1、第三章 苯丙素類 PHENYLPROPANOIDS,本 章 內(nèi) 容,概 述 第一節(jié) 苯丙酸類 第二節(jié) 香 豆 素 第三節(jié) 木 脂 素（略）,概 述,定義 苯丙素類是指一類含苯環(huán)和3個(gè)直鏈碳連在一起為單位（ C6 - C3 ）構(gòu)成的天然化合物。 苯環(huán)上常有羥基或烷氧基取代。 苯丙素類可以1個(gè)（C6 - C3）單位單獨(dú)存在，但有以2、3、4等多個(gè)單位存在的。 苯丙素類的存在關(guān)系到植物生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)作用和抗御病害的侵襲作用。其具有較廣泛的生理活性，也是很受重視的一類天然成分。,苯丙烯 propenyl benzene,苯丙醇 propanol benzene,苯丙酸及其縮酯 propionic acid

2、,香豆素 coumarins,木質(zhì)素 lignins,黃酮 flavonoids,木脂素 lignans,苯丙素類化合物生物合成途徑（生源）示意圖：,葡萄糖代謝,苯丙素類化合物生物合成途徑（生源）示意圖：,第一節(jié) 苯丙酸類,1、結(jié)構(gòu) 基本結(jié)構(gòu)酚羥基取代的芳香羧酸。 多具有C6-C3結(jié)構(gòu)的苯丙酸類。,常見(jiàn)的苯丙酸類：,桂皮酸 R1=R2=H 對(duì)羥基桂皮酸 R1=OH, R2=H 咖啡酸 R1=R2=OH 異阿魏酸 R1=OH， R2=OCH3,由于苯丙酸類的苯環(huán)上的羥基取代，數(shù)目、排列方式、甲基化程度有所不同，因而其性質(zhì)也有很大的不同。,苯丙酸類常與不同的醇、氨基酸、糖、有機(jī)酸結(jié)合成酯存在。如綠

3、原酸（咖啡酸與奎寧酸結(jié)合成的酯，如圖右），具有抗菌、保肝活性。,2、分離 苯丙酸類及其衍生物大多具有一定水溶性，常與其它一些酚酸、鞣質(zhì)、黃酮苷等混在一起，一般要經(jīng)纖維素、硅膠、大孔樹脂、聚酰胺等反復(fù)層析才能純化。 3、鑒別 利用酚羥基的性質(zhì) （1）1-2%的 FeCl3 甲醇溶液或鐵氰化鉀-三氯化鐵試劑。 （2）Millon試劑：紫外光下為無(wú)色或蘭色熒光，氨水處理后呈蘭色或綠色熒光。,第二節(jié) 香豆素類,內(nèi) 容 概述 一、香豆素的結(jié)構(gòu)類型 二、香豆素的化學(xué)性質(zhì) 三、香豆素的物理性質(zhì) 四、香豆素的提取分離方法 五、香豆素的生物活性,定義： 香豆素是鄰羥桂皮酸內(nèi)酯，具芳香甜味。其結(jié)構(gòu)母核為 ：苯駢-

4、吡喃酮（香豆素母核）。這個(gè)結(jié)構(gòu)是色原酮的異構(gòu)體。環(huán)上常有取代基。,香豆素類概述,色原酮,分布： 香豆素類在動(dòng)植物及微生物中均有分布， 如致癌成分黃曲霉素類及發(fā)光真菌中的亮菌素類均屬于香豆素類。 香豆素這類成分分布得最廣的還是高等植物中，其中蕓香科和傘形科中分布最多。它們?cè)谥参矬w內(nèi)以游離狀態(tài)或與糖結(jié)合成苷的形式存在，苷酶解可環(huán)合成游離的內(nèi)酯狀態(tài)。,鑒別： 在紫外光下成藍(lán)色熒光，遇濃硫酸時(shí)也能產(chǎn)生特征的藍(lán)色熒光。,一、香豆素的結(jié)構(gòu)類型,根據(jù)香豆素的基本母核上的取代基不同，將其分四類： （一）簡(jiǎn)單香豆素類（simple coumarins） （二）呋喃香豆素類(furocoumarins) (線型和

5、角型) （三）吡喃香豆素類(pyranocoumarins) (線型和角型) （四）其他香豆素類,（一）簡(jiǎn)單香豆素類（simple coumarins） 只有苯環(huán)上有取代基的香豆素。 取代基：羥基、烷氧基、苯基、亞甲二氧基、異戊烯基等,由于絕大多數(shù)香豆素在 C7 位都有含氧官能團(tuán)存在，因此， 7-羥香豆素可以認(rèn)為是香豆素類成分的母體。,7-羥香豆素,以異戊烯基取代為例（從生物合成途徑來(lái)看）,從上看出，C3、C6、C8位電負(fù)性較高，易于烷基化。 （其中C3烷基化不屬于此類，而屬于第四類型）,如屬此類型的香豆素化合物：,7-甲氧香豆素 (herniarin),歐芹酚7甲醚 (osthole),當(dāng)歸

6、內(nèi)酯 （angelicon),（二）呋喃香豆素類(furocoumarins) 香豆素核上的異戊烯基常與與鄰位酚羥基（7羥基）環(huán)合成呋喃環(huán)或吡喃環(huán)，前者稱為呋喃香豆素。分為角型和線型。 呋喃香豆素的生物合成途徑如下：,環(huán)合的形成過(guò)程,（三）吡喃香豆素類(pyranocoumarins) 香豆素母核上 C6 位或 C8 位的異戊烯基與鄰酚羥基環(huán)合而成2，2-二甲基-吡喃環(huán)結(jié)構(gòu)的香豆素類。這一類天然產(chǎn)物并不多見(jiàn)。也分為線型和角型兩種。 吡喃香豆素的生物合成途徑如下：,環(huán)合的形成過(guò)程,（四）其他香豆素類 是指-吡喃酮環(huán)上有取代基的香豆素類。C3、C4位常有苯基、羥基、異戊烯基等的取代。如；,逆沒(méi)食子

7、酸 （ ellagic acid）,亮菌甲素（arimillersin A),海棠果內(nèi)酯 （callophylloide）,二、香豆素的性質(zhì),（一）性狀 （二）溶解性 （三）內(nèi)酯性質(zhì)和堿水解反應(yīng) （四 ）酸的反應(yīng),（一）性狀,游離狀態(tài) 結(jié)晶形固體，有一定熔點(diǎn)； 大多具有香氣；具有升華性質(zhì)； 分子量小的有揮發(fā)性（可隨水蒸氣蒸出） UV下顯藍(lán)色熒光 （香豆素母體本身即無(wú)取代的香豆素并無(wú)熒光，而-OH香豆素在紫外光下大多顯出蘭色熒光，在堿液中熒光增強(qiáng)） 成苷 大多無(wú)香味、無(wú)揮發(fā)性、不能升華。,（二）溶解性,游離 能溶于沸H2O ，不溶或難溶冷H2O； 可溶于MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶劑

8、 因含Ar-OH故可溶于堿水中 成苷 溶于H2O、OH-/ H2O、MeOH、EtOH等 難溶極性小的有機(jī)溶劑,（三） 內(nèi)酯性質(zhì)和堿水解反應(yīng) 香豆素的-吡喃酮環(huán)具有，-不飽和內(nèi)酯性質(zhì)，在稀堿液中會(huì)逐漸水解生成順鄰羥桂皮酸的鹽，而順鄰羥桂皮酸不易游離存在，其鹽的水溶液經(jīng)酸化即閉環(huán)恢復(fù)成內(nèi)酯。 這個(gè)閉合過(guò)程極易發(fā)生，即使在很弱的酸溶液中，如通入CO2也能促使其內(nèi)酯化而閉環(huán)。,不易游離存在,安定狀態(tài),注意：香豆素如果和堿液長(zhǎng)時(shí)間加熱，水解產(chǎn)物順鄰羥桂皮酸衍生物則發(fā)生異構(gòu)化，轉(zhuǎn)變成反鄰羥桂皮酸的鹽，再經(jīng)酸化也不再發(fā)生內(nèi)酯化閉環(huán)反應(yīng)。,（四）酸的反應(yīng) 香豆素受酸的影響，可發(fā)生雙鍵斷裂、異戊烯基環(huán)合、環(huán)氧

9、和酯基的水解，雙鍵水合和羥基脫水等反應(yīng)。 1、環(huán)合反應(yīng),2、醚鍵斷裂 3、雙鍵加水等,1、環(huán)合反應(yīng),中間體碳正離子,apigravin,obliquetin,二氫呋喃香豆素,應(yīng)用： 環(huán)合試驗(yàn)可以決定酚羥基和異戊烯基間的相互位置 注意：不宜使用濃酸，否則會(huì)發(fā)生重排反應(yīng),2、醚鍵的開裂,3、雙鍵加水反應(yīng),三、香豆素的提取分離方法,由前面香豆素的理化性質(zhì)可知：游離香豆素大多是低極性和親脂性的，與糖結(jié)合的香豆素苷則極性較高。 所以，我們常采用系統(tǒng)溶劑法將其分為幾個(gè)部分。香豆素內(nèi)酯遇堿皂化、加酸還原的性質(zhì)及其小分子香豆素 的揮發(fā)性和升華性的性質(zhì)也常用于其分離純化中。只是由于其性質(zhì)的不穩(wěn)定性，在酸、堿、熱

10、的作用中要注意條件的控制，以免引起結(jié)構(gòu)的破壞，得到次生產(chǎn)物。 1、系統(tǒng)溶劑法： 通?？捎靡掖蓟蚣状继崛≈参镏械南愣顾仡悾缓笠允兔?、苯、乙醚、丙酮和甲醇依次提取分離； 或者對(duì)植物中的香豆素類依次以石油醚、苯、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次提取分離。 下圖是提取和分離香豆素的示意圖：,藥材粗粉,2、酸堿分離法 原理：根據(jù)香豆素內(nèi)酯遇堿皂化、加酸還原的性質(zhì)分離： 一般分離步驟如下：,乙醚萃取液,乙醚萃取液,中性乙醚萃取液,粗產(chǎn)品,香豆素鹽水溶液,乙醚萃取液,中性成分,水相部分,香豆素內(nèi)酯,乙醚萃取液,3、色譜法（層析法） 這是最常用的方法。 （1）硅膠色譜法 柱色譜法常采用的洗脫劑為； 己烷-乙

11、醚；乙醚-乙酸乙酯等 薄層色譜法常用的展開劑有： 己烷-乙酸乙酯、氯仿-乙酸乙酯等 （2）氧化鋁色譜法 常用中性或酸性氧化鋁， 柱色譜法常用的洗脫劑為： 石油醚、氯仿、乙酸乙酯等 此外，還有其它一些分離方法。,四 香豆素的波譜性質(zhì),（一）紫外光譜 UV下顯藍(lán)色熒光 C7位導(dǎo)入-OH,熒光增強(qiáng),OH醚化后,熒光減弱,母核上無(wú)含氧官能團(tuán)取代時(shí)： 274nm,苯環(huán),311nm,-吡喃酮環(huán),有含氧取代時(shí)，最大吸收向紅位移。,（二） 紅外光譜,30253175cm-1,C-H伸縮振動(dòng),17001750cm-1,C=O伸縮振動(dòng),芳環(huán)伸縮振動(dòng),16251645cm-1,16131639cm-1,呋喃環(huán)雙鍵伸

12、縮振動(dòng),（三）1HNMR,環(huán)上質(zhì)子由于受內(nèi)酯羰基吸電子共軛效應(yīng)影響，因而：,C3、C6、C8H 在較高場(chǎng) C4、C5、C7H 在較低場(chǎng),當(dāng)C3和C4位未取代時(shí)：,3,4,6,8,當(dāng)C3或C4位取代時(shí)：,（四）13CNMR,香豆素母核上9個(gè)碳原子的化學(xué)位移值如下：,當(dāng)-OR取代時(shí) 連接的碳,30ppm,鄰位碳,對(duì)位碳,13ppm,-8ppm,生理活性： （1）植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑：低濃度刺激植物發(fā)芽、生長(zhǎng)；高濃度抑制植物發(fā)芽、生長(zhǎng) （2）光敏作用：治療白斑病 （3）抗菌、抗病毒作用：秦皮中的七葉內(nèi)酯及其苷治療痢疾；蛇床子中的奧斯腦可抑制乙肝表面抗原。 （4）平滑肌松弛作用：冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張和解痙利膽 （5）抗凝血作用：防止血栓形成 （6）肝毒性：黃曲霉素致肝癌。,五、香豆素的生理活性,顯色反應(yīng),1.異羥肟酸鐵反應(yīng)（識(shí)別內(nèi)酯的反應(yīng)） 酯與羥胺作用可生成異羥肟酸