(天然药化)第四章 苯丙素类

第四章 苯丙素类
第一节
一、苯丙素类化合物结构特征
概述
苯丙素类（phenylpropanoids）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，包括简单苯丙素类（如 苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸等）、香豆素类、木脂素和木 质素类、黄酮类，涵盖了多数的天然芳香族化合物。
二、分类
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）
15、熟悉含香豆素的重要中药秦皮、前胡等的化学成分及提取分离原理。 16、熟悉木脂素母核组成特征、基本结构类型及重要代表化合物。 17、掌握木脂素的溶解性特点、存在状态。 18、掌握木脂素异构化的原因、环境及意义。 19、掌握木脂素的常规提取、分离方法。 20、掌握木脂素重要显色反应的鉴别特点及鉴别意义。 21、熟悉木脂素紫外、红外光谱特征。 22、熟悉木脂素母核中几种代表性质子的核磁共振氢谱的信息特征。 23、掌握利用氢谱鉴别两种苯代萘内酯型木脂素的鉴 别特征和原理。 24、掌握利用氢谱鉴别双环氧木脂素两种立体异构体的鉴别特 征和原理。 25、熟悉木脂素基本母核碳原子碳谱化学位移的大致范围。 26、了解木脂素质谱裂解规律。 27、熟悉含木脂素的重要中药五味子、连翘的化学成分及提取分离方法。
2、与酸的反应 如果酚羟基的邻位有异戊烯基等不饱和侧链，在酸性条 件下能环合成呋喃环，再重排为吡喃环。
3、异羟肟酸铁反应——鉴别内酯结构
内酯在碱性条件下开环，与盐酸羟胺缩合，在酸性条件 下，与三价铁离子络合显红色。
4、Gibb’s反应及Emerson反应——鉴别酚羟基对位无取代（6-有无 取代） Gibb’s试剂：2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺， 在弱碱性（PH9-10）条件下，与酚羟基对位活泼氢缩合显蓝色。 Emerson试剂：2%的4-氨基安替比林和8%的铁氰化钾 在弱碱性条件下与酚羟基对位活泼氢缩合显红色。 6位无取代的香豆素均为阳性反应 5、三氯化铁反应 ——鉴别酚羟基 FeCl3溶液，呈绿色～墨绿色
五、含木脂素的中药实例：
（一）五味子
[来源] 木兰科植物五味子或华中五味子的干燥成熟果实。 [功效] 具有收敛固涩、益气生津，补肾宁心的作用。药理临床证明有降转氨酶的作用， 治疗慢性肝炎。 [成分] （1）木脂素：已分出50余个，主要存在于五味子的醇溶性部位，对中枢神经有镇静作 用。华中五味子分离出五味子酯，有降低转氨酶的作用，治疗急、慢性肝炎，均已 正式生产。 五味子木脂素多为无色或白色结晶，亲脂性强，溶于石油醚、甲醇、乙醇，易 溶于乙醚，极易溶于苯及氯仿，不溶于水。有亚甲二氧结构，Labat反应阳性。 （2）挥发油 五味子果实中含约3%。
OCH3 H 3C O H 3C O H 3C O OCH3
HO
H 3C O OCH3 OCH3
丁香酚
茴香醚
α-细辛醚
β-细辛醚
（二）苯丙醇类 松柏醇（coniferol）是常见的苯丙醇类化合物，在植物体中缩 合后形成木质素。紫丁香酚苷（syringinoside）是从刺五加中得到的 苯丙醇苷，均属苯丙醇类化合物。 （三）苯丙醛类 桂皮醛（cinnamaldehyde）是桂皮的主要成分，属苯丙醛类。 （三）苯丙酸类 苯丙酸衍生物及其酯类，是中药中重要的简单苯丙素类化合物 。桂皮酸存在于桂皮中，咖啡酸（caffeic acid）存在于蒲公英中， 阿魏酸（ferulic acid）是当归的主要成分，丹参素（danshensu）是 丹参活血化瘀的水溶性成分，均属苯丙酸类。
木质素类（多分子C6 — C3 单元）
黄酮类（ C6 — C3— C6
单元，另章介绍）
第二节
简单苯丙素类
一、简单苯丙素类的结构与分类 简单苯丙素类结构上属苯丙烷衍生物，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。 （一）苯丙烯类
丁香挥发油的主要成分丁香酚（eugenol），八角茴香挥发油的主要成分茴 香脑，细辛、菖蒲及石菖蒲挥发油中的主要成分α-细辛醚（α-asarone）、β-细辛 醚（β-asarone），均是苯丙烯类化合物。
三、香豆素的提取与分离
（一）提取： 利用香豆素的溶解性、挥发性及具有内酯结构的性质可采 用不同方法提取。 注意：酸、碱、热均可能使其分解或结构改变。
1、水蒸气蒸馏法 小分子的香豆素具有挥发性，可采用水蒸气蒸馏法提取和分离。 2、碱提酸沉法 0.5%氢氧化钠水溶液稍加热提取，冷后用乙醚脱脂，加酸调PH到中性， 适当浓缩，再酸化，则香豆素或苷即可析出。 3、溶剂法 常用乙醚、丙酮等提取游离香豆素； 用甲醇、乙醇或水提取香豆素苷类。
5 6 4 3 2
C O OH OH
7 8
O
1
O
顺邻羟基桂皮酸
香豆素
分类依据：
* a -吡喃酮环上有无取代。 * 7位羟基是否与6、8位取代的异戊烯基缩合成呋喃环、吡喃环。
简单香豆素 呋喃香豆素 吡喃香豆素 异香豆素 其他香豆素
（一）简单香豆素类(simple coumarins)
指仅在苯环上有取代基，且7位羟基未与6、8位取代基成 环的香豆素。 多数在7-位有含氧基团取代，其它位常见的取代基有羟基， 甲氧基和异戊烯基。
CHO
HO COOH
HO
桂皮醛
咖啡酸
简单苯丙素类衍生物还可与糖或多元醇结合，以苷或酯的形式 存在于植物中，此类化合物往往具有较强的生理活性。如茵陈的利 胆成分绿原酸（chlorogenic acid），金银花的抗菌成分3，4-二咖啡 酰基奎宁酸（3，4-dicaffeoyl quinic acid），南沙参中的酚性成分沙 参苷I（shashenoside I）等。 此外，简单苯丙酸衍生物还可经过分子间缩合形成多聚体，如 丹参的水溶性成分迷迭香酸（rosmarinic acid）。
第四节
一、定义：
木脂素类
是一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然产物。 多数游离存在，少数以苷的形式存在。由于主要存在于植 物的木质部或开始析出时呈树脂状，所以称木脂素。 生物活性： 保肝——五味子酯甲、乙、丙、丁 抗癌——鬼臼毒素类木脂素
五味子醇
二、木脂素的理化性质 1．物理性质
木脂素多为无色结晶，有不对称碳原子或不对称中心，多 数具有光学活性。一般无挥发性，少数具升华性。 游离木脂素偏亲脂性，难溶于水，能溶于苯、氯仿、乙醚 、乙醇等。与糖成苷后，易被酶或酸水解，水溶性增大。
２、显色反应
异羟肟酸铁反应 — 香豆素的内酯环结构 三氯化铁反应 — 酚羟基的有无 Gibb’s 反应 、 Emerson反应 — ６-位是否有取代基
3、薄层色谱检识（TLC）
吸附剂：硅胶 展开剂： （1）游离香豆素： 环己烷（石油醚）：乙酸乙酯（5：1~1：1） 或氯仿：丙酮（9：1~5：1） （2）香豆素苷类： 不同比例的氯仿—甲醇系统 显色剂： ①365nm紫外光下观察荧光 ②氨薰或10% KOH醇溶液 ③三氯化铁试剂 ④Emerson,Gibb’s试剂 ⑤异羟肟酸铁试剂 ⑥重氮化试剂 层析规律： 母核上羟基取代数目愈多，则Rf值愈小；羟基变为甲氧基，则Rf值增 大。
3、荧光
香豆素衍生物在紫外光下大多具有荧光，在碱溶液中荧光增强。
荧光的强弱与取代基的种类和位置有关：
7-OH呈强烈的蓝色荧光，加碱转为绿色；6，7-二羟基的荧光减
弱；7，8-Байду номын сангаас羟基的荧光消失。
羟基香豆素醚化则荧光减弱，色调变紫。 呋喃香豆素一般呈蓝或棕色荧光较弱，难辨认。
（二）化学性质
1、碱水解（内酯环的性质）
苯丙素类思考题：
1、熟悉苯丙素类化合物的基本类型和母核特点及生源途径。 2、掌握香豆素的结构类型、编号方式及重要代表化合物。 3、掌握香豆素的性状特点及溶解性特点。 4、掌握香豆素碱水解的原理及应用。 5、掌握香豆素各种显色反应的反应试剂、原理、特点及鉴别意义。 6、掌握香豆素各种提取方法的原理、适应范围及注意事项。 7、熟悉色谱分离香豆素的条件、选择条件的依据及预期分离结果。 8、掌握香豆素的荧光特点及应用。 9、掌握香豆素红外光谱特征区的主要吸收峰特征。 10、掌握香豆素紫外光谱特征及在碱液中的吸收峰变化特点。 11、掌握香豆素核磁共振氢谱的鉴别特征，并能熟练运用氢谱数据分析简单 香豆素的苯环取代情况。 12、熟悉香豆素远程偶合的特点及偶合常数大小。 13、掌握香豆素母核碳原子的碳谱信息（化学位移、峰形状）。 14、掌握香豆素质谱裂解规律。
香豆素具有内酯结构，与稀碱液作用可水解开环，形成水溶性的顺 式邻羟基桂皮酸盐。酸化，又可立即环合形成脂溶性香豆素而析出。 但如果与碱加热时间过长，开环产物顺式邻羟基桂皮酸盐则异构化 为反式，再酸化也无法环合为内酯。
应用：碱溶酸沉法提取香豆素碱溶酸沉法提取香豆素 （重点掌握） 注意：加热时间不宜太长 不能与浓碱共沸（裂解—酚类或酚酸） 侧链有酯键的不宜（碱水解）
取。
（3）苯丙酸衍生物是植物酸性成分，可用碱提酸沉法提取。
第三节
一．结构与分类
香豆素类
香豆素类成分是指一类具有苯骈ａ—吡喃酮母核的天然化合物 的总称。 在结构上可以看成是顺邻羟基桂皮酸脱水而形成的内酯类化合 物。目前发现的约1200种。 环上常有羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基（常见于6位或8位） 等取代。
（二）呋喃香豆素(furanocoumarins)
呋喃香豆素是香豆素母核上取代的异戊烯基与7位酚羟 基缩合成呋喃环。 根据骈合的位置分为线型（6，7环合）与角型（7，8 环合）。
线型 （6，7环合）
角型 （7，8环合）
（三）吡喃香豆素(pyranocoumarins)
吡喃香豆素是由香豆素苯环上异戊烯基和7位羟基环合形 成2，2-二甲基α-吡喃环结构。也分直型、角型。
（二）分离 一般采用色谱法分离，常用硅胶柱层析、高效液相色谱（正相 分离小极性，反相分离大极性）、薄层制备（荧光定位）。 游离香豆素态（极性小）——硅胶吸附分离（氧化铝一般不用） 香豆素苷 （极性大）——反相HPLC色谱（Rp-18、Rp-8）