天然药物化学第三章 苯丙素类
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天然药物化学简答题简述苯丙素类化合物的生物合成途径
天然药物化学简答题简述苯丙素类化合物的生物合成途径
1.苯丙素类化合物的生物合成途径主要包括甲基丙素途径和香豆素途径。
2.甲基丙素途径：甲基丙素途径是苯丙素类化合物的主要生物合成途径。
首先，苯丙氨酸被苯丙氨酸羟化酶催化，形成对羟基苯丙氨酸。
然后，对羟基苯丙氨酸经过甲化反应，催化剂是对羟基苯乙酮酸羟化酶，形成对羟基苯乙酮酸。
最后，对羟基苯乙酮酸经过脱羧反应，催化剂是对羟基苯乙酮酸脱羧酶，形成香豆素。
香豆素可以进一步转化为其他苯丙素类化合物，如肾上腺素和去甲肾上腺素。
3.香豆素途径：香豆素途径是苯丙素类化合物的次要生物合成途径。
首先，酪胺酸经过酚氧化酶催化，形成酪酸。
然后，酪酸经过羟化反应，催化剂是酪酸羟化酶，形成对羟基酪酸。
最后，对羟基酪酸经过甲化反应，催化剂是对羟基酪酸甲基转移酶，形成香豆素。
4.总体上，苯丙素类化合物的生物合成途径通常经过羟化、甲化和脱羧等反应，催化剂包括羟化酶、甲基转移酶和脱羧酶等酶类。
不同的催化剂和反应条件可以导致不同的苯丙素类化合物合成。
天然药物化学 苯丙素类
茴芹 芹 芹
3 吡喃香豆素：苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合 吡喃香豆素： 而成2,2-二甲基 吡喃环结构，形成吡喃香豆素。 二甲基-α-吡喃环结构 而成 二甲基 吡喃环结构，形成吡喃香豆素。 也分为线型(linear)和角型 也分为线型 和角型(angular)两种。 两种。 和角型 两种
三、香豆素
三、香豆素
4
(一) 香豆素的结构类型 一
其它香豆素： 吡喃酮环上有取代基。 、 上常有苯 其它香豆素：在α-吡喃酮环上有取代基。C3、C4上常有苯 吡喃酮环上有取代基 基、羟基、异戊烯基等取代。 教材 P113 羟基、异戊烯基等取代。 亮菌甲素：得自于白蘑科真菌假蜜环菌菌丝体， 亮菌甲素：得自于白蘑科真菌假蜜环菌菌丝体，对胆道系 统的压力起到很好的调节作用，使胆汁能顺利地排出。 统的压力起到很好的调节作用，使胆汁能顺利地排出。对一 些胆道运动障碍的疾患、胆道内小的结石、 些胆道运动障碍的疾患、胆道内小的结石、胆管及胆囊的炎 能起良好的作用，临床效果良好。 症，能起良好的作用，临床效果良好。 海棠果内酯：得自藤黄科植物海棠果，具有抗炎活性， 海棠果内酯：得自藤黄科植物海棠果，具有抗炎活性，还 有抗关节炎作用。 有抗关节炎作用。 逆没食子酸，又称鞣花酸，得自大戟科、胡桃科、 逆没食子酸，又称鞣花酸，得自大戟科、胡桃科、蔷薇科等 多种植物， 多种植物，也常以游离态或结合态存在于许多植物的虫瘿或 叶子中，为止血剂，有兴奋子宫的作用，对妊娠8, 叶子中，为止血剂，有兴奋子宫的作用，对妊娠 12, 16 天的小鼠，静脉注射1.2mg/kg时，可增加流产的发生率。 天的小鼠，静脉注射 时 可增加流产的发生率。
5 6 4 3 2 7 8
COOH OH
O
1
O
顺顺 顺 氨顺 顺 顺
天然药物化学-第03章 苯丙素类-5学时-201010修订
第二节
香豆素
三、香豆素的化学性质--碱水解反应（内酯性质） （一）碱水解一般特点： α-吡喃酮环有α,β—不饱和内酯性质，在稀碱液中水解 生成顺邻羟桂皮酸的盐，其盐的水溶液经酸化容易闭环恢复 为内酯。 长时间碱液中放置或UV光照射，顺邻羟桂皮酸转变为稳定 的反邻羟桂皮酸，酸化后不再内酯化而可获得反邻羟桂皮酸。
广 西 中 医 药 大 学 药 学院 潘 为高
第二节
香豆素
三、香豆素的化学性质—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。
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第二节
香豆素
三、香豆素的化学性质—酸的反应
2．醚键开裂：
MeO + H MeO O O HO O O + H MeO
大乾科--珠子草
第三节 木脂素
二、结构类型—1.木脂素--②二芳基丁内酯类
木脂素侧链形成内酯结构的基本类型，是生物体内芳基萘内酯类木脂 素的合成前体 。
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第二节 香豆素
第二节
香豆素
一、香豆素概述
定义：是邻羟基桂皮酸的内酯，有芳香气味。 骨架：苯骈α-吡喃酮，一般有7-OH
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第二节
香豆素
二、香豆素的类型-分类及依据 1.简香豆素 只有【苯环】上有取代基―→ 线型 2.呋喃香豆素 角型 线型 3.吡喃香豆素 角型
化合物名称 邻羟基桂皮酸 间羟基桂皮酸 对羟基桂皮酸 咖啡酸 阿魏酸 异阿魏酸
天然药物化学第3章苯丙素类
随着人们对苯丙素类天然药物的深入 研究，其开发前景将更加广阔，有望 为人类健康事业做出更大的贡献。
研究进展
近年来，科研人员对苯丙素类天然药 物的研究不断深入，发现了许多具有 新药理活性的化合物。
在提取、分离和纯化技术方面，也取 得了很大的进展，为苯丙素类天然药 物的进一步开发和利用提供了技术支 持。
烯醇式丙酮酸提供碳架，形成苯丙氨酸。
02
苯丙氨酸的合成需要维生素B6作为辅酶，由谷氨酸脱氢酶催化 谷氨酸脱氢，生成酮戊二酸，再经过转氨酶的催化，生成苯丙
氨酸。
03
苯丙氨酸的合成过程中，需要消耗能量，由ATP提供能量。
苯丙素类的生物合成过程
苯丙素类化合物是由苯丙氨酸经过一系列酶促反应生成的，首先由苯丙氨酸转氨酶将苯丙氨酸转化为 酪氨酸，然后酪氨酸经过羟化、氧化、环化等反应，生成多种苯丙素类化合物。
物理性质
苯丙素类化合物多为固体，具 有较高的熔点和沸点。
多数苯丙素类化合物具有鲜艳 的颜色，如黄酮类化合物多为 黄色或橙色。
苯丙素类化合物大多具有特殊 的气味和味道，如香豆素类化 合物具有香豆素的特殊气味。
化学性质
苯丙素类化合物中的 碳碳双键可以发生加 成、氧化等反应。
苯丙素类化合物中的 羰基可以发生还原、 成酯等反应。
合成。
在苯丙素类的生物合成过程中，存在着负反馈调节机 制，当某一中间产物浓度过高时，会抑制相应的酶活
性，从而调节整个合成过程的速率。
除了负反馈调节机制外，还存在着正反馈调节机制， 当某一中间产物浓度过低时，会促进相应酶的合成和
活性，从而加速整个合成过程。
05
苯丙素类的药理作用与机制
抗炎作用
01
苯丙素类化合物可通过抑制炎症介质、酶和细胞因 子的产生，发挥抗炎作用。
研究进展
近年来，科研人员对苯丙素类天然药 物的研究不断深入，发现了许多具有 新药理活性的化合物。
在提取、分离和纯化技术方面，也取 得了很大的进展，为苯丙素类天然药 物的进一步开发和利用提供了技术支 持。
烯醇式丙酮酸提供碳架，形成苯丙氨酸。
02
苯丙氨酸的合成需要维生素B6作为辅酶，由谷氨酸脱氢酶催化 谷氨酸脱氢，生成酮戊二酸，再经过转氨酶的催化，生成苯丙
氨酸。
03
苯丙氨酸的合成过程中，需要消耗能量，由ATP提供能量。
苯丙素类的生物合成过程
苯丙素类化合物是由苯丙氨酸经过一系列酶促反应生成的，首先由苯丙氨酸转氨酶将苯丙氨酸转化为 酪氨酸，然后酪氨酸经过羟化、氧化、环化等反应，生成多种苯丙素类化合物。
物理性质
苯丙素类化合物多为固体，具 有较高的熔点和沸点。
多数苯丙素类化合物具有鲜艳 的颜色，如黄酮类化合物多为 黄色或橙色。
苯丙素类化合物大多具有特殊 的气味和味道，如香豆素类化 合物具有香豆素的特殊气味。
化学性质
苯丙素类化合物中的 碳碳双键可以发生加 成、氧化等反应。
苯丙素类化合物中的 羰基可以发生还原、 成酯等反应。
合成。
在苯丙素类的生物合成过程中，存在着负反馈调节机 制，当某一中间产物浓度过高时，会抑制相应的酶活
性，从而调节整个合成过程的速率。
除了负反馈调节机制外，还存在着正反馈调节机制， 当某一中间产物浓度过低时，会促进相应酶的合成和
活性，从而加速整个合成过程。
05
苯丙素类的药理作用与机制
抗炎作用
01
苯丙素类化合物可通过抑制炎症介质、酶和细胞因 子的产生，发挥抗炎作用。
天然药物化学 第三章 苯丙素类
O
O
O
白芷内酯
第二节 香豆素类
HO
OO
呋
异 戊 烯 基 6位 取 代
伞形花内酯
异 戊 烯 基 8位 取 代
喃
香
豆
素
HO
类
生
HO
物 合
O
成
OO OO
环
HO
OO
合
的
形
成
过
O
OO
程 HO
途
补骨脂内酯
径
O
OO
白芷内酯 O
OO
线型：补骨脂内酯型
6,7-呋 喃 骈 香 豆 素 型
角型：异补骨脂内酯型 7,8-呋 喃 骈 香 豆 素 型
第二节 香豆素类
3、吡喃香豆素： 母核的7位羟基与6位或8位碳上取代的异戊烯基缩合形成
吡喃环的一系列化合物。这一类天然产物并不多见。
也分为线型(linear)和角型(angular)两种。
CH3
H3C
H3C
O
O
O
花椒内酯
O CH3
O
O
H3C
邪蒿内酯
第二节 香豆素类
HO
OO
吡
异 戊 烯 基 6位 取 代
第二节 香豆素类
二、香豆素的理化性质
㈢碱水解反应（内酯性质）
OH
OH-
CO O-
OO
H+
O-CO O- 长 时 间 加 热
O-
顺 邻 羟 桂 皮 酸
(不 易 游 离 存 在 ）
+ H
反 邻 羟 桂 皮热，水解产物顺邻羟桂皮酸衍生物则发生 异构化，转变成反邻羟桂皮酸的盐，再经酸化也不再发生内酯化闭环 反应。
第三章_苯丙素类
• 3．合成：桂皮酸途径。 苯丙素类多数由莽草酸，通过苯丙氨酸 和酪氨酸，再经脱氨、羟基化、偶合等反
应形成最终产物。（见下图）
• 一、苯丙酸类
–1 结构类型 –3 香豆素的提取
• 二、香豆素类
–1 结构类型 –2 理化性质
• 三、木脂素类
–1 结构类型 –2 理化性质
第一节 苯丙酸类
• 1．基本结构：酚羟基取代的芳香环与丙烯酸构成， 多数为具有C6-C3结构。 • 常见的苯丙酸类如：
5 6 7 4 3 2
HO
8
O
1
O
伞形花内酯
• 一、结构类型
香豆素母核为苯骈α -吡喃酮。环上常有取代基。 根据取代基的类型和位置通常将香豆素分为四类：
香豆素
苯骈α-吡喃酮环上有无取代 7-羟基与6、8-异戊烯基成环情况
环合、降解
环合、不降解
简单香豆素
呋喃香豆素
吡喃香豆素
其他香豆素
成环后，常伴随失去异 戊烯基上的三个碳原子
天然药物化学
河北师范大学 曹津津
第三章
苯丙素类
(Phenylpropanoids)
• 学习要求： • 1．掌握：简单苯丙素、香豆素和木脂素的结构类 型，及其骨架形成方式。 • 2．熟悉：简单苯丙素、香豆素和木脂素类型中的 典型化合物。
概
述
• 1．定义：苯丙素类是天然成分中有一类苯 环上与三个直连碳连在一起为单元（C6-C3） 构成的化合物。 • 2．组成：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩 酯、香豆素、木脂素、黄酮和木质素等。
桂皮酸 对羟基桂皮酸 咖啡酸 阿魏酸 异阿魏酸
R1 H OH OH OH OCH3 R2 H H OH OCH3 OH
天然药物化学第三章苯丙素类
征。
红外光谱法
利用红外光谱技术，测 定苯丙素类成分的官能
团和化学键信息。
X射线衍射法
通过X射线衍射技术，测 定苯丙素类成分的晶体
结构和空间构型。
03
苯丙素类的生物活性与 药理作用
抗菌与抗炎作用
抗菌
苯丙素类化合物对多种细菌、真菌和病毒具有抑制作用，如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等。其抗菌机 制主要是通过抑制病原微生物的细胞壁合成、影响细胞膜通透性或干扰蛋白质合成等途径实现。
酶促反应
在生物合成过程中，多种酶参与催化 反应，如苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸羟 化酶等，这些酶在调控苯丙素类化合 物的合成中起到关键作用。
02
苯丙素类的提取与分离
提取方法
溶剂提取法
利用有机溶剂如乙醇、甲醇等从植物中 提取苯丙素类成分。
微波辅助提取法
利用微波的加热作用，使植物中的苯 丙素类成分快速释放，具有提取时间
抗炎药物
苯丙素类化合物具有抗炎作用， 可减轻炎症反应，对一些炎症性 疾病具有一定的治疗作用。
在保健品及功能性食品中的应用
抗氧化剂
01
苯丙素类化合物具有抗氧化作用，可有效清除自由基，延缓细
胞衰老，在保健品和功能性食品中可作为抗氧化剂使用。
营养补充剂
02
部分苯丙素类化合物具有营养保健来自用，可作为营养补充剂添抗氧化作用
清除自由基
苯丙素类化合物具有清除活性氧自由基的能力，可有效减轻氧化应激对细胞的损伤。
抑制氧化酶活性
苯丙素类化合物可抑制与氧化应激相关的酶活性，如脂质过氧化酶、黄嘌呤氧化酶等，从而降低氧化应激反应。
其他生物活性
抗糖尿病
苯丙素类化合物具有降低血糖、改善糖 尿病症状的作用，可能与调节胰岛素分 泌、增加胰岛素敏感性等机制有关。
红外光谱法
利用红外光谱技术，测 定苯丙素类成分的官能
团和化学键信息。
X射线衍射法
通过X射线衍射技术，测 定苯丙素类成分的晶体
结构和空间构型。
03
苯丙素类的生物活性与 药理作用
抗菌与抗炎作用
抗菌
苯丙素类化合物对多种细菌、真菌和病毒具有抑制作用，如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等。其抗菌机 制主要是通过抑制病原微生物的细胞壁合成、影响细胞膜通透性或干扰蛋白质合成等途径实现。
酶促反应
在生物合成过程中，多种酶参与催化 反应，如苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸羟 化酶等，这些酶在调控苯丙素类化合 物的合成中起到关键作用。
02
苯丙素类的提取与分离
提取方法
溶剂提取法
利用有机溶剂如乙醇、甲醇等从植物中 提取苯丙素类成分。
微波辅助提取法
利用微波的加热作用，使植物中的苯 丙素类成分快速释放，具有提取时间
抗炎药物
苯丙素类化合物具有抗炎作用， 可减轻炎症反应，对一些炎症性 疾病具有一定的治疗作用。
在保健品及功能性食品中的应用
抗氧化剂
01
苯丙素类化合物具有抗氧化作用，可有效清除自由基，延缓细
胞衰老，在保健品和功能性食品中可作为抗氧化剂使用。
营养补充剂
02
部分苯丙素类化合物具有营养保健来自用，可作为营养补充剂添抗氧化作用
清除自由基
苯丙素类化合物具有清除活性氧自由基的能力，可有效减轻氧化应激对细胞的损伤。
抑制氧化酶活性
苯丙素类化合物可抑制与氧化应激相关的酶活性，如脂质过氧化酶、黄嘌呤氧化酶等，从而降低氧化应激反应。
其他生物活性
抗糖尿病
苯丙素类化合物具有降低血糖、改善糖 尿病症状的作用，可能与调节胰岛素分 泌、增加胰岛素敏感性等机制有关。
第三章苯丙素
脂溶性，可溶碱水 水溶性
蓝色荧光 紫色暗斑
香豆素化学性质
碱水解反应（内酯性质） 酸的反应（侧链）
►环合反应 ►烯醇醚键的开裂 ►双键加水反应
氢化加成反应（补充） 氧化反应（补充）
OO
香豆素化学性质
碱水解反应（内酯性质）
α-吡喃酮环具有α,β不饱和内酯性质 在强碱溶液中内
酯环可以开环生成顺邻
羟基桂皮酸盐，但加酸
CH3O
OCH3
7
O
8O O
线形呋喃
OCH3
6
O7
OO
线形吡喃
角形呋喃
7
O
8O O
角形吡喃
香豆素结构类型
其它香豆素 α-吡喃酮环上有取代基 （C-3, C-4上有苯基、羟基、异戊烯基取代）
CH2OH
COCH3
HO
OO
HO CH3O
OH
OO
OH
OO
OO
亮菌甲素 armillarsin A
黄檀内酯 dalbergin
7 8
9
7 8
9
O 7' 8' 9'
O 7' 8' 9'
木脂素结构类型
双四氢呋喃(furofurans) (双环氧木脂素)
O 9'
7
8
8'
9 O 7'
■ 联苯环辛烯类 (dibenzocyclooctenes)
7
9
8
■ 联苯类(新木脂素) (biphenylenes)
OH
OH
7' 8' 9'
木脂素结构类型
内容
第一节苯丙酸 （phenylpropanoic acid） ▲ 基本结构、存在状态、理化性质
蓝色荧光 紫色暗斑
香豆素化学性质
碱水解反应（内酯性质） 酸的反应（侧链）
►环合反应 ►烯醇醚键的开裂 ►双键加水反应
氢化加成反应（补充） 氧化反应（补充）
OO
香豆素化学性质
碱水解反应（内酯性质）
α-吡喃酮环具有α,β不饱和内酯性质 在强碱溶液中内
酯环可以开环生成顺邻
羟基桂皮酸盐，但加酸
CH3O
OCH3
7
O
8O O
线形呋喃
OCH3
6
O7
OO
线形吡喃
角形呋喃
7
O
8O O
角形吡喃
香豆素结构类型
其它香豆素 α-吡喃酮环上有取代基 （C-3, C-4上有苯基、羟基、异戊烯基取代）
CH2OH
COCH3
HO
OO
HO CH3O
OH
OO
OH
OO
OO
亮菌甲素 armillarsin A
黄檀内酯 dalbergin
7 8
9
7 8
9
O 7' 8' 9'
O 7' 8' 9'
木脂素结构类型
双四氢呋喃(furofurans) (双环氧木脂素)
O 9'
7
8
8'
9 O 7'
■ 联苯环辛烯类 (dibenzocyclooctenes)
7
9
8
■ 联苯类(新木脂素) (biphenylenes)
OH
OH
7' 8' 9'
木脂素结构类型
内容
第一节苯丙酸 （phenylpropanoic acid） ▲ 基本结构、存在状态、理化性质