天然藥物化學第三章苯丙素類第1頁，課件共57頁，創作于2023年2月一、生物合成二、結構類型三、理化性質四、提取分離五、結構鑒定六、生物活性每章

內

容第2頁，課件共57頁，創作于2023年2月生物合成一．一次代謝及二次代謝C6H12O66CO26H2O+6O2+能量樹葉（葉綠素）CO2C6H12O6氧化CO2能量通過葡萄糖的能量傳遞過程太陽糖類

研究意義:天然產物分類;植物化學分類;尋找新的天然藥物資源第3頁，課件共57頁，創作于2023年2月植物體內的物質代謝與生物合成過程醋酸-丙二酸途徑甲戊二羥酸途徑莽草酸/桂皮酸途徑氨基酸途徑甲戊二羥酸第4頁，課件共57頁，創作于2023年2月主要的生物合成途徑由上述單位復合構成。C2單位(醋酸單位)：如脂肪酸、酚類、苯醌等聚酮類化合物。C5單位(異戊烯單位)：如萜類、甾類等。C6-C3單位：如香豆素、木脂體等苯丙素類化合物。氨基酸單位：如生物堿類化合物。復合單位：根據二次代謝產物的碳骨架可以大致分為：C6-C3-C6:如黃酮類化合物。第5頁，課件共57頁，創作于2023年2月（三）桂皮酸及莽草酸途徑---苯丙素、香豆素、木脂體和黃酮類

(cinnamicacid&shikimicacidpathway)桂皮酸途徑苯丙氨酸脫氨酶(PAL)

酪氨酸脫氨酶(TAL)PALTAL第6頁，課件共57頁，創作于2023年2月莽草酸途徑---芳香酸的前體第7頁，課件共57頁，創作于2023年2月一.定義苯丙素類是天然存在的一類含有一個或幾個C6-C3單元的酚性物質。苯核上常有羥基或烷氧基取代。其中最廣泛分布的羥基桂皮酸類是組成苯丙素類化合物的基本單位。第8頁，課件共57頁，創作于2023年2月

苯丙素類的存在關系到植物生長的調節作用和抗御病害的侵襲作用，具有較廣泛的生理活性。

苯丙素類

苯丙烯propenylbenzene

苯丙醇phenylpropanol

苯丙酸及其酯phenylpropionic

acidandester

香豆素coumarins

木脂素lignans

黃酮flavonoids第9頁，課件共57頁，創作于2023年2月第一節香豆素Coumarins第10頁，課件共57頁，創作于2023年2月一.定義：

香豆素是鄰羥基桂皮酸內酯，具芳香甜味。其母核結構為：苯駢a-吡喃酮這個結構是色原酮的異構體：12367845苯駢g-吡喃酮(Chromone)第11頁，課件共57頁，創作于2023年2月

香豆素類在動植物及微生物中均有分布，如致癌成分黃曲霉素類及發光真菌中的亮菌素類均屬于香豆素類。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。它們在植物體內以游離狀態或與糖結合成苷的形式存在，香豆素苷酶解可環合成游離的內酯狀態。第12頁，課件共57頁，創作于2023年2月二.結構類型：

根據香豆素的基本母核上的取代基不同，將其分四類：1.簡單香豆素:苯環上有取代基的香豆素類化合物12345678傘形花內酯umbelliferone第13頁，課件共57頁，創作于2023年2月（1）線型(6,7-呋喃駢香豆素型)，補骨脂內酯型補骨脂內酯

（2）角形（7,8呋喃駢香豆素型），白芷內酯型白芷內酯(異補骨內酯)2.呋喃香豆素6778第14頁，課件共57頁，創作于2023年2月3.吡喃香豆素(Pyranocoumarins）

香豆素母核上C6位或C8位的異戊烯基與鄰酚羥基環合而成2,2-二甲基-a-吡喃環結構的香豆素類。

（1）線型（6,7-吡喃駢香豆素）：花椒內酯（Xanthyletin）

（2）角型（7,8-吡喃駢香豆素）：黃曲霉素邪蒿內酯（Seselin）第15頁，課件共57頁，創作于2023年2月4.其他香豆素：

指a-吡喃酮環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。黃檀內酯（Dalbergin)蟛蜞菊內酯（Wedelolactone）第16頁，課件共57頁，創作于2023年2月5.異香豆素:香豆素的異構體，在植物體內

往往是二氫香豆素的衍生物。異香豆素茵陳內酯第17頁，課件共57頁，創作于2023年2月仙鶴草內酯巖白菜素第18頁，課件共57頁，創作于2023年2月6.雙香豆素：是香豆素的二聚體和三聚體紫苜蓿酚Wikstrosin(瑞香科)第19頁，課件共57頁，創作于2023年2月三.化學性質：1.內酯性質和堿水解反應：香豆素的a-吡喃酮環具有a,b-不飽和內酯性質，在稀堿液中會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，其鹽的水溶液經酸化即閉環恢復成內酯。這個閉合過程極易發生，即使在很弱的酸溶液中，如通入CO2也能促使其內酯化而閉環。OH-H+OH-長時間加熱H+Coumaricacid第20頁，課件共57頁，創作于2023年2月

香豆素如果和堿液長時間加熱，水解產物順鄰羥桂皮酸衍生物則發生異構化，轉變成反鄰羥桂皮酸的鹽，再經酸化也不再發生內酯化閉環反應。

A.香豆素內酯環發生堿水解的速度主要與C7位取代基的性質有關。其水解難易為：

7-OH香豆素難于7-OCH3香豆素難于香豆素第21頁，課件共57頁，創作于2023年2月B.C8的適當位置有羰基、雙鍵或環氧結構時，其水解可獲得順鄰羥桂皮酸的衍生物，而不再閉環成內酯。①OH-②H+異當歸內酯3-異戊烯酰4，6-二甲氧基順鄰羥桂皮酸第22頁，課件共57頁，創作于2023年2月2.酚羥基反應：

具酚羥基取代的香豆素類在水溶液中可與三氯化鐵試劑絡合而產生不同的顏色。

判斷游離酚羥基的有無。第23頁，課件共57頁，創作于2023年2月

四.物理性質：

1.性狀：

游離的香豆素多有完好的結晶形狀，有一定的熔點，大多有香味。分子量小的有揮發性，能隨水蒸汽蒸出，具升華性。

香豆素苷無揮發性，也不能升華。

第24頁，課件共57頁，創作于2023年2月

2.溶解性：

游離香豆素---不溶于冷水，溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有機溶劑。

香豆素苷---溶于水、甲醇、乙醇，難溶于氯仿、乙醚。

根據香豆素的溶解性，在提取分離時可采用系統溶劑法。

第25頁，課件共57頁，創作于2023年2月例：7-OHCoumarins蘭色熒光-OH綠色熒光減弱或消失8-OH導入3.熒光性質：熒光物質即吸收UV光，物質發亮。物質受到光照射時，除吸收某種波長的光之外還會發射出比原來吸收波長更長的光；當激發光停止照射后，這種光線也隨之消失，這種光稱為熒光。香豆素母體本身即無取代的香豆素并無熒光，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。香豆素熒光的有無，與分子中取代基的種類和位置有一定關系。第26頁，課件共57頁，創作于2023年2月五.提取分離：

由前面香豆素的理化性質可知游離香豆素大多是低極性和親脂性的，與糖結合的香豆素苷則極性較高，故我們常采用系統溶劑法將其分為幾個部分。

香豆素內酯遇堿皂化開環、加酸閉環的性質及其小分子香豆素的揮發性和升華性的性質也常用于其分離純化中。只是由于其性質的不穩定性，在酸、堿、熱的作用中要注意條件的控制，以免引起結構的破壞，得到次生產物。第27頁，課件共57頁，創作于2023年2月

系統溶劑法：含水醇提取→用石油醚、苯、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次提取樣品。石油醚回流提取石油醚液回收至小體積濃縮液放置、析晶粗晶冷石油醚洗結晶（可能是混和物）進一步精制單體（親脂性香豆素）殘渣乙醚液乙醚回流提取回收分離單體（親脂性較弱香豆素）殘渣乙醇提取乙醇液回收分離香豆素苷類藥材粗粉→乙醇浸膏第28頁，課件共57頁，創作于2023年2月橘子油

某些小分子的香豆素類具揮發性可用蒸餾法與不揮發性成分分離，常用于純化過程。例如：橘子油橙皮油素的分離

真空升華或蒸餾法：餾出物殘油加熱溶于乙醇乙醇液放置粗品以乙醇、乙醚或石油醚重結晶結晶（橙皮油素）第29頁，課件共57頁，創作于2023年2月

色譜法香豆素的混合物部分最后通過層析的方法才能得到單體香豆素一般用硅膠吸附層析、氧化鋁層析和聚酰胺層析堿性氧化鋁可能使香豆素發生降解，故很少使用。對酚性香豆素強吸附，洗脫劑可用己烷—乙醚、己烷-乙酸乙酯和石油醚—乙酸乙酯的混合溶劑。層析法第30頁，課件共57頁，創作于2023年2月制備型HPLC

對極性較強的香豆素類采用反相柱色譜（C18或C8）有較好的分離效果。正相和反相色譜的區別

比較項目

正相色譜

反相色譜

固定相

極性

非(弱)極性

流動相非(弱)極性

極性(水,甲醇等)

流出次序極性組分k’大極性組分k’小流動相極性的影響極性增加，k’減少極性增加，k’增大第31頁，課件共57頁，創作于2023年2月酸堿分離法：此系經典方法。1.具酚羥基的香豆素類溶于堿液加酸后可析出。2.香豆素的內酯環性質，于堿液中皂化成鹽而加酸后恢復成內酯析出。1.堿液加熱開環時，要注意堿液的濃度和加熱時間，否則將引起降解反應而使香豆素破壞，或者使香豆素開環而不能合環。2.對酸堿敏感的香豆素用此法可能得到次生產物。第32頁，課件共57頁，創作于2023年2月六.波譜鑒定UV光譜：香豆素的UV光譜有一定的規律。1.無取代基：B帶K帶R帶無取代基的香豆素有3個吸收峰：274nm,284nm,311nm第33頁，課件共57頁，創作于2023年2月274nm:B帶吸收，由于苯環連有較長的共軛體系，所以產生紅移。（一般為230-270nm）284nm:K帶吸收，分子中存在內酯結構，類似于

α,β-不飽和酮，由于共軛體系較長，產生紅移（一般小于260nm）311nm:R帶吸收。1.香豆素的B帶和K帶往往重疊為一個較寬的帶。2.若發色團羰基或一個雙鍵與芳環相連，產生的B帶吸收波長往往較K帶長。第34頁，課件共57頁，創作于2023年2月2.有取代基：

香豆素分子中導入取代基后，使K帶或K帶和B帶重疊峰紅移，紅移效應為：

-OH>-OCH3>-CH3>-OOCCH3(1)7-OH取代：

7-OH香豆素可以重排成對醌式結構：

因此7-OH取代比無取代時紅移更明顯；在堿液中此重排利于發生，故紅移更多，長移近70nm.第35頁，課件共57頁，創作于2023年2月(2)5-OH取代：

5-OH香豆素可以重排成鄰醌結構紅移情況與7-OH香豆素相似，只是位移值較小。第36頁，課件共57頁，創作于2023年2月（3）6-OH取代：

6-OH香豆素中的羥基不處于α,β-不飽和內酯的鄰對位，不能形成醌式結構。

故對K帶或B帶的重疊帶影響不大。

但對310nm

處的R帶產生較大紅移。

6-OH香豆素和6-OCH3香豆素在230nm處產生苯環吸收峰（可能為E帶）

第37頁，課件共57頁，創作于2023年2月二.1H-NMR:

環上質子受內酯羰基吸電子共軛效應，其質子吸收信號分為兩組，其中

C3,C6,C8---高場

C4,C5,C7---低場

內酯環質子34兩個烯H分別受到羰基和苯環的去屏蔽作用，因此分別處于δ6.1—6.3ppm(3-H)

δ7.6—8.1ppm(4-H)C4受苯環的去屏蔽影響較C3受羰基的影響大,處于較低場。5678第38頁，課件共57頁，創作于2023年2月C7-氧代，C3-H高移0.17ppmC5-氧代，C3-H高移〈0.17ppmC5-氧代，C4-H低移0.3ppm第39頁，課件共57頁，創作于2023年2月苯環質子：一般化學位移值在6-8ppm，常見的有以下幾種情況：7-含氧基取代：

C5-H沒有鄰位氧供電，且受鄰位共軛羰基的吸電子作用，處于最低場，

δ7.38ppm,d,J=9HzC6-H和C8-H受鄰位氧供電，處于較高場，δ6.87ppm,dd,2H第40頁，課件共57頁，創作于2023年2月5,7-二含氧取代：C6-H處于高場，C8-H處于低場，它們各自受兩個鄰位含氧基的供電作用影響，但C8-H的鄰位有一個內酯結構的氧，不如C6-H的-OR的供電作用強。6-烷基，7-氧基取代：C8-H

處于高場，C5-H處于低場，兩個H均呈現單峰。

5-H7.2ppm，6-H6.8ppmC6,8J=2Hz第41頁，課件共57頁，創作于2023年2月7,8-二取代：5H處于低場，6H處于高場，兩個H均呈雙峰。5-H7.2ppm，6-H6.8ppm第42頁，課件共57頁，創作于2023年2月七.生物活性1.毒性：肝毒性。必要結構：呋喃環上的雙鍵和不飽和內酯環。2.抗HIV活性：第43頁，課件共57頁，創作于2023年2月3.抗菌作用：

秦皮中的七葉內酯和七葉內酯苷具抑制痢疾桿菌的作用。

補骨脂內酯具抗真菌及抗結核活性。

4.抗凝血作用和止血作用：

雙香豆素----防血栓及消血塊

澤蘭內酯----止血七葉內酯（Esculetin）第44頁，課件共57頁，創作于2023年2月5.光敏作用：補骨脂內酯治療白癜風。呋喃香豆素多有該作用。很多香豆素可以吸收紫外光，放出在可見區（近470nm）的熒光，故可用做增白劑，如7-OH香豆素。由于吸光性，七葉內酯和七葉苷可用于保護皮膚防止輻射的藥物。第45頁，課件共57頁，創作于2023年2月第二節木脂素

Lignans第46頁，課件共57頁，創作于2023年2月一.概述：

木脂素是一類由兩分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物。少數為三聚物(倍半木脂素)和四聚物。

大多呈游離狀態，少數與糖結合成苷而存在于植物的木部和樹脂中，故稱之木脂素。

目前已發現200多種木脂素類化合物，具多種生物活性，如抗癌、抗病毒、抑制生物體內的酶活力、保肝、降低應激反應和對中樞神經系統的作用等。第47頁，課件共57頁，創作于2023年2月組成木脂素的單體主要有四種：

桂皮酸（cinnamicacid）

桂皮醇（cinnamylalcohol）

丙烯苯（propenylbezene）

烯丙苯（allylbenzene）g-碳原子氧化型的g-碳原子未氧化型的（木脂素）（新木脂素）第48頁，課件共57頁，創作于2023年2月二.結構與分類：

1.簡單木脂素：側鏈8-8’縮合。134567892

去甲二氫愈創木脂酸(nordihydroguaiareticacid)8’第49頁，課件共57頁，創作于2023年2月

去甲二氫愈創木脂酸由蒺藜科植物Larreadivaricata的葉和莖中得到。分子中含有鄰二酚羥基結構，很容易被氧化，常用作油脂和其它食品的抗氧化劑