第三章-苯丙素类

天然药物化学NATURALPRODUCTSCHEMISTRY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OHOHOHCOOHNH2COOHOHNH2COOHOHOHCOOHOHCOOHCH2O-glcOH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木脂素类OHCOOHOMeOOHCOOHglcOHOHOOOHCH2OHOHOMe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：R1R2COOHOHOHOHOHOH桂皮酸对羟基桂皮酸HHHOCH3OCH3R1R2咖啡酸阿魏酸异阿魏酸OHOHOHOHOOCOHOHOC绿原酸（chlorogenicacid）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α-吡喃酮。环上常有取代基。OHCOOHOO顺邻羟基桂皮酸香豆素12345678其中被药典收载的有秦皮、白芷、独活、前胡、菌陈、补骨脂等㈠简单香豆素类㈡呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)㈣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。OOHO7-羟基香豆素取代基：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）OOOHOOOOOOOOOOOOOH-----7位8位6位3位如：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)（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：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㈡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(pyranocoumarins)(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。吡喃香豆素类成分的生物合成途径：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'㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(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（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。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。OOMeOOHOOMeOMeOOOMeOOMeOOOMeOMe黄檀内酯rutaculinkotamin（二聚体）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（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）OOCOO-OOH-H+COO-OH+OHCOOHOH-，长时间or顺式邻羟基桂皮酸的盐反式邻羟基桂皮酸UV（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。OOOHCOONaHONH2.ClHOHNHOHOOHNHOOFeFe3+H+CC1/3(红色)2与酚类试剂的反应具有酚羟基，可与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Gibb’s试剂、Emerson试剂反应。机制如下：Gibb’s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。OHHONBrBrClONBrBr-OONBrBrO+pH9~10OHHNNNH2CH3CH3OK3Fe(CN)6NNNCH3CH3OO+[O]氨基安替比林（红色）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：274nm——苯环311nm——吡喃酮环有含氧取代时：最大吸收将发生红移。217nm和315～330nm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3175~3025cm-1——C-H伸缩振动1750~1700cm-1——内酯环羰基伸缩振动1680~1660cm-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）1270~1220cm-1，1100~1000cm-1——内酯环强吸收1660~1600cm-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：OO+++---C3、C6、C8-H在较高场C4、C5、C7-H在较低场当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（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-H7.7d,J=9HzC6-H6.9dd,J=9,2.5HzC8-H7.0d,J=2.5Hz（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（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——+30ppm邻位碳——-13ppm对位碳——-8ppmOO160.4116.4143.6118.8128.1124.4131.8116.4153.9（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。O+.OOO-CO++146(76)118(100)OOOC8H8O+OOOC6H5+-COM+176(100)148(82)CH3OCH3O..++-CO120(8)-CH3.+133(83)-CO+105(12)-CO77(27)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——canolideA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。1234567891'2'3'4'5'6'7'8'9'αβ123456789αβ1'2'3'4'5'6'7'8'9'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。88'αβ33'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（cinnamylalcohol）2.桂皮酸（cinnamicacid）3.丙烯基酚（propenylbenzene）4.烯丙基酚（allylbenzene）木脂素的命名大多采用俗名COOH常见类型如下：（一）木脂素类1.二苄基丁烷类（dibenzylbutanes）CH2OHCH2OHMeOMeOOMeOMe叶下珠脂素phyllanthin2.二苄基丁内酯类（dibenzyltyrolactones）OOOOOOOO扁柏脂素hinokinin3.芳基萘类（arylnaphthalenes）有芳基萘、芳基二氢萘、芳基四氢萘OOOO奥托肉豆蔻脂素otobain4.四氢呋喃类（tetrahydrofurans）OOO7-O-7'7-O-9'9-O-9'5.骈双四氢呋喃类（furofurans）6.联苯环辛烯类（dibenzocyclooctenes）OOOOOO(+)-细辛脂素OMeMeOMeOMeOMeOOMe五味子甲素(+)-deoxyschizandrin（二）新木脂素（neolignan）1.尤普麦特苯骈呋喃型（C-8－C-3′/C-7－O-4′型）OOOOCH3尤普麦特烯17893′4′1′7′8′9′