1、,學習情境二,中藥中黃酮類化學成分的提取分離技術(shù),一、理 論 基 礎(chǔ) 二、 任 務,一、結(jié)構(gòu)分類及生物活性 二、理化性質(zhì) 三、檢識方法 四、提取與分離方法,一、 結(jié)構(gòu)與分類,（一）基本結(jié)構(gòu) 1、定義： 泛指兩個具有酚羥基的苯環(huán)（A-與B-環(huán)）通過中央三碳原子相互連接而成的一系列化合物。 6C3C6C,一、黃酮苷元的結(jié)構(gòu)分類,天然黃酮類化合物母核A、B環(huán)上常有羥基、甲氧基等取代基。根據(jù)黃酮母核中C環(huán)氧化的程度、是否開環(huán)、B環(huán)連接特點，可將黃酮類化合物分為以下幾類：,黃酮及黃酮醇類,二氫黃酮與二氫黃酮醇類,查耳酮和二氫查耳酮類,異黃酮和二氫異黃酮,橙酮類,花色素類,黃烷-3-醇類,其他黃酮類,（一

2、）黃酮及黃酮醇類flavones flavonols,結(jié)構(gòu)特點：C環(huán)為吡喃酮結(jié)構(gòu)，B環(huán)與C2位相連，黃酮醇C3位有羥基取代。,如：金銀花,木犀草素（luteolin）：存在于忍冬藤、菊花、金銀花、浮萍中，具有抗菌作用。,如：黃芩,黃芩為清熱解毒類中藥，抗菌成分主要有黃芩苷（baicalin)、次黃芩素（wogonin）等。,槲皮素(quercetin)具有抗炎、止咳祛痰等作用。槲皮素片用于治療支氣管炎。此外還有降低血壓、增強毛細血管抵抗力、減少毛細血管脆性、降血脂、擴張冠狀動脈、增加冠脈血流量等作用。,蘆丁(rutin)是槲皮素的-O蕓香糖苷。用于治療毛細管脆弱引起的出血病，并用作高血壓的輔助

3、治療劑。,豆科植物槐米中含有蘆丁和槲皮素,（二）二氫黃酮與二氫黃酮醇flavanones flavanonols,結(jié)構(gòu)特點：C環(huán)C2、C3上的雙鍵被氫化飽和。,甘草苷（liquiritin）： 具有潰瘍抑制作用；,橙皮苷（hesperidin）是治療高血壓和心肌梗塞的藥物，醫(yī)藥工業(yè)中用作制藥的原料，是中成藥脈通的主要組成之一。,甘 草,水飛薊素是二氫黃酮醇與苯丙素衍生物縮合成的黃酮木脂素類成分。具有保肝作用，用于治療急、慢性肝炎及肝硬化，代謝中毒性肝損傷。,（三）查耳酮類（chalcones ）,結(jié)構(gòu)特點：C環(huán)開環(huán)，為苯甲醛縮苯乙酮衍生物，碳原子編號也與其他黃酮類不同。,查耳酮主要分布于菊科、

4、豆科、苦苣苔科植物中，其鄰羥基衍生物（2-OH查耳酮）是二氫黃酮的異構(gòu)體，在酸、堿或酶催化下能相互轉(zhuǎn)化，故在植物界查耳酮往往與相應的二氫黃酮共存。,菊科植物紅花,紅花所含的色素紅花苷是第一個發(fā)現(xiàn)的查耳酮類植物成分。,紅花在開花初期，花冠呈淡黃色；開花中期，花冠呈深黃色；開花后期或采收干燥過程中由于酶的作用，氧化成紅色。,（四）異黃酮和二氫異黃酮類,結(jié)構(gòu)特點：B環(huán)連接在C3位上，為3苯基色原酮，C2、C3以單鍵相連的為二氫異黃酮。（主要存在于豆科、鳶尾科等植物中。）,如：豆科植物葛,葛根主要含有下列幾種異黃酮類成分：,葛根中黃酮類化合物的作用： 葛根總黃酮具有擴冠、增加冠脈流量及降低心肌耗氧量等

5、作用。大豆素具有類似罌粟堿的解痙作用。 大豆苷、葛根素及大豆素均能緩解高血壓患者的頭痛等癥狀。,具有抗癌活性的中藥廣豆根中含有的紫檀素、三葉紫檀素苷和高麗槐素屬于二氫異黃酮類衍生物。,（五）橙酮類,結(jié)構(gòu)特點：可看作是黃酮的C環(huán)分出一個碳原子變成五元環(huán)，其余部位不變。是黃酮的同分異構(gòu)體，屬于苯駢呋喃的衍生物，又名奧弄。,橙酮在中藥中不多見，主要存在于玄參科、菊科、苦苣苔科及單子葉植物莎草科中。如在黃花波斯菊花中含有的硫磺菊素就屬于此類。,（六）花色素類(anthocyanidins),又稱花青素，是一類以離子形式存在的色原烯的衍生物。是形成植物藍、紅、紫色的色素。,植物中存在的花色素有矢車菊素、

6、飛燕草素、天竺葵素等以及相應的苷。,（七）黃烷醇類,結(jié)構(gòu)特點：黃烷醇類生源是由二氫黃酮醇類還原而來，可看成是脫去C4位羰基氧原子后的二氫黃酮醇類。,黃烷-3-醇在植物界分布很廣，大多是縮合鞣質(zhì)的前體，如：兒茶素類，具有一定的抗癌活性。 黃烷-3、4-二醇衍生物又稱為無色花色素類，這類化合物?？删酆隙哂绪焚|(zhì)的性質(zhì)。,（八）其他黃酮類,1、訕酮：基本結(jié)構(gòu)為苯并色原酮（雙苯吡酮），是一種特殊類型的黃酮類化合物，如石韋、芒果葉及知母葉中都含有的止咳祛痰成分芒果苷和異芒果苷。,水龍骨科植物石韋,2、高黃酮類：基本結(jié)構(gòu)為苯甲基色原酮，C環(huán)與B環(huán)間多了一個-CH2-；如中藥麥冬中的麥冬高異黃酮A。,黃酮類

7、化合物的生物活性,1. 對心血管系統(tǒng)的作用 Vp樣作用：蘆丁、橙皮苷等有Vp樣作用，能降低血管脆性及異常通透性，可用作防治高血壓及動脈硬化的輔助治療劑。 擴冠作用：蘆丁、槲皮素、葛根素、人工合成的力可定。 降血脂及膽固醇：木樨草素,蘆丁片 蘆丁是從中國所獨有的國槐的花蕾中提取的植物藥，也稱維生素P，具有降低毛細血管的異常通透性和脆性的作用，是心腦血管保護藥，國內(nèi)用于心腦血管藥品制劑的主要成分，國外還大量用于食品添加劑和化妝品。,2. 抗肝臟毒作用 從水飛薊種子中得到的水飛薊素具有保肝作用，用于治療急、慢性肝炎、肝硬化及多種中毒性肝損傷。 （+）-兒茶素(catergen)也可抗肝臟毒作用，治療

8、脂肪肝及因半乳糖胺或四氯化碳等引起的中毒性肝損傷。,水飛薊片 本品為菊科植物水飛薊（紫花）Silybum marianum (L) Gacntm的果實，經(jīng)提取精制所得的淡黃色粉末，或結(jié)晶性粉末。無味、無臭、易溶于丙酮、模酸乙酯、乙醇及由醇、難溶于氯仿，不溶于水，主要化學成份為水飛薊賓（Silybin) C25H22O10及其異物等黃酮類物質(zhì)。功能與主治：本品具有保肝及降血脂作用，用于治療慢性肝炎，早期肝硬變、代謝中毒性肝損傷及高血脂癥。,3. 抗炎 蘆丁及其衍生物羥乙基蘆丁、二氫槲皮素等具抗炎作用。 4. 抗菌及抗病毒作用 如木樨草素、黃芩苷、黃芩素,5. 解痙作用 異甘草素、大豆素：解除平滑

9、肌痙攣； 大豆苷、葛根素及葛根總黃酮可緩解高血壓患者的頭痛等癥狀； 杜鵑素、川陳皮素、槲皮素、山奈酚、芫花素、羥基芫花素：止咳祛痰。,6、雌性激素樣作用 大豆素(daidzein)等異黃酮具有雌性激素樣作用，可能與它們與己烯雌酚結(jié)構(gòu)類似。 7. 清除人體自由基作用 黃酮類化合物多具有酚羥基，易氧化成醌類而提供氫離子，故有顯著的抗氧特點。 另外還有降血脂、血糖，抗動脈粥樣硬化及抗癌抗突變等作用。,二、理化性質(zhì),（一）性狀 1、多為結(jié)晶性固體，少為（如黃酮苷類）無定形粉末。 2、旋光性 （1）游離的各種苷元母核中，除二氫黃酮（醇）、黃烷（醇）有旋光性外，其余無光學活性。 （2、3位無雙鍵時，具有旋

10、光性） （2）苷類具有糖分子，均具有旋光性，一般為左旋。,（二）旋光性：,旋光性 取決于 不對稱碳原子的有無 有 無 所有黃酮苷（糖） 游離黃酮 游離黃酮 黃酮 二氫黃酮 黃酮醇 二氫黃酮醇 異黃酮 二氫異黃酮 查耳酮（二氫 ） 黃烷醇類 橙酮 花色素類等 （2-位） （2，3-位） （無）,3、顏色：與分子中是否存在交叉共軛體系及助色團（如-OH、-OCH3等）的種類、數(shù)目以及取代位置有關(guān)； 色原酮部分原本無色，但在2位引入苯環(huán)后，即形成交叉共軛體系，且通過電子的轉(zhuǎn)移，重排，使共軛鏈延長，而表現(xiàn)出顏色。,交叉共軛體系：兩組雙鍵互不共軛，但分別與第三組雙鍵共軛。,有 交叉共軛體系 無 黃酮（灰

11、黃黃色） 二氫黃酮 黃酮醇（灰黃黃色） 二氫黃酮 查耳酮（黃橙黃色） 二氫查耳,花色素類（顏色隨pH而改變） 黃烷醇類 異黃酮（無或微黃色） 紅色（pH 8.5）,（三）溶解性,黃酮類化合物的溶解度因結(jié)構(gòu)及存在的不同而有很大差異。 1）苷元：難溶于水，易溶于有機溶劑（甲醇、乙醇、醋酸乙酯、丙酮）及稀堿水中； 1、黃酮（醇）、查耳酮等平面性強的分子，使分子與分子間排列緊密，分子間引力較大，更難溶于水；,2、二氫黃酮及二氫黃酮醇等，無交叉共軛體系，由于吡喃酮環(huán)已被氫化成為類似于半椅式結(jié)構(gòu)，破壞了分子的平面性，為非平面型分子。分子與分子間排列不緊密，分子間引力下降，溶解度稍大； 3、異黃酮類B環(huán)由于

12、受吡喃酮環(huán)羰基的立體障礙，分子的平面性降低，故親水性比平面型分子增加； 4、花色苷元（花色素類）雖為平面結(jié)構(gòu)，但離子形式存在，具有鹽的通用性，水溶度較大；,（三）溶解性：符合苷的溶解性規(guī)律,水 甲醇乙醇 乙酸乙酯 氯仿 乙醚 稀堿水 1.游離黃酮 -+ + + + + +（酚羥基) 取決于 分子的立體結(jié)構(gòu) 取代基團的性質(zhì)、數(shù)目、連接位置 引入羥基，數(shù)目多，7、4-位，水溶度較大 羥基甲基化（-OCH3）, 水溶度降低R=H 平面型分子 非平面型分子 黃酮 二氫類（C-環(huán)半椅式結(jié)構(gòu)） 黃酮醇 異黃酮（羰基與B-環(huán)立體障礙） 查耳酮 分子間排列不緊密， （交叉共軛） 水分子易于進入 水溶度小 水溶

13、度大,R=H 二氫黃酮,R=OH 二氫黃酮醇,黃酮類苷元溶解度大?。?花色素苷元二氫黃酮（醇）異黃酮黃酮（醇）、查耳酮,2）苷： 黃酮苷一般溶于水、甲醇、乙醇等強極性溶劑中，但難溶于或不溶于苯、氯仿等有機溶劑中。糖鏈越長，則水溶度越大。二糖鏈苷單糖鏈苷； 多糖苷單糖苷； C3-羥基苷C7-羥基苷（ C3-羥基苷與C4-羰基的立體障礙使分子平面性降低）,水 甲醇乙醇 乙酸乙酯 氯仿 乙醚 稀堿 + + + - - - +,黃酮類化合物溶解性（極性）規(guī)律:,三糖苷 雙糖苷 單糖苷 苷元 3 - O - 糖苷 7 - O - 糖苷（平面性分子） 花色素(平面性分子,離子型) 非平面性分子 平面性分子

14、,黃酮苷(親水性),（四）酸堿性,1、酸性 因分子中多具有酚羥基，顯酸性，可溶于堿性水溶液，吡啶，甲酰胺及二甲基甲酰胺中。 由于酚羥基數(shù)目及位置不同，酸性強弱也不同。以黃酮為例： 7，4，-OH7或4，-OH一般酚-OH3或5-OH 此性質(zhì)可用于提取、分離及鑒定工作。,酸性強弱規(guī)律： 7，4，-OH7或4，-OH一般酚-OH3或5-OH 原因： 羰基的吸電子效應，使處于對位上7，4，-OH在P-共軛效應的影響下，酸性較強；其他位置上的羥基其次；C3、C5位上羥基因能與C4位羰基形成分子內(nèi)氫鍵，故酸性最弱。,2、堿性：,-吡喃酮環(huán)1-氧原子,微弱堿性（孤對電子，接受質(zhì)子）,僅溶于強的、濃酸 +水

15、 （濃硫酸）,烊 鹽（呈色） 應用 初步鑒別黃酮母核類型：黃酮、黃酮醇 黃橙色，并有熒光 二氫黃酮 橙紅（冷）、紫紅（熱） 查耳酮 橙紅洋紅 異黃酮（二氫） 黃色 橙酮 紅洋紅,三、檢識方法,（一）還原反應 1、HCl-Mg粉反應：黃酮（醇）、二氫黃酮（醇）類在鹽酸-鎂粉作用下，易被氫化還原，迅速生成紅-紫紅（個別有綠-蘭色）； 將樣品溶于甲醇或乙醇，加少量鎂粉振搖，滴加幾滴濃鹽酸，1-2分鐘內(nèi)（必要時微熱）即可出現(xiàn)顏色。B環(huán)有-OH或-OCH3取代時，顏色隨之加深，查耳酮、橙酮、兒茶素類則不反應。,（一）還原反應,反應類型 鑒別特征 鑒別意義 備注,鹽酸-鎂粉 黃酮、二氫黃酮、 紅紫紅 黃酮

16、類特征性 假陽性 反應 黃酮醇、二氫黃酮醇 紅紫紅 鑒別反應 （花色素） （最常用） 查耳酮、橙酮、 （-） 兒茶素類、異黃酮 （-）,四氫硼鈉 二氫黃酮、二氫黃酮醇 紅紫紅 二氫黃酮類特有 還原反應 其它黃酮類 （-）,鈉汞齊反應 黃酮、二氫黃酮 紅 異黃酮、二氫異黃酮 紅 黃酮醇類 黃淡紅色 二氫黃酮醇類 棕黃色,（二）與金屬鹽類試劑的絡合反應,黃酮類化合物分子中含有下列結(jié)構(gòu)單元，常可與鋁鹽、鉛鹽、鋯鹽、鎂鹽等試劑反應，生成有色絡合物。,與金屬鹽類試劑絡合反應,反應類型 鑒別特征及鑒別意義 備 注,鋯鹽 枸櫞酸 鋯鹽-枸櫞酸 3-OH或3，5 -二OH 黃色 黃色不褪 PPC,(ZrOCl

17、2) 5-OH 黃色褪去 示,氨性氯化鍶(SrCl2) 鄰二酚羥基 綠、棕乃至黑色 三氯化鐵(FeCl3) 酚羥基 紫、藍、綠,三氯化鋁 3-OH，4-C=O 黃色 （AlCl3） 5-OH，4-C=O 鮮黃色熒光 PPCTLC 鄰二酚羥基 （4或7，4黃酮醇，天藍色熒光）,示,（三） 硼酸顯色反應,硼酸 5 - 羥基，4 - 羰基黃酮 黃色，綠色熒光（草酸液）,（H3BO3） 6-羥基，4 - 羰基查耳酮 黃色，無熒光（枸櫞酸）,反應類型 鑒別特征及鑒別意義 備 注,黃酮醇 黃色 O 棕色,稀氫氧化鈉 鄰三酚羥基黃酮類 暗綠藍綠色纖維狀 鄰三酚羥基鑒別,氨蒸氣或碳酸鈉溶液 顏色變化 TLC、

18、PPC,（四） 堿性試劑反應,氫氧化鈉溶液 黃酮 黃 橙色 查耳酮、橙酮 紅 紫紅 二氫黃酮 黃橙色（冷） 深紅 紫紅（較長時間或加熱）,母核類型鑒別,五氯化銻 (SdCl5)： 查耳酮特征性顯色反應 (紅或紫紅色沉淀) 黃酮、二氫黃酮、黃酮醇類呈橙色。,Gibbs反應：酚羥基對位活潑質(zhì)子的特征（藍 或藍綠色）,（五）與五氯化銻反應,（六）其他顯色反應,四、 提取與分離,提取 1、醇提取法 2、熱水提取法 3、堿溶酸沉法 分離 1、溶劑萃取法 2、PH梯度萃取法 3、色譜法,槐米中黃酮類化學成分的提取分離技術(shù),1、存在形式 黃酮類化合物在花、葉、果等組織中，多以苷的形式存在； 2、功效：涼血止

19、血，清肝瀉火。 3、化學成分：蕓香苷、槲皮素、另皂苷等。 4、理化性質(zhì)：蕓香苷為槲皮素-3-O-蕓香糖。在冷水中的溶解度很小，在沸水中可溶等。 5、采用堿水提酸沉淀法,任務一,槐米粗粉,加約6倍水及硼砂適量，煮沸，在攪拌下加入石灰乳至PH89。在保持該PH條件下，微沸2030min，隨時補充失去的水分，趁熱抽濾，藥渣加4倍量水，同法再提2次,合并提取液,在6070下，用濃鹽酸調(diào)PH=5，攪勻，靜置，抽濾，水洗至洗液呈中性，60干燥,蕓香苷粗品,熱水或乙醇重結(jié)晶,蕓香苷,堿水提酸沉淀法 適用于含酚羥基的化合物，如槐米中蘆丁的提取。 注意事項： 酸堿度不宜過大 鄰二酚羥基的保護：堿性條件下，鄰二酚

20、羥基易被氧化，加硼砂保護 石灰乳的加入可除去果膠、粘液等水溶性酸性雜質(zhì),黃芩中黃酮類化學成分的提取分離技術(shù),1、功效：清熱燥濕，瀉火解毒，止血，安胎的功能。 2、化學成分： 黃芩苷主主要有效成分，具有抗菌作用，還含有黃芩素、漢黃芩素、漢黃芩苷、千層紙素、千層紙素苷等30余種黃酮類化合物。有些還具有抗癌作用。 3、理化性質(zhì)：黃芩苷在黃芩酶的作用下水解成黃芩素，黃芩素含有鄰三酚羥基，易被氧化成醌類化合物而顯綠色，主是保存或炮制不當黃芩變綠的主要原因。 4、提取分離過程中應注意防止酶解和氧化。 5、 采用熱水提取法 。,任務二,1、提取,2、分離（采用聚酰胺色譜法）,葛根中黃酮類化學成分的提取分離技

21、術(shù),采用醇提取法 根據(jù)葛根中的異黃酮類化合物均溶于乙醇，再用醋酸鉛生成沉淀，最后利用各異黃酮類化合物極性不同，采用色譜法分離。,任務三,苷類(Glycosides) 苷類又稱為苷或配糖體，是由糖或糖的衍生物，如氨基酸、糖醛酸等與另一非糖物質(zhì)（稱為苷元或配基）通過糖的半縮醛或半縮酮羥基與苷元脫水形成的一類化合物。如苷香苷,苷類由結(jié)構(gòu)看主要由三部分組成 苷元 + 糖 苷 可變因素較多，尤其是苷元部分，種類繁多，十分復雜。因此，苷的分類也有多種方法。,糖或糖的衍生物與另一類非糖物質(zhì)通過糖的端基碳原子連接而成的化合物。連接的鍵稱為苷鍵，形成苷鍵的原子稱為苷鍵原子。 幾乎所有的天然產(chǎn)物如黃酮素、蒽醌素、

22、苯丙素、萜類、生物堿等均可與糖或糖的衍生物形成苷。 苷的共性：糖和苷鍵（糖與糖及糖的衍生物組成的化合物雖不稱為苷，但它們形成的化學鍵均稱為苷鍵。）,糖類,一、單糖的結(jié)構(gòu) 糖類亦稱為碳水化合物（carbohydrates），是植物光合作用的初生產(chǎn)物，同時也是絕大多數(shù)天然產(chǎn)物生物合成的初始原料。 除了作為植物的貯藏養(yǎng)料和骨架成分外，有些在抗腫瘤、抗肝炎、抗心血管疾病、抗衰老等方面還具有獨特的生物活性。,單糖（monosaccharides）是多羥基醛或多羥基酮類化合物，亦是組成糖類及其衍生物的基本單元。 表示單糖的結(jié)構(gòu)式包括Fischer投影式、Harworth投影式和優(yōu)勢構(gòu)象式三種。多以Harw

23、orth投影式表示。,二、糖的分類,（一）單糖：包括五碳醛糖、六碳醛糖、六碳酮糖、甲基五碳醛糖、氨基糖、去氧糖、糖醛酸、糖醇等 1、五碳醛糖,2、六碳醛糖,3、六碳酮糖,4、甲基五碳醛糖,5、氨基糖,6、去氧糖:2-位碳上的羥基被氫取代的單糖分子。,7、糖醛酸,8、糖醇：單糖的醛基被還原成羥基所得到的化合物。,（二）低聚糖（Oligosaccharides）,1、定義：由2-9個單糖通過苷鍵結(jié)合而成的直鏈或支鏈聚糖。 2、按組成低聚糖的單糖基數(shù)目可將其分為二糖、三糖、四糖等。,3、按是否含有游離的醛基或酮基將其分成還原糖和非還原糖 1）具有游離醛基或酮基的糖稱為還原糖；如麥芽糖、蕓香糖等 2）

24、兩個單糖都以半縮醛或半縮酮上的羥基通過脫水縮合而成的低聚糖稱為非還原糖。如蔗糖、海藻糖等,（三）多聚糖（Polysaccharides)，簡稱多糖,1、由十個以上單糖通過苷鍵連接而成的一類結(jié)構(gòu)復雜的大分子化合物。一般多糖都由100個以上甚至幾千個單糖組成。 2、基本性質(zhì)：甜味、強還原性的消失而不同于單糖。 3、多糖的研究與應用 免疫促進功能、腫瘤抑制功能、搞HIV活性,4、多糖的分類,1、按其在植物中的功能，可分為兩類： 作為動植物的支持組織，不溶于水，如纖維素、甲殼素等； 作為動植物的貯存養(yǎng)料，可溶于熱水，如淀粉、肝糖原等。 2、按照單糖的組成可將多糖分成均多糖和雜多糖； 由一種單糖組成為均多糖；由二種以上單糖組成的為雜多糖。,3、常見的植物多糖：淀粉、纖維素、葡聚糖、果聚糖、半纖維素、樹膠、粘液質(zhì)等； 常見的動物多糖：肝糖元、甲殼素、肝素、硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸 等。,三、糖的理化性質(zhì)與檢識,（一）糖的理化性質(zhì) （1）具有醛（酮）基、伯醇基、仲醇基和鄰二醇基結(jié)構(gòu)，可被氧化；如銀鏡反應，斐林反應； （2）單糖在濃酸（4-10n）加熱條件下，脫去三分子水，生成具有呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)的糠醛衍生物。多糖和苷類在濃酸的作用下水解成單糖，然后再脫水形成相應的產(chǎn)物。如Molish反應。,（二）糖的檢識,（1）堿性酒石酸銅（Fehling試劑）反應 R-CHO + 2Cu（OH）2 + NaOH R-