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1、天然药物化学,Chemistry of Natural Products,卫生部规划教材,第六版,第三章 苯丙素类,Phenylpropanolds,基本内容,香豆素类: 香豆素类化合物的基本母核、常见的取代图式及四种基本 骨架的结构特点。 香豆素的化学性质,如内酯性质。 香豆素类化合物的荧光性质及应用。 香豆素类化合物的提取分离方法及主要的生理活性。 木脂素类: 结构分类和结构鉴定方法。,基本要求 掌握香豆素类化合物的结构、性质和检识方法。 熟悉木脂素类化合物分类和结构鉴定方法。 了解苯丙素类化合物提取分离方法。,定义: 一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。,组成,香豆素,苯丙酸(简
2、单苯丙素),木脂素,概 述,2019/5/23,7,桂皮酸途径 cinnamic acid pathway,第一节 苯丙酸类,一、结构特点:,为酚羟基取代的芳香羧酸,具有C6-C3结构。有单个单位存在的,也有聚合体。,目前发现的约1200种,桂皮酸 R1 R2 H 对羟基桂皮酸 R1=OH,R2H 咖啡酸 R1R2OH 阿魏酸 R1=OH,R2OCH3 异阿魏酸 R1=OCH3,R2=OH,二、常见的化合物:,茵陈,三、实例:,中药(茵陈、苎麻、金银花等)中存在的绿原酸。 抗菌、利胆的有效成分,苎麻,2019/5/23,11,丹参素甲,丹参素乙,丹参素丙,丹参,百合科葱属植物鳞茎中存在的咖啡酸
3、、阿魏酸、对羟基桂皮酸等。 抗血小板凝聚作用,日本蛇菰中存在的松柏苷、咖啡酸葡萄糖苷等具有 抗组胺释放作用,蛇菰,四、苯丙酸类化合物的提取分离,1、一般方法,水蒸汽蒸馏法提取 苯丙烯、苯丙醛及苯丙酸的简单酯类衍生物多具有挥发性,是挥发油芳香族化合物的主要组成部分,可用水蒸汽蒸馏法提取。,溶剂提取 用有机溶剂或水,再按照中药化学成分分离的一般方法分离,如硅胶柱色谱、高效液相色谱等。,碱提酸沉法提取 苯丙酸衍生物是植物酸性成分,可用碱提酸沉法提取。,2、实例-升麻 升麻是发表透疹、清热解毒、生举阳气的中药,常用于风热头痛,口疮,麻疹,子宫脱垂等症。 成分:咖啡酸、阿魏酸、异阿魏酸,1提取,3分离,
4、2纯化,苯丙素的波谱特征,1、UV:桂皮酸 2、IR:OH COOH 3、1HNMR:苯环 三碳链 取代基OCH3 OH,第二节 香豆素类,香豆素:是一类具有苯骈-吡喃酮母核的天然产物的总称。在结构上可以看成是顺式邻羟基桂皮酸脱水而形成的内酯类化合物 。,一、定义:,基本骨架:,伞形花内酯,7OH 取代基:-OH、烷氧基、苯基、异戊烯基等。,伞形科、芸香科最多 菊科、豆科、兰科等植物也较多,存在形式:游离状态,苷,分布:,药典收载的有秦皮、白芷、独活、前胡、补骨脂等。,存在于植物的花、叶、茎和果中,通常以幼嫩的叶芽中含量较高,二、香豆素的结构类型,香豆素,香豆素的结构类型,(一)简单香豆素类,
5、仅苯环上有取代基,7-羟基香豆素,简单香豆素化合物,(秦皮)七叶内酯、七叶苷,抗炎、镇痛和抗菌 (主治慢性痢疾),秦皮,补血活血,调经止痛,润肠通便。用于血虚萎黄、眩晕心悸、月经不调、经闭痛经、虚寒腹痛、肠燥便秘、风湿痹痛、跌扑损伤、痈疽疮疡。,(独活)当归内酯,当归,补骨脂内酯,补骨脂:皮肤科用药,适用于白癜风、牛皮癣及斑秃。还具有止血、抗菌等作用。,(二)呋喃香豆素 (线型和角型),结核菌抑制剂,可抑制 结核分支杆菌的生长。,【功用主治】温中散寒,驱风下气,活血镇痛,健胃止痢。治脘腹胀满,肠炎,痢疾。,茴芹,邪蒿内酯,(三)吡喃香豆素类 (线型和角型),花椒内酯,(四)其他香豆素类,指-吡
6、喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。,C3、C4上常有取代基: 苯基、羟基、异戊烯基等,黄檀内酯 (Dalbergin),蟛蜞菊内酯 (Wedelolactone),2019/5/23,32,异香豆素,茵陈内酯,异香豆素: 香豆素的异构体,在植物体内往往是二氢香豆素的衍生物。,2019/5/23,33,紫苜蓿酚,双香豆素: 是香豆素的二聚体和三聚体。,三、香豆素的理化性质,(一)性状:,游离香豆素: 结晶形固体,有一定熔点; 大多有香气;有升华性质 分子量小的有挥发性(可随水蒸汽蒸出) UV下显蓝色荧光,香豆素苷: 大多无香味、无挥发性、不能升华,(二)溶解性:,游离香豆素: 溶
7、于沸 H2O,不溶或难溶于 冷 H2O,可溶甲醇、乙醇、 氯仿和乙醚等溶剂。 因含Ar-OH可溶于碱水中。,香豆素苷: 溶于水、碱水、甲醇、乙醇 等。 难溶极性小的有机溶剂。,(三)内酯性质和碱水解反应,(四)呈色反应,1荧光,可见光下:无色或浅黄色结晶 UV光照:显蓝色荧光, 异羟肟酸铁反应(识别内酯),2显色反应, Gibbs反应、Emerson反应,试剂: Gibbs2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺 Emerson氨基安替匹林和铁氰化钾,条件:,有游离酚羟基,且其对位无取代者呈阳性,Gibbs反应,Emerson反应,4-氨基安替比林,红色,四、香豆素的提取分离方法,香豆素的系统提取方法,药
8、 材,醇提液,水溶液,石油醚,苯,乙 醚,乙酸乙酯,不同浓度EtOH,回收溶剂,加水,有机溶剂萃取,2019/5/23,43,系统溶剂法: 用石油醚、苯、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次提取样品。,层析方法,硅胶层析是最常用的方法,吸附剂硅胶、中性和酸性氧化铝 洗脱剂已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等 显 色可观察荧光,酚性成分,加Et2O提出不水解成分,挥干Et2O 加NaOH/H2O水解,NaHCO3/H2O萃取,NaOH/H2O萃取,乙醚萃取液,NaHCO3/H2O,Et2O,Et2O,NaOH/H2O,OH-/H2O,Et2O,OH-/H2O,H2O,Et2O,酸性成分,中性成分,加酸中和,加
9、Et2O萃取,香豆素类内酯成分,酸碱分离法,(一)理化检识,五、香豆素的结构测定,1荧光 香豆素类化合物在紫外光(365nm)照射下显荧光,可用于检识。,(二) 薄层检识,三、波谱特征,1、UV 苯环 274nm -吡喃酮环 311nm 2、IR c=o 1680-1660cm-1 3、MS M+ M-CO,4、NMR谱,六、香豆素的生物活性,1. 低浓度可刺激植物发芽和生长作用;高浓度则抑制 2. 光敏作用可引起皮肤色素沉着; 补骨脂内酯可治白斑病 3. 抗菌、抗病毒作用蛇床子、毛当归根中的 奥斯脑(Osthole):抑制乙肝表面抗原; 4. 平滑肌松弛作用茵陈蒿中的滨蒿内酯 具有松弛平滑肌
10、等作用; 5. 抗凝血作用 6. 肝毒性有些香豆素对肝有一定的毒性。,七、含香豆素的中药实例 (一)秦皮,秦皮主要的化学成分是香豆素类,香豆素类成分是中药秦皮的主要药效物质。,七叶内酯:黄色针状结晶(稀醇)或黄色叶状结晶(真空升华)。易溶于甲醇、乙醇和冰乙酸,可溶于丙酮,不溶于乙醚和水。也易溶于稀碱液,并显蓝色荧光。,七叶苷:浅黄色针状结晶(热水),易溶于甲醇、乙醇和乙酸,可溶于沸水。也易溶于稀碱液,并显蓝色荧光。,化学成分,提取分离 (七叶内酯和七叶苷),前胡主要含有香豆素类成分,前胡香豆素具有祛痰、解痉、抗过敏、抗血小板聚集、钙通道阻滞等生理活性。,前胡的植物来源主要有白花前胡和紫花前胡。
11、,(二)前胡,Acetyl : COCH3 Angeloyl : CO(CH3)=CH(CH3) 当归酰基,由苯丙素氧化聚合而成的天然产物, 通常指其二聚物,少数为三聚、四聚物。,第三节 木 脂 素,一、木脂素的结构类型,1定义:,8-8,2木脂素的组成单体,桂皮酸; 偶为桂皮醛 桂皮醇;,主要有四种:,烯丙苯,丙烯苯,(一)二芳基丁烷类,3.木脂素分类,(二)二芳基丁内酯类,(三)芳基萘类,(四)四氢呋喃类,(五)双四氢呋喃类,由二个取代四氢呋喃单元形成四 氢呋喃骈四氢呋喃结构。,(+)-芝麻脂素,(六)联苯环辛烯类,(七)联苯类,两分子苯丙素的两个苯环3-3直接连结而成。,厚朴酚,二、木脂
12、素的理化性质,溶解性: 游离亲脂性,难溶水,溶于苯、氯仿等。 成苷水溶性增大。,旋光性:大多有光学活性,遇酸易异构化,挥发性:多数不挥发,少数有升华性质。,形 态:多呈无色晶形,鬼臼毒脂素 苦鬼臼脂素,由于木脂素生理活性常与构型有关,因此在提取分离过程中应注意操作条件,尽量避免与酸、碱接触,以防止其构型的改变。,三、木脂素的提取分离,1. 提取 多用乙醇或丙酮等提取后,再用极性较小的溶剂如:乙醚、氯仿等进行萃取。,2. 分离 色谱法、溶剂萃取法、分级沉淀法、重结晶法。,81,醇提物,木脂素的提取分离,原料,乙醇、丙酮提取、浓缩,2.碱溶酸法 主要用于酚性、内酯结构的木脂素的分离纯化。,3.色谱
13、法 (吸附原理、硅胶、中性氧化铝)用于难分离木脂素的分离。,1.系统溶剂 (石油醚、乙醚、乙酸乙酯等)依次萃取,按极性大小分离。,用三氯化铁反应检查酚羟基的有无。,四、木脂素的检识,2薄层检识,常有一些功能基如酚羟基、亚甲二氧基及内酯结构等,用Ecgrine反应来检查亚甲二氧基的存在与否。 以变色酸代替没食子酸,并保持温度在7080,20分钟,可产生蓝紫色。,用Labat反应来检查亚甲二氧基的存在与否。 在Labat反应中,具有亚甲二氧基的木脂素加浓硫酸后, 再加没食子酸,可产生蓝绿色。,1理化检识,五、生物活性,1. 抗肿瘤作用 2. 肝保护和抗氧化作用 3. 对中枢神经系统的作用 4. 血
14、小板活化因子拮抗活性 5. 抗病毒作用 6. 平滑骨解痉作用 7. 毒鱼作用 8. 杀虫作用,1五味子,联苯环辛烯型木脂素成分,以及挥发油、三萜类、甾醇及游离脂肪酸类等成分。,(一)化学成分,五味子能明显降低肝炎患者血清谷丙转氨酶(SGPT)水平。大量证据表明,五味子的降转氨酶作用与其所含的联苯环辛烯类木脂素有关,对肝功能的保护作用是其作为抗氧剂、抗癌剂、滋补强壮剂和抗衰老剂的药理学基础,并由此开发出治疗肝炎药物联苯双酯。,六、含木脂素的中药实例,当归酰五味子脂素H,巴豆酰五味子脂素H,苯甲酰五味子脂素H,戈米辛H,2. 南五味子,含一系列木脂素成分,其中五味子醇甲、五味子醇乙及五味子酯甲、乙
15、、丙、丁、戊等木脂素成分,多具有中枢神经抑制作用和降低SGPT的作用。,五味子酯甲,五味子酯乙,五味子酯丙,连翘系木樨科植物连翘的干燥果实,商品有青翘和老翘之分。药理学研究证明连翘有显著的抑菌作用,其煎 剂并有镇吐作用和抗肝损伤作用。,连翘,木脂素类 如连翘苷、连翘脂素 等,这些木脂素类有抑制磷酸二酯酶活性的作用。 苯乙醇苷类 如连翘酯苷类等具有较强的抑菌活性。 黄酮类 如芦丁。,(一)化学成分,连翘脂素 R=H 连翘苷 R=glc,(二)连翘苷的分离,马兜铃科植物北细辛、汉城细辛或华细辛的干燥全草。药理作用有解热镇痛、抗菌等作用。,4. 细辛,主要为挥发油,已分离出70多种化合物,其中主要为
16、顺甲基异丁香酚,甲基丁香酚,细辛醚,黄樟醚。黄樟醚系致癌物质,毒性较大。,(一)化学成分,此外,尚含有木脂素类,其中l-细辛脂素和l-芝麻脂素均属于双环氧木脂素类。,极性小,极性大,细辛中细辛脂素和芝麻脂素的提取分离,练习1哪种化合物能发生Gibbs反应,练习2用化学法区别下列各组化合物:(写出试剂、反应现象及结论) 1,A B 2,A B 3,A B 4,A B C 5,A B 6,A B C,练习3完成化学反应:,1,1)OH- 2) H+,1)OH- 2) H+,2,练习4民间草药窝儿七中含有抗癌成分鬼臼毒素、脱氧鬼臼毒素、脱氢鬼臼毒素、山萘酚等成分,试设计提取其总木脂素的流程,若用硅胶
17、色谱法分离, 分析三者的Rf值大小顺序。,鬼臼毒素 R=OH 脱氢鬼臼毒素 脱氧鬼臼毒素 R=H,练习5一种含香豆素的中药,还可能含有一些酸性成分以及酚性成分,试利用酸碱法,设计一提取分离香豆素内酯类成分的工艺路线(以流程图表示)。并提出可能的注意事项。,练习6中药秦皮中含有七叶内酯及七叶苷。下面为提取分离过程,请分析下述过程中A、B、C步骤的目的,D、E分别为何种成分。,练习7试分析下列化合物的纸色谱,以水饱和异戊醇展开,紫外光下 观察荧光,Rf值的大小顺序,练习8大叶棒树为中药秦皮的来源之一,其所含的主要有效成分为秦皮甲素、秦皮乙素,结构式如下:,纸色谱结果如下,试根据色谱结果设计从药材中提取分离这两种化合物的工艺流程,并分析设计原理。 秦皮甲素(Rf) 秦皮乙素(Rf) 水 0.77 0.50 乙醇 0.79 0.80 氯仿 0.00 0.00 乙酸乙酯 0.12 0.89,