第三章-苯丙素类-1课件.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,*,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,C,6,-C,3,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,如下：,概 述,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,第一节 苯丙酸类,基本结构,酚羟基取代的芳香羧酸。,多具有,C6-C3,结构的苯丙酸类。,常见的苯丙酸类：,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、香豆素波谱学特性,五、香豆素的生物活性,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型,香豆素母核为,苯骈,-,吡喃酮,。环上常有取代基。,通常将香豆素分为四类：,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型,简单香豆素类,只有苯环上有取代基的香豆素。,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,C,7,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。,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,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型,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：,皮肤病用药，用于增加黑色素，临床上用于治疗白癫病,抗肿瘤活性,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型,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,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型,简单香豆素类,呋喃香豆素类,(furocoumarins),(,线型和角型,),吡喃香豆素类,(pyranocoumarins),(,线型和角型,),其他香豆素类,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型,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,-,-,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：,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型,吡喃香豆素类,(pyranocoumarins)(,线型和角型,),少数为,5,6-,吡喃骈香豆素，如：,第二节 香豆素,一、香豆素的结构类型,简单香豆素类,呋喃香豆素类,(furocoumarins),(,线型和角型,),吡喃香豆素类,(pyranocoumarins),(,线型和角型,),其他香豆素类,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）,C,3,、,C,4,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,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,成苷,大多无香味、无挥发性、不能升华。,第二节 香豆素,二、香豆素的化学性质,溶解性,游离,能,溶于沸,H,2,O,，不溶或,难溶冷,H,2,O,，,可溶,MeOH,、,EtOH,、,CHCl,3,和乙醚等溶剂。,因含,Ar-OH,故可溶于,碱水,中。,成苷,溶于,H,2,O,、,OH,-,/H,2,O,、,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）碱水解反应和内酯性质,（四）酸的反应,（五）,C,3,、,C,4,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,碱水解反应（内酯性质）,第二节 香豆素,二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）,先进行碱水解，再进行酸化（避免长时间在碱性下形成反邻羟桂皮酸,),由于碱的浓度不同，其反应产物也不同：,第二节 香豆素,二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）,第二节 香豆素,二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）,获得顺邻羟桂皮酸的方法：,1.,特殊结构的香豆素,2.,醚化,第二节 香豆素,二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）,碱水解反应的,易,难,原因：,7-OCH,3,的供电子共轭效应使羰基,C,难以接受,OH,-,的亲核反应。,7-OH,在碱液中成盐,第二节 香豆素,二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）,苄基碳,上的酯基碱水解反应,第二节 香豆素,二、香豆素的化学性质,碱水解反应（内酯性质）,苄基碳上的酯基碱水解反应,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）,C,3,、,C,4,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：,指异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合,形成环的大小决定于中间体阳碳离子的稳定性,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：,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,稳定,如,obliquetin,在,HBr,的处理下，中间体可生成仲和伯阳碳离子，由于稳定性仲大于伯，因而，生成产物为二氢呋喃香豆素。反应如下：,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：,环合试验可以决定,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,第二节 香豆素,二、香豆素的化学性质,（四）酸的反应,2.,醚键开裂：,如：东茛菪内酯的烯醇醚,第二节 香豆素,二、香豆素的化学性质,（四）酸的反应,3,.,双键加水反应,如：,黄曲霉素,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）,C,3,、,C,4,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）,C,3,、,C,4,双键性质和加成反应,在控制条件下氢化的先后次序为,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）,C,3,、,C,4,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,异羟肟酸铁反应,（识别内酯）,第二节 香豆素,三、香豆素的分离方法,(,一）提取,药 材,醇提液,水溶液,石油醚,苯,乙醚,乙酸乙酯,不同浓度,EtOH,回收溶剂，加水,有机溶剂萃取,第二节 香豆素,三、香豆素的分离方法,(,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。,酚性成分,加,Et,2,O,提出不水解成分,挥干,Et,2,O,加,NaOH/H,2,O,水解,NaHCO,3,/H,2,O,萃取,NaOH/H,2,O,萃取,乙醚萃取液,NaHCO,3,/H,2,O,Et,2,O,Et,2,O,NaOH/H,2,O,OH,-,/H,2,O,Et,2,O,OH,-,/H,2,O,H,2,O,Et,2,O,酸性成分,中性成分,加酸中和，加,Et,2,O,萃取,香豆素类内酯成分,第二节 香豆素,三、香豆素的分离方法,(,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,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：,274 nm,苯环,311 nm,吡喃酮环,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,（二）红外光谱,3025 3175 cm,-1,C-H,伸缩振动,1700 1750 cm,-1,羰基伸缩振动,1500 1600 cm,-1,芳环吸收,1600 1650 cm,-1,出现,13,个较强峰,指纹区,官能团特征频率区,4000,400,1500,2500,2000,叁键区,双键区,单键区,氢键区,C,H,C,H,键的伸缩振动,C,H,C,H,键的弯曲振动,伸缩振动,CC,CN,C,C,C,O,苯,C,H,O,H,N,H,C,C,C,O,C,N,C,H,O,H,N,H,IR,的四个大区,干扰较多,特征不强,用于辅助鉴别,和比较鉴别,用于确定官能团的存在,3000,2000,1000,X-H,伸缩振动,(X:C,N,O,S),三键,累积双键,双键,伸缩振动,其它伸缩振动，,弯曲振动,游离,OH,3600,缔合,OH,3300,-,NH,2,3300,3500,-,NHR,-C,C-H,3300,C,=,C-H,2960,CH,3,2925,CH,2,2870,2850,-COH,2820,2720,-SH,26002550,-C-H,2885,-C,N,2240,-C,C-,2220,-C,C-H,2120,C,=O,1715,C,=C,1630,苯环,1600,1580,1500,1460,-,NO,2,1550,1370,1460,1380,-,CH,3,1470,-,CH,2,-,C-O-C,13001020,C-OH,伯,仲,叔,酚,苯指纹区,CO,OH,3000,第二节 香豆素,四、香豆素的波谱学特性,（三）,1,H-NMR,环上质子由于受,内酯羰基,吸电子共轭效应,因此：,第二节 香豆素,四、香豆素的波谱学特性,（三）,1,H-NMR,当,C,3,、,C,4,位未取代时：,当,C,3,或,C,4,取代时：,第二节 香豆素,四、香豆素的波谱学特性,（三）,1,H-NMR,当,C,7,-OR,时：,第二节 香豆素,四、香豆素的波谱学特性,（三）,1,H-NMR,当,C,5,C,7,二氧代：,第二节 香豆素,四、香豆素的波谱学特性,（三）,1,H-NMR,当,C,7,-OR,、,C,8,或,C,6,烷基取代时：,第二节 香豆素,四、香豆素的波谱学特性,（四）,13,C-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,+30 ppm,邻位碳,-13 ppm,对位碳,-8 ppm,第二节 香豆素,四、香豆素的波谱学特性,（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,。,第二节 香豆素,五、香豆素的生物活性,1.,低浓度可,刺激植物发芽和生长,作用；高浓度则抑制,2.,光敏作用,可引起皮肤色素沉着；,补骨脂内酯可治白斑病,3,.,抗菌、抗病毒作用,蛇床子、毛当归根中的,奥斯脑（,Osthole,）：抑制乙肝表面抗原；,4.,平滑肌松弛,作用,茵陈蒿中的滨蒿内酯,具有松弛平滑肌等作用；,5.,抗凝血,作用,6.,肝毒性,有些香豆素对肝有一定的毒性。,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,第三节 木脂素,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。,第三节 木脂素,一、结构类型,早期木脂素的定义：,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,。,第三节 木脂素,一、结构类型,木脂素的一些新类型：,苯丙素低聚体,三聚体、四聚体等；,三聚体称为倍半木脂素（,sesquilignan,）,四聚体称为二木脂素（,dilignan,）,杂木脂素,由一分子苯丙素与黄酮、香豆素,等结合而成；,黄酮木脂素（,flavonolignan,）,去甲木脂素,(norlignan),：母核只有,1617,个碳原子。,第三节 木脂素,一、结构类型,组成木脂素的单位有四种：,1.,桂皮酸,（,cinnamic acid,）,偶为桂皮醛（,cinnamaldehyde,）,2.,桂皮醇,（,cinnamyl alcohol,）,3.,丙烯苯,（,propenyl benzene,）,4.,烯丙苯,（,allyl benzene,）,第三节 木脂素,一、结构类型,木脂素的,命名,：,1.,大多采用俗名,2.,系统命名,第三节 木脂素,一、结构类型,常见类型如下：,（一）二芳基丁烷类（,dibenzylbutanes,）,第三节 木脂素,一、结构类型,（二）二芳基丁内酯类（,dibenzyltyrolactones,）,第三节 木脂素,一、结构类型,（三）芳基萘（内酯）类（,arylnaphthalenes,）,第三节 木脂素,一、结构类型,（四）四氢呋喃类（,tetrahydrofurans,）,第三节 木脂素,一、结构类型,（五）双四氢呋喃类（,furofurans,）,（六）联苯环辛烯类（,dibenzocyclooctenes,）,第三节 木脂素,一、结构类型,（七）苯骈呋喃类（,benzofurans,）,（八）双环辛烷类（,bicyclo3,2,1octanes,）,第三节 木脂素,一、结构类型,（九）苯骈二氧六环类,（十）螺二烯酮类（,spirodienones,）,第三节 木脂素,一、结构类型,（十一）联苯类（,biphenylenes,）,（十二）倍半木脂素（,sesquilignans,）,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,第三节 木脂素,二、理化性质,形 态：,多呈无色晶形,溶解性：,游离,亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等,成苷,水溶性增大,挥发性：,多数不挥发，少数有升华性质,旋光性：,大多有光学活性，遇酸易异构化。,第三节 木脂素,二、理化性质,遇酸易发生异构化：,D-,芝麻脂素从麻油的非皂化物中获得，右旋体,D-,表芝麻脂素由,D-,芝麻脂素在盐酸乙醇液中加热转化而来。,即细辛脂素,l-,表芝麻脂素,从细辛根中得到，左旋体；,l-,芝麻脂素,由上者在盐酸乙醇液中加热部分转化获得。,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,第三节 木脂素,三、提取分离,提取,多用,乙醇或丙酮,等提取后，再用极性较小的溶剂如：,乙醚、氯仿等进行萃取,。,分离,色谱法、溶剂萃取法、分级沉淀法、重结晶法,分离实例（,P135）,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,第三节 木脂素,四、结构鉴定,（一）化学法,1.,水解反应,适用于,成酯,、,成苷,类成分。,第三节 木脂素,四、结构鉴定,（一）化学法,2.,氧化反应,(1),臭氧化,M,e,O,M,e,O,M,e,M,e,O,O,M,e,M,e,O,M,e,M,e,O,M,e,M,e,HOOC-CH,2,-CH-CH-CH,2,-COOH,证明,2,个甲基为顺式结构,O,3,/AcOH,30%H,2,O,2,1.,2.,五味子甲素,内消旋,2,3-,二甲基已二酸,第三节 木脂素,四、结构鉴定,（一）化学法,2.,氧化反应,(2),费米盐氧化,对位有氢原子的酚羟基氧化成醌,第三节 木脂素,四、结构鉴定,（一）化学法,2.,氧化反应,(3),高锰酸钾氧化,第三节 木脂素,四、结构鉴定,（一）化学法,2.,氧化反应,(4),脱亚甲基反应,第三节 木脂素,四、结构鉴定,（二）光谱法,目前多用,1,H-NMR,和,13,C-NMR,谱。,根据化合物的,基本骨架,结构类型、碳数、对称性,取代基,含氧取代基、烷基,进行结构测定。,UV,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,。,IR,均具有苯环的骨架特征振动峰,n,1600,1500,具有内酯环的存在羰基伸缩振动信号,n,1600-1700,具有强的碳氧伸缩振动信号,n,1000-1200,甲基伸缩振动信号强,n,1450,1,H-NMR,许多具有对称结构，因此,NMR,谱相对简单。,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,13,C-NMR,、,MS,等其他手段，确定化合物的结构,13,C-NMR,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。,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,第三节 木脂素,五、生物活性,1.,抗肿瘤作用,2.,肝保护和抗氧化作用,3.,对中枢神经系统的作用,如：镇静、兴奋作用,4.,血小板活化因子拮抗活性,5.,抗病毒作用,6.,平滑骨解痉作用,7.,毒鱼作用,8.,杀虫作用,香豆素在,条件下，可开环生成顺邻羟基桂皮酸。,多数香豆素类化合物在紫外光下显,。,木脂素是由,聚合衍生而成的化合物。,(),分子量较小的香豆素有挥发性，能随水蒸气蒸出。,(),香豆素与强碱长时间加热生成反式的邻羟基桂皮酸盐，再加酸则又环合成原来的内酯环。,(),木脂素类多具光学活性，遇酸或碱易发生异构化。,(),香豆素,3,，,4-,双键比侧链上的双键更活泼，更易于氢化。,下列香豆素类化合物在硅胶吸附薄层上的,Rf,值大小顺序为：,A.,B.,C.D.,组成木脂素的单体结构类型不包括（）,A,桂皮酸,B,烯丙苯,C,苯甲酸,D,桂皮醇,香豆素的基本母核为（）,A,对羟基桂皮酸,B,反式邻羟基桂皮酸,C,苯骈,-,吡喃酮,D,苯骈,-,吡喃酮,游离香豆素可溶于热的氢氧化钠水溶液，是由于其结构中存在（）,A,内酯环,B,亚甲二氧基,C,甲氧基,D,酮基,