天然药物化学第三章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 苯丙酸类,第二节 香豆素类,第三节 木脂素,第三章 苯丙素类,(phenylpropanoids),苯丙素类化合物,C6-C3,香豆素类化合物,C6-C3,木脂素类化合物,(C6-C3)n,基本概念,二、苯丙素的提取,1%-2%FeCl3,甲醇溶液,Pauly,试液（重氮化硫胺酸）,Gepfner,试剂（,1%,亚硝酸钠,+10%,醋酸）,Millon,试剂（含有亚硝酸的硝酸汞）,三、苯丙素的波谱特征,苯丙酸化合物,波长,(MeOH,OH,nm),苯丙酸化合物,波长,(MeOH,nm),邻羟基桂皮酸,214,273,325,绿原酸,(3-,咖啡酰基奎宁酸,),240,325,间羟基桂皮酸,214,232,276,312,新绿原酸,(5-,咖啡酰基奎宁酸,),245,328,对羟基桂皮酸,210,233,293,302,310,1-,咖啡酰基奎宁酸,245,327,咖啡酸,217,240,297,325,1-,阿魏酰基葡萄糖,327,329,阿魏酸,217,233,297,320,对羟基桂皮酰基鼠李糖,229,312,异阿魏酸,217,240,292,322,1-,咖啡酰基葡萄糖,247,332,(,一,),紫外光谱,(UV),（二）,IR,1,、,33003500 cm-1,2,、,14401650 cm-1,（三）,1,H NMR,1,、苯环邻间位取代：,6.0-7.5,J,=8,2Hz,2,、反式烯键,:,6.2-7.8,J=16 Hz,；,3,、烃基,:,2.0-4.0,。,FAB-MS,（,m/z,）,521M+H+,：,C,22,H,32,O,14,。,IR,：,3391,OH,1724,C=O,1603,，,1518,，,993,。,苯环,举例：,3.87(3H,，,s),7.02(1H,，,d,，,1.5 Hz),7.23(1H,，,d,，,7.9 Hz),6.91(1H,，,dd,，,7.9,，,1.5 Hz),，,3.04(2H,，,t,，,7.5 Hz),2.84(2H,，,t,，,7.5 Hz),，,4.0-6.2,处存在,14,个质子。,碳谱在,65-106,处存在,12,个碳信号，并且碳谱数据与蔗糖一致。,HMBC,显示蔗糖基单元中葡萄糖的,6,-,位两个质子,(4.82,，,5.06),与,(173.2),有相关，表明,6,-,羟基与氢化阿魏酸的羧基形成酯,。,第二节 香豆素,（,coumarin,）,是指邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称。,苯骈,-,吡喃酮母核的基本骨架。,7-,羟基香豆素是香豆素类化合物的母体。,生合成途径,一、香豆素的结构类型,（一）简单香豆素类,七叶内酯 当归内酯 葡萄内酯,（二）呋喃香豆素类,异戊烯基缩合呋喃环的一系列化合物,。,线型呋喃香豆素,角型呋喃香豆素,紫花前胡内酯 补骨脂素 异佛手柑内酯,（三）吡喃香豆素类,异戊烯基缩合形成吡喃环的一系列化合物,。,线型吡喃香豆素,角型吡喃香豆素,美花椒内酯 白花前胡苷 北美芹,素,（四）其它香豆素类,主要指在,-,吡喃酮环上有取代的香豆素类化合物或者香豆素的二聚体及三聚体等。,双七叶内酯,.,亮菌甲素,二、香豆素的理化性质,（一）性状,1,、游离香豆素性质,2,、香豆素苷，粉末状，多数无香味，也不具有挥发性和升华性等,3,、紫外紫色荧光，在碱性溶液中荧光增强。,（二）溶解性,1,、游离香部分溶于热水，但难溶或者不溶于冷水；易溶于苯、乙醚、三氯甲烷、丙酮、乙醇和甲醇等有机溶剂。,2,、香豆素苷类则是可溶于甲醇、乙醇及水；难溶于苯、乙醚和三氯甲烷等低极性有机溶剂。,（三）内酯的性质,1,、遇到稀碱溶液可以开环，形成溶于水的顺式邻羟基桂皮酸盐；酸化后，又立即合环，形成不溶于水的香豆素类成分。,注：如果长时间放置在碱液中或者紫外光照射，顺式邻羟基桂皮酸盐就会转化成为稳定的反式邻羟基桂皮酸盐，再酸化时就不会合环。,2,、碱性条件下，香豆素类化合物的内酯环打开，与盐酸羟胺缩合生成异羟肟酸，在酸性条件下再与,Fe3,络合呈现红色。,（四）显色反应,1,、三氯化铁试剂产生颜色反应。,2,、,Gibbs,试剂：,2,6,二溴苯醌氯亚胺及,Emerson,试剂：,4-,氨基安替比林呈现颜色反应。,Gibbs,反应,2,、,Emerson,反应,三、香豆素的提取与分离,1,、提取,甲醇、乙醇或者水提取，用石油醚、乙醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取，将提取物分为极性不同的五个萃取物部分。,2,、分离,方法包括经典柱色谱、制备薄层色谱和高效液相色谱等。,四、香豆素的波谱学特征,无含氧取代,274nm(loge 4.03,II,带,),311nm(loge 3.72,I,带,),含氧取代,7-,氧取代,217,330(s),240,255(w),位移试剂,峰位 强度,+,乙酸钠：,7-OH,红移 增强,6,，,8-OH,红移 降低,+AlCl,3,：邻二羟基 红移,II,I,（,二）紫外光谱,（三）红外光谱特征,1700-1750 cm,-1,内酯,C=O,1270-1220 cm,-1,内酯,C=O,1600-1650 cm,-1,3,苯环,（三）质谱,1,、一般具有较强的分子离子峰，在质谱中最常出现的是失去一系列,CO,的碎片离子峰。,2,、母体香豆素有强的分子离子峰，基峰是失去,CO,的苯骈呋喃离子。,3,、取代香豆素出现一系列失去,CO,峰,。,4,、呋喃香豆素失去,CO,的苯骈呋喃离子。,（四）,1,H-NMR,1,、,H-3,和,H-4 6.10-6.50,和,7.50-8.20,区域，均为,d,峰，偶合常数大约是,9.5Hz,。,2,、受内酯羰基的影响,H,3,H,6,H,8,在高场，,H,4,H,5,H,7,在低场,3,、,7-OH,香豆素构成苯环的邻间位偶合体系。,6.2,(,d,9.5Hz),d,8.2(,d,9.5Hz,),d,7.7,（,d,9.0 Hz,）,6.9,(dd,9.0,2.0Hz),7.0(d,2.0Hz),表,3-3,常见简单香豆素,1,H-NMR,取代类型,7-,羟基,7,8-,二氧代,6,7-,二氧代,6,7,8-,三氧代,H-3,6.2(d,J,=9Hz),6.1,6.2(d,J,=9Hz),6.14,6.26(d,J,=9Hz),6.19(d,J,=9Hz),H-4,8.2(d,J,=9Hz),7.8(d,J,=9Hz),7.60,7.82(d,J,=9Hz),7.8(d,J,=9Hz),H-5,7.7(d,J,=9Hz),7.25,7.38(d,J,=8Hz),6.77,6.90(s),6.78(s),H-6,6.9(dd,J,=9,2.5Hz),6.95(d,J,=8Hz),H-8,7.0(d,J,=2.5Hz),6.38,7.04(s),（四）,13C-NMR,1,、其中,C-2,是羰基碳，,C-7,位上则常有含氧官能团的取代等因素的影响，在,160,左右；,2,、,C-3,和,C-4,多数没有取代，,C-3,出现在,110-113,区间,而,C-4,则在,143-145,范围内产生信号；,3,、母核上的,C-9,信号出现在,149-154,区间，而,C-10,在,110-118,范围产生信号。,4,、有含氧基取代时，,+30,，它的邻位和对位碳,-13,和,-8,。,116,118,128,124,116,160,160,154,143,香豆素的生物活性,（一）毒性,（二）抗病毒作用,（三）抗肿瘤作用,（四）抗骨质疏松作用,（五）抗凝血作用,（六）对心血管系统的作用,（七）光敏作用,伞形科、芸香科、木犀科、五加科、菊科、豆科、茄科。,紫花前胡,D,：,-14.6,，可溶于乙醇、丙酮，三氯甲烷等有机溶剂，不溶于水。,紫外灯下观察呈现蓝色荧光，异羟肟酸铁：阳性，三氯化铁：阴性。,HR-EIMS,：,M+.,为,344.1215,（计算值：,344.1172,），由此确定分子式为,C,19,H,20,O,6,。,UV MeOH maxnm,：,219,257,324,。,IR,max(KBr)cm-1,：,3400,1730-1710,1620,1570,1460,1240,1080,1045,。,1H-NMR,谱,（,CDCl3,）,中,，,1,、,7.60,、,6.24(,各,1H,d,J,=9.3Hz).,2,、,7.35,、,6.78(,各,1H,br.s),3,、,5.32,、,4.87(1H,d,J,=7.0Hz),和,1.53,、,1.35(,各,3H,s),4,、,3.91(1H,，,br.s,，重水交换后消失,),。,5,、,6.00(1H,br.q,J,=7.0Hz),，,2.01(3H,br.d,J,=7.0Hz),，,1.94(3H,br.s),，结合,13C-NMR,中,168.9,，,126.8,，,141.0,，,16.1,，,20.6,。,其结构中有羟基和当归酰氧基。同时，依据,H-3,和,H-4,的化学位移值，判断,3-,羟基，,4-,当归酰氧基。,通过温和碱水解，确定,3,和,4,位的绝对构型。首先将其溶解在二氧六环溶剂中，在加入,0.5mol/L,氢氧化钾，得到的主产物是（,+,）,式紫花前胡醇,(+)-,trans,-decursidinol,，由此证明紫花前胡,D,的,3,位和,4,位绝对构型是,3,（,S,）和,4(R),。,定义,:,木脂素,为具有苯丙烷骨架的两个结构通过其中,或,8,8,-,碳相连而形成的一类天然产物,第三节 木脂素类,分类：,木脂素最初是指两分子苯丙素以侧链中碳原子连接而成的化合物,其他的称为新木脂素,(neolignan),、苯丙素低聚体、杂木脂素,(hybrid lignan),、降木脂素,(norlignan),。,前体：,肉桂醇,(cinnamyl alcohol,),；,桂皮酸,(cinnamic acid,),；,丙烯基酚,(propenylphenol),；,烯丙基酚,(allylphenol,),。,一、木脂素的结构类型,1,、二苄基丁烷类,(dibenzylbutanes,),叶下珠脂素,去甲二氢愈创木脂酸,（一）木脂素类,毛柯子中的成分，具有抗,HIV-1,活性,2,、二苄基丁内酯类,(dibenzyltyrolactones),内酯环可能“朝上”也可能“朝下”，命名时将另一结构的名称前加“,retro-”,前缀。,多数天然,C-8,和,C-8,位的两个苄基为反式构型，少数为顺式构型。,扁柏脂素,台湾脂素,A,H,H,O,O,O,O,O,O,8,8,1,4,1,4,9,9,3,、芳基萘类,(arylnaphthalenes),侧链,碳被氧化成醇、醛或酸，以开链形式存在，也有的缩合为五元环内酯,。,4,、四氢呋喃类,(tetrahydrofurans),根据连氧位置不同，其结构骨架有,7-O-7,型、,7-O-9,型和,9-O-9,型,(-)-galbacin,橄榄脂素,Cubebin,荜橙茄脂素,5,、双四氢呋喃类,(furofurans),四氢呋喃型木脂素中脂肪烃链上羟基的缩合形成了骈双四氢呋喃类木脂素的结构。,到目两个四氢呋喃环均以顺式立体构型相骈合；双四氢呋喃环结构骨架也只有一种结构类型，即：,7-O-9,型和,7,-O-9,型四氢呋喃环通过,C-8/C-8,位骈合。这类木脂素结构骨架在化学系统命名中为：,2,6-,二芳基,-3,7-,二氧杂双环,3.3.0,辛烷,(+)-,芝麻脂素,diasesartemin,除了经典木脂素中,C-8-C-8,相连，两个苯丙素单元中的苯基的,C-2-C-2,同时相连，构成一类与两个苯环相骈合的连氧取代环辛烯结构骨架，形成了联苯环辛烯型木脂素。,环辛烯脂肪链上手性碳原子造成的立体异构以外，还有因两个近距离而不共平面的苯环产生的位阻立体异构体,。,6,、联苯环辛烯类,(dibenzocyclooctenes),(+)-deoxyschizandrin,stegnacin,木兰科,1,、尤普麦特苯骈呋喃类,(,C-8 C-3,/C-7-O-4,型,),),Eupomatene,尤普麦特烯,（二）新木脂素,2,、伯彻林苯骈呋喃类,(C-8 C-1,/C-7-O-2,型,),3,、双环辛烷类,(bicyclooctanes),guaianin,macrophyllin,4,风藤酮型,(futoenone,)(C-8 C-1,/C-7 C-9,型,),一个苯丙素单元的,C-8,与另一苯丙素的,C-1,相连，同时,C-7,与另一苯丙素单元的烃基碳,C-9,直接相连，形成有螺环的苯取代环己烷结构骨架。,5,、联苯类,(biphenylenes),厚朴酚,magnolol,和厚朴酚,honokiol,(,三,),降木质素,构类型木脂素或新木脂素的其中一个苯丙素单元的烃基成上述失去一个或两个碳而形成的一类木脂素结构骨架称为,降木脂素,（四）杂木脂素,倍半木脂素类,(sesquilignans),Lappaol A,二、木脂素的理化性质,状态,脂溶性化合物，难溶于水，易溶于苯、氯仿、乙醚、乙醇等有机溶剂。,有光学活性,不稳定,光学活性的改变,鬼臼毒素类属于四氢萘内酯木脂素，具有四氢萘和反式内酯环结构，,7,/8,-,顺式和,7/8-,反式构型是具有抗癌活性的必要结构要求，但此类成分遇碱易异构化，反式内酯变为顺式内酯。,三、提取分离,1,、醇（甲醇、乙醇）提取后有机分离,2,、吸附色谱（,SiO,2,、,Al,2,O,3,）,3,、,HPLC,4,、,Sephadex LH20,（一）,UV,光谱,2,个芳环多为独立的发色团，并由于取代基相近，,UV,吸收峰位相近，吸收强度相近。,l(max):270-290 nm,立体结构对,UV,的影响不大,少数化合物具有长的共轭系统，将显示多环芳烃的,UV,吸收特征。,四、木脂素的结构鉴定,（二）,IR,-,内酯羰基,1770,形成共轭,1750,（三）光学活性,手性炭,位阻型对应异构体,（四）,1,H-NMR,特征,许多具有对称结构。,各个苯环上的质子信号相互之间影响不大。,通过中间,2,个三碳链上的质子信号，决定木 脂素的结构类型。,了解特征取代基信号。,一定要结合,13CNMR,、,MS,等其他手段，确定化合物的结构,例取代位置影响：,A,环中,6-OCH,3,与,7-OCH,3,相差约,11-14 Hz,，,7-OCH,3,),与,8-OCH,3,相差约,4 Hz,。,3,-OCH,3,或,5,-OCH,3,与,4,-OCH,3,相差约,6-8 Hz,。,如,2-,羰基（内酯环向上，如爵床脂素,C,）与,3-,羰基（内酯环向下，如台湾酯素,C,）,2-,羰基对,H-1,和,1-OCH,3,的去屏蔽作用使它们的化学位移向低场，内酯环上,CH,2,则受,4-,芳基的屏蔽，与,3-,羰基化合物相比处于相对高场。以此可以区别内酯环取向。,13,CNMR,特征,对称结构中，仅见,9,个碳信号,各个苯环上的碳信号相互之间影响不大。,通过中间,2,个三碳链上的碳信号，决定木 脂素的结构类型。,利用苯环取代基效应，确定苯环取代类型。,大翅蓟脂素,13,C NMR,数据,对中枢神经系统（五味子,schizandrin,）,抗血小板聚集作用（海风藤酮）,抗病毒,(,鬼臼毒素、连翘脂苷,),解痉（,gomisin J,，五味子）,毒鱼作用（爵床脂素,A,、,B,）,五、生物活性,抗肿瘤,(,鬼臼毒素,),肝保护,(gomisin J,、联苯双酯,),