第五章 黄酮类(天然药物化学)
第五章黄酮化合物
矢车菊素、芍药素等
天然药物化学
R1 OH
HO
O
R2
OH OH
矢车菊素：R1 = OH, R2 = H 广泛分布于被子植物
飞燕草素：R1 = R2 = OH 天竺葵素：R1 = R2 = H 锦葵花素：R1 = R2 = OCH3
黄烷-3-醇类 Flavan-3-ols
HO
O 植物雌激素
HO
RO OH
雌二醇
OH
大豆异黄酮
天然药物化学
✓ 对身体雌激素的双向调节作用 ✓ 抗癌作用 ✓ 降低胆固醇，预防动脉硬化 ✓ 改善骨质疏松 ✓ 预防冠心病 • 美国的食品药物管理局（FDA）把大豆列为能够
“真正降低心脏病危险的食品”之一
二氢异黄酮类 Isoflavanones
O
OH O
5, 7, 3´-trihydroxy- 4´methoxy-flavanone
glc O
O
O
OO
O
CH3
O
天然药物化学
OH
4-羟基黄酮-7-O--D-葡萄糖苷 4-hydroxy-flavone-7-O--D-glucoside
O OH
O
4-羟基黄酮-7-O-鼠李糖基（ 16 ）葡萄糖苷
天然药物化学
Chapter 5 Flavonoids
第五章 黄酮类化合物
本章内容
天然药物化学
第一节 概述 第二节 黄酮类化合物的理化性质及显色反应 第三节 黄酮类化合物的提取与分离 第四节 黄酮类化合物的检识与结构鉴定 第五节 结构研究实例
第一节 概 述
天然药物化学
黄酮类化合物广泛存在于自然界。 黄酮类化合物多具颜色。 在自然界中，黄酮类化合物的主要存在形式是 与糖结合成苷，也有游离体。 黄酮类化合物的生理活性多种多样；截止2008 年，总数超过11000个。
天然药物化学 第四章 醌类化合物(3) 第五章 黄酮类化合物(1)
2、芳环质子 、
8.06
H O O
8.07
H H
7.73 H
6.67
O
O
1,4-萘醌 萘醌
9,10-蒽醌 蒽醌
四、醌类化合物的结构鉴定
（三）醌类化合物的1HNMR 3、取代基质子 、 （1）甲氧基：一般在 呈现单峰。 ）甲氧基：一般在δ3.8-4.2,呈现单峰。 呈现单峰 甲基在δ2.7-2.8， （2）芳香甲基：一般在 ）芳香甲基：一般在δ2.1-2.5，α-甲基在 ， 甲基在 ， 为单峰或宽单峰（甲基邻位有芳香质子）。 为单峰或宽单峰（甲基邻位有芳香质子）。 （ 3） 羟甲基 （ -CH2OH） : CH2 的化学位移一般在 ） 羟甲基（ ） δ4.4-4.7，呈单峰；羟基吸收一般在δ4.0-6.0。 ，呈单峰；羟基吸收一般在 。
8 7 6 5
1 O
2 3
γ-pyrone)
O 4
一、概述
位上接一苯环， 而2位上接一苯环，则成为黄酮 位上接一苯环 则成为黄酮(flavone) 苯基色原酮(2-benzochromone) 或2-苯基色原酮 苯基色原酮
8 7 6 5
1 O
2 3
O 4
一、概述
狭义
广义
2、定义 、
以前，黄酮类化合物 以前，黄酮类化合物(flavonoids)主要是指基本母 主要是指基本母 苯基色原酮(2-phenyl-chromone)类化合物， 类化合物， 核2-苯基色原酮 苯基色原酮 类化合物 现在则是泛指两个苯环(A (A现在则是泛指两个苯环(A-与B-环)通过中央三碳 2' 链相互联结而成的一系列化合物。 链相互联结而成的一系列化合物。 1 8
OMe
第五章 黄酮
第四节 结构鉴定
常用的方法
1.与标准品，文献对照（TLC，光谱数据等） 2.紫外光谱（在甲醇溶液，加入诊断试剂的甲醇溶液） 3.NMR（1H和13C） 4.MS
第四节 结构鉴定 一、色谱法的应用 硅胶TLC 聚酰胺TLC 双向纸色谱法
第 一 次
第二次
第四节 结构鉴定
双向纸色谱法 第一向展开：分配作用，醇性溶剂为展开剂。
二、生物合成途径及分类： 桂皮酸－丙二酸途径（复合途径）
第一节 概述
C3-位：无OH 黄酮 (Flavone) 有OH 黄酮醇 (Flavonol)
C2－3饱和：二氢黄酮（醇）(Flavanone) C3与B环相连：异黄酮（Isoflavone） C环开环：查耳酮（Chalcone） C环还原：黄烷类 C环为五元环：橙酮类 其它类型：花色素类、高异黄酮、口山酮类等
聚酰胺：
吸附强度取决于黄酮类化合物分子中的酚OH的数目与位置及 溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小
其洗脱顺序 先>后 (1)苷元相同, 三糖苷>双糖苷>单糖苷>苷元
<<
(2)母核上羟基增加，洗脱速度减慢
(3)羟基数目相同,有缔合羟基>无缔合羟基
(4)羰基的邻位羟基>羰基的对位（或间位）羟基
如：n-BuOH-HAc-H2O（BAW4:1:5）上层溶液。 Rf：苷元>单糖苷>双糖苷（一般苷元>0.7,苷<0.7）
第二向展开：吸附作用，水性溶剂为展开剂。
如：2~6%HAc，3%NaCl等。
Rf：(1)苷元在原点附近，苷>0.5，糖链越长，Rf越大；
(2)苷元：
黄酮(醇)，查耳酮 < 二氢黄酮 (醇)，二氢查耳酮
黄酮
第五章黄酮类化合物一、单元课程整体设计二、单元课程教学活动﹡单元课程教学活动安排一：（2学时）步骤一导入：从大自然花呈现出各种颜色为话题，已导出花色素类成分，引出黄酮类成分。
步骤二：讲授训练任务一、概述黄酮类化合物为一类植物色素，分布广，数量大，生理活性多样。
（一）定义泛指两个具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物，母核结构为：生源：三个丙二酰辅酶A 和一个桂皮酰辅酶A 生合成而产生。
OO123456781'2'3'4'5'6'（二）结构分类及结构类别间的生物合成关系1.分类依据：中央三碳链的氧化程度、B 环连接位置及三碳链是否成环。
（1）黄酮类 （2）黄酮醇 （3）二氢黄酮类 （4）二氢黄酮醇类（5）花色素类 （6）黄烷3，4二醇类 （7）黄烷-3-醇类 （8）双苯吡酮类（9）异黄酮 （10）二氢异黄酮类 （11）查耳酮类 （12）二氢查耳酮类（13）橙酮类 （14）高异黄酮类此外，还有双黄酮类：由两分子黄酮或两分子二氢黄酮或一分子黄酮及一分子二氢黄酮以C-C 或C-O-C 键连接而成。
黄酮木脂体类：水飞蓟素 生物碱型黄酮2.各主要类别间的生物合成关系OOOOOHOOOHOOOOOHOOHOO OH+OH OOOOOHOOO OOCH任务二：存在形式天然黄酮类化合物多以苷类形式存在，包括氧苷与碳苷（例如葛根素），糖通常联在A 环6，8位。
组成黄酮苷的糖主要有：单糖类：D-葡萄糖，L-鼠李糖，D-半乳糖，D-葡萄糖醛酸 双糖类：槐糖(glc β1→2glc)，芸香糖（rha α1→6glc ）任务三：黄酮类化合物的生理活性 1.对心血管系统的作用(1)扩张冠脉：芦丁、葛根素黄酮片临床用于心绞痛、高血压。
(2)Vip 样作用：橙皮苷可降低血管脆性及异常通透性，用作高血压辅助治疗剂。
(3)抑制血小板聚集作用：抑制ADP 、胶原或凝血酶诱导的血小板聚集，从而防止血栓形成。
黄酮类化合物(天然药物化学课件)
（三）旋光性
游离黄酮
–二氢、黄烷醇有
–其余无
苷类
–多左旋
47
第二节 理化性质
physicochemical property
二、溶解性
（一）游离黄酮
不溶于水
易溶于甲醇、乙酸乙酯、乙醚 等有机溶剂
稀碱水溶液
48
第二节 理化性质
physicochemical property
二、溶解性
游离黄酮 平面性
O
甘草素 R=H 甘草苷 R=glc
22
第一节 结构与分类
Structure and classification
（四）二氢黄酮醇
OH
OH
HO
O
OH
glc O
O
OH
OH OH O
黄柏素-7-O -葡萄糖苷
HO
O
OH OH
OH
OH O
二氢槲皮素
O
OH O
OH
O
OH
OH
落新苷
HO
HO
O
OH
OH OH O
52
第二节 理化性质
physicochemical property
（二）碱性
γ-吡喃环的1-位氧原子
微弱碱性
浓硫酸、浓盐酸生成钅羊盐
Cl
O
O
HCl
H2O
OH O
53
第二节 理化性质
physicochemical property
钅羊盐的颜色
种类
颜色
黄酮、黄酮醇 黄色至橙色、有荧光
查耳酮
橙红色至洋红色
（二）黄酮苷类化合物
成苷后
–水溶性增大、脂溶性降低
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
天然药物化学习题应用
天然药物化学习题 第五章：黄酮类1.黄酮类化合物主要分布在： AA. 双子叶植物B.菌类植物C.裸子植物D.单据叶植物2.该化合物属何类黄酮 ?(黄酮类 )H 3COOOHHOO3.属哪一类化合物 ?C A. 二氢黄酮醇 B.二氢异黄酮 C 黄烷醇OHOHHOOOHOHOH4.属哪一类化合物 ?C A. 黄酮 B.异黄酮 C.查耳酮H 3CCH 3OHHO OHO5.哪一类化合物？A.黄酮B.异黄酮C.查耳酮CH 3H2CO OOO CH 3OOCH36.比较黄酮的脂溶性OHH3C OOHOH HO OHO OOH OO小大7.比较黄酮脂溶性OHOH HOOHHO O HO O OH O OH O 大小8.比较黄酮的水溶性OH HO OOOHH O OOHOHOH O大小9.比较黄酮的酸性OH OH HO OH O OOH OH3C OHOH O 大小10.比较黄酮的酸性OHHO OOHH O OOH O OHOH O小大11.比较黄酮的酸性OHOHH O OOH O小12.检识以下化合物锆-枸橼酸OHHO OOH O13.检识以下黄化合物（四氢硼钠）OH HO OOH O14.检识以下化合物醋酸铅OHOHHO OOH OHO OH HO OOH O大OHHO OOHOHOH OOHHO OH3COH OOHHO OOHOH O15.分别以下黄酮类化合物 pH 梯度萃取OHOHOHHO OHOOOHOHOOHOHOHO16.Sephadex LH-20 型分别以下黄酮类化合物时，洗脱序次如何？OHOHOHHOOOHOOH OOHOHOHGlcOOHOOH OABC洗脱序次 A>B>C17.设计分别以下黄酮类化合物工艺OHOHOHH OOHO OH OOOHOOHOOHOABC18.依照 UV 推断黄酮 OH 取代地址：某中药提取一黄酮成分紫外数据以下，推断结构带 II带 IMeOH ： 253 267349 +CH3ONa329sh 401 +NaOAc ：未熔融269 384 +NaOAc/H3BO3 ： 257 370 +AlCl3 ： 274 426+AlCl3/HCl ：275355 38519.从辽西蜂胶中分别到一个黄酮类化合物210~212℃。
天然产物化学全套---黄酮类化合物的提取与分离
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
第三节 提取与分离
一、提取与粗分
苷元：用氯仿、乙醚、乙酸乙酯等回流提取。 苷及极性大的苷元：用丙酮、乙酸乙酯、乙醇、 甲醇、醇-水加热提取。 提取黄酮苷类成分时，应避免发生水解，可按一般 苷的提取方法先破坏酶的活性。
A> B > C > D D>B>C>A
17
第三节 提取与分离
（三）根据分子中某些特定官能团进行分离
如：醋酸铅沉淀法（目前已不使用） ➢ 具有邻二酚羟基，可被醋酸铅沉淀 ➢ 不具有邻二酚羟基，可被碱式醋酸铅沉淀
二、分离
18
12
第三节 提取与分离
二、分离
黄酮类化合物在Sephadex LH-20(甲醇)上的Ve/V0
黄酮类化合物 芹菜素
木樨草素 槲皮素 杨梅素
山奈酚-3-半乳鼠李糖-7-鼠李糖苷 槲皮素-3-芸香糖苷 槲皮素-3-鼠李糖苷
取代图式 5,7,4'-三羟基 5,7,3',4'-四羟基 3,5,7,3',4'-五羟基 3,5,7,3',4',5'-六羟基
第三节 提取与分离
二、分离
（一）柱色谱法
1、硅胶柱色谱 主要用于分离弱极性和中等极性的化合物，应用最为广泛。 吸附规律：极性大的物质易于被吸附 一般洗脱顺序：苷元＞单糖苷＞双糖苷＞多糖苷
9
第三节 提取与分离
二、分离
天然药物化学黄酮类化合物
O
双苯吡酮类( 酮类) (xanthones)
OH
黄烷-3-醇类 (flavan-3-ols)
一、 概述
O
O
O
异黄酮类 (isoflavones)
O
二氢异黄酮类 (isoflavanones)
OH
O
查耳酮类 (chalcones)
一、 概述 OH
O CH
二氢查耳O 酮类
O 橙酮类（噢 类）
(dihydrochalcones) (aurones)
一、 概述
8
7 6
5
色原酮
1
O2
3 4
O
8
7
1
2'
O2
1'
6 5
3
6'
4
O
2－ 苯 基 色 原 酮
3' 4'
5'
8
7
1
2'
O2
1'
6 5
3
6'
4
O
C 6 －C 3 －C 6
3' 4'
5'
一、 概述
根据中央三碳链的氧化程度、B-环联接位置（ 2-或3-位） 以及三碳链是否构成环状等特点，可将重要的天然黄酮类化合 物分类如下所示。
双糖类：
槐糖（glc 1→2 glc）、龙胆二糖(glc 1→6 glc)、 芸香糖(rh 1→6 glc)、新橙皮糖（rh 1→2 glc）、 刺槐二糖（rh 1→6 gal）等。
一、 概述
叁糖类：
龙胆三糖(glc 1→6 glc 1→2 glc 1→2 glc)等。
酰化糖类：
黄酮类化合物—理化性质(天然药物化学课件)
醇及黄酮苷类（糖），结构中有手性碳，故均
具有旋光性。
O
*
O
O
O
*
* OH
*
O
O
O* * OH
O* ** OH
OH
黄酮类化合物-理化性质（2）
4.溶解性
黄酮类化合物的溶解性因结构不同而有很大 差异。一般情况下
水 黄酮苷元 （亲脂性） 黄酮苷 （亲水性） +
甲（乙）醇 乙醚（苯）
+
+
+
+--石油醚苷元溶解度：取决于存在状态
总结： 花色素(平面性分子,离子型) > 非平面性分子 > 平面性分子
5.酸碱性:以黄酮为例
（1）酸性
❖ 黄酮类化合物因分子中具有酚羟基，故显酸性，黄
酮中各酚羟基酸性由强到弱的顺序是：
羟基位置
酸性 溶解性
7，4＇-二羟基
强 溶于5%NaHCO3
7或4＇-羟基 一般酚羟基
溶于5%Na2CO3 溶于0.2%NaOH
黄酮类化合物-理化性质（1）
1.性状
❖黄酮类化合物多为结晶性固体，少数（如黄 酮苷类）为无定形粉末。
2.颜色
（1）颜色与分子中是否存在交叉共轭体系有
1
2
关。
3
O
（2）在黄酮（醇）7 、4′引入OH 、OCH3 等助色
团，促进电子移位、重排，化合物的颜色加深 （3）pH不同而颜色改变， pH 〈7显红色， pH =8.5显
1.结构：平面型分子
难溶于水：
黄酮（醇）、查耳酮
非平面型分子 溶解度稍大： 二氢黄酮（醇）
离子型分子
具有盐的通性，水溶性大 ：花青素