第五章黄酮类

1.掌握黄酮类化合物的主要结构类型，了解结构之间的生物合成关系； 2.掌握黄酮类化合物的理化性质和显色反应； 3.掌握黄酮类化合物的提取分离方法； 4.掌握波谱法在黄酮类化合物结构鉴定，熟悉其色谱鉴定方法，帮你理清思路的同时标注重难点，让你事半功倍，学习更高效！

黄酮类

• 概述
  • 黄酮类化合物泛指两个苯环通过中央三碳链连结而成的一系列化合物
  • 天然黄酮类化合物常以苷类形式（包括氧苷与碳苷）存在
  • 由三个丙二酸单酰辅酶A和一个桂皮酰辅酶A生物合成而成
  • 槲皮素，橙皮苷，水飞蓟宾，葛根素，儿茶素
  • 生物合成
    • AMA途径
    • 莽草酸途径
• 结构类型
  • 
  • C3有无羟基
    • 有：黄酮醇，二氢黄酮醇
      • 2-苯基色原酮（C2-C3双键）
    • 无:二氢黄酮
      • 2-苯基色原酮（C2-C3单键
  • B环连在3位
    • 异黄酮
      • 3-苯基色原酮
  • C环开环
    • 查耳酮
      • 生源上最先形成
  • C3还原
    • 黄烷类
  • 其它类型
    • 花青素类，橙酮类（C环为五元环），高异黄酮，双苯吡酮类
• 理化性质
  • 苷元多呈晶形，苷类无定形粉末 多为黄色，与结构中交叉共轭，助色团有关
  • 7-位及4位引入-OH或-OCH3使化合物颜色加深
  • 花色素的颜色随pH不同而不同红（pH<7) ~紫（pH=8.5) ~蓝（pH>8.5)
  • 溶解性
    • 黄酮苷元：多难溶于水，易溶于有机溶剂（甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚）和稀碱液
    • 苷元水中溶解度： 花色素（离子）>二氢黄酮（醇）（非平面分子）>黄酮（醇）、 异黄酮 、 查耳酮（平面分子）
    • 水溶度：苷元<苷，糖链越长，水溶度越大，3-OH苷>7-OH苷
  • 酸碱性
    • 显著的酸性
    • 1位氧原子有未共用电子对，表现微弱碱性，可与浓盐酸、浓硫酸成烊盐，极不稳定，遇水分解
  • 显色反应
    • 还原试验
      • 盐酸—镁粉反应（最常用）
        • 黄酮（醇）类，二氢黄酮（醇）类 →阳性（红色）
        • 查耳酮，儿茶素类，异黄酮→阴性
        • 花色素、部分查耳酮等在浓HCl酸性下变红，要做空白对照实验
      • 四氢硼钠反应：（对二氢黄酮类化合物的专属反应）
        • 二氢黄酮（醇）→阳性（红色
        • 二氢黄酮类化合物可与磷钼酸试剂 反应呈棕褐色
    • 金属盐类的络合反应
      • 5-羟基，4-羰基or3-羟基，4-羰基or邻二羟基 铝盐、铅盐、锆盐、镁盐等试剂生成有色络合物
      • 1%AlCl3或Al(NO2)3，络合物多呈黄色
      • 中性醋酸铅或碱式醋酸铅 阳性结果：生成黄～红色沉淀
      • 2%二氯氧化锆甲醇液
        • 黄酮类分子中有游离的3或5-OH存在时，均可反应生成 黄色 的锆络合物
        • 3-羟基黄酮产生的络合物稳定性大于5-羟基黄酮
      • 常用醋酸镁甲醇液为显色剂，区别二氢黄酮（醇）化合物
        • 二氢黄酮（醇）：天蓝色荧光 黄酮、黄酮醇、异黄酮：黄-橙黄-褐色
    • 氯化锶(SrCl2) 检识具有邻二酚羟基的黄酮
      • 氨性甲醇溶液 与分子中具有邻二酚羟基结构的黄酮类化合物生成绿色~棕色乃至黑色沉淀
    • 硼酸的显色反应
      • 在酸性条件下与硼酸反应生成亮黄色
      • 5-羟基，4-羰基
    • 碱性试剂的显色反应
      • 二氢黄酮类遇碱变橙~黄色
      • 黄酮醇遇碱呈黄色，通入空气变棕色
      • 具有邻二酚羟基或3，4′-二羟基取代时， 在碱液中易被氧化，生成黄-深红-绿棕色沉淀
• 检识鉴定
  • 色谱法
    • 纸色谱
      • 苷元：分配色谱 流动相：BAW系统
      • 苷：双向纸色谱
      • 第一向：醇性溶剂展开，例如BAW系统，化合物极性大，吸附强 第二向：水类溶剂展开，例如2-6%醋酸水，化合物极性大，吸附弱
    • TLC
      • 硅胶TLC：鉴定弱极性化合物
      • 聚酰胺TLC：分离大多数黄酮及苷类
  • 紫外及可见光谱法
    • 带Ⅱ（220-280 nm） 由苯甲酰基系统引起反应A环取代情况
    • 带Ⅰ（300-400nm） 由桂皮酰基系统引起反应B环取代情况
      • 黄酮带I（304~350nm）
      • 黄酮醇带I（358~385nm）
  • 诊断试剂
    • 甲醇钠（NaOMe）
      • 黄酮类化合物上所有酚羟基
      • 确定 4'-OH
    • 醋酸钠（NaOAc）
      • 确定 7-OH
    • NaOAc/H3BO3
      • 确定邻二羟基
      • 邻二酚羟基在NaOAc碱性下，可与H3BO3螯合，引起红移
    • AlCl3及AlCl3／HCl
      • 生成铝络合物的稳定性顺序： 3-OH(黄酮醇)>5-OH(黄酮)>5-OH(二氢黄酮)>邻二酚OH>3-OH(二氢黄酮醇
      • AlCl3/HCl与MeOH中光谱比较 相同时：示无3-OH或5-OH
      • AlCl3/HCl与AlCl3中光谱比较 相同时：无邻二酚羟基
• 1HNMR谱
  • 常用溶剂: CDCl3、DMSO-d6、C5D5N; 当用DMSO-d6 时: 5-OH: δ12.40; 7-OH: δ 10.93; 3-OH: δ 9.70。 加入D2O交换后，OH信号消失。
  • A环:5.7~6.9ppm B环:6.5~7.9ppm C环:黄酮=>6.3~6.8ppm,H-3,s
  • 5，7-二羟基取代： H-6和H-8分别作为二 重峰(d)出现，J=2.5Hz，δ5.70～6.90ppm, H-6通常比H-8位于较高磁场区
  • C环质子
    • 黄酮类： H-3，s，尖峰，δ6.30 ppm； (常与A环质子重叠)
    • 异黄酮类：H-2，单峰（s），δ7.60～7.80ppm (用DMSO-d6作溶剂时为d8.5~8.7)
    • 二氢黄酮： H-2 δ 5.2 (1H, dd, Jtrans=11.5, Jcis=5.0 Hz) H-3 δ 2.8 ( δ Ha-3 > δHe-3) (Ha 1H, dd, J=17.0Hz, J=11.5Hz) (He 1H, dd, J=17.0Hz, J=5.0Hz)
    • 二氢黄酮醇 δ H-2 4.9, d, J=11Hz δH-3 4.3, d, J=11Hz (绝对构型用CD或ORD测定)
    • 查耳酮 δH-α 6.7~7.4, d, J=17Hz δH-β7.3~7.7, d, J=17Hz
    • 橙酮 苄基质子 δ 6.5~6.7 s
• 提取分离
  • 提取溶剂(醇提法
    • 苷元
      • 95%乙醇
    • 苷
      • 60~70%乙醇
    • 花青素
    • 含杂质多，可用石油醚去油脂、蜡、叶绿素 等脂溶性杂质
  • 沸水法
    • 适用于苷类和水溶性苷元的提取
    • 苷类提取防止酶解
    • 加等量浓醇使蛋白质、多糖等水溶性杂质去除
  • 精制
    • 溶剂萃取法
    • 碱提酸沉法
      • 酚羟基与碱成盐，溶于水；加酸后析出
      • 常用Ca(OH)2，即石灰乳(石灰水 使含酚羟基化合物成盐溶解,使含羧基杂质（果胶、粘液质、蛋白质等）形成沉淀
    • 炭粉吸附法
  • 分离
    • 柱色谱
      • 聚酰胺
        • 双重色谱
          • 水溶性相差不大
            • 氢键吸附
          • 水溶性相差较大
            • 相似相溶
        • 氢键吸附
        • 有机溶剂→正相分配色谱
        • 水＜含水醇＜醇＜尿素水（洗脱能力依次增强）
        • 先比较不同类别，同类别比较羟基数目
        • 洗脱规律（先—后） ①叁糖苷>双糖苷>单糖苷>苷元。 ②母核酚羟基数目越多，吸附力越强，洗脱越慢； 酚羟基数目相同，易成分子内氢键者吸附弱，即有缔合羟基>无缔合羟基。 ③异黄酮>二氢黄酮醇>黄酮>黄酮醇。 ④芳香核多，共轭程度高，难洗脱。
      • 硅胶
        • 正向吸附色谱(硅胶活化处理)
          • 苷元
          • 极性大的物质易于被吸附
          • 一般洗脱顺序：苷元＞单糖苷＞双糖苷＞多糖苷
          • 含羟基数目越多，极性越大，吸附越牢；
        • 分配色谱(无需活化，含水流动相)
          • 多羟基黄酮醇及其苷
      • SephadexLH20
        • 吸附(氢键) 分子量相差不大
          • 苷元
        • 分子筛 分子量相差较大
          • 苷
        • 苷元的羟基数越多, 越难洗脱
        • 先后:糖多的苷→糖少的苷→游离苷元（极性小→大）
    • 薄层层析法(可条状点样)
    • PH梯度萃取法
      • 总黄酮溶于Et2O，再用碱性由弱强碱液依次萃取， 达到分离目的。
      • 7，4-二OH
        • 5％NaHCO3
      • 7-OHor4－OH
        • 5％Na2CO3
      • 其他OH
        • 0.2％NaOH
      • 5－OH
        • 4％NaOH
• 1.掌握黄酮类化合物的主要结构类型，了解结构之间的生物合成关系； 2.掌握黄酮类化合物的理化性质和显色反应； 3.掌握黄酮类化合物的提取分离方法； 4.掌握波谱法在黄酮类化合物结构鉴定，熟悉其色谱鉴定方法