目 录 概 述 3 第一节 苯丙酸类 4 第二节 香豆素（coumarin） 5 一、结构类型 5 ㈠简单香豆素类 5 ㈡呋喃香豆素类(furocoumarins) (线型和角型) 6 ㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins) (线型和角型) 7 ㈣其他香豆素类 8 二、香豆素理化性质 8 ㈠性状 8 ㈡溶解度 8 ㈢碱水解反应（内酯性质） 8 ㈣酸的反应： 11 ㈤C3,C4双键性质和加成反应 12 ㈥呈色反应 12 三、香豆素的分离方法 14 （一）提取 14 （二）分离 14 四、香豆素波谱学特征 15 （一）紫外光谱 15 （二）红外光谱 15 （三）1H-NMR 15 （四）13C-NMR 17 （五）质谱 17 五、香豆素的生物活性 17 第三节 木脂素 18 一、结构类型 19 （一）二芳基丁烷类（dibenzylbutanes） 19 （二）二芳基丁内酯类（dibenzyltyrolactones） 19 （三）芳基萘类（arylnaphthalenes） 20 （四）四氢呋喃类（tetrahydrofurans） 20 （五）双四氢呋喃类（furofurans） 20 （六）联苯环辛烯类（dibenzocyclooctenes） 20 （七）苯骈呋喃类（benzofurans） 21 （八）双环辛烷类（bicyclo[3,2,1]octanes） 21 （九）苯骈二氧六环类 21 （十）螺二烯酮类（spirodienones） 21 （十一）联苯类（biphenylenes） 21 （十二）倍半木脂素（sesquilignans）和二木脂素（dilignans） 22 二、理化性质 22 三、提取分离 23 四、结构鉴定 23 （一）化学法 23 （二）光谱法 25 五、生物活性 25 苯丙素类 概 述 是一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成份，在苯核上有酚羟基或烷氧基取代。 这类成份包括：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮和木质素等。 苯丙素类来源于醋酸或苯丙氨酸和酪氨酸，后者脱氨生成桂皮酸的衍生物，多数天然芳香属化合物由此生物合成途径而来。 第一节 苯丙酸类 植物中广泛分布酚酸类成分，其基本结构是酚羟基取代的芳香羧酸，其中不少属于具有C6-C3结构的苯丙酸类。 常见的苯丙酸类如： 存在形式：苯丙酸常与不同的醇、氨基酸、糖、有机酸等结合成酯，多有较强的生理活性。如：绿原酸（chlorogenic acid）是咖啡酸与奎宁酸（quinic acid）的酯——具有抗菌、利胆作用。 存在于很多中药中——茵陈、苎麻、金银花等。 苯丙酸类大多具有一定的水溶性。 常与一些酚酸、鞣质、黄酮苷等混在一起，分离有一定困难。 一般采用——纤维素、硅胶、大孔树脂或聚酰胺等反复层析。 鉴别反应（利用Ar-OH的性质）： ①1~2%FeCl3/MeOH ②Pauly试剂：重氮化的磺胺酸 ③Gepfner试剂：1%亚硝酸钠溶液与相同体积10%的醋酸混合，喷雾后，在空气中干燥，再用0.5mol/L的荷性碱甲醇溶液处理。 ④Millon试剂： 在紫外线下，这些化合物为无色或具有蓝色荧光，用氨水处理后呈蓝色或绿色荧光。 第二节 香豆素（coumarin） 香豆素类化合物是一类邻羟桂皮酸的内酯，具有芳甜香气。 分布：在高等植物中，芸香科和伞形科中含的多，还有豆科、兰科、木樨科、茄科、菊科等，少数发现于动物和微生物中。 一、结构类型 香豆素母核为苯骈α-吡喃酮。环上常有取代基。通常将香豆素分为四类： ㈠简单香豆素类 指只有苯环上有取代基的香豆素。 取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。 由于绝大多数香豆素在C7位都有含氧官能团存在，因此，7-羟香豆素可以认为是香豆素类成份的母体。 以异戊烯基取代为例：（从生物合成途径来看） 从上生合成途径来看，C3、C6、C8位电负性较高，易于烷基化。（其中C3位烷基化不属于此类香豆素，而属于第四类型） 如： ㈡呋喃香豆素类(furocoumarins) (线型和角型) 香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（7-羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。 呋喃香豆素类成份生物合成途径： 环合反应的形成：体内—由酶主宰反应。 体外实验—碱性条件（OH-）→呋喃环。 酸性条件（H+）→吡喃环。 ㈢吡喃香豆素类(pyranocoumarins) (线型和角型) 香豆素C-6或C-8异戊烯基与邻酚羟基环合而成2,2-二甲基-α-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。 吡喃香豆素类成份的生物合成途径： 其他吡喃香豆素型：少数为5,6-吡喃骈香豆素，如： ㈣其他香豆素类 指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。 如： 二、香豆素理化性质 ㈠性状 游离状态—结晶形固体，有一定熔点，大多具有香气。 分子量小的有挥发性，可随水蒸汽蒸出，能升华。 紫外下显蓝色荧光。 成苷后——大多香味、无挥发性、不能升华。 ㈡溶解度 游离状态—能溶于沸H2O，不溶或难溶冷H2O， 可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂。 因含Ar-OH故可溶于碱水中。 成苷—能溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。 难溶极性小的有机溶剂。 ㈢碱水解反应（内酯性质） 香豆素的α-吡喃酮环具有α,β—不饱和内酯性质，在稀碱液中渐渐水解成黄色溶液，生成顺邻羟桂皮酸的盐，顺邻羟桂皮酸不易游离存在，其盐的水溶液一经酸化即闭环恢复为内酯。 长时间碱液中放置或UV光照射，顺邻羟桂皮酸可转变为安定的反邻羟桂皮酸，酸化后不再内酯化而可以获得反邻羟桂皮酸。 欲获得顺邻羟桂皮酸的途径：（顺邻羟桂皮酸的衍生物） 1.特殊结构的香豆素： 如C8位取代基的适当位置上有>C=O、>C=C<、环氧等结构者，可与水解新生成的酚羟基起缔合、加成等作用，可阻碍内酯的恢复。 如： *先进行碱水解，再进行酸化（避免长时间在碱性下形成反邻羟桂皮酸）。 由于碱的浓度不同，其反应产物也不同： 2.醚化： 碱水解的同时加入碘甲烷（MeI）或硫酸二甲酯（Me2SO4）等甲基化试剂使水解生成的酚羟基醚化，阻碍内酯恢复，生成邻甲氧基桂皮酸衍生物。 * 碱水解反应的易→难： 原因：7-OCH3的供电子共轭效应使羰基C难以接受OH-的亲核反应。7-OH在碱液中成盐。 其他酯基的碱水解反应 芳环苄基碳上的酯基极不稳定，碱水解后易生成异构化的醇。 如： 吡喃香豆素如许多天然的二元酯，C3’，C4’为顺式结构，碱水解引起苄基C4’的异构化，若在稀碱条件下C3’-酯基可以保留。 如：凯尔内酯（二元酯） ㈣酸的反应： 1．环合反应：指异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合。 如：apigravin在甲酸处理下，中间体可生成仲和叔阳碳离子，由于稳定性因素，而生成叔阳碳离子，产物为二氢吡喃香豆素。 形成环的大小决定于中间体阳碳离子的稳定性： 稳定→ 叔阳碳离子 > 仲阳碳离子 > 伯阳碳离子 ←不稳定 再如obliquetin在HBr的处理下，中间体可生成仲和伯阳碳离子，由于稳定性仲大小伯，因而，生成产物为二氢呋喃香豆素。反应如下： 应用：环合试验可以决定酚羟基和异戊烯基间的相互位置。 注意：不宜使用浓酸，否则会发生重排反应。 2．醚键开裂： 如：东茛菪内酯的烯醇醚 3．双键加水反应： 酸接触下可使双键加水。如：黄曲霉素 ㈤C3,C4双键性质和加成反应 在控制条件下氢化的先后次序为： 侧链不饱和键 → 吡喃环或呋喃环上的双键 → C3、C4双键 ㈥呈色反应 1.异羟肟酸铁反应（识别内酯的反应） 酯与羟胺作用可生成异羟肟酸，再与三氯化铁作用即生成红色的异羟肟酸铁。 2.Gibb反应和Emerson反应： 试剂：Gibb——2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺 Emerson——氨基安替匹林和铁氰化钾 反应条件——有游离酚羟基，且其对位无取代者——呈阳性 Gibb反应： 香豆素的C6位有无取代基，可借水解内酯开环后，生成一个新的酚羟基，再利用Gibb或Emerson反应来加以区别。 三、香豆素的分离方法 （一）提取 香豆素在乙醚中溶解度较好，但同时溶出脂溶性杂质亦较多。 （二）分离 提取后可直接利用化合物的溶解性质进行分离 如：香豆素在石油醚中溶解度不大，浓缩时即可析出结晶。 1.酸碱分离法 依据——内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。 2.层析方法 吸附剂——硅胶、中性氧化铝 洗脱剂——已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等 显 色——可观察荧光 四、香豆素波谱学特征 （一）紫外光谱 UV下显蓝色荧光。 C7位导入-OH——荧光增强 -OH醚化后——荧光减弱 母核上无含氧官能团取代时： 274 nm——苯环 311 nm——(吡喃酮环 有含氧取代时：最大吸收向红位移。 （二）红外光谱 3025 ~ 3175 cm-1—— C-H 伸缩振动 1700 ~ 1750 cm-1—— >C=O伸缩振动 1500 ~ 1600 cm-1—— 芳环吸收 1600 ~ 1650 cm-1—— 出现1~3个较强峰 （三）1H-NMR 环上质子由于受内酯羰基吸电子共轭效应，因此使： 当C3、C4位未取代时： 当C3或C4位取代时： 当C7-OR氧代时： 由于7-OR氧代后向苯环供电而引起C3-H受屏蔽，导致向高场位移约0.17ppm。 当C5、C7二氧代时： 当C7-OR氧代，C8或C6烷基取代时： 例：xanthogalol的1H-NMR(CDCl3) （四）13C-NMR 香豆素母核上九个碳原子的化学位移值： 当-OR取代时： 连接的碳—— +30 ppm 邻位碳—— -13 ppm 对位碳—— -8 ppm （五）质谱 香豆素类化合物质谱有如下特点： 1.有强的分子离子峰； 2.基峰是失去CO的苯骈呋喃离子； 3.主要裂解途径是：首先失去CO。 五、香豆素的生物活性 1.低浓度可刺激植物发芽和生长作用；高浓度则抑制 2.光敏作用——可引起皮肤色素沉着；补骨脂内酯可治白斑病 3.抗菌、抗病毒作用——蛇床子、毛当归根中的奥斯脑（Osthole）：抑制乙肝表面抗原； 4.平滑肌松弛作用——茵陈蒿中的滨蒿内酯，具有松弛平滑肌等作用； 5.抗凝血作用 6.肝毒性——有些香豆素对肝有一定的毒性。 第三节 木脂素 木脂素（lignans）：一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物。 通常指其二聚物，少数为三聚物和四聚物。 早期木脂素的定义： 两分子苯丙素以侧链中(碳原子（8-8’）连结而成的化合物——木脂素。 非(碳原子相连（如3-3’、8-3’）——新木脂素。 木脂素的一些新类型： 苯丙素低聚体——三聚体、四聚体等； 三聚体称为倍半木脂素（sesquilignan） 四聚体称为二木脂素（dilignan） 杂木脂素——由一分子苯丙素与黄酮、香豆素等结合而成； 根据结合分子的不同而命名，如黄酮木脂素（flavonolignan） 去甲木脂素(norlignan)——这类木脂素的基本母核只有16~17个碳原子。比一般的木脂素少1~2个碳。 组成木脂素的单位有四种： 1.桂皮酸（cinnamic acid） 偶为桂皮醛（cinnamaldehyde） 2.桂皮醇（cinnamyl alcohol） 3.丙烯苯（propenyl benzene） 4.烯丙苯（allyl benzene） 木脂素的命名： 1.大多采用俗名 2.系统命名 一、结构类型 常见类型如下： （一）二芳基丁烷类（dibenzylbutanes） （二）二芳基丁内酯类（dibenzyltyrolactones） 这是木脂素侧链形成内酯结构的基本类型，还包括单去氢和双去氢化合物。它们是生物体内芳基萘内酯类木脂素的合成前体。 （三）芳基萘类（arylnaphthalenes） 有芳基萘、芳基二氢萘和芳基四氢萘（aryltetralins）三种结构。 （四）四氢呋喃类（tetrahydrofurans） 因氧原子连接位置的不同，可形成7-O-7’、7-O-9’和9-O-9’三种四氢呋喃结构。 （五）双四氢呋喃类（furofurans） 由二个取代四氢呋喃单元形成四氢呋喃骈四氢呋喃结构。 （六）联苯环辛烯类（dibenzocyclooctenes） （七）苯骈呋喃类（benzofurans） 包括苯骈呋喃及其二氢、四氢和六氢衍生物。 （八）双环辛烷类（bicyclo[3,2,1]octanes） （九）苯骈二氧六环类 两分子苯丙素通过氧桥连接，形成二氧六环结构。 （十）螺二烯酮类（spirodienones） （十一）联苯类（biphenylenes） （十二）倍半木脂素（sesquilignans）和二木脂素（dilignans） 分别由3分子和4分子苯丙素聚合而成。 二、理化性质 形态：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶 溶解性：游离——亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等 成苷——水溶性增大 挥发性：多数不挥发，少数有升华性质 旋光性：大多有光学活性，遇酸易异构化。 如： 芝麻脂素为双四氢呋喃类木脂素，2个四氢呋喃环顺式骈环，有2个手性碳，故有4个异构体。 d-芝麻脂素（d-sesamin）——系从麻油的非皂化物中获得，右旋体； d-表芝麻脂素（d-episesamin）——上者在盐酸乙醇液中加热转化而来。 即细辛脂素。 l-表芝麻脂素——从细辛根中得到，左旋体； l-芝麻脂素——由上者在盐酸乙醇液中加热部分转化获得。 这是由于呋喃环上的氧原子与苄基相连，易于开环，重复闭环时发生构型变化。 矿酸不仅能使木脂素构型发生变化，改变旋光性质，影响其生物活性，而且还能引起某些木脂素发生碳架重排。 光照也能使木脂素起氧化环合等反应而发生碳架变化。 所以，从化学结构类型来看，木脂素并非一类成分，因此，它们没有共同的特征反应，但有一些非特征性的试剂可用于薄层层析显色，如： 5%磷钼酸乙醇液、30%硫酸乙醇液等。——通用显色剂 三、提取分离 提取： 多用乙醇或丙酮等提取后，再用极性较小的溶剂如：乙醚、氯仿等进行萃取。 分离： 色谱法、溶剂萃取法、分级沉淀法、重结晶法 四、结构鉴定 （一）化学法 可根据化合物的结构特征，选择有反应特征的化学反应进行结构鉴定。 1.水解反应： 适用于成酯和成苷的木脂素。控制水解条件，可进行选择性水解。如： 2．氧化反应 控制氧化反应条件，可以得到对鉴定结构有价值的化合物。主要反应如下： ⑴臭氧化 如：对五味子甲素的臭氧化反应： ⑵费米盐氧化 费米盐（亚硝基亚硫酸钾）能将对位有氢原子的酚羟基氧化成对醌，以确证酚羟基的位置。如： ⑶高锰酸钾氧化 可将联苯环辛烯类木脂素的母核氧化生成联苯二酸。如：五味子醇甲 ⑷脱亚甲基反应 具有亚甲二氧基结构的木脂素类，当与间苯三酚、硫酸和醋酸共同加热时，可脱去亚甲基而生成2个羟基。如： （二）光谱法 目前多用1H-NMR和13C-NMR谱。 根据化合物的：基本骨架——结构类型、碳数、对称性 取代基——含氧取代基、烷基 进行结构测定。 五、生物活性 1.抗肿瘤作用 2.肝保护和抗氧化作用 3.对中枢神经系统的作用——如：镇静、兴奋作用 4.血小板活化因子拮抗活性 5.抗病毒作用 6.平滑骨解痉作用 7.毒鱼作用 8.杀虫作用