中药化学《苯丙素类化合物》重点总结及习题

中药化学《苯丙素类化合物》重点总结及习题本章复习要点：1．掌握香豆素的理化性质和检识方法。

2．掌握香豆素的提取、分离方法。

3．熟悉香豆素和木脂素的结构和分类。

4．熟悉香豆素和木脂素的波谱特征。

5．熟悉木脂素类化合物的理化性质及鉴别方法。

6．了解苯丙素类化合物的分布、生物合成途径和生理活性。

第一节概述【含义】苯丙素类化合物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。

【分类】广义包括：简单苯丙素类—苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、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（2~4分子C6— C3 单元）木质素类（多分子C6— C3 单元）黄酮类（C6— C3— C6 单元，另章介绍）【生源途径】苯丙素类化合物均由桂皮酸途径合成而来。

第二节香豆素类【概述】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，广泛分布在高等植物中，如伞形科、豆科、茄科、芸香科、菊科等科属的植物富含该类成分。

【结构与分类】1.性状游离香豆素多为结晶性物质；亦有呈玻璃态或液态。

分子量小的具芳香气味、挥发性及升华性。

香豆素苷一般呈粉末或晶体状。

无挥发性及升华性，也无香味。

2.溶解性具有苷溶解性的一般规律。

但游离香豆素（分子量小）可溶于沸水，难溶于冷水。

3.内酯环的性质（碱水解）长时间加热香豆素 顺邻羟基桂皮酸盐 反邻羟基桂皮酸盐（ S 水 小 ） （ S 水大 ）应用：碱溶酸沉法提取香豆素注意：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）4.显色反应1.提取 ⑴水蒸汽蒸馏法——小分子游离香豆素的挥发性。

⑵碱溶酸沉法——内酯结构的性质。

⑶溶剂法—溶解性特点——系统溶剂法（石油醚、乙醚、乙醇、水）。

甲醇或乙醇提取，结合溶剂法、大孔树脂法。

2. 分离 单体分离比较困难，一般多用色谱法分离。

极性小、游离态——硅胶吸附分离（氧化铝一般不用）。

极性大、苷——反相色谱（Rp-18、Rp-8）。

【检识】1.荧光：多呈蓝色或紫色荧光，７－羟基香豆素类有较强兰色荧光，加碱后荧光增强、颜色变绿；呋喃香豆素类显蓝色或褐色。

应用：色谱（TLC 、PC ）检识。

2.显色反应：异羟肟酸铁反应 — 香豆素的内酯环的特点。

三氯化铁反应 — 酚羟基的特点。

Gibb ’s 反应、Emerson 反应 — 酚羟基对位无取代基。

【波谱特征】 1.UV 光谱（1）香豆素类成分的紫外光谱主要有苯环和ａ－吡喃酮环结构的吸收。

未取代的香豆素在274nm （log 4.03）和311nm （log 3.72O HOO ）处分别有最大吸收。

前者由苯环引起，后者由ａ-吡喃酮引起。

（2）当母核上引入含氧取代基时，常会引起主要吸收峰的红移。

（3）含有酚羟基的香豆素，在碱液中的吸收峰有显著的红移现象，且吸收有所增强。

2.红外（IR ）光谱 呋喃环（C-H ）OCOOO COOH O O 876512343175～3025 cm —1（弱小、尖锐的双峰）芳环 内酯环1660～1600cm —1 1750～1700 cm —1（C=O, 最强峰）(三个较强吸收) 1270～1220 cm —1( 强吸收峰 ) 1100～1000 cm —1( 强吸收峰 ) 3.核磁共振（NMR ）谱（1）香豆素类化合物1H-NMR 谱特征：①H-3、H-4构成AB 系统，以一组dd.峰出现，偶合常数较大(J ≈9.5Hz), H-3(1H, d. J=9.5),δ6.10～6.50(高场),由于受羰基吸电共轭效应的影响， H-4位于较低场,化学位移较大（δ7.50～8.20 )。

②芳环质子信号受芳环取代影响很大 7-OH 香豆素H-5 (1H,d.J=8.0) δ（低场） H-6 (1H,dd.J=8.0；2.0) δ（高场 ） H-8 (1H,d.J=2.0) δ（高场 ） 5、7-二取代香豆素 H-6、H-8 分别呈现 d 峰, J=2.0～2.5(小、间偶) 6、7-二取代(线型呋喃和线型吡喃)H-5、H-8 分别呈现 s 峰7、8-二取代(角型呋喃和角型吡喃)H-5、H-6 分别呈现d 峰,J=8.0(大、邻偶)③在高分辨谱上能观察到远程偶合（折线型偶合）： 5J 3',8 = 0.6~1.0 Hz 5J 4.8 = 0.6~1.0 Hz④呋喃香豆素：呋喃环质子(AB 系统 ,dd.)δ6.70～7.20 (1H,d.J=2.0～2.5)δ7.50～7.70 (1H,d.J=2.0～2.5) 芳环质子 H-5 (1H, s.) H-8 (1H, s.)⑤芳环上甲氧基质子：三个质子的单峰 (3H, s.) ，δ3.8～4.0ppm 。

（2）13C-NMR 谱特征：香豆素母核碳谱的特征信号： C-2 (C=O, s. δ> 160ppm) C-7 (C-OH, s. δ> 160ppm)，受羰基吸电共轭的影响 C-9 (季碳，C-O-, s. δ149.0～154.0ppm) C-10 (季碳，s. δ110.0～113.0ppm)C-4 (C=C, d. δ143.0～145.0ppm)，受羰基吸电共轭的影响 C-3 (C=C, d. δ110.0～113.0ppm)δC-2 > C-7 > C-9 > C-4 > C-5 > C-6 ≈ C-3 ≈ C-10 > C-8(160以上) (110.0～113.0) (110以下) 4．质谱（MS ）特征（1）大多具有很强的分子离子峰[M]+，简单香豆素和呋喃香豆素的分子离子峰经常是基峰。

（2）出现一系列失去CO 的碎片离子峰，最主要碎片离子峰是[M-CO]+峰，其丰度可达100%（基峰）。

（3）具有甲氧基取代的香豆素经常出现失去甲基（-CH 3）的碎片离子峰。

第三节 木脂素 O O O H H H 3458O 87651234HO O O H HH A B C123458761093'2'1'【概述】木脂素是一类由二分子苯丙素衍生物（单体）聚合而成的天然化合物，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。

木脂素类化合物具有多方面生物活性，如保护肝脏和降低血清GPT水平、抑制癌细胞增殖等作用。

【结构及分类】依据组成木脂素的C6-C3单体缩合位置不同及其侧链γ-碳原子上的含氧基团相互脱水缩合等反应，形成了不同类型的木脂素。

OO141．性状 多数为无色结晶，一般无挥发性，少数具升华性。

2．溶解性游离木脂素多具亲脂性，易溶于有机溶剂（苯、乙醚、氯仿、乙醇），难溶于水，具酚羟基的木脂素可溶于碱水液中。

木脂素苷水溶性增大。

3．光学活性与异构化作用木脂素常有不对称碳原子或不对称中心，多数具有光学活性，遇酸易异构化（双环氧木脂素），而木脂素的生物活性与其立体结构有一定关系（鬼臼毒脂素-抗癌活性），因此，在木脂素的提取分离过程中应尽量避免与酸碱的接触，以防止其构型的改变。

【提取与分离】1. 系统溶剂法一般常将药材先用乙醇或丙酮提取，提取液浓缩成浸膏后，用石油醚、乙醚、乙酸乙酯等依次萃取，按极性大小分离。

注意：木脂素类在植物体常与大量的树脂状物共存，在用溶剂法处理过程中容易树脂化。

2. 碱溶酸沉法主要用于酚性、内酯结构的木脂素的分离纯化。

注意：避免产生异构化而使木脂素类化合物失去生物活性。

3. 色谱法用于难分离木脂素的分离。

常用吸附剂为硅胶、中性氧化铝，洗脱剂可根据被分离物质极性，选用石油醚-乙醚、氯仿-甲醇等。

【检识】木脂素没有特征性的理化检识方法，常用的检识方法主要是针对木脂素结构中的功能基如酚羟基、亚甲二氧基及内酯结构等而进行的检识。

1．三氯化铁反应——检查酚羟基2．Labat 反应（没食子酸、浓硫酸）——检查亚甲二氧基（阳性呈蓝绿色） 3．Ecgrine 反应（变色酸、浓硫酸）——检查亚甲二氧基（阳性呈蓝紫色） 【结构研究】木脂素的结构类型较多，这里仅就代表性类型的波谱特征予以介绍： 1．紫外（UV ）光谱特征多数木脂素有两个孤立的芳环发色团，其紫外光谱相似，一般在紫外区(200～400nm)出现两个吸收峰: 220～240nm (lg ε> 4.0) 和 280～290nm (lg ε 3.5～4.0)。

木脂素的立体结构对紫外光谱一般无影响。

而四苯代萘类（共轭程度增大）显示特征吸收：260nm ( lg ε> 4.5) 最强峰225、290、310、355nm 强吸收峰2．红外（IR ）光谱特征红外光谱特征区主要显示功能基的信息，木脂素结构中常有的羟基、甲氧基、亚甲二氧基、芳环及内酯环等基团均有相应的吸收峰。

3．核磁共振（NMR ）谱（1）1H-NMR 谱特征及应用 ①典型木脂素的质子归属δ1.05 (6H, d.) H-9、H-9’ δ1.78 (2H, m.) H-8、H-8’ δ4.61 (2H, d) H-7、H-7’δ5.96 (4H, s) 亚甲二氧基质子 δ6.82～6.93 芳环质子加尔巴新（单环氧木脂素）②用于鉴别4-苯代萘内酯（上向）和1 -苯代萘内酯（下向）4-苯代萘内酯 1 -苯代萘内酯 H-1处于羰基去屏蔽区，位于低场，δ8.25ppm (较大)亚甲基质子处于苯环屏蔽区，位于高场，δ5.08～5.23ppm (较小) ③用于双环氧木脂素立体构型（两个苯环在同侧或异侧）的判断同 侧 （苯环） 异 侧 （苯环）J 1 2 = J 5 6≈4～5Hz (反式偶合) J 1 2 ≈ 4～5Hz (反式偶合) J 5 6 ≈ 7Hz (顺式偶合)（2）13C-NMR 谱特征①内酯环羰基碳原子位于最低场，δ165～180ppm （最大）。

②其次为芳环质子，δ110～150ppm ，其中连接取代基团的碳原子δ较大。

③烷烃类质子 δ80ppm 以下，其中，与氧相连碳原子较大，季碳δ 较大。

88'OOOO 77'9'C A 5.32 5.52. .8.255.23H HH④甲氧基质子δ55 .7ppm 。

C-1 129.4 C-1′ 129.5 C-2 110.8 C-2′ 111.3 C-3 146.6 C-3′ 146.5 （芳环与氧相连）C-4 144.2 C-4′ 144.3 （芳环与氧相连） C-5 113.9 C-5′ 114.3 C-6 121.2 C-6′ 121.9C-7 38.3 C-7′ 34.5 C-8 40.9 C-8′ 46.5C-9 71.3 C-9′ 178.6 （内酯环羰基）木脂内酯 OCH 3 55.74．质谱（MS ）特征（1）多数木脂素可得到分子离子峰。