天然药化-黄酮类化合物...pptx

本本 章章 内内 容容 第一节 概述 第二节 理化性质 第三节提取别离 第四节检识与结构测定结构类型结构类型波谱特征波谱特征酸性、显色反响酸性、显色反响第二页，共一百一十一页。此类化合物多为此类化合物多为黄色黄色，且具有，且具有酮式羰基酮式羰基，故称黄，故称黄酮类化合物。酮类化合物。广泛存在于植物中，不少的常用中药中主要含广泛存在于植物中，不少的常用中药中主要含有此类成分。有此类成分。以黄酮醇类最为常见，其次为黄酮类。大多与糖结以黄酮醇类最为常见，其次为黄酮类。大多与糖结合成苷，称为黄酮苷类；有的以游离形式存在，即未与合成苷，称为黄酮苷类；有的以游离形式存在，即未与糖结合，称为游离黄酮或黄酮苷元。糖结合，称为游离黄酮或黄酮苷元。第三页，共一百一十一页。一、根本结构和分类一根本结构 1952年以前，黄酮类化合物主要是指根本母核为2-苯基色原酮的一系列化合物。色原酮 2-苯基色原酮黄酮 第四页，共一百一十一页。现在的黄酮类化合物那么泛指两个苯环A与B环通过中央三碳链相互连接而成的一类化合物。C6-C3-C6 B BAC母核上取代基常有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等第五页，共一百一十一页。根据B环连接位置2位或3位 C环氧化程度包括2，3位是否存在双键；4位 有无CO C环是否成环1，2位是否开环将黄酮类化合物分为以下七大类。1 黄酮和黄酮醇 2 二氢黄酮和二氢黄酮醇 3 异黄酮和二氢异黄酮醇 4 查耳酮和二氢查耳酮 5 橙酮类 6 花色素和黄烷醇类 7 其他二结构类型B BCA第六页，共一百一十一页。黄酮类flavones约占黄酮类化合物总数的1/4 结构特点2-苯基色原酮为根本母核且3位上无含氧基团取代 第七页，共一百一十一页。木犀草素luteolin存在于忍冬藤、菊花、金银花、浮萍中，具有抗菌作用第八页，共一百一十一页。黄酮醇类flavonols 约占黄酮类化合物总数的1/3结构特点2-苯基色原酮为根本母核3位上连有羟基或其他含氧基团第九页，共一百一十一页。槲皮素(quercetin)具有抗炎、止咳祛痰等作用。芦丁(rutin)是槲皮素的O芸香苷。第十页，共一百一十一页。二氢黄酮类(flavanones)结构特点2-苯基色原酮母核的2、3位双键被氢化而成 第十一页，共一百一十一页。第十二页，共一百一十一页。4二氢黄酮醇类(flavanonols)结构特点具有黄酮醇类的、位被氢化的根本母核常与相应的黄酮醇共存于同一植物体中第十三页，共一百一十一页。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。第十四页，共一百一十一页。5查耳酮类与二氢查耳酮 结构特点黄酮C环的1、2位键断裂生成的开环衍生物，即三碳链不构成环。查耳酮，位双键氢化 二氢查耳酮第十五页，共一百一十一页。查尔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。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。第十六页，共一百一十一页。红花苷梨根苷第十七页，共一百一十一页。6.异黄酮类与二氢异黄酮类结构特点母核为3-苯基色原酮的结构，即B环连接在C环的3位上异黄酮的2、3位被氢化 第十八页，共一百一十一页。第十九页，共一百一十一页。7双黄酮类 结构特点 二分子黄酮衍生物聚合生成的二聚物，多为两分子芹菜素通过3-88-8醚键连接构成，多分布于裸子植物中。银杏中含有多种双黄酮，如银杏素。第二十页，共一百一十一页。8花色素类一类以离子形式存在的色原烯的衍生物，C环无羰基。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。飞燕草苷元第二十一页，共一百一十一页。9黄烷-3-醇及黄烷-3，4-二醇类生源上是由二氢黄酮醇类复原而来，可看成是脱去C4位羰基氧原子后的二氢黄酮醇类化合物第二十二页，共一百一十一页。10橙酮类可看作是黄酮的C环分出一个碳原子变成五元环，其余部位不变，但C原子定位有所不同。是黄酮的同分异构体，属于苯骈呋喃的衍生物硫磺菊素硫磺菊素第二十三页，共一百一十一页。11双苯吡酮类根本母核由苯环与色原酮的，3位骈合而成石韦中的异芒果素具有止咳祛痰的成效。第二十四页，共一百一十一页。12、高异黄酮类13、其他黄酮类复杂衍生物：包括黄酮木脂体类；生物碱型黄酮等 第二十五页，共一百一十一页。二、黄酮类化合物的生物合成途径二、黄酮类化合物的生物合成途径查耳酮合成酶第二十六页，共一百一十一页。第二十七页，共一百一十一页。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，能降低血管脆性及异常通 透性，可用作防治高血压的辅助治疗剂。扩冠作用：芦丁、槲皮素、葛根素临床用于心绞痛和 高血压。降血脂及胆固醇：木樨草素、山楂总黄酮 抑制血小板聚集2.抗肝脏毒作用 水飞蓟素具有保肝作用第二十八页，共一百一十一页。3.抗炎 芦丁、羟乙基芦丁、二氢槲皮素等 4.抗菌及抗病毒作用 黄芩苷：抗菌 山奈酚：抗病毒 5.解痉作用 异甘草素、大豆素：解除平滑肌痉挛；6.雌性激素样作用 大豆素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有关 7.去除人体自由基作用 8.抗肿瘤作用 第二十九页，共一百一十一页。第二节第二节 黄酮类化合物的理化性质及颜色反响黄酮类化合物的理化性质及颜色反响 一、物理性质 1、性状 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(醇)、黄烷(醇)及二氢异黄酮类有旋光外，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。第三十页，共一百一十一页。3.颜色：分子中是否存在交叉共轭体系助色团的数目与位置 色原酮局部原本无色，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。第三十一页，共一百一十一页。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 无色 异黄酮 微黄色 其中，黄酮、黄酮醇及苷类、查耳酮等因分子中存在交叉共轭体系，在7,4位引入-OH,OCH3等供电子基团，使化合物颜色加深。花色素及其苷的颜色随pH的不同而改变：呈现红pH8.5 第三十二页，共一百一十一页。二.溶解性 符合苷的溶解性规律。但水溶性与结构的平面性、取代基团的种类和数目等有一定关系。平面型分子 非平面型分子 黄酮 二氢类C-环半椅式结构 黄酮醇 异黄酮羰基与B-环立体障碍 查耳酮 R=OH二氢黄酮醇R=H二氢黄酮分子堆砌紧密，分子间引力较大，水溶度小分子间排列不紧密，水分子易于进入，水溶度大 1分子的立体结构 第三十三页，共一百一十一页。2取代基团的性质、数目、连接位置 引入羟基数目多，水溶度较大。羟基甲基化-OCH3,水溶度降低。1三糖苷 双糖苷 单糖苷 苷元23-O-糖苷 7-O-糖苷平面性分子3花色素(离子型)非平面性分子 平面性分子3黄酮苷(亲水性)易溶于H2O,MeOH,EtOH等，难溶或不溶于 苯，氯仿等黄酮类化合物溶解性极性规律黄酮类化合物溶解性极性规律:花色素类虽系平面型分子，但因以离子形式存在，具有盐的通性，故亲水性较强，水溶度较大。第三十四页，共一百一十一页。三、酸碱性三、酸碱性 1 酸性 多具有酚羟基而呈酸性 可溶于碱性水液：吡啶，甲酰胺及二甲基甲酰胺。酸性规律 a、7，4-OH酸性强于其他位置羟基的酸性处于羰基对位，羰基的共轭诱导。b、5-OH酸性最弱处于羰基邻位，形成分子内氢键。c、酚羟基数目越多，酸性越强。羟基位置 酸性 溶解性 7，4-二羟基 强 溶于5%NaHCO3 7或4-羟基 溶于5%Na2CO3 一般酚羟基 溶于0.2%NaOH 5-羟基 弱 溶于4%NaOH溶液第三十五页，共一百一十一页。2碱性 -吡喃酮上的1-位氧原子上有未共用电子对，表性微弱的碱性。可与强无机酸如浓硫酸，盐酸生成洋盐，但极不稳定，加水即可分解。在浓硫酸中生成的洋盐常表现特殊的颜色，可用于鉴别。黄酮、黄酮醇黄橙色，并有荧光二氢黄酮橙红冷、紫红热查耳酮橙红洋红异黄酮二氢黄色橙酮 红洋红第三十六页，共一百一十一页。四、显色反响(一)复原反响 1.盐酸-镁粉盐酸-锌粉反响鉴定 黄酮、黄酮醇及二氢黄酮、二氢黄酮醇 橙红-紫红色 B环有-OH或OCH3取代时，颜色随之加深查耳酮、橙酮、儿茶素 但遇浓HCL色变，需做空白对照异黄酮个别阳性，大多阴性 第三十七页，共一百一十一页。2.四氢硼钠钾反响专属鉴别 二氢黄酮类)红-紫色 其 它 取样品10mg溶于甲醇，加NaBH4 10mg，再滴加1%浓盐酸或浓硫酸，呈红-紫色。3.磷钼酸试剂反响 二氢黄酮类 棕褐色第三十八页，共一百一十一页。二金属盐类试剂的络合反响 黄酮类化合物分子结构中多有一下结构，常可与铝盐、铅盐、锆盐、镁盐等试剂生成有色络合物。1.铝盐 常用试剂：1%AlCl3或 Al(NO3)3 生成络合物为黄色(max=415nm)，并有荧光。第三十九页，共一百一十一页。络合物稳定性次序：3-OH,4-酮基络合物5-OH,4-酮基络合物第四十页，共一百一十一页。第四十一页，共一百一十一页。三硼酸显色反响当黄酮类化合物分子中适当位置上有羟基时，在无机酸或有机酸存在条件下，可与硼酸反响生成六元环络合物，呈亮黄色 条件：1 具有以下结构5-羟基黄酮，2-羟基查耳酮 2 有无机酸或有机酸存在 在草酸存在下，显黄色并带绿色荧光。在枸橼酸丙酮存在条件下，只显黄色而无荧光。第四十二页，共一百一十一页。四碱性试剂显色反响 日光及紫外光下，通过纸斑反响，观察样品用碱性试剂处理后的色变情况。1.二氢黄酮类 易在碱液中开环，转变成相应异构体(查耳酮类化合物)，显橙-红色。2.黄酮醇类 在碱液中先呈黄色，通入空气后变为棕色 据此可与黄酮类区别。3.黄酮类 当分子中有邻二酚羟基取代或3,4-二羟基取代时，在碱液中不安定，很快氧化，由黄色深红色绿棕色沉淀。第四十三页，共一百一十一页。(五)与五氯化锑的反响 查耳酮的CCl4溶液红或紫红沉淀黄酮、黄酮醇、二氢黄酮类黄-橙黄色。六Gibbs反响5-OH对位未被取代的黄酮。将样品溶于吡啶中，参加Gibbs试剂显蓝或蓝绿色。Gibbs试剂:甲液：0.5%2,6-二氯苯醌-4氯亚胺的乙醇溶液。乙液：硼酸-氯化钾-氢氧化钾缓冲液(pH9.4)第四十四页，共一百一十一页。鉴别以下化合物1.Molish反响(+)(+)C(-)(-)A BA B锆盐枸橼酸黄色褪去A A黄色不褪B第四十五页，共一百一十一页。鉴别以下化合物鉴别以下化合物2.第四十六页，共一百一十一页。第三节第三节 黄酮类化合物的提取别离黄酮类化合物的提取别离 一、提取 根据化合物极性不同，溶解性不同，采用不同溶剂提取。1.苷元 多用CHCl3、Et2O、EtOAc等极性较小有机溶剂提取 对于多OCH3化的成分，用苯、石油醚提取；对于极性大的成分，如查耳酮、橙酮、双黄酮、羟基黄酮等，用EtOAc、EtOH、Me2CO、MeOH等溶剂提取。第四十七页，共一百一十一页。2.苷类 水或热水提取，多糖苷在热水中溶解度较大，在冷水中溶解度较小；也可用EtOH、MeOH、EtOAc提取。3.含酚羟基的苷或苷元，可用碱水或碱性醇提取。第四十八页，共一百一十一页。二、粗提物的精制处理 1溶剂萃取法 黄酮与杂质 别离依据：成分之间 苷与苷元 之间的极性差异 苷元与苷元 石油醚液 乙醚液 乙酸乙酯 水饱和正丁醇 母液叶绿素、油脂素 蛋白质、糖等等脂溶性杂质 回收 回收 减压回收 水溶性杂质)苷元 单糖苷 多糖苷 原料的提取浓缩液水溶液第四十九页，共一百一十一页。2 碱水提酸沉淀法 适用于含酚羟基的化合物，此类易溶于碱水，故可用碱水提取，再将碱水提取液调成酸性，黄酮类即可沉淀析出。本卷须知：酸碱度不宜过大防止在强碱性、加热条件下，破坏黄酮母核；酸化时酸性也不易过强，以免生成佯盐使析出黄酮又溶解了 邻二酚羟基的保护碱性条件下，邻二酚羟基易被氧化，加硼砂保护 加石灰乳可除去果胶、粘液等水溶性酸性杂质 可使含羟基的杂质生成钙盐沉淀 第五十页，共一百一十一页。3 炭粉吸附法适用于苷类的精制工作。植物的甲醇提取液加活性炭至吸附完全，过滤，得吸附苷的活性炭粉末。依次用沸甲醇、沸水、7%酚/水、15%酚/醇洗脱，分步收集、检查、合并。大局部苷类可用7%酚/水洗下，经减压浓缩至小体积，乙醚除酚，余下水层经减压浓缩得较纯黄酮苷。第五十一页，共一百一十一页。吸附原理 异黄酮、二氢黄酮醇 氯仿-甲醇不同比例105，高度甲基化或乙酰化黄酮醇 混合溶剂洗脱活化 极性小加水失活或不活化 极性大 80:20:1等比例1硅胶柱色谱2氧化铝柱色谱少 具有3-OH或5-OH、4-羰基及邻二酚羟基黄酮类化合物与铝离子络和而被牢固吸附，难于洗脱。三、别离一柱色谱法 分配原理 多羟基黄酮醇或黄酮苷类 氯仿-甲醇-水 第五十二页，共一百一十一页。3.聚酰胺层析(适用于别离醌、酚、黄酮)原理：酰胺羰基与黄酮酚羟基形成氢键缔合而吸附，吸附能力与酚羟基多少、位置及介质有关。制备别离洗脱剂：常用水-乙醇 水可洗下非黄酮的水溶性成分及少数黄酮 苷；10%-30%醇可洗下黄酮苷；50-95%乙醇可 洗下黄酮苷元 各种溶剂在聚酰胺柱上洗脱能力由弱至强依次为：水，甲醇，丙酮，氢氧化钠水溶液，甲酰胺，二甲基甲酰胺，脲素水溶液第五十三页，共一百一十一页。吸附规律：吸附规律：1 1酚羟基数目越多，吸附能力越强。酚羟基数目越多，吸附能力越强。2 2酚羟基数目相同的情况下，酚羟基所处的位置有利于形成酚羟基数目相同的情况下，酚羟基所处的位置有利于形成分子内氢键，吸附能力减弱。分子内氢键，吸附能力减弱。3-OH 3-OH或或5-OH5-OH黄酮的吸附力小于其他位置黄酮的吸附力小于其他位置-OH-OH黄酮；黄酮；邻二酚羟基黄酮的吸附力弱于间位或对位酚羟基黄酮邻二酚羟基黄酮的吸附力弱于间位或对位酚羟基黄酮3 3分子内芳香化程度越高，共轭双键越多，吸附力越强。分子内芳香化程度越高，共轭双键越多，吸附力越强。查耳酮查耳酮 二氢黄酮二氢黄酮4 4不同黄酮母核被吸附强弱：黄酮醇不同黄酮母核被吸附强弱：黄酮醇 黄酮黄酮 二氢黄酮醇二氢黄酮醇 异黄酮异黄酮5 5与介质的关系：吸附力与介质的关系：吸附力 水中水中 甲醇、乙醇浓度甲醇、乙醇浓度 由由低到高低到高 丙酮丙酮 碱性溶剂碱性溶剂 甲酰胺甲酰胺 DMF DMF 尿素水尿素水洗脱规律：与吸附规律正好相反，即吸附能力越强，越难洗脱洗脱规律：与吸附规律正好相反，即吸附能力越强，越难洗脱第五十四页，共一百一十一页。聚酰胺“双重色谱原理类似正相色谱类似正相色谱 类似反相色谱类似反相色谱聚酰胺：极性固定相极性酰胺基团 非极性固定相非极性脂肪链洗脱剂：有机溶剂氯仿-甲醇，极性小 含水溶剂甲醇-水，极性大 先洗脱：苷元 苷 叁糖苷 双糖苷 单糖苷 苷元 柱色谱别离Rf值：苷元 苷 苷元 流动相Rf规律：极性小的化合物Rf大 极性大的化合物Rf大 苷元0.7以上单糖苷双糖苷0.7以下 苷元中，平面型分子非平面型分子 Rf规律与左边相反 母核相同，一OH二OH三OH四OH五OH黄酮 苷元的别离鉴别 黄酮苷及花色素类 第六十一页，共一百一十一页。2.薄层层析(TLC)硅胶薄层 用于弱极性黄酮。聚酰胺层析 适用范围广，可别离含游离酚羟基或其苷类。各种色谱的检识：日光下观察多数黄酮有黄色斑点 紫外光下观察多数黄酮呈黄绿色荧光斑点 氨蒸气熏多数黄酮有颜色变化 喷显色剂2%AlCl3甲醇液多数黄酮黄色变 深，荧光加强第六十二页，共一百一十一页。二、紫外光谱在黄酮类鉴定中的应用二、紫外光谱在黄酮类鉴定中的应用可用于确定黄酮母核类型及确定某些位置是否含有羟基。一般程序：测定样品在甲醇中的UV谱以了解母核类型；在甲醇溶液中分别参加各种诊断试剂后测UV谱以了解3,5,7,3,4有无羟基及邻二酚羟基；常用的诊断试剂有甲醇钠NaOMe、醋酸钠NaOAc、醋酸钠/硼酸NaOAc/H3BO3、三氯化铝AlCl3及三氯化铝/盐酸AlCl3/HCl等 苷类可水解后或先甲基化再水解，再用上法测苷元的UV谱以了解糖的连接位置。第六十三页，共一百一十一页。一在甲醇溶液中的紫外光谱 多数黄酮类化合物由两个主要吸收带组成：带300-400nm由B环桂皮酰基系统引起，主要反响B环取代情况；带220-280 nm由A环苯甲酰基系统引起，主要反响A环取代情况第六十四页，共一百一十一页。1黄酮、黄酮醇：在200-400 nm之间出现两个主要吸收峰，二者峰形相似，但带位置不同，可据此进行分类。母核上如7-及4位引入羟基、甲氧基等供电基取代 相应吸收带红移 通常整个母核上氧取代程度越高，带越向长波方向位移。带的峰位主要受A-环氧取代程度的影响，但B-环的取代基可影响它的形状。当B环有3，4-二氧取代时，带将为双峰。第六十五页，共一百一十一页。2查耳酮及橙酮类：共同特征是带强，为主峰；带较弱，为次强峰。查耳酮：带位于220270 nm；带位于340390 nm；橙酮：常显现34个吸收峰，但主要吸收峰一般位 于370430 nm。3异黄酮、二氢黄酮及二氢黄酮醇 有由A-环苯甲酰系统引起的带吸收 但因B环不与吡喃酮环上的羰基共轭或共轭很弱，故带很弱。二氢黄酮醇 异黄酮 第六十六页，共一百一十一页。带带II(240-II(240-285nm)285nm)（苯甲酰（苯甲酰系统）系统）带带I(300-400nm)I(300-400nm)桂皮酰系统桂皮酰系统 类类 型型 说说 明明 250-285250-285304-350304-350黄酮类黄酮类 -OH-OH越多，带越多，带I I、IIII越红移；越红移；B B环环3,43,4有有-OH-OH基，带基，带IIII为双峰（主峰伴肩峰）为双峰（主峰伴肩峰）328-357328-357黄酮醇类黄酮醇类(3-(3-OR)OR)352-385 352-385 黄酮醇类黄酮醇类(3-(3-OH)OH)245-270245-270异黄酮异黄酮B B环上有环上有-OH,OCH3-OH,OCH3对带对带I I影响不大影响不大 270-295 270-295 二氢黄酮（醇）二氢黄酮（醇）220-270(220-270(较弱较弱)340-390 340-390 或或340-340-390(Ia)390(Ia)和和300-300-320(Ib)320(Ib)查耳酮类查耳酮类 查耳酮查耳酮22或或4-OH4-OH使带使带I I红红移移370-430(3-4370-430(3-4个个小峰小峰)橙酮类橙酮类 第六十七页，共一百一十一页。第六十八页，共一百一十一页。2 2参加诊断试剂后引起的位移及结构测定参加诊断试剂后引起的位移及结构测定P191 P191 表表5 51111第六十九页，共一百一十一页。诊断试剂诊断试剂带带II II 带带I I 说明说明 样品样品+MeOH+MeOH 250-285250-285304-385304-385 两峰强度基本相同，具体两峰强度基本相同，具体位置与母核上电负性取代位置与母核上电负性取代基基(-OH,-OCH3)(-OH,-OCH3)有关，有关，-OH,-OCH3OH,-OCH3越多，越红移越多，越红移 NaOMe NaOMe 红移红移40-60nm40-60nm（强度不变）（强度不变）有有4-OH4-OH红移红移50-60nm50-60nm（强度下降）（强度下降）有有3-OH3-OH，无，无4-OH4-OH带带I I，IIII随加随加NaOMeNaOMe时间延长，时间延长，逐渐衰减逐渐衰减 有有3,4-OH3,4-OH或或3,3,4-OH3,3,4-OH等等（对碱敏感）（对碱敏感）NaOAc NaOAc (未熔融未熔融)红移红移5-20nm 5-20nm 长波一侧有肩峰长波一侧有肩峰7-OH 7-OH 有有44OHOH，但无，但无3-OH3-OH或或7-OH7-OHNaOAc NaOAc (熔融熔融)红移红移40-65nm40-65nm（强度下降）（强度下降）44OHOH随时间而衰退随时间而衰退有有3,4-OH3,4-OH或或3,3,4-OH3,3,4-OH等等（对碱敏感）（对碱敏感）第七十页，共一百一十一页。诊断试剂诊断试剂带带II II 带带I I 说明说明 NaOAc/NaOAc/H H3 3BOBO3 3红移红移121230nm30nmB B环有邻二酚羟基环有邻二酚羟基 红移红移5 510nm10nmA A环有环有6,7-OH6,7-OH或或7,8-OH(5,6-7,8-OH(5,6-OHOH无无)AlClAlCl3 3及及AlClAlCl3 3/HCl/HClAlCl3/HClAlCl3/HCl图图AlCl3AlCl3图图 无邻二酚羟基无邻二酚羟基AlCl3/HClAlCl3/HCl图图AlCl3AlCl3图图 有邻二酚羟基有邻二酚羟基紫移紫移303040nm40nmB B环有邻二酚羟基环有邻二酚羟基 紫移紫移505065nm65nmA A、B B环均可能有邻酚二羟基环均可能有邻酚二羟基 AlCl3/HClAlCl3/HCl图图MeOHMeOH图图 无无3 3及及5 5OHOHAlCl3/HClAlCl3/HCl图图MeOHMeOH图图 可能有可能有3 3及或及或5 5OHOH红移红移353555nm55nm有有5 5OHOH红移红移60nm60nm有有3 3OHOH红移红移505060nm60nm可能同时有可能同时有3 3及及5 5OHOH红移红移171720nm20nm除有除有5 5OHOH外还有外还有6 6含氧取含氧取代代第七十一页，共一百一十一页。说明：说明：1+NaOMe碱性强,所有酚OH解离，红移 另有有3,4-OH或3,3,4-OH时，在NaOMe作用下易氧化破坏，故峰有衰减。2NaOAc为弱碱，仅使酸性较强者，如7,4-OH解离。第七十二页，共一百一十一页。3与ALCL3形成络合物的能力：3-OH黄酮醇 5-OH黄酮 邻二酚羟基 5-OH二氢黄酮醇不在酸性条件下，五者皆与Al3+络合但酸性条件下，邻二酚羟基和5-OH二氢黄酮醇不与AlCl3络合二者相减可检测邻二酚羟基。形成络合物越稳定，红移越多。第七十三页，共一百一十一页。A 环质子 B环质子 C环质子 糖上质子 取代基团质子 芳环质子 芳环质子 与类型有关 端基质子 -OH、-CH3、其它质子 -OCH3、-OCOCH3黄酮类化合物各质子的信号特征、峰形状、J、峰面积A-H 5.77.1常见5，7-二OH或7-OH取代B-H 6.5 7.9常见4-氧代或3、4-二氧代glu H-1 位于低场 较大4.85.70ppm 三、1H-NMR第七十四页，共一百一十一页。一一A A环质子环质子15,7-二OH黄酮 H-6及H-8 5.76.9 J=2.5Hz二重峰H-6较H-8在高场7-OH成苷时，那么H-6及H-8信号均向低场位移。第七十五页，共一百一十一页。1)黄酮醇及异黄酮：H-6(6.06.2,d,J=2.5Hz)；H-8(6.36.5,d,J=2.5Hz)7-O-糖苷：H-6(6.26.4,d,J=2.5Hz)；H-8(6.56.9,d,J=2.5Hz)2)二氢黄酮及二氢黄酮醇：H-6(5.75.9,d,J=2.5Hz)；H-8(5.96.1,d,J=2.5Hz)7-O-糖苷：H-6(5.96.1,d,J=2.5Hz)；H-8(6.16.4,d,J=2.5Hz)第七十六页，共一百一十一页。27-OH黄酮H-5较H-6、H-8低场，是由于羰基的负屏蔽效应的影响。H-6、H-8较5,7-二OH黄酮中处于低场，且相互位置可能颠倒。第七十七页，共一百一十一页。1黄酮、黄酮醇及异黄酮：H-57.98.2,d,J=9.0Hz H-66.77.1,dd,J=9.0,2.5Hz H-86.77.0,d,J=2.5Hz)2二氢黄酮及二氢黄酮醇：H-5(7.77.9,d,J=9.0Hz)H-6(6.46.5,dd,J=9.0,2.5Hz)H-8(6.36.4,d,J=2.5Hz)第七十八页，共一百一十一页。二二 B B环质子环质子14-氧取代黄酮类化合物 6.5-8.1C环对H-2,6的负屏蔽作用大于对H-3,5；H-3,5受4-OR的屏蔽作用 H-2,6较H-3,5处于低场；C环氧化程度越高，H-2,6处于越低场的位置。H-3,5 6.5-7.1,d,J=8.5HzH-2,6 7.1-8.1,d,J=8.5Hz第七十九页，共一百一十一页。H-2,H-6 7.18.1(d,J=79Hz)与C环有关，据此可判断C环氧化程度。二氢黄酮类(7.17.3,d);二氢黄酮醇类(7.27.4,d);异黄酮类(7.27.5,d)；查耳酮类H-2,H-6(7.47.6,d);橙酮类(7.67.8,d)；黄酮类(7.77.9,d);黄酮醇类(7.98.1,d)第八十页，共一百一十一页。2 23,4-3,4-二氧取代黄酮类化合物二氧取代黄酮类化合物H-2受C环负屏蔽和3-OR屏蔽作用，H-6 也受C环负屏蔽作用，H-5那么仅4-OR屏蔽作用故由低场到高场的顺序为：H-6 H-2 H-5。13,4-二氧取代黄酮及 黄酮醇 H-5 6.7-7.1 d,J=8.5Hz H-2 7.2-7.9 d,J=2.5Hz H-6 7.2-7.9 dd,J=2.5,8.5Hz第八十一页，共一百一十一页。23,4-二氧取代异黄酮、二氢黄酮及二氢黄酮醇 H-2,5,6常作为一个复杂多重峰通常为两组峰 6.7-7.1 33,4,5-三氧取代黄酮类化合物假设R1=R2=R3=H，那么H-2,6为单峰，6.7-7.5 假设上述条件不成立，那么H-2,6分别为二重峰 J=2Hz第八十二页，共一百一十一页。三三 C C环质子环质子C C环特征是区别各类型黄酮类化合物环特征是区别各类型黄酮类化合物的主要依据的主要依据 1.黄酮类 H-3 6.3H-3 6.3s s第八十三页，共一百一十一页。2.异黄酮类H-2位于羰基位，同时受羰基和苯环的负屏蔽作用，且通过碳与氧相连，故较一般芳香质子低场。H-2 7.6-7.8(S)H-2 7.6-7.8(S)第八十四页，共一百一十一页。3.二氢黄酮和二氢黄酮醇 1)二氢黄酮 H-3a,H-3b，dd，2.8 H-3a J=17Hz偕偶，5Hz顺偶H-3b J=17Hz偕偶，11Hz反偶 H-2,dd,5.2,Jtrans=11Hz 反偶Jcis=5Hz顺偶第八十五页，共一百一十一页。2二氢黄酮醇3-OH苷化，供电子能力下降，两个氢的值升高向低场位移，可用于判断二氢黄酮醇苷中糖的位置。H-2与H-3为反式双直立键，J=11Hz H-2 4.9,d H-3 4.3,d第八十六页，共一百一十一页。4.4.查耳酮查耳酮5.5.橙酮橙酮第八十七页，共一百一十一页。四四 糖上的质子糖上的质子单糖与苷元相连时，糖上1-H与其它H比较，一般位于较低磁场区4.0-6.0。-OR(R=苷元)表现吸电子的诱导作用，端基H受两个O的诱导,故处于低场葡萄糖位于不同位置时端基H化学位移的区别：C3-OR 1-H 约为5.8 C-5,C-6,C-7,C-4-OR 1-H 约为4.8-5.2 鼠李糖 C-CH3 0.8-1.2第八十八页，共一百一十一页。五取代基质子五取代基质子1乙酰氧基质子 脂肪族ROCOCH3 糖上,其质子1.62.1,芳香族ArOCOCH3 苷元上,其质子2.32.5，质子数与苷元酚OH数有关。2甲氧基质子 -OCH3 一般在3.5 4.10(3H s)36-及8-C-CH3质子 6-及8-C-CH3 2.02.5 其中6-位CH3质子的化学位移较8位CH3质子小0.2ppm左右。4酚羟基质子 5-OH12.40(12.99)7-OH10.93 3-OH9.70 4-OH(10.01)3-OH(9.42)第八十九页，共一百一十一页。四、四、13C-NMR13C-NMR一骨架类型的判断一骨架类型的判断 根据中央三碳链的碳信号，即先根据羰基碳的值，再结合C2、C3的裂分和值判断。第九十页，共一百一十一页。C=OC-2（或（或C-）C-3（或（或C-）归属归属168.6169.8(s)137.8140.7(d)122.1122.3(s)异橙酮类异橙酮类174.5184.0(s)160.5163.2(s)104.7111.8(d)黄酮类黄酮类 149.8155.4(d)122.3125.9(s)异黄酮类异黄酮类 147.9(s)136.0(d)黄酮醇类黄酮醇类 182.5182.7(s)146.1147.7(s)111.6111.9(d)(=CH-)橙酮类橙酮类 188.0197.0(s)136.9145.4(d)116.6128.1(d)查耳酮类查耳酮类 75.080.3(d)42.844.6(t)二氢黄酮类二氢黄酮类 82.7(d)71.2(d)二氢黄酮醇二氢黄酮醇第九十一页，共一百一十一页。二黄酮类化合物取代图式确实定方法二黄酮类化合物取代图式确实定方法黄酮类化合物中芳香碳原子的信号特征可以用来确定取代基的取代图式。以黄酮为例，其13C-NMR信号如下所示：黄酮母核13C-NMR信号归属第九十二页，共一百一十一页。X Zi Zo Zm Zp OH 26.6-12.8 1.6-7.1 OCH3 31.4-14.4 1.0-7.8-OH及-OCH3的引入使：直接相连碳原子(-碳)大幅度地向低场位移间位碳虽也向低场位移，但幅度很小邻位碳原子(-碳)及对位碳那么向高场位移1.推断取代基的连接位置依取代基的位移效应规律第九十三页，共一百一十一页。A-环上引入取代基时，位移效应只影响到A环，而B-环上引入取代基时，位移效应只影响到B环。假设是一个环上同时引入几个取代基时，其位移效应将具有某种程度的加和性。第九十四页，共一百一十一页。2确定5，7-二羟基取代黄酮图式 C-6(d)及C-8(d)信号在9001000C-6信号总是比C-8信号出现在较低的磁场 尤其在黄酮及黄酮醇中差异较大，约为4.8。第九十五页，共一百一十一页。3.确定黄酮类化合物O-苷中糖的连接位置1糖的苷化位移 酚性苷中，糖上端基碳的苷化位移约为+4.0+6.0。2苷元的苷化位移 苷元糖苷化后：与糖直接相连碳原子a-C向高场位移，降低 邻位及对位碳原子那么向低场位移，增大，且对位碳原子的位移幅度大而且恒定。第九十六页，共一百一十一页。五、质谱在黄酮类结构测定中的应用五、质谱在黄酮类结构测定中的应用黄酮类化合物主要有以下两种根本裂解途径：途径-IRDA裂解：裂解规律1分子离子峰为基峰 用于测定分子量。2主要碎片离子峰为裂解途径I 产生的A1和B1 及裂解途径II产生的 B2120 102第九十七页，共一百一十一页。途径途径-II-II 两种途径裂解得到的碎片离子A1、B1、B2等，保存着A-环、B-环的根本骨架，且碎片A1与相应的B1碎片的质荷比之和等于分子离子的质荷比母核推断，A、B-环取代情况确定 此外，还有分子离子M+生成M-1+(M-H)及M-28+(M-CO)；由A1生成M-28+(A1-CO)及B2生成B2-28+(B2-CO)等碎片离子。第九十八页，共一百一十一页。-H黄酮类化合物根本裂解第九十九页，共一百一十一页。M+M+基峰，基峰，M-28M-28 M-CO M-CO，120120A1+A1+，102102B1+B1+，92 92 A1+-CO A1+-CO A A、B-B-环的取代图式可分别通过测定环的取代图式可分别通过测定A1+.B1+.A1+.B1+.的的m/zm/z的值进行的值进行推断推断1 1黄酮类黄酮类主要按途径主要按途径进行裂解进行裂解化合物化合物A1+.B1+.黄酮黄酮1201025，7-二羟基黄酮二羟基黄酮1521025，7，4-三羟基黄酮（芹菜素）三羟基黄酮（芹菜素）1521185，7-二羟基，二羟基，4-甲氧基黄酮甲氧基黄酮（刺槐素）（刺槐素）152132第一百页，共一百一十一页。2黄酮醇类质谱 主要按途径进行 M+基峰，105B2+，77B2+CO 上述两种根本裂解途径是相互竞争，相互制约的，且B2+，B2+CO的离子丰度与A1+，B1+及 A1+-CO的丰度互成反比。第一百零一页，共一百一十一页。结构研究举例结构研究举例某化合物分子式为某化合物分子式为C15H10O5，Mg-HCl反响阳性，根据反响阳性，根据UV、1H-NMR数据写出化数据写出化合物结构，并将合物结构，并将1H-NMR数据归属。数据归属。黄酮黄酮 C C1515H H1010O O2 2黄酮醇黄酮醇 C C1515H H9 9O O3 3二氢黄酮二氢黄酮 C C1515H H1212O O2 2二氢黄酮醇二氢黄酮醇 C C1515H H1111O O3 3第一百零二页，共一百一十一页。UVmax(nm)MeOH267,296,336NaOMe275,324,376带带I红移红移376-336=40,4-OHNaOAc未未276,301,392带带II红移红移276-267=9,7-OHAlCl3276,301,348,384AlCl3/HCl276,302,350,381AlCl3=AlCl3/HCl，结构中无邻二酚羟基，结构中无邻二酚羟基MeOHAlCl3/HCl，带，带I红移红移381-336=45，5-OHNaOAc/H3BO3268,338与与MeOH根本相同，结构中无邻二酚羟基根本相同，结构中无邻二酚羟基第一百零三页，共一百一十一页。1H-NMR四甲基硅醚衍生物，四甲基硅醚衍生物，CCl46.15(1H,d,J=2.5Hz)6.3(1H,s)6.5(1H,d,J=2.5Hz)6.85(2H,d,J=8.5Hz)7.75(2H,d,J=8.5Hz)A环氢，间偶环氢，间偶(6-H)黄酮黄酮3-HA环氢，间偶环氢，间偶(8-H)B环氢，邻偶环氢，邻偶(3,5-H)B环氢，邻偶环氢，邻偶(2,6-H)第一百零四页，共一百一十一页。例二例二某化合物为黄色结晶，某化合物为黄色结晶，HCl-Mg反响反响(+)，ZrOCL2反响黄色，加枸橼酸黄色褪去。元素反响黄色，加枸橼酸黄色褪去。元素分析为分析为C16H12O6，测波谱数据如下，确定其，测波谱数据如下，确定其结构。结构。黄酮黄酮 C C1515H H1010O O2 2黄酮醇黄酮醇 C C1515H H9 9O O3 3二氢黄酮二氢黄酮 C C1515H H1212O O2 2二氢黄酮醇二氢黄酮醇 C C1515H H1111O O3 3第一百零五页，共一百一十一页。UVmax(nm)MeOH252,267,344NaOMe270,303(sh),386带带I红移红移386-344=42nm,4-OHNaOAc(未未275,322,367带带II红移红移275-252=23nm,7-OHAlCl3273,296,362,390AlCl3/HCl276,295,355,387AlCl3与与AlCl3/HCl根本相同，结构中无邻二酚羟根本相同，结构中无邻二酚羟基基MeOHAlCl3/HCl，带，带I红移红移387-344=43，5-OHNaOAc/H3BO3253(sh),268,348与与MeOH相同，结构中无邻二酚羟基相同，结构中无邻二酚羟基第一百零六页，共一百一十一页。1H-NMR7.4(1H,dd,J=8.0,2.0Hz)6.8(1H,J=8.0Hz)6.3(1H,s)3.8(3H,s)7.3(1H,d,J=2.0Hz)6.5(1H,d,J=2.5Hz)6.2(1H,d,J=2.5Hz)B环氢环氢(6-H)B环氢环氢(5-H)黄酮黄酮3-H-OCH3B环氢环氢(2-H)A环上间位氢环上间位氢(8-H)A环上间位氢环上间位氢(6-H)第一百零七页，共一百一十一页。能看出以下四种化合物存在于松木心材的乙醚提取液中能看出以下四种化合物存在于松木心材的乙醚提取液中,并可分别由以下溶剂提取并可分别由以下溶剂提取,试问各自应在何部位提取物中试问各自应在何部位提取物中出现出现?为什么为什么?第一百零八页，共一百一