天然药物化学第4章苯丙素类化合物

第五章苯丙素类化合物本章内容概述第一节简单苯丙素类第二节香豆素第三节木脂素概述含义:是指基本母核具有一个或几个C6—C3单元的天然有机化合物类群。广义包括：简单苯丙素类——苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸类（1分子C6—C3单元）香豆素类（1分子C6—C3单元）木脂素类（2分子C6—C3单元）木质素类（多分子C6—C3单元）黄酮类（C6—C3—C6单元，另章介绍）本章内容概述第一节：简单苯丙素类第二节：香豆素第三节：木脂素第一节：简单苯丙素类一简单苯丙素类：结构上属于苯丙烷衍生物，依C3侧链的结构变化，可分为苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸等类型。OHMeOOMeMeOOMeMeOOMeOMe（一）苯丙稀类：（二）苯丙醇类：（三）苯丙醛类：CHOCH2OHMeOOMeOglcglc16丁香酚ａ—细辛醚β—细辛醚（苯丙烯）紫丁香苷（苯丙醇）桂皮醛（苯丙醛）（四）苯丙酸类：R1R2COOHOHOHOHOHOH桂皮酸对羟基桂皮酸HHHOCH3OCH3R1R2咖啡酸阿魏酸异阿魏酸二简单苯丙素类的提取与分离一般用有机溶剂或水提取，因简单苯丙素类化合物多具挥发性，是挥发油芳香族化合物的主要组成部分，可用水蒸气蒸馏法提取。其分离，一般用硅胶柱色谱，高效液相色谱等进行分离。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二节香豆素第二节香豆素类一、香豆素的概述和结构与分类二、香豆素的化学性质三、香豆素的提取与分离四、香豆素的检识与结构鉴定第二节香豆素一、香豆素的概述定义：香豆素为具有苯骈α-吡喃酮母核的一类天然产物的总称。在结构上可以看成是顺式邻羟基桂皮酸脱水而形成的内酯类化合物。环上常有取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。OO123456784a8a第二节香豆素一、香豆素的结构类型（一）简单香豆素类（二）呋喃香豆素类（线型和角型）（三）吡喃香豆素类（线型和角型）（四）其他香豆素类第二节香豆素一、香豆素的结构类型（一）简单香豆素类只有苯环上有取代基的香豆素。OOHO7-羟基香豆素可以认为7-羟香豆素（伞形花内酯）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）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）OOOHOOOOOOOOOOOOOH-----7位8位6位3位第二节香豆素一、香豆素的结构类型如：属此类型的香豆素化合物OOMeO7-甲氧基香豆素(herniarin)OOMeO欧芹酚7-甲醚(osthole)OOOOMeMeO当归内酯(angelicone)第二节香豆素一、香豆素的结构类型（一）简单香豆素类（二）呋喃香豆素类(线型和角型)（三）吡喃香豆素类(线型和角型)（四）其他香豆素类第二节香豆素一、香豆素的结构类型（二）呋喃香豆素类(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：OOOHOOOHOOOOHOOOOOOHOOOOHOOO伞形花内酯异戊烯基6位取代异戊烯基8位取代补骨脂内酯白芷内酯线型：补骨脂内酯型角型：异补骨脂内酯型6,7-呋喃骈香豆素型7,8-呋喃骈香豆素型环合的形成过程第二节香豆素一、香豆素的结构类型（一）简单香豆素类（二）呋喃香豆素类（线型和角型）（三）吡喃香豆素类(线型和角型)（四）其他香豆素类第二节香豆素一、香豆素的结构类型（三）吡喃香豆素类（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-α-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。OOOHOOOHOOOOHOOOOOOHOOOOHOOO伞形花内酯异戊烯基6位取代异戊烯基8位取代花椒内酯邪蒿内酯线型：角型：6,7-吡喃骈香豆素型7,8-吡喃骈香豆素型环合的形成过程1'2'3'4'1'2'3'4'第二节香豆素一、香豆素的结构类型㈢吡喃香豆素类(线型和角型)少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：OOOMeOOOOO别美花椒内酯dipetalolactone第二节香豆素一、香豆素的结构类型（一）简单香豆素类（二）呋喃香豆素类(线型和角型)（三）吡喃香豆素类(线型和角型)（四）其他香豆素类第二节香豆素一、香豆素的结构类型（四）其他香豆素类指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。OOMeOOHOOMeOMeOOOMeOOMeOOOMeOMe黄檀内酯rutaculinkotamin（二聚体）第二节香豆素一、香豆素的概述和结构与分类二、香豆素的理化性质三、香豆素的提取与分离四、香豆素的检识与结构鉴定第二节香豆素二、香豆素的理化性质（一）性状（二）溶解性（三）内酯的碱水解（四）与酸的反应（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（一）性状游离状态——结晶形固体，有一定熔点；也有呈玻璃态或液态。大多具有芳香气味；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，有7-OH取代的荧光更强。成苷后——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）内酯的碱水解（四）与酸的反应（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㈡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）内酯的碱水解（四）与酸的反应（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㈢碱水解反应（内酯性质）OOCOOOCOOOOHOH--H+----(不易游离存在）顺邻羟桂皮酸（安定状态）反邻羟桂皮酸长时间加热H+不环合第二节香豆素二、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）与酸的反应（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：指在酸性条件下，异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合OOOHOMeOOOHOMeOOOMeOHCOOH+apigravin二氢吡喃香豆素中间体生成叔(仲)阳碳离子第二节香豆素二、香豆素的化学性质（四）酸的反应1.环合反应：形成环的大小决定于中间体阳碳离子的稳定性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：环合试验可以确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OOOHMeOOOOHMeOOOMeOO+HBrobliquetin二氢香豆素中间体为仲阳碳离子呋喃2醚键的开裂烯醇醚,遇酸醚键开裂3双键加水反应4香豆素的酸性：来源于7-OH及酚羟基，其中7-OH酸性更强。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（加成反应和氧化反应）在控制条件下氢化的先后次序为OO共轭苯环羰基导致双键性较弱，而不易加成。侧链不饱和键环上双键（吡喃或呋喃环）C3、C4双键在控制条件下，高锰酸钾氧化C3、C4双键；络酸氧化侧链双键；臭氧先氧化侧链双键，在氧化（呋喃）吡喃上双键，最后氧化C3、C4双键。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）OHNHOOFe香豆素OH-开环盐酸羟胺缩合异羟肟酸H+Fe+++异羟肟酸铁红色第二节香豆素二、香豆素的化学性质（六）呈色反应2、Gibb反应和Emerson反应试剂：Gibb——2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺Emerson——4-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——呈阳性香豆素GibbEmerson试剂与酚羟基对位活性氢综合蓝色红色第二节香豆素二、香豆素的化学性质（六）呈色反应Gibb反应：OHHOBrBrNClONBrOBrONBrOBr+--蓝色缩合物pH9~10一、香豆素的结构类型二、香豆素的化学性质三、香豆素的提取与分离四、香豆素波谱学特性第二节香豆素第二节香豆素三、香豆素的提取与分离方法(一）提取EtOH不同浓度药材回收溶剂加水水溶液有机溶剂萃取石油醚苯乙醚乙酸乙酯醇提液1.溶剂提取法；用溶剂提取获得提取物，也可上大孔树脂得脂溶和水溶两部分。2.碱溶酸沉淀：3.水蒸气蒸馏法：第二节香豆素三、香豆素的提取与分离方法(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。乙醚萃取液NaHCO3/H2OEt2O稀萃取酸性成分酚性成分（中性成分）挥干加NaOH/H2O进行水解碱液加提出不水解的成分碱液加中和加萃取香豆素类内酯成分NaOH/H2ONaHCO3/H2OEt2OEt2ONaOH/H2OEt2OEt2OH+Et2OEt2OH2O萃取第二节香豆素三、香豆素的提取与分离方法(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、香豆素的检识和结构研究第二节香豆素四、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、检识：1.理化检识（荧光，显色反应）2.色谱检识二、结构研究第二节香豆素四、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：274nm（240—-280）——苯环（稍强）311nm——吡喃酮环（稍弱）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（一）紫外光谱（二）红外光谱（三）1H-NMR（四）13C-NMR（五）质谱第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（二）红外光谱3025~3175cm-1——C-H伸缩振动1700~1750cm-1——羰基伸缩振动1500~1600cm-1——芳环吸收1600~1650cm-1——出现1~3个较强峰第二节香豆素四、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：OO+++---C3、C6、C8-H在较高场C4、C5、C7-H在较低场第二节香豆素四、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：OOHHC3-Hd,J3,4=9.5HzC4-Hd,J3,4=9.5Hz6.1~6.47.5~8.3OOHR(R)(H)C3或C4-H——1H,S峰信号第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C7-OR时：OOROHHHHH+-+C7-ORC3-H-0.17ppmC3-HC4-H~6.23d,J3,4=9.5Hzd,J3,4=9.5Hz~7.64C5-H7.38d,J5,6=9HzC6-HC8-H6.872H,m峰第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C5，C7二氧取代：OOROOR1HHHC8-HC6-Hd,J=2Hzd,J=2Hz尖峰与C4-H有远程偶合C8-HC6-H区别第二节香豆素四、香豆素的波谱学特性（三）1H-NMR当C7-OR、C8或C6烷基取代时：OOROHHR1OOROHR1HC5-HC6-H~7.3d,J=9Hz~6.8d,J=9HzC5-HC8-H~7.2s~6.7s有远程偶合第二节香豆素四、香豆素的