血压，慢性支气管炎；食用染料来源：槐花,黄酮化合物分类黄酮醇,槐 花,豆科植物槐树的干燥花及花蕾槐米常用来提取芦丁和槲皮素,黄酮化合物分类黄酮醇,（三）二氢黄酮,结构特点：C2、C3键饱和代表物 橙皮苷、甘草苷、甘草素,黄酮化合物分类二氢黄酮,1、橙皮苷,性质：白色细针状晶体，强烈苦味（酶解成糖基和苷元后，苦味消失），难溶于水，仅溶于碱液，热乙醇、热甲醇生物活性：维持血管正常渗透压、减低血管脆性应用：高血压的辅助药物，防止动脉粥样硬化、心肌梗塞、流血不止、治疗伤风感冒来源：陈皮,黄酮化合物分类二氢黄酮,2、甘草苷、甘

7、草素来源：豆科植物甘草的根生物活性：抑制溃疡，抗炎，杀菌,黄酮化合物分类二氢黄酮,（四）二氢黄酮醇,结构特点：C2、C3键饱和，且C3上有羟基代表物：杜鹃素、水飞蓟宾,黄酮化合物分类二氢黄酮醇,杜鹃素,性状 黄色结晶性粉末，无臭，无味，不溶于水，溶于乙醇、乙醚、易溶于丙酮,黄酮化合物分类二氢黄酮醇,朱霞焰焰山枝动，绿野声声杜鹃来,药理 祛痰，止咳，平喘临床 治疗慢性支气管炎及其它痰多咳嗽的病症来源 杜鹃科植物,黄酮化合物分类二氢黄酮醇,水飞蓟宾,来源：菊科植物水飞蓟的种子性质：白色晶体，无臭，味苦，易溶于丙酮、乙醇，难溶于氯仿，不溶于水生物活性：保肝、改善肝功能、增强肝细胞再生应用：治疗急慢性

8、肝炎、肝硬化、中毒性肝损伤,黄酮化合物分类二氢黄酮醇,（五）异黄酮,结构特点：具有3苯基色原酮基本骨架 来源：豆科代表物：葛根素、大豆异黄酮,黄酮化合物分类异黄酮,葛根素性状：白色或微黄色结晶状粉末来源：野葛的干燥根中生物活性：扩张冠状动脉，降低血压，减慢心率，降低心肌耗氧指数、降低胆固醇和血黏度，改善微循环，保护心肌应用：用于心肌梗死、心绞痛、视网膜动静脉阻塞、突发性耳聋的治疗,黄酮化合物分类异黄酮,大豆异黄酮来源：豆科植物性质：白色或淡黄色粉末，具苦味，可溶于热水，易溶于乙醇，难溶于氯仿等有机溶剂生物活性：弱雌激素样与抗雌激素样作用，抗癌，提高机体免疫力，抗氧化作用 应用：防治癌症，治疗动

9、脉粥样硬化，提高免疫力,黄酮化合物分类异黄酮,（六）二氢异黄酮,结构特点：具有3苯基色原酮基本骨架，且C2、C3键被饱和代表物：紫檀素,黄酮化合物分类二氢异黄酮,紫檀素生物活性：抗癌来源：豆科植物广豆根,黄酮化合物分类二氢异黄酮,（七）查耳酮,结构特点：三碳链未成环来源：红花、甘草代表物：红花苷,黄酮化合物分类查耳酮,红花苷来源：红花红花的生物学特点：红花在开花初期，花冠呈淡黄色；开花中期，花冠呈深黄色；开花后期呈红色,黄酮化合物分类查耳酮,（八）二氢查耳酮,结构特点：三碳链未成环，且C2、C3键被饱和代表物：次苦参醇素,黄酮化合物分类二氢查耳酮,（九）黄烷醇,结构特点：C2、C3键饱和，C3

10、或C4上连有羟基，C4上不连双键氧代表物：儿茶素,黄酮化合物分类黄烷醇,儿茶素,结构特点：黄烷3醇类化合物来源：含单宁的木本植物中生物活性：防治心血管疾病，抗氧化、抗菌、除臭,黄酮化合物分类黄烷醇,（十）花色素,结构特点：C环具有两个双键，C3位有OH，其氧原子带有碱性，能与酸结合成盐性质：可溶于水、乙醇，其水溶液因PH值不同而表现出不同颜色功用：使植物的花、果、叶等呈现颜色生物活性：清除自由基，抗氧化代表物：飞燕草素、矢车菊素、金银草素,黄酮化合物分类花色素,（十一）双黄酮,结构特点：由两分子黄酮衍生物通过CC键，或C-O-C键缩合而成来源：裸子植物代表物：银杏双黄酮、穗花杉双黄酮,黄酮化合

11、物分类双黄酮,银杏双黄酮,来源：银杏叶 生物活性：扩张冠状动脉血管、降血压应用：治疗冠心病、调血脂，降胆固醇,黄酮化合物分类双黄酮,四、黄酮苷的构成方式 黄酮苷主要有氧苷和碳苷两种1、氧苷 苷元与糖以C-O-C方式连接例如黄芩苷、橙皮苷,黄酮苷的构成氧苷,2、碳苷,苷元与糖以C-C方式连接 如葛根苷、牡荆苷,黄酮苷的构成碳苷,2.黄酮苷的构成方式 黄酮类化合物的三种形态：游离态黄酮；黄酮苷；与鞣酸形成酯。其中黄酮苷种类较多，连接方式主要有两种。(1)O-糖苷 苷元与糖以C-O-C方式连接，例由单糖形成的黄芩苷、双糖形成的橙皮苷等。除了单糖基苷类外，二糖基黄酮苷类在豆科植物中比较普遍。,(2)C

12、-糖苷 除O-糖苷外，天然黄酮类还发现C-糖苷，糖基大多连接在6或8位上。例如牡荆苷，葡萄糖基不通过氧原子直接连在8位碳上；再如葛根苷，有治疗心肌缺血的药理作用并用于治疗冠心病，葡萄糖基也直接连在8位碳上。,(3).构成黄酮苷的糖类 单糖类 单糖主要有D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。例由-D-葡萄糖醛酸形成的黄芩苷。双糖类 常见双糖有麦芽糖、乳糖、新橙皮糖、芸香糖、龙胆二糖等。例芸香糖，又称芦丁糖，由-L-鼠李糖通过-1,6-糖苷键和D-葡萄糖组成。龙胆二糖，由-D-葡萄糖通过-1,6-糖苷键和D-葡萄糖组成。例由芸香糖与苷元形成橙皮苷。,三糖类

13、常见三糖主要有有槐三糖、鼠李三糖、龙胆三糖等，例龙胆三糖由-D-葡萄糖与蔗糖组成。,酰化糖类 主要有2-乙酰葡萄糖、4-咖啡酰基葡萄糖等。例山奈素-3-O-(4”-咖啡酰基)葡萄糖苷。,黄酮苷中糖的连接位置与苷元的结构有关。例如花色苷类，多在3-OH上连有一个糖，或形成3,5-二葡萄糖苷。黄酮醇类常形成3-,7-,3-,4-单糖苷；或3,7-,3,4-及7,4-二糖苷。,五、黄酮类化合物的生理功能,1、对心血管系统的作用（1）降低血管脆性及异常通透性 如芦丁、橙皮苷、儿茶素、香叶木苷（2）扩张冠状动脉 如芦丁、槲皮素、葛根素（3）抑制血小板聚集及血栓形成 如木犀草素（4）降低血脂 如槲皮素临床

14、：防治高血压、动脉硬化、脑血栓,黄酮化合物的生理功能,2、肝保护作用 如水飞蓟宾 临床：治疗急慢性肝炎、肝硬化、多种中毒性肝损伤3、抗氧化、清除自由基功能 大多数的黄酮类化合物都具有较强的抗自由基及抗脂质过氧化作用 如花青素、槲皮素、芦丁、葛根素、甘草黄酮,黄酮化合物的生理功能,4、类雌激素作用例如：大豆异黄酮、大豆黄酮,黄酮化合物的生理功能,第二节 理化性质,一、性状 1、状态：多为结晶性固体，少数为无定形粉末 2、颜色：黄酮类化合物一般都具有颜色黄酮、黄酮醇及苷类 灰黄-黄色 查耳酮 黄-橙黄色 二氢黄酮、二氢黄酮醇 无色 异黄酮 微黄色 花色素及其苷类 PH7红色；PH（7，8）紫色；P

15、H 11蓝色,黄酮化合物的理化性质性状,二、溶解性 1、游离苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱水溶液中 2、二氢黄酮、二氢黄酮醇、二氢异黄酮类较易溶于水 3、花色素类易溶于水 4、黄酮类苷元分子中引入羟基，将增大其在水中的溶解度,黄酮化合物的理化性质溶解性,（1）分子的立体结构 平面型分子 非平面型分子 黄酮 二氢类（C-环半椅式结构）黄酮醇 异黄酮（羰基与B-环立体障碍）查耳酮 交叉共轭 分子间排列不紧密，水分子易于进入 水溶度小 水溶度大,黄酮类化合物的理化性质,R=OH 二氢黄酮醇,R=H 二氢黄酮,（2）取代基团的性质、数目、连接位置 引入羟基，数目多

16、，7、4-位，水溶度较大。羟基甲基化（-OCH3）,水溶度降低。,黄酮类化合物的理化性质,（1）三糖苷 双糖苷 单糖苷 苷元（2）3-O-糖苷 7-O-糖苷（平面性分子）（3）花色素(平面性分子,离子型)非平面性分子 平面性分子,2.黄酮苷(亲水性),5、黄酮类苷元分子中引入的羟基经甲基化后，将增大其在有机溶剂中的溶解度如：川陈皮素，难溶于水，易溶于石油醚等有机溶剂6、黄酮苷易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂，难溶或不溶于苯、氯仿、石油醚等有机溶剂,黄酮化合物的理化性质溶解性,三、酸碱性1、酸性 黄酮类化合物因具有酚羟基而呈酸性 酚羟基数目及位置不同，则其酸性强弱也不同 以黄酮为例，其酸性强弱顺序

17、：7,4-二羟基 7,或4羟基 一般酚羟基 5-羟基 2、碱性 黄酮类化合物分子中C环上的1位氧原子上因为有未共用电子对，表现出微弱的碱性，可与强无机酸生成盐,黄酮化合物的理化性质酸碱性,四、显色反应,1、还原显色反应（盐酸-镁粉反应）鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应 黄酮、黄酮醇及二氢黄酮、二氢黄酮醇类,迅速生成红-紫红（个别显紫色-蓝色）异黄酮类除少数外，均不显色 查耳酮不显色,黄酮化合物的理化性质显色反应,2、金属盐类的络合显色反应黄酮类化合物常可与铝盐、铅盐、锆盐、镁盐等试剂生成有色络合物（1）铝盐 常用试剂：1%的AlCl3或Al(NO3)3溶液 现象：生成的络合物为黄色，并有荧光（

18、2）铅盐 常用试剂：1%PbAc2及碱式醋酸铅水溶液 现象：生成黄红色沉淀（3）锆盐 常用试剂：2%ZrOCl2甲醇溶液 现象：生成黄绿色的锆络和物,黄酮化合物的理化性质显色反应,（4）镁盐 常用试剂：MgAc2甲醇溶液 现象：二氢黄酮、二氢黄酮醇类显天蓝色荧光 黄酮、黄酮醇、异黄酮类显黄-橙黄色-褐色（5）氯化锶 常用试剂：SrCl2甲醇溶液 现象：具邻2酚羟基的黄酮类化合物显绿色-棕色-黑色（6）三氯化铁 常用试剂：FeCl3的水溶液或醇溶液 现象：生成绿、蓝、黑、紫等颜色,黄酮化合物的理化性质显色反应,3、硼酸显色反应 黄酮类化合物可与硼酸反应，生成亮黄色 条件：1、分子中具有下列结构

19、2、存在无机酸或有机酸现象：草酸显黄色并具有绿色荧光 枸橼酸的丙酮溶液显黄色,黄酮化合物的理化性质显色反应,4、碱性试剂显色反应 观察样品用碱性试剂处理后的变色情况，可以对黄酮类化合物及其分子中的某些结构特征进行鉴别（1）二氢黄酮类易在碱液中开环，转变成相应的异构体查耳酮类化合物，显橙红色,黄酮化合物的理化性质显色反应,（2）黄酮醇类在碱液中先呈黄色，通入空气后变为棕色（3）具有邻二酚羟基取代或3,4-二羟基取代时，生成由黄色-深红色-绿棕色的沉淀5、荧光显色 黄酮类化合物在紫外灯下可以产生不同颜色的荧光 黄酮类呈现棕色、红棕色或黄棕色 黄酮醇类呈现亮黄色或黄绿色,黄酮化合物的理化性质显色反应

20、,比较下列化合物的水溶性大小：,排列下列化合物的酸性大小次序：,(3)硼酸显色反应 具有如下结构时，才呈正反应。例有草酸存在时，可以显亮黄色并有黄绿色荧光。如与枸椽酸-硼酸的丙酮溶液反应，只呈黄色没有荧光。,(4)碱性试剂显色反应 在日光或紫外光条件下，观察样品用碱性试剂处理后的颜色变化情况，可用于黄酮类化合物的鉴别。例黄酮醇类在碱液中先呈黄色，通入空气后变为棕色，可与其它黄酮类区别。二氢黄酮类易在碱液中开环，转变成相应的异构体查尔酮类化合物，显橙至黄色，橙皮素在碱性试剂中的显色反应如下所示。,(5)紫外可见光下显色 下表列出了黄酮及黄酮醇类化合物纸上的显色反应。,第三节 提取分离,（一）溶剂

21、提取法1、黄酮苷元（1）极性小的苷元，可采用氯仿、乙醚等溶剂提取（2）极性大的苷元，可用甲醇、乙醇、水等溶剂提取（3）多甲氧基的黄酮苷元，极性小，可用苯提取2、黄酮苷 可用水、热水或不同浓度的甲醇、乙醇进行提取3、花色素类 可在水或醇中加入少量酸进行提取,黄酮化合物的提取分离,二.分离方法,（一）溶剂萃取法 黄酮与杂质 分离依据：成分之间 苷与苷元 之间的极性（分配系数K）差异 苷元与苷元 分离工艺：原料的提取浓缩液（水溶液）,依次以石油醚、乙醚、乙酸乙酯、水饱和正丁醇萃取,石油醚液 乙醚液 乙酸乙酯 水饱和正丁醇 母液,（脂溶性杂质）回收 回收 减压回收（水溶性杂质)苷元 单糖苷 多糖苷,（

22、二）pH梯度萃取法 分离依据：游离黄酮类化合物的酸性差异 分离工艺：总游离黄酮的乙醚液,依次以5%NaHCO3、5%Na2CO3、0.2%NaOH、4%NaOH萃取,5%NaHCO3液 5%Na2CO3液 0.2%NaOH液 4%NaOH液 母液,酸化（脂溶性杂质）,7，4-OH黄酮 7或4-OH黄酮 一般-OH黄酮 5-OH黄酮,（二）碱提取酸沉淀法 原理 多数黄酮类化合物易溶于碱水，难溶于酸水 常用试剂 碱液：饱和石灰水溶液、5碳酸钠水溶液、稀氢氧化钠溶液 酸液：盐酸 注意事项（1）酸碱度不宜过大（2）保护邻二酚羟基 优点：经济、安全、方便,黄酮化合物的提取分离,(2)黄酮类化合物易溶于碱

23、水中，可先用碱性水提取，碱性提取液加酸后碱提取酸沉淀法黄酮苷类即可沉淀析出。常用碱为石灰水，常用酸为HCl等。应控制酸碱的浓度，以免破坏黄酮结构或收率低。此法简便易行，橙皮苷、黄芩苷、芦丁等都可用这个方法提取。例从槐米中提取芦丁：槐米(槐树花蕾)加约6倍水，蒸沸，在搅拌下缓缓加入石灰乳至pH89，在此pH条件下微沸2030min，趁热抽滤。合并滤液，在6070的条件下，用浓盐酸将合并滤液调至pH为5，搅匀后静止24h，抽滤。用水将沉淀物洗至中性，60干燥得芦丁粗品，用沸水重结晶，7080干燥后得芦丁纯品。,例如：槐米中芦丁的提取,黄酮化合物的提取分离,2.分离 由于黄酮化合物的性质不同，其分离

24、原理：极性大小不同，利用吸附能力进行分离；酸性强弱不同，利用梯度pH萃取法进行分离；分子大小不同，利用葡聚糖凝胶分子筛进行分离；分子中某些特殊结构，利用与金属盐络合能力的不同进行分离。常用分离方法有柱层析法、高效液相色谱分析(HPLC)等。,常用吸附剂包括硅胶、氧化铝、纤维粉、聚酰胺、活性炭、淀粉等。根据吸附剂不同，柱层析方法可以分成下面几种：,(1)硅胶柱层析 应用最广，非极性与极性化合物都能用。适用于分离黄酮类，黄酮醇类，二氢黄酮类，二氢黄酮醇类，异黄酮类，黄酮苷元。选择合适的选脱剂是关键，各种洗脱剂的洗脱能力：石油醚四氯化碳苯氯仿乙醚乙酸乙酯吡啶丙酮正丙醇乙醇甲醇水。,(2)活性炭吸附法

25、 活性炭来源容易，价格便宜。在水中吸附力大，有机溶剂中吸附力小；对大分子化合物的吸附力大于对小分子化合物的吸附力。主要适于苷类的精制工作。方法：在植物中用甲醇萃取得到的提取液，经过炭柱，依次加沸腾沸水、甲醇、7%酚/水(大部分黄酮洗下)、15%酚/醇，洗脱液减压浓缩至小体积，用乙醚萃取除去残留酚，余下部分减压浓缩得较纯黄酮苷类。(3)离子交换法 提取、分离、纯化可一步达到，适用于稀释倍数大的黄酮，可除去黄酮类化合物中的水溶性杂质。先用阴（或阳）离子交换树脂吸附黄酮，然后用水洗涤柱子，把水溶性杂质除去，再用甲醇把黄酮类化合物依次洗脱下来。,(4)聚酰胺柱层析 最适用于黄酮类化合物的分离，是目前最

26、有效而简便的方法。常用洗脱剂：水、1020%乙醇(或甲醇)适于黄酮苷的分离；氯仿、氯仿/甲醇、甲醇适于黄酮苷元的分离。具体操作：聚酰胺经80100目筛去掉小于0.002nm的粒子，加水调成糊状，装1/2柱高，待沉降后，慢慢放掉水，用20%甲醇样品液上样，先用水洗脱，再依次用20%、30%、40%、75%、100%甲醇洗脱，每一段洗脱液用可见光或紫外光检查颜色，直到看不到色点，最后用0.34.5N盐酸洗脱。如果洗脱速度慢，可减压抽。每100ml(床体积)聚酰胺可上样1.52.5g。柱恢复：用5%NaOH洗，然后用水洗，再用10%乙酸洗，最后用蒸馏水洗至中性。,(5)葡聚糖凝胶柱层析 固定相葡聚糖

27、凝胶为具有许多孔隙的网状结构的固体，有分子筛的性质。分离游离黄酮，主要靠吸附作用，吸强弱取决于含多少羟基。分离黄酮苷，决定于分子筛属性，洗脱时黄酮苷基本按分子量由大到小流出。分离黄酮实例：40g葡聚糖LH-20装柱(2.533cm)，将166mg芸香苷和75mg槲皮素溶于22ml甲醇中上柱，用甲醇洗脱(4ml/min)，芸香苷在190250ml流分中，槲皮素在390460ml流分中。,四.黄酮类化合物的结构分析 黄酮类化合物分析的一般步骤：(1).与标品或文献对照熔点值，纸层析或薄层层析得到的Rf值。(2).分析对比样品在甲醇溶液中，及加入酸碱或重金属盐类(如AlCl3)等试剂后得到的紫外光谱

28、。(3).解析样品或其衍生物的核磁共振谱。(4).进行质谱分析或进行必要的降解合成，以求最后确证。有些黄酮苷比较复杂，常先水解黄酮苷，分别分析水解下来的糖和苷元的结构，再来确定黄酮苷的结构。,1.黄酮苷的水解(1)酸水解 用HCl，H2SO4，HOAc，HCOOH等水解，酸的种类与浓度、水解温度、反应时间的选择，由水解的要求和苷的结构所决定。黄酮C-苷在一般水解条件下是不能被水解的。例木糖基异牡荆苷的水解：2mg木糖基异牡荆苷溶于10%HOAc中，室温18h，减压蒸馏，残渣进行纸层析，其单一色点，与异牡荆苷水解后的色点一致。用木糖，葡萄糖作标样对比。,（2）酶水解 一种温和、专一、简便的方法。

29、常用水解酶，-葡萄糖苷酶、-葡萄糖醛酸酶、-鼠李糖苷酶和花青苷酶等。水解规律：大多数黄酮如3位、4位、7位葡萄糖苷易水解，只需几分钟。黄酮醇3位糖苷，37需24h以上才能水解。例木犀草7-D-葡萄糖苷的水解，1mg溶于2ml pH5的缓冲溶液中，加1mg-D-葡萄糖苷酶，37，放10h，减压浓缩，用纸层析检测。,2.糖的分析 水解下来的糖大多为已知糖，可用纸层析、气相色谱等鉴定，同时与已知糖的标准品对照。(1)纸色谱 操作快，准确度较高，成本低。但不能分辨-糖和-糖。常用展开剂：正丁醇/乙酸/水(4:1:5)、正丁醇/乙酸/乙醇/水(4:1:1:2)、水饱和的苯酚、乙酸乙酯/吡啶/水(12:5

30、:4)等。(2)气相色谱 首先制备成三甲基硅醚衍生物或全甲基化衍生物，再进行气相色谱鉴定，并与已知糖的相应衍生物对照。气相色谱灵敏度较纸色谱高，可分辨别-糖和-糖，例-鼠李糖比-鼠李糖的滞留时间小。但分子量大的糖不能分析。,3.苷元的鉴定 苷元的的鉴定一般通过衍生物的制备、谱学解析即可完成。如果有己知物的标准品，再经过混合熔点测定、红外光谱对照等，使鉴定更另可靠。(1)衍生物的制备 黄酮类化合物常用衍生物：乙酰化物和甲基化物。制备衍生物的目的有两个：与文献中己知化合物的理化数据（包括谱学数据）对照，加以鉴定；是将这些衍生物与原化合物的谱学数据进行比较而推定结构。,例如：酚羟基乙酰化后，可使羟基

31、对紫外光谱的贡献消失，并可使邻、间、对位质子的1H-核磁共振信号向低场位移0.3、0.15、0.5ppm，以此可推定羟基的取代位置。此外，乙酰化或甲基化后使各种谱学数据的测定更加容易，因此，不管是已知物鉴定，还是未知物的结构分析，这两种衍生物的制备都是不可少的。,乙酰化物的制备 羟基乙酰化：乙酐或乙酰氯；常用催化剂：吡啶、乙酸钠、浓硫酸、对甲苯磺酸等，所用试剂都必需无水。方法：将样品溶解于少量无水吡啶中，加两倍量乙酐，室温放置35天，然后将反应物倒入冰水中，静止数小时后析出结晶，过滤后以适当溶剂重结晶即可。该法的优点是方法简便、反应温和，几乎能定量地得到反应产物。,甲基化物的制备 酚羟基甲基化

32、：重氮甲烷，硫酸二甲酯 方法：样品溶于甲醇或乙醚中，加入过量的重氮甲烷乙醚溶液，在通风橱中放置过夜。薄层检查反应如不完全，继续加入过量重氮甲烷乙醚液，直至反应完全为止。蒸去溶剂后以适当溶剂重结晶。该法的优点是反应产物便于处理，产量高，但5-位羟基因生成氢键不易甲基化，可改用硫酸二甲酯或其它方法甲基化。,(2)谱学数据的测定 由于一般的黄酮类化合物结构比较简单，用紫外光谱、核磁共振谱、质谱分析，必要时制成衍生物进行测定，即可推出结构。,UV 多数黄酮类化合物在240400nm范围有二个主要吸收带：带：300380nm，是由B环桂皮酰基系统的电子跃迁引起的吸收；带：240280nm，是A环苯甲酰基

33、系统的贡献。一些黄酮类化合物(甲醇中)紫外光谱特征：黄酮及黄酮醇类的带、带皆为强峰；异黄酮、二氢黄酮和二氢黄酮醇是弱强(带常为肩峰)；查尔酮及橙酮类为强弱。位移试剂作用：根据光谱的变化，可以推测酚羟基等取代基的位置及数目。例：黄酮、黄酮醇，甲醇钠可推测有无4-OH或3-OH，乙酸钠可推测7-OH，乙酸钠-硼酸可确定有无邻二酚羟基，三氯化铝加盐酸光谱与甲醇光谱对比可确定有无5-OH或3-OH等。此外，邻二酚羟基还可通过氯化锶反应加以区别，3-OH或5-OH可借助锆-枸橼酸反应进行区别。,二氢黄酮（醇）异黄酮（二氢）（由B环产生的桂皮酰系统不存在，带I弱，带II强）,黄酮类化合物在甲醇中紫外光谱特

34、征,黄酮类化合物母核UV吸收特征,母核类型 带II（nm）带I（nm）备注黄酮 250280（强）304350（强）典型的交叉共轭系统黄酮醇（3-OH取代）328357（强）3-OH供电减弱，使黄酮黄酮醇（3-OH游离）358385（强）3-OH供电共轭，带1红移,异黄酮 245278（强）(sh)桂皮酰系统破坏 二氢黄酮（醇）270295（强）(sh)查耳酮 220270（弱）340390（强）橙酮 230270（弱）370430（强）花青素（苷）270280 465560（可见区）,（2）取代基团对共轭吸收的影响,黄酮类核中引入-OH（酚羟基）等供电基团，使共轭程度增强，相应的吸收峰红移。

35、一般，A环引入 OH，带II红移，B环引入 OH带I红移。羟基甲基化或苷化后，原酚羟基的供电能力下降，引起相应的吸收峰紫移。3-OH甲基化或苷化，带I紫移，5-OH（与羰基形成分子内氢键）甲基化，带I、带II均紫移515nm，4-OH甲基化，带I紫移310nm。羟基乙酰化后，乙酰基的吸电作用，使原来酚羟基对共轭系统的供电能力消失，对光谱的影响亦将完全消失。,黄酮、黄酮醇加入诊断试剂后吸收峰（带I、带II）的位移规律诊断试剂 位移规律 归 属,NaOMe 带I红移4060nm，强度不降 示有4-OH 带I红移5060 nm，强度下降 示有3-OH、但无4-OH,NaOAc 带II红移520nm

36、示有7-OH,2.加入诊断试剂后引起的位移及其在结构测定中的意义,NaOAc/H3BO3 带I红移1230nm 示B环有邻二酚羟基 带II红移510nm 示A环有邻二酚羟基（不包括5，6-邻二酚羟基）,1H-NMR 主要根据C环质子的信号确定黄酮类化合物的结构类型，A、B环质子及取代基质子的化学位移、偶合常数、峰面积等参数，解析取代基的种类、位置、数目及成苷情况等。A环及B环质子的化学位移主要有如下规律：B环上质子较A环上质子的共振峰位于较低场；2-H及6-H一般较B环上其它质子的化学位移大；A环5-H的化学位移较其它A环质子大；酚羟基成苷后，将使邻位碳上氢质子的共振信号向低场方向位移。EI-

37、MS 黄酮类苷元A环上的取代，可通过测定A1+离子的质荷比确定，B环上的取代，可根据B1+离子的质荷比确定。黄酮醇苷元主要以途径裂解，黄酮醇母核上的取代，可通过B2+离子的质荷比推断。,A 环质子 B环质子 C环质子 糖上质子 取代基团质子,芳环质子 芳环质子 与类型有关 端基质子-OH、-CH3、其它质子-OCH3、,-OCOCH3,黄酮类化合物各质子的信号特征（、峰形状、J、峰面积）,6 8ppm，B-H位于较低场5-H最大8.0ppm（羰基去屏蔽）A-H 5.77.9 5-OH 12.40(12.99)B-H 6.5 7.9,7-OH 10.93,1H-NMR谱在黄酮结构研究中的应用,J

38、邻 6 9Hz 3-OH 9.70J间 2 3 Hz 4-OH(10.01)J对 0 1 Hz（不计）3-OH(9.42)峰形状及J与取代有关-OCH33.5 4.10(3H s),6-CH32.042.27(3H s),8-CH32.142.45(3H s)A-环 B-环-OCOCH3(羟基乙酰化)5，7-二OH 4-氧取代 糖上1.652.10(3H s)7-OH取代 3，4-氧取代 苷元2.302.50(3H s),3，4，5-氧取代 glu,H-1 位于低场 较大4.85.70ppm 依、峰形（d、dd）、J 苷元-3-O-glu 5.80左右（1H.d.）J与构型有关Jaa=69Hz

39、，Jae=23A、B-环取代方式推断 苷元-5、7、4-O-glu 5.0左右 rha C-CH3 0.8 1.20(d/m),黄酮 H-3 6.30（1H，s）黄酮醇 C-环无质子异黄酮 H-2 7.6 7.80（1H，s）受1-氧原子和4-羰基吸电影 响,较大二氢黄酮 H-2 中心5.2(1H,dd.Jaa=11.0Hz,Jae=5.0Hz)两个H-3 中心2.8(1H,dd.J偕=17.0Hz,Jaa=11.0Hz)(1H,dd.J偕=17.0Hz,Jae=5.0Hz)二氢黄酮醇 H-2 4.85.0（1H，d.Jaa=11.0Hz）H-3 4.1 4.3（1H，d.Jaa=11.0Hz

40、）查耳酮 H-a 6.7 7.40(1H,d.J反=17.0Hz)H-7.0 7.70(1H,d.J反=17.0Hz)橙酮=CH 6.5 6.70（1H，s）,13C-NMR谱中黄酮类化合物结构中的中央三碳核的信号特征,C=O C-2（或C-）C-3（或C-a）归属,174.5184.0(s)160.5163.2(s)104.7111.8(d)黄酮类 149.8155.4(d)122.3125.9(s)异黄酮类 147.9(s)136.0(s)黄酮醇类 182.5182.7(s)146.1147.7(s)111.6111.9(d)橙酮类(=CH-)188.0197.0(s)136.9145.4

41、(d)116.6128.1(d)查耳酮类 75.080.3(d)42.844.6(t)二氢黄酮类 82.7(d)71.2(d)二氢黄酮醇类,黄酮类化合物有两种基本裂解方式，见下图。,五.黄酮类化合物的应用 黄酮类化合物曾在工业上用作染料和抗氧化剂。近几十年来，发现黄酮类化合物具有多种生理功能，在药品、食品等许多方面有较大的应用价值。,1.天然甜味剂(1)甘草酮 甘草酮(C20H18O4)：白色淡黄色粉末，m.p.245246。甜味剂，甜度是蔗糖的200倍。特点：很容易溶于水、乙醇中，不溶于乙醚、氯仿中，如有少量溶于乙醚或氯仿则说明不纯。,(2)新橙皮苷二氢查尔酮 分子式为C28H30O25，白

42、色针状结晶体，m.p.52154，碘值120，饱和水溶液的pH 6.25，252升水中可溶1g，溶于稀碱，在乙醚、无机酸中不溶，甜度为糖精的710倍。较稳定，无吸湿性，属低热量甜味剂。,制备成粉末状：未成熟柑桔用橙皮苷酶作用切去鼠李糖，再用碱还原，变成具甜味的橙皮素-7-葡萄糖苷二氢查尔酮，然后放入淀粉中，加葡萄糖基转移酶制成具果实风味的甜味剂。,2.天然抗氧化剂 黄酮类化合物A、B环上有多个酚羟基，C2与C3之间有双键，有自由的C3-羟基和酮基，因此具有潜在的抗氧化活性。酮基和3位或5位羟基联合作用，可以螯合金属离子，因而削弱微量金属的助氧化作用。有人研究了黄酮类化合物的抗氧化性质，认为黄酮

43、是作为一级抗氧化剂而起作用的，它们具有显著的抗氧化性能。,(1)洋槐黄素 洋槐黄素在金桔果皮中的含量较高。m.p.325330。去甲二氢愈疮木酸脂具较强的抗氧化性，洋槐黄素抗氧化性为它的二倍。,(2)密橘黄素 m.p.134137，桔皮中的含量高，也具较强的抗氧化性。,3.保健食品(1)杨梅黄素 杨梅黄素是一种天然色素，具维生素C样的活性。由于B环上有三个邻羟基，具有强抗氧化性，其清除羟自由基的效果很好。杨梅黄素还可改善心脑血管通透性，具抗脆性。因此杨梅黄素可用作保健品，食品的添加剂。,(2)橙皮苷 橙皮苷m.p.257260，与维生素P功效类似，可代替维生素P，具防血管脆弱性，是治疗冠心病药

44、物的重要原料之一。橙皮苷B环上相邻位置有二个羟基和烷氧基，具抗氧化性，可作药品或食品添加剂。橙皮苷的其它应用，在化妆品中使用此类化合物，较维生素C效果更好，并有一定抗癌作用。,4.化妆品中应用(1)护肤霜 黄酮类化合物的紫外吸收范围为250400nm，略带黄色，具防晒作用，可添加于护肤霜中。(2)染发剂 黄酮类化合物在B环上3,4位上有羟基，可与Al、Mg、Fe等元素形成有色络合物。(3)抗氧化剂 黄酮类化合物B环上相邻位置有二个或二个以上羟基和烷氧基，具抗氧化性，可添加于高档化妆品中。,5.天然色素(1)高梁色素 溶于水和丙二醇，pH7，红褐色。对光和热较稳定。用于畜产、水产、点心及植物蛋白

45、的着色。主要成分有黄酮类、黄酮醇类。,(2)可可色素 黄烷-3,4-二醇类，3,4-位可能含一个或二个羟基，可溶于水，乙醇，丙二醇。颜色随pH改变而改变,对光，热稳定。,(3)红花黄色素 红花中含有。可溶于水，稀乙醇，难溶于无水乙醇和油脂。pH 7时黄色，对光、热稳定，但遇Fe2+变黑色。遇到Ca2+、Sn2+、Mg2+、Cu2+、Al3+也会变色，应用于饮料、葡萄酒、密饯、化妆品中。有以下三种主要成分。,6.药品中的应用 黄酮类化合物是临床上治疗心血管疾病的良药，有强心、扩张冠状血管、抗心律失常、降压、降低血胆固醇、降低毛细血管渗透性等作用。如橙皮苷是治疗冠心病药物的重要原料之一。许多黄酮类

46、化合物具有抗癌作用，其作用方式是能减少甚至消除一些化学致癌物的致癌毒性。黄酮类化合物对一些致突剂和致癌物有拮抗作用。例芹菜素、槲皮素对黄曲霉素B1与DNA加合物的形成有抑制作用。槲皮素及其衍生物可有效诱导微粒体芳烃羟化酶和环氧化物水解酶使多环芳烃和苯并芘通过羟化或水解失去致癌活性。,一些黄酮类化合物有抗肝中毒和保肝作用，例水飞蓟素：已作为防治肝炎和保肝药物出售，临床上用于治疗急、慢性肝炎，肝硬化及多种中毒性肝损伤。水飞蓟素的结构1979年才完全确定。,7.银杏黄酮 银杏又称公孙树、白果树，是最古老的中生代植物之一，有活化石之称，属我国特产珍贵药用植物。近年来研究证明，银杏叶含有多种化学成分，在

47、治疗心血管和脑系统疾病方面显示出很大优势。以银杏叶为原料的产品广泛用于医药、保健、食品等行业，均已取得了较好的经济效益和社会效益。,黄酮类化合物占银杏提取物的5.9，已分离出黄酮类化学成分35种,主要是单黄酮、双黄酮及苷类和儿茶素类物质。除黄酮类化合物外，银杏提取物还含有萜内酯化合物、有机酸、多糖、酚类、氨基酸、甾类、微量元素等。银杏黄酮的六种主要成份：表儿茶酸(Epicatechin)、儿茶酚(catechin)、芸香苷(rutin)、芹菜素(apigenin)、毛地黄黄酮(luteolin)、栎精(quercetin)。,8.梅花黄酮 梅花的药用：梅花是一种广泛的装饰性植物，在日本，梅花被

48、用于食品酱菜和饮料中。在中药中，梅花的各个部分例如未成熟的果实，叶子，枝干，种子等均被用于中药制剂中。梅花的花更是被广泛的用于解毒，键胃，祛痰和镇静等方面，同时可以治疗眼病以及皮肤过敏等疾病。提取：用甲醇从新鲜梅花中提取出的新物质对醛糖还原酶和血小板凝聚有抑制作用。作为多羟基化合物里的一种重要酶类，据报道醛糖还原酶能催化还原葡萄糖为山梨醇，山梨醇不能渗出细胞膜，细胞内的山梨醇积聚与一些慢性病如糖尿病、白内障有关。,将梅花在回流状态下用甲醇萃取三次，减压蒸馏挥发掉溶剂，得甲醇萃取物250克（8.3%），将230克甲醇萃取物分配至乙酸乙酯-水（体积比为1:1）的溶液中，亲水相用1-丁醇萃取，分别从

49、乙酸乙酯溶液和1-丁醇溶液相中真空除去溶剂，得39.2克（1.4%）和51.3克（1.8%）的残物质。把乙酸乙酯液相用正相硅胶色谱(n-正己烷-乙酸乙酯（5:1-1:1 v/v）-氯仿-甲醇(10:1-1:1v/v-甲醇)淋洗得到的物质（35.0g）分成8份(分别为6.5g，1.1g,5.0g，5.2g，3.9g，4.4g，1.2g，4.5g）。第8份用反相硅胶色谱140g,甲醇-水(50:50,v/v)和HPLC甲醇-水(60:40,v/v)得到2”-氧代乙酰芸香苷（1.40mg,0.0016%）和2”-氧代乙酰-3-氧代甲基芸香苷（2.20mg，0.00008%）。,从梅花中提取物中分出的

50、二种新黄酮醇苷 2”-氧代乙酰芸香苷和2”-氧代-3-氧代甲基芸香苷的结构如下。它们对大鼠醛糖还原酶有较好的抑制作用。,(2)碱提取酸沉淀法 黄酮类化合物易溶于碱水中，可先用碱性水提取，碱性提取液加酸后黄酮苷类即可沉淀析出。常用碱为石灰水，常用酸为HCl等。应控制酸碱的浓度，以免破坏黄酮结构或收率低。此法简便易行，橙皮苷、黄芩苷、芦丁等都可用这个方法提取。例从槐米中提取芦丁：槐米(槐树花蕾)加约6倍水，蒸沸，在搅拌下缓缓加入石灰乳至pH89，在此pH条件下微沸2030min，趁热抽滤。合并滤液，在6070的条件下，用浓盐酸将合并滤液调至pH为5，搅匀后静止24h，抽滤。用水将沉淀物洗至中性，6