香豆素
香豆素荧光激发和发射波长
香豆素荧光激发和发射波长香豆素是一种具有荧光特性的化合物，它能够在特定波长的光激发下发出荧光。
本文将从香豆素的荧光激发和发射波长两个方面进行讨论。
我们来看看香豆素的荧光激发波长。
香豆素的激发波长通常在260-290纳米范围内。
当香豆素分子吸收紫外光时，电子会从基态跃迁到激发态，形成激发态香豆素分子。
这个过程中，香豆素分子吸收的光子的能量必须与分子内部电子能级的能量差相匹配。
因此，香豆素的激发波长通常在紫外光区域。
接下来，我们来讨论香豆素的荧光发射波长。
香豆素的发射波长通常在400-500纳米范围内。
当激发态香豆素分子返回基态时，电子会从高能级跃迁到低能级，释放出荧光。
根据量子力学原理，这个过程中释放的光子的能量也必须与分子内部电子能级的能量差相匹配。
因此，香豆素的发射波长通常在可见光区域。
香豆素的荧光激发和发射波长的研究对于科学研究和实际应用具有重要意义。
首先，香豆素荧光的特性使其成为生物荧光探针的理想选择。
许多生物分子和细胞结构具有特定的荧光特性，通过将香豆素标记在这些分子或结构上，可以通过激发和发射波长的测量来研究生物体系中的各种生物过程。
例如，可以利用香豆素的荧光特性来研究细胞内蛋白质的定位和转运过程，或者用于检测生物样品中的污染物。
香豆素荧光的特性还可以应用于材料科学领域。
香豆素可以作为荧光染料被掺入到聚合物材料中，使材料具有荧光特性。
这种荧光材料可以用于制备荧光标记剂、荧光传感器、光电子器件等。
同时，通过调控香豆素的激发和发射波长，还可以实现不同颜色的荧光材料的制备。
香豆素的荧光激发和发射波长是其独特的荧光特性。
研究人员可以通过测量香豆素的激发和发射波长来研究生物过程和制备荧光材料。
香豆素的荧光特性在生物学和材料科学领域具有广泛的应用前景。
未来，我们可以期待香豆素荧光的进一步研究和应用，为科学研究和实际应用带来更多的可能性。
香豆素波谱解析
波谱解析的意义
波谱解析是一种通过分析物质与电磁辐射相互作用的规律，来获取物质结构信息的 方法。
对香豆素进行波谱解析，有助于深入了解其分子结构和性质，为进一步研究其生物 活性、药物作用机制等提供重要依据。
波谱解析还可以用于香豆素的合成、质量控制和鉴别等方面，对于保障药物安全和 促进相关产业的发展具有重要意义。
数据库建设
建立和完善香豆素类化合物波谱数据库，有助于快速检索和比对化 合物结构，促进相关领域的研究和应用。
跨学科合作
加强跨学科合作，将香豆素波谱解析与其他技术手段相结合，拓展 其在不同领域的应用范围。
THANK YOU
01
食品添加剂检测
通过香豆素波谱解析，可以检测食品中 添加的香豆素类化合物，确保食品的安 全性和合规性。
02
03
环境监测
在环境监测中，香豆素波谱解析可用 于检测污染物和有害化学物质，为环 境保护提供技术支持。
香豆素波谱解析的未来发展
新技术应用
随着科技的发展，未来将有更多新的波谱技术应用于香豆素类化合 物的解析，提高解析的准确性和效率。
信号检测
通过检测共振时产生的信号，可以获得与物质内部结构相 关的信息，如化学位移、耦合常数等。
香豆素的核磁共振波谱分析
化学位移
香豆素分子中的氢原子在磁场中的位置不同，会产生不同的化学位 移值，通过分析这些值可以确定香豆素分子中的官能团类型和结构。
自旋耦合
香豆素分子中的氢原子之间会产生自旋耦合现象，通过分析耦合常 数可以进一步解析香豆素分子的结构特征。
紫外光谱法是一种基于物质吸收紫外光的特性进行成分分析的方法。当物质吸收紫外光时，电子从基态跃迁至激发态，从而 产生特定的光谱。
紫外光谱的波长范围通常在190-400nm之间，不同物质在紫外区的吸收波长和强度各不相同，因此可以通过紫外光谱进行物 质的鉴别和含量测定。
香豆素合成途径和酶基因
香豆素合成途径和酶基因香豆素是一种具有广泛生物活性的天然产物，具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤等多种生物活性。
因此，香豆素及其衍生物已成为当前药物研究领域的热点之一。
本文将介绍香豆素的合成途径和相关酶基因。
一、香豆素的合成途径香豆素的合成途径主要有三种，分别是从苯酚类化合物、酚类化合物和苯丙烷类化合物出发。
1.从苯酚类化合物出发苯酚类化合物是香豆素的最主要前体。
其合成途径如下：（1）使用乙酸酐和苯酚经过酯化反应，得到苯酚酯。
（2）苯酚酯经过芳香性亲电取代反应，得到间羟基苯酚酯。
（3）间羟基苯酚酯经过缩合反应，得到3-苯基丙酮。
（4）3-苯基丙酮经过羰基化反应，得到香豆素。
2.从酚类化合物出发酚类化合物是香豆素的另一种前体。
其合成途径如下：（1）酚类化合物经过酰化反应，得到苯酰酚。
（2）苯酰酚经过芳香性亲电取代反应，得到间羟基苯酰酚。
（3）间羟基苯酰酚经过缩合反应，得到3-苯基丙酮。
（4）3-苯基丙酮经过羰基化反应，得到香豆素。
3.从苯丙烷类化合物出发苯丙烷类化合物也是香豆素的前体之一。
其合成途径如下：（1）苯丙烷类化合物经过羟基化反应，得到间羟基苯丙烷类化合物。
（2）间羟基苯丙烷类化合物经过羧化反应，得到苯丙烷酸。
（3）苯丙烷酸经过羰基化反应，得到香豆素。
二、香豆素的酶基因香豆素的生物合成过程涉及多个酶催化反应，其中一些酶的基因已被克隆和研究。
以下是一些已知的香豆素生物合成酶基因：1.苯酚羟化酶基因（C4H）苯酚羟化酶是香豆素生物合成过程中的第一个关键酶，其基因已被克隆。
该基因编码一种催化苯酚转化为间羟基苯酚的酶。
2.间羟基苯酚甲基转移酶基因（OMT）间羟基苯酚甲基转移酶是香豆素生物合成过程中的第二个关键酶，其基因也已被克隆。
该基因编码一种催化间羟基苯酚转化为甲基间羟基苯酚的酶。
3.香豆素合成酶基因（CYP98A14）香豆素合成酶是香豆素生物合成过程中的最后一个关键酶，其基因也已被克隆。
该基因编码一种催化3-苯基丙酮转化为香豆素的酶。
香豆素
香豆素的合成一．实验目的(1)了解香豆素的性质和用途；(2)掌握珀金反应原理及其实验方法；(3)巩固水蒸气蒸馏、重结晶等操作技术。
二．实验原理香豆素（coumarin),学名邻羟基桂酸内酯，又称香豆内酯，分子式为C9H602，相对分子质量146.15，其结构式为。
香豆素是一种具有黑香豆浓重香味及巧克力气息的白色晶体或结晶粉末，味苦，能升华。
熔点68〜701，沸点297〜299℃，不溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙醚和氯仿。
它是一种重要的香料，常用作定香剂，用于配制紫罗兰、薰衣草、兰花等香精，也用作饮料、食品、香烟、橡胶制品、塑料制品等的增香剂。
在电镀工业中用作光亮剂。
香豆素存在于许多植物中，天然黑香豆中含有1.5%以上，工业上利用珀金反应原理来制备。
芳香醛与脂肪酸酐在碱性催化剂作用下进行缩合，生成α、β-不饱和芳香酸的反应，称为铂金反应(Perkin Reaction ) 。
香豆素是以水杨醛和醋酸酐作原料，在弱碱（如醋酸钠、叔胺等）催化下经铂金反应、酸化及环化脱水而制得：反应中生成少量反式邻经基肉桂酸，不能进行内酯环化，而生成邻乙酰氧基肉桂酸副产物，反应式如下：三．主要试剂和仪器1.试剂水杨醛4.2g（3.8ml，0.034mol）；醋酸酐10.8g（10ml，0.104mol）；三乙胺3.0g(4ml,0.03mol);或无水醋酸钠3.0g（0.036mol）；无水氯化钙、沸石、碳酸氢钠、稀FeCl3溶液、活性炭。
2.仪器50ml圆底烧瓶、回流冷凝管（直行）、干燥管、250ml三口烧瓶、水汽发生装置、抽滤装置、电热套、75°弯管。
接引管、烧杯、250ml锥形瓶。
四．实验步骤1.回流反应在50mL圆底烧瓶中，依次加入1.9mL水杨醛、2mL三乙胺及5mL醋酸酐，投入2粒沸石，配置回流冷凝管，冷凝管上连接氯化钙干燥管，将混合物加热回流2h2.水蒸气蒸馏回流结束后，将反应混合物趁热转入盛有40 mL水的250 mL 三口烧瓶中，用少量热水冲洗反应瓶，以使反应物全部转入三口烧瓶中。
第十章_香豆素
OHO
-
O O
-
O
H+H+
O
长时间加热
O O
-
H
H+ +
OH
OH
O
Coumaric
• 香豆素如果和碱液长时间加热，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。
香豆素内酯环发生碱水解的速度主要与C7位取代基的 性质有关。其水解难易为
>
O O MeO O O
第三节 提取分离技术
由香豆素的理化性质可知游离香豆素大多是 低极性和亲脂性的，与糖结合的香豆素苷则极性 较高，故我们常采用系统溶剂法将其分为几个部 分。香豆素内酯遇碱皂化、加酸还原的性质及其 小分子香豆素 的挥发性和升华性的性质也常用于 其分离纯化中。只是由于其性质的不稳定性，在 酸、碱、热的作用中要注意 条件的控制，以免引 起结构的破坏，得到次生产物。
+
NaOH / H2O 酚 性成分
Et2O
• 3、真空升华或蒸馏法： • 某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏法与不 挥发性成分分离，常用于纯化过程。 • 例如：橘子油橙皮油素的分离
橘子油
残油 馏出物 加热溶于乙醇 乙醇液 放置 粗品 结晶（橙皮油素） 以乙醇、乙醚或石油醚重结晶
4. 色谱方法
① 吸附剂 —— 硅胶、中性氧化铝 ② 洗脱剂 —— 已烷和乙醚、乙醚和
第二节 结构与分类
一.结构类型： • 根据香豆素的基本母核上的取代基不同，将 其分四类： • 1. 简单香豆素:苯环上有取代基的香豆素类。
5 4
6
7
HO
3
2 8
O1 O
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
香豆素概况香豆素，又称双呋喃环和氧杂萘邻酮，英文名称为coumarin。
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。
理化指标分子式：C9H6O2。
分子量：146.15。
外观：白色晶体。
CAS号: 91-64-5。
熔点69℃。
沸点：297~299℃。
溶解性：溶于乙醇、氯仿、乙醚，不溶于水，较易溶于热水。
显色反应：1.异羟肟酸铁反应碱性条件下，香豆素内酯可开环，与盐酸羟肟缩合成异羟肟酸，然后在酸性条件下与三价铁离子络合呈红色。
2.三氯化铁反应含有酚羟基的香豆素可与三氯化铁试剂产生颜色反应。
3.GIBBS反应2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，在弱碱性条件下可与酚羟基对位的活泼氢缩合成蓝色化合物。
4.EMERSON反应氨基安替比林和铁氰化钾，可与酚羟基对位活泼氢生成红色缩合物。
3、4都要求香豆素分子中必须有游离的酚羟基，且酚羟基对位没有取代基时才呈阳性反应。
制备香豆素是利用Perkin W反应制取的。
水杨醛和乙酸酐在乙酸钠的作用下，一步就得到香豆素，它是香豆酸的内酯（见图）要注意这个内酯是由顺型香豆酸得到的，一般在Perkin W反应中，产物中两个大的基团（HOC6H4-，-COOH）总是处于反式的，但是反型不能产生内酯，因此环内酯的形成可能是促使产生顺型异构体的一个原因，事实上此反应中也得到少量反型香豆酸，不能形成内酯。
香豆素类药物概况香豆素类药物是一类口服抗凝药物。
它们的共同结构是4-羟基香豆素。
同时，双香豆素还可以用于对付鼠害。
当初人们在牧场牲畜因抗凝作用导致内出血致死的过程中发现的双香豆素，意识到了这一类物质的抗凝作用，引起了之后对香豆素类药物的研究和合成，从而为医学界提供了多一种重要的凝血药物。
第七章 第一节 认识香豆素
二、理化性质
（二）溶解性
香豆素苷 ：亲水性，易溶于水、甲醇、乙醇，难 溶于：苯、乙醚、三氯甲烷等极性小 的有机溶剂。 游离香豆素：亲脂性，易溶于：甲醇、乙醇、三 氯甲烷、乙醚、苯等有机溶剂，也溶 10 于沸水。难溶于：冷水
10
第一节 认识香豆素
二、理化性质
（三）内酯的性质 分子中有内酯环，在稀碱中能水解开环，生成易溶于 水的顺式邻羟基桂皮酸盐，酸化后又可环合生成原来的香 豆素而沉淀析出。故香豆素类成分易溶于碱水而难溶于酸 水，可采用碱溶酸沉法提取香豆素类化合物。
二、理化性质
（四）荧光性
羟基香豆素在紫外光下大多显蓝色或
蓝绿色荧光
香豆素类成分的荧光性强弱还与羟基
数目及所处位置有关。 C7-羟基香豆素有强 13
烈的蓝色荧光。
13
第一节 认识香豆素
三、检识反应
（一）异羟肟酸铁反应（内酯的颜色反应）
1mol/L盐酸羟胺甲醇液 异羟肟酸 OHˉ
供试液
1％三氯化铁溶液 H+
6 7 8
顺式邻羟基桂皮酸
3
香豆素
第一节 认识香豆素
Байду номын сангаас
一、结构与分类
2.结构类型：
（1）简单香豆素类
（2）呋喃香豆素类 （3）吡喃香豆素类 （4）其他香豆素类
4
4
第一节 认识香豆素
简单香豆素类
特点： 只有苯环上有取代基的香豆素，大 多在7-位有含氧基存在。
HO
HO O O
5
HO
O
O
7-羟基香豆素
七叶内酯
5
第一节 认识香豆素
呋喃香豆素类
线型呋喃香豆素类 角型呋喃香豆素类
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第三章苯丙素类化合物
一、选择题
（一）单项选择题（在每小题的五个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内）
1．鉴别香豆素首选的显色反应为（）
A.三氯化铁反应
B. Gibb’s反应
C. Emerson反应
D.异羟酸肟铁反应
E.三氯化铝反应
2．游离香豆素可溶于热的氢氧化钠水溶液，是由于其结构中存在（）
A. 甲氧基
B. 亚甲二氧基
C. 内酯环
D. 酚羟基对位的活泼氢
E. 酮基
3．香豆素的基本母核为（）
A. 苯骈α-吡喃酮
B. 对羟基桂皮酸
C. 反式邻羟基桂皮酸
D. 顺式邻羟基桂皮酸
E. 苯骈γ-吡喃酮
4.下列香豆素在紫外光下荧光最显著的是（）
A.6-羟基香豆素
B. 8-二羟基香豆素
C.7-羟基香豆素
D.6-羟基-7-甲氧基香豆素
E. 呋喃香豆素
5．Labat反应的作用基团是（）
A. 亚甲二氧基
B. 内酯环
C. 芳环
D. 酚羟基
E. 酚羟基对位的活泼氢
6．游离香豆素可溶于热的氢氧化钠水溶液，是由于其结构中存在（）
A. 甲氧基
B. 亚甲二氧基
C. 内酯环
D. 酚羟基对位的活泼氢
E. 酮基
7．下列化合物属于香豆素的是（）
A. 七叶内酯
B. 连翘苷
C. 厚朴酚
D. 五味子素
E. 牛蒡子苷
8．Gibb′s反应的试剂为（）
A. 没食子酸硫酸试剂
B.2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺
C. 4-氨基安替比林-铁氰化钾
D.三氯化铁—铁氰化钾
E.醋酐—浓硫酸
9．7-羟基香豆素在紫外灯下的荧光颜色为（）
A.红色
B.黄色
C.蓝色
D.绿色
E.褐色
10．香豆素与浓度高的碱长时间加热生成的产物是（）
A . 脱水化合物
B . 顺式邻羟基桂皮酸
C . 反式邻羟基桂皮酸
D . 脱羧基产物
E . 醌式结构
11. 有挥发性的香豆素的结构特点是（ ）
A.游离简单香豆素
B.游离呋喃香豆素类
C.游离吡喃香豆素
D.香豆素的盐类
E.香豆素的苷类
12．香豆素及其苷发生异羟肟酸铁反应的条件为（ ）
A.在酸性条件下
B.在碱性条件下
C.先碱后酸
D.先酸后碱
E.在中性条件下
13．香豆素结构中第6位的位置正确的是（ ） O O A E D
C
B
B C
（二）多项选择题（在每小题的五个备选答案中，选出二至五个正确的答案，并将正确答案的序号分别填在题干的括号内，多选、少选、错选均不得分）
1．下列含木脂素类成分的中药是（ ）
A ．白芷
B ．秦皮
C ．补骨脂
D ．五味子
E ．牛蒡子
2．七叶苷可发生的显色反应是（ ）
A ．异羟肟酸铁反应
B ．Gibb ′s 反应
C ．Emerson 反应
D ．三氯化铁反应
E ．Molish 反应
3．小分子游离香豆素具有的性质包括（ ）
A ．有香味
B ．有挥发性
C ．升华性
D ．能溶于乙醇
E ．可溶于冷水
4．香豆素类成分的荧光与结构的关系是（ ）
A ．香豆素母体有黄色荧光
B ．羟基香豆素显蓝色荧光
C ．在碱溶液中荧光减弱
D ．7位羟基取代，荧光增强
E ．呋喃香豆素荧光较强
5．游离木脂素可溶于（ ）
A ．乙醇
B ．水
C ．氯仿
D ．乙醚
E ．苯
6．香豆素类成分的提取方法有（ ）
A .是第6位 B. 是第6位 C. 是第6位 D. 是第6位 E. 是第6位
A．溶剂提取法B．活性炭脱色法C．碱溶酸沉法D．水蒸气蒸馏法E．分馏法
7．属于木脂素的性质是（）
A．有光学活性易异构化不稳定B．有挥发性C．有荧光性
D．能溶于乙醇E．可溶于水
8．木脂素薄层色谱的显色剂常用（）
A．1%茴香醛浓硫酸试剂B．5%磷钼酸乙醇溶液C．10%硫酸乙醇溶液D．三氯化锑试剂E．异羟肟酸铁试剂
9．香豆素类成分的生物活性主要有（）
A．抗菌作用B．光敏活性C．强心作用
D．保肝作用E．抗凝血作用。
10．下列含香豆素类成分的中药是（）
A．秦皮B．甘草C．补骨脂
D．五味子E．厚朴
11．提取游离香豆素的方法有（）
A．酸溶碱沉法B．碱溶酸沉法C．乙醚提取法
D．热水提取法E．乙醇提取法
12．Emerson反应呈阳性的化合物是（）
A． 6，7-二羟基香豆素B．5，7-二羟基香豆素C．7，8 -二羟基香豆素D．3,6–二羟基香豆素E．6-羟基香豆素
13．区别6，7-呋喃香豆素和7，8-呋喃香豆素时，可将它们分别加碱水解后再采用（）A．异羟肟酸铁反应B．Gibb′s反应C．Emerson反应
D．三氯化铁反应E．醋酐-浓硫酸反应
14．Gibb′s反应为阴性的化合物有（）
A．7，8-二羟基香豆素B．8-甲氧基-6，7-呋喃香豆素
C．6，7-二羟基香豆素D．6-甲氧基香豆素E．七叶苷
15．简单香豆素的取代规律是（）
A．7位大多有含氧基团存在B．5、6、8位可有含氧基团存在
C．常见的取代基团有羟基、甲氧基、异戊烯基等
D．异戊烯基常连在6、8位
E．异戊烯基常连在3、7位
16．Emerson反应为阴性的化合物有（）（）（）（）（）A．7，8-二羟基香豆素B．6-甲氧基香豆素C．5，6，7-三羟基香豆素D．七叶苷E．8-甲氧基-6，7-呋喃香豆素
二、名词解释
1．香豆素2．木脂素
三、填空题
1．羟基香豆素在紫外光下显荧光，在溶液中，荧光更为显著。
2．香豆素及其苷在条件下，能与盐酸羟胺作用生成。
在酸性条件下，再与三氯化铁试剂反应，生成为色配合物，此性质可用于鉴别或分离。
3.游离香豆素及其苷分子中具有结构，在中可水解开环，加又环合成难溶于水的而沉淀析出。
此性质可用于香豆素及其内酯类化合物的鉴别和提取分离。
4．香豆素是一类具有__________母核的化合物。
它们的基本骨架是____________。
5．按香豆素基本结构可分为___________、___________、___________、___________、性质的补骨脂内酯为___________类结构。
6．木脂素的基本结构可分为___________、___________、___________、___________、___________等类型。
7．香豆素广泛存在于高等植物中，尤其在___________科、___________科中特别多，在植物体内大多数的香豆素C7-位有___________。
常见的含香豆素的中药有___________、___________、___________、___________、___________等。
8．常见含木脂素的中药有___________、___________、___________、___________等。
9．羟基香豆素在紫外光下显__________荧光，在___________溶液中，荧光更为显著。
10．小分子的香豆素有_ ，能随水蒸汽蒸出，并能具有升华性。
四、鉴别题
1．用化学方法鉴别6，7-二羟基香豆素和7-羟基-8-甲氧基香豆素
2．
O O
O
H
O
H
与
O
O
HO
HO
A B
3．
O
O
HO
HO
O
O
HO O
O
HO
葡萄糖O
A B C
五、问答题
1．简述碱溶酸沉法提取分离香豆素类成分的基本原理，并说明提取分离时应注意的问题。
2．写出异羟肟酸铁反应的试剂、反应式、反应结果以及在鉴别结构中的用途。