卫生部规划教材－第四版 第一章 总论 第二章 糖和苷 第三章 苯丙素类 第四章 醌类化合物 第五章 黄酮类化合物 第六章 萜类和挥发油 第七章 三萜及其苷类 第八章 甾体及其苷类 第九章 生物碱 第一章 一、概述 三、提取分离的方法 四、结构研究方法 二、生物合成 第一章 总论 天然药物化学是药物化学的一个分支学科。它主 要用现代科学理论和技术方法研究天然化学物资；具 体内容包括主要类型的天然化学成分的 结构类型 、 提 取分离方法 、 结构测定等 。 天然药物来源: 植物（为主）、动物、矿物天然 药物中的活性成分是其药效的物资基础。 例如： 一、概 述 l-ephedrine 左左左左左 平平、解解 CC H NHCH 3 H CH 3 HO （左左 Ephedra spp.中〕 一、概 述 O O HO OH rutinose OH OH Rutin 芦芦 降降降降降降、防防降防防 动动动动动动动动动动 （槐槐槐 Sophora japonica 动槐的中〕 一、概 述 由于现代科学技术进步，特别是将波谱解析方法 （ NMR、MS 、IR 、UV ）用于推导化合物的结构，甚 至用X－晶体衍射来确定化合物结构的发展，以及分离 手段的进步，天然药化的发展速度大为加快，发现的 新化合物数目大为增加，微量成分、水溶性成分的分 离、提纯；稳定性差的活性物资的分离等也不再是难 题了。 天然药物化学本身也已不再是原先的分离提 取、结构鉴定，而是逐步发展成生测指导下的分离提 取、结构鉴定，及半合成修饰和全合成紧密结合的一 门学科 。 一、概 述 一、概述 三、提取分离的方法 四、结构研究方法 二、生物合成 第一章 总论 1)提取前文献查阅综述和药材生药鉴定 2)提取方法 ①粉碎成粗粉 ②有机溶剂法和水提法 ③水蒸气蒸馏法 ④升华法 3)分离纯化法 ①根据物质溶解度的不同进行分离 a.温度不同 ,溶解度不同 b.改变溶液的极性去杂 c.酸碱法 d.沉淀法 三、提取分离的方法 ②根据物质分配比不同极性分离 a.液-液萃取法 b.反流分布法 c.液滴逆流层析法 d.高速逆流层析法 e.GC法 f.LC法 :LC分配层析载体主要有 ---硅胶 ,硅藻土 ,纤 维素等 ;有正反相之分 ;压力有低、中、高之分 ; 载量有分析、制备之分。 三、提取分离的方法 ③根据物质吸附性不同极性分离 a. ※极性吸附剂 （如 SiO 2 ,Al 2 O 3 ...)极性强，吸附力大 ※非极性吸附剂 (如活性炭 －对非极性化合物的吸附力强 (洗脱时洗脱力随洗脱剂的极性降低而增大)。 b.化合物的极性大小依化合物的官能团的极性大小 而定; 溶剂的极性大小可按其介电常数 (ε)大小排列 （极性渐大 > ） : 己烷 苯 无水乙醚 CHCl 3 AcOEt 乙醇 甲醇 水 ε 1.88 2.29 4.47 5.20 6.11 26.0 31.2 81.0 三、提取分离的方 法 c.氢键力吸附 聚酰胺吸附层析 --洗脱剂的洗脱力由小到大为 : 水 > 甲醇 > 丙酮 > NaOH液 > 甲酰胺 > 尿素水液 ④根据物质分子的大小进行分离 如葡萄糖凝胶 (Sephadex G and LH-20...)过泸法等 ⑤根据物质解离程度不同的分离法 离子交换法： 强酸： -SO 3 H 强碱 ： -N + (CH 3 ) 3 Cl - 弱酸： -CO 2 H 弱碱 ： -NH 2 (NH,N) 三、提取分离的方法 一、概述 三、提取分离的方法 四、结构研究方法 二、生物合成 第一章 总论 从天然物中分离到化合物单体后,需进行结构 鉴定,方法有波谱法,化学法,文献调研等。 1) 纯化和干燥化合物的样品 2) 通过文献调研，理化常数和化学定性分析等初 步判断结构类型 3) 由波谱法等确定分子式，分子量，不饱和度； 进一步推出结构官能团－－推出结构片断或骨 架－推出平面结构－确定其构型，构象。 四、结构研究方法 第二章 一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 八、糖和苷的提取分离 第二章 糖和苷 一、 概述 糖又称作 碳水化合物 (carbohydrates)，是自 然界存在的一类重要的天然产物，是生命活动所 必需的一类物质，和核酸、蛋白质、脂质一起称 为生命活动所必需的四大类化合物。按照其聚合 程度可分为单糖、低聚糖（寡糖）和多糖等。 苷类又称配糖体 (glycoside)，是由糖或糖 的衍生物等与另一非糖物质通过其端基碳原子 联接而成的化合物。 糖和苷类的 生理活性是多种多样 的，糖是植物光合 作用的初生产物，通过它进而合成了植物中的绝大部分 成分。所以糖类除了作为植物的贮藏养料和骨架之外， 还是其它有机物质的前体。一些具有营养、强壮作用的 药物，如 山药、何首乌、大枣 等均含有大量糖类。苷类 种类繁多，结构不一，其生理活性也多种多样，在心血 管系统、呼吸系统、消化系统、神经系统以及抗菌消 炎，增强机体免疫功能、抗肿瘤等方面都具有不同的活 性，苷类已成为当今研究天然药物中不可忽视的一类成 分。许多常见的中药例如人参、甘草、柴胡、黄芪、黄 芩、桔梗、芍药等都含有苷类。 一、 概述 一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 八、糖和苷的提取分离 第二章 糖和苷 单糖结构的表示方 法： OHH HOH OHH OHH CH 2 OH CHO O CH 2 OH H H OH H OH OH H OH H O CH 2 OH H H OH H OH OH H H OH O O O O 二、单糖的立体化学 Fisher式 Haworth式 成环状结构后，多了一个手性碳 ------端基碳 离端基碳最远的碳原子的构型 D型／ L型 (Haworth式限于羰基碳与该 原子成环的） OHH HOH OHH OHH CH 2 OH CHO OHH HOH OHH OH H CH 2 OH CHO O CH 2 OH H H OH H OH OH H OH O CH 2 OH H H OH H OH OH H OH 　 D型 L型 　 D型 L型 二、单糖的立体化学 绝对构型： 端基碳 (anomeric carbon)的相对构型 α型／β型 (Haworth式限于羰基碳与 该原子成环的） 是 C1相对于 C5的构型，因此β -D-糖和α -L-糖的端基碳原子 的构型是一样的。 差向异构体： 二、单糖的立体化学 O CH 2 OH H H OH H OH OH H OH H O CH 2 OH H H OH H OH OH H OH H O CH 2 OH H H OH H OH OH H OH H O CH 2 OH H H OH H OH OH H OH H β -D- α -L- α -D- β -L- 吡喃糖 (pyranose，六员环 )／呋喃糖 (furanose，五员环 )，吡喃糖的优势构象－－ 椅式。 O O O O O O 4 C 1 1 C 4 1,4 B B 1,4 2 C O 5 H 4 4 1 4 1 4 1 4 1 2 4 5 单糖的构象： 二、单糖的立体化学 一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 八、糖和苷的提取分离 第二章 糖和苷 CHO C C C CH 2 OH OHH HHO HHO O O H,OH OH OH OH H,OH OH OH OH O H,OH OH OH HOH 2 C 三、糖和苷的分类 一、单糖 : 已发现 200多种 , 3C~8C, 多以结合态存在 . 可分为以下几类 : 1 、五碳醛碳 (aldopentoses) 有L-阿拉伯糖 (L-arabinose)， D-木糖 (D-xylose)， D-来 苏糖 (D-lyxose)， D-核糖 (D-ribose)等。 L-阿拉伯糖的结构如下： 三、糖和苷的分类 2 、六碳醛糖 (aldohexose) 常见的有 D-葡萄糖 (D-glucose)， D-甘露糖 (D- mannose)， D-阿洛糖 (D-allose)， D-半乳糖 (D- galactose)等。其中以 D-葡萄糖最为常见。 CHO C C C C OHH HHO OHH O O H,OH OH OH OH H,OH OH HO HO O H,OH OH OH HOH 2 C HOH CH 2 OH CH 2 OH HOH 2 C CHO H CH 2 OH HC C C C HHO OHH O HO OH OH O HO HO CH 2 OH HOH CH 2 OH OH CH 2 OH H CH 2 OH H 三、糖和苷的分类 3 、六碳酮糖 (ketohexose, hexulose) 如 D-果糖 (D-fructose)， L-山梨糖 (L-sorbose) 等。下图为α -D-果糖的结构： 返回 4 、甲基五碳糖 常见的有 L-鼠李糖 (L-rhamnose)，L- 夫糖 (L-fucose) 和 D-鸡纳糖 (D-quinovose)。如 L-鼠李糖的结构。 5 、支碳链糖 糖链中含有支链，如 D-芹糖 (D-apiose)和 D-金 缕梅糖 (D-hamamelose, 结构如下 ) CH 2 OH C C C C OHH HHO O OH HO OH HO H CH 3 OHH CH 3 H,OH 三、糖和苷的分类 O OH HO HO H,OH CH 2 OH CH 2 OH C C C CH 2 OH OHHOH 2 C OHH OHH 6、氨基糖 (amino sugar) 单糖的一个或几个醇羟基 置换成氨基。如庆大霉素的结构： 7 、去氧糖 (deoxysugars) 单糖分子的一个或二个羟 基被氢原子取代的糖，常见的有 6-去氧糖、甲基五 碳糖、 2,6-二去氧糖及其3-O- 甲醚等。该类糖在强心 苷和微生物代谢产物中多见，并有一些特殊的性 质。如 L-黄花夹竹桃糖 (L-thevetose)是2,6- 二去氧糖 的3-O- 甲醚。 三、糖和苷的分类 O CH 2 NH 2 NH 2 O OH O NH 2 NH 2 O OH NHCH 3 OH 绛绛 糖糖 2-脱脱 脱脱糖 加加糖 O H 3 CO OH CH 3 H,OH 8、糖醛酸(uronic acid) 单糖分子中的伯醇基氧化成 羧基，常结合成苷类或多糖存在，常见的如葡萄糖醛 酸 (glucuronic acid)和半乳糖醛酸 (galactocuronic acid)。 O OH OH HO H,OH O OH OH OH H,OH O H,OH OH O H COOH COOHOH HO 三、糖和苷的分类 糖醛酸易环合成内酯，在水溶液中呈平衡状态。 O OH OH HO COOH H,OH O OH OH OH COOH H,OH O H,OH OH O OH HO H 三、糖和苷的分类 二、低聚糖 (oligosaccharides，寡糖 )：由 2～9 个单糖通 过苷键键合而成的直链或支链的聚糖称低聚糖。 分类： 按单糖个数分为 单糖、二糖、三糖 等； 按有无游离的醛基或酮基分为 还原糖和非还原 糖，若两个糖均以端基脱水缩合形成的聚糖 就没有还原性。 化学命名： 把除末端糖之外的叫糖基，并标明连 接 位置和苷键构型。 O O O O O H,OH O 三、糖和苷的分类 D-葡萄糖 1 α 2β -D-果糖 樱草糖 (primverose, 还原糖 ) 蔗糖 (sucrose, 非还原糖 ) 6-O-β -D-xylopyranosyl- D-glucopyranose 也可命名 D-木糖 1β 6-D- 葡萄糖 2β -D-果糖 2-O-β -D-glucopyranosyl D-fructofuranose 植物中的三糖大多是以蔗糖为基本结构再 接上其它单糖而成的非还原性糖，四糖和五糖 是三糖结构再延长，也是非还原性糖。 O O O O O O O O O 三、糖和苷的分类 三 、多聚糖 (polysaccharides, 多糖 ) 是由10 个以上的单糖基通过苷键连接而成。 聚合度： 100以上至几千 性质： 与单糖和寡糖不同，无甜味，非还原性 分类： 1. 按功能 分 水不溶的 ， 直糖链型，主要形成动植物的支持组织。 ex. 纤维素，甲壳素 溶于热水 形成胶体溶液，多支链型，动植物的贮存养 料。 ex. 淀粉，肝糖元 三、糖和苷的分类 三、糖和苷的分类 2. 按组成 分 由一种单糖组成－－ 均多糖 (homosaccharide) 由二种以上单糖组成－－ 杂多糖 (heterosaccharide) 系统命名： 均多糖： 在糖名后加字尾 -an，如葡聚糖为 glucan。 杂多糖： 几种糖名按字母顺序排列后，再加字尾 -an， 如葡萄甘露聚糖为 glucomannan. 四 、苷类 (glycoside) (又称配糖体 ) ? 苷类化合物的组成： 苷元 (配基 )：非糖的物质，常见的有黄酮，蒽 醌， 三萜等。 苷类 苷键：将二者连接起来的化学键，可通过 O,N,S等原子或直接通过 N-N键相连。 糖 (或其衍生物，如氨基糖，糖醛酸等 ) ? 苷类化合物的命名： 以 -in 或 –oside 作后缀。 三、糖和苷的分类 ?苷类化合物的 分类： 根据生物体内的存在形式：分为原生苷、次 级苷。 根据连接单糖基的个数：单糖苷、二糖苷、 三糖苷 ……。 根据苷元连接糖基的位置数：单糖链苷、二 糖链苷 ……。 根据苷键原子的不同：氧苷、硫苷、氮苷、 碳苷。 三、糖和苷的分类 一 氧苷： 苷元与糖基通过氧原子相连，根据苷元与糖 缩合的基团的性质不同，分为以下几类： (1) 醇苷： 是通过醇羟基与糖端基脱水而成的苷。 比较常见，如本书所讲皂苷，强心苷均属此 类。 (2) 酚苷： 苷元的酚羟基与糖端基脱水而成的苷。 较常见，如黄酮苷、蒽醌苷多属此类。 三、糖和苷的分类 (3) 氰苷： 主要是指α -羟基腈的苷。 该类化合物多为水溶性，不易结晶，在酸和酶 催化时易于水解。生成的苷元α -羟基腈很不稳定， 立即分解为醛 (酮 )和氢氰酸。而在碱性条件下苷元易 发生异构化。 该类化合物中的芳香族氰苷，分解后生成苯甲 醛（有典型的苦杏仁味）和氢氰酸，因而可以用于镇 咳。如苦杏仁可用于镇咳，正是由于其中的苦杏仁苷 (amygdalin)分解后可释放少量 HCN的结果。 三、糖和苷的分类 + + + + + + + + 稀 酸脱 浓 酸 稀 酸 OO H O O N O O O HCN H O O O O HCN H O O O O CH NH 4 + NH 3 CH -OOC O O O O OO O OH - C OH COOH CH OH COOH 苦杏仁苷 三、糖和苷的分类 (4)酯苷： 苷元的羟基与糖端基脱水而成的苷。 酯苷的特点：苷键既有缩醛的性质，又 有酯的性质，易为稀酸和稀碱水解。 例如，存在于所有百合科植物，特别是 郁金香属植物如杂种郁金香 (Tulipa hybrida) 中的化合物山慈菇苷 A(tuliposide A)，有抗 真菌活性。但该化合物不稳定，放置日久易起 酰基酰基重排反应，苷元由 C 1 －OH转至 C 6 — OH上，同时失去抗真菌活性。山慈茹苷水解 后立即环合生成山慈茹内酯 A(tulipalin A)。 O OCH 2 OH CH 2 O O OCH 2 OH CH 2 O O O CH 2 H,OH glu+ 山慈菇苷 山慈菇内酯A 三、糖和苷的分类 某些二萜和三萜醇苷常有双糖链，其中一个糖 链有接在羧基上成酯苷结构，尤其在三萜皂苷中多 见。如中药地榆的根和根茎能凉血止血，除了含有 鞣质外，还含有乌苏酸的苷，如地榆皂苷 E是一个 双糖链的苷，其中一个为酯苷。 O S C N CH 2 CH 2 CH CH S CH 3 O OSO 3 - 三、糖和苷的分类 (5) 吲哚苷： 指吲哚醇和糖形成的苷，在豆科和蓼科中 有分布，苷元无色，但易氧化是暗蓝色的靛 蓝，具有反式结构，中药青黛就是粗制靛蓝， 民间用以外涂治疗腮腺炎，有抗病毒作用。 (p69结构） 三、糖和苷的分类 二 硫苷： 是糖的端基 OH与苷元上巯基缩合而 成的苷。 如萝卜中的萝卜苷。 芥子苷是存在于十字花科植物中的一类硫 苷，其通式如下，几乎都是以钾盐的形式存 在。经其伴存的芥子酶水解，生成的芥子油含 有异硫氰酸酯类、葡萄糖和硫酸盐，具有止痛 和消炎作用。 O SC N CH 2 CH 2 CH CH S CH 3 O OSO 3 - RC N S OSO 3 glc K H 2 CCHCH 2 C N S OSO 3 glc K 芥子苷通式 黑芥子苷 三、糖和苷的分类 三氮苷： 糖的端基碳与苷元上氮原子相连的苷称氮苷， 是生物化学领域中的重要物质。如核苷类化合 物。 四碳苷： 是一类糖基和苷元直接相连的苷。组成碳苷的 苷元多为酚性化合物，如黄酮、查耳酮、色酮、 蒽醌和没食子酸等。尤其以黄酮碳苷最为常见。 碳苷常与氧苷共存，它的形成是由 苷元酚羟基所 活化的邻对位的氢与糖的端基羟基脱水缩合而 成。因此，在 碳苷分子中，糖总是连在有间二酚 或间苯三酚结构的环上。黄酮碳苷的糖基均在 A环 的 6位或 8位。碳苷类化合物具有溶解度小、难以 水解的特点。 三、糖和苷的分类 O OH OH O O 如豆科植物葛和野葛的根 中含有的葛根素 (puerarin) 对心血管系统有较强的活 性，有明显的扩张冠状动 脉，增加冠脉流量，降低血 压的作用。该化合物即为异 黄酮的碳苷， 8位直接与葡萄 糖相结合。 三、糖和苷的分类 OH OH OH OH H glu OH OH H glu O H glu OH OH O OH glu glu 碳苷 脱苷 碳苷 三、糖和苷的分类 一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 八、糖和苷的提取分离 第二章 糖和苷 一 性状： 形：苷类化合物多数是固体，其中糖基少 的可以成结晶，糖基多的如皂苷，则多呈具有 吸湿性的无定无形粉末。 味：苷类一般是无味的，但也有很苦的和 有甜味的，如甜菊苷 (stevioside),是从甜叶菊 的叶子中提取得到的，属于贝壳杉烷型四环二 萜的多糖苷，比蔗糖甜 300倍，临床上用于糖 尿病患者作甜味剂用，无不良反应。 色：苷类化合物的颜色 是由苷元的性质决 定的。糖部分没有 颜色 。 O CH 2 OH OH OH O O O CH 2 OH OH OH OH CO O O CH 2 OH OH OH OH 四、糖和苷的理化性质 (一 ) 物理性质 二 溶解性： 化合物糖苷化以后，由于糖的引入，结构中增加 了亲水性的羟基，因而亲水性增强。 苷类的亲水性与糖基的数目有密切的关系，往往 随着糖基的增多而增大，大分子苷元的苷元（如甾醇 等）的单糖苷常可溶解于低极性的有机溶剂，如果糖 基增多，则苷元占的比例相应变小，亲水性增加，在 水中的溶解度也就增加。 因此，用不同极性的溶剂顺次提取药材时，在各 提取部分都有发现苷类化合物的可能。 碳苷与氧苷不同，无论在水中还是在其他溶剂中 溶解度一般都较小。 四、糖和苷的理化性质 (一 ) 物理性质 三 旋光性： 多数苷类化合物呈左旋，但水解后，由于生成 的糖常是右旋的，因而使混合物呈右旋。因此， 比较水解前后旋光性的变化，也可以用以检识苷 类化合物的存在。但必须注意，有些低聚糖或多 糖的分子也都有类似的性质，因此一定要在水解 产物中肯定苷元的有无，才能判断苷类的存在。 四、糖和苷的理化性质 (一 ) 物理性质 一 、氧化反应： 单糖分子中有醛 (酮 )、醇羟基和邻二醇等结构， 均可以与一定的氧化剂发生氧化反应，一般都无选择 性。但过碘酸和四醋酸铅的选择性较高，一般只作用 于邻二羟基上。以过碘酸氧化反应为例： (1) 过碘酸反应的基本方式： 作用缓和，选择性高，限于同 邻二醇、α -氨基 醇、 α -羟基醛 (酮 )、邻二酮和某些活性次甲基上 ， 基本反应如下： 四、糖和苷的理化性质 (二 ) 化学性质 CC OH OH IO 4 - CHO + OHC CC OH O IO 4 - CHO + COOH 四、糖和苷的理化性质 (二 ) 化学性质 CCC OH OH 2IO 4 - CHO + OHC CC NH 2 OH 2IO 4 - CHO + OHC OH HCOOH + + NH 3 (2) 糖的裂解 O OH OH OH OH HOH 2 C OHC O CHO HOH 2 C OHC OH CH 2 OH HCOOH 3IO 4 - + 2HCOOH + 2IO 4 - HCHO + 2HCOOH O OH O OH OH HOH 2 C HCOOH 3IO 4 - + O OH OH HOH 2 C OCH 3 CHO OHC O O HOH 2 C CHO OHC O HOH 2 C OCH 3 CH HC O O HOH 2 C CH CH O HOH 2 C OCH 3 O OH OH OOH OH 四、糖和苷的理化性质 (二 ) 化学性质 (3) 作用机理： 先生成 五元环状酯的中间体 。在酸性 或碱性介质中，过碘酸以一价的 H 2 IO 5 － （水合离 子）作用。结构式见书 P73。 上述机理可以解释在弱酸或中性介质中，顺式 1,2-二元醇比反式的反应快得多，因为顺式结构有 利于五元环中间体的形成。 在连续有三个邻羟基的化合物中，如有一对顺 式的邻羟基的，就比三上互为反式的容易氧化得 多，故对同样的六碳吡喃糖苷，半乳糖和甘露糖苷 的氧化速率比葡萄糖苷高。如书中P73 结构 A,B,C 所示。 四、糖和苷的理化性质 (二 ) 化学性质 另外，有些结构刚性较强，使得反式邻二醇固定 在环的两侧而无扭转的可能，此时虽有邻二醇也不能 发生过碘酸反应。因此，对阴性结果的判断应慎重。 (4) 应用： 对糖的结构的推测，如糖和苷中氧环的形 式，碳原子的构型，多糖中糖的连接位置，和聚合度 的决定，都有很大的用处。 四、糖和苷的理化性质 (二 ) 化学性质 二、糠醛形成反应： 单糖的浓酸 (4~10N)作用下，失三分子水，生 成具有呋喃环结构的糠醛类化合物。多糖则在矿酸 存在下先水解成单糖，再脱水生成同样的产物。由 五碳糖生成的是糠醛（ R=H），甲基五碳糖生成的 是 5-甲糠醛（ R=Me)，六碳糖生成的是 5-羟甲糠 醛 (R=CH 2 OH)。 糠醛衍生物和许多 芳胺、酚类可缩合成有色物 质，可用于糖的显色和检出 。如 Molish试剂 是浓硫 酸和α -萘酚。 四、糖和苷的理化性质 (二 ) 化学性质 O R CHO 一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 八、糖和苷的提取分离 第二章 糖和苷 苷键的裂解反应是一类研究多糖和苷类化合物的 重要反应。通过该反应，可以使苷键切断，从而更方 便地了解苷元的结构、所连糖的种类和组成、苷元与 糖的连接方式、糖与糖的连接方式。 常用的方法有酸水解、碱水解、酶水解、氧化开 裂等。 一 、酸催化水解： 苷键属于缩醛结构，易为 稀酸催化水解 。 反应一般在 水或稀醇溶液 中进行。 常用的 酸有 HCl, H 2 SO 4 , 乙酸和甲酸 等。 反应的 机理 是：苷原子先质子化，然后断裂生成 苷元和阳碳离子或半椅式的中间体，在水中溶剂化而 成糖。以氧苷为例，其机理为： 五、苷键的裂解 机理 质子化 脱苷元 互变 溶剂化 脱质子 由上述机理可以看出，影响水解难易程度的关 键因素在于 苷键原子的质子化是否容易进行 ，有利 于苷原子质子化的因素，就可使水解容易进行。主 要包括两个方面的因素： (1) 苷原子上的 电子云密度 (2) 苷原子的 空间环境 O H OR O H OR H + O H O H a O H OH 2 OH + H + -HOR HOR H 2 O H 2 O H + H + : + + H,OH + _ + + - _ + 五、苷键的裂解 具体到化合物的结构，则有以下规律： (1)按苷键原子 的不同，酸水解难易程度为： N- 苷 >O-苷 >S-苷>C- 苷 原因： N最易接受质子 ，而 C上无未共享电子 对，不能质子化。 (2) 呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解 ，水解速率大 50~ 100倍。 原因： 呋喃环平面性，各键重叠，张力大 。 图 (3) 酮糖较醛糖易水解 。 原因： 酮糖多呋喃环结构，且端基上接大基团 - CH 2 OH 。图 五、苷键的裂解 五、苷键的裂解 (4) 吡喃糖苷中， 吡喃环 C 5 上的取代基越大越难水解 ， 故有：五碳糖> 甲基五碳糖 >六碳糖 >七碳糖 >5 位接 -COOH的糖 原因：吡喃环 C 5 上的取代基对质子进攻有 立体阻 碍。图 (5) 2-去氧糖 >2-羟基糖 >2-氨基糖 原因： 2位羟基对苷原子的 吸电子效应 及 2位氨基 对质子的竞争性吸引 O O O OH O O NH 2 O (6) 芳香属苷（如酚苷） 因苷元部分有供电子结 构， 水解比脂肪属苷 （如萜苷、甾苷等） 容易 得多。某些酚苷，如蒽醌苷、香豆素苷不用 酸，只加热也可能水解。即芳香苷 >脂肪苷 原因： 苷元的供电子效应 使苷原子的电子 云密度增大。 五、苷键的裂解 (7) 苷元为小基团者，苷键横键的比苷键竖键的易于水解，因 为横键上原子易于质子化；苷元为大基团者，苷键竖键的 比 苷键横键的易于水解，这是由于苷的不稳定性促使水解。 原因：小苷元在竖键时，环对质子进攻有立体阻碍。 O O H CH 2 OH OH OH OH R-small O H O CH 2 OH OH OH OH R-small O O H CH 2 OH OH OH OH R-big O H O CH 2 OH OH OH OH R-big 五、苷键的裂解 （8 ） N-苷易接受质子，但当 N处于酰胺或嘧啶 位置 时， N-苷也 难于用矿酸水解 。 原因： 吸电子共轭效应，减小了 N上的电子云 密度。 例：P79 朱砂莲苷 酰胺 注意： 对酸不稳定的苷元，为了防止水解引起皂元 结构的改变，可用两相水解反应。（例 仙客来皂苷 的水解 P80 ） 五、苷键的裂解 二 、乙酰解反应 在多糖苷的结构研究中，为了确定糖与糖之 间的连接位置．常应用乙酰解开裂一部分苷 键，保留另一部分苷键，然后用薄层或气相色 谱鉴定在水解产物中得到的乙酰化单糖和乙酰 化低聚糖。 反应用的 试剂 为 乙酸酐与不同酸的混合 液， 常用的 酸有硫酸、高氯酸或 Lewis酸 (如 氯化锌、三氟化硼等 )。 乙酰解的 反应机理与酸催化水解相似 ，它 是以 CH 3 CO + 为进攻基团。 五、苷键的裂解 苷发生乙酰解的速度与糖苷键的位置有关。如 果在苷键的邻位有可乙酰化的羟基，则由于电负 性，可使乙酰解的速度减慢。 从二糖的乙酰解速率可以看出，苷键的乙酰解 一般以 1--6苷键最易断裂 ，其次为 1--4苷键和 1--3 苷键，而以 1--2苷键最难开裂 。 下列为一种五糖苷的乙酰解过程，其分子组成 中含有 D-木糖、 D-葡萄糖、 D-鸡纳糖和 D-葡萄糖 - 3-甲醚。当用醋酐 -ZnCl 2 乙酰解后， TLC检出了单 糖、四糖和三糖的乙酰化物，并与标准品对照进行 鉴定，由此可推出苷分子中糖的连接方式。 五、苷键的裂解 五、苷键的裂解 五、苷键的裂解 乙酰化反应的 操作 较为简单，条件较温和。 一般可将苷类溶于醋酐或醋酐与冰醋酸的混合液 中，加入 3％一5 ％量的浓硫酸，在室温下放置 1—10天，将反应液倒入冰水中．并以碳酸氢钠 中和至 pH3—4，再用氯仿萃取其中的乙酰化糖， 然后通过柱色谱分离，就可获得单一的成分，这 些单一成分再用 TLC或GC 进行鉴定。 三、碱催化水解： 一般的苷对碱是稳定的，不易被碱催化水解，故 多数苷是采用稀酸水解。但是， 酯苷、酚苷、氰苷、 烯醇苷和β -吸电子基取代的苷易为碱所水解 ,如藏红 花苦苷、靛苷、蜀黍苷都都可为碱所水解。但有时得 到的是脱水苷元。例如藏红花苦苷的水解： 原因：其中藏红花苦苷苷键的邻位碳原子上有受吸 电子基团活化的氢原子，当用碱水解时引起消除反应 而生成双烯结构。 五、苷键的裂解 H H O H O glc O H O glc OH- OH- CHO C C 四、酶催化水解 酶水解的 优点 : 专属性高 ,条件温和 . (P83).用酶水解苷 键可以获知苷键的构型，可以保持苷元的结构不 变，还可以保留部分苷键得到次级苷或低聚糖，以 便获知苷元和糖、糖和糖之间的连接方式。 酶降解反应的效果取决于酶的纯度以及对酶的专一性 的认识 . 例 P83 转化糖酶 --------水解β -果糖苷键 麦芽糖酶 --------水解α -葡萄糖苷键 杏仁苷酶 --------水解β -葡萄糖苷键 ,专属性较低 纤维素酶 --------水解β -葡萄糖苷键 目前使用的多为未提纯的混合酶。 五、苷键的裂解 五、过碘酸裂解反应 用过碘酸氧化 1,2-二元醇的反应可以用于苷键的 水解 ,称为 Smith裂解 ,是一种温和的水解方法 . 适用的情况 :苷元结构不稳定 , C-苷 不适用的情况: 苷元上也有 1,2-二元醇 反应的基本方法 : 五、苷键的裂解 O CH 2 OH OH OH OH OR IO 4 - O CH 2 OH OR OHC OHC BH 4 - O CH 2 OH OR HOH 2 C HOH 2 C H + CH 2 OH CH 2 OH OH CHO CH 2 OH ROH + + 应用于碳苷的情况 : 五、苷键的裂解 O CH 2 OH OH OH OH R IO 4 -BH 4 - H + CH 2 OH CH 2 OH OH CHOH R CH 2 OH IO 4 - R CHO HCOOH + + 该反应的应用 : 苷元不稳定的苷 ,以及碳苷用此法进行水解 ,可得 到完整的苷元 ,这对苷元的研究具有重要的意义 .此 外 ,从降解得到的多元醇 ,还可确定苷中糖的类型 .如 联有葡萄糖 ,甘露糖 ,半乳糖或果糖的 C-苷经过降解 后 ,其降解产物中有丙三醇 ;联有阿拉伯糖 ,木糖的 C- 苷经过降解后 ,其降解产物中有乙二醇; 而联有鼠李 糖 ,夫糖或鸡纳糖的 C-苷经过降解后 ,其降解产物中 应有丙二醇 . 五、苷键的裂解 五、苷键的裂解 O CH 2 OH OH OH R IO 4 -BH 4 - H + CH 2 OH CH 2 OH CHOH R CH 2 OH IO 4 - R CHO HCOOH O CH 3 OH OH OH R IO 4 -BH 4 - H + CH 3 CH 2 OH OH CHOH R CH 2 OH IO 4 - R CHO HCOOH + + + + C-鼠 鼠糖苷 一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 八、糖和苷的提取分离 第二章 糖和苷 NMR技术的发展，使得苷类化合物的结 构鉴定比较容易进行。 糖和苷类化合物 NMR谱解析的难点： 1 信号分布范围窄； 2 偶合关系复杂。 六、糖的 NMR特征 一、糖的 1 HNMR特征 化学位移规律： 端基质子： 4.3~6.0ppm 特点：比较容易辨认 用途： 1 确定糖基的个数 2 确定糖基的种类 3 2D-NMR谱上糖信号 的归属 4 糖的位置的判断 六、糖的 NMR特征 六、糖的 NMR特征 六、糖的 NMR特征 甲基质子： ~1.0ppm 特点：比较容易辨认 用途： 1 确定甲基五碳糖的个数 2 确定甲基五碳糖的种类 3 确定甲基五碳糖的位置 4 2D-NMR谱上甲基五碳糖 信号的归属 六、糖的 NMR特征 其余质子信号： 3.2~4.2ppm 特点: 信号集中 ,难以解析 归属: 往往需借助 2D-NMR技术 . 六、糖的 NMR特征 偶合常数：与两面角有关 两面角90 度 J=0Hz；两面角0 或180 度 J~8Hz；两面 角60 度 J~4Hz 对于糖质子 当2-H 为直立键时，1 位苷键的取向不同，1-H 与2-H 的两 面角不同，偶合常数亦不同： β-D- 和α -L-型糖的 1-H和2-H 键 为双直立键，φ=180 ， J=6~8Hz α -D-和 -L-型糖的 1-H为平伏键， 2-H双直立键，φ =60， J=2~4Hz O H OH OR H O H OH H OR O H RO C 3 H OH O OR H C 3 H OH 六、糖的 NMR特征 因此，六碳醛糖的优势构象为 C1型，其中 C2构型与 D-葡萄糖相同的 D-半乳糖、 D-阿洛 糖的优势构象中 2-H均为直立键，其成α苷键 时，端基质子与 2-H的偶合常数均为 4Hz左 右；而当其成β苷时，端基质子与 2-H的偶合 常数均为 8Hz左右。 O H OH OR H OH OH HOH 2 C O H OH OR H OH OH CH 2 OH O H OH OR H OH OH HOH 2 C 六、糖的 NMR特征 β -D-葡萄糖苷 α -D-半乳糖苷 β -D-阿洛糖苷 例如： β -D-葡萄糖和α -D-葡萄糖的混合 物在氢谱上显示两个端基质子信号，不仅化学位 移有差别，偶合常数差别也很明显。其中β -D- 葡萄糖的端基质子信号为δ 4.6，J=8Hz。而α - D-葡萄糖的端基质子信号为δ 5.2， J=4Hz。 六、糖的 NMR特征 但是当 2-H为平伏键的情况下， 1-H无论处于平伏 键还是直立键，与 2-H的两面夹角均约 60度，故不能 用该法判断苷键构型。 O H OH OR H O H OH H OR O H RO C 3 OH H O OR H C 3 OH H O H OH OR H OH OH HOH 2 C O H OH OR H OH OH HOCH 2 六、糖的 NMR特征 因此，六碳醛糖中 C2构型与葡萄糖不一致的 D- 甘露糖的苷键，就不能用端基质子的偶合常数来判 断其构型。 β -D-甘露糖苷 α -D-甘露糖苷 例如： β -D-甘露糖和α -D-甘露糖的混合物在氢谱 上虽显示两个端基质子信号，化学位移有差别，但偶 合常数差别很不明显。 六、糖的 NMR特征 同样，甲基五碳糖中的 L-鼠李糖的 C2构型 虽与 D-葡萄糖相同，但其优势构象为 1C式， 2-H为平伏键，其苷键的构型亦不能用该方法 判断。 CH 2 OH H H H CHO OH OH OH OHH CH 3 H OH OH CHO OH H H HOH O H OH OR H OH OH HOH 2 C O CH 3 H OH OH OH OR H 六、糖的 NMR特征 对于这类糖的苷，可以利用糖苷的 1-H的 化学位移不同来区别。另外，用门控偶技术 可以得到端基质子和端基碳的偶合常数，即 1JC1-H1来区别。如吡喃糖苷的 1-H是横键 质子 (α -苷键 )时，该 J值为 170Hz，而 1-H 是竖键质子 (β -苷键 )时，该 J值为 160Hz。 (见教材 P89） 六、糖的 NMR特征 二、 糖的 13 CNMR特征 糖上碳信号可分为几类，大致范围为： 1. CH3 ~18ppm 甲基五碳糖的 C6，一般有 几个信号 (扣除苷元中的甲基 )可表示有几个甲基五 碳糖存在。 2. CH2OH ~62ppm C5或 C6 3. CHOH 70~85ppm 糖氧环上的 C2~C4 4. -O-CH-O- 98~100ppm 端基 C1或 C2,， 在此范围内有几个信号可视为有几种糖存在于糖链 的重复单位中。 六、糖的 NMR特征 一般来说，碳原子上有α -OH的较带β -OH 的，信号较在高场处。如具有 C1构象的 D-葡萄 糖苷的端基碳信号，α -型的为 97~101，而β - 型的为 103~106ppm，便此可区别α -和β- 异 构体。 六、糖的 NMR特征 三、苷化位移 概念：( 见教材) 1. 苷化位移值和苷元的结构有关，与糖的种类无关。 例如： C1 位移 C2 位移 β -D-葡萄糖 96.7 75.1 甲基 -β -D-葡萄糖苷 104.0 +8.3 74.1 -1.0 β -D-半乳糖 97.3 72.9 甲基 -β -D-半乳糖 104.5 +8.3 71.7 -0.8 α -L-鼠李吡喃糖 95.1 71.9 甲基 - α -L-鼠李糖苷 102.6 +7.5 72.1 -0.2 六、糖的 NMR特征 苷元 端基碳 苷元α碳 苷元β碳 -CH 3 +5.0~+7.5 +6.0~+7.5 -CH 2 CH 2 R +5.0~+6.5 +5.0~+6.5 -3.5~-5.0 -CH(CH 2 R) 2 +3.4~+4.5 +5.0~+8.0 -3.0~-3.5 -C(CH 2 R) 3 -0.5~+0.5 +6.5~+7.5 -2.5~-3.0 六、糖的 NMR特征 2. 苷元若为链状结构，端基碳的苷化位移随着苷元 为伯、仲、叔基而递减，但对苷元的α碳和β碳的苷 化位移影响不大，例如：同为葡萄糖的苷，苷元不 同，其苷化位移范围 (ppm)为 3.苷元为环醇时的苷化位移规律 （教材 P90~91） 若羟基的β位无烷基取代，则α碳与端基碳的苷 化位移值与开链的仲醇相似。如果羟基的β位有 烷基取代，那么α碳和端基碳的苷化位移与苷元 的α碳的手性及糖的端基手性都有关系。具体可 分为两种情况： 1) 苷元的α碳的手性及糖的端基手性 R或 S，即二 者相同，则α碳与端基碳的苷化位移值与β位无 烷基取代的环醇时相同，即与开链的仲醇相似， 即 5ppm左右。 六、糖的 NMR特征 六、糖的 NMR特征 2) 苷元的α碳的手性及糖的端基手性不相同， 则α碳与端基碳的苷化位移值比β位无烷基取代 的环醇相应的碳的苷化位移大 3.5ppm左右，即 大约 10ppm。 3) 同五异十其余七： 4) 同小异大：指β碳 5) 酯苷和酚苷：特殊，α -C向高场位移。 一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 八、糖和苷的提取分离 第二章 糖和苷 多糖的结构测定与常见天然产物有许多不同之处 ,本节不做详 细介绍 .天然产物中的苷类成分多为固体化合物．其结构鉴定应 通过以下各项程序进行： 一 、 纯度的测定 TLC，熔点，色谱鉴别 二 、 分子量及分子式的测定 近年来广泛应用质谱分析的方法则定分子量和分子式。苷类化 合物一般极性较大，无挥发性，遇热气化时易于分解，采用电子 轰击质谱(EI —MS)常常不能获得分子离子峰。 现多采用化学电离质谱(CI-MS) 、场解吸质谱(FD-MS) 、快 原子轰击质谱(FAB-MS) 和电喷雾质谱(ESI-MS) 等方法来获得 分子离子蜂，尤其是 ESI-MS及 FAB-MS两种质谱法更是目前测 定苷类分子量常用的方法。 七、糖链结构的测定 电喷雾质谱 (ESI-MS)的基本原理 ESI是在毛细管的出口处施加一高电压，所产生的高电场使 从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴，随着溶剂蒸发，液 滴表面积缩小，导致分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入气 相。电喷雾离子化的特点是产生多电荷离子而不是碎片离子，使 质量电荷比降低到多数质量分析仪都可以检测的范围，因而大大 扩张了分子量的分析范围。离子的真实分子量可以根据质荷比及 所带电荷数计算出，一般由计算机软件完成。电喷雾质谱可忍受 少量的盐和缓冲液，但盐和缓冲液的存在会使仪器的灵敏度降 低。电喷雾质谱的优点是它可以方便地与多种分离技术联用，如 液质联用和毛细管电泳 -质谱联用等。 七、糖链结构的测定 三、 组成苷的苷元和单糖的鉴定 将苷用稀酸或酶进行水解，使生成苷元和各种单糖，然后再对这 些水解产物进行签定。 (一) 苷元的结构鉴定 苷元的结构类型不一，需要通过某些化学反应先确定其结构类型和 基本母核结构，再按照所属类型分别进行研究，其方法将在有关章 节中逐一介绍。 (二) 组成苷中糖的种类鉴定 通常采用 PC、 TLC等方法对水解液进行鉴定，也可以直接通过解析 苷的或二维 NMR谱进行鉴定。 糖类的PC 常用的展开剂大多为含水的溶剂系统，如正丁醇 -醋酸 -水 (4:1:5)，EtOAc- 吡啶 -水(2:1:2) 等，其Rf 值与溶剂的含水量有 关，因此配制展开剂时必须注意，尤其对于三元组成的展开刑，其 混合比例更应力求正确，并需用标准品同时点样作为对照。 七、糖链结构的测定 糖类的 TLC常选用硅胶薄层，由于糖的极性强，一般点样量 不能大于5ug，但这一缺点在用硼酸溶液或一些无机盐的水溶液 代替水调制吸附剂进行铺板，就能显著提高上样量，并改善分离 效果。制备这种硅胶薄层时，所用的盐一般是强碱弱酸( 或中强 酸) 的盐，如0.3mol/L 的磷酸氢二钠或磷酸二氢钠的水溶液。用 这种盐溶液制备的硅胶板分离糖时，其上样量可达 400~500ug。糖类硅胶薄层色谱常用的展开剂为正丁醇 -丙酮 - 水、正丁醇 -醋酸 -水或正丁醇 -吡啶 -水。 糖的PC 或TLC 所用的显色剂有些是相同的，其显色原理主要 是利用糖的还原性或由于形成糖醛后引起的呈色反应。有些显色 剂不仅可以决定糖的斑点的位置，尚可区分其类型。常用的显色 剂有苯胺 -邻苯二甲酸试剂、三苯四氮盐试剂(TTC 试剂 )、间苯二 酚 -盐酸试剂、双甲酮 -磷酸试剂等。这些显色剂对不同的糖往往 显不同的颜色，如苯胺 -邻苯二甲酸试剂对已醛糖和糖醛酸显棕 色，对戊醛糖显红色。间苯二酚 -盐酸试剂对已醛糖显紫色，对 糖醛酸和戊醛糖显蓝色。 七、糖链结构的测定 有些显色剂中含有硫酸，因此只能用于 TLC。例如茴香醛 -硫酸试剂、间苯二酚 -硫酸试 剂、α -萘酚 -硫酸试剂、百里酚 -硫酸试剂、酚 - 硫酸试剂等。喷后一般要在 100℃左右加热数分 钟至斑点显现。以 CMC-Na为粘合剂的硅胶薄 层，在使用含浓硫酸的显色剂时亦应注意加热的 温度与时间。 利用近年发展起来的二维 NMR谱，也可以有 效地鉴定苷分子中糖的种类。如二维 1H-1H相 关谱 (1H-1H COSY)、1H-13C 相关谱 (1H-13C COSY)等亦可用来鉴定苷中组成糖的种类。 七、糖链结构的测定 (三 )苷中糖的数目的测定 利用PC 或TLC 法鉴定苷水解液中糖的种类，还可进 一步采用光密度扫描法测定备单糖斑点的含量，算出各 单糖的分子比，以推测组成苷的糖的数目。 近年测定苷中糖的数目大多是通过光谱测定完成 的。例如，利用质谱测定苷和苷元的分子量，然后计算 其差值，并由此求出糖的数目。利用氢谱，根据出现的 糖端基质子的信号数目来确定苷中糖分子的数目；或是 将苷制成全乙酰化或全甲基化衍生物，根据在氢谱中出 现的乙酰氧基或甲氧基信号的数目，推测出所含糖的数 目。常见的是利用碳谱，根据出现的糖端基碳信号的数 目 (一般位于 90 ~112ppm处 )，或者根据苷分子总的 碳信号数目与苷元碳信号数目的差值，推断出糖的数 目。此外利用二维 1H-1H相关谱和 1H-13C相关谱，也 是确定苷中糖的数目的有效方法。 七、糖链结构的测定 四、苷分子中苷元和糖、糖和糖之间连接位置的确定 (一 )苷元和糖之间连接位置的确定 以前通过分析由化学降解或酶解得到的产物来确定糖 与苷元之间的连接位置，现在这种方法逐渐被 NMR谱 的解析所取代。 13C-NMR谱是确定苷元与糖之间连接位置的有效方 法。在碳谱中，苷元羟基因与糖结合成苷，故可产生苷 化位移。利用苷化位移规律，将苷和苷元的碳谱相比 较，就可以很容易地辨别出苷元的哪个碳原子与糖相连 接。 近年二维 NOE相关谱和远程同核 (或异核 )相关谱 (如 13C-1H COSY及HMBC 谱 )等技术亦广泛用于确定苷 元的连糖位置。 七、糖链结构的测定 (二 )糖与糖之间连接位置的确定 可采用化学方法或光谱 (NMR)分析法进行。 1．化学方法部分水解法 以缓和酸水解和酶水解法最为常用。缓和酸水解 多使用低浓度的无机强酸或中强度的有机酸 (如草酸 ) 进行水解，可使苷中的部分糖水解脱去。例如： 七、糖链结构的测定 由于在水解产物中检出木糖．因此可以确定木糖连接在末 端。 利用苷的乙酰解，使开裂一部分苷键，保留另一部分 苷键，分析水解产物中得到的乙酰化低聚糖，也可以确定 糖的连接顺序。 此外还可以将苷的全甲基化物进行甲醇解，然后分析 其甲醇解产物，也可以获得有关糖与糖之间连接顺序的信 息。 七、糖链结构的测定 一般方法是：先将苷进行全甲基化，然后用含 6％ ~9 ％盐酸的甲醇进行甲醇解，即可得到末完全甲醚化的各种 单糖，而连接在最末端的一定是全甲醚化的单糖。根据这 些甲醚化的单糖中羟基的位置，即可对糖与糖之间的连接 位置作出判断。 采用的方法通常是将这些甲醚化的单糖进 行了 TLC鉴定，并与标准品对照。近来亦有 用 GC-MS联用仪对其进行鉴定的报道。全甲 基化苷的甲醇解反应如下： 七、糖链结构的测定 如： 上式中，苷通过全甲基化及甲醇解反应后，将甲醇解的产物进 行 TLC鉴定，可知除苷元以外．所得到的两种甲醚化单糖为 2,3,4-三 -O-甲基吡喃木糖甲苷和2,4,6- 三 -O-甲基吡喃葡萄糖甲 苷。由于前者是全甲基化的木糖，因此可推断木糖是在末端，而 后者是未完全甲醚化的葡萄糖，在其C3 位上有一羟基，因此可 推断它不仅与苷元相连，并在 C3位上与木糖相连接。 七、糖链结构的测定 苷的甲基化反应常用的方法主要有以下四种，前 两种为经典的方法 ,后两种是半微量的现代方法。 (1)Haworth法： 用硫酸二甲酯和氢氧化钠 (或碳酸 钠、碳酸钾 )，可使醇羟基甲基化。其缺点是甲基化能 力较弱，如果欲进行全甲基化反应，必须进行多次反应 才能达到目的， (2)Purdie法 ：用碘甲烷和氧化银为试剂 (一般可在丙 酮或四氢呋喃中进行 )，可使醇羟基甲基化，但因氧化 银具有氧化作用，只能用于苷的甲基化．而不能用于还 原糖的甲基化。 七、糖链结构的测定 (3)Kuhn改良法： 在二甲基甲酰胺 (DMF)溶液中，加 入碘甲烷和氧化银或硫酸二甲酯及氢氧比钡 (或氧化 钡 )，在搅拌下进行甲基化。本法的缺点是反应较缓 慢。 (4) Hakomari法 (箱守法 )：在二甲基亚砜 (DMSO) 溶液中，加入氢化钠，以碘甲烷进行甲基化反应。其 反应机理是二甲亚砜与氢化钠首先生成甲基亚磺酰阴 碳离子，然后在甲基亚磺酰阴碳离子的存在下进行甲 基化反应，由于亚磺酰阴碳离子具有强脱质子作用， 使苷中糖上的醇羟基脱氢，从而使全甲基化反应可以 迅速完成，二甲亚砜只起催化作用 : 七、糖链结构的测定 此法反应迅速、完全、无需特殊装置、可在室温下 连续反应，是目前最常用的全甲基化方法。但因在 反应中，所用二甲亚砜和 NaH均呈强碱性，故分 子中有酯键的苷类不宜用本法，而应采用 Kuhn改 良法进行全甲基化。 七、糖链结构的测定 (二 )波谱分析法 1．MS 法 主要利用 质谱中归属于有关糖基的碎片离子峰或 各种分子离子脱糖基的碎片离子峰，可对糖的连接顺 序作出判断。在 EI-MS中，由于苷类是非挥发性的， 常制备成全乙酰化物、全甲基化物或全三甲基硅醚化 物等进行测定。在它们的 MS谱中，常出现各种特征 性的糖基离子蜂．全乙酰化的单糖及低聚糖的特征性 碎片离子峰，这些特征峰的存在均可提示该糖处于糖 链的末端位置。 利用苷的 FD-MS谱或 FAB-MS谱，有时亦能确定 糖与糖之间的连接顺序。 七、糖链结构的测定 五、苷键构型的确定 糖与苷元之间的苷键及糖与糖之间的苷键属于缩醛 键，因而都存在有糖端基碳原子 的构型问题。确定苷键构型的方法主要有以下几种。 (一 )利用酶水解进行测定 如麦芽糖酶一般能水解的为α -苷键，能被苦杏仁苷 酶水解的大多为β -苷键。利用酶解法推断苷键构型 时需注意并非所有的α -苷键都能被苦杏仁苷酶所水 解。 (二 )利用 NMR谱法测定 1 利用端基质子的偶合常数 2 利用α -苷键和β -苷键的端基碳的化学位移差 别 3 利用 2D NMR谱 七、糖链结构的测定 一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 八、糖和苷的提取分离 第二章 糖和苷 一、提取 植物体内，苷类常与水解苷类的酶共存，因此在 提取时，必须抑制酶的活性，常用的方法是在中药中 加入 CaCO3,或用甲醇、乙醇或沸水提取，同时提取 过程中要尽量勿与酸或碱接触，以免苷类水解，如不 加注意，则往往提到的就不是原生苷。在提取时还必 明确提取的目的即要求提取的是原生苷、次生苷，还 是苷元，然后根据要求进行提取，因为其提取方法是 有差别的。 各种苷类，由于苷元的结构不同，所联接的糖也 不一样，很难有统一的提取方法，如用极性不同的溶 剂循极性从小到大次序提取，则在每一提取部分，都 可能有苷的存在。以下是最常用的提取方法。 八、糖及苷类的提取和分离 流程图 中 药 EtOH EtOH 提取物 减压回收 EtOH 浓缩物 石油醚提取 石油醚部分 残留物 （多为油脂） Et 2 O 或 CHCl 3 提取 Et 2 O 或 CHCl 3 残留物 提取物（苷元） EtOAc提取 EtOAc提取液 残留物 （含单糖苷或含糖较少的苷） n-BuOH提取 n-BuOH提取液（含糖较多的苷） 八、糖及苷类的提取和分离 二 、 分离方法 1 溶剂处理法 2 铅盐沉淀法 3 大孔树脂处理法 4 柱色谱分离法 八、糖及苷类的提取和分离 第三章 一、概述 二、苯丙酸衍生物 三、香豆素 Coumarin 第三章 苯丙素类 概念：苯丙素是天然存在的一类含有一个或几 个 C 6 -C 3 基团的酚性物质。常见的有苯丙烯、苯丙 酸、香豆素、木脂素等，广义的讲，黄酮类也是 苯丙素的衍生物。大多数的天然芳香化合物生源 由此而来。 取代方式：在苯核上常有羟基和烷氧基取代， 有时会有烷基取代。 生源：是由莽草酸（ shikimic acid)通过芳香 氨基酸（苯丙氨酸或酪氨酸）合成而来。 一、概 述 OH OH OH COOH O OH COOH NH 2 OH COOH OH COOH OH COOHOH OH COOHCH 3 O OH CH 2 OHCH 3 O OH COOH OH OH COOH Oglc OH O O OH CH 2 Oglc 莽莽 酸 酪酪 酸 对对对 桂 皮酸 阿 魏 酸 松松松 [O ] [甲对动 ] [H] 缩缩 缩缩 木木左 木木左 7-对对羟 豆 左 羟 豆 左 [H] 苯苯苯苯苯苯松苯 一、概 述 一、概述 二、苯丙酸衍生物 三、香豆素 Coumarin 第三章 苯丙素类 植物中存在的苯丙酸类成分主要是桂皮酸的衍生物。有四种羟 基桂皮酸在植物中是广泛存在的： 1 对羟基桂皮酸 R1= H R2=H （p-hydroxy cinnamic acid) 2 咖啡酸 （caffeic acid) OH H 3 阿魏酸 (ferulic acid) OCH 3 H 4 芥子酸 （ sinapic acid) OCH 3 OCH 3 至少还有六种桂皮酸衍生物，但较少见，如异阿魏酸 (isoferulic acid)、邻羟基桂皮酸(o-hydroxy cinnamic acid) 、 对甲氧基桂皮酸(p-methoxy cinnamic acid) 等。 COOH OH R1 R2 二、苯丙酸衍生物 苯丙酸类化合物常与不同的醇、氨基酸、糖或有机酸等结合成 酯存在，其中一些化合物还有较强的生理活性。 绿原酸（chlorogenic acid ） 绿原酸是3- 咖啡酰奎宁酸，存在于很多中药如茵陈、金银花 中，是其抗菌、利胆的有效成分。中华人民共和国药典一部 （2000 版）中收录的金银花，其含量测定方法是以绿原酸为对照 品进行 HPLC测定。同样，药典收录的复方制剂 “双黄连口服液 ”是 由金银花、黄芩和连翘组成的复方，其鉴别项中即以是否含的绿原 酸作为鉴别金银花的依据。除此以外，常见含有苯丙酸成分的中药 还有升麻( 含阿魏酸等) 、茵陈（含绿原酸）及川芎（含阿魏酸） 等 OH OH OH O HOOC OH OH O C 二、苯丙酸衍生物 一、概述 二、苯丙酸衍生物 三、香豆素 Coumarin 第三章 苯丙素类 香豆素是具有苯骈α -吡喃酮母核的一类化合物的总 称，在结构上可看作顺式邻羟基桂皮酸失水而成的内酯。 香豆素类化合物也广泛分布于植物界，只有少数来自动 物和微生物，在伞形科、豆科、芸香科、茄科和菊科等植物 中分布更广泛。其中被药典收载的有秦皮、白芷、独活、前 胡、菌陈、补骨脂等。 在植物体内，香豆素类化合物常常以游离状态或与糖结 合成苷的形式存在，大多存在于植物的花、叶、茎和果中， 通常以幼嫩的叶芽中含量较高。 OH COOH O O 顺顺 对 对桂皮 酸 羟 豆 左 1 2 3 4 5 6 7 8 三、香豆素 Coumarin 三、香豆素 (一 ) 香豆素的结构类型 前已述及，香豆素在植物体内是由桂皮酸经氧化、环合而成， 教材P111 给出了香豆素在体内的衍生过程，从图中可以看出，几 乎所有的香豆素都含有7- 氧取代基。同时7- 氧代使得6- 和8- 位电 子云密度增大，易于被亲电的异戊烯基进攻，从而在6- 或8- 位形 成 异戊烯基取代，并进一步环合成新的含氧环。 OOH O OOH O OOH O O O O OH O OO OH O O O OH O OO OH O O O O OO O O O O OO 伞伞槐内 酯 umbelliferone 7-norsuberosin osthenol (+) marmosin columbianetin 补 骨木 内 酯 psoralen 槐 椒内 酯 xanthyletin 白 芷内酯 angelicin 邪 蒿 内酯 seselin -3C [O] -H2O 据此，我们常把香豆素类化合物进一步分成下列几个类型： 1 简单香豆素：只在苯环上有取代基，常为羟基、甲氧 基、亚甲二氧基和异戊烯基等，其中7- 位总为含氧取代，6- 位和8- 位接异戊烯基较多。 ex. 广泛分布于被子植物各科如芸香科、菊科、茄科、豆 科等多种植物的七叶内酯( 亦称秦皮乙素，esculetin) 及其葡 萄糖苷七叶苷( 亦称秦皮甲素， esculin)，药理实验证实二者 均具有抗炎、镇痛和抗菌活性。 O HO HO O O O HO O O OH HO HO CH 2 OH Esculin Esculetin 三、香豆素 (一 ) 香豆素的结构类型 ex. 伞形科植物欧前胡 (尹波前胡 , Peucedanum osth ruthium)根状茎中 的王草质 (ostruthin)， 6位含有两个异戊 烯基的十碳链，该化合物具抗细菌和抗真 菌作用 简单香豆素一般在 7位接含氧取代基， 而异戊烯单元则存在于 6位或8 位。 O OCH 3 O 王 莽 木 ostruthin 三、香豆素 (一 ) 香豆素的结构类型 2 呋喃香豆素：苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋 喃环。成环后常伴随着失去3 个碳原子。分为线型 (linear)和角型(angular) 两种。 存在于豆科植物粉绿小冠花(Cornilla glauca)种子，补骨 脂(Psoralea corylilolia) 果实中的补骨脂内酯，是线型 呋喃香豆素，可作为皮肤科用药，有光敏作用，注射或 内服，再以长波紫外线或日光照射，可使受照射处皮肤 红肿，色素增加。适用于白癜风、牛皮癣及斑秃。在紫 外线存在时，可引起DNA 合成损伤。另外还具有止血、 抗菌等作用。 O O O 补 骨 木 内酯 psoralen 三、香豆素 (一 ) 香豆素的结构类型 存在于伞形科植物如牛防风的根和白芷属一些植 物果实中的茴芹内酯(pimpinellin) 是角型呋喃香豆 素，为结核菌抑制剂，可抑制结核分支杆菌的生长。 3 吡喃香豆素：苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合 而成2,2- 二甲基 -α- 吡喃环结构，形成吡喃香豆素。 也分为线型(linear) 和角型(angular) 两种。 O O O OMe MeO 茴 芹内酯 三、香豆素 (一 ) 香豆素的结构类型 存在于芸香科植物美洲花椒树皮、芸香根、柠檬根等 中的花椒内酯(xanthyletin) 具解痉作用，还有抗癌和抗菌 活性，体外对培养的人的宫颈癌Hela 细胞的抑制作用。该 化合物为线型吡喃香豆素。 存在于伞形科植物岩风和黄盔芹的根中的化合物黄盔 芹素(xanthogalin) 是一个角型吡喃香豆素，在吡喃环上还 接有一个异戊烯取代基，该化合物能使胆固醇引起动脉粥样 硬化的家兔的动脉压一时性下降和心率减慢，并有舒张血管 及解除外周血管和小肠痉挛的作用。 OO O O OO O OC 三、香豆素 (一 ) 香豆素的结构类型 4 其它香豆素：在α -吡喃酮环上有取代基。C3 、C4 上常有苯 基、羟基、异戊烯基等取代。 教材 P113 亮菌甲素：得自于白蘑科真菌假蜜环菌菌丝体，对胆道系 统的压力起到很好的调节作用，使胆汁能顺利地排出。对一 些胆道运动障碍的疾患、胆道内小的结石、胆管及胆囊的炎 症，能起良好的作用，临床效果良好。 海棠果内酯：得自藤黄科植物海棠果，具有抗炎活性，还 有抗关节炎作用。 逆没食子酸，又称鞣花酸，得自大戟科、胡桃科、蔷薇科等 多种植物，也常以游离态或结合态存在于许多植物的虫瘿或 叶子中，为止血剂，有兴奋子宫的作用，对妊娠8, 12, 16 天的小鼠，静脉注射1.2mg/kg 时，可增加流产的发生率。 三、香豆素 (一 ) 香豆素的结构类型 其中 4,7-二羟基香豆素易发生互变异构形成 2,7- 二羟基色原酮。 OO R OH OH OOH R O OH OOH R OH O 三、香豆素 (一 ) 香豆素的结构类型 1 性状 天然的香豆素多有完好的结晶，大多具香味。 小分子的香豆素有挥发性，能随水蒸气蒸出，并能升华。 但香豆素的苷则多无香味和挥发性，亦不能升华。 2 溶解度 游离香豆素一般不溶或难溶于水，可溶于沸水，易溶于 苯、乙醚、氯仿和乙醇等有机溶剂。 香豆素苷能溶于水、醇，难溶于乙醚、苯等低极性有机溶剂。 3 荧光 香豆素类在可见光下为无色或浅黄色结晶，在紫外光下可 见蓝色荧光。7- 位导入羟基后，荧光增强，甚至在可见光下 也能看到荧光。一般香豆素遇碱后荧光加强。7- 羟基香豆素 在8-位引入羟基，荧光则消失。 香豆素荧光与结构之间的关系尚不清楚。 三、香豆素 (二 ) 香豆素的理化性质 4 内酯性质和碱水解反应 O O COO- O OH- H + COO- O H + OH COOH OH - ，长长长 or 顺式 顺 对 对桂皮 酸 动 顺 反 式顺 对对桂皮 酸 UV 三、香豆素 (二 ) 香豆素的理化性质 顺式邻羟基桂皮酸不稳定，但一些特殊结构 的香豆素却能形成稳定的顺式邻羟基桂皮酸衍 生物。 O O O CH 3 O OMe H O O CH 3 O OMe COOH O O O CH 3 O OMe OH O CH 3 O OMe COOH 1 OH - 2 H + 1 OH- 2 H + 三、香豆素 (二 ) 香豆素的理化性质 5 显色反应 （1 ）异羟肟酸铁反应 --------内酯的显色反应 碱性条件下，香豆素内酯开环，并与盐酸羟胺缩合 成异羟肟酸，再在酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显 红色。 （2 ）与酚类试剂的反应 具有酚羟基，可与FeCl 3 试剂产生颜色反应； 若酚羟基的对位未被取代，或6- 位上没有取代，其 内酯环碱化开环后，可与 Gibb’s试剂、 Emerson试剂反 应。机制如下： O O OH COONa HONH 2 . ClH O H N H OHO O H N H OO Fe Fe 3+ H + C C 1/3 ( 绛 色 ) 三、香豆素 (二 ) 香豆素的理化性质 Gibb’s反应：符合以上条件的香豆素乙醇溶液在弱 碱条件下， 2,6-二氯( 溴）醌氯亚胺试剂与酚羟基对位 活泼氢缩合成蓝色化合物。 Emerson反应：符合以上条件的香豆素的碱性溶液 中，加入 2%的 4-氨替比林和 8%的铁氰化钾试剂与酚 羟基对位活泼氢缩合成红色化合物。 OH H O N Br Br Cl ON Br Br -O ON Br Br O+ pH 9~10 OH H N N NH 2 CH 3 CH 3O K 3 Fe(CN) 6 N N N CH 3 CH 3O O + [O] 酪对 氨 氨氨氨 （ 绛 色） 三、香豆素 (二 ) 香豆素的理化性质 一般利用香豆素的溶解性、挥发性及具有内酯结构的 性质进行提取分离。 1 系统溶剂法： 常用PE, 苯 ,乙醚 ,EtOAc,丙酮和甲醇依次萃取。 2 水蒸气蒸馏法： 适用于具有挥发性的小分子香豆素。 3 碱溶酸沉法： 香豆素类化合物多呈中性或弱酸性，所以常与中 性、弱酸性杂质混在一起。可利用内酯遇碱能开环溶解， 加酸又环合沉淀的特性加以分离。 4 色谱分离法： 三、香豆素 (三 ) 香豆素的提取分离 1 紫外光谱 香豆素 274nm 284nm 311nm (苯环引起) ( α, β -不饱和内酯引 起) 黄酮 250~285nm 304~350nm (苯甲酰系统引起) ( 桂皮酰系统引起) 2 红外吸收光谱 香豆素的红外吸收和α -吡喃酮相似。与芳环共轭的 α -吡喃酮的羰基多位于ν1695~1725 cm -1 ，与羰基共轭 的双键峰多位于1625~1640 cm -1 ，C1 位氧原子所形成的 C-O键的吸收多位于1260~1280 cm -1 。另外，由于具有芳 环结构，故在1500~1600 和700~900 cm -1 之间有苯环的 特征吸收峰。如果有羟基取代，则在3200~3600 cm -1 有羟 基的特征吸收峰。 三、香豆素 (四 ) 香豆素的波谱学特征 3 质谱 有较强的分子离子峰，基峰通常是失去CO的苯并呋喃离 子。 香豆素类化合物的质谱图中都有连续脱CO的碎片离子 峰。含氧取代基越多，脱 CO的峰越多。 7-甲氧基香豆素的分子离子峰是基峰，由于具有甲氧基， 因此形成了[M-CO-CH 3 ] + 峰。 O O O - CO + + 146 (76) 118 (100) O O O C 8 H 8 O+ O O O C 6 H 5 + - CO M+ 176 (100) 148 (82) CH3O CH3O . . ++ - CO 120 (8) -CH3 . + 133 (83) - CO + 105 (12) - CO 77 (27) 三、香豆素 (四 ) 香豆素的波谱学特征 4 核磁共振谱 受内酯羰基吸电子共轭效应影响，3-,6-,8-H 信号位于较 高场，4-,5-,7-H信号位于较低场。 7-位有氧取代时，由于其供电子共轭效应，使得C-3 的电 子云密度增大，3-H 的化学位移向高场位移。 7-氧代，8- 烷基取代的香豆素 与 7-氧代，6- 烷基取代的 香豆素，利用两个芳香质子的信号是可以区别的，如下表示： O O 3 6 8 4 5 7 三、香豆素 (四 ) 香豆素的波谱学特征 5-H 6-H 8-H 峰形 J 7-氧代， 8-烷基取代 ~7.3 ~6.8 d 9Hz 7-氧代， 6-烷基取代 ~7.2 ~6.7 s 因此，用此法可以区别角型香豆素与线型 香豆素。 另外，香豆素类化合物的 1 HNMR谱中也 能观测到许多远程偶合信号。 五 香豆素的生理活性 O O O H H H O O O H H H 4 5 8 5 6 3 ' 三、香豆素 (四 ) 香豆素的波谱学特征 第四章 第四章 醌类化合物 一、概述 二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质 四、蒽醌类化合物的提取与分离 五、醌类化合物的光谱特征 一、概 述 醌类化合物是一类在自然界分布广泛的化合物，它 包括醌类及容易转变为具有醌类性质的化合物。 醌类化合物主要存在于高等植物的蓼科、茜草科、 鼠李科、百合科、豆科等科属以及低等植物地衣类和 菌类的代谢产物中。是许多天然药物如大黄、何首 乌、虎杖、决明子、芦荟、丹参等药材的有效成分。 醌类化合物具有多方面的生理活性，如致泻、抗 菌、利尿和止血等，还有一些醌类化合物具有抗癌、 抗病毒、解痉平喘等作用，是一类很有前途的天然药 物。 从结构上讲，醌类化合物可分为苯醌、萘醌和蒽醌 等。其中蒽醌及其衍生物种类较多，生理活性也较广 泛。 第四章 醌类化合物 一、概述 二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质 四、蒽醌类化合物的提取与分离 五、醌类化合物的光谱特征 一苯醌类（ benzoquinones) 有邻苯醌和对苯醌两种 天然的多为对苯醌 常见的取代基为 OH，OMe Me和烷基等 对苯醌 邻苯醌 较简单的对苯醌多为黄色或橙黄色结晶，能随水蒸气 蒸馏，常有令人不适的臭味，对皮肤和粘膜有刺激 性，易被还原成相应的对苯二酚。 中草药中含有对醌衍生物的种类不多。 O O O O 二、结构类型 对苯醌是黄色晶体，熔点115.7℃，能随水蒸气 蒸出，具有刺激性臭味，有毒，能腐蚀皮肤，能溶 于醇和醚中。对苯醌很容易被还原成对苯二酚。 如将对苯醌的乙醇溶液和无色的对苯二酚的乙醇 溶液混合，溶液颜色变为棕色，并有深绿色的晶体 析出。这是一分子对苯醌和一分子对苯二酚结合而 成的分子配合物，叫做醌氢醌，它的构造式表示如 下： 在醌氢醌溶液中插入一铂片，即组成醌氢醌电 极，这个电极的电位与溶液中的氢离子浓度有关， 可用于测定溶液的氢离子浓度。 O O O O H H 二、结构类型 一些带有较高级直链烃基侧链的对醌衍生物有驱除肠内寄生虫 的作用，如白花酸藤果和木桂花果实的驱绦虫有效成分证明是信筒 子醌(embellin) 。 泛醌类(ubiquinones) 是一类广泛存在于自然界包括微生物、 高等植物和动物体中，能参与细胞的基本生化反应，主要作用在于 氧化磷酰化反应中的电子传导，是生物氧化反应中的一种辅酶，又 称辅酶 Q类（coenzymes Q ）。自然界存在的是辅酶 Q 6 ---Q 10 ， 其同系物已全部合成制得，治疗某些血液疾病和肌肉疾病。 一些霉菌的代谢产物中，亦曾发现的对苯醌的存在，例如具有 强烈抗菌作用的夫霉醌(fumigatin)，是得自霉菌Aspergilus fumigatus培养液中的一种抗菌素。 O O OH OH (CH 2 ) 10 CH 3 O O CH 3 O (CH 2 CH=C(CH 3 )CH 2 ) CH 3 CH 3 O H O O CH 3 OH OMe n embellin coenzymes Q fumigatin 二、结构类型 --苯醌 二 萘醌（ naphthoquinones) 有三种可能结构，但天然的萘醌仅有α -萘醌 中药中的萘醌多带有羟基，多呈橙色至黄色。一些化合 物具有较强的生理活性。 胡桃醌( juglone) 存在于核桃未成熟的果 皮（青皮）中，有抗出血的活性，共存的其 几种还原衍生物，都有抗菌的生物活性，如 α -氢化胡桃醌及其4- 葡萄糖苷等。 O O O O O O α (1,4) β (1,2) amphi (2,6) O O OH OH O OH O 二、结构类型 --萘醌 指甲花醌(lawsone) 得自指甲花的叶， 其甲醚存在于凤仙花的花中，具有强烈 的杀霉菌作用。 柿树的新鲜根中含有多种萘醌的衍 生物包括蓝雪醌(plumbagin) ，7- 甲基胡桃醌和一些萘 醌的二聚物和四聚物。其中蓝雪醌有刺激性臭气，并能 刺激皮肤发泡，为一种植物抗菌素，曾供临床静脉给药 以治疗葡萄球菌感染所引起的疖和痤疮。 O O OH O O OMe O O CH 3 OH O O OMe OH CH 3 O OOH CH 3 O O OH CH 3 plumbagin 7-methyl-juglone 马 槐米米 (mamegakinone) 二、结构类型 --萘醌 也有不含羟基的萘 醌衍生物，维生素 K类即是一例。例如维 生素K 1 和 K 2 。 维生素K1和K2的差别只在于侧链有所不同(K 1 n=3,K 2 n=2)，维生素K1为黄色油状液体，维生素K2为黄色晶体。维生 素K1和K2广泛存在于自然界中，绿色植物（如苜蓿、菠菜 等）、蛋黄、肝脏等含量丰富。维生素K1和K2的主要作用是能 促进血液的凝固，所以可用作止血剂。 在研究维生素K1和K2及其衍生物的化学构造与凝血作用的 关系时，发现2-甲基-1，4-萘醌具有更强的凝血能力，称之为 维生素K3，可由合成方法制得。 O O CH 3 Hn 二、结构类型 --萘醌 O O CH 3 维生素K3为黄色晶体，熔点105-107℃，难溶于 水，可溶于植物油或其它有机溶剂。由于维生素K3是 油溶性维生素，故医药上用的是它的可溶于水的亚硫 酸氢钠加成物。 三菲醌 如中药丹参根中所含多种化合物都是菲醌的衍生 物，包括邻菲醌和对菲醌两种。 O O O R OH O O CH 2 OH 丹丹 酮 II A R=H 丹丹 酮 II A 磺酸磺 顺 R=-SO 3 Na 丹丹 新酮 甲 二、结构类型 --萘醌 丹参中的醌类化合物多为橙色、红 色至棕红色的结晶，少数为黄色。具有抗 菌及扩张冠状动脉的作用，是中药丹参的 主要有效成分，总丹参酮可用于治疗金黄 色葡萄球菌等引起的疖，痈，蜂窝组织 炎、痤疮等疾病。由凡丹参酮 IIA制得的 丹参酮 IIA磺酸钠注射液可增加冠脉流 量，临床上治疗冠心病、心肌梗塞有效。 二、结构类型 --菲醌 四蒽醌 (anthraquinones) 蒽醌是广泛存在于植物界的一种色素，是许 多中药如大黄、何首乌、虎杖等的有效成分。目前 已经发现的蒽醌类化合物近200 种，主要分布于高 等植物中，其他则主要存在于真菌及地衣类中，在 动物及细菌中也偶有发现，而且在真菌、地衣和动 物中存在的蒽醌类化合物的结构也往往比较特殊， 这类化合物具有多方面的生理活性，是醌类化合物 中最重要的一类物质。 在植物中的蒽醌衍生物主要分布于根、皮、 叶及心材，也可在茎、种子、果实中。多和糖结合 成苷，或以游离态存在。 二、结构类型 --蒽醌 植物中蒽醌衍生物种类较复杂，包括蒽醌衍生物 及其不同程度的还原产物：蒽醌，氧化蒽酚，蒽酚， 蒽酮及蒽酮的二聚体。其中大黄素型是分布最广泛的 一种蒽醌化合物。 O O O OH OH O [O] [H] [H][O] Sn, HCl 还还 互互 蒽米 脱动蒽氧 蒽酮 蒽氧 二、结构类型 --蒽醌 一 单蒽核类 蒽醌及其苷类 天然蒽醌以9,10- 蒽醌最为常见。 1,4,5,8位为α位 2,3,6,7位为β位 9,10位为meso 位，又叫中位 植物中存在的蒽醌类成分多在蒽醌母核上有不同数目的羟基 取代，其中以二元羟基蒽醌为多，在β位多有一个甲基、羟 甲基、甲氧基、醛基或羧基取代，个别蒽醌化合物还有两个 碳原子以上的侧链取代。可呈游离形式或与糖结合成苷的形 式存在于植物体内。 蒽醌的结构类型有一定的规律性，根据羟基在蒽醌母核上的 分布状况不同，将羟基蒽醌分为两类：大黄素型和茜素型。 O O 1 2 4 5 7 8 9 10 二、结构类型 --蒽醌 大黄素型：羟基分布于两侧苯环上，多呈黄色。许多重 要的中药如大黄、决明中有致泻作用的1,8- 二羟基蒽醌 衍生物均属于这一类型。以下五种大黄素型羟基蒽醌在 中药中分布比较广泛。 羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖、鼠李糖结合成苷，有 单糖苷，也有双糖苷，如 O O OR 1 OR 2 CH 3 O O O OH CH 3 Glu MeO Glu O O OH OH R1 R2 大左 氧大 大糖苷 glu H 大左 氧 -1-O-β H glu -D-大大糖苷 R1 R2 大左 左 甲 大 -8-O-β -D-龙龙龙糖 R1 R2 大 左氧 H CH 3 大 左左 OH CH 3 大 左左甲大 OCH 3 CH 3 芦 荟 大 左左 H CH 2 OH 大 左酸 H COOH 二、结构类型 --蒽醌 (2) 茜素型：羟基分布于一侧苯环上，颜色较深，多呈橙黄色至橙 红色。种类较少，最重要的中药是茜草。茜草的根能止血、活 血，主治咳嗽、痰中带痰以及风湿性关节炎。从茜草根分离得到 茜草素及其冬绿糖苷－－茜草苷、羟基茜草素、伪羟基茜草素等 多种蒽衍生物，其中茜草素是重要的天然染料之一。在低年生茜 草根中多以苷的形式存在，而在多年生的茜草根中主要以游离苷 元的形式存在。 O O OH R1 R2 R3 O O OH O O OH OH OH O C H 2 OH OH OH O 茜莽 左 OH H H 对对茜莽左 OH H OH 伪 对对茜莽左 OH COOH OH R1 R2 R3 二、结构类型 --蒽醌 2 氧化蒽酚衍生物 蒽醌在碱性溶液中可被锌粉还原生成氧化蒽酚及 其互变异构体蒽二酚。 氧化蒽酚及蒽二酚不稳定，氧化蒽酚易氧化为蒽 酮（或蒽酚），蒽二酚易氧化为蒽醌，故较少存在于 植物体中。 O O Zn OH- O OHH OH OH 二、结构类型 --蒽醌 3 蒽酚和蒽酮衍生物 蒽醌在酸性条件被还原，生成蒽酚及其互变异构 体－－蒽酮。 蒽酚或蒽酮的一些羟基衍生物可以游离态或结合 成苷类存在于一些植物性泻药中，往往是和相应的羟 基蒽醌衍生物共存。一般含量比较少，因为这类成分 可以缓缓被氧化成蒽醌类成分，故该类衍生物一般存 在于新鲜植物中。 O O OH O Zn HCl 蒽米 蒽氧 蒽酮 二、结构类型 --蒽醌 对药用大黄根中各种蒽衍生物追踪一年的研究证明，蒽衍生 物的总含量约为3.1 ％。蒽醌化合物和蒽酮之间的含量比随季节 而变化，所有蒽衍生物在夏天多以蒽醌（氧化型）存在，而冬季 则以蒽酮（还原型）存在，其间转化时间约三周。在蒽 酮、蒽酮 单糖苷、双糖苷之间的相对含量也有一循环变化，其间转换的条 件是外界的温度。 另外，大黄药材中含有的五种主要的羟基蒽醌类成分，其相 应的蒽酚衍生物都可能存在于新鲜的大黄根茎中。但贮存三年以 上的大黄，就不再检出这些蒽酚类成分了。 再如新鲜的虎杖根中存在少量大黄酚蒽酚，是以苷的形式存 在的，但在生长三年以后的根中，此种蒽酚特别是苷的形式显著 减少。 但是，如果蒽酚衍生物的 meso位羟基与糖缩合成苷，则性 质比较稳定，只有经过水解，除去糖才容易被氧化为蒽醌衍生 物。大黄和鼠李皮等中都含有此种蒽酚苷类，只是不易提纯，研 究起来较难 二、结构类型 --蒽醌 柯桠素(chrysarobin) 是大黄酚的还原产物， 是剧烈的泻药，但少实用，一般作外用药，对治 疗各种皮肤病有较好效果，但对皮肤刺激性太 大，应用时要小心。 4 C-糖基衍生物 : 是蒽醌的碳苷，即糖作为侧链 通过C-C 键直接与蒽环相连。例如芦荟致泻的主要有效成 分芦荟苷(barbaloin) 即属此类化合物。 OH OH CH 3 OH O OH CH 3 OH O CH 2 OH OH OH OH OH OHO CH 2 OH CH 3 二、结构类型 --蒽醌 小知识：芦荟简介 芦荟的起源与发展 芦荟（ Aloe） , 原产于非洲或地中海干燥地区， 性寒味苦，入心、肝、脾径，是一种集医药医疗、美 容化妆、保健护肤、食用和观赏功能为一体的经济作 物 ,百合科芦荟属多年生常绿多肉质草本植物。 芦荟的药理作用及应用 目前，芦荟的应用主要集中在三个方面：化妆 品、保健食品和药品。在芦荟产业发展过程中，发展 最快、最易被消费者接受的是芦荟化妆品。 一、杀菌作用 二、润湿美容作用 三、抗衰老作用 四、防晒作用 五、健胃下泄作用 六、免疫与再生作用 七、防虫、防腐作用 八、防臭作用 二 双蒽核类 1 二蒽酮衍生物 可看作是两分子的蒽酮脱去一分子氢后相互结合而成。又 分为中位连接(C10-C10 ’)和α位(C1-C1 ’或 C4-C4’)相连。 这类物质多为黄色结晶，多以苷的形式存在，若催化加氢还原 则生成二分子蒽酮，用三氯化铁氧化则生成二分子蒽醌。 最重要的二蒽酮类化合物是从番泻叶中得到的番泻苷 A,B,C,D. O O H H O O 中中 二蒽 酮 α 中 二蒽 酮 二、结构类型 --蒽醌 番泻叶中含蒽衍生物约1.5 ％，主要成分为番泻苷A ～D ，以 及大黄酸葡萄糖苷和大黄酚等。其中番泻苷A 和 B互为异构 体，水解后均生物二分子葡萄糖和一分子苷元，其苷元是由 二分子大黄酸蒽酮通过C 10 － C 10’ 相互结合而成，苷元A 为反 式排列，苷元B 为顺式排列。从其结构可知其苷均有旋光性， 而苷元则无旋光性。其苷经铂的催化加氢反应，可生成二分 子大黄酸蒽酮葡萄糖苷，苷元被铬酸氧化可生成 两分子大黄 酸。 O OHO OO OH COOH COOH glc glc H H O OHO OO OH COOH COOH glc glc H H sennoside A sennoside B 二、结构类型 --蒽醌 O OHO OO OH COOH COOH glc glc H H O OHOH OOH OH COOH COOH H H O OHO COOH glc O OHOH COOH O H+, H 2 O Pd H2 CrO 3 番番 苷 A 番番 苷 番 A 大左 酸 蒽酮 大 大糖苷 大左 酸 2 2 二、结构类型 --蒽醌 番泻苷 C和番泻苷D 也是一对同分异构体，均由一 分子大黄酸和一分子芦荟大黄素的蒽酮衍生物通过C 10 - C 10 键结合而成，其中苷C 为反式，苷D 为顺式。二者的 苷和苷元均有旋光性。 国产大黄中含番泻苷类约0.87 ％，主要是苷A 和 B，是 大黄泻下作用最有效的有效成分，泻效最强。大黄中的 大黄酸葡萄糖苷的泻下作用只有番泻苷类的三分之一， 而其他的蒽醌苷类泻效很微弱，苷元的作用更弱。 O OHO OO OH CH 2 OH COOH glc glc H H O OHO OO OH CH 2 OH COOH glc glc H H sennoside C sennoside D 二、结构类型 --蒽醌 现在已知道，大黄泻下作用的有效成分不 下 20余种，在体内真正起泻下作用的物质是 大黄中的番泻苷 A受大肠内细菌作用的还原产 物，但不是番泻苷元，而是大黄酸蒽酮或其 8- 葡萄糖苷。但这仍不能完全代表大黄的泻下效 力。实验证明，番泻苷 A泻下作用的 ED 50 比大 黄粉或浸膏泻下作用的 ED 50 要大得多，即使以 番泻苷 A加上蒽醌苷的泻下作用的 ED 50 也比大 黄粉要大，可见大黄中还有起协同作用的物质 或其它泻下作用较强的物质存在。 近来，大黄对肾功能的药理和临床作用 受到重视，研究表明，大黄提取物能有效地延 缓慢性肾衰的进展，同时发现大黄酸治疗糖尿 病肾病，大黄素治疗尿毒症均有良好的疗效。 二、结构类型 --蒽醌 2 萘骈二蒽酮衍生物： 金丝桃属某些植物如贯叶连翘、小连翘中含有的金 丝桃素(hypericin) 、假金丝桃素(pseudohypericin) 均 为萘骈二蒽酮衍生物， O OHOH CH 3 OOH OH CH 3 OH OH O OHOH CH 3 OOH OH CH 2 OH OH OH hypericin pseudohypericin 二、结构类型 --蒽醌 金丝桃属(Hypericum Linn) 归于金丝桃科 (Guttiferae)，约有400 余种，是温带分布植物。我国有55 种，8 亚种，全国均有分布，但主要分布于西南地区，国外的 该属植物分布于世界各地。 金丝桃素和假金丝桃素是金丝桃属植物中最具代表性的活 性物质，金丝桃素首次由Dietrich 于1891 年分离得到，由 S. Czerny于 1911年命名为hypericin 。大约在1950~1951 年 间最终确定其结构为4,4`,5,5`,7,7`- 六羟基 -2,2`-二甲基 -萘 骈二蒽酮。该化合物为蓝黑色针状结晶，不溶于多数有机溶 剂，易溶于吡啶或其他有机胺类呈橙红色并带红色荧光。可溶 于碱性水溶液，在低于pH 11.5时呈红色溶液，高于此值时则 为绿色溶液而带红色荧光。金丝桃素和假金丝桃素存在于多种 金丝桃属植物中，以贯叶连翘中含量居多。 抑郁症是三大精神疾病之一，贯叶连翘很早在欧洲被用于 镇静、抗抑郁及其他中枢神经系统疾病。研究表明，在金丝桃 科中普遍存在的一些 xanthone类化合物能抑制A 型和 B型单胺 氧化酶，增加中枢神经系统的神经递质浓度。德国于1991 年6 月上市了一个以金丝桃素为标准的新的抗抑郁药。 二、结构类型 --蒽醌 目前国际上对金丝桃属植物的兴趣，很大 程度上是由于金丝桃素和假金丝桃素的抗病毒 作用。研究表明，两种化合物在体外强烈地抑 制各种逆转录病毒，包括人免疫缺陷病毒 (HIV)，有报道认为金丝桃素在细胞内的 HIV- 1抑制作用是由于与其感染细胞中残留和毒粒 成分相结合所致，是一种有杀病毒作用的药 物。 二、结构类型 --蒽醌 第四章 醌类化合物 一、概述 二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质 四、蒽醌类化合物的提取与分离 五、醌类化合物的光谱特征 一物理性质 1 性状： p 149 颜色 : 与助色基的多少有关 形态： 2 升华性： 游离蒽醌具有升华性，常压下加热可升华而不分 解。 如： 大黄酚与大黄酚甲醚的升华温度在124 °C 芦荟大黄素 185 °C 大黄素 206 °C 大黄酸 210 °C 一般升华温度随酸度的增强而升高 三、醌类化合物的理化性质 3 溶解度： 苷元：通常可（易）溶于苯、乙醚、氯仿，在 碱性有机溶剂如吡啶 、 N-二甲基甲酰胺中溶解度也 较大，可溶于丙酮、甲醇及乙醇，不溶或难溶于 水。 蒽苷：极性较大，易溶于甲醇及乙醇，也能溶 解于水，在热水中更易溶解，但在冷水中溶解度较 小，几乎不溶于乙醚、苯、氯仿等溶剂。 蒽醌的碳苷：在水中的溶解度很小，难溶于亲 脂性有机溶剂而易溶于吡啶中。 二化学性质 1 酸性 醌类化合物因分子中酚羟基的数目及位置不 同，酸性强弱有一定差别。 三、醌类化合物的理化性质 (1) 苯醌和萘醌的醌核上的羟基酸性类似于羧基； (2) 萘醌和蒽醌的苯环上的羟基酸性：β -羟基 >α -羟基 β -羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强，能溶于 Na2CO3溶液 中。尤其是热溶液中。 α -羟基的酸性很弱(pKa 11.5) ，不但比苯酚的酸性弱， 而且不及碳酸第二步解离的酸性(pKa 2 10.3),因此不能溶解 于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中。 羟基数目增多，酸性也增强。羟基蒽醌的酸性随羟基数目的增 加而增加，无论是α - 位或β -位有羟基，其酸性都有一定程 度的递增 。 如： α- 羟基的酸性很弱(pKa 11.5) ，而1,4- 与1,5- 二 羟基蒽醌 O O OH O O O H O O O .. - 三、醌类化合物的理化性质 虽各自能形成氢键，但酸性仍有增加(pKa 分别为 10.4和 9.5)。1,8- 二羟基蒽醌因两个羟基只能与同一个羰基形成氢 键，酸性增加很多(pKa 8.1), 较碳酸的K 2 高出约百倍，所以 大黄酚能溶于沸 Na 2 CO 3 水溶液中。 在β系中，2,6- 二羟基蒽醌(pKa 6.1) 的酸性和碳酸的 K 1 属同一数量级，所以1,3,6,8- 四羟基蒽醌可溶于 NaHCO 3 水溶液中，类似羧酸的性质。 但是，处于邻位的二羟基蒽醌其酸性比只有一个羟基蒽 醌的酸性还弱，这是由于相邻酚羟基缔合的影响。如茜草素 (pKa 1 8.2, pKa 2 11.9). O O OH OH OHOH O O O O OH OH 三、醌类化合物的理化性质 因此，游离蒽醌的酸性强弱顺序为： 含 COOH > 含2个以上β -羟基 >含 1个β -羟基 >含2个以上α -羟基 > 含 1个α -羟基 可溶于Na 2 HCO 3 可溶于 Na 2 CO 3 可溶于 1%NaOH 可溶于 5%NaOH 2 颜色反应 : 取决于其氧化还原性质以及分子中的酚羟基的性质。 (1) Feigl反应 ----醌的通性，所有具醌核的化合物均可反应。 方法、机理：见书 150页 三、醌类化合物的理化性质 (2)无色亚甲蓝显色试验 ----可区别蒽醌与苯醌萘醌 苯醌和萘醌因醌核上有活泼质子，可反应，而 蒽醌无。 (3)与碱的反应 (Borntr?ger反应 ----可区别含羟基的蒽醌与蒽酚衍生物 反应、机理、应用：见书 151 页。 该反应是检识中药中羟基蒽醌类成分存在的最 常用的方法之一。对羟基蒽醌的结构判定也有一 定的辅助作用。 如有以下规律： 三、醌类化合物的理化性质 单羟基者呈色较浅，多为红－橙色； 非相邻双羟基多呈红色（ 1,5- 1,8-)，但 1,4-二羟基呈紫色； 相邻双羟基多为蓝色 (1,2-)； 多取代基在同一环上，在碱液中易氧化， 会逐渐变色，如 1,2,3,-三羟基蒽醌颜色从红 棕经红紫再变绿。 表 羟基蒽醌的 (Borntr?ger反应） 三、醌类化合物的理化性质 游离蒽醌化合物 颜色 紫外最大吸收 1-羟基 红 500 2-羟基 橙－红 478 1,2-二羟基 紫－蓝 576 1,3-二羟基 红 485 1,4-二羟基 紫 560 1,5-二羟基 红 496 1,8-二羟基 红 513 1,2,3-三羟基 绿 668 1,2,4-三羟基 紫－红 544 1,4,5-三羟基 紫 561 1,4,5,8-四羟基 蓝 630 三、醌类化合物的理化性质 (4)与活性次甲基试剂的反应 ----可区别蒽醌与苯醌萘醌 反应、机理、应用：见书 151 页。 (5)与金属离子的反应 ----可初步鉴定蒽醌的取代情况 机理：见书 151 页 常用0.5 ％醋酸镁的乙醇溶液，可根据结果初步判断取代情 况： A. 母核中只有一个α -或β -酚羟基，或有两个β -酚羟基但不 在同一环上，呈黄橙色至橙色。 α -羟基蒽醌 anthraflavic acid O O OH OH O O OH 三、醌类化合物的理化性质 B. 邻位酚羟基的蒽醌，呈紫色－蓝紫色。 茜草素 没食子蒽醌 C. 对位二酚羟基蒽醌，呈紫红色－紫色。 quinizarin islandicin catenarin O O OH OH OH O O OH OH O O OH OHOH CH 3 O O OH OH O O OH OH OH CH 3 三、醌类化合物的理化性质 D. 每个苯环上各有一个α -酚羟基，或含有间位二羟基 者，呈红色至红色。 anthrarufin 大黄酸 对亚硝基二甲基苯胺反应：羟基蒽酮类化合物，尤其是 1,8-二羟基蒽酮衍生物，当9 位或10 位未取代时，能 与0.1% 的对亚硝基二甲苯胺的吡啶溶液反应而呈 色。 由于蒽酮化合物酮基对位的次甲基上的氢很活 泼，易与对亚硝基二甲基苯胺上的亚硝基氧原子脱去 一分子水，缩合成共轭体系较长的有色化合物。其颜 色可为紫红、绿、蓝以及灰、 O O OH OH COOH O O OH OH 三、醌类化合物的理化性质 亮红、紫等，随分子结构而不同。此反应不仅可用于蒽酮类化 合物的定性检查，而且还可用于微量测定。 本反应不受蒽醌类、黄酮类、香豆素类、糖类及酚类的干 扰。 OH OHO CH 3 N(CH 3 ) 2 NO OH OHO CH 3 N N(CH 3 ) 2 OH OHO CH 3 N N(CH 3 ) 2 + - + 三、醌类化合物的理化性质 一、概述 二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质 四、蒽醌类化合物的提取与分离 第四章 醌类化合物 五、醌类化合物的光谱特征 一 提取方法: 一般选用甲醇或乙醇为溶剂，可同时将游离态和 成苷的蒽醌类化合物从药材中提取出来，浓缩后再依 次用有机溶剂提取（多用索氏提取法），可根据极性 大小不同进行初步分离（如将苷和苷元分开）。 对于多羟基蒽醌或具有羧基的蒽醌（如大黄 酸），在植物体内多以盐的形式存在，难以被有机溶 剂溶出，提取前应先酸化使之游离。 二 分离方法： 1 蒽醌苷类和游离蒽醌衍生物的分离：用分步提取法（如 前述） 2 游离蒽醌衍生物的分离：可选用分步结晶法、梯度pH萃 取法或层析法进行。 梯度pH萃取法是分离游离蒽醌衍生物的经典方法： 四、醌类化合物的提取和分离 1. 原理 2. 局限性 性质相似，酸性差别不大的混合物不适用 3. 有些蒽酮虽然存在酚羟基，但在稀碱溶液 中较相应的蒽醌难溶，如大黄酚蒽酮 -9，故蒽醌衍生 物的苯提取液用极稀的 NaOH液萃取，可除去蒽醌而使 蒽酮留在苯液中。 示例 色谱法在蒽醌苷元分离中的应用： 一般先用经典方法（如梯度 pH萃取）对其进行初步 分离，再结合柱色谱法或制备性 TLC法作进一步的分 离，多用硅胶吸附色谱，而氧化铝一般不用，也常用 聚酰胺作为柱色谱的填料。 四、醌类化合物的提取和分离 萱草根乙醇提取浓缩液 乙醚 残渣(蒽苷类) 乙醚液(游离蒽醌苷元) 5% NaHCO 3 萃取 乙醚层 水溶液 5%Na 2 CO 3 萃取 HCl 酸化 水溶液 乙醚液 橙红色沉淀 酸化 1% NaOH 萃取 EtOH-Py 重结晶 黄色沉淀 浅黄色沉淀沉淀 （决明蒽醌） （大黄酸） 乙醚液 NaOH 液 浓缩 酸 化 金黄色结晶 橙黄色结晶 乙醚液 (大黄酚) （决明蒽醌甲醚） （含β-谷甾醇） OOH CH 3 O OMe OH O OHOH O COOH OOH O CH 3 OMe OMe O OHOH O CH 3 四、醌类化合物的提取和分离 3 蒽醌苷的分离： 较苷元的分离困难，一般先用铅盐法或溶剂法除去大部分 杂质，制得较纯的总苷后，再进一步用聚酰胺、硅胶或葡聚糖 凝胶柱色谱反复分离纯化。 应用聚酰胺色谱法及葡聚糖凝胶柱色谱法对蒽醌苷的分离 均能取得良好的效果。如 大黄药材粗粉 70％甲醇提取 提 取 液 LH-20 葡聚糖凝胶柱色谱 70％甲醇洗脱 分段收集 二蒽酮苷 蒽醌二葡萄糖苷 蒽醌单糖苷 游离苷元 (sennoside A~D) 分子量 由大至小依次洗脱 四、醌类化合物的提取和分离 一、概述 二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质 四、蒽醌类化合物的提取与分离 五、醌类化合物的光谱特征 第四章 醌类化合物 一、蒽醌类化合物的紫外光谱特征 羟基蒽醌有五个吸收峰，分别由苯样结构和醌样结构引起 A部分有苯甲酰基结构，可给出252 及325nm 的强峰和中强峰 B部分具有醌样结构，可给出272 及405nm 的吸收峰 除此以外，在230nm 处有一强吸收峰 因此共有五峰 峰 1 ~230nm 峰 2 240~260nm (A) 峰3 262~295nm (B) 峰4 305~389nm (A) 峰 5 >400nm (B中的羰基引起） O O O O A B 五、醌类化合物的光谱特征 与结构的关系 峰 1与结构中羟基数目有关，羟基越多， 位置越偏长波方向（ P155表 4-1）。具体波长 与羟基位置 (αβ )无关，但强度主要取决于 α 羟基的数目。 峰 3的峰位和强度主要受β酚羟基的影 响， β酚羟基能够通过蒽醌母核向羰基供电， 使该峰红移，强度亦增强。一般蒽醌母核上具 有β酚羟基则峰 3吸收强度均在 4.1以上，若低 于此值，表示无β酚羟基。 峰 5主要受α羟基影响， α羟基数目越 多，λ max 红移就越多（见书 P156表 4－ 2） 五、醌类化合物的光谱特征 二、蒽醌衍生物的红外光谱特征 主要是苯环、羰基和羟基的特征。 一般范围： 羟基 ν OH 3600～ 3100 cm -1 羰基 ν C＝O 1675～ 1653 cm -1 苯环 ν Ar 1600～ 1480 cm -1 五、醌类化合物的光谱特征 与结构的关系 1 羰基的共振频率与α羟基的数目有关 2 羟基频率与结构的关系 α羟基因与相邻的羰基缔合，吸收频率移至3150cm -1 以下，多与 不饱和 C－ H伸缩振动频率相重叠 Β羟基振动频率较α羟基高得多，在3600~3150cm -1 之间，若只 有一个，则大多在3300~3390 cm -1 间有一个峰。若有多个， 则3600~ 3150cm -1 之间可能有两上或多个峰。 α OH 数 蒽醌类型 游离 C=O 频率 缔合 C=O 频率 C=O 频率差 0 无α -OH 1678～ 1653 ―― 1 1-OH 1675～ 1647 1637～ 1621 24～ 28 2 1,4 或 1,5-二 OH ―― 1645～ 1608 2 1,8-二 OH 1678～ 1661 强度低 1626～ 1616 40～ 57 3 1,4,5-三 OH ―― 1616～ 1592 峰变形， 宽 4 1,4,5,8-四 OH ―― 1592～ 1572 与 C＝C 骨架振动重 叠，难以区分 五、醌类化合物的光谱特征 三、蒽醌类化合物的核磁共振谱特征 1 母核芳氢的 NMR信号： 质子可分为两类，α -芳氢处于羰基的负屏蔽 区，处于较低磁场，其峰中心在δ 8.07左右。而β - 芳氢受羰基影响较小，共振发生在较高磁场，中心位 于δ 6.67左右。 在取代蒽醌中 如有孤立芳氢，则应出现单峰； 如有邻二芳氢 ,则出现相互偶合的两个二重峰 (J6~9Hz)； 如有间二芳氢 ,即两个芳氢之间有 -OR或 -OH, - COOH取代基，则出现相互偶合的两个二重峰 (J 1~3Hz)，这与邻位二芳氢的图谱有明显的区别； 见下页图 五、醌类化合物的光谱特征 若两个间位芳氢之间有甲基取代，则有烯丙远程偶合，两个芳 氢均表现为两个宽峰，其半峰宽约为4Hz 左右。 若结构中有边位三个或四个芳氢，则表现为多重峰。 2 取代基质子信号：（教材P157 ） 蒽醌衍生物中取代基的种类、数目和位置不同，对芳氢的化学 位移、峰的细微结构均产生一定的影响；反过来，蒽醌母核对取代 基的化学位移也有一定的影响。分析这种相互作用引起的 NMR波谱 特征，对结构鉴定是大为有益的。 甲氧基：芳环上甲氧基质子的化学位移约为4.0~4.5ppm ， 单峰。且甲氧基可向芳环供电子 ,使邻位及对位芳 氢向高场位移约0.45ppm. 芳香甲基：蒽醌核上的 -CH 3 质子的化 学位移约2.1~2.9ppm ，为单峰 ,或受邻位质 子的烯丙远程偶合而呈宽单峰 ,半峰宽约为 2.2Hz，而正常甲基峰的半峰宽为1 ～1.5Hz 。 具体的峰位与甲基在母核上的位置( α或β) O O H HH H CH 3 H H H H C C C 五、醌类化合物的光谱特征 有关, 并受其它取代基 的影响 . 例如 1,3,5-三羟基 - 6-甲基蒽醌 , 甲基处于羟基 的邻位 ,受其影响较大 2.16ppm O O OH OH OH CH 3 O O OH OH OH CH 3 1,3,5-三羟基 -7-甲基蒽醌 , 甲 基处于 羟基的间位 ,受其影响较 小 2.41ppm 五、醌类化合物的光谱特征 羟甲基：与苯环相连的 -CH 2 OH,其 CH2质子化学位移约 4.6ppm, (2H, d, 这与 -OCH 3 不同) ，其 -OH质子化学位移约 5.6ppm. 酚羟基及羧基：α -酚羟基与C＝ O形成分子内氢键，质子 共振发生在较低磁场区，约11 ～12ppm,单峰。当只有一个 α -酚羟基时 ,其化学位移一般大于12.25ppm ，当两个羟基同 处于羰基的α位时 ,分子内氢键减弱，其信号在11.6 ～ 12.1ppm。 β - 酚羟基化学位移多小于11ppm ，位于较高场。 － COOH质子的化学位移值范围与β - 酚羟基相同，但 酚羟基为供电子基，可使邻位及对位芳氢信号向高场移动 0.45ppm,而羧基则使邻位芳氢向低磁场移动约0.8ppm 。 五、醌类化合物的光谱特征 四、蒽醌类化合物的MS特征： 蒽醌的质谱特征是相继失去二分子 CO碎片，形成 m/z 180(M-CO)及152(M-2CO) 的强峰，并在m/z 90 及76 出现 较强的双电荷离子 O O O O O - CO - CO + + + . . . m/z 208 m/z 180 m/z 152 五、醌类化合物的光谱特征 如单羟基蒽醌和二羟基蒽醌分别失去三个 CO和四个 CO碎片而具有 m/z 140与 128的强峰。 蒽醌的甲基取代物在裂解时，常伴随分子重排与环扩 张，形成具有很高稳定性的 m/z 139峰。 O O OH m/z 224 -CO -CO -CO + m/z 140 + . 五、醌类化合物的光谱特征 五、 醌类化合物衍生物的制备： 1 甲基化反应： （常用的甲基化试剂，与反应官能团的关系 P161) 难易顺序： 醇 OH < α酚羟基 <β酚羟基 < -COOH (与酸 性有关） ex. 曲菌素的甲基化反应： O O OH OH OH OH OH CH 2 OH CH 2 N 2 /Et 2 O + MeOH CH 2 N 2 /Et 2 O CH 3 I + Ag 2 O (CH 3 ) 2 SO 4 K 2 CO 3 - CH 3 COCH 3 O O OHHO OH CH 3 O CH 2 OH OMe CH 3 O O OHOH OH CH 3 O CH 2 OH OMe O O CH 3 O CH 2 OH OMeOMe OMe OMe O OOH CH 3 O CH 2 OH OMeOMe OMe 五、醌类化合物的光谱特征 2.乙酰化反应： (乙酰化试剂，与反应条件及作用位置 p 161) 常用乙酰化试剂的强弱次序：乙酰氯 >乙酸酐 >乙酸酯 >乙 酸 ex. 曲菌素的乙酰化 O O OH OH OH OH OH CH 2 OH Ac 2 O HOAc Ac 2 O + H 2 SO 4 O O OHHO OH AcO CH 2 OAc OAc Ac O O OHOH OH OH CH 2 OAc OH O O AcO CH 2 OAc OAcOAc OAc OAc O OOH AcO CH 2 OAc OHOH OAc or AC 2 O + Py Ac 2 O ，回回 20分分 冷冷 ，回回 2分分 五、醌类化合物的光谱特征 采用醋酐时依据加热时间的长短，可有不同的作用位置，但这 种区别往往很难控制，因此可采用醋酐－硼酸试剂。由于硼酸能与 α -酚羟基形成硼酸酯，使α -酚羟基不参与乙酰化反应，被保护了 下来。反应产物经水解后， α -酚羟基的硼酸酯被水解，又恢复了 游离的α -酚羟基，这样就可以得到β -酚羟基的乙酰化产物。 O O OH CH 3 OH O O O CH 3 OAc B OH OH Ac 2 O O O O CH 3 OAc B OAc AcO H 2 O O O OH CH 3 OAc H 3 BO 3 + Ac 2 O 五、醌类化合物的光谱特征 醋酐加浓硫酸或醋酐加吡啶是作用很强的乙酰化试剂。由 于硫酸或吡啶的催化作用，可使各种羟基( 醇 OH，α -及β -酚 羟基) 乙酰化。但两种试剂的作用也有区别：后者作用更强，能 使烯醇（与酮式互变）羟基也乙酰化。例如，番泻苷元A ，用 硫酸作催化剂时生成四乙酰化物，而用吡啶催化则生成六乙酰 化物。 O OHOH OOH OH COOH COOH H H OAc COOH COOH OAc OAc OAcOAcOAc O OAcOAc OOAc OAc COOH COOH H H Ac 2 O, H 2 SO 4 Ac 2 O, Py 五、醌类化合物的光谱特征 结构鉴定举例 1 、牛西西中蒽醌化合物的鉴定 从具有止血作用的中草药牛西西( Rumex patientia L.)根中提取出一种黄色结晶，测得分子 式为C 15 H 10 O 4 。该成分与 NaOH试液呈红色，遇 0.5% 醋酸镁呈橙红色。 UV光谱吸收峰位于 225(4.57), 258(4.33), 279(4.01), 288(4.07), 432(4.08); IR 谱(cm -1 ) 1675, 1621.该化合物经 锌粉蒸馏得2- 甲基蒽，其乙酰化物用铬酸氧化生成 1,8-二乙酰基大黄酸。试推断其结构。 五、醌类化合物的光谱特征 结构推导： 1. 遇碱呈红色 , 可知为蒽醌类化合物 ; 2. 与MgAc 2 呈橙红色 ,推测每个苯环上可能有一个α -酚 羟基 ,或存在间位酚羟基 ; 3. 紫外光谱225nm 证有两个α -酚羟基 ,第三峰 279(1.04)峰强度小于4.1, 推测无β -酚羟基 ;第五峰 432nm推测为1,5- 或1,8- 二羟基 ; 4. IR谱1675,1621cm -1 ,相差 64, 证为1,8- 二羟基 ; 5. 锌粉还原得2- 甲基蒽 ,证存在β -位含一个碳的取代基 ; 即有以下结构 6. 从分子式C 15 H 10 O 4 中减去已知的结构单元C 15 H 7 O 4 , 剩三个氢 ,故推测β -位取代基为甲基 ; O O OH OH # O O OH OH #C C 五、醌类化合物的光谱特征 7. 乙酰化物的氧化反应证实了以上推测 : 8. 故该化合物为大黄酚 . 9. 结构鉴定举例2 教材 p162 1,5-二羟基 -2-甲氧基 -9,10-蒽 醌的测定 O O OAc OAc CH 3 O O OAc OAc COOH CrO 3 HOAc 五、醌类化合物的光谱特征 结构鉴定举例 2 从具有清热利湿、消肿止痛作用的黄花（又名金针菜）中分 得多种蒽醌，其中一化合物（黄花蒽醌）的理化数据和波谱数 据如下： 黄花蒽醌：黄色结晶，mp 243~244 °C。 EIMS给出分子离子峰为 m/z 300, 示分子式为 C 16 H 12 O 6 。 在5 ％ NaOH水溶液中呈深红色 不溶于水，溶于5 ％ Na 2 CO 3 水溶液，呈橙红色 与乙酸镁甲醇液反应呈橙红色 五、醌类化合物的光谱特征 对该化合物进行全乙酰化 ,其产物的氢谱示 有三个乙酰基信号 :δ 2.10, 2.36, 2.43 (each 3H,s)。且原有的δ 4.55(2H,s)信号明显向低 场移至δ 5.18。 IR谱： 3320， 1655， 1634 , 840, 860cm -1 . 1 HNMR(in DMSO-d 6 , ppm): 12.85 (1H, s) , 10.50 (1H, s) 8.15 (1H, s) 7.75 (1H, d, J=8Hz) 7.61 (1H, m) 7.22 (1H, d, J=8Hz) 4.55 (2H, s) 3.76 (3H, s) 五、醌类化合物的光谱特征 因此，该化合物可能有以下几种结构， 从生源角度考虑，以 D式的可能性较大． O O OH CH 2 OH OH OMe O O OH CH 2 OH OMe OH O O OH OH CH 2 OH OMe O O OH CH 2 OH OH OMe A B C D 五、醌类化合物的光谱特征 用已知化合物做化学沟通 （ NBS N-溴代丁二酰亚胺） 合成产物与该化合物三乙酰化物的 TLC行为及 IR谱完全一 致，混合熔点也不下降，所以： O O OH OMe OH CH 3 Ac 2 O, Py O O OAc OMe OAc CH 3 NBS O O OAc OMe OAc CH 2 Br AgOAc O O OAc OMe OAc CH 2 OAc 五、醌类化合物的光谱特征 故黄花蒽醌的结构为 2,8-二羟基 - 1-甲氧基 -3-羟甲基 -9,10-蒽醌。 O O OH OH OMe CH 2 OH 五、醌类化合物的光谱特征 第五章 二、黄酮类化合物的性质 与颜色反应 一、黄酮类化合物的概述 三、黄酮类化合物的提取与分离 四、黄酮类化合物的波谱 第五章 黄酮类化合物 黄酮类化合物多具有颜色，在植物体内大部分 与糖结合成甙，一部分以游离形式存在。 一、基本结构和分类 以前， 黄酮类化合物(flavonoids) 主要是指 基本母核2- 苯基色原酮(2-phenyl-chromone) 类化合物，现在则是泛指两个苯环（A-与B- 环）通过中央三碳链相互联结而成的一系列化 合物。 一、 概述 O O 1 2 3 4 5 6 7 8 O O 1 2 3 4 5 6 7 8 1' 2' 3' 4' 5' 6' O O 1 2 3 4 5 6 7 8 1' 2' 3' 4' 5' 6' 色还酮 2－苯对色还酮 C 6 － C 3 － C 6 一、 概述 根据中央三碳链的氧化程度、 B-环联接位置（ 2-或3- 位） 以及三碳链是否构成环状等特点，可将重要的天然黄酮类化合 物分类如下所示。 名称 三碳链部分结构 黄酮类 (flavones) 黄酮醇 (flavonol) O O OH O O 一、 概述 二氢黄酮类 二氢黄酮醇类 (flavanones) (flavanonols) 花色素类 (anthocyanidins) O O O O OH O OH 一、 概述 黄烷 -3,4-二醇类 双苯吡酮类 ( 酮类 ) (flavan-3,4-diols) (xanthones) 黄烷 -3-醇类 (flavan-3-ols) O OH OH O O O OH 一、 概述 异黄酮类 二氢异黄酮类 (isoflavones) (isoflavanones) 查耳酮类 (chalcones) O O O O O OH 一、 概述 二氢查耳酮类 橙酮类（噢 类） (dihydrochalcones) (aurones) 高异黄酮类 (homoisoflavones) OH O O O CH O 一、 概述 黄酮类化合物广泛分布于植物界中，而且生理活 性多种多样，引起了国内外的广泛重视，研究进展很 快。仅截止到1974年为止，国内外已发表的黄酮类化 合物共1674个（主要是天然黄酮类，也有少部分为合 成品，其中甙元902个，甙722个），并以黄酮醇类最 为常见，约占总数的三分之一，其次为黄酮类，占总 数的四分之一以上，其余则较少见。至于双黄酮类多 局限分布于裸子植物，尤其松柏纲，银杏纲和凤尾纲 等植物中。至1980年，黄酮类化合物总数已达到2721 个。 一、 概述 O rha Oglc HO OH OH OH O O OH HO OH OH OH O Quercetin Rutin 芦丁 槲皮素 一、 概述 少数黄酮类化合物结构较为复杂，如水飞蓟素 (silybin)为黄酮木脂体类化合物。 水水水左 O O OH O O OH OCH 3 CH 2 OH OH HO 一、 概述 而榕碱(ficine)及异榕碱(isoficine)则为生物 碱型黄酮。 H H NCH 3 NCH 3 R2 R1 异异异 异异 O OOH R 1 HO R 2 一、 概述 天然黄酮甙类化合物，由于糖的种类、数 量、联接位置及联接方式不同，可以组成各种各 样的黄酮甙类： 单糖类： D-葡萄糖、 D-半乳糖、 D-木糖、 L-鼠李糖、 L-阿拉伯 糖及 D-葡萄糖醛酸等。 双糖类： 槐糖（ glc β1→ 2 glc）、龙胆二糖 (glc β1→ 6 glc)、 芸香糖 (rh α1→ 6 glc)、新橙皮糖（ rh α1→ 2 glc）、 刺槐二糖（ rh α1→ 6 gal）等。 一、 概述 叁糖类： 龙胆三糖(glc β 1 → 6 glc β 1 → 2 fru)、槐三糖 (glc β 1 →2 glc β 1 → 2 glc)等。 酰化糖类： 2-2酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖 (caffeoylglucose) 等。 黄酮甙中糖的联接位置与甙元的结构类型有关。如 黄酮醇类常形成 3-， 7-， 3’-， 4‘-单糖甙，或 3， 7- ， 3， 4’-及 7， 4’-双糖链甙等。 一、 概述 天然黄酮类 C-糖甙（ C-glycosides）， 如 葛根黄素（ Puerarin）， 葛根黄素木糖甙 (Puerarin xyloside)等，为中药葛根中的扩冠 有效成分。 葛葛左左木糖葛 R ＝ x ylose R ＝ H葛葛左左 O CH 2 OR HO HO OH HO OH O O 一、 概述 4' 3' 1' 8 7 6 5 4 3 2 1 O R 4 O R 5  R 1 O R 3 R 2 O Puerarin （葛根素）： R1＝ R2＝ R4＝ R5＝H ， R3＝Glc 3’-OH-puerarin ： R1＝ R2＝ R5＝H ， R3＝Glc, R4=OH Daidzin（大豆苷） ： R1＝ R3＝ R4＝ R5＝ H， R2＝Glc Daidzein（大豆苷元） ：R1＝ R3＝ R4＝ R5＝ R2＝ H 芒果苷： R1＝ R2＝ R3＝ R4＝H ， R5＝Me 一、 概述 二、黄酮类化合物的性质 与颜色反应 一、黄酮类化合物的概述 三、黄酮类化合物的提取与分离 四、黄酮类化合物的波谱 第五章 黄酮类化合物 1、性状 黄酮类化合物多为晶状固体，少数（如黄酮甙类） 为无定形粉末。 2、旋光性 甙元中，二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄 烷醇具有手性碳，具旋光性， 其余黄酮类无旋 光性。 甙类结构中含糖的部分结构，故均有旋光性， 且多为左旋。 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 二氢黄酮类 二氢黄酮醇类 (flavanones) (flavanonols) 黄烷-3,4-二醇类 (flavan-3,4-diols) O O O O OH O OH OH 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 黄烷-3-醇类 (flavan-3-ols) O OH O O OH O芸羟糖 OH HO 芦芦 D(+) 大大糖 （ α ) （ β ) O OH H H H OH OH OH HO OH H 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 3、颜色 黄酮的色原酮部分无色，在2-位上引入苯环后， 即形成交叉共轭体系，使共轭链延长，因而呈现出颜 色。黄酮、黄酮醇及其甙类多显灰黄~ 黄色，查耳酮为 黄 ~橙黄色，异黄酮类显微黄色， 二氢黄酮、二氢 黄酮醇不显色。 在上述黄酮、黄酮醇分子中，尤其在7-倍及4 ’-位 引入 —OH及 —OCH3等供电基后，化合物的颜色加深， 但在其它位置引入 —OH、— OCH3等供电基影响较小。 花色甙及其甙元的颜色随 pH不同而改变，一般显红 色 ( pH< 7 )、紫色 ( pH8.5 )、蓝色 ( pH>8.5 )等颜 色。 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 　 　 O O O O O O 　 + _ _ + 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 4、 溶解度 一般来说， 游离甙元 难溶或不溶于水，易溶于甲 醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱液中。 花色甙元（花青素） 类以离子形式存在，水溶度较 大。黄酮类甙元分子中羟基数越多，水中的溶解度越 大。 黄酮甙类 ， 水溶性比相应甙元为大；糖链越长，则 水溶度越大 ，一般易溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶 剂中，但难溶或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 5、 酸碱性 酸性 黄酮类化合物因分子中多含有 游离酚羟基 ， 故显酸 性，可溶于碱性溶液中。酸性强弱顺序依次为：7，4 ’- 二OH > 7-或4’ -OH> 一般酚OH >5-OH 。此性质可用于 提取、分离及鉴定工作 。 碱性 黄酮类化合物分子中 γ-吡喃酮环上的1-位氧原 子，因有未共用的电子对，故表现微弱的碱性，可与 强无机酸，如浓硫酸、盐酸等生成（ 金羊） 盐 ，但生成 的（金羊） 盐不稳定，加水可分解。 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 6、显色反应 1）盐酸 -镁粉（或锌粉）反应： 多数黄酮、黄酮醇、二氢黄 酮及二氢黄酮醇类化合物显 橙红 ~紫红色，少数显紫 ~蓝色。 查耳酮、橙酮、儿茶素类不 显色。异黄酮类一般不显色。 2） 四氢硼钠（钾）反应： NaBH 4 是对二氢黄酮类化合物专属性较高的一种还原 剂。与二氢黄酮类化合物产生红 ~紫色。 其它黄酮类化合物均 不显色。 3）铝盐： 生成的络合物多为黄色（ λ max =415nm），并有荧光， 可用于定性及定量分析。常用试剂为1%三 氯化铝或硝酸铝溶 液。 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 4） 铅盐： 常用1%醋酸铅及碱式醋酸铅水溶液，碱式醋酸铅 反应能力更强，可生成黄~红色沉淀。 5） 锆盐： 多用2%二氯氧化锆（ZrOCl2）甲醇溶液。黄酮类 化合物分子中有游离的3-或5-OH存在时，均可反应生 成黄色的锆络合物。 3-OH， 4-酮基络合物的稳定性> 5-OH， 4-酮基 络合物（仅二氢黄酮醇除外）。 〖当反应液中接着加 入枸橼酸后，5-羟基黄酮的黄色溶液显著褪色，而3- 羟基黄酮溶液仍呈鲜黄色（锆 —枸橼酸反应）〗。 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 6）镁盐： 二氢黄酮、二氢黄酮醇类与醋酸镁的甲醇溶 液，加热可显天蓝色荧光，若具有C5-OH，色泽更为 明显。 而黄酮、黄酮醇及异黄酮类等则显黄 ~橙黄~ 褐色。 7） 氯化锶（ SrCl 2 ）： 在氨性甲醇溶液中，可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。 8） 三氯化铁反应： 多数黄酮类化合物因分子中含有游离酚羟基， 与三氯化铁水溶液或醇溶液可产生正反应， 呈现颜 色；当含有氢键缔合的酚羟基时，颜色更明显。 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 9） 硼酸显色反应 ： 在无机酸或有机酸存在条件下， 5-羟基黄酮及 2-羟基查耳酮可与硼酸反应，呈亮黄色。 10）碱性试剂显色反应： 在日光及紫外光下，通过纸斑反应，观察样品用氨 蒸气和其他碱性试剂处理后的色变深的情况。 当分子 中有邻二酚羟基取代或3,4 ’-二羟基取代时，在碱液中 很快氧化，最后生成绿棕色沉淀 。 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 二、黄酮类化合物的性质 与颜色反应 一、黄酮类化合物的概述 三、黄酮类化合物的提取与分离 四、黄酮类化合物的波谱 第五章 黄酮类化合物 （一）提取 黄酮甙类以及极性稍大的甙元（如羟基黄 酮等），一般可用丙酮、醋酸 乙酯、乙醇提 取。 一些多糖甙类可用沸水提取 。 在提取花青素类 化合物时，可加入少量酸（0.1% 盐酸，应当慎 用，避免发生水解）。 大多数黄酮甙元宜用用氯仿、乙醚、醋酸乙 酯等中极性溶剂提取， 而对多甲氧基黄酮类游离甙 元，甚至可用苯等低极性溶剂进行提取。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 对得到的粗提物可进行下列精制处理，常用方法 有： （一）溶剂萃取法 利用黄酮类化合物与混入的杂质极性不同，选用 不同溶剂进行地萃取可达到精制纯化目的。 例如植 物叶子的醇浸液，可用石油醚处理，以便除去叶绿 素、胡萝卜素等脂溶性色素。而某些药料水溶液则 可加入多倍量浓醇，以沉淀除去蛋白质、多糖类等 水溶性杂质。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 有时溶剂萃取过程也可以用逆流分配法连续进行。常 用的溶剂系统有：水-醋酸乙酯，正丁醇-石油醚等。 溶剂萃取过程在除去杂质的同时，往往还可以收到 分离甙和甙元或极性甙元与非极性甙元的效果 。 （二）碱提取酸沉淀法 黄酮甙类虽有一定极性，可溶于水，但却难溶于酸 性水，易溶于碱性水，故可用碱性水提取，再于碱水 提取液中加入酸，黄酮甙类即可沉淀析出。此法简便 易行，如芦丁、橙皮甙、黄芩甙的提取都应用了这个 方法。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 兹以从槐米中提取芦丁 为例说明该法的操 作过程。 槐米 （槐树S ophora japonica L. 花蕾）加约6倍 量水，煮沸，在搅拌下缓缓加入石灰乳至p H8~9，在此 pH条件下微沸20~30分钟，趁热油滤，残渣同上再加4 倍水煎1次，乘热抽滤。合并滤液在60~70℃下，用浓 盐酸调至pH为5，搅匀，静置24小时，抽滤。沉淀物水 洗至中性，60℃干燥得 芦丁粗品 ， 于水中重结晶， 70~80℃干燥得 芦丁纯品 。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 在用碱酸法进行提取纯化时，应当注意所用碱液 浓度不宜过高，以免在强碱性下，尤其加热进破坏黄 酮母核。在加酸酸化时，酸性也不宜过强，以免生成 （金羊）盐，致使析出的黄酮类化合物又重新溶解， 降低产品收率。 当药料中含有大量果胶、粘液等不溶性杂质时，如 花、果类药材，宜用 石灰乳或石灰水 代替其它碱性 水溶液进行提取，以使上述含羟基的杂质生成钙盐沉 淀，不致溶出。这也有利于黄酮类化合物的纯化处 理。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 （三）碳粉吸附法 主要适于甙类的精制工作 。 通常，在植物的甲 醇粗提取物中，分次加入活性炭，搅拌，静置，直至 定性检查上清液无黄酮反应时为止。过滤，收集吸甙 炭末，依次用沸甲醇、沸水、7%酚/水、15%酚/醇溶液 进行洗脱，各部分洗脱液进行定性检查（或用PPC鉴 定）。通过对B aptisia lecontei 中黄酮 类化合物的 研究证明，大部分黄酮甙类可用7%酚/水洗下。洗脱液 经减压蒸发浓缩至小体积，再用乙醚振摇除去残留的 酚，余下水层减压浓缩即得较纯的黄酮甙类成分。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 二、分离 现将较常用的方法介绍如下： （一）柱层析法 分离黄酮类化合物常用的吸附剂或载体有 硅胶 、 聚 酰胺 及 纤维素粉 等。 此外，也有用 氧化铝 、 氧化镁 及 硅藻土等。 1. 硅胶柱层析： 此法应用范围最广，主要适于分离 异黄酮、二氢黄酮、二氢黄酮醇及高度甲基化（或乙 酰化）的黄酮及黄酮醇类 。 少数情况下，在加水去活 化后也可用于分离极性较大的化合物，如多羟基黄酮 醇及其甙类等。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 2. 聚酰胺柱层析：对分离黄酮类化合物来说，聚酰胺 是较为理想的吸附剂。其吸附强度主要取决于黄酮类 化合物分子中羟基的数目与位置及溶剂与黄酮类化合 物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小。 聚酰胺柱层析可用于分离各种类型的黄酮类化合 物，包括甙及甙元、查耳酮与二氢黄酮等 黄酮类 化合物从聚酰胺柱上洗脱时大体有下列规律： （ 1）甙元相同，洗脱先后顺序一般是： 参糖甙 >双糖甙 >单糖甙 >甙元 （ 2）母核上增加羟基，洗脱速度即相应减缓 三、 黄酮类化合物的提取与分离 （ 3）不同类型黄酮化合物，先后流出顺序一般是：异 黄酮 >二氢黄酮醇 >黄酮> 黄酮醇 （ 4）分子中芳香核、共轭双键多者则吸附力强，故查 耳酮往往比相应的二氢黄酮难于洗脱。上述规律也适 用于黄酮类化合物在聚酰胺薄层上的行为。 3. 葡聚糖疑胶 (Sephadex gel)柱层析 ： 对于黄酮类化合物的分离，主要用两种型号的凝 胶： Sephadex-G型及 Sephadex-LH-20型。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 葡聚糖凝胶分离黄酮类化合物的机理是： 分离游离黄酮时，主要靠吸附作用。凝胶对黄酮类 化合物的吸附程度取决于游离酚羟基的数目。 但分离 黄酮甙时，则分子筛的属性起主导作用。 在洗脱时， 黄酮甙类大体上是按分子量由大到小的顺序流出柱 体， 葡聚糖凝胶柱层析中常用的洗脱剂有： (1) 碱性水溶液（如 0.1mol/L NH 4 OH），含盐水溶 液 (0.5mol/L NaCl等 )。 (2) 醇及含水醇，如甲醇，甲醇- 水（不同比例）、 t-丁 醇 -甲醇 (3:1)、乙醇等。 (3) 其它溶剂：如含水丙酮、甲醇 -氯仿等。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 （二）梯度 pH萃取法 梯度 pH萃取法适合于酸性强弱不同的黄酮甙元的 分离。 根据黄酮类甙元酚羟基数目及位置不同其酸性 强弱也不同的性质，可以将混合物溶于有机溶剂（如 乙醚）后，依次用 5%NaHCO 3 、 5%Na 2 CO 3 、 0.2%NaOH及 4%NaOH水溶液萃取，来达到分离的 目的。 酸性 ： 7， 4′-二 OH > 7-或 4′-OH > （溶于 ） ： 5%NaHCO 3 液 5%Na 2 CO 3 液 一般 OH > 5-OH 0.2%NaOH液 4%NaOH液） 三、 黄酮类化合物的提取与分离 （ 三）根据分子中某些特定官能团进行分离 在黄酮类成分的混合物中，具有邻二酚羟基成分与 无此结构的成分，可用铅盐法分离。 有邻二酚羟基的 成分可被醋酸铅沉淀， 不具有邻二酚羟基的成分可被 碱式醋酸铅沉淀 ，达到分离的目的。 与黄酮类成分混存的其它杂质，如分子中有羧基 （如树胶、粘液、果胶、有机酸、蛋白质、氨基酸 等）或邻二酚羟基（如鞣质等）时，也可为醋酸铅沉 淀达到去杂目的。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 具黄酮类化合物与铅盐生成的沉淀，滤集后按常法悬 在浮在乙醇中，通入 H2S进行复分解，滤除硫化铅沉 淀，滤液中可得到黄酮类化合物。但初生态的 PbS沉淀 具有较高的吸附性，因此现多不主张用H2S 脱铅，而用 硫酸盐或磷酸盐，或用阳离子交换树脂脱铅。 有邻二 酚羟基的黄酮可与硼酸络合，生成物易溶于水，借此 也可与不具上述结构的黄酮类化合物相互分离。 在实际工作中，常将上述柱层析法与各种经典方 法相互配合应用，以达到较好的分离效果。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 二、黄酮类化合物的性质 与颜色反应 一、黄酮类化合物的概述 三、黄酮类化合物的提取与分离 四、黄酮类化合物的波谱 第五章 黄酮类化合物 1、黄酮类化合物在甲醇中的 UV谱特征 溶剂：MeOH + _ 　 O O 　 _ + 　 O O 　 带Ⅱ:200-280nm 带I:300-400nm 四、黄酮类化合物的波谱 1、黄酮类化合物在甲醇中的 UV谱特征 1、MeOH+NaOMe: 带I 红移 40-60nm 2、NaOAc （熔融） : 带I 红移 40-65nm 强度下降 O OH O 4 ' 四、黄酮类化合物的波谱 1、黄酮类化合物在甲醇中的 UV谱特征 O O HO 1、NaOAc （未熔融） : 带Ⅱ红移 5-20nm 7 四、黄酮类化合物的波谱 O OH OOH HO OH O O O O HO O Al Al O OH O O HO OH Al A l C l 3 H C l / H 2 O 2+ 紫移30-40nm AlCl 3 /HCl 谱图＝ AlCl 3 ：无邻二酚羟基。 AlCl 3 /HCl 谱图≠ AlCl 3 ： B环有邻二酚羟基：带 I 紫移30-40nm 四、黄酮类化合物的波谱 AlCl 3 /HCl 谱图＝ AlCl 3 ：无邻二酚羟基。 AlCl 3 /HCl 谱图≠ AlCl 3 ： A环和B 环有邻二酚羟基：带 I 紫移 50-65nm O O O O O Al O AlAlCl 3 HCl/H 2 O + 紫紫 50-65nm + HO OH HO O OH O HO OH HO O OH O 四、黄酮类化合物的波谱 AlCl 3 /HCl 谱图＝ MeOH：无3 －OH或5 －OH AlCl 3 /HCl 谱图≠ MeOH：可能有 3－OH或5 －OH 1、带I 红移 35-55nm, 可能只有 5－OH 2、带I 红移 60nm, 可能只有 3－OH O OH OOH HO OH OH 四、黄酮类化合物的波谱 黄酮类化合物的波谱 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 (DMSO-d 6 ) 特征 O OH OOH HO OH OH 3 5 7 δ 5－ OH：≈ 12 ppm δ 7－ OH：≈ 11 ppm δ 3－ OH：≈ 10 ppm 四、黄酮类化合物的波谱 黄酮类化合物的波谱 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 O OH OOH HO OH OH 3 5 7 A环上的芳氢： 6－ H： δ 5.7-6.9 (d, J=2.5) 8－ H： δ 5.7-6.9 (d, J=2.5) 四、黄酮类化合物的波谱 O OH O HO OH OH 3 5 6 8 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 黄酮醇 A环上的芳氢： 5-H：δ 7.9－ 8.2（ d, J=9.0 ） 6-H：δ 6.7－ 7.1（ dd, J=9.0, 2.5 ） 8-H：δ 6.7－ 7.0（ d, J=2.5 ） 四、黄酮类化合物的波谱 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 二氢黄酮醇 A环上的芳氢： 5-H：δ7.7 －7.9 （ d, J=9.0 ） 6-H：δ 6.4－6.5 （ dd, J=9.0, 2.5 ） 8-H：δ 6.3－6.4 （ d, J=2.5 ） O OH O HO OH OH 3 5 6 8 四、黄酮类化合物的波谱 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 B环 上的芳氢（ H-3’,5’ 较为高场）： H-3’, 5’ ：δ 6.5－7.1 （ d, J≈8.5 ） H-2’, 6’：δ 6.5－7.9 （ d, J≈ 8.5 ） O OR OOH HO OH 2' 3' 5' 6' 四、黄酮类化合物的波谱 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 B环 上的芳氢： H-5’ ：δ 6.7－7.1 （ d, J≈8.5 ） H-2’：δ 7.2－7.9 （ d, J≈ 2.5 ） H-6’：δ 7.2－7.9 （ dd, J≈ 8.5, 2.5 ） O OR OOH HO OH OR 2' 5' 6' 四、黄酮类化合物的波谱 H-2（异黄酮） : δ 7.6－7.8( 1H, s ); δ 8.5－8.7( 1H, s, DMSO- d6 ) 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 C环 上的氢： O O H O O H H-3（黄酮） : δ6.3( 1H, s ) 四、黄酮类化合物的波谱 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 C环 上的氢（二氢黄酮）： O O H H H 2 3 H-2: δ 5.22( 1H,dd, J=11.5, 5.0 ) H-3: δ 2.80( 1H, dd, J=17.0,11.5 ) ( 1H, dd, J=17.0,5.0 ) 四、黄酮类化合物的波谱 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 C环 上的氢（二氢黄酮醇）： O H OR H O 化合物 H-2 H-3 二氢黄酮醇 δ 4.80-5.00 d( 11.0) 4.10-4.30 d(11.0) 二氢黄酮醇 3-O-糖苷δ 5.00-5.60 d ( 11.0) 4.30-4.60 d(11.0) O O H H OR 2R,3R 2S,3S 2 3 2 3 四、黄酮类化合物的波谱 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 C环 上的氢（查耳酮）： H- α：δ6.50-6.70 ( 1H,d, J=Ca.17.0 ) H- β：δ7.30-7.70 ( 1H,d, J=Ca.17.0 ) O H H α β [ 四、黄酮类化合物的波谱 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 C环 上的氢（橙酮）： CH O O 苄氢 :δ 6.50-6.70( 1H,s ) δ 6.37-6.94( 1H,s, DMSO-d6 ) 四、黄酮类化合物的波谱 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 化合物 糖上的H-1’’ 黄酮醇 3-O-葡萄糖苷 5.70-6.00 黄酮醇 7-O-葡萄糖苷 4.80-5.20 黄酮醇 4'-O-葡萄糖苷 黄酮醇 5-O-葡萄糖苷 黄酮醇 6及8-C- 糖苷 黄酮醇 3-O-鼠李糖苷 5.00-5.10 二氢黄酮醇 3-O-葡萄糖苷 4.10-4.30 二氢黄酮醇 3-O-鼠李糖苷 4.00-4.20 糖上的氢 四、黄酮类化合物的波谱 2、黄酮类化合物 1 H-NMR谱 苯环上其他取代基的氢 ： 取代基 δ 甲基 2.04-2.45 ( 3H,s ) 乙酰氧基 2.30-2.45 ( 3H, s ) 甲氧基 3.45-4.10 ( 3H, s ) 四、黄酮类化合物的波谱 3、黄酮类化合物 13 C-NMR谱 O O 133.7 118.1 125.2 125.7 124.0 156.3 178.4 107.6 163.2 131.8 126.3 129.0 131.0 129.0 126.3 取代基 Zi Zo Zm Zp OH 26.6 -12.8 1.6 -7.1 OCH 3 31.4 -14.4 1.0 -7.8 四、黄酮类化合物的波谱 3、黄酮类化合物 13 C-NMR谱 O O 7 2' 3' 4' 苷化位置 δ C-1(糖 ) 7或 2’,3’,4’ 100.0-102.5 5-O-葡萄糖苷 104.3 7-O-鼠李糖苷 99.0 1）糖上苷化位移和 C-1信号 苷化位移（酚性苷中） ＋ 4.0－+6.0 （ C-1） 四、黄酮类化合物的波谱 3、黄酮类化合物 13 C-NMR谱 O O 7 2' 3' 4' 2）苷元的苷化位移 四、黄酮类化合物的波谱 苷元糖苷化后，直接与糖相连的 C-1向 高场位移，而邻、对位的 C则向低场位移 4、黄酮类化合物MS 谱 O O C O O HC C M A 1 B 1 O O + O=C=C-H + O C + M B 2 + 途径 I： 途径 II： 四、黄酮类化合物的波谱 5、黄酮类化合物碱熔降解 + + B A A B B CH 3 O C O HO OH OH OH HOC O CH 3 O HO OH OH A CH 2 O HO OH O C OH B A O O HO OH 四、黄酮类化合物的波谱 提取分离示例： 某植物药材 含有以下化合物 ,用 分离流程示 分离流程示 意图 意图 图示过程提取 ,分离。请判断各化合物在分 离流程示意图中的位置 (也就是将每个化合物的 英文代号 英文代号与分离流程示意图上的 阿拉伯数字 阿拉伯数字代 号配对 )。 第五章 黄酮类化合物 G F E D CB A NCH 3 CH 3 O HO OCH 3 CH 3 O O OOH GlcO OH O OOH HO OH O OH OOH HO OH OH NCH 3 CH 3 O CH 3 O OCH 3 CH 3 O N CH 3 O CH 3 O OCH 3 CH 3 O CH 3 CH 3 + 叶叶左 纤纤左 H 6 10:90 7 30:70 8 90:10 (设：各份洗脱液只含1化合物） EtOH:H 2 O混合溶液洗脱 残渣 浸膏 植物药材粗粉 95％乙醇提取 醇液1 药渣 加水 使成80％乙醇液， 加等量石油醚，振摇萃取 2 石油醚层 乙醇层 [回收乙醇 加95％乙醇, 溶解,过泸 残渣 泸液 1.回收乙醇 2.加水溶解 3.过聚酰胺柱 4. 以不同比例的 用5%HCl搅拌 过泸 酸水液 调pH至 9, CHCl 3 萃取 3 碱水层 CHCl 3 层 5%HaOH萃取 4 CHCl 3 层 5 碱水层 复习： 一 .请将下列化合物的结构式和名称配对 ,并说明各化合物的结构 类型－芦丁、槲皮素、葛根素、水飞蓟素 : C O OH OH OOH HO OH D O O O OH OCH 3 OOH HO OH OH B O OH OH OOH HO Oglc rha A OH O O OH HO HO OH OH 第五章 黄酮类化合物 二、简答题 1、如何用 1 H-NMR法区别黄酮苷的 α -苷键和 β -苷键 ? 除了 1 H-NMR法，还可以用什么方法？请简要说明。 2、请简述以下各类化合物化学结构上的主要区别，并 分别说明 其旋光性： 黄酮，黄酮醇，双氢黄酮，双氢黄酮醇，异黄酮 3、哪些类型的天然化合物可用酸－碱（萃取）法提取 ，分离？为什么？请举一例。 第五章 黄酮类化合物 三、用以下指定的方法区别以下各组化合物： (动化化 ) Zr O Cl O OH O O HO HO O OHO HO OH O O Zr O Cl OH H 2 O (NMR化 ) OHO OH O OH OCH 3 OCH3O OH O OH OH 防 B A 防 （ MS 化 ） 防 OHO OH O OH OH OHO OH O OH OH 和 OHO OCH 3 O OH HO 4。 B A OHO OCH 3 O OH HO OH ( UV 化 ) B A 3。 2。 1。 B A 第五章 黄酮类化合物 四、 写出下列各反应产物的结构式： D A Py.HCl O O HO OH ON O OCH 3 OH O H CH 2 OH H 2 . 1 . 枸枸酸 /MeOH ZrOCl 2 /MeOH O O HO OH OH OH B C 第五章 黄酮类化合物 五、某药材含有以下化合物 ,以图示过程提取 ,分离。请 判断各化合物在图中的位置： F E D C B A n [ ] O O O O O OH HO OH HO CH 2 OH CH 2 OH 叶叶左 O OOH OH O OOH OH OH O O HO OH OH O O HO OH OH OH 第五章 黄酮类化合物 (6)(5) (4) (2) (1) (3) 回回回回回回回回回回 乙大中分乙乙乙乙异水乙乙 回回回回乙松回 石石大乙乙 95％乙松乙乙 乙 大 层层 层层 2%NaOH5%NaCO 3 5％NaHCO 3 石 石 大含 水 乙 松 乙 松 乙 乙 液 残 渣 动药（叶，粗粗） 分离流程示意图： 第五章 黄酮类化合物 六、从某植物的叶中 ,分离到一化合物单体 A,其理化性 质, 和波谱数据如下述 ,请依据之推导它的化学结构： 化合物A,黄色无定形粉末(H 2 O), M.P. 178-181℃,盐酸镁粉反应为阳性,三氯化铝 反应显黄色萤光.将A以2%H 2 SO 4 水解,从其 水解液中检出葡萄糖和鼠李糖. A,分子式 为C 27 H 30 O 16 ,它的 1 H-NMR(DMSO-d 6 )数据如下 页: 化合物 A的 1 H-NMR(DMSO-d 6 ): δ H 数 ,峰形 ,J(Hz) 12.67 1 H,s 10.91 1 H, 9.75 1 H,s 9.25 1 H, 7.63 2 H,m 6.91 1 H,d, J=9.0 6.46 1 H,d, J=1.9 6.27 1 H,d, J=1.9 5.42 1 H,d, J=7.2 4.47 1 H,s 3.30-3.47 多个 H,m 1.08 3 H,d, J=6.1 第六章 一、萜的含义和分类 二、萜类的结构类型及代表性化合物 三、萜类化合物的理化性质 四、萜类化合物的化学性质 五、萜类化合物的提取分离 六、挥发油 第六章 萜类和挥发油 一、萜的含义和分类 萜类化合物（Terpenoids）是一类骨架多样、数量庞 大、生物活性广泛的一类重要的天然药物化学成分。从 化学结构看，它是异戊二烯的聚合体及其衍生物，其骨 架一般以五个碳为基本单位，少数也有例外。但是，大 量的实验研究证明，甲戊二羟酸（Mev alonic acid, MVA）（而不是异戊二烯）是萜 类化合物生源途径中最关 键的前体物。因此，一般认为，凡由甲戊二羟酸衍生、 且分子式符合（C5H8 )n 通式的衍生物均称为萜类化合 物。 一、萜的含义和分类一、萜的含义和分类 萜类化合物常常根据分子结构中异戊二烯单位 的数目进行分类，如单萜、倍半萜、二萜等，同时 再根据各萜类分子结构中碳环的有无和数目的多 少，进一步分为链萜、单环萜、双环萜、三环萜、 四环萜等，例如链状二萜、单环二萜、双环二萜、 三环二萜、四环二萜。 萜类多数是含氧衍生物，所 以萜类化合物又可分为醇、醛、酮、羧酸、酯及苷 等萜类。 本章主要介绍单萜、倍半萜、二萜、二 倍半萜等萜 类以及挥发油类化合物。 一、萜的含义和分类 一、萜的含义和分类 二、萜类的结构类型及代表性化合物 三、萜类化合物的理化性质 四、萜类化合物的化学性质 五、萜类化合物的提取分离 六、挥发油 第六章 萜类和挥发油 单萜类（monoterpenoids）是由2个异戊二烯单 位构成、含10个碳原子的化合物类群，广泛分布于 高等植物的腺体、油室和树脂道等分泌组织中，是 植物挥发油的主要组成成分，在昆虫激素及海洋生 物中也有存在。它们的含氧衍生物多具有较强的生 物活性和香气，是医药、化妆品和食品工业的重要 原料。单萜以苷的形式存在时，不具有挥发性，不 能随水蒸气蒸馏出来。 单萜类化合物可分为链状型和单环、双环等环状 型两大类，其中以单环和双环型两种结构类型所包 含的单萜化合物最多。构成的碳环多为六元环，也 有五元环、四元环和七元环。 二、萜类的结构类型及代表性化合物 C H 2 O H C H 2 O H C H 2 O H C H O C H O C H O 香叶醇 Geraniol 橙花醇 Nerol  香茅醇 Citronellol 香叶醛 Geranial 橙花醛 Neral  香茅醛 Citronellal 1、单萜 （1）开链单萜 二、萜类的结构类型及代表性化合物 OH H H H OH H H H H O l- 薄荷醇 l-menthol d- 新薄荷醇 d-neomenthol 薄荷酮 methone OH OH O l-龙脑 l-borneol d-龙脑 d-borneol 樟脑 camphor （ 2）环状单萜 二、萜类的结构类型及代表性化合物 芍药苷（ paeoniflorin）是从芍药 paeonia albiflora根 中得到的蒎烷单萜苦味苷，对小鼠显示有镇静、镇痛 及抗炎等药理作用。近年报道芍药苷具有防治老年性 痴呆的生物活性。 卓酚酮类化合物是一类变形的单萜，它们的碳架不 符合异戊二烯定则，该类化合物多具有抗菌活性，但 同时多有毒性。 O O H OH O CH 2 O H H O H O O H O C O O H 2 C 芍药苷 Paeoniflorin O O H α－扁柏素 α－thujaplicin 二、萜类的结构类型及代表性化合物 （ 3） 环烯醚萜（iridoids ），含有环戊烷结构单元， 包括含有取代环戊烷环烯醚萜（iridoids ） 和 环戊烷开 裂的裂环环烯醚萜（ secoiridoids）两种基本碳架。 O OH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 O COOH OH O OH O OH 脱羧 氧化 氧化 环合 开环 8 10 7 6 11 5 9 O O H O 8 10 7 6 11 5 9 4 4-去甲环烯醚萜 裂环环烯醚萜 裂环内酯环烯醚萜 二、萜类的结构类型及代表性化合物 环烯醚萜苷类 环烯醚萜类成分多以苷的形式存在，以 10个碳的环烯醚萜苷占多数，其结构上 C 1 羟基多与葡 萄糖形成苷，且大多为单糖苷； C 11 有的氧化成羧酸， 并可形成酯。 梓醇（catalpol ）又称梓醇苷，是地黄中降血糖作用的 主要有效成分。梓苷（ catalposide）的药理作用与梓 醇相似。桃叶珊瑚苷（aucubin ）是车前草清湿热、利 尿的有效成分。 O O g l c O C H 2 O H O H O O g l c C H 2 O H O H HH O H C OO C H 2 O H O g l c O O 梓醇 catalpol 梓苷 catalposide 桃叶珊瑚苷 aucubin 1 2 3 4 56 7 8 9 10 二、萜类的结构类型及代表性化合物 2、 倍半萜 倍半萜类（sesquiterpenoids）是由3个异戊二 烯单位构成、含15个碳原子的化合物类群。倍半萜主 要分布在植物界和微生物界，多以挥发油的形式存 在，在植物中多以醇、酮、内酯或苷的形式存在，亦 有以生物碱形式存在。 倍半萜类化合物按其结构碳环数分为无环、单 环、双环、三环、四环型倍半萜；按构成环的碳原子 数分为五元环、六元环、七元环等；也有按含氧官能 团分为倍半萜醇、醛、酮、内酯等。 二、萜类的结构类型及代表性化合物 （1）无环倍半萜 金合欢烯，存在于枇杷叶、生姜等的挥发油中，β 构型体存在于藿香、啤酒花和生姜挥发油中。金合 欢醇在橙花油、香茅中含量较多，为重要的高级香 料原料。橙花醇具有苹果香，是橙花油中的主要成 分之一。 CH 3 C H 3 C H 3 C H 3 C H 2 O H C H 3 C H 3 O H C H 3 α－金合欢烯 橙花醇 α-farnesene β-farnesene Farnesol Nerolidol β－金合欢烯 金合欢醇 二、萜类的结构类型及代表性化合物 （ 2）环状倍半萜 青蒿素（ qinghaosu, artemisinin） 是倍半萜过氧化物，是 从中药青蒿（黄花蒿 Artemisia annua L.）中分离到的抗恶性 疟疾的有效成分。曾对它的结构进行了修饰，合成大量衍生 物，从中筛选出具有抗疟效价高、原虫转阴快、速效、低毒等 特点的双氢青蒿素（ dihydroqinghaosu） ，再进行甲基化，将 它制成油溶性的蒿甲醚（ artemether）及水溶性的青蒿琥珀酸 单酯（ artesunate），用于临床。鹰爪甲素（ yingzhaosu） 是 从草药鹰爪 Artemisia annua根中分离出的具有过氧基团的倍半 萜化合物，对鼠疟原虫的生长有强的抑制作用。 OO O O CH 3 O O OO O O O O OH OH 青蒿素 青蒿素甲醚 鹰爪甲素 Artemisinin Artemether Yingzhaosu 二、萜类的结构类型及代表性化合物 3、 二萜 二萜类（diterpenoids）是由4个异戊二烯单位构 成、含20个碳原子的化合物类群。 二萜广泛分布于植物界，植物分泌的乳汁、树脂等 均以二萜类衍生物为主，尤以松柏科植物最为普遍。 许多二萜的含氧衍生物具有多方面的生物活 性，如紫杉醇、穿心莲内酯、关附甲素、 雷公藤内 酯、甜菊苷等都具有较强的生物活性。 除植物外，菌类代谢产物中也发现有二萜，从海洋生 物中也有为数较多的二萜衍生物。 二、萜类的结构类型及代表性化合物 （ 1）链状二萜 链状二萜类化合物在自然界存在较少，常见的只 有广泛存在于叶绿素的植物醇 (phytol)，与叶绿素分子 中的卟啉（ porphyrin）结合成酯的形式存在于植物 中，曾作为合成维生素 E、K 1 的原料。 CH 2 O H 植物醇 Phytol 二、萜类的结构类型及代表性化合物 （2 ）环状二萜 维生素 A(vitamin A)是一种重要的脂溶性维生素， 主要存在于动物肝中，特别是鱼肝中含量较丰富，如 鲨鱼和鳕鱼的肝油中富含维生素 A。维生素 A 与眼睛 的视网膜内的蛋白质结合，形成光敏感色素，是保持 正常夜间视力的必需物质，而且维生素 A也是哺乳动 物生长必不可缺少的物质。 C H 2 O H 维生素 A Vitamin A 二、萜类的结构类型及代表性化合物 穿心莲内酯为穿心莲 Andrographis paniculata中抗菌消炎 作用的活性成分，临床用于治疗急性菌痢、胃肠炎、咽喉炎 等，与亚硫酸钠在酸性条件下可制成穿心莲内酯磺酸钠，制备 水溶性注射剂 。 紫杉醇是红豆杉 Taxus spp中活性成分，已成 新型天然抗肿瘤药物，对于卵巢癌、乳腺癌和肺癌疗效好。 关 附甲素是中药关白附中的具抗心律失常的活性成分，已进入国 家 I类新药研制的 III期临床研究。 CH 2 OH HO HO O O O O OH OAc OH H OBzOAc O Ph OH NHBz O 12 3 4 7 9 10 13 2 ' 3 ' 紫杉醇 穿心莲内酯 Andrographolide Taxol 甲左关关 Guan-fu base A N OAc OH HO AcO AcO 二、萜类的结构类型及代表性化合物 （3 ）二倍半萜 二倍半萜类化合物（ sesterterpenoids）是由 5个异戊二烯 单位构成、含 25个碳原子。 1965年发现第一个二倍半萜。这 类化合物在生源上是由焦磷酸香叶基 金合欢酯 （ geranylfarnesyl pyrophosphate, GFPP）衍生而成，多为结 构复杂的多环性化合物。与其它 各萜类化合物相比，数量 少，分布在洋齿植物，植物病原菌，海洋生物海绵、地衣及 昆虫分泌物中。呋喃海绵素 -3是从海绵动物中得到的含呋喃环 的链状二倍半萜。 O C O O C H 3 C O O H 1 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 22 23 24 25 呋喃海绵素－3 Furanospongin-3 二、萜类的结构类型及代表性化合物 一、萜的含义和分类 二、萜类的结构类型及代表性化合物 三、萜类化合物的理化性质 四、萜类化合物的化学性质 五、萜类化合物的提取分离 六、挥发油 第六章 萜类和挥发油 1、形态 单萜和倍半萜类多为具有特殊香气的油状液体，在常 温下可以挥发，或为低熔点的固体。可利用此沸点的规律性， 采用分馏的方法将它们分离开来。二萜和二倍半萜多为结晶性 固体。 2、味 萜类化合物多具有苦味，有的味极苦，所以萜类化合物 又称苦味素。但有的萜类化合物具有强的甜味，如具有对映 -贝 壳杉烷骨架（ent-kaurane ）的二萜多糖苷 —甜菊苷的甜味是蔗 糖的 300倍。 3、旋光性 大多数萜类具有不对称碳原子，具有光学活性。 4、溶解度 萜类化合物亲脂性强，随着含氧官能团的增加或成 苷的萜类，则水溶性增加。萜类的苷有一定的亲水性。 三、 萜类化合物的理化性质 一、萜的含义和分类 二、萜类的结构类型及代表性化合物 三、萜类化合物的理化性质 四、萜类化合物的化学性质 五、萜类化合物的提取分离 六、挥发油 第六章 萜类和挥发油 1、加成反应 含有双键和醛，酮等羰基的萜类化合物，可与某些试剂发生 加成反应，其产物往往是结晶性的。 如含羰基的萜类化合物可 与亚硫酸氢钠发生加成反应，生成结晶形成物，复加酸或加碱 使其分解，生成原来的反应产物。 2、氧化反应 不同的氧化剂在不同的条件下，可以将萜类成分中各种基团氧 化，生成各种不同的氧化产物。常用的氧化剂有臭氧、三氧化 铬等，亦可用于萜类化合物的醛酮合成。 3、脱氢反应 脱氢反应在研究萜类化学结构中是一种很有价值的反应，通 常在惰性气体的保护下，用铂黑或钯做催化剂，将萜类成分与 硫或硒共热（200~300℃）而实现脱氢。 四、萜类化合物的化学性质 一、萜的含义和分类 二、萜类的结构类型及代表性化合物 三、萜类化合物的理化性质 四、萜类化合物的化学性质 五、萜类化合物的提取分离 六、挥发油 第六章 萜类和挥发油 萜的苷亲水较强，苷元脂溶性较强。 1、溶剂提取法 2、碱提取酸沉淀法 3、活性炭吸附法 4、大孔树脂吸附法 五、 萜类化合物的提取分离 一、萜的含义和分类 二、萜类的结构类型及代表性化合物 三、萜类化合物的理化性质 四、萜类化合物的化学性质 五、萜类化合物的提取分离 六、挥发油 第六章 萜类和挥发油 挥发油 （volatile oils）又称精油（essential oils）， 是 一类具有芳香气味的油状液体的总称。在常温下能挥发，可随水 蒸气蒸馏。挥发油类成分主要存在种子植物，尤其是芳香植物 中。挥发油多具有祛具有祛痰、止咳、平喘、驱风、健胃、解 热、镇痛、抗菌消炎作用。 挥发油的成分大体可分4类:1)萜类化合物 挥发油中的萜类成 分，主要是单萜、倍半萜和它们含氧衍生物，如薄荷油、樟脑 等；2)芳香族化合物 如桂皮醛、茴香醚、丁香酚等；3)脂肪 族化合物 如正癸烷（n-decane存在于桂花的头香成分中）和 小分子醇、醛及酸类化合物（如正壬醇 n-nonyl alcohol，存在 于陈皮挥发油中）；4)其它类化合物 除上述三述化合物外， 还有一些挥发油样物质，如大蒜油（mustark oil）等，也能随 水蒸馏，故也称之为 “挥发油 ”。 六、挥发油 CH CHCHO CH 2 C H C H 2 O H O C H 3 C H C H C H 3 O C H 3 桂皮醛 丁香酚 茴香醚Cinamaldehyde eugenol anethole CH 3 (CH 2 ) 8 CH 3 CH 3 (CH 2 ) 7 CH 2 OH CH 2 =CHCH 2 S SCH 2 CH O 正癸烷（n-decane） 正壬醇  大蒜辣素(allicin) n-nonyl alcohol =CH 2 六、挥发油 一、挥发油的提取 1、水蒸气馏法； 2、油脂吸收法； 3、溶剂萃取法 用石油醚（ 30~60℃）等有机溶剂； 4、二氧化碳超 临界流体萃取法； 5、冷压法 二、挥发油成分的分离 1、冷冻析晶； 2、真空分馏法； 3、化学方法：1 ） 利用酸、碱性不同进行分离， 2）利用官能团特性进 行分离； 4、层析分离法 六、挥发油 第七章 一、概述 二、四环三萜 三、五环三萜 四、理化性质 五、提取分离 六、结构测定 第七章 三萜及其皂苷第七章 三萜及其皂苷 一、概述 多数三萜（triterpenoids）是由30个碳原子组 成的萜类化合物，根据“ 异戊二烯定则 ”，多数三萜被 认为是由6个异戊二烯（三十个碳）缩合而成的，该 类化合物在自然界广泛存在，有的以游离形式存在， 有的则与糖结合成苷的形式存在，该苷类化合物多数 可溶于水，水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫， 故被称为三萜皂苷（tri terpenoid saponins），该 类皂苷多具有羧基，所以有时又称之为酸性皂苷。 一、 概述 三萜及其皂苷广泛存在于自然界、菌类、蕨类、 单子叶、双子叶植物、动物及海洋生物中均有分布， 尤以双子叶植物中分布最多。 游离三萜 主要来源于菊科、豆科、大戟科、楝 科、卫茅科、茜草科、橄榄科、唇形科等植物 ， 三萜皂苷 在豆科、五加科、葫芦科、毛莨科、石 竹科、伞形科、鼠李科、报春花科等植物分布较多。 一、 概述 三萜皂苷是由三萜皂苷元（ triterpene sapogenins）和糖组成 的，常见的苷元为四环三萜和五环三萜。常见的糖有葡萄糖、 半乳糖、木糖、阿拉伯糖、呋糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳 糖醛酸，另外还有鸡纳糖、芹糖、乙酰基和乙酰氨基糖等，多 数苷为吡喃型糖，但也有呋喃型糖。有些苷元或糖上还有酰基 等。这些糖多以低聚糖形式与苷元成苷，成苷位置多为 3位或 与 28位羧基成酯皂苷（ester saponins ），另外也有与 16、 21、 23、 29位等羟基成苷的。 根据糖链的多少，可分单糖链苷 （ monodemosides）、双糖链苷（bisdemosides ）、三糖链皂 苷（tridesmosidic saponins ）。当原生苷由于水解或酶解，部 分糖被降解时，所生成的苷叫次皂苷（ prosapogenins）。 一、 概述 三萜类化合物的生合成路线： OP OP 焦磷酸金合欢酯  焦磷酸金合欢酯  + 鲨烯  一、 概述 一、概述 二、四环三萜 三、五环三萜 四、理化性质 五、提取分离 六、结构测定 第七章 三萜及其皂苷 二、四环三萜 1、达玛烷型 ( Dammaranes ) 2、羊毛脂烷型 ( Lanostanes ) 3、甘遂烷型 ( Tirucallanes ) 4、环阿屯烷型 ( Cycloartanes ) 5、葫芦烷型（ Cucurbitanes） 6、楝烷型（ Meliacanes） 二、四环三萜 1、达玛烷型 H H H 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 23 25 27 28 29 30 Dammaranes 21 22 24 26 二、四环三萜 HO H H H OH R 2 O R 1 R 1 = H 20(S)原人参二醇 [20(S)protopanaxadiol]类 R 1 = OR 3 20(S)原人参三醇 [20(S)protopanaxatriol]类 二、四环三萜 2、羊毛木烷型 30 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 29 28 Lanostanes H H H 二、四环三萜 从中药－灵芝中分离得到的四环三萜化合物 30 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 29 28 Ganodenic acid C CO 2 H O O O O H H H O H 二、四环三萜 3、甘遂烷型 30 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 29 28 Tirucallanes H H H 二、四环三萜 从藤桔属植物 Paramignya monophylla 的果实分离得到： H H CH 3 O O H 7 24 3 20 17 3-oxotirucalla-7,24-dine-23-ol 二、四环三萜 4、环阿屯烷型 30 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 29 28 Cycloartanes H H 二、四环三萜 24 20 3 H H OGlu OH OH R 25 6 16 19 10 9 R= xyl(2,3-diAc) Astragaloside I 从中药黄芪（ Astragalus membranaceus中分离到的 黄芪苷 I ： 二、四环三萜 5、葫芦烷型 H H HH Cucurbitanes 28 29 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 30 二、四环三萜 从雪胆属植物 Hemsleya amabilis中 分离得到的 雪龙甲左 5 20 H H HO OO O OH OAc 2 3 6 11 9 18 23 16 25 19 Cucurbitacin Ia HO 二、四环三萜 6、楝烷型 8 HH H 9 Meliacanes 二、四环三萜 从楝科植物 Azadirachta indica中 分离得到： H H O OMe OCMe O O O O 1α-methoxy-1,2-dihydroepoxyazadione 二、四环三萜 一、概述 二、四环三萜 三、五环三萜 四、理化性质 五、提取分离 六、结构测定 第七章 三萜及其皂苷 三、五环三萜 （ Pentacyclic Triterpenoids ) 1、齐墩果烷型 ( Oleananes ） 2、乌苏烷型（ Ursanes） 3、羽扇豆烷型（ Lupanes） 4、木栓烷型（ Friedelanes） 三、五环三萜 1、齐墩果烷型 Oleananes 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 H H H H 三、五环三萜 从油橄榄（ Olea europaea）中分到 齐墩果酸： H H H COOH HO Oleanolic acid 三、五环三萜 从甘草（ Glycyrrhiza uralensis）中 分离得到的 甘草次酸 H H COOH H HO O Glycyrrhetinic acid 三、五环三萜 2、乌苏烷型 H H H H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Ursanes 三、五环三萜 从女贞子叶中分离 得到的熊果酸： H H H COOH HO Ursonic acid 三、五环三萜 从积雪草（ Centella asiatica）中 分离到的积雪草酸 HOH 2 C H H H COOH H O H O Asiatic acid 三、五环三萜 3、羽扇豆烷型（ Lupanes） Lupanes 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 7 1 H H H H 三、五环三萜 从白头翁（ Pulsatilla chinensis） 中分离得到的 23－羟基白桦酸： 30 29 22 21 20 CH 2 OH H H H H COOH H HO 23-Hydroxybetulinic acid 三、五环三萜 4、木栓烷型 H H H 23 24 25 26 27 28 Friedelanes 三、五环三萜 从雷公藤（ tripterygium wilfordii） 中分离得到的雷公藤酮： H COOH H HO O Triptergone 三、五环三萜 一、概述 二、四环三萜 三、五环三萜 四、理化性质 五、提取分离 六、结构测定 第七章 三萜及其皂苷 1、性状及溶解度 其苷元多有较好结晶，能溶于石油醚、苯、乙 醚、氯仿等有机溶剂，而不溶于水；成苷后，极性 加大，不易结晶，因而皂苷大多为无色定形粉末， 可溶于水，易溶于热水，稀醇、热甲醇和热乙醇 中，几不溶或难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶 剂，含水丁醇或戊醇对皂苷的溶解度较好。 皂苷多数具有苦而辛辣味，吸入鼻内能引起喷 嚏。某些皂苷内服，能刺激，产生反射性粘液腺分 泌，而用于祛痰止咳。皂苷具有吸湿性。 四、理化性质 2、颜色反应 三萜化合物（苷元和苷）在无水条件下，与强酸、三氯乙酸或 Lewis酸（氯化锌、三氯化铝、三氯化锑）作用，会产生颜色变 化或荧光。 但全饱和、且 3位又无羟基或羰基的化合物呈阴性反 应： 2.1、醋酐 -浓硫酸反应 （ Liebermann-Burchard反应 ） 将样品溶于 醋酐中，加硫酸- 醋酐（ 1： 20），可产生黄→红→紫→蓝等颜色 变化，最后褪色。 2.2、氯化锑反应（ Kahlenberg反应） 将样品氯仿或醇溶液点于滤 纸上，喷以 20%五氯化锑的氯仿溶液，干燥后 60~70℃加热，显 蓝色、灰蓝色，灰紫色等多种颜色斑点。 四、理化性质 2.3、三氯醋酸反应（Rosen-Heimer反应） 将样品溶液 滴在滤纸上，喷 25%三氯醋酸乙醇溶液，加热至 100℃， 生成红色渐变为紫色。 2.4、氯仿-浓硫酸反应（Salkowski反应） 样品溶于氯 仿，加入浓硫酸后，在氯仿层呈现红色或蓝色，氯仿层 有绿色荧光出现。 2.5、冰醋酸 -乙酰氯反应（Tschugaeff反应） 样品溶于 冰醋酸中，加乙酰氯数滴及氯化锌结晶数粒，稍加热， 则呈现淡红色或紫红色。 四、理化性质 3、表面活降 许多皂苷水回液强烈振摇回产生持久动泡沫， 但有 一些皂苷没有此种活性。 4、溶血作用 大多皂苷的水溶液有溶血作用， 但也有动皂苷 （如以人丹萜二松为母核动皂苷）动水回液有抗回降 作乙。 5、沉淀反应 皂苷的水溶液可以和铅盐、钡盐、铜盐等产生沉 淀。酸性皂苷（通常指三萜皂苷）的水溶液加入硫酸 铵、醋酸铅或其他中性盐类即生成沉淀。 中性皂苷 （通常指甾体皂苷）的水溶液则需加入碱式醋酸铅或 氧化钡等碱性盐类才能生成沉淀。利用这一性质进行 皂苷的提取和初步分离。 四、理化性质 一、概述 二、四环三萜 三、五环三萜 四、理化性质 五、提取分离 六、结构测定 第七章 三萜及其皂苷 三萜皂苷元提取与分离方法： 1、醇类溶剂提取后，提取物依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯等 溶剂进行分部提取，然后进一步分离 ； 2、制备成衍生物再作分离； 3、以皂苷形式存在的，水解后用氯仿等溶剂萃取，然后进行分 离。 三萜皂苷提取与分离方法： 用稀醇提取，提取液减压浓 缩后，加适量水，必要时先 用石油醚等萃取，去杂，后用正丁醇萃取，减压蒸干，通过 大孔吸附树脂，水洗去糖等，后用 30%~80%甲醇或乙醇梯度 洗脱，洗脱液减压蒸干，得粗制总皂苷。用重结晶、层析等 方法分离纯化皂苷。 五、提取分离 一、概述 二、四环三萜 三、五环三萜 四、理化性质 五、提取分离 六、结构测定 第七章 三萜及其皂苷 1、化学法 用Liebemman-Burchard反应和Molish反应鉴定三萜 皂苷； 2、MS法 皂苷难挥发，所以，EI-MS 和 CI-MS 技术在三萜 皂苷的应用受以限制。但 FD-MS 、ESI－MS和 FAB- MS 在皂苷的结构检测中却得到了广泛应用，这些质 谱的应用可以得到皂苷的准分子离子峰（quasi- molecular ion peaks）[M+H]+、[M+Na]+ 和[M+K]+ 等，或[M-H]-峰； 3、NMR法 高分辨氢谱和碳谱。 六、结构测定 第八章 一、概述 二、 C 21 甾类化合物 三、强心苷类化合物 四、甾体皂苷类化合物 第八章 甾体及其苷类 此类化合物有多种类型，它们结构中都具有环戊 烷骈多氢菲 (cyclopentano-perhydrophenanthrene)的 母核， C17侧链不同。现主要介绍以下三种 ： C 21 甾类（侧链为羟甲基衍生物） 强心苷类（侧链为不饱和内酯环） 甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环） 一、概 述 一、概述 二、 C 21 甾类化合物 三、强心苷类化合物 四、甾体皂苷类化合物 第八章 甾体及其苷类 二、 C 21 甾（ C 21 -steroides）类 一类含 21个 C的甾体化合物，具抗炎、抗肿 瘤、抗生育等多种活性，都以孕甾烷（ pregnane） 或其异构体为骨架。 C5、 C6位多有双键， C20位可能有羰基， C17 位上的侧链多为α -构型，也有为β -构型。 C3、 C8、 C12、 C14、 C17、 C20等位可能有β -OH, C11 位可能有α -OH。C11 、 C12的羟基可能与一些有机 酸成酯： CC H 3 O R 5 R 3 R 1 R 2 H O CC H 3 R 3 R 2 R 1 O H H O H R 4 H I II 二、 C 21 甾（ C 21 -steroides）类 O CH 3 O C H 3 O O O O C H 3 C H 3 O O C H 3 O C H 3 O O O C H 3 O O O C H 3 O CO OH OH O OH O CH 3 C 告达亭 青阳参苷II 断节参苷 二、 C 21 甾（ C 21 -steroides）类 一、概述 二、 C 21 甾类化合物 三、强心苷类化合物 四、甾体皂苷类化合物 第八章 甾体及其苷类 三、强心苷类（侧链为不饱和内酯 环） R OH HO H O O 21 22 23 24 20 R O H H O H O O 23 22 20 甲型 乙型 强心苷（ cardiac glycosides）是存在于植物中 具强心作用的甾体苷类化合物，在十几科的几百种 植物中含有该类化合物，尤其在玄参科和夹竹桃可 植物中最多。 OH O O OH H Odigitoxose_digitoxose_digitoxose 4 4 Digoxin O O H O H O H C H 3 D-digitoxose 异羟基毛地黄毒苷（狄高辛， Digoxin ): 三、强心苷类（侧链为不饱和内酯 环） OH O O O Rha 原海葱苷A 三、强心苷类（侧链为不饱和内酯 环） 一、概述 二、 C 21 甾类化合物 三、强心苷类化合物 四、甾体皂苷类化合物 第八章 甾体及其苷类 四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环） 甾体皂苷（ Steroidal saponins）是一类由螺烷 甾（ Spi-rostanes）类化合物与糖结合的苷，主要 分布在薯蓣科、百合科、玄参科、菝契科、龙舌 兰等科植物中。 一、根据 C 25 的构型和 F环的状态，分为四类： 1、螺甾烷醇类（ Spirostanols） :C 25 为 S构型 2、异螺甾烷醇类（ Isospirostanols） : C 25 为 R构型 3、呋甾烷醇类（ furostanols） : F环为开链式 4、变形螺甾烷醇类（ pseudo-spirostanols）： F环四 氢呋喃环 与强心苷有关的一些鉴别方法 : 1、甲型强心苷的不饱和五元内酯环，在碱性溶液 中，双键转位可产生活性次甲基，可与 Legalsh 试剂、 Kedde试剂等发生显色反应； 2、基于 2－去氧糖的显色反应：可用 Keller-Kiliani 试剂鉴别，显蓝绿色。 3、UV 法：不饱和五元内酯环－－在 220nm处 不饱和六元内酯环－－在 300nm处 有最大吸收； 4、IR 法：在 1700－1800cm-1 都有两个强吸收峰， 但不饱和六元内酯环的，向低移 40cm –1。 四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环） 1、螺甾烷类（ Spirostanes） : O O H H H H A B C D E F 螺旋甾烷 四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环） 2、螺甾烷醇类（ Spirostanols） :C25为 S构型 O O HO 10 13 17 22 20 26 25 27 螺甾烷醇 四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环） O O HO 异螺甾烷醇 25 3、异螺甾烷醇类（ Isospirostanols） : C25为 R构型 四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环） O HO OH OH 25 27 26 呋甾烷醇 4、呋甾烷醇类（ furostanols） : F环为开链式 四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环） O HO O CH 2 O H 25 26 27 变形螺甾烷醇 5、变形螺甾烷醇类（ pseudo-spirostanols）： F环四氢呋喃环 四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环） 1、甾体皂苷元具 亲脂 性，多有较好 晶型 ； 2、甾体 皂苷水溶性大 ； 3、表面活性与溶血作用与三萜皂苷类似，但 F环开裂 的甾体皂苷往往不具溶血作用，表面活性也降低； 4、甾体皂苷与甾醇可形成分子复合物，可用于鉴定 和纯化目的； 5、甾体皂苷与醋酐－硫酸试剂反应，最后显 绿色 （三萜皂苷与醋酐－硫酸试剂反应，最后显 红色） 四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环） 甾体皂苷的理化性质 : O OO O O O CH 2 OH HO HO HO O OH HO O CH 2 CH 2 OGlu HO O O O N N O HH H H OH H OH O OHH OH O O H H O H HO CH 2 OH O O OH OH OH CH 2 OH O HO HO OH O O O CO 2 H OH OH OH HO HCO 2 H HO A B C D E F G H I J 四、甾体皂苷类（侧链为含氧螺杂环） 第九章 一、生物碱概述 二、生物碱的分布 三、生物碱的分类 四、生物碱的性质 五、生物碱的提取和分离 六、生物碱的结构鉴定 七、生物碱的提取分离 第九章 生物碱 生物碱是一类十分重要的天然有机化合物，也 是一类研究得最早的有生物活性的天然化合物。 一.生物碱的含义 生物碱一般指植物中含 N的有机化合 物 （ 蛋白质，肽类，氨基酸等除外〕。 一、 概述 一、生物碱概述 二、生物碱的分布 三、生物碱的分类 四、生物碱的性质 五、生物碱的提取和分离 六、生物碱的结构鉴定 七、生物碱的提取分离 第九章 生物碱 生物碱主要分布于植物界,在动物中发现得很 少。在高等植物尤其在双子叶植物中分布为广：① 在双子叶植物的小檗科(Berberidaceae)，毛茛科 (Rununcu-laceae)，木兰科(Magnoliaceae)，防己 科(Menisperma-ceae)，罂粟科(Papaveraceae)，芸 香科(Rutaceae)等植物中广为分布；②裸子植物 中，在红豆杉科红豆杉属(Taxus)，松柏科松属 (Pinus)，云杉属(Picia)，三尖杉科三尖杉属 Cepha-lotaxus)，麻黄科麻黄属(Ephedra)等属植物 中有分布； 二、分布 ③少数单子叶植物如石蒜科，百部科 (Stemonaceae)，百合科(Liliaceae)等植物中有分 布。在低等植物中，生物碱分布少，而且结构一般为 简单。生物碱在生物体中 的存在部位和含量往往差 别很大，一般来说，含量在千分之一以上即为高含 量。 二、分布 一、生物碱概述 二、生物碱的分布 三、生物碱的分类 四、生物碱的性质 五、生物碱的提取和分离 六、生物碱的结构鉴定 七、生物碱的提取分离 第九章 生物碱 可以 1) 按来源分类 , 2) 按化学骨架分类 , 3)按生源结合化学分类 。 按 3)法分类的生物碱可以分为 氨基酸途径 生成的生物碱和 萜类及甾体来源的生物碱。 一）鸟氨酸来源的生物碱： 托托苯(Tropanes) 东东东异 (Scopolamine) N O OH OCCH O OH Ph 吡吡苯（Pyrrolines) 绛红豆异 (Cuskohygrine) N N O CH 3 CH 3 三、生物碱的分类 二）来源于赖氨酸的生物碱： (Securinine) 一叶碱 N O O H H 哌哌苯(Piperidines) 胡椒异(Piperine) N O O O 三、生物碱的分类 三） 邻氨基苯甲酸来源的生物碱： 顺酪对苯甲酸 冉冉冉氨酮 NH 2 OH O N OOH OH 三、生物碱的分类 四） 来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱： 哌哌哌(Pellotine) 四四异四四苯 NH CH 3 O CH 3 O OH CH 3 左左异 (Ephedrine) 苯苯糖苯 HO CH 3 Ph H H NHCH 3 三、生物碱的分类 五）来源于色氨酸的生物碱： R= N N R' MeO H COOMe OA c OH N H OH CO 2 Me R 长长异(Vinblastine, VLB), R'=Ch3 长长新异 (Vincristine, VCR), R'=CHO 三、生物碱的分类 六）萜类来源生物碱： 紫紫松 (Taxol) 关关甲左 (guanfu base A) O O OH OAc OH H OBz OAc O Ph OH NHBz O N OH HO AcO OAc 二萜 三、生物碱的分类 一、生物碱概述 二、生物碱的分布 三、生物碱的分类 四、生物碱的性质 五、生物碱的提取和分离 六、生物碱的结构鉴定 七、生物碱的提取分离 第九章 生物碱 1)溶解度 : 游离碱及其盐类溶解度与 N的存在形式 ,有 无和有几个极性基团 ,以及溶剂等有关。 2)碱性 : 以 pKa 计 ,碱性大则 pKa大 ,碱性小则 pKa 小。 一般生物碱 （酰胺除外〕均为碱性；其碱性 强弱不等；大多可与有机酸或无机酸成盐而溶于 水；但与某些特殊的酸（硅钨酸，苦味酸等）成盐 后不溶于水－可用于鉴别，分离。 酚性生物碱可溶于有机溶剂，也可溶于碱水；季 胺 生物碱一般来说水溶性大；其他生物碱往往溶于有 机溶剂而水溶性小 。 四、生物碱的性质 3）性状： 多为无色晶体（少数有色，少数为液 体〕有明显的 MP和旋光。 4）显色反应 ①碘化铋钾 (Dragendoff’s Reagent)试剂，与 生物碱反应显棕黄色。 ②浓硫酸，浓硝酸，和浓盐酸可使不同的生物碱 显不同的颜色。 四、生物碱的性质 一、生物碱概述 二、生物碱的分布 三、生物碱的分类 四、生物碱的性质 五、生物碱的提取和分离 六、生物碱的结构鉴定 七、生物碱的提取分离 第九章 生物碱 一) 提取 1)非极性有机溶剂提取法 : 常用溶剂为氯仿 ,二氯甲烷 ,乙醚 ,苯等。 由于生物碱在植物体中往往与酸( 咖啡酸 ,草酸等) 生成盐 ,故一般 在用有机溶剂提取前 ,先将生药粉末与少量碱水( 如10%氨水或碳 酸钠液或石灰水) 搅匀放置( 使生物碱转为游离状态) 再用有机溶 剂进行浸泡后用渗漉法等法进行提取。提取的有机溶液部分用稀 酸水提取多次( 至基本上无生物碱反应为止) 。此后 ,含有生物碱的 酸水部分 ,经过泸后用乙醚或氯仿等洗去脂溶性杂质( 有些生物碱 也能溶于氯仿中 ,故氯仿部分应进一步检查); 酸水部分加10%氨 水等进行碱处理后 ,分别用乙醚 ,氯仿等分别提取多次 ,提取液用水 洗净后可进行干燥处理 ,并分别蒸干溶剂 ,可能得到不同的生物碱 总碱。 五、生物碱的提取和分离 非非降有非回回乙乙化 动药粗药 (生生异生以顺伞式生生) 湿湿粗药 回回异降水 湿湿 非非降回回乙乙多非 CH 2 Cl 2 ,CHCl 3 ,Et 2 Oμè 乙乙液 有非回回有分 稀酸有分 稀酸水 (如 1-2%顺酸 ) 乙多非 五、生物碱的提取和分离 有非回回有分 稀酸有分 过过回乙乙大 ,CHCl 3 分乙分分 稀酸有分 CHCl 3 或乙大有分 CHCl 3 有分 乙大有分 水回液有分 总异 1 总异 2 加 1%酪水异动 分乙乙乙大, CHCl 3 乙乙 水水 干干 回回乙大 水水 干干 回回 CHCl 3 五、生物碱的提取和分离 若生物碱为弱碱 ,多以游离碱存在 ,则处理方 法 稍有不同 : 酸水有分 回回水湿湿 动药粗药( 生生异生异( 游游)) 乙大 ,或 CHCl 3乙乙多非 生动残渣 乙大, 或 CHCl 3乙乙有分 酸水乙乙多 非 五、生物碱的提取和分离 生异降生生异总异 CHCl 3有分 酸水有分 水有分 异动 CHCl 3乙乙 多非 过过回乙乙大 ,CHCl 3 分乙分分 稀酸有分 CHCl 3 或乙大有分 干干 回回 CHCl 3 五、生物碱的提取和分离 2)极性有机溶液提取 : 生药粉末 ,用 60-80%的醇溶液 ,在 室温下或以回流法提取 ,则游离碱及其盐类均可提出。醇 的用量一般为生药量的 7-8倍 (没顶 ),可提取数次。提取 液回收醇后所得残渣用 2％左右的稀酸提取数次，使生 物碱转入酸液中 ,再碱化酸液 (参照前法 ),用乙醚 ,氯仿等 分别提取多次 ,提取液用水洗净后可进行干燥处理 ,并分 别蒸干溶剂 ,可得不同的生物碱总碱。 ※用此法时，若有水溶性生物碱存在于水液中，可用丁 醇或戊醇直接提取。 五、生物碱的提取和分离 胶木残渣 非降有非回回乙乙化 动药粗药 60-80%乙松 室室或回回乙乙多非 生动残渣 乙松液有分 五、生物碱的提取和分离 干燥 水洗 回收乙醚 干燥 水洗 氯仿提取分别用乙醚, 碱化 总碱2总碱1 氯仿部分 乙醚部分 残渣 胶质残渣 2%稀酸提取多次 稀酸液 总碱3 丁醇提取 蒸干 水溶液部分 回收氯仿 [ 五、生物碱的提取和分离 生药粉末可直接用 0.5-1%的硫酸或乙酸液 或水室温下或加热提取。提取得的水溶液部分 通过阳离子交换树脂极性交换 ,先用水冲柱 ,再 用稀氨水洗脱 ,洗脱液浓缩后可得生物碱总碱。 ※用此法 ,水溶性生物碱和季胺碱可提出。也可 用加 NaCl液盐析法极性提取。 3)水或酸水提取后 +强 (弱 )酸型阳离子树脂法 : 五、生物碱的提取和分离 通过通游子通木 或 0.5-1%乙酸 乙乙液有分 动药残渣 室室或回回乙乙多非 水或 0.5-1%硫酸 动药粗药 水或酸水乙 +通游子通木化 五、生物碱的提取和分离 浓缩 稀酪水有分 乙水用 通过通游子通木 稀酪水水脱 生生异总异 通木有分 乙乙液有分 水用水液 五、生物碱的提取和分离 生物碱的酸水提取液可加雷氏铵盐等使成沉 淀析出 ,沉淀溶丙酮中 ,加入饱和的硫酸银溶液分 解 ,再以氯化钡除去银离子 ,过泸 ,蒸干得残渣 ,残渣 用乙醇提取 ,,提取液浓缩后放冷 ,过泸去先析出的 无机盐 ,滤液再浓缩至小量后加丙酮 ,放置析出粗 晶 ,粗晶以甲醇重结晶 ,得生物碱总碱。 4)酸水提取液 +雷氏铵盐等沉淀法 : 五、生物碱的提取和分离 回液 +沉沉 酸水乙乙 +雷雷雷顺雷沉沉化 动药粗药 稀酸水乙乙多非 动药残渣 稀酸液有分 雷雷顺或雷酸 顺或盐酸顺雷 五、生物碱的提取和分离 过过 总异 甲松甲甲甲 粗甲 母液 过过 苯酮液 (析甲 ) +苯酮 浓缩 滤液 过过 浓缩 乙松液 乙松乙 残渣 蒸干 滤液 过过过 Ag+ 加 BaCl2 过过 回液 +硫酸顺沉沉 加加 苯酮液 沉沉母液 回液 +沉沉 苯酮回解 饱防硫酸饱 五、生物碱的提取和分离 ① 大孔树脂法 : 多为苯乙烯型或 2-甲丙烯酸酯 型的大孔吸附树脂 ,具网状小孔结构 ,可以吸附 和筛选结合的方式对分子极性分离。 生物碱水溶液上柱 ,用水冲洗去无机盐 ,糖 等 ,再用适当的溶剂 (含水醇 ,醇 ,丙酮等 )洗脱 ,洗 脱液经分别后处理各为生物碱总碱。 ② 水蒸气蒸馏法： 麻黄碱等挥发性的生物碱 可用此法提取生物碱总碱。 5)其他提取生物碱的方法 : 五、生物碱的提取和分离 1)分部结晶法 : 利用总碱中不同生物碱可能在不同 溶剂中析晶速度快慢来达到分离目的。溶剂 :乙 醇、丙酮、甲醇等。总碱溶少量适当溶剂中，放置 析晶，过泸予以分离，母液浓缩后可以加少量不同 溶剂再试行结晶 ...，不同生物碱可能由此分离纯 化。分离到的较纯晶体可以重结晶进一步分离纯 化。 2)衍生物制备法 (成盐 ,成酯等 )： 生物碱盐类往往 易于结晶，先使其成盐后再用分步结晶法加以分离 （酸可以是有机酸也可以无机酸）其中 HI酸 ,过氯 酸 苦味酸盐最易结晶 二 )生物碱分离纯化方法 五、生物碱的提取和分离 分解 生生异 仲糖 叔糖生生异 仲糖仲生生 分游 +叔糖 仲糖仲生生 反反 氯甲酸乙酯 叔糖生生异 仲糖生生异 + 1) 五、生物碱的提取和分离 氧降生生异 H + 非氧降生生异 氧降生生异顺 乙乙化分游 +非氧降生生异 氧降生生异顺 强异液 +非氧降生生异 氧降生生异 2) 五、生物碱的提取和分离 3)在不同的 pH值下萃取法 : 碱性不同的生物碱混合物溶酸水中后 ,先加弱碱 ,则 弱碱游离可被非极性溶剂萃取出 ;逐步加大碱性 ,则碱性 从小到大的不同碱性的生物碱可先后用非极性有机溶剂 萃取出。 4)液体生物碱混合物的分馏分离法 : 液体生物碱混合物 可进行分馏分离。如毒芹 (Conium maculatum)中的 毒芹碱 (m.p. 166-7℃ )，羟基毒芹碱 (m.p. 116℃ ) 等；石榴皮 (Punica granatum L.)中的石榴皮碱 (m.p. 195℃ )，异石榴皮碱 (m.p. 86℃ )，甲基异石榴皮碱 （ m.p. 114-7℃ )等可用此法分离。 五、生物碱的提取和分离 (Coniine) 毒芹异 N H (Methylisopelletrerine) (Isopelletrerine) (Punicine) 甲对 -异石异皮异 异石异皮异 石异皮异 N CH 3 CH 3 O N H O H N CH 3 H O 五、生物碱的提取和分离 5)层析法：（ Al 2 O 3 (中性，碱性 ),硅胶） ※乙醚， CHCl 3 ，苯等溶剂常使用；常用 混合溶剂系统梯度洗脱。 ※ LC法或 TLC法等均可使用。 ※可根据实际情况设计适当方案，几种方 法结合灵活应用。 五、生物碱的提取和分离 一、生物碱概述 二、生物碱的分布 三、生物碱的分类 四、生物碱的性质 五、生物碱的提取和分离 六、生物碱的结构鉴定 七、生物碱的提取分离 第九章 生物碱 可用波谱法 (包括 UV,IR,NMR,MS等 )和化 学法进行结构鉴定。生物碱的结构鉴定往往用 波谱法结合化学法进行。 一） UV法 当生色团（羰基、双键、苯基和硝基等）在 生物碱的整体结构中 时， UV可以反映其骨架类 型特征－对其骨架类型的判断和推定有重要作 用。 若生色团仅是连接在生物碱的母核上或边链 上时，其 UV对判断其母核类型的作用十分有 限。 六、生物碱的结构鉴定 1、生色团在整体结构中 如： N O O O CH 3 O 氧化劳瑞灵 247（ 4.26） 267（ 4.19） 309（ 3.78） 349（ 3.81） 400（ 3.81） UV ( CH 3 OH ): 六、生物碱的结构鉴定 如： N 喹啉类 UV ( CH 3 OH ): 230（ 3700） 270（ 3600） 314（ 2750） N O 吲哚类 UV ( CH 3 OH ): 230（ sh） 300－ 315（ 2×sh） 其他如： 吡啶类、吖啶酮类、小檗碱类 等。 六、生物碱的结构鉴定 2、单生色团接在主体结构中： N CH 3 H OCOCH CH 2 OH UV ( CH 3 OH ): 230 282－289 阿托品 六、生物碱的结构鉴定 如 ： N UV ( CH 3 OH ): ~ 230 282－290 四氢原小檗碱类 及麻黄碱、苄基四氢异喹啉类、普罗托品 类、吗啡碱类、三尖杉碱类等。 六、生物碱的结构鉴定 3、双生色团接在主体结构中： N O CH 3 CH 3 O CH 3 O 228－235 215 UV ( CH 3 OH ): 取代苯－二烯酮 前莲碱 如： 六、生物碱的结构鉴定 如 ： 二氢血根碱 N O O O O CH 3 228－ 232 278 UV ( CH 3 OH ): 取代苯－萘类 [ 311－ 322 六、生物碱的结构鉴定 如： O OCH 3 NH C CH 3 OCH 3 O CH 3 O 247 355 UV ( CH 3 OH ): 秋水仙碱 取代苯－卓酮 六、生物碱的结构鉴定 二） I R 法 I R 法在生物碱结构测定中作用有限。其 中，羰基基团的 I R 图谱和 Bohlmann带吸收 峰较为常用。 1、 ν C=O ： N O O O O O ν C=O ： 1661－1658 cm－1 ???· D§ó| 六、生物碱的结构鉴定 2、 Bohlmann吸收带 N H H H N H N上的孤对电子与两个邻位C上的H成 反式双竖键关系时，在 2800-2700cm-1区 域出现两个以上νCH 峰。 六、生物碱的结构鉴定 如： N N H H H 20 3 正正正烷 3α－ H， 20－ βH 乙正正烷 3α－H ， 20－ αH 伪正正烷 3β－ H， 20－ βH 表乙正正烷 3β－ H， 20－ αH 正乙正正烷有Bohlmann 吸回吸 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 17 18 21 六、生物碱的结构鉴定 三） MS 法 此法在生物碱结构测定中多有应用。 1、母核稳定或由于取代基或边链裂解产生特 征离子。 ① 主体或整体由芳香结构组成 如： 4－喹酮、吖啶酮、喹啉去氢阿朴菲等 类： N O OR 　 [ M - R ] + 六、生物碱的结构鉴定 三） MS 法 ② 取代氨基甾体、秋水仙碱、苦参碱等环系 多，分子结构紧密的： H CHCH 3 N(CH 3 ) 2 - CH 3 CH 3 CH N(CH 3 ) 2 + m/e 72 (100%) m/e 332 (M-15) 六、生物碱的结构鉴定 三） MS 法 2、以 N原子为中心的α裂解（涉及骨架裂 解）－生成的含 N部分多为基峰或强峰，如金 鸡宁、托品、石松碱等类生物碱。 ① α裂解： N CHHO N N CH OH N ＋ ＋ ＋ 金金金 m/e 153 m/e 136(100%) 六、生物碱的结构鉴定 三） MS 法 ② α裂解： N OH H H H H OH H D E F N OH H H H H OH D F N F + m/e 112(100%) 浙浙甲左 六、生物碱的结构鉴定 三） MS 法 ③ RDA裂解： N N H RDA N N H COOMe α－裂解 N ＋ m/e 124(100%) 文文文 六、生物碱的结构鉴定 三） MS 法 ④ 苄基裂解： N OR 4 OR 5 R 2 O R 1 O R OR 3 N R 2 O R 1 O R OR 3 ＋ 多为对吸 六、生物碱的结构鉴定 四） NMR 法 ： 1、 1 H-NMR 可以提供δ、 J值、积分比、裂分图形等多 种参数，用以判断 H的化学环境、个数以及空 间位置等。 生物碱品种繁多，但同类型或相当类型的 生物碱的 1 H－ NMR谱有规律可循；因此要了 解其规律，方能进行 1 H－ NMR解析。 六、生物碱的结构鉴定 四） NMR 法 ： 1、 13 C-NMR 13 C-NMR在生物碱结构测定中也十分重 要，可以从中知道 C的个数和类型，通道其 结构的骨架类型和立体构型。 如：在育亨亭类中，可以从其 13 C-NMR数 据判断其正（别、伪、别表）各系。 六、生物碱的结构鉴定 21 18 17 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 2 表别育亨烷 3β－ H，20－α H 伪育亨烷 3β－ H，20－β H 别育亨烷 3α－ H，20－α H 正育亨烷 3α－ H，20－β H 3 20 N N H H H 13 C-NMR数据（δ） 3－C 20 －C 表别育亨烷 54.3 39.9 伪育亨烷 54.6 34.2 别育亨烷 60.4 36.7 正育亨烷 60.1 41.6 六、生物碱的结构鉴定 O O OH OAc OH H OBz OAc O Ph OH NHBz O 紫紫松(Taxol) 示例： 六、生物碱的结构鉴定 紫杉醇的分析测定和结构鉴定 紫杉醇的分析测定方法有 HPLC法、 TLC法 等。 HPLC法的分离柱通常用 C 18 硅胶柱 或用 苯基键 合或氰基键合的硅胶柱 ，近来有人用 五氟代苯基键 合的硅胶柱 ; 使用含 TAXOL或BETA-METHASONE 的标准溶液；通常用 UV检测仪在 228nm下进行检测 ; 流动相通常为 CH 3 CN/ CH 3 OH/H 2 O或 CH 3 OH/H 2 O 的混合溶液。 HPLC法须结合 TLC法或 /和 1 H-NMR 等波谱法进行判断，以避免误判。 六、生物碱的结构鉴定 TLC法通常用硅胶 GF 254 板，用 CH 2 Cl 2 :CH 3 OH或 n-己烷:AcOEt 的混合溶液为展开剂, 显色剂可为0.5% 香草醛硫酸溶液 ,喷雾, 加热显色。 用 1 H-NMR， MS等 波谱法尤其 1 H-NMR法进行定性判断，准确无误。 MS 法通常用 FAB-MS 法或 ESI-MS 法。通常用 300MHz以上的高分辨 NMR仪测定其 1 H-NMR ；溶 剂一般为 CDCl 3 或 CD 3 OD。 六、生物碱的结构鉴定 一、生物碱概述 二、生物碱的分布 三、生物碱的分类 四、生物碱的性质 六、生物碱的结构鉴定 七、生物碱的提取分离 五、生物碱的提取和分离 第九章 生物碱 示例 1、延胡索 [Corydalis ambigua Gham. et Sch.]中 几种生物碱的分离： 沉沉过滤液 10%酪水湿湿，苯回 延胡延粗粗 2％ HCl 乙乙 苯回液 HCl 乙液 冷放，过滤 七、生物碱提取分离 寅左 丑左 甲左 苯酮 残渣 氧降总异 CHCl 3 Na 2 CO 3 H ＋ 蒸干 水层 CHCl 3 层 3％ NaOH乙 苯左母液 浓缩 CHCl 3 层 CHCl 3 乙 稀 NaOH异动 层 CHCl 3 滤液 CHCl 3 水层 七、生物碱提取分离 N O O CH 3 O OCH 3 CH 3 O N O O CH 3 O O O 寅左 苯左（普托托） 七、生物碱提取分离 N OCH 3 OCH 3 CH 3 O CH 3 O CH 3 N OH OCH 3 CH 3 O CH 3 O 甲左 丑左 七、生物碱提取分离 热水部 热水 沉淀 氨水碱化 乙醚提 乙醚层 蒸干 乙左 母液 丁素 残渣 CHCl 3： 乙醇结晶 七、生物碱提取分离 N OCH 3 OCH 3 CH 3 O CH 3 O 乙左 N O O O O 芦左 七、生物碱提取分离 2、麻黄碱的提取分离： ① 水蒸气蒸馏法 浓缩析沉沉 蒸蒸液 母液 沉沉 稀异异动 浓缩液[ 减压浓缩[ 左左粗粗 稀酸乙乙 乙乙液 水蒸水蒸蒸 回后后 伪左左异 1、 Ca ,过滤，浓缩析甲 l－左左异 七、生物碱提取分离 CH 3 H HO Ph HNHCH 3 CH 3 H Ph HO HNHCH 3 l－左左异 伪左左异 七、生物碱提取分离 ② 溶剂萃取法： l－左左异 伪左左异 回后后 0.5%HCl 渗渗 左左粗粗 减压浓缩 [ 母液 渗渗液 稀异中防稀 pH6 稀异异动 NaCl饱防，乙大乙 乙大层水层 浓缩稀浓浓浓 加加 H ＋ 使使酸降 析甲，过滤 粗甲 七、生物碱提取分离 3、苦参碱和氧化苦参碱的提取分离： 中药苦参是豆科植物苦参（ Sophors flavescens Ait） 的干燥根，味苦、性 寒、有清絷燥湿、杀虫等作用，临床上用 于治疗痢疾。黄胆和皮肤骚痒症。近年还 发现具有抗肿瘤、升白等药理作用。苦参 中主要含有生物碱，此外还有黄酮类成 七、生物碱提取分离 N N O Matrine（苦丹异） 七、生物碱提取分离 N N O O Oxymatrine（脱动苦丹异） 七、生物碱提取分离 N N O HO N N O Sophoranol（苦丹松异） Sophocarpine（槐葛异） 七、生物碱提取分离 1. 离子交换法 渗滤和离子交换 取苦参粗粉 400克，加入适量 0.5%(g/v)的盐酸湿润 后放置一小时 ,装入滤筒 ,加 0.5%盐酸浸过药面 ,放置过 夜 ,次日渗滤，渗滤液通过离子交换树脂柱，待经过树 脂柱的滤液无生物碱反应或微弱的反应时，停止交 换，将树脂用蒸馏水洗涤，滤干，凉干。凉干的树 脂，加 14%氨水、搅匀，使湿润度适宜。静置20 分钟 后，装入索氏提取器中、用400 毫升95% 乙醇回流洗脱 4~5小时（或用氯仿回流提取5~8 小时）回收溶剂至 七、生物碱提取分离 所得浸膏用 70-80毫升氯仿溶解，并转入分液漏斗，充分静置 后，弃掉上层油状物，过滤液后用无水硫酸钠干燥，回收氯 仿至干，残留物用2-3 倍量丙酮处理，即析出固体粉末，放 置，过滤，得生物碱粗品，丙酮重结晶一次得黄色产品 氧化苦参碱的分离与纯制 取 0.2克氧化苦参碱粗品用少量氧化铝拌样, 以 30克氧化铝 装柱，先加 30亳升氯仿洗脱，再用氯仿和甲醇（ 99： 1）混 合溶剂洗脱。经薄层检识后，将只含氧化苦参碱的流份合 并，回收溶剂至干、用少量丙酮溶解，放置析晶，得氧化苦 参碱纯品。 备注：用强酸型阳离子交换树脂，以 2N盐酸和2N 氢氧化钠及蒸 馏水处理后备用。 七、生物碱提取分离 2、溶剂法 取苦参根粗粉2 公斤，用甲醇温浸数次，合并提 取液，回收甲醇至约 500ml,家6N 盐酸调 pH至3 －4 ， 加水 500ml稀释，用乙醚洗，水液浓缩成 300ml,加 NaOH调pH13左右，用 CH 2 Cl 2 提取生物碱，提取液 回收溶剂得油状残留物。油状残留物溶 30ml氯仿 中，加入 200ml乙醚，放置有沉淀析出，过滤沉淀后 滤液浓缩为油状物，同上处理，得沉淀，合并沉淀 物，以丙酮重结晶，得氧化苦参碱。 七、生物碱提取分离 2、溶剂法 取上述乙醚滤液蒸干，加石油醚回流提取数次， 提取液浓缩至 100ml,放置析晶，过滤去少量晶体 后，滤液再浓缩至适量，放置析晶，过滤，的苦参 碱。 备注： 苦参碱 可溶于 乙醚 ，而 氧化苦参碱 难溶于 乙 醚，两者得以分离。 七、生物碱提取分离 生物碱 复习（一） 1、指出以下化合物中的生物碱,并说明其碱 性 ： J I H G F E D B A O OH OH OOH HO OH c N OCH 3 OCH 3 O OH OH OH C O O OH HO O OH OH OH CH 2 OH Glu O + O H H CO 2 H Glu AGl u A CH 3 CH 3 OHOOH OH OHO HO HO OH N CH 3 HO H OCOCH CH 2 OH O O O OH OCH 3 OOH HO OH OH OH OH HO HO OH OHOH O O OH - 生物碱 复习（一） 1、指出以下化合物中的生物碱,并说明其碱 性 ： J I H G F E D B A O OH OH OOH HO OH c N OCH 3 OCH 3 O OH OH OH C O O OH HO O OH OH OH CH 2 OH Glu O + O H H CO 2 H Glu AGl u A CH 3 CH 3 OHOOH OH OHO HO HO OH N CH 3 HO H OCOCH CH 2 OH O O O OH OCH 3 OOH HO OH OH OH OH HO HO OH OHOH O O OH - OH -+ N OCH 3 OCH 3 O c N CH 3 HO H OCOCH CH 2 OH H COOH H HO O O O OH OH O CH 2 OH HO HO HO O OH HO O N H 3 CO H 3 CO OCH 3 OCH 3 H c O OH HO OH OH OH CH 2 OH HO HO O O o o O OH OH glu cymarose CHO O OH OH OOH HO Oglc rha A B D E F G H I J F N H 3 CO H 3 CO OCH 3 OCH 3 H 3 ' 2 ' 13 10 9 7 4 3 21 O O OH OAc OH H OBz OAc O Ph OH NHBz O N AcO HO AcO OH OH glc_ 2 glc RO H HO COOH O H o o HO OH H O OH OH O OH HO OH O O OH OH N O OC H CH 3 O O O O OMe OM e MeO OH O OO O O A B D C E F G H I J A O O OH OAc OH H OBz OAc O Ph OH NHBz O 13 2 ' 3 ' N AcO HO AcO OH N O OC H CH 3 H J 请说明如何用化学法鉴别以下化合物： B A O O OH OAc OH H OBz OAc O Ph OH NH O BOC O OH OH OOH HO Oglc rha N CH 3 H OCOCH CH 2 OH N OCH 3 CH 3 O OCH 3 OCH 3 ＋ C D 请将化合物 A、 B与 TLC中的 1、 2对应： N AcO HO AcO OH N AcO HO AcO OH . HCl A B 1 2 SiO 2 GF 254 板 CHCl 3 ：MeOH ＝ 95：5 改良碘化铋钾试 剂喷雾 OH CHO CH OCH 3 CHCH 3 NH CH 3 O CH 3 O OH OCH 3 N O OH H NOCH 3 OCH 3 CH 3 O CH 3 O + OH - [ ] O O O O O OH HO OH HO CH 2 OH CH 2 OH A B C D E F G n (n=1500-2500) 请将化合物 A、 D、 F与下页分离示意图中 的数字配对： 植生动药粗粗 水蒸水蒸蒸 蒸蒸液 动渣 乙大乙乙 大层 水层 50%NaOH乙乙 大层 50%NaOH层 加NaHSO3 饱防液振摇 水层 大层 OH - 析析生 H + 回 加 乙大乙乙 大层 酸水 1.加酸稀 pH2-3 2.过过 动渣 酸水液 调pH 稀8 氯氯乙乙 氯氯液 异水层 调pH 稀 9-10 氯氯乙乙 氯氯液 异水层 调pH 稀 6,+雷雷雷顺 酸液 沉沉生 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 分离流程示意图 H 纤纤左 叶叶左 + N CH 3 O CH 3 O OCH 3 CH 3 O CH 3 CH 3 NCH 3 CH 3 O CH 3 O OCH 3 CH 3 O O OH OOH HO OH OH O OOH HO OH O OOH GlcO OH NCH 3 CH 3 O HO OCH 3 CH 3 O A BC D E F G 5 碱水层4 CHCl 3 层 5%HaOH萃取 CHCl 3 层 3 碱水层 CHCl 3 萃取 调pH至 9, 酸水液 过泸 用5%HCl搅拌 4. 以不同比例的 3.过聚酰胺柱 2.加水溶解 1.回收乙醇 泸液 残渣 溶解,过泸 加95％乙醇, [回收乙醇 乙醇层 2 石油醚层 加等量石油醚，振摇萃取 加水 使成80％乙醇液， 1 药渣 醇液 95％乙醇提取 植物药材粗粉 浸膏 残渣 EtOH:H 2 O混合溶液洗脱 (设：各份洗脱液只含1化合物） 8 90:107 30:70 6 10:90 G FE D C B A N(CH 3 ) 2 CH 3 O HO CH 3 O HO +OH - N NN N CH 3 CH 3 O O CH 3 H CH 3 O C OH CCH 3 H CH 3 O OH CH 2 H CH 3 C OH C CH 3 O H CCH 2 OOH OH O HO HO O O CH CH CH 3 OH NHCH 3 粘液质 叶绿素 I H 浸膏 植物药材粗粉 80％乙醇提取 醇液1 药渣 2 石油醚层 ? 酸水层 1.氨水调pH至中性 2.加4％明胶液搅拌过滤 3 沉淀 滤液 4 回收乙醇至干 用石油醚：80％乙醇萃取 80％乙醇层 回收溶剂 加酸水混悬 加醋酸乙酯萃取 醋酸乙酯层 滤液 沉淀 5 第一次醚层 6 7 水层 1.浓缩至小体积 2.加乙醇，过泸 1.浓缩至小体积 2.先调pH至8，再调pH至10,分别用乙醚萃取 第二次醚层 1.回收溶剂，制样上柱? 3.以苯：无水乙醚梯度洗脱 2.用含 20%AgNO 3 的硅胶柱层析 （设各洗脱液只含一个成分） 8 100:0.5 9 100:1 10 100:2 (n=1500-2500) n E O O O O O OH HO OH HO CH 2 OH CH 2 OH ] [ + Cl - NOCH 3 OH HO CH 3 O O OH O OCH 3 CH 3 O OCH 3 OCH 3 CH 3 O OCH 3 O OH O OCH 3 CH 3 O OCH 3 CH 3 O OCH 3 O OH OOH CH 3 O OCH 3 OCH 3 CH 3 O OCH 3 A B C D CH 2 CH CH 3 NHCH 3 N N N NCH 3 CH 3 O CH 3 O N N O O G H F 动药粗乙生 石石大乙乙 石石大乙乙生 动渣 乙大回解 大层 乙回生 5%NaOH乙乙 大层有分5%NaOH层有分 盐胶硅层析 先水脱有分 2.过过 动渣 酸水层 调pH 稀8 ，蒸蒸 异动，乙大乙乙 蒸蒸液 异水层 调pH 稀7,+ 雷雷雷顺 沉沉生 1 43 5 6 7 氯氯 :甲松 10:1 8:1 2 回水脱有分 95％乙松乙乙 乙松乙乙液 浓缩回，加酸水 防和酸乙酯乙乙 和酸乙酯层 稀二分至至浓浓 残残液 乙大乙乙液 水层 8 9 10 分游回分分分分 一、生物碱的化学鉴别 样品制备：最药材的水溶液加2% 盐酸（或1% 醋酸）至酸性， 或取药材乙醇提取物加同上酸液溶解部分，置小试管中，分别 滴加下列生物碱沉淀剂 1~2滴，观察并记录变色现象（沉淀、 混浊、结晶、颜色）。鉴别试剂： （ 1）碘化铋钾（ Dragendorff）试剂：出现桔红色或黄色沉 淀。 ] （ 2）碘化汞钾（Mayer ）试剂：出现白色或淡黄色沉淀。 （ 3）硅钨酸（ Bertrand）试剂：出现淡黄色或灰白色沉淀， 在薄层板上应时，加热后出现黑色斑点。 （ 4）苦味酸（Hager ）试剂：样品液需调至中性后加试剂， 出现黄色晶形沉淀。 复习 思考题： 1、如何进行生物碱的化学鉴别？ 2、 生物碱的溶解度有何规律？生物碱的溶解度与其结 构之间有何关系？ 3、请说明下列溶剂用于生物碱的提取的优缺点。 乙醇、酸性乙醇、水、酸水、碱化后用苯提取。 4、 除上述方法之外，一般生物碱的提取与分离方法还 有哪些？ ５、在硅胶薄层检查中，通常样品被展开前要预先用 氨蒸汽进行饱和。请什么原因。 N N H COOCH 3 H R 2 R 3 CH 3 O N N R 1 H HO OCOCH 3 H COOCH 3 长长异（VLB ）） R1）CH 3 R2） OH R3） H 长长新异（ VCR〕） R1）CHO R2） OH R3）H 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 R=OH 喜通异 R＝ H 分脱喜通异 N N O O O R N H RO OCH 3 O O H R=H 三三紫异 CO－ OH OH COOCH 3 R＝ 防三三紫酯异