1、第三章 苯丙素類 （phenylpropanoids）,基本要求 掌握香豆素的定義、基本母核的結(jié)構(gòu)特征和類型；香豆素的內(nèi)酯性質(zhì)和堿水解反應(yīng)。 熟悉香豆素的基本母核的結(jié)構(gòu)特征和類型；香豆素的顯色反應(yīng)。 了解木脂素的基本結(jié)構(gòu)及分類。,概述 第一節(jié) 苯丙酸類 第二節(jié) 香豆素類 第三節(jié) 木脂素類,第三章 苯丙素類,1、概念：苯丙素是天然存在的一類含有一個(gè)或幾個(gè)C6-C3基團(tuán)的酚性物質(zhì)。 2、類別：常見的有苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其縮酯、香豆素、木脂素等。 從廣義上講，黃酮類也是苯丙素的衍生物。大多數(shù)的天然芳香化合物生源由此而來。,第一節(jié) 概述,3、取代方式：在苯核上常有羥基和烷氧基取代，有時(shí)會有烷基取

2、代。 4、生源：莽草酸途徑-是由莽草酸（shikimic acid)通過芳香氨基酸（苯丙氨酸或酪氨酸），再經(jīng)脫氫、羥基化、偶合等反應(yīng)合成而來。,第一節(jié) 概述,第一節(jié) 概述,第一節(jié) 概述,概述 第一節(jié) 苯丙酸類 第二節(jié) 香豆素類 第三節(jié) 木脂素類,第三章 苯丙素類,基本結(jié)構(gòu) 酚羥基取代的芳香羧酸。 主要是桂皮酸的衍生物 常見的苯丙酸類： 至少還有六種桂皮酸衍生物，但較少見，如異阿魏酸(isoferulic acid)、鄰羥基桂皮酸(o-hydroxy cinnamic acid)、對甲氧基桂皮酸(p-methoxy cinnamic acid)等。,第一節(jié) 苯丙酸類,中藥如茵陳、金銀花中，是其抗

3、菌、利膽的有效成分。 藥典收錄的復(fù)方制劑“雙黃連口服液”是由金銀花、黃芩和連翹組成的復(fù)方，其鑒別項(xiàng)中即以是否含有綠原酸作為鑒別金銀花的依據(jù)。 常見含有苯丙酸成分的中藥: 升麻(含阿魏酸等)、茵陳（含綠原酸）及川芎（含阿魏酸）等。,綠原酸（chlorogenic acid）,（3-咖啡酰奎寧酸）,第一節(jié) 苯丙酸類,概述 第一節(jié) 苯丙酸類 第二節(jié) 香豆素類 第三節(jié) 木脂素類,第三章 苯丙素類,一、香豆素的基本母核 1、定義 香豆素是具有苯駢-吡喃酮母核的一類化合物的總稱，在結(jié)構(gòu)上可看作順式鄰羥基桂皮酸失水而成的內(nèi)酯,具有芳香性。,第二節(jié) 香豆素 Coumarin,2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) A、環(huán)上常有-OH、

4、OCH3、異戊烯基等取代基 B、由于絕大多數(shù)香豆素在C7位都有含氧官能團(tuán)存在，故7-羥香豆素可以認(rèn)為是香豆素類成分的母體。 C、香豆素的生物合成途徑：桂皮酸-莽草酸途徑,第二節(jié) 香豆素 Coumarin,二、 香豆素的結(jié)構(gòu)類型,第二節(jié) 香豆素, 簡單香豆素類 呋喃香豆素類(furocoumarins) (線型和角型) 吡喃香豆素類(pyranocoumarins) (線型和角型) 其它香豆素類,（一）簡單香豆素：只在苯環(huán)上有取代基的香豆素 取代基常為羥基、甲氧基、亞甲二氧基和異戊烯基等，其中7-位總為含氧取代，6-位和8-位接異戊烯基較多。,第二節(jié) 香豆素,（二）呋喃香豆素： 香豆素核上的的異

5、戊烯基與鄰位酚羥基環(huán)合成呋喃環(huán)者，統(tǒng)稱為呋喃香豆素。 成環(huán)后常伴隨著失去3個(gè)碳原子。 分為線型(linear)和角型(angular)兩種。 呋喃香豆素類成分生物合成途徑：,第二節(jié) 香豆素,光敏作用,中樞抑制、解痙,第二節(jié) 香豆素,（三）吡喃香豆素：香豆素C-6或C-8的異戊烯基與鄰位酚羥基環(huán)合而成2, 2-二甲基-吡喃環(huán)結(jié)構(gòu)，形成吡喃香豆素。 分為線型(linear)和角型(angular)兩種。 這一類天然產(chǎn)物并不多見。,花椒內(nèi)酯 （抗凝血）,白花前胡甲素 （抗心律不齊）,第二節(jié) 香豆素,第二節(jié) 香豆素,吡喃香豆素類成分生物合成途徑：,少數(shù)為5,6-吡喃駢香豆素，如：,第二節(jié) 香豆素,（四

6、）其它香豆素：-吡喃酮上有取代基的香豆素類 異香豆素（isocoumarin）： 雙香豆素（dicoumarin）:,巖白菜素 （bergenin）,紫苜蓿酚（dicoumarol）,（抗凝血）,（鎮(zhèn)咳、抗炎）,第二節(jié) 香豆素,性狀 游離狀態(tài) 多為結(jié)晶形固體，有一定熔點(diǎn)； 大多具有香氣； 分子量小的有揮發(fā)性（可隨水蒸氣蒸出） 和升華性 成苷大多無香味、無揮發(fā)性、不能升華。,三、香豆素的理化性質(zhì),第二節(jié) 香豆素,溶解性 游離 能溶于沸 H2O，不溶或難溶冷 H2O， 可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶劑。 因含Ar-OH故可溶于堿水中。 成苷 溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、Et

7、OH等。 難溶極性小的有機(jī)溶劑，如CHCl3、乙醚、苯等。,第二節(jié) 香豆素,熒光性 1）可見光下為無色或淺黃色 2）在紫外光（UV）下可見藍(lán)色或紫色熒光 7-位導(dǎo)入羥基后，熒光增強(qiáng)，甚至在可見光下 也能看到熒光。 一般香豆素遇堿后熒光加強(qiáng)。 7-羥基香豆素，如果在8-位引入羥基，熒光則消失。 7位羥基甲基化或?yàn)榉橇u基基團(tuán)時(shí)，熒光減弱或消失 多烷氧基取代的呋喃香豆素類熒光顏色位黃綠色或褐色 香豆素?zé)晒馀c結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系尚不清楚。,第二節(jié) 香豆素,堿水解反應(yīng)（內(nèi)酯性質(zhì)）,第二節(jié) 香豆素類,特殊結(jié)構(gòu)的香豆素，可以保留順鄰羥基桂皮酸結(jié)構(gòu) 如C8位取代基的適當(dāng)位置上有C=O、C=C、環(huán)氧等結(jié)構(gòu)者，可與水解

8、新生成的酚羥基起締合、加成等作用，可阻礙內(nèi)酯的恢復(fù)。 例：,第二節(jié) 香豆素類,第二節(jié) 香豆素類,由于堿的濃度不同，其反應(yīng)產(chǎn)物也不同：,（五）酸的反應(yīng) 1.環(huán)合反應(yīng)： 指異戊烯基雙鍵開裂并與鄰酚羥基環(huán)合。,形成環(huán)的大小決定于中間體陽碳離子的穩(wěn)定性,第二節(jié) 香豆素類,中間體陽碳離子的穩(wěn)定性,叔陽碳離子 仲陽碳離子 伯陽碳離子 穩(wěn)定 不穩(wěn)定 如obliquetin在HBr的處理下，中間體可生成仲和伯陽碳離子，由于穩(wěn)定性仲大于伯，因而，生成產(chǎn)物為二氫呋喃香豆素。反應(yīng)如下：,第二節(jié) 香豆素類,（五）酸的反應(yīng),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，否則會發(fā)生重排反應(yīng)。,

9、第二節(jié) 香豆素類,（五）酸的反應(yīng) 2.烯醇醚鍵開裂：,如：東茛菪內(nèi)酯的烯醇醚,第二節(jié) 香豆素類,（五）酸的反應(yīng) 3.雙鍵加水反應(yīng),如：黃曲霉素,第二節(jié) 香豆素類,（六）顯色反應(yīng),1.異羥肟酸鐵反應(yīng)（鑒別內(nèi)酯結(jié)構(gòu)）,第二節(jié) 香豆素類,（六）顯色反應(yīng) 2. Gibbs反應(yīng)和Emerson反應(yīng),試劑： Gibbs2,6-二氯(溴)苯醌氯亞胺 Emerson氨基安替匹林和鐵氰化鉀 條件： 有游離酚羥基，且其對位無取代者 或6-位上沒有取代,第二節(jié) 香豆素類,呈陽性,（六）顯色反應(yīng) 3. FeCl3試劑反應(yīng) 有酚羥基的香豆素，在酸性條件下可與FeCl3試劑產(chǎn)生污綠色至藍(lán)色 酚羥基越多顏色越深 目前，常用

10、改良型 鐵氰化鉀-三氯化鐵（藍(lán)色）,第二節(jié) 香豆素類,第二節(jié) 香豆素類,四、香豆素類化合物的提取分離,(一）提取,1、系統(tǒng)溶劑法： 常用石油醚（PE）、苯、乙醚、EtOAc、丙酮和甲醇依次萃取。 2、水蒸氣蒸餾法： 適用于具有揮發(fā)性的小分子香豆素。 加熱時(shí)間過長，以破壞結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在少用。 3、堿溶酸沉法： 條件難以控制，如果條件劇烈，易造成酸化后不能閉環(huán)。,第二節(jié) 香豆素類,四、香豆素類化合物的提取分離,(一）提取,(二）分離,提取后可直接利用化合物的溶解性質(zhì)進(jìn)行分離 如： 香豆素在石油醚中溶解度不大，濃縮時(shí)即可析出 結(jié)晶。 1.酸堿分離法 香豆素類化合物多呈中性或弱酸性，所以常與中性、弱酸性雜

11、質(zhì)混在一起。 原理利用內(nèi)酯遇堿能皂化，加酸能恢復(fù)的性質(zhì)來分離香豆素。,第二節(jié) 香豆素類,第二節(jié) 香豆素類,缺點(diǎn)：對酸堿敏感的 香豆素，拿不到原物質(zhì),(二）分離,2.色譜方法 吸附劑硅膠、氧化鋁（酸性、中性） 洗脫劑已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等 顯 色可觀察熒光,第二節(jié) 香豆素類,（一）核磁法鑒定香豆素結(jié)構(gòu)的意義,結(jié)構(gòu)新穎的香豆素化合物不僅為創(chuàng)制新藥提供了先導(dǎo)化合物，還為設(shè)計(jì)藥效高、毒性低的理想藥物提供了獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu),而核磁譜提供的信息是化合物結(jié)構(gòu)鑒別的主要依據(jù)。,第二節(jié) 香豆素類,五、香豆素類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定,（二）香豆素1HNMR的譜學(xué)特征 1. 香豆素母核的1HNMR譜特征,第二節(jié) 香豆

12、素類,H-3, 6, 8的信號在較高場；值較小； H-4, 5, 7的信號在較低場；值較大。,一般： H-3: 6.1-6.4 H-4：7.88.1 J=9.5Hz,原因：C2=O與C3=C4形成共軛，導(dǎo)致電子云 分布規(guī)律如下圖所示： ：電子云密度增高， ：電子云密度降低。,第二節(jié) 香豆素類,（二）香豆素1HNMR的譜學(xué)特征 1. 香豆素母核的1HNMR譜特征,2. 7-OH香豆素的1HNMR譜特征：,H-3, 6, 8的信號在較高場；值較小，H-3:0.17 H-4, 5的信號在較低場；值較大 原因： OH與苯環(huán)的p共軛，鄰、對位化學(xué)位移,B,A,第二節(jié) 香豆素類,（二）香豆素1H-NMR的

13、譜學(xué)特征,B環(huán)的H-5，6，8構(gòu)成ABX或AMX偶合系統(tǒng)，H-6與5為鄰偶，與8為間偶。 H5， ：7.38 J=9Hz H6，8；：6.87,問題： AMX偶合系統(tǒng)的3個(gè)質(zhì)子信號，理論上，峰形有什么特征？,第二節(jié) 香豆素類,2. 7-OH香豆素的1H-NMR譜特征：,3. 呋喃香豆素的1H-NMR譜特征：,H-27.3-7.8 (d, J=2.3Hz) ；H-36.7 (d, J=2.3Hz),原因：呋喃環(huán)上的氧與C2=C3形成p共軛， C2的電子云密度 ，而C3。,第二節(jié) 香豆素類,4. 區(qū)別二氫呋喃香豆素和二氫吡喃香豆素,1 2,區(qū)分點(diǎn)： a：1,2的OH乙?；?，其CH的質(zhì)子信號向低場

14、位移， 1中H-2：0.25；2中H-3:1.20 b：在DMSO中測定，1中的OH為s峰，2中的OH為d峰,參考書目：Robert D H et al. New York: John Wiley (2)推導(dǎo)出完整的結(jié)構(gòu)式; (3)將氫信號進(jìn)行歸屬.,1: =IV-I/2+III/2+1 = 8 2: 3:,第二節(jié) 香豆素類,答案:,概述 第一節(jié) 苯丙酸類 第二節(jié) 香豆素類 第三節(jié) 木脂素類,第三章 苯丙素類,定義： 木脂素（Lignans） :是一類由苯丙素氧化聚合而成的天然成分，通常所指是其二聚物，少數(shù)為三聚物和四聚物。 木質(zhì)素（Lignin）: 是一類由幾十個(gè)C6-C3單位聚合而成的高分

15、子化合物。,第三節(jié) 木脂素類,第三節(jié) 木脂素類,(一)木脂素的定義及分類：,早期木脂素的定義： 兩分子苯丙素以側(cè)鏈中碳原子（8-8）連結(jié)而成的化合物木脂素。（狹義） 非碳原子相連（如3-3、8-3）新木脂素。,木脂素的一些新類型： 苯丙素低聚體三聚體、四聚體等； 三聚體稱為倍半木脂素（sesquilignan） 四聚體稱為二木脂素（dilignan） 雜木脂素由一分子苯丙素與黃酮、香豆素、萜 等結(jié)合而成的天然化合物； 黃酮木脂素（flavonolignan） 去甲木脂素(norlignan):母核只有1617個(gè)碳原子。,第三節(jié) 木脂素類,組成木脂素的單位有四種： 桂皮酸（cinnamic ac

16、id），偶為桂皮醛（cinnamaldehyde） 桂皮醇（cinnamyl alcohol） 丙烯苯（propenyl benzene） 烯丙苯（allyl benzene）,第三節(jié) 木脂素類,木脂素的命名： 大多采用俗名 系統(tǒng)命名,第三節(jié) 木脂素類,常見類型如下：,1. 二芳基丁烷類（dibenzylbutanes）,第三節(jié) 木脂素類,2. 二芳基丁內(nèi)酯類（dibenzyltyrolactones）,第三節(jié) 木脂素類,3. 芳基萘類（arylnaphthalenes）,第三節(jié) 木脂素類,4. 四氫呋喃類（tetrahydrofurans）,第三節(jié) 木脂素類,5. 雙四氫呋喃類（furofu

17、rans）,6. 聯(lián)苯環(huán)辛烯類（dibenzocyclooctenes）,第三節(jié) 木脂素類,7. 苯駢呋喃類（benzofurans）,8. 雙環(huán)辛烷類（bicyclo3,2,1octanes）,第三節(jié) 木脂素類,9. 苯駢二氧六環(huán)類,10. 螺二烯酮類（spirodienones）,第三節(jié) 木脂素類,11. 聯(lián)苯類（biphenylenes）,12. 倍半木脂素（sesquilignans）,第三節(jié) 木脂素類,(二)木脂素類化合物的理化性質(zhì) 形 態(tài)：多呈無色晶形，新木脂素不易結(jié)晶 溶解性：游離親脂性，難溶水，溶苯、氯仿等 成苷水溶性增大 揮發(fā)性：多數(shù)不揮發(fā)，少數(shù)有升華性質(zhì) 旋光性：大多有光學(xué)

18、活性，遇酸易異構(gòu)化。,第三節(jié) 木脂素類,第三節(jié) 木脂素類,顯色反應(yīng)： 1、酚羥基的反應(yīng)：FeCl3試劑的反應(yīng) 2、異羥肟酸鐵反應(yīng)：含有內(nèi)酯環(huán)的木脂素，溶液為紫紅色 3、Labat試劑與Ecgrine試劑反應(yīng)：具有亞甲二氧基結(jié)構(gòu) Labat試劑（沒食子酸硫酸試劑） 藍(lán)綠色 Ecgrine試劑（變色酸濃硫酸試劑） 藍(lán)紫色,遇酸易發(fā)生異構(gòu)化：,第三節(jié) 木脂素類,(三) 提取分離 1. 提取: 多用乙醇或丙酮等提取后，再用極性較小的溶劑如：乙醚、氯仿等進(jìn)行萃取。,2. 分離: 色譜法、溶劑萃取法、分級沉淀法、重結(jié)晶法.,第三節(jié) 木脂素類,（四）結(jié)構(gòu)鑒定-化學(xué)法 1.水解反應(yīng)適用于成酯、成苷類成分。,第三