天然产物化学全套 - 香豆素类
天然药物化学基础第七章香豆素类化合物
12香豆素类成分是指一类具有苯骈—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。
3OHCOOH12354678OO主要取代基羟基7—位多见甲氧基异戊烯氧基、异戊烯基6、8位顺邻羟基桂皮酸香豆素1植物生长调节剂低浓度刺激植物发芽、生长高浓度抑制植物发芽、生长。
2光敏作用治疗白斑病。
3抗菌、抗病毒作用秦皮中的七叶内酯及其苷治疗痢疾蛇床子中的奥斯脑可治乙肝表面抗原。
4平滑肌松弛作用冠状动脉扩张和解痉利胆5抗凝血作用防止血栓形成6肝毒性黄曲霉素致肝癌。
6苯骈-吡喃酮环上有无取代基及成环情况简单香豆素呋喃香豆素吡喃香豆素其他香豆素只有苯环上有取代基的香豆素。
取代基羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。
由于绝大多数香豆素在C7位都有含氧官能团存在因此7-羟香豆素可以认为是香豆素类成分的母体。
12354678OOHO8类型基本母核代表化合物简单香豆素仅苯环一侧有取代基伞形花内酯7—OH香豆素瑞香内酯7、8—二OH香豆素七叶内酯6、7—二OH香豆素七叶苷7—OH6-O-葡萄糖苷滨蒿hāo内酯6、7—二OCH3香豆素蛇床子素7-OCH38-异戊烯基香豆素12354678OOOOOHOOOHOOOOHOOOOOOHOOOOHOOO伞形花内酯异戊烯基6位取代异戊烯基8位取代补骨脂内酯白芷内酯线型补骨脂内酯型角型异补骨脂内酯型67-呋喃骈香豆素型78-呋喃骈香豆素型环合的形成过程116OOO78568OOO75角型7、8-呋喃香豆素补骨脂内酯母核结构佛手苷内酯5-OCH3花椒毒内酯8-OCH3欧前胡内酯8-异戊烯氧基紫花前胡内酯未降解的二氢香豆素当归素白芷内酯母核结构虎耳草素5、6 -二OCH3 异佛手苷内酯5-OCH3呋喃香豆素线型6、7-呋喃香豆素OOOHOOOHOOOOHOOOOOOHOOOOHOOO伞形花内酯异戊烯基6位取代异戊烯基8位取代花椒内酯邪蒿内酯线型角型67-吡喃骈香豆素型78-吡喃骈香豆素型环合的形成过程1234123414吡喃香豆素线型6、7-吡喃香豆素8OOOOHOH5角型7、8-吡喃香豆素OOO858OOOOHOH5OOOOCOCH3OCO85紫花前胡醇白花前胡丙素指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。
香豆素类化合物
香豆素类化合物《天然产物化学》题目：香豆素类化合物关键词：香豆素结构性质制取稀释新陈代谢应用领域食品学院2021级研究生农产品加工与储藏专业1.1香豆素研究概况香豆素(cornnarin)就是具备苯骈a-吡喃酮母核的一类天然化合物的总称，在结构上可以看做就是顺邻羟基桂皮酸脱水而变成的内酯。
其具备芳甜香气的天然产物，就是药用植物的主要活性成分之一。
在结构上应当与异香豆素类(isacoumarin)二者区分，异香豆素分子中虽也存有苯并吡喃酮结构，但它可以看作就是西南边羧基苯乙烯醇阿芒塔的酯。
如下分子结构图右图：顺式邻羟基桂皮酸香豆素异香豆素近年来，随着现代色谱和波潜技术的应用领域和发展，辨认出了不少代莱结构类型，如色原酮香豆素（chromonacoumarin)，倍半萜类香豆素(sesquiterpenylcoumarin)，以及prenyl-furocoumarin型倍半萜衍生物等。
此外，也辨认出某些少见的结构，例如香豆素的硫酸酯、并无含氧替代如3,4,7-三甲基香豆素和四氧替代的香豆素。
在香豆素的磷酸酯体上，尚辨认出混合型二聚体，例如由香豆素与吖啶酮、喹诺酮或萘醌等共同组成的二聚体。
在分离和鉴定手段上，不少新方法、新技术近年也被应用。
例如，超临界流体被用于提取；多种制备型加压(低、中、高)和减压色潜被应用于分离；毛细管电泳应用于分析；在结构鉴别上，2d-nmr被广泛使用及负离子质谱的采用等。
在合成上，近年也报道了不少更简便，得率更高的方法，包括某些一步合成法。
在生物活性上，近年也获得了不少进展，例如拆分获得一系列能够遏制hiv-1逆转录酶的胡桐内酯类(calanolide)，能够明显收缩血管的凯林内酯(khellactone)类化合物，最近又辨认出某些香豆素能够遏制no制备和具备植物雌激素活性等。
不少香豆素类的QSAR关系也被进一步研究。
1.2香豆素结构类型香豆素最早由vogel于1820年报导从圭亚那的零陵香豆(tonkabean),即为黄香草木犀（melilotusofficinalis）中赢得，香豆素名称就源于零陵香豆的加勒比词“coumarou”。
香豆素类的名词解释
香豆素类的名词解释香豆素（Coumarin）是一类天然存在的化合物，其独特的芳香和味道使其被广泛应用于食品、香水、草药和医疗领域。
它是一种蓝色荧光晶体，常见于某些植物和真菌中。
本文将对香豆素类化合物的来源、性质、应用和潜在风险进行解释，并介绍一些与香豆素相关的有趣事实。
来源首先，让我们来了解香豆素类化合物的来源。
它存在于多种植物中，包括香草、黄连木、苦楝木和典型的扁和潺潺声。
此外，真菌如紫穗槐霉和镉槐霉也是香豆素的产生者。
香豆素通过植物的新陈代谢和真菌的天然代谢产生，通常存在于植物的叶子、根、果实和树皮中。
性质香豆素是一种芳香酮类化合物，化学式为C9H6O2。
它有独特而温和的草木香味，很多人对这种香气非常喜爱。
香豆素在常温下是固体，溶于乙醇和氯仿等有机溶剂中。
它的熔点为68-70°C，沸点为302°C。
此外，香豆素还显示出一定的荧光特性，可被紫外线激发，并发出明亮的蓝色荧光。
应用香豆素广泛应用于食品、香水、草药和医疗领域，赋予产品特殊的香味和草木香气。
在食品行业，香豆素作为一种香料添加剂，常用于制作巧克力、香精、糖果和各种甜点，以增加其香气和风味。
此外，香豆素也被用于草药和传统医学中，被认为具有抗炎、抗血栓、抗氧化等药理作用。
在香水和化妆品行业，香豆素常用于调配芳香剂和香水，在产品中赋予持久的草木香气。
潜在风险尽管香豆素具有众多应用和美妙的香气，但过量摄入可能会导致一些潜在风险。
研究发现，长期暴露在高浓度的香豆素中，可能增加肝脏损害的风险。
此外，某些个体可能对香豆素过敏，导致皮疹、过敏性紫癜等过敏反应。
因此，合理使用香豆素类化合物非常重要，同时建议不要超过每日摄入限制。
有趣事实除了解释香豆素的来源、性质、应用和潜在风险，这里还有一些与香豆素相关的有趣事实。
首先，香草（香草味）中的香气主要由香豆素和香兰素共同贡献。
其次，恩氏椴树是世界上唯一一种含有香豆素的植物，它的叶子和树皮中含有丰富的香豆素。
香豆素类成分分析.ppt
荧光法
荧光法是利用羟基香豆素大多能产生荧 光，可直接观察提取溶液的荧光，也可观 察薄层荧光斑点
薄层色谱法（首选）
薄层色谱法也是利用香豆素大多具有荧 光用薄层色谱法进行鉴别。（PS：不具荧 光或荧光强度较弱的香豆素，可用喷显色 剂或喷碱溶液以增强荧光再进行鉴识）
香豆素鉴别举例
课本P148 例15 七宝美髯颗粒中补骨脂素，异补骨脂素的 鉴别就是利用薄层色谱法供试品溶液和对 照品溶液显相同颜色而进行鉴别。
理化性质
荧光反应
（1）香豆素母核无荧光，呋喃香豆素荧光弱 （2）羟基香豆素成蓝色荧光，7-OH荧光最强 （3）加OH-，羟基香豆素荧光增强 （4）7-OH香豆素，6或8位有取代，荧光减弱 （5）7-OH香豆素醚化、酯化、酰化，荧光减弱
理化性质
光谱特征（紫外）
➢母核上无含氧官能团取代时 274nm——苯环 311nm——α，β-不饱和内酯
异香豆素 有取代的香豆素 二聚体和三聚体
结构类型
七叶内酯 （简单香豆素）
结构类型
呋喃香豆素
吡喃香豆素
结构类型
其他香豆素 仙鹤草内酯（异香豆素）
异七叶内酯（二聚体） 双香豆素
理化性质
➢ 一、物理性质 ➢ 二、化学性质 ➢ 三、荧光特征 ➢ 四、光谱特征
物理性质
性状： ➢ 游离香豆素多有完好的结晶、固定的熔
香豆素类成分分析
王林艳（043007121） 黄 宏（043007122） 徐艺铨（043007123） 梅 琪（043007124） 贡 磊（043007125）
香豆素定义
香豆素是一类具有苯骈α-吡喃酮环结构 的化合物，从结构上可看作是由顺式邻羟 基桂皮酸脱水缩合而成的内酯。
香豆素的分布
天然药化-苯丙素(香豆素)2012
1HNMR数据如下：
HO HO
6.80(1H,s)
CH2
2.86(2H,m) 4.3(1H,dd)
CH OH COOH
6.6(1H,d,J=7Hz) 6.70(1H,d,J=7Hz)
例：2： 王不留行乙酸乙酯可溶部分得的无色油状物
2
8 7 1 O=C-H2CH2C
O OCH3
3
三个芳香质子:
4 6 5
三、苯丙素的波谱特征
紫外光谱的测定有利于苯丙酸类的鉴定。 中性溶液中，游离的苯丙酸的UV与其酯或
苷相似，碱性溶剂中，酚酸的谱带与它的酯光
谱有明显差别。
红外
核磁共振：
四、结构鉴定：
例1：丹参素甲的波谱特征
HO HO CH2 CH OH COOH
丹参素甲
三氯化铁呈黄绿色，红外显示羧基（1732，2750-2550） 和羟基（3450-3150）的存在。
2 呋喃香豆素：
苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋
喃环。成环后常伴随着失去3个碳原子。 分为线型(linear)和角型(angular)两种。
O
O
O
补骨 脂 内 酯 psoralen 存在于豆科植物粉绿小冠花(Cornilla glauca)种子，补骨脂
香豆素结构类型.
通常将香豆素分为四类： ㈠简单香豆素类
㈡呋喃香豆素类(线型和角型)
㈢吡喃香豆素类(线型和角型)
㈣其他香豆素类
（一）简单香豆素类
只有苯环上有取代基的香豆素。
取代基：
6 5 4 3 2 8
羟基、烷氧基、苯基、异戊 烯基等。
O
HO
7
O
1
7-羟基香豆素
由于绝大多数香豆素在 C7 位都有含氧官能团（ -OH ）存 在，因此， 7- 羟香豆素可以认 为是香豆素类成分的母体。
O
补骨酯内酯
O
O
角型—由C8-异戊烯基与C7- 羟基成环，三个环 处在一折角线上。
O
O
O
白芷内酯
（三）吡喃香豆素类 (线型和角型)
香豆素C-6或C-8异戊烯基与邻酚羟基环
合而成2,2-二甲基-α -吡喃环结构，形成吡喃 香豆素。这一类天然产物并不多见。
属此类型的香豆素化合物
O
O O O
O
O
花椒内酯
邪蒿内酯
少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：
O O
O MeO O O
O
O
别美花椒内酯
dipetalolactone
（四）异香豆素类
指1位为酮羰基，2位为氧原子的香豆 素类。如异香豆素类。
（五）双香豆素类（香豆素的二聚体）
如：属此类型的香豆素化合物
O OMe
MeO
O
O
MeO O O
7-甲氧基香豆素 ( herniarin )
(glc)
HO
当归内酯 (angelicone)
O
HO
O
七叶内酯（七叶苷）
（二）呋喃香豆素类
香豆素简介
主讲人--丁耀
香豆素的简介
香豆素 称氧杂萘邻酮。不溶于水，较易 溶于热水。香豆素是一个重要的香料，天然存在于黑香豆、 香蛇鞭菊、野香荚兰、兰花中。香豆素的衍生物有些存在 于自然界，有些则可通过合成方法制得。有的游离存在， 有的与葡萄糖结合在一起，其中不少具有重要经济价值， 例如双香豆素，过去由甜苜蓿植物腐败析出，现在可用人 工合成，用作抗凝血剂。
香豆素ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ发现
香豆素是天然产物中一类重要化合物，1820年Vogel从黄香 草木犀中分离得到第一个香豆素至今已有190多年的时间。 香豆素类化合物由于具有多种生物活性而引起了天然药物 化学家的极大兴趣，已从自然界分离得到大量的香豆素类 化合物，并在此基础上通过结构修饰和全合成方法得到很 多活性香豆素类化合物，其中一些作为药物已在临床使用 多年。
香豆素类药物
香豆素类药物如补骨脂素①可以抑制H9淋巴细胞中HIV-1的复 制。佛手内酯②也有很强的抗艾滋病的活性。
①
②
香豆素的合成
Perkin反应是合成香豆素的经典方法之一，以邻羟基苯酮、 苯醛或苯酯作原料，并以反应碱的相应酸酐作催化剂，在 醋酸钠或者醋酸钾等碱存在的条件下反应
香豆素类化合物
《天然产物化学》课程作业题目：香豆素类化合物关键词：香豆素结构性质制备吸收代谢应用食品学院2011级研究生农产品加工与储藏专业香豆素类化合物1. 概述香豆素研究概况香豆素(cornn arin)是具有苯骈a-吡喃酮母核的一类天然化合物的总称，在结构上可以看作是顺邻羟基桂皮酸失水而成的内酯。
其具有芳甜香气的天然产物，是药用植物的主要活性成分之一。
在结构上应与异香豆素类(isacoumarin)相区分，异香豆素分子中虽也有苯并吡喃酮结构，但它可看做是邻羧基苯乙烯醇所成的酯。
如下分子结构图所示：顺式邻羟基桂皮酸香豆素异香豆素香豆素类化合物可以游离态或成苷形式广泛的存在于植物界中，只有少数来自于动物和微生物，其中以双子叶植物中的伞形科（Umbelliferae），芸香科（Rutaceae)和桑科(Moraceae)含量最多，其他在豆科（Leguminosae)、木犀科(Oleaeeae)、茄科(Solanaceae)、菊科(Compositae)和兰科(Orchidaeeae)中也较多。
研究表明，香豆素类化合物具有明显的药理活性，如抗HIV、抗癌、对心血管的影响、抗炎及平滑肌松弛、抗凝血等。
，近年来，随着现代色谱和波潜技术的应用和发展，发现了不少新的结构类型，如色原酮香豆素（chromonacoumarin)，倍半萜类香豆素(sesquiterpenyl coumarin)，以及prenyl-furocoumarin型倍半萜衍生物等。
此外，也发现某些罕见的结构，如香豆素的硫酸酯、无含氧取代如3, 4, 7-三甲基香豆素和四氧取代的香豆素。
在香豆素的多聚体上，尚发现混合型二聚体，如由香豆素与吖啶酮、喹诺酮或萘醌等组成的二聚体。
在分离和鉴定手段上，不少新方法、新技术近年也被应用。
例如，超临界流体被用于提取；多种制备型加压(低、中、高)和减压色潜被应用于分离；毛细管电泳应用于分析；在结构鉴定上，2D-NMR被普遍采用及负离子质谱的使用等。
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天然药物化学
B环质子影响因素： d）所示
d+ d6 5
2-羰基影响：如（ d- ）所示
7-OH影响：如（
d10
d+
4
H3,H6,H8电子云密度 H3,H6,H8在高场 H4,H5,H7电子云密度 H4,H5,H7在低场
HO
d-
3 2 d+
d+
7
B
d
8 -
A
d+
9
O
1
O d-
第三章 苯丙素类
天然药物化学
天然药物化学 Ac-C=O 4 5 6 10 C-9 C-4 A B 7 C-5 1' 9 O O 8 1 C-6 2' 3' C-3 5' OAc O 4' C-3’ O 6' C-4’ 5" 1" C-5’ 2" Ac-CH3 4"
3"
168.6 163.6 152.0 137.7 128.0 113.1 112.6 80.3 27.6 21.7 15.6
166.0 160.0 144.3 131.3 C-2” 116.6 C-8 112.7 C-10 88.6 C-2’ 68.6 C-5” 22.5 C-6’ 20.8 C-4”
C-1” C-2 C-7 C-3”
3 2 O
第三章 苯丙素类
天然药物化学
H3CO
HO HO O O
O
O
O
O HO HO O O
第三章 苯丙素类
HO
天然药物化学
O HO O O
O O O
O
O
O
HO O
O
O
O HO
O
O
O
O
O
第三章 苯丙素类
O HO O O
天然药物化学
HO O O O
HO O O O
O
O
O
OH
O
OH OH O O
O
O
O
O
O
O
5 6 10
4 3
B
7 9 8
A O
1
2
O
δH4（7.91） > δH5 （7.74）> δH7（7.66）
δH3 （6.45）<δH6（7.33） ≈ δH8（7.31）
H4与H8之间存在折线偶合，有偶合裂分
J3，4＝9-10Hz；J7，8＝6-8Hz
第三章 苯丙素类
天然药物化学
5、香豆素的MS规律
2. 下述符合香豆素荧光性质的是：
A 多数香豆素在紫外光下具有荧光 C C7-OH 香豆素荧光增强 3. 用化学方法区别下列各化合物
HO
HO O O
B 在碱性溶液中荧光显著 D C8位导入羟基，荧光消失
O OH
H3CO
H3CO O O
O
O
H3C
A
C D
B
O
第三章 苯丙素类
三、香豆素的分离方法
天然药物化学
升华性、挥发性：小分子游离型
荧光性质：7-OH > 6,7-OH > 6,8-OH
第三章 苯丙素类
天然药物化学
化学性质 内酯环所表现的性质 与碱水反应
OHO O
H+
COOO-
OH-
COO-
COOH
H+
O-
OH
第三章 苯丙素类
天然药物化学
异羟亏酸铁反应
OHO O
H O 2
OH
HONH2.HCl
n C=O：1700-1750 cm-1
KBr片：1720 cm-1
6
5 10
4 3
呋喃环特征:
n
C=C 1613-1639
cm-1
B
7 9 8
A O
1
2
δCH 890 cm-1
O
吡喃环特征： δCH 870-885 cm-1；740-760 cm-1
第三章 苯丙素类
1 3、香豆素的 HNMR规律
天然药物化学
Emerson 反应
H 2N
H
N
CH3
+
COOOH
O
N
CH3
[O] K3Fe(CN)6
H3C N CH3
4-氨基安替比啉 红色
N
O
N COOOH
上述两个反应可用于香豆素及其他化合物中酚 羟基对位有无取代时的检识
第三章 苯丙素类
天然药物化学
思考题：
1. 常用于香豆素类化合物的检识方法有： A 异羟戊酸铁反应 B 荧光反应 C 醋酸镁反应 D Emerson 反应
简单香豆素
母体香豆素分子离子峰强 易产生一系列失CO碎片离子
5 6 4 10 3
B
7 8 9
A O
+.
1
-CO
2
B
O
118(100%)
-CO
O
C7H6
+.
146(76%)
90(43%)
第三章 苯丙素类
天然药物化学
具有异戊烯基侧链
6 5 4 10 3
214(78%)
O
B
7 8 9
A O
+.
1
2
-CH3
O OH
O
O
OH
第三章 苯丙素类
O
O
天然药物化学
OH O O OH
HO
H3CO O O O
O
O
Ac HO O O
HO OH
O
O
OH
OH
O
HO
O
O
O
O
OH
HO
O
OH
第三章 苯丙素类
天然药物化学
二、香豆素的理化性质
物理性质
性状：苷元 结晶； 苷 多数为粉末 溶解度： CHCl3 苷元 苷 + MeOH/EtOH + + + H2O + + 碱水
5" 2" O 5' O 1" 1' O 6 7 2' 4' 6'
5 B
10
4 3 A 2 1 O
8 3' OAc
9
O
4" 2.06(3H,s), CH3-Ac 3" 1.86(3H,br.s) CH3-5” 1.76(3H,s), 1.68(3H,s) H-5’, 6’
第三章 苯丙素类
13CNMR(CDCl 3)d:
B
7 8 9
A O
1
2
O
含氧取代 7-氧取代 217,330 (s),240,255 (w) 位移试剂 峰位 强度 +乙酸钠：7-OH 红移 增强 6，8-OH 红移 降低 +AlCl3：邻二羟基 红移
第三章 苯丙素类
2、香豆素的红外光谱特征
天然药物化学
Байду номын сангаас
n 苯环：1600、1500、1450 cm-1
6 5 4 10 3
-C4H7
B
7 9 8
A O
+.
1
2
+.
A O O
O
M-15
第三章 苯丙素类
6 5 4 10 3
天然药物化学
O
2 1
O
+ 7
B
8 9
A O
+.
H
6
5
4 10 3
O
HO
+ 7
B
8 9
A O
+.
1
2
O
OH
H
CH2
6
5
4 10 3
-H
O
HO
+ 7
B
8 9
A O
+.
1
2
CH2
第三章 苯丙素类
5 B
10
4 3 A 2 1 O O
8 3' OAc
9
第三章 苯丙素类 1HNMR(CDCl )d: 3
天然药物化学
7.62(1H,d,J=9.7Hz) H-4 6.24(1H,d,J=9.7Hz) H-3 7.42(1H,d,J=8.4Hz) H-5 6.86(1H,d,J=8.4Hz) H-6 7.01(1H,d,J=6.8Hz) H-3’ 5.31(1H,d,J=6.8Hz) H-2’ 6.07(1H,q,J=6.0Hz) H-3” 1.97(3H,d,J=6.0Hz) H-4”
天然药物化学 竹叶防风根（2Kg） 95%乙醇渗滤 己烷溶解 己烷可溶部分 90%甲醇分配
结 构 研 究 实 例
90%甲醇可溶解部分 硅胶柱色谱 氯仿-丙酮梯度洗脱
硅胶制备薄层色谱 无色针晶 mp. 68-70
第三章 苯丙素类
天然药物化学
元素分析：C21H22O7 [a]D20 –26.2°(c=1.5,CHCl3) UV下显示蓝色荧光 6 UV l max (甲醇)： 7 256，295，320 1' O -1 IRn max cm (CHCl3)： 2' 3000, 1740, 1730,1615,1450,1220 5' + O EI-MS(m/z):386(M ), 4' 326, (M+-HOAC) 311, O 6' 5" 1" 286, (M+-C5H8O2) 2" 226, (M+-C5H8O2-HOAC) 4" 3" 213,198,186,158,102,83