第五章黃酮類化合物

1、第五章 黃酮類化合物,第一節(jié) 概述黃酮類化合物大多具有顏色，在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成苷，一部分以游離形式存在。,黃酮類化合物廣泛分布于植物界中，而且生理活性多種多樣，引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛重視，研究進(jìn)展很快。,僅截止到1974年為止，國(guó)內(nèi)外已發(fā)表的黃酮類化合物共1674個(gè)（主要是天然黃酮類，也有少部分為合成品，其中苷元902個(gè)，苷722個(gè)），并以黃酮醇類最為常見，約占總數(shù)的三分之一，其次為黃酮類，占總數(shù)的四分之一以上，其余則較少見。

2、至于雙黃酮類多局限分布于裸子植物，尤其松柏綱，銀杏綱和鳳尾綱等植物中。至1993年，黃酮類化合物總數(shù)已達(dá)到4000個(gè)。,一、黃酮類化合物生物合成的基本途徑以前，黃酮類化合物(flavonoids)主要是指基本母核為2-苯基色原酮(2-phenyl-chromone)類化合物，現(xiàn)在則是泛指兩個(gè)苯環(huán)（A-與B-環(huán)）通過中央三碳鏈相互聯(lián)結(jié)而成的一系列化合物。,生物合成研究表明A環(huán)來自于三個(gè)丙二酰輔酶A，B環(huán)來自于桂皮酰輔酶A,二、結(jié)構(gòu)分類和

3、結(jié)構(gòu)類別間的生物合成關(guān)系根據(jù)中央三碳鏈的氧化程度、B-環(huán)連接位置（ 2-或3-位）以及三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀等特點(diǎn)，可將重要的天然黃酮類化合物分類如下：,（一）黃酮類黃酮類是以2-苯基色原酮為基本母核，3位無含氧取代的一類化合物。天然黃酮A環(huán)的5，7位幾乎同時(shí)帶有羥基，而B環(huán)常在4’位有羥基或甲氧基，3’位有時(shí)也有羥基或甲氧基。,黃酮類(flavones),常見的黃酮及其苷類有芹菜素、木犀草素、黃芩苷等。,芹菜素,木犀草素,黃芩苷,（

4、二）黃酮醇類黃酮醇類在黃酮基本母核的3位上連有羥基或其他含氧基團(tuán)。,黃酮醇(flavonol),常見的黃酮醇及其苷類有山柰酚、槲皮素、楊梅素、蘆丁等。,山柰酚,楊梅素,槲皮素 R=H蘆丁 R=蕓香糖,（三）二氫黃酮類二氫黃酮類結(jié)構(gòu)可看作是黃酮基本母核的2、3位雙鍵被氫化而成。,二氫黃酮類　　（Flavanones）,如橙皮中的橙皮素和橙皮苷；甘草中的甘草素和甘草苷。,橙皮素 R=H橙皮苷 R=蕓香糖,甘草

5、素 R=H甘草苷 R=glc,（四）二氫黃酮醇類二氫黃酮醇是黃酮醇類的2、3位被氫化的黃酮類化合物，而且常與相應(yīng)的黃酮醇共存于同一植物中。,二氫黃酮醇類 （Flavanonols）,如滿山紅葉中的二氫槲皮素和槲皮素共存，桑枝中的二氫桑色素和桑色素共存。,二氫槲皮素,二氫桑色素,黃柏葉中具有抗癌活性的黃柏素-7-O-葡萄糖苷也屬于二氫黃酮醇類。,黃柏素-7-O-葡萄糖苷,（五）異黃酮類異黃酮類母核為3-苯基色原酮的結(jié)構(gòu)，即B

6、環(huán)連接在C環(huán)的3位上。,異黃酮類（Isoflavanone）,豆科植物葛根中所含有的大豆素、大豆苷、大豆素-7，4’-二葡萄糖苷、葛根素和葛根素木糖苷均屬于異黃酮類化合物。,大豆素 R1=R2=R3=H大豆苷 R1=R3=H R2=glc葛根素

7、 R2=R3=H R1=glc大豆素-7，4’-二葡萄糖苷 R1=H R2=R3=glc葛根素木糖苷 R1=glc R2=xyl R3=H,（六）二氫異黃酮類二氫異黃酮具有異黃酮的2、3位被氫化的基本母核。,二氫異黃酮類（Isoflavanones）,如中藥廣豆根當(dāng)中含有的紫檀素、三葉豆紫檀苷、高麗槐素具有抗癌活性，苷的活性強(qiáng)于苷元。毛魚藤中所含有的魚藤酮也屬于二氫

8、異黃酮的衍生物，具有較強(qiáng)的殺蟲和毒魚作用。它們都屬于二氫異黃酮類的衍生物。,紫檀素 R=CH3三葉豆紫檀苷 R=glc高麗槐素 R=H,魚藤酮,（七）查耳酮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為二氫黃酮C環(huán)的1、2位鍵斷裂生成的開環(huán)衍生物，即三碳鏈不構(gòu)成環(huán)。,查耳酮類（Chalcones）,在酸的作用下，查耳酮可轉(zhuǎn)化為無色的二氫黃酮，堿化后又轉(zhuǎn)為深黃色的2’-羥基查耳酮。,2’-羥基查耳酮,二氫黃酮,如紅花的花中含有的紅花苷,紅花苷,

9、（八）二氫查耳酮類二氫查耳酮為查耳酮αβ雙鍵氫化而成。,二氫查耳酮類（Dihydrochalcones）,二氫查耳酮在植物界分布極少，如薔薇科梨屬植物根皮和蘋果種仁中含有的梨根苷。,梨根苷,（九）橙酮類（噢口弄類）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為C環(huán)為含氧五元環(huán)。母核碳原子的編號(hào)也與其他黃酮類不同。,橙酮類,此類化合物較少見，主要存在于玄參科、菊科、苦苣苔科以及單子葉植物沙草科中，如在黃花波斯菊花中含有的硫磺菊素屬于此類。,硫磺菊素,（十）花色素類結(jié)構(gòu)

10、特點(diǎn)是基本母核的C環(huán)無羰基，1位氧原子以（金羊）鹽形式存在。,花色素類（Anthocyanidins）,花色素在中藥中多以苷的形式存在?；ㄉ厥鞘怪参锏幕ā⒐?、葉、莖等呈現(xiàn)藍(lán)、紫、紅等顏色的色素，如矢車菊苷元、飛燕草苷元和天竺葵苷元以及它們所組成的苷最為常見。,矢車菊苷元 R1=OH R2=H飛燕草苷元 R1=R2=OH天竺葵苷元 R1=R2=H,（十一）黃烷醇類根據(jù)C環(huán)上的3，4位存在羥基的情況分為黃烷-3-醇和黃烷-3，4-二

11、醇。1.黃烷-3-醇類，又稱兒茶素類,黃烷三醇類（Flavan-3-ols）,主要存在于含鞣質(zhì)的木本植物中。如兒茶素為中藥兒茶中的主要成分，有四個(gè)光學(xué)異構(gòu)體，但在植物中主要有異構(gòu)體兩個(gè)，兒茶素和表兒茶素。,兒茶素,表兒茶素,2.黃烷-3，4-二醇類又稱為無色花色素類，,黃烷－3，4－二醇類（Flavan-3,4-diols),這類化合物在植物界中分布很廣，在含鞣質(zhì)的木本植物和蕨類植物中更為多見，如：無色矢車菊素。,無色矢車菊素,（十

12、二）雙苯吡酮類又稱為苯駢色原酮，母核由苯環(huán)和色原酮的2，3位駢合而成，是一種特殊類型的黃酮類化合物。,常分布在龍膽科、藤黃科、百合科植物當(dāng)中，如：存在于石葦、芒果葉和知母葉中具有止咳去痰作用的異芒果素。,異芒果素,（十三）高異黃酮基本母核為3-芐基色原酮,高異黃酮類（Homoisoflavones）,（十四）其他黃酮類包括雙黃酮類，黃酮木脂體類，生物堿型黃酮等。,銀杏素,榕堿,水飛薊素,天然黃酮類化合物多和糖形成苷而存在，并且由于

13、糖的種類、數(shù)量、連接位置及連接方式不同，組成了各種各樣的黃酮苷類。,組成黃酮苷的糖類主要有單糖、雙糖類、三糖類和?；穷?。單糖類：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。,雙糖類：槐糖（glc ?1→2 glc）、龍膽二糖(glc ?1→6 glc)、蕓香糖(rh ?1→6 glc)、新橙皮糖（rh ?1→2 glc）、刺槐二糖（rh ?1→6 gal）等。,三糖類：龍膽三糖(glc ?1→

14、6 glc ?1→2 fru)、槐三糖(glc ?1→2 glc ?1→2 glc)等。酰化糖類：2-乙酰葡萄糖、咖啡?；咸烟?caffeoylglucose)等。,黃酮苷中糖的連接位置與苷元的結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。如黃酮醇類常形成3-， 7-， 3’-， 4‘-單糖苷，或3，7-， 3，4’-及7，4’-雙糖鏈苷等。,除氧苷外，天然黃酮類化合物中還發(fā)現(xiàn)有C-鍵苷，如：葛根黃素木糖苷。和葛根素共同構(gòu)成了中藥葛根擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈的有效成分。

15、,葛根黃素木糖苷,三、黃酮類化合物的生物活性,1. 對(duì)心血管系統(tǒng)的作用Vp樣作用：蘆丁、橙皮苷等有Vp樣作用，能降低血管脆性及異常通透性，可用作防治高血壓及動(dòng)脈硬化的輔助治療劑。擴(kuò)冠作用：蘆丁、槲皮素、葛根素、人工合成的立可定。降血脂及膽固醇：木樨草素,蘆丁是從我國(guó)獨(dú)有的國(guó)槐的花蕾中提取的植物藥，具有降低毛細(xì)血管的異常通透性和脆性的作用，是心腦血管保護(hù)藥，是國(guó)內(nèi)治療心腦血管疾病制劑的主要成分，國(guó)外還大量用于食品添加劑和化妝品的生

16、產(chǎn)當(dāng)中。,2. 抗肝臟毒作用從水飛薊種子中得到的水飛薊素等黃酮類化合物具有保肝作用，用于治療急、慢性肝炎、肝硬化及多種中毒性肝損傷。（+）-兒茶素(Catergen)也具有抗肝臟毒作用，可治療脂肪肝及因半乳糖胺或四氯化碳等引起的中毒性肝損傷。,3. 抗炎蘆丁及其衍生物羥乙基蘆丁、二氫槲皮素等具抗炎作用。 4. 抗菌及抗病毒作用如木樨草素、黃芩苷、黃芩素。,5. 解痙作用異甘草素、大豆素等解除平滑肌痙攣；大豆苷、葛根黃素等葛

17、根黃酮類可緩解高血壓患者的頭痛等癥狀；杜鵑素、川陳皮素、槲皮素、山柰酚、芫花素、羥基芫花素等還具有止咳祛痰的作用。,6. 雌性激素樣作用大豆素(daidzein)等異黃酮具有雌性激素樣作用，可能是因?yàn)樗鼈兣c己烯雌酚結(jié)構(gòu)類似。,7.瀉下作用如中藥營(yíng)實(shí)中的營(yíng)實(shí)苷A有致瀉作用。,8. 清除人體自由基作用黃酮類化合物多具有酚羥基，易氧化成醌類而提供氫離子，故有顯著的抗氧特點(diǎn)。另外還有降血脂、血糖，抗動(dòng)脈粥樣硬化及抗癌、抗突變等作用。

18、,第五章 黃酮類化合物,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),1、性狀黃酮類化合物多為晶狀固體，少數(shù)（如黃酮甙類）為無定形粉末。2、旋光性甙元中，二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇具有手性碳，具旋光性，其余黃酮類無旋光性。甙類結(jié)構(gòu)中含糖的部分結(jié)構(gòu)，故均有旋光性，且多為左旋。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),3、顏色黃酮的色原酮部分無色，在2-位上引入苯環(huán)后，即形成交叉共軛體系，使共軛鏈延長(zhǎng)

19、，因而呈現(xiàn)出顏色。黃酮、黃酮醇及其甙類多顯灰黃~黃色，查耳酮為黃~橙黃色，異黃酮類顯微黃色，二氫黃酮、二氫黃酮醇不顯色。在上述黃酮、黃酮醇分子中，尤其在7-倍及4’-位引入—OH及—OCH3等供電基后，化合物的顏色加深，但在其它位置引入—OH、—OCH3等供電基影響較小?；ㄉ凹捌溥霸念伾SpH不同而改變，一般顯紅色( pH8.5)等顏色。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),4、溶解度:一般來說，游離甙元難溶或不溶于水，易溶于甲

20、醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有機(jī)溶劑及稀堿液中?；ㄉ霸ɑㄇ嗨兀╊愐噪x子形式存在，水溶度較大。黃酮類甙元分子中羥基數(shù)越多，水中的溶解度越大。黃酮甙類，水溶性比相應(yīng)甙元為大；糖鏈越長(zhǎng)，則水溶度越大，一般易溶于水、甲醇、乙醇等強(qiáng)極性溶劑中，但難溶或不溶于苯、氯仿等有機(jī)溶劑中。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),5、酸堿性:酸性黃酮類化合物因分子中多含有游離酚羥基，故顯酸性，可溶于堿性溶液中。酸性強(qiáng)弱順序依次為：7，4’-二OH &

21、gt;7-或4’-OH>一般酚OH >5-OH 。此性質(zhì)可用于提取、分離及鑒定工作。堿性黃酮類化合物分子中γ-吡喃酮環(huán)上的1-位氧原子，因有未共用的電子對(duì)，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強(qiáng)無機(jī)酸，如濃硫酸、鹽酸等生成（佯）鹽，但生成的（金羊）鹽不穩(wěn)定，加水可分解。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),6、顯色反應(yīng)1）鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應(yīng)：多數(shù)黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物顯橙紅~紫紅色，少數(shù)顯紫~藍(lán)色。查耳酮

22、、橙酮、兒茶素類不顯色。異黃酮類一般不顯色。2）四氫硼鈉（鉀）反應(yīng)：NaBH4是對(duì)二氫黃酮類化合物專屬性較高的一種還原劑。與二氫黃酮類化合物產(chǎn)生紅~紫色。其它黃酮類化合物均不顯色。3）鋁鹽：生成的絡(luò)合物多為黃色（λmax=415nm），并有熒光，可用于定性及定量分析。常用試劑為1%三氯化鋁或硝酸鋁溶液。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),4）鉛鹽：常用1%醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液，堿式醋酸鉛反應(yīng)能力更強(qiáng)，可生成黃~紅色沉淀。5

23、）鋯鹽：多用2%二氯氧化鋯（ZrOCl2）甲醇溶液。黃酮類化合物分子中有游離的3-或5-OH存在時(shí)，均可反應(yīng)生成黃色的鋯絡(luò)合物。3-OH，4-酮基絡(luò)合物的穩(wěn)定性>5-OH，4-酮基絡(luò)合物（僅二氫黃酮醇除外）?！籍?dāng)反應(yīng)液中接著加入枸櫞酸后，5-羥基黃酮的黃色溶液顯著褪色，而3-羥基黃酮溶液仍呈鮮黃色（鋯—枸櫞酸反應(yīng)）〗。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),6）鎂鹽：二氫黃酮、二氫黃酮醇類與醋酸鎂的甲醇溶液，加熱可顯天藍(lán)色熒光，

24、若具有C5-OH，色澤更為明顯。而黃酮、黃酮醇及異黃酮類等則顯黃~橙黃~褐色。7）氯化鍶（SrCl2）：在氨性甲醇溶液中，可與分子中具有鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)的黃酮類化合物生成綠色~棕色乃至黑色沉淀。8）三氯化鐵反應(yīng)：多數(shù)黃酮類化合物因分子中含有游離酚羥基，與三氯化鐵水溶液或醇溶液可產(chǎn)生正反應(yīng)，呈現(xiàn)顏色；當(dāng)含有氫鍵締合的酚羥基時(shí)，顏色更明顯。,第二節(jié) 黃酮類化合物的性質(zhì)與顏色反應(yīng),9）硼酸顯色反應(yīng)：在無機(jī)酸或有機(jī)酸存在條件下，5-羥基黃酮及