天然产物化学全套 - 黄酮类化合物的理化性质及显色反应
黄酮类化合物

黄酮类化合物黄酮类化合物泛指两个具有酚羟基的苯环(A-与B-环)通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物黄酮类化合物结构中常连接有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等官能团。
此外,它还常与糖结合成苷。
多数科学家认为黄酮的基本骨架是由三个丙二酰辅酶A和一个桂皮酰辅酶A生物合成而产生的。
经同位素标记实验证明了A环来自于三个丙二酰辅酶A,而B环则来自于桂皮酰辅酶A[1]。
1、分类:根据中央三碳链的氧化程度、B-环连接位置(2-或3-位)以及三碳链是否构成环状等特点,可将主要的天然黄酮类化合物分类:黄酮类(flavones)、黄酮醇(flavonol)、二氢黄酮类(flavonones)、二氢黄酮醇类(flavanonol)、花色素类(anthocyanidins)、黄烷-3,4二醇类(flavan-3,4-diols)、双苯吡酮类(xanthones)、查尔酮(chalcones)和双黄酮类(biflavonoids)等十五种。
另外,还有一些黄酮类化合物的结构很复杂,其中包括榕碱及异榕碱等生物碱型黄酮。
2、理化性质:天然黄酮类化合物多以苷类形式存在,并且由于糖的种类、数量、联接位置及联接方式不同可以组成各种各样黄酮苷类。
组成黄酮苷的糖类包括单糖、双糖、三糖和酰化糖。
黄酮苷固体为无定形粉末,其余黄酮类化合物多为结晶性固体。
黄酮类化合物不同的颜色为天然色素家族添加了更多色彩。
这是由于其母核内形成交叉共轭体系,并通过电子转移、重排,使共轭链延长,因而显现出颜色。
黄酮苷一般易溶于水、乙醇、甲醇等级性强的溶剂中;但难溶于或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。
糖链越长则水溶度越大。
黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基,故显酸性。
酸性强弱因酚羟基数目、位置而异。
3、显色:1.盐酸-镁粉(或锌粉)反应为鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应,反应机理现在认为是因为生成了阳碳离子缘故[1]。
2.四氢硼钠(NaBH4)是对二氢黄酮类化合物专属性较高的一种还原剂,产生红~紫色。
天然药化黄酮类化合物总结课件

小结2 ——理化性质
三、显色反应: 硼酸络合反应: 5-OH黄酮、2-OH查尔酮 —— 亮黄色 碱性试剂显色反应:
黄酮类 —— 日光下颜色加深,紫外下荧光增强 二氢黄酮 —— 橙-黄色 黄酮醇—— 黄色,通空气变棕色
第三节 黄酮类化合物的提取与
分离
黄酮类化合物的提取和分离
影响颜色深浅的主要因素:交叉共轭体系 助色团及其位置。
物态:多结晶、无定型粉末 二、溶解性:苷与苷元的区别
影响苷元水溶性的因素: 三、酸性:来源
影响因素及规律:7,4' > 7/4'> 一般 > 5 四、碱性:1-O孤对电子
小结2 ——理化性质
三、显色反应: 还原反应:Mg-HCl反应:(二氢)黄(醇)—— 橙红-紫红-紫-蓝
异芒果苷:止咳祛痰 芒果叶和知母叶
16
黄酮类化合物的结构和分类
橙酮类 aurones
双黄酮类biflavonoids
C环为含氧五元环较少见 黄花波斯菊花:硫黄菊素
裸子植物:银杏、卷柏
17
黄酮类化合物的存在形式
黄酮苷元 取代基:OH,OMe,Me,异戊烯基等
黄酮苷 氧苷和碳苷
18
黄酮类化合物的结构和分类
正丁醇层 黄酮苷
水层
多糖 蛋白质
49
黄酮类化合物的提取和分离
碱提酸沉法
➢ 原理:酚羟基与碱成盐,溶于水;加酸后析出 ➢ 碱: 常用Ca(OH)2,即石灰乳(石灰水) ➢ 优点 A:使含酚羟基化合物成盐溶解
B:使含羧基杂质(果胶、粘液质、蛋白质等) 形成沉淀
➢ 注意 a:提取时,碱液浓度不宜过高。 b:加酸酸化时,酸性也不宜过强。
天然药物化学-黄酮类化合物

O
Cl H2O
O
OH
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
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——〔+〕
OH
H OH
O 邻羟基查耳酮
第十六页,共一百一十一页。
O
O 二氢黄酮
HO
OH
HO glc O O
OH
红花苷
HO
OH
OH
glc O O
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 O 2
8
7
A
6
5
1
第五页,共一百一十一页。
〔二〕结构类型
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-C=O〕
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
8
6 花色素和黄烷醇类 7 其他
11.双苯吡酮类
根本母核由苯环与色原酮的2,3位骈合而成
O OH
8
HO 7
1 2
HO 6 5
O 4 3 OH glc
异 芒 果 素 (isomengiferin)
石韦中的异芒果素具有止咳祛痰的成效。
天然产物化学(第五章)黄酮类化合物

例如:黄酮、黄酮醇 ..
多为灰黄~黄色,而 HO
O
二氢黄酮、黄酮醇多
为无色。
O
一、性状
注意:花色素的颜色随pH不同而不同 红(pH<7) ~紫(pH=8.5) ~蓝(
pH>8.5)
二、溶解性
(一)黄酮苷元 多难溶于水,易溶于有机溶剂(甲醇、
乙醇、乙酸乙酯、乙醚)和稀碱液; 1、平面型分子的水溶性小于非平面型分
棕色~黑色沉淀
(三)硼酸的显色反应
具有
结构的化合物
OH O
在酸性条件下与硼酸反应生成亮黄色。
例如:
O
OH
OH O
O
(四)碱性试剂显色反应
1、二氢黄酮类遇碱变黄~橙色
HO
O
OH O
OH OCH3
OH
HO
+
H
OH OH O
OH OCH3
2、黄酮醇遇碱呈黄色,通入空气变棕色。 3、具有邻二酚羟基或3,4′-二羟基取代时, 在碱液中由黄-深红-绿棕色沉淀。 2013/9/29 补第五周国庆 星期五课)
黄烷3-醇(儿茶素类)
O
3
OH
H
HO
O
H OH OH
(+)儿茶素
OH OH
黄烷-3,4-二醇(无色花色素类)
O
3
4
OH
OH
HO
O
OH OH
OH
OH
OH
OH
无色飞燕草素
双黄酮类(银杏)
由二分子黄酮衍生物聚合生成的二聚物,多分布于裸子植物中。 银杏中含有多种双黄酮,如银杏素。
银杏叶片(舒血宁片)(银杏叶片提取物)
OH OH
长中大《中药化学》课件07黄酮类化合物-2理化性质、颜色反应及提取与分离等

盐酸—镁粉反应(HCl-Mg)
样品/EtOH + Mg粉? 浓 HCl
橙红 ~ 紫红色
查耳酮 橙酮
儿茶素 大多数异黄酮
HCl-Mg
不呈色
还原反应2 四氢硼钠反应(NaBH4)
二氢黄酮类 + NaBH4
其它黄酮类
红~ 紫色
不呈色
显色反应
1.还原反应 (1)盐酸-镁粉反应(HCl-Mg) (2)四氢硼钠反应(NaBH4)
显色反应 ----金属盐类试剂的络合
(1)铝盐 —— 可用于定性及定量分析
样品 + 1% AlCl3 或硝酸铝
(2)铅盐
络 合 物(黄色)
λ max≈ 415 nm (有荧光)
样品 + 1% 醋酸铅 或碱式醋酸铅/H2O
黄 ~ 红色 沉淀
显色反应 ----金属盐类试剂的络合
(3)锆盐 (ZrOCl2)
◆ 金属盐类试剂的络合反应
(1)铝盐 (2)铅盐 (3)锆盐
(4)镁盐 (5)氯化锶 (6)三氯化铁反应
◆硼酸显色反应
◆碱性试剂显色反应
显色反应 ---硼酸显色反应
O
OH O OH
H+
+ 硼酸
亮黄色
O
(五)显色反应
1.还原反应 (1)盐酸-镁粉反应(HCl-Mg) (2)四氢硼钠反应(NaBH4)
结构与溶解性关系
一般溶解规律
黄酮苷元——易溶MeOH、EtOH、EtOAC等有机溶剂 易溶于稀碱液 难溶或不溶于H2O
黄酮苷——易溶于水、MeOH、EtOH(通常60%~70%) 等溶剂 (苷元引入—OH数量或糖的数量多,决定了在水
中溶解度大小)
结构与水溶性关系
天然产物化学05__黄酮类化合物 (1)

黄酮、二氢黄酮醇不显色。
桂皮酰系统
O
O
苯甲酰系统
在上述黄酮、黄酮醇分子中,尤其在7-位及4’-位引 入—OH及—OCH3等供电基后,化合物的颜色加深,但 在其它位置引入—OH、—OCH3等供电基影响较小。 花色苷及其苷元的颜色随 pH 不同而改变,一般显红 色( pH 7 )、紫色( pH8.5 )、蓝色( pH8.5 )等颜色。
第一节 结构类型
一、基本结构
以前,黄酮类化合物主要是指基本母核2-苯 基色原酮类化合物,现在则是泛指两个苯环 ( A- 与 B- 环)通过中央三碳链相互联结而成的 一系列化合物。
8
7 6 5
O
1
2 7 3 4 6
8
O
4
1
2' 2 1' 3 6'
3' 4' 5'
O
色原酮
8
O 2-苯基色原酮
O
1 2' 2 1' 3 5 4 6' 5' 4' 3'
第五章 黄酮类化合物
黄酮类化合物广泛存在于自然界,多具 有颜色,在植物体内大部分与糖结合成苷, 一部分以游离形式存在。
分布概况
存在科属:存在于双、单子叶植物、裸子、蕨类植物、
低等植物
常见中药:槐米、黄芩、葛根、银杏、桑叶等
存在部位与形式: 花、果、叶 ----以苷为主要存在形式 木部---多为游离状态 皮、根、茎部位--- 两种存在形式
OH
O
柏黄酮
HO HO O
O
OH
O
OH O
OH O
扁柏黄酮
其他黄酮类:
1、花色素类 2、黄烷醇类
天然产物化学全套 - 黄酮类化合物的检识与结构鉴定

B
6' 5'
OR'
~ 7.10, d, J ≈ 8.5 Hz ~ 7.90, d, J ≈ 2.5 Hz ~ 7.90, d, J ≈ 8.5, 2.5 Hz
25
第四节 分析:
检识与结构鉴定
二、紫外光谱
OH HO O OH
黄酮或3-O-苷 I=410-359=51nm,4'-OH
O-Glycosyl OH O
II=271-259=12nm,7-OH
I=387-359=28nm,B环有邻二OH AlCl3/HCl与AlCl3相比, I=402-433= -31nm, B环有邻二OH AlCl3/HCl与MeOH相比,
(但不包括5, 6-位)
O
注:与其在甲醇溶液中的光谱进行比较
19
第四节
检识与结构鉴定
二、紫外光谱
4、三氯化铝及三氯化铝/盐酸(AlCl3及AlCl3/HCl)
AlCl3可与下列结构系统络合,引起相应吸收带红移。
O O
OH
OH OH O O
OH
生成的铝络合物的相对稳定性顺序: 黄酮醇3-OH > 黄酮5-OH > 二氢黄酮5-OH > 邻二酚OH > 二氢黄酮醇3-OH
3
处理、喷2%AlCl3甲醇溶液(UV下检查)等
第四节
检识与结构鉴定
一、色谱法
(一)双向纸色谱法
第一向展开 —— 分配作用
展开剂:醇性溶剂,
如 n-BuOH-HOAc-H2O(BAW, 4:1:5上层)
Rf值:苷元>单糖苷>双糖苷, 一般苷元 > 0.7,苷 < 0.7
4
黄酮类化合物的理化性质及显色反应

3-O H , 4=O 5-O H , 4=O
锆 盐
黄 色 锆 络 合 物
2%枸 橼 酸
黄 色 不 褪 黄 色 褪 去
醇 溶 样 品 0.5-1mg 10ml甲 2%枸 橼 酸 甲 醇 液 观 察 颜 色
1ml2% ZrOCl2
黄 色
4、镁盐:
二氢黄酮、二氢黄酮醇类与醋酸镁
的甲醇溶液,加热可显天蓝色荧光, 若具有 C5-OH ,色泽更为明显。而 黄酮、黄酮醇及异黄酮类等则显黄~ 橙黄~褐色。
碱性 黄酮类化合物分子中-吡喃酮环上的1-位 氧原子,因有未共用的电子对,故表现 微弱的碱性,可与强无机酸,如浓硫酸、 盐酸等生成(金羊)盐,但生成的(金 羊)盐不稳定,加水可分解。
O H C l H O 2 O O H O C l
四、显色反应 (一)还原反应 1、盐酸-镁粉(或锌粉)反应:
OH
O 芸香糖 OH O 芦丁
颜色:
黄酮的色原酮部分无色,在 2- 位上引入 苯环后,即形成交叉共轭体系,使共轭 链延长,因而呈现出颜色。黄酮、黄酮 醇及其苷类多显灰黄~黄色,查耳酮为黄 ~橙黄色,异黄酮类显微黄色,二氢黄酮、 二氢黄酮醇不显色。
在上述黄酮、黄酮醇分子中,尤其在 7位及 4’- 位引入 —OH 及 —OCH3 等供电基 (助色团)后,通过电子转移、重排使 化合物的颜色加深,但在其它位置引 入—OH、—OCH3等供电基影响较小。 花色素及其苷元的颜色随 pH 不同而改变, 一般显红色( pH 7 )、紫色( pH8.5 )、蓝 色( pH8.5 )等颜色。
性较高的一种还原剂。与二氢黄酮 类化合物产生红~紫色。其它黄酮类 化合物均不显色。
(二)金属盐类试剂的络合反应
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第二节
理反应
1、盐酸-镁粉反应 黄酮(醇)、二氢黄酮(醇)及苷 (+) 橙红-紫红色
查耳酮、橙酮、儿茶素类(黄烷醇类) (-) 异黄酮(-)(少数显色) 2、四氢硼钠(NaBH4)反应 二氢黄酮(醇) (+) 紫-紫红色
9
第二节
理化性质及显色反应
四、显色反应
HO
O OH OH OH O
C
D
17
第二节
理化性质及显色反应
五、威-莫氏(Wessely-Mosers)重排
黄酮类C-6及C-8碳苷不易酸水解,但易重排,得到
混合物。
Ara HO O 6%HCl 100℃/7hr Glc OH O Ara OH O HO Glc O
18
2、锆盐 样品
+
(有游离3-OH或5-OH) 黄色络合物 2%ZrOCl2 枸 橼 酸
3-OH, 4-酮基络合物的稳 定性大于5-OH, 4-酮基络合 物(二氢黄酮醇除外)
OH HO O OH O OH O H2O O Zr Cl
黄色褪去
颜色不变
(只有5-OH) (有3-OH)
锆-枸橼酸反应:鉴别黄酮中3-OH或5-OH
(+)
O OH O
rutinose
( -)
锆-枸橼酸反应
SrCl2反应 Molish反应
黄色,加枸橼酸,褪色
(+)
硼酸+草酸反应 (+)黄色 (+)
16
第二节
理化性质及显色反应
四、显色反应
练习:2、用适当方法鉴别下列化合物
HO O OH
HO O OH
OH
O
A
OH
OH
O
B
HO
O OH O OH O glc
四、显色反应
(二)金属盐类试剂的络合反应
5、氯化锶(SrCl2) 样品 + SrCl2 (具有邻二酚羟基) 氨性甲醇溶液 6、三氯化铁反应 样品 + FeCl3水或醇溶液 (具有酚羟基) 呈色
绿色-棕色-黑色沉淀
13
第二节
理化性质及显色反应
四、显色反应
(三)硼酸显色反应
C C OH C O
5-羟基黄酮 2'-羟基查耳酮
O
+
硼酸
H+
亮黄色
2 2' 1' 3 4 6 5
3' 4' 5' 6'
OH
1
OH
O
O
14
第二节
理化性质及显色反应
四、显色反应
(四)碱性试剂显色反应
HO
NH3蒸气:颜色加深,可逆;Na2CO3反应不可逆。 二氢黄酮易在碱液中开环,转变成查耳酮,呈橙-黄色
OH O OCH3 OHH+ OH O HO OH OCH3 OH
OH
O
黄酮醇类在碱液中呈黄色,通入空气后变为棕色。
黄酮类化合物分子中有邻二酚羟基或3,4'-二羟基取代 时,在碱液中易氧化,生成黄色→深红色→绿棕色沉淀。
15
第二节
理化性质及显色反应
四、显色反应
OH O OH
练习:1、预测芦丁的显色反应结果
HO
HCl-Mg反应
NaBH4反应
11
第二节
理化性质及显色反应
四、显色反应
(二)金属盐类试剂的络合反应
3、铅盐 —— 可用于鉴定、提取和分离 样品 4、镁盐
+
1%醋酸铅
黄-红色沉淀
或碱式醋酸铅
样品
+
醋酸镁甲醇溶液
呈色
二氢黄酮(醇), 显天蓝色荧光, 有5-OH更明显 黄酮(醇)、异黄酮,显黄-橙黄-褐色
12
第二节
理化性质及显色反应
分子中引入羟基,水溶性增大;引入甲氧基,脂溶 性增大。
2、苷
水溶性大于苷元,易溶于水、甲醇、乙醇等强极性 溶剂,难溶或不溶于苯、氯仿等有机溶剂。
糖链越长,水溶性越大。
6
第二节
理化性质及显色反应
HO O
OH
三、酸性与碱性
(一)酸性
OH
OH OH O
酸性:来源于分子中的酚羟基
可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺。 酸性强弱取决于酚羟基的数目和位置: 7,4'-二OH > 7-或4'-OH > 一般酚OH > 5-OH > 3-OH
旋光性: 苷元 —— 二氢黄酮(醇)、黄烷(醇)、双黄酮 苷——多为左旋
3
第二节
理化性质及显色反应
一、性状
颜色:与是否存在交叉共轭体系和助色团有关
黄酮(醇)及其苷:呈灰黄-黄色 查耳酮:黄-橙黄色 二氢黄酮(醇):无色 异黄酮:微黄色 花色素可随着pH值的变化颜色有所不同:
红色(pH<7),紫色(pH 8.5),蓝色(pH>8.5)
(溶于NaHCO3) (溶于Na2CO3) (溶于不同浓度NaOH)
此性质可用于提取、分离及鉴定工作
7
第二节
理化性质及显色反应
三、酸性与碱性
(二)碱性
γ-吡喃环上的1位氧原子,具有未共用电子对,表现 出微弱的碱性,可与浓硫酸、盐酸等强无机酸生成盐。
O
HCl H2O
O
O
Cl
OH
该盐极不稳定,遇水即分解。
(二)金属盐类试剂的络合反应
黄酮类化合物分子结构中多具有下列结构:
O OH
OH OH O O
OH
可与金属盐类试剂发生络合反应,生成有色络合物。 1、铝盐 —— 可用于定性、定量分析 1%AlCl3 黄色络合物 样品 + 或Al(NO2)3 (有荧光)
10
第二节
理化性质及显色反应
四、显色反应
(二)金属盐类试剂的络合反应
4
第二节
理化性质及显色反应
二、溶解性
1、游离苷元
难溶或不溶于水,易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、 乙醚等有机溶剂及稀碱水溶液。
黄酮(醇)、查耳酮 —— 平面型分子 二氢黄酮(醇) —— 非平面型分子 花色素 —— 离子形式
O
H
水 溶 性 增 大
O H
O
O
H
5
第二节
理化性质及显色反应
二、溶解性
1、游离苷元
天然药物化学
第五章 黄酮类化合物 (Flavonoids)
天然药化教研室 主讲教师:宋少江
1
本 章 内 容
第一节 概述
第二节 理化性质及显色反应
第三节 提取与分离
第四节 检识与结构鉴定 第五节 结构研究实例
2
第二节
理化性质及显色反应
一、性状
形态:多为结晶性固体, 少数(如黄酮苷类)为无定形粉末。