天然药物化学-黄酮NMR
天然药物化学黄酮类结构解析天然药化结构鉴定汇总
结构鉴定练习题
1H-NMR(DMSO-d 6)(δppm):
5.34（1H,d,J= 7Hz） 糖端基碳上氢 6.19（1H,d,J= 2Hz）
OH OH HO O
6.93（1H,d,J= 2Hz）
6.83（1H,d,J= 9Hz）
OH
O
7.56（1H,dd,J1= 9Hz,J2= 2Hz） 7.64（1H,d,J= 2Hz）
结构鉴定练习题
OH
6.93
H HO OHOH来自H O HH6.19
OH
O
O
结构鉴定练习题
从中药蒙桑枝中分离得到一个白色
结晶(氯仿-甲醇)，分子式为C15H12O5，
mp＝247-9℃，HCl-Mg粉反应呈紫红色；
FeCl3反应阳性；NaBH4反应呈红-紫色；
其甲醇溶液中加入2%ZrOCl2/MeOH溶液 变成黄色溶液，继续加入柠檬酸/甲醇溶 液后，黄色褪去；Molish反应阴性。
- 2H
结构鉴定练习题
1H-NMR(DMSO-d 6)(δppm):
5.34（1H,d,J= 7Hz） 6.19（1H,d,J= 2Hz）
OH OH HO O
6.93（1H,d,J= 2Hz）
6.83（1H,d,J= 9Hz）
OH
O
7.56（1H,dd,J1= 9Hz,J2= 2Hz） 7.64（1H,d,J= 2Hz）
6.93（1H,d,J= 2Hz）
6.83（1H,d,J= 9Hz） 7.56（1H,dd,J1= 9Hz,J2= 2Hz） 7.64（1H,d,J= 2Hz）
结构鉴定练习题
1.试写出该化合物的完整结构；
糖部分写出Haworth结构；
天然药物化学-黄酮NMR
天然药物化学-黄酮NMR黄酮是一类广泛存在于植物中的重要天然药物，具有多种生物活性，包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗菌、抗病毒等。
因此，黄酮的结构解析对于揭示其生物活性和药理作用具有重要意义。
核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种非常重要的结构解析技术，可以对化合物的分子结构和分子间的相互作用进行详尽的研究。
本文将以黄酮类天然药物为研究对象，探讨黄酮类化合物在NMR研究中的应用。
黄酮类化合物的结构包含一个苯并环、一个或多个苯环及一个或多个羟基。
在NMR研究中，对于黄酮类化合物最重要的NMR技术是质子核磁共振（Proton Nuclear Magnetic Resonance，^1H-NMR）和碳核磁共振（Carbon Nuclear Magnetic Resonance，^13C-NMR）。
首先，^1H-NMR可以提供化合物的质子数量和质子的化学位移信息。
化学位移是一个非常重要的参数，可以用于确定化合物中的不同质子所在的化学环境。
对于黄酮类化合物而言，质子位移通常在0-10 ppm之间，具有丰富的信息。
例如，黄酮类化合物的氢骨架通常在3-7 ppm之间，芳香环上的氢通常在6-9 ppm之间。
通过对比实验测得的质子化学位移和数据库中黄酮类化合物的质子化学位移数据，可以快速确定化合物的结构。
其次，^13C-NMR可以提供化合物中碳原子的化学环境和数量信息。
与^1H-NMR相比，^13C-NMR的信号比较稀疏，但由于黄酮类化合物中碳原子的数量较少，并且碳原子的化学位移范围通常在0-200 ppm之间，因此^13C-NMR仍然是黄酮类化合物结构解析中非常重要的工具。
通过对比实验测得的碳化学位移和数据库中黄酮类化合物的碳化学位移数据，可以进一步确定黄酮类化合物的结构。
此外，多维核磁共振（Multidimensional Nuclear Magnetic Resonance，2D-NMR）技术在黄酮类化合物的研究中也得到广泛应用。
天然药物化学_第五章_黄酮类化合物-1
2'
2
O A
6 5 4
C
3
1' 6' OH
10.橙酮类 Aurones
O CH
O
11. 双苯吡酮类 Xanthones
12. 高异黄酮类
Homoisoflavones
O A C B
O
O
O
（三）存在形式
黄酮类多与糖成结合成苷，可成O-苷，也有C-苷 组成黄酮苷的糖类主要有：
1.单糖：D-Glc、D-Gal、D-Xyl、L-Rha、L-Ara、D-Glu A
n-BuOH 提取物 (39g) 溶于 1500ml 水中， 加 220g Pb(OH) Ac 饱和水溶液 黄色铅盐沉淀 加 220gNaHCO3 饱和水溶液 搅拌 1h，静置，滤过 滤液 6mol/L HCl 调 pH 5.3 n-BuOH 提取（500ml×5） n-BuOH 提取物 （4.3g 粗黄酮类） 凝胶滤过（TSK gel-HW-40） Fr.A-H (pH 5 的酸洗脱部分) Fr.I-P (pH 7 的水洗脱部分) 水层
2.双糖类：槐糖 龙胆二糖 芸香糖 新陈皮糖 3. 三糖类：龙胆三糖 槐三糖 Glc β1→2 glc Glc β1→6 glc Rha α1→6 glc Rha α1→2 glc Glc β1→6 glc α1→2 fru Glc β1→2 glc β1→2 glc
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第二节 理化性质
一、性状
二、溶解性
4.氯化锶反应 邻二酚羟基
OH
SrCl2 OH-
绿色～棕色～黑色沉淀
Sr++ 2HO-
O Sr O
+ H 2O
OH
5.三氯化铁反应
5.4黄酮类化合物的检识与结构鉴定
第四节目前主要采用的方法与对照品或与文献对照PC或TLC得到的Rf 分析对比样品在甲醇溶液中及加入酸、碱或金属盐类试剂后得到的UV光谱解析样品及其衍生物的NMR谱进行MS测定一、色谱法的应用1.纸色谱（PC）：双向色谱：用于分离黄酮类及其苷的混合物第一相：醇性展开剂（分配作用）n-BuOH-HOAc-H2O (4:1:5上层,BAW)t-BuOH-HOAc-H2O (3:1:1,TBA) Rf: 苷元>单糖苷>双糖苷第二相：水或水性展开剂（吸附作用）2%～6% HOAc、3%NaCl、HOAc-浓HCl-H2O (30:3:10)Rf: a.苷元在原点附近，糖链越长，Rf 越大b.苷元：黄酮（醇）、查尔酮<二氢黄酮（醇）2.硅胶薄层色谱（TLC）：用于鉴定弱极性黄酮类化合物较好。
黄酮苷元展开系统：甲苯-甲酸甲酯-甲酸（5:4:1）-----常用苯-甲醇（95:5）苯-甲醇-醋酸（35:5:5）氯仿-甲醇（85:15，70:5）黄酮衍生物（甲醚化或乙酰化）展开系统：苯-丙酮（9:1）苯-乙酸乙酯（75:25）3.聚酰胺薄层色谱：主要用于分离含游离酚羟基的黄酮及其苷类。
常用展开剂：乙醇-水（3:2）水-乙醇-乙酰丙酮（4:2:1）水-乙醇-甲酸-乙酰丙酮（5:1.5:1:0.5）水饱和的正丁醇-醋酸（100:1，100:2）丙酮-水（1:1）丙酮-95%乙醇-水（2:1:2）二、紫外光谱在黄酮类鉴定中的应用一般程序：测定样品在甲醇溶液中的UV及可见光谱；测定样品在甲醇溶液中加入各种诊断试剂后得到的UV及可见光谱。
常用诊断试剂:NaOMe, NaOAc, NaOAc/H3BO3, AlCl3, AlCl3/HCl1.黄酮类化合物在甲醇中的（1）黄酮及黄酮醇ⅡⅠ主讲教师：朱宇红天然药物化学（2）查耳酮及橙酮ⅠⅡ（3）异黄酮及二氢黄酮ⅡⅠ2.黄酮（醇）加入诊断试剂后的（2）醋酸钠（（3）（4）（5）3-OH, 5-OH二、黄酮类化合物OO76OH5HO8（1）A 环上芳氢（6-H ：δ 5.7～8-H ：δ 5.7～（1）HO8765A环上的芳氢5-H：δ 7.96-H：δ 6.7（2）H-3’,5’ 较为高场）～7.9（d, J≈8.5～7.1（d, J≈8.5 2,,3,,45,6OR2,,3,,45,6OROR （2）（d, J≈8.5 ）（d, J≈2.5 ）（3）（4）糖上的质子化合物糖上的H-1’’ 黄酮醇3-O-葡萄糖苷 5.70-6.00黄酮醇7-O-葡萄糖苷 4.80-5.20黄酮醇4'-O-葡萄糖苷黄酮醇5-O-葡萄糖苷黄酮醇6及8-C-糖苷黄酮醇3-O-鼠李糖苷 5.00-5.10二氢黄酮醇3-O-葡萄糖苷 4.10-4.30二氢黄酮醇3-O-鼠李糖苷 4.00-4.20三、黄酮类化合物四、黄酮类化合物五、结构鉴定例题：1H-NMR (DMSO-。
最新天然药物化学人卫第5版完整下PPT课件
2.30-2.45 ( 3H, s )
甲氧基
3.45-4.10 ( 3H, s )
四、黄酮类化合物的波谱
3、黄酮类化合物13C-NMR谱
129.0
126.3
131.0
133.7
O 1 1 8 . 1 156.3
131.8 163.2
126.3
129.0
125.2
178.4 124.0 125.7
107.6
O
苄氢:δ6.50-6.70( 1H,s ) δ6.37-6.94( 1H,s, DMSO-d6 )
四、黄酮类化合物的波谱
2、黄酮类化合物1H-NMR谱
化合物
糖 黄酮醇3-O-葡萄糖苷
上 的
黄酮醇7-O-葡萄糖苷
氢 黄酮醇4'-O-葡萄糖苷
黄酮醇5-O-葡萄糖苷
黄酮醇6及8-C-糖苷
黄酮醇3-O-鼠李糖苷
5-O-葡萄糖苷
104.3
7-O-鼠李糖苷
99.0
3'
2'
4'
四、黄酮类化合物的波谱
3、黄酮类化合物13C-NMR谱 3'
2'
4'
2）苷元的苷化位移
O
7
O
苷元糖苷化后，直接与糖相连的C-1向 高场位移，而邻、对位的C则向低场位移
四、黄酮类化合物的波谱
4、黄酮类化合物MS谱
途径I：
O
O
M
途径II：
O
O CO
A1
HC C
B1
+
+ O = C = C+-OH C
MO
B2+
四、黄酮类化合物的波谱
天然药物化学---黄酮类化合物(药大版)
OH
7.68
OH
6.82 7.51
HO
6.18
6.33
O
OGlc 6 Rha OH O
7
例题3 例题3
从中药黄芩中得一黄色针晶， 摄氏度（ 从中药黄芩中得一黄色针晶，mp300-2摄氏度（丙酮）， 摄氏度 丙酮）， FeCl3反应阳性，HCl-Mg反应阳性，Molish反应阴性， 反应阳性， 反应阳性， 反应阴性， 反应阳性 反应阴性 ZrOCl2反应黄色，加枸橼酸黄色消退，Gibbs反应阴性， 反应黄色，加枸橼酸黄色消退， 反应阴性， 反应阴性 SrCl2反应阴性。EI-MS给出分子量 。其光谱数据如下： 反应阴性。 给出分子量300。其光谱数据如下： 给出分子量 UV(λmax): MeOH 277, 328 NaOMe 284, 300, 400 NaOAc 284, 390 AlCl3 264sh, 284, 312, 353, 400 (DMSO-d6)δ: 12.35(1H, s), 7.81 (2H, d, J = 9 Hz), 6.87 (2H, d, J = 9 Hz), 6.68 (1H, s), 6.20 (1H, s), 3.82 (3H, s)。 。
2
黄酮类化合物的结构鉴定
一 色谱法的检识 二 紫外光谱 三 1H-NMR 四
13C-NMR
五 质谱
3
习题1 习题1
甲醇)， 粉反应呈阳性。 谱显示 黄色粉末 (甲醇 ，HCl-Mg粉反应呈阳性。IR谱显示 甲醇 粉反应呈阳性 、 、 有羟基 (3334 cm–1)、共轭羰基 (1656 cm–1)、苯环 (1613，1506 cm–1) 吸收峰。ESI–MS m/z 329 [M– ， 吸收峰。 H]-，314 ，299 。
天然药物化学第五章黄酮类化合物2
OH OH
HO
O
OH OH O
四、黄酮类化合物的波谱
黄酮类化合物的波谱
2、黄酮类化合物1H-NMR谱(DMSO-d6)特征
OHDimethyl Su Nhomakorabeafoxide
OH
O S
HO
7 5
O
3
OH
OH O
δ5－OH：≈12 ppm δ7－OH： ≈11 ppm δ3－OH： ≈10 ppm
四、黄酮类化合物的波谱
三、 黄酮类化合物的提取与分离
有时溶剂萃取过程也可以用逆流分配法连续进行。常 用的溶剂系统有：水-乙酸乙酯，正丁醇-石油醚等。
溶剂萃取过程在除去杂质的同时，往往还可以收到 分离苷和苷元或极性苷元与非极性苷元的效果。 （二）碱提取酸沉淀法
黄酮苷类虽有一定极性，可溶于水，但却难溶于酸 性水，易溶于碱性水，故可用碱性水提取，再于碱水 提取液中加入酸，黄酮苷类即可沉淀析出。此法简便 易行，如芦丁、橙皮苷、黄芩苷的提取都应用了这个 方法。
OH
HO
O
OH
HO
O
OH
OH
O
A
GlcO
O
OH OH
OH Rha-GlcO
O
B
O
O O
OH Rha-GlcO
O
C
O
OH OH
OH
O
E
OH
O
D
洗脱顺序： 聚酰胺：D>E>C>B>A 硅胶：A>B>C>D>E
影响因素：a、溶质的影响
三、 黄酮类化合物的提取与分离
3. 葡聚糖疑胶(Sephadex gel)柱层析： 对于黄酮类化合物的分离，主要用两种型号的凝胶
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
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HO H
H
8
O
6
H
5
O
刺槐亭五甲硅醚在四氯化碳中的氢谱
二,B环质子: 环质子:
1,4'-氧取代黄酮类化合物 , 位置比A环质子低场 位置比 环质子低场 分成2',6'和3',5'两组,均为 峰 两组, 分成 和 两组 均为d峰 2',6'较低场 化学位移大 较低场(化学位移大 较低场 化学位移大)
3,3',4'-二氧取代异黄酮,二氢黄酮 醇) , 二氧取代异黄酮, 二氧取代异黄酮 二氢黄酮(醇 6.70~7.10ppm 多重峰 (H-2,'5',6')
4,3',4',5'-三氧代黄酮类 , 三氧代黄酮类 3',4',5'-三羟基时 (对称 三羟基时 对称 对称) 6.5~7.5 H-2'和H-6'合为一单峰 和 合为一单峰 3'或5'-甲基化或苷化 3'或5'-甲基化或苷化 或3',4'- 甲基化或苷化 或4',5'-甲基化或苷化 甲基化或苷化 6.5~7.5 H-2'和H-6'各为一双峰 和 各为一双峰
三甲基硅醚衍生物各类质子的化学位移范围
各类质子的氢谱特征
H HO H
8
一, A环质子
1,5,7-二羟基黄酮类化合物 , - H-6和H-8 和
O
6
OH
O
位置: 位置:δ6.9~5.7 H-6比H-8高场 比 高场 成苷时, 当7-OH成苷时,均向低场位移 成苷时 峰形:各为双峰(相互偶合 相互偶合) 峰形:各为双峰 相互偶合 J ~2.5Hz
黄酮类化合物结构中常见的质子有: 黄酮类化合物结构中常见的质子有:
芳香质子,甲氧基质子,糖质子,糖的端基质子,鼠李糖的甲基质子, 芳香质子,甲氧基质子,糖质子,糖的端基质子,鼠李糖的甲基质子, 二氢黄酮的烷质子,异黄酮等的烯质子等. 二氢黄酮的烷质子,异黄酮等的烯质子等.它们在谱上的位置大概有如下 规律: 规律:
黄酮类化合物的MS裂解 书P207) 裂解(书 黄酮类化合物的 裂解
结构解析举例:
工
工
工
工
�
多数黄酮类化合物苷元在电子轰击质谱(EIMS)中分子离子峰 中分子离子峰 多数黄酮类化合物苷元在电子轰击质谱 (M+)较强,常为基峰,因此不需制成衍生物即可进行测定.但是 较强, 基峰, 较强 常为基峰 因此不需制成衍生物即可进行测定. 黄酮类化合物的苷类如不制成适当衍生物, 黄酮类化合物的苷类如不制成适当衍生物,是很难看到其分子离 子峰.有时即使将其全甲基化或全乙酰化, 子峰.有时即使将其全甲基化或全乙酰化,分子离子峰的强度仍 然很低. 然很低. 黄酮类化合物的苷元除分子离子峰外,在高质量区主要的峰还 黄酮类化合物的苷元除分子离子峰外, 含有甲氧基者), 有M-H,M-CH3(含有甲氧基者 ,M—CO,M—CHO.对鉴定黄 , 含有甲氧基者 , . 酮类化合物最有用的离子是含有完整A环和 环的碎片离子. 环和B环的碎片离子 酮类化合物最有用的离子是含有完整 环和 环的碎片离子.这些 离子分别用A 等来表示. 离子分别用 1,A2……和B1,B2……等来表示.其中有的离子是 和 等来表示 由逆Diels-Alder(RDA)裂解产生的.但查耳酮例外,它的羰基两 裂解产生的. 由逆 裂解产生的 但查耳酮例外, 边直接断裂. 边直接断裂. 黄酮类化合物有下列两种基本的裂解方式.其中裂解方式 相当 黄酮类化合物有下列两种基本的裂解方式.其中裂解方式I相当 裂解. 于RDA裂解. 裂解
三,C环质子 环质子
C环质子的位置和峰形是用 环质子的位置和峰形是用NMR区别结构类型的主要依据 环质子的位置和峰形是用 区别结构类型的主要依据 1,黄酮类: ,黄酮类: H-3 单峰 6.3ppm (注意与 注意与H-6和H-8的区别,书P199) 的区别, 注意与 和 的区别
2,异黄酮类: ,异黄酮类: 低场区 7.6~7.8 ppm单峰 单峰 3,二氢黄酮: ,二氢黄酮: H-2 受两个不等价的 受两个不等价的H-3偶合,(J反=11Hz, J顺=5Hz) 偶合, 偶合 -------- dd 峰 ~5.2ppm H-3a,3b 相互偶合 (J偕=17Hz),且均与H-2偶合 ,且均与 偶合 ---------均dd 峰, 多重叠, ~2.8ppm 多重叠, 均
(表 5-13) )
2'
3'
OR
6' 5'
如芹菜素的Байду номын сангаас谱
2,3',4'-二氧代黄酮及黄酮醇类化合物 , 二氧代黄酮及黄酮醇类化合物 H-5' 6.7~7.1 (d, J=8.5Hz) H-2' 7.2~7.9 (d, J=2.5Hz) 有时重叠, 有时重叠,难以区别 H-6' 7.2~7.9 (dd, J=8.5,2,5Hz) 表 5-14 区别3'-羟-4'-甲氧基与 4'-羟-3-甲氧基 区别 羟 甲氧基与 羟 甲氧基
利用NMR光谱分析黄酮类化合物的结构 利用NMR光谱分析黄酮类化合物的结构 NMR
常用溶剂:
CDCl3 DMSO-d6 - 适用于极性较小的苷元 适用于极性大的黄酮或极性稍小的苷 优点: 优点:溶解性好 -OH信号可见 信号可见 不足:沸点高, 不足:沸点高,样品不易回收 若有水峰,会有干扰 若有水峰, CCl4 三甲基硅醚衍生物 优点: 优点:三甲基硅醚易制 无溶剂峰
4,二氢黄酮醇 H-2和H-3构成反式直立键系统,各为一个 峰 , 构成反式直立键系统, 和 构成反式直立键系统 各为一个d峰 H-2 5.0~4.8ppm H-3 4.3~4.1ppm 成苷后位移 (表5-15) )
5,查耳酮和橙酮 ,
四,糖上质子
单糖苷端基质子用途可用于判断成苷位置 表5-16
(见 P196表5-11) 表 )
A环质子 芹菜素三甲基硅醚在四氯化碳中的氢谱
芹菜素-7-O-葡萄糖苷的三甲基硅醚在四氯化碳中的氢谱 葡萄糖苷的三甲基硅醚在四氯化碳中的氢谱 芹菜素
A环质子 2,7-羟基黄酮类化合物 , 羟基黄酮类化合物 峰形: 峰形: H-5 d峰 峰 H-6 dd峰 峰 H-8 d峰 峰 位置: 位置: H-5 低场 8ppm H-6,H-8 7.1~6.3 ppm ,
五,其他质子
1, 乙酰基质子 , 2, 甲氧基质子 ,
13CNMR在结构鉴定中的应用 在结构鉴定中的应用
129.0 126.3 131.6
118.1 133.7 125.2 125.7
O
156.3 124.0
163.2 131.8 107.6 126.3
129.0
178.4
O
利用质谱(MS)分析黄酮类化合物的结构 分析黄酮类化合物的结构 利用质谱