天然药物化学-黄酮类(图文并茂)

黄酮类化合物FLAVONOIDS第五章黄芩黄酮类化合物，是自然界存在的一类具有多方面生理和药理作用的物质，蜂胶中含的黄酮类化合物其品种和数量都非常丰富，有关科研人员从各种不同的蜂胶中，分离和鉴定的黄酮类化合物就有桷皮素等46种，其中，5，7-二羟基-3,4二甲基黄酮和5-羟基4，7-二甲氧基双氢黄酮，首次从蜂胶中发现，成为蜂胶中独特的有效成分。不同产地、不同的胶源植物种类，其所含的黄酮类化合物的品种和数量不同。研究人员(1985年)测定了中国产的蜂胶样品，其黄酮平均含量为10.31％±0.29％。医学工作者发现，许多治疗冠心病的中草药和有活血化瘀作用的中药，都含有黄酮类成分。因此，黄酮类化合物是一种具有重要药理作用的化合物。仅截止到1974年为止，国内外已发表的黄酮类化合物共1674个（主要是天然黄酮类，也有少部分为合成品，其中苷元902个，苷722个），并以黄酮醇类最为常见，约占总数的三分之一，其次为黄酮类，占总数的四分之一以上，其余则较少见。至于双黄酮类多局限分布于裸子植物，尤其松柏纲，银杏纲和凤尾纲等植物中。至1980年，黄酮类化合物总数已达到2721个。至1993年，黄酮类化合物总数已达到4000个。在20世纪30年代中期匈牙利科学家艾伯特‧聖喬其(AlbertSzentGyorgy)首次分离出类黄酮混合物拓展提高黄酮化合物的现状维生素COO5'4'3'2'1'8765432187654321OO6'色原酮2-苯基色原酮（黄酮）一、基本结构和分类（一）基本结构1952年以前，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。第一节概述6'O5'4'3'2'1'87654321C6-C3-C6现在的黄酮类化合物则泛指两个苯环（A与B环）通过中央三碳链相互连接而成的一类化合物。ABC三碳链氧化程度B环（苯基）连接位置（2-位或3-位）以及三碳链是否构成环状6'O5'4'3'2'1'87654321BAC黄酮类化合物的苷元的结构类型根据:分为下列类型：12种OOHOOHOHOHluteolin木犀草素（luteolin），存在于忍冬藤、菊花、浮萍中，具有抗菌作用。1.黄酮类（flavones）抗菌成分主要有:黄芩为清热解毒类中药，黄芩苷(baicalin)次黄芩素(wogonin)等OOOOOH[O]黄芩素(黄色)OOOHHOHO黄芩酶黄芩苷COOHHOOHOHOOOOHHOO槐米中含有:2.黄酮醇类（flavonols）芦丁槲皮素槐米为豆科植物槐树(SophorajdponicaL.)的花蕾。在二千年前我国即作药用，《神农本草经》将愧实列为上品。其中，芦丁是有效成分，可用于治疗毛细血管脆性引起的出血症，并用于高血压的辅助治疗剂。RUTINOOOHHOOHOHOrutinoseOOOHHOOHOHOHQUERCETIN•槲皮素(quercetin)具有抗炎、止咳祛痰等作用。槲皮素片用于治疗支气管炎。此外还有降低血压、增强毛细血管抵抗力、减少毛细血管脆性、降血脂、扩张冠状动脉、增加冠脉血流量等作用。•芦丁(rutin)是槲皮素的3－O芸香糖苷。用于治疗毛细管脆弱引起的出血病，并用作高血压的辅助治疗剂。OCH3OOOOOHOCH3rutinoseO橙皮苷(hesperidin),具有Vp样作用3.二氢黄酮类(flavanones)甘草苷(liquiritin),具有溃疡抑制作用OOOglcHO柚皮素（Naringenin）：来源于芸香科植物柚(CitrusparadisiMacfadyen)的果实；分子式C15H12O5；分子量272.25结构式：柚皮苷OOOHOCH3rutinoseO橙皮苷(hesperidin),具有Vp样作用OCH3OHOHOHOOOHOOHOCH2OHOOHOHOOHOOHOHOOCH2OHOHOCH3水飞蓟素(SILYBIN)4．二氢黄酮醇类(flavanonols)水飞蓟素是二氢黄酮醇与苯丙素衍生物缩合成的黄酮木脂素类成分。具有保肝作用，用于治疗急、慢性肝炎及肝硬化，代谢中毒性肝损伤。查耳酮6'5'4'3'2'1'654321O5．查尔酮类（chalcones）查尔酮为苯甲醛缩苯乙酮类化合物。OHHOOOHO邻羟基查耳酮二氢黄酮二氢黄酮的吡酮环芳香性低，在碱的作用下易开环生成6’-羟基查耳酮，由无色转为深黄色，后者经酸化又能转化为原来的二氢黄酮。其邻羟基衍生物可视为二氢黄酮的异构体，二者可相互转化。菊科植物红花。红花所含的色素-红花苷。是第一个发现的查耳酮类植物成分。SO2氧化酶异构化醌式红花苷(红色)红花苷(carthamone)(黄色)新红花苷(neo-carthamin)(无色)OHOOOOglcOHOHOHOHOOglcOHOOHOHOOglcOH红花在开花初期，花冠呈淡黄色；开花中期，花冠呈深黄色；开花后期或采收干燥过程中由于酶的作用，氧化成红色。取代基7,4'-二OH4'-OH,7-glc7,4'-二OH,8-C-glc化合物名称大豆素大豆苷葛根素OOHOOH主要存在于豆科、鸢(yuan)尾科等植物中。如葛根主要含有下列几种异黄酮类成分。6．异黄酮类(isoflavones)葛根素葛根总黄酮具有扩冠、增加冠脉流量及降低心肌耗氧量等作用。OOHOOHglu大豆素具有类似罂粟碱的解痉作用。大豆苷、葛根素及大豆素均能缓解高血压患者的头痛等症状。OOOHHO大豆素紫檀素OOOOCH3O7．二氢异黄酮类豆科植物紫檀tanGINKGETINOOOHCH3OOCH3OHHOOHOO8．双黄酮类由二分子黄酮衍生物聚合生成的二聚物，多分布于裸子植物中。其主要的活性成分为两类：黄酮类和萜类。德国的银杏专利提取物EGb761（黄酮24%，萜内酯6%）银杏中含有多种双黄酮，如银杏素。矢车菊苷元(兰色)花青素母核OHOOHOHOHO9．花色苷类(anthocyanidins)是使花、叶、果、茎等呈现蓝、紫、红等颜色的色素。以苷的形式存在于细胞液中，经水解可生成苷元——花色素及糖。(+)儿茶素(-)表儿茶素OHOOHOHHOHHOHHOHOOHOHOHOHH10．黄烷-3-醇(flavan-3-ols)及黄烷-3，4-二醇(flavan-3,4-diols)类儿茶87654321异芒果素(isomengiferin)OOHOHOOHOHglc水龙骨科植物石韦中的异芒果素具有止咳祛痰的功效。11．苯骈色酮(xanthanes)OCHHOOHOHO黄花波斯菊花中含有硫磺菊素(sulphuretin)12．橙酮类化合物•天然黄酮类化合物多和糖形成苷而存在，并且由于糖的种类、数量、连接位置及连接方式不同，组成了各种各样的黄酮苷类。组成黄酮苷的糖类主要有:单糖双糖类三糖类酰化糖类单糖类：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。双糖类：槐糖（glc1→2glc）、龙胆二糖(glc1→6glc)、芸香糖(rh1→6glc)、新橙皮糖（rh1→2glc）、刺槐二糖（rh1→6gal）等。三糖类：龙胆三糖(glc1→6glc1→2fru)、槐三糖(glc1→2glc1→2glc)等。酰化糖类：2-乙酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖(caffeoylglucose)等。黄酮苷中糖的连接位置与苷元的结构类型有关,如黄酮醇类常形成3-，7-，3’-，4‘-单糖苷，或3，7-，3，4’-及7，4’-双糖链苷等。•除氧苷外，天然黄酮类化合物中还发现有C-键苷，如：葛根黄素木糖苷。和葛根素共同构成了中药葛根扩张冠状动脉的有效成分。OOOHHOOCH2OHHOOOHH葛根黄素木糖苷OOHOOHglu葛根素糖糖醋酸-丙二酸途径莽草酸途径RCH2COCoACoAOOCOHx3OHOOH查耳酮OOOHOO二、黄酮类化合物的生物合成途径A环来自三个丙二酰辅酶AB环来自桂皮酰辅酶A三、黄酮类化合物的生物活性1.对心血管系统的作用•Vp样作用：芦丁、橙皮苷等有Vp样作用，能降低血管脆性及异常通透性，可用作防治高血压及动脉硬化的辅助治疗剂。•扩冠作用：芦丁、槲皮素、葛根素、人工全合成的力可定(乙氧黄酮)。•降血脂及胆固醇：木樨草素芦丁是从中国所独有的国槐的花蕾中提取的植物药，也称维生素P，具有降低毛细血管的异常通透性和脆性的作用，是心脑血管保护药，国内用于心脑血管药品制剂的主要成分，国外还大量用于食品添加剂和化妆品。鉴别：(1)取本品的细粉少许，加氢氧化钠试液5mL，溶液显橘黄色。(2)取本品的细粉少许，加乙醇15mL，微热使芦丁溶解，溶液分成二份：一份中加盐酸1mL与金属镁或金属锌数小粒，渐显红色；另一份中加三氯化铁试液1滴，显棕绿色。芦丁片2.抗肝脏毒作用•从水飞蓟种子中得到的水飞蓟素具有保肝作用，用于治疗急、慢性肝炎、肝硬化及多种中毒性肝损伤。•（+）-儿茶素(catergen)也可抗肝脏毒作用，治疗脂肪肝及因半乳糖胺或四氯化碳等引起的中毒性肝损伤。本品为菊科植物水飞蓟（紫花）[Silybummarianum(L)Gacntm的果实，经提取精制所得的淡黄色粉末，或结晶性粉末。无味、无臭、易溶于丙酮、醋酸乙酯、乙醇及由醇、难溶于氯仿，不溶于水，主要化学成份为水飞蓟宾（Silybin)C25H22O10及其异物等黄酮类物质。功能与主治：本品具有保肝及降血脂作用，用于治疗慢性肝炎，早期肝硬变、代谢中毒性肝损伤及高血脂症。水飞蓟片3.抗炎芦丁及其衍生物羟乙基芦丁、二氢槲皮素等具抗炎作用。4.抗菌及抗病毒作用如木樨草素、黄芩苷、黄芩素5.解痉作用异甘草素、大豆素：解除平滑肌痉挛；大豆苷、葛根素及葛根总黄酮可缓解高血压患者的头痛等症状；杜鹃素、川陈皮素、槲皮素、山奈酚、芫花素、羟基芫花素：止咳祛痰。己烯雌酚HOOH大豆素(dadzein)OOHOOH6.雌性激素样作用大豆素(daidzein)等异黄酮具有雌性激素样作用，可能与它们与己烯雌酚结构类似。7.清除人体自由基作用黄酮类化合物多具有酚羟基，易氧化成醌类而提供氢离子，故有显著的抗氧特点。另外还有降血脂、血糖，抗动脉粥样硬化及抗癌抗突变等作用。8.抗肿瘤作用抗癌新药Flavopiridol的发现与研制Flavopiridol是一种源于植物（CDYSOXYLUMBINECTARIFERUM）的黄酮类化合物。目前正被用于十几项一期和二期的癌症临床试验。它的早期发现得益于工业界对自然产物的研究兴趣。在从树皮中提取出纯化合物后，前HOECHST公司又进行了结构与人工合成的研究。由此建立了一系列同型物，包括Flavopiridol的专利。最新的研究采用基因芯片的技术发现药物flavopiridol杀伤癌细胞的令人惊讶的机理。这项研究是由美国国家卫生院、美国国家癌症研究院和EMMES公司联合完成的，是把最新的基因工程技术用于医药研究的典范。它是从印度植物中提炼的植物碱，植物的叶和根是印度应用的草药。在NIH大规模抗癌物筛选中，Flavopiridol脱颖而出，成为一种新的低毒性的研究药物。它的治癌机理被认为是作用于激酶，从而阻断细胞循环。这一解释间接地为CDK2-Flavopiridol的复合晶体结构所证实。跨学科外向的合作以及现代技术的应用是加速Flavopiridol和其他后续药物的研究与开发所不可缺少的。cyclindependentkinase(CDK)细胞周期蛋白依赖激酶最近，不同的研究者证实其对艾滋病也有异于其他药物的疗效。第二节黄酮类化合物的理化性质及颜色反应一、性状1.多为结晶性固体，少为（如黄酮苷类）无定形粉末。2.旋光性：游离苷元中，除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷、黄烷醇及双黄酮有旋光外，其余无旋光性。苷类由于结构中引入糖的分子，均有旋光性，且多为左旋。OOOOOO3.颜色：与①分子中是否存在交叉共轭体系②助色团的数目③取代基的位置有关色原酮部分原本无色，但在2位引入苯环后，即形成交叉共轭体系，且通过电子的转移，重排，使共轭链延长，而表现出颜色。•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