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1、第四章第四章 香豆素和木脂素香豆素和木脂素 苯丙素类是一类含有一个或几个苯丙素类是一类含有一个或几个C6C3单位的天然成分。这类成分包括其单位的天然成分。这类成分包括其多个单位聚合的化合物，有苯丙烯、苯多个单位聚合的化合物，有苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素和黄酮等。素和黄酮等。第一节第一节 香豆素（香豆素（Coumarins）一、定义一、定义 香豆素是顺式邻羟基桂皮酸的内酯，香豆素是顺式邻羟基桂皮酸的内酯，具有芳香气味，广泛分布于高等植物具有芳香气味，广泛分布于高等植物中，其中芸香科和伞形科中分布最多，中，其中芸香科和伞形科中分布最多，还有豆科
2、、兰科、木樨科、茄科、菊科等，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。少数发现于动物和微生物中。基本母核：苯骈基本母核：苯骈-吡喃酮（色原酮的异构体）吡喃酮（色原酮的异构体）（邻羟桂皮酸内酯）（邻羟桂皮酸内酯）在植物体内，香豆素类化合物常常以游离状态或与糖结在植物体内，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。中，通常以幼嫩的叶芽中含量较高。二、香豆素的结构类型二、香豆素的结构类型 香豆素母核的苯环或香豆素母核的苯环或-吡喃酮环吡喃酮环上常有羟基、烷
3、氧基、苯基、异戊烯上常有羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等取代，其中异戊烯基的活泼双键基等取代，其中异戊烯基的活泼双键又可与邻位酚羟基环合成呋喃或吡喃又可与邻位酚羟基环合成呋喃或吡喃环结构，根据其取代基及连接方式不环结构，根据其取代基及连接方式不同，把香豆素分成几类：同，把香豆素分成几类：（一）简单香豆素类（一）简单香豆素类指只有在苯环上有取代基的香豆素类。指只有在苯环上有取代基的香豆素类。取代基：取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。由由于于绝绝大大多多数数香香豆豆素素在在C7位位都都有有含含氧氧官官能能团团存存在在，因因此此，7-羟羟香香豆豆素素可可以认为是香
4、豆素类成分的母体。以认为是香豆素类成分的母体。（二）呋喃香豆素类（二）呋喃香豆素类 香豆素核上的香豆素核上的异戊烯基异戊烯基常与常与邻位酚羟基邻位酚羟基（7-7-羟基）环合成羟基）环合成呋喃环呋喃环的呋喃香豆素。的呋喃香豆素。成成环后常伴随着降解失去三个碳原子。环后常伴随着降解失去三个碳原子。直线型：直线型：C6-异戊烯基与异戊烯基与C7-羟基环合而羟基环合而成（成（6、7呋喃骈香豆素型）呋喃骈香豆素型）角型：角型：C8-异戊烯基与异戊烯基与C7-羟基环合而成羟基环合而成（7、8呋喃骈香豆素型）呋喃骈香豆素型）（三）吡喃香豆素类（三）吡喃香豆素类 香豆素的香豆素的C6或或C8异戊烯基与邻酚羟基
5、环异戊烯基与邻酚羟基环合而成合而成2、2-二甲基二甲基-吡喃环结构，形成吡喃吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。香豆素。这一类天然产物并不多见。直线型：直线型：C6-异戊烯基与异戊烯基与C7-羟基环合而羟基环合而成（成（6、7吡喃骈香豆素）吡喃骈香豆素）角型：角型：C8-异戊烯基与异戊烯基与C7-羟基环合而成羟基环合而成（7、8吡喃骈香豆素）或吡喃骈香豆素）或 C5-异戊烯基与异戊烯基与C6-羟基环合而成，双呋喃羟基环合而成，双呋喃（四）异香豆素类（四）异香豆素类 异香豆素可认为是邻羧基苯乙烯醇的内异香豆素可认为是邻羧基苯乙烯醇的内酯。香豆素的异构体，在植物体内。酯。香豆素的异
6、构体，在植物体内。（五）其它香豆素类（五）其它香豆素类 指指-吡喃酮环上有取代基吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还的香豆素类。还包括包括二聚体二聚体和和三聚体三聚体。C C3 3、C C4 4上常有取代基：上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。苯基、羟基、异戊烯基等。三、生理活性三、生理活性1.1.毒性：毒性：有些香豆素对肝有一定的毒性，例如有些香豆素对肝有一定的毒性，例如黄曲霉素黄曲霉素可致癌。可致癌。2.2.抗菌作用：秦皮中的七叶内酯和七叶内酯抗菌作用：秦皮中的七叶内酯和七叶内酯苷具抑制痢疾杆菌的作用。补骨脂内酯具苷具抑制痢疾杆菌的作用。补骨脂内酯具抗真菌及抗结核活性。抗真菌及抗结核活性。3
7、.平滑肌松弛作用：血管扩张作用。平滑肌松弛作用：血管扩张作用。伞形科凯刺伞形科凯刺冠状动脉扩张冠状动脉扩张 茵陈蒿中的滨蒿内酯茵陈蒿中的滨蒿内酯解痉利胆解痉利胆4.抗凝血作用和止血作用：抗凝血作用和止血作用：双香豆素双香豆素防血栓及消血块防血栓及消血块 泽兰内酯泽兰内酯止血止血 5.光敏作用：光敏作用：可引起皮肤色素沉着；可引起皮肤色素沉着；补骨脂内酯可治白斑病补骨脂内酯可治白斑病四、理化性质四、理化性质（一）性状（一）性状 游离苷元：游离苷元：结晶结晶形固体，具有固定的熔点；形固体，具有固定的熔点；大多具有大多具有香气香气；具有；具有升华升华性质性质 分子量小的有分子量小的有挥发性挥发性（可
8、随水蒸汽蒸出）（可随水蒸汽蒸出）UVUV下显下显蓝色荧光蓝色荧光 苷类：粉末状，多数无香味和无挥发性。苷类：粉末状，多数无香味和无挥发性。（二）溶解性（二）溶解性 游离苷元：溶于沸水，但不溶于冷水。溶游离苷元：溶于沸水，但不溶于冷水。溶于氯仿、乙醚、醋酸乙酯、丙酮、甲于氯仿、乙醚、醋酸乙酯、丙酮、甲/乙醇乙醇等有机溶剂。等有机溶剂。苷：易溶于甲苷：易溶于甲/乙醇，可溶于水，难溶于乙乙醇，可溶于水，难溶于乙醚、氯仿、醋酸乙酯等有机溶剂。醚、氯仿、醋酸乙酯等有机溶剂。（三）碱水解反应（内酯性质）（三）碱水解反应（内酯性质）（四）荧光性（四）荧光性 香豆素母体本身即无取代的香豆香豆素母体本身即无取代
9、的香豆素并无荧光。羟基香豆素类化合物在素并无荧光。羟基香豆素类化合物在紫外光下大多显蓝色或蓝绿色荧光，紫外光下大多显蓝色或蓝绿色荧光，在碱液中更加显著，尤其是在碱液中更加显著，尤其是C7羟基香羟基香豆素，甚至在日光下也可辨认。若在豆素，甚至在日光下也可辨认。若在C8或或C6再引入羟基，则荧光减弱。引再引入羟基，则荧光减弱。引入甲氧基后荧光也将减弱，颜色转变入甲氧基后荧光也将减弱，颜色转变为紫色。为紫色。（五）显色反应（五）显色反应 香豆素类分子中均具有内酯结构，香豆素类分子中均具有内酯结构，通常还具有酚羟基或内酯水解后产生的通常还具有酚羟基或内酯水解后产生的酚羟基，通过这些基团的显色反应，能酚
10、羟基，通过这些基团的显色反应，能为检识与鉴别香豆素成分提供参考。为检识与鉴别香豆素成分提供参考。1、异羟肟酸铁试验（、异羟肟酸铁试验（识别内酯）具有内酯结构，在碱性条件下内酯开环，具有内酯结构，在碱性条件下内酯开环，与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，在酸性条件与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，在酸性条件下再与下再与Fe3+络合生成异羟肟酸铁显红色。络合生成异羟肟酸铁显红色。2、酚羟基反应、酚羟基反应（1）与三氯化铁的乙醇液反应，产生绿色现）与三氯化铁的乙醇液反应，产生绿色现象，取代基越多，颜色越深。象，取代基越多，颜色越深。（2）若酚羟基邻、对位无取代基，或水解后）若酚羟基邻、对位无取代基，或水解后产生的酚羟
11、基对位无取代基，可与一些试产生的酚羟基对位无取代基，可与一些试剂缩合显色。剂缩合显色。1 1）重氮化反应）重氮化反应 酚羟基邻、对位无取代基，可与重氮化试剂酚羟基邻、对位无取代基，可与重氮化试剂（如重氮化对硝基苯胺）缩合显红至紫红色。（如重氮化对硝基苯胺）缩合显红至紫红色。2）Gibbs反应反应 若若C6位无取代基（酚羟基的对位无取代位无取代基（酚羟基的对位无取代基），可与基），可与Gibbs试剂（试剂（2、6-二氯苯醌氯亚二氯苯醌氯亚胺）缩合显蓝色。胺）缩合显蓝色。3）C6位无取代基，可与位无取代基，可与Emerson试剂缩合显试剂缩合显红色。红色。Emerson试剂：试剂：4-氨基安替比林
12、和铁氨基安替比林和铁氰化钾氰化钾醇提液醇提液药药 材材水溶液水溶液石油醚石油醚苯苯乙醚乙醚乙酸乙酯乙酸乙酯EtOH/MeOH回收溶剂，加水回收溶剂，加水有机溶剂萃取有机溶剂萃取1.1.1.1.系统溶剂法系统溶剂法系统溶剂法系统溶剂法五、提取与分离五、提取与分离石油醚回流提取石油醚回流提取石油醚液石油醚液回收至小体积回收至小体积浓缩液浓缩液放置、析晶放置、析晶粗晶粗晶冷石油醚洗冷石油醚洗结晶（可能是混和物）结晶（可能是混和物）进一步分离进一步分离单体（亲脂性香豆素）单体（亲脂性香豆素）残渣残渣乙醚液乙醚液乙醚回流提取乙醚回流提取回收分离回收分离单体（亲脂性较弱香豆素）单体（亲脂性较弱香豆素）残渣
13、残渣乙醇提取乙醇提取乙醇液乙醇液回收分离回收分离香豆素苷类香豆素苷类甲醇或乙醇提取甲醇或乙醇提取提取液提取液回收溶剂回收溶剂浸膏浸膏药材粗粉药材粗粉2 2、酸碱分离法、酸碱分离法 此系经典方法。此系经典方法。利用香豆素及其苷具有利用香豆素及其苷具有内酯环，能溶于热碱溶液，加酸又析出的性内酯环，能溶于热碱溶液，加酸又析出的性质，用质，用0.5NaOH水溶液提取。水溶液提取。3 3、水蒸气蒸馏法、水蒸气蒸馏法 某些小分子的香豆素类具挥发性可用某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。过程。4 4、色谱法、色谱法 香豆素的混合物部分
14、最后通过层析的方香豆素的混合物部分最后通过层析的方法才能得到单体。香豆素一般用硅胶吸附法才能得到单体。香豆素一般用硅胶吸附层析、氧化铝层析和聚酰胺层析。碱性氧层析、氧化铝层析和聚酰胺层析。碱性氧化铝可能使香豆素发生降解，故很少用。化铝可能使香豆素发生降解，故很少用。洗脱剂可用己烷洗脱剂可用己烷-乙醚、己烷乙醚、己烷-乙酸乙酯乙酸乙酯和石油醚和石油醚-乙酸乙酯的混合溶剂。乙酸乙酯的混合溶剂。第二节第二节 木脂素木脂素 木脂素是一类由木脂素是一类由2-42-4个苯丙素单元氧化聚个苯丙素单元氧化聚合而成的天然化合物。通常指其二聚物，少数合而成的天然化合物。通常指其二聚物，少数为三聚物和四聚物。为三聚
15、物和四聚物。由桂皮酸或桂皮醇氧化聚合而成的化合物由桂皮酸或桂皮醇氧化聚合而成的化合物称为木脂素，存在：双子叶植物中。称为木脂素，存在：双子叶植物中。木脂素在动植物中多呈游离状态，少量与木脂素在动植物中多呈游离状态，少量与糖结合成苷的形式存在。结构中多具羟基、糖结合成苷的形式存在。结构中多具羟基、甲氧基、或亚甲二氧基、羧基、内酯等取甲氧基、或亚甲二氧基、羧基、内酯等取代基，多数还具有旋光性。代基，多数还具有旋光性。木脂素的结构多变，所表现出来的生物活木脂素的结构多变，所表现出来的生物活性也呈多样性。性也呈多样性。一、结构与分类一、结构与分类根据其基本碳架及缩合情况不同，木脂素根据其基本碳架及缩合
16、情况不同，木脂素可分为以下五类。可分为以下五类。（一）简单木脂素类（一）简单木脂素类（二）环木脂素类（二）环木脂素类（三）联苯木脂素类（三）联苯木脂素类（四）聚木脂素类（四）聚木脂素类（五）其它木脂素类（五）其它木脂素类（一）简单木脂素类（一）简单木脂素类结构：是指由两分子苯丙素以侧链结构：是指由两分子苯丙素以侧链-碳原子碳原子相连而成的一类化合物。相连而成的一类化合物。此类木脂素较多，如愈创木脂酸：存在愈创此类木脂素较多，如愈创木脂酸：存在愈创木树脂中。叶下珠脂素：存在珠子草中。它木树脂中。叶下珠脂素：存在珠子草中。它们是典型的木脂素。们是典型的木脂素。（二）环木脂素类（二）环木脂素类有苯代
17、四氢萘、苯代二氢萘、苯代萘三种类型。有苯代四氢萘、苯代二氢萘、苯代萘三种类型。自然界中以苯代四氢萘型居多。自然界中以苯代四氢萘型居多。中国紫杉中的异紫杉脂素具有苯代四氢萘的基本中国紫杉中的异紫杉脂素具有苯代四氢萘的基本结构。结构。环木脂素结构中有内酯环时也称为环木脂内酯。环木脂素结构中有内酯环时也称为环木脂内酯。远志中的赛菊芋脂素属于木脂内酯成分等。远志中的赛菊芋脂素属于木脂内酯成分等。（三）联苯木脂素类（三）联苯木脂素类结构：为两个苯丙素以苯环直接相连而成结构：为两个苯丙素以苯环直接相连而成的化合物。的化合物。厚朴酚和和厚朴酚：存在厚朴中。厚朴酚和和厚朴酚：存在厚朴中。五味子素：存在五味子果
18、实中。五味子素：存在五味子果实中。（四）聚木脂素类（四）聚木脂素类结构：由三分子苯丙素相聚而成的木脂素；结构：由三分子苯丙素相聚而成的木脂素；如牛蒡子根中的拉帕酚。如牛蒡子根中的拉帕酚。由四分子苯丙素聚合而成的，如：丹参酸由四分子苯丙素聚合而成的，如：丹参酸乙存在于丹参中。乙存在于丹参中。（五）其它木脂素类（五）其它木脂素类除以上几种外，统称为其它木脂素。如：除以上几种外，统称为其它木脂素。如：澳大利亚植物澳大利亚植物Eupomatia laurica树皮中的树皮中的eupomatene是苯环与侧链连接后形成呋喃是苯环与侧链连接后形成呋喃氧环的一类木脂素。樟科植物中分得的氧环的一类木脂素。樟科
19、植物中分得的burchellin与与eupomatenoids相似，只是相似，只是呋喃环的形成位置不同。呋喃环的形成位置不同。二、理化性质二、理化性质性状：木脂素多数呈无色或白色结晶，但性状：木脂素多数呈无色或白色结晶，但新木脂素较难结晶。但大多木脂素不挥发，新木脂素较难结晶。但大多木脂素不挥发，也不升华，少数可升华，如：去甲二氢愈也不升华，少数可升华，如：去甲二氢愈创木酸。创木酸。溶解性：溶解性：游离游离亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等 成苷成苷水溶性增大水溶性增大旋光性：木脂素常有多个手性碳原子或手性中心，旋光性：木脂素常有多个手性碳原子或手性中心，大部分具有光学活
20、性，遇酸易异构化。大部分具有光学活性，遇酸易异构化。显色反应：木脂素分子结构中常含有酚羟基、醇显色反应：木脂素分子结构中常含有酚羟基、醇羟基、甲氧基、亚甲二氧基、羧基和内酯环等，羟基、甲氧基、亚甲二氧基、羧基和内酯环等，因此分别呈各功能团所具有的化学性质。因此分别呈各功能团所具有的化学性质。可利用重氮化试剂、可利用重氮化试剂、Gibbs s试剂检出酚羟试剂检出酚羟基是否存在及酚羟基对位有无取代基；基是否存在及酚羟基对位有无取代基；利用没食子酸硫酸试剂反应或变色酸硫利用没食子酸硫酸试剂反应或变色酸硫酸试剂反应呈色检识亚甲二氧基的存在；酸试剂反应呈色检识亚甲二氧基的存在；利用酸碱指示剂如溴酚蓝试剂
21、鉴别羧基利用酸碱指示剂如溴酚蓝试剂鉴别羧基的存在；的存在；利用异羟肟酸铁试剂可鉴别内酯环的存利用异羟肟酸铁试剂可鉴别内酯环的存在。在。三、提取与分离三、提取与分离（一）提取（一）提取 游离的木脂素是亲脂性物质，易溶于氯游离的木脂素是亲脂性物质，易溶于氯仿、乙醚，在石油醚和苯中溶解度较小，但仿、乙醚，在石油醚和苯中溶解度较小，但通过多次提取，浓缩后易得到纯度较好的产通过多次提取，浓缩后易得到纯度较好的产品。品。由于低极性溶剂难于渗入植物细胞，提取由于低极性溶剂难于渗入植物细胞，提取效率较低，而且不能提出可能存在的木脂效率较低，而且不能提出可能存在的木脂素苷，所以一般提取时先采用甲醇或丙酮素苷，所
22、以一般提取时先采用甲醇或丙酮等亲水性溶剂提取，浓缩成膏后，再依次等亲水性溶剂提取，浓缩成膏后，再依次用石油醚、氯仿、醋酸乙酯等萃取，得到用石油醚、氯仿、醋酸乙酯等萃取，得到粗的游离总木脂素。粗的游离总木脂素。木脂素苷类亲水性较强，可按苷类的方法木脂素苷类亲水性较强，可按苷类的方法进行提取分离。进行提取分离。具有酚羟基或内酯的木脂素，在碱液中酚具有酚羟基或内酯的木脂素，在碱液中酚羟基成盐或内酯环开环成盐而溶于水，与羟基成盐或内酯环开环成盐而溶于水，与其它脂溶性成分分离，采用碱溶酸沉法提其它脂溶性成分分离，采用碱溶酸沉法提取。但碱液易使木脂素异构化，从而失去取。但碱液易使木脂素异构化，从而失去或降
23、低生理活性，故在用酸碱处理时应注或降低生理活性，故在用酸碱处理时应注意活性检测，此法不易于有旋光活性的木意活性检测，此法不易于有旋光活性的木脂素，以免构型改变。脂素，以免构型改变。（二）分离（二）分离可用柱色谱分离得到单体。可用柱色谱分离得到单体。常用吸附剂：为硅胶。以石油醚常用吸附剂：为硅胶。以石油醚-醋酸乙酯、醋酸乙酯、石油醚石油醚-乙醚、苯乙醚、苯-醋酸乙酯、氯仿醋酸乙酯、氯仿-甲醇等，甲醇等，逐级增加极性展开洗脱，分离效果较好。逐级增加极性展开洗脱，分离效果较好。分配色谱也可用于木脂素的分离。分配色谱也可用于木脂素的分离。纸色谱较为方便，将滤纸浸以甲酰胺为固纸色谱较为方便，将滤纸浸以甲
24、酰胺为固定相，苯为移动相，展开后用碱性重氮盐定相，苯为移动相，展开后用碱性重氮盐或或SbCl3、SbCl5试剂使木脂素显色。试剂使木脂素显色。举例：举例：菊科植物牛蒡子的果实中含有的木脂素类菊科植物牛蒡子的果实中含有的木脂素类化合物，具有钙拮抗作用。其分离是将牛化合物，具有钙拮抗作用。其分离是将牛蒡子粗粉依次用环已烷、三氯甲烷、醋酸蒡子粗粉依次用环已烷、三氯甲烷、醋酸乙酯、甲醇、水分步提取，经过人的血小乙酯、甲醇、水分步提取，经过人的血小板活化因子引起的血小析聚集实验筛选，板活化因子引起的血小析聚集实验筛选，醋酸乙酯及甲醇部分有抑制血小板聚集活醋酸乙酯及甲醇部分有抑制血小板聚集活性。性。分别将
25、这两部分用低压柱色谱分离，用二分别将这两部分用低压柱色谱分离，用二氯甲烷氯甲烷-醋酸乙酯梯度洗脱。从醋酸乙酯部醋酸乙酯梯度洗脱。从醋酸乙酯部分分离得牛蒡子苷元；从甲醇部分分离得分分离得牛蒡子苷元；从甲醇部分分离得牛蒡子苷、拉帕醇牛蒡子苷、拉帕醇A和拉帕醇和拉帕醇C。得到的这。得到的这四成分除牛蒡子苷外，另外三个成分均有四成分除牛蒡子苷外，另外三个成分均有抑制活性。抑制活性。四、鉴定四、鉴定分离过程中木脂素的初步鉴定可用薄层和分离过程中木脂素的初步鉴定可用薄层和纸色谱。最常用的是硅胶薄层色谱，展开纸色谱。最常用的是硅胶薄层色谱，展开剂可用氯仿剂可用氯仿-甲醇（甲醇（9：1），氯仿），氯仿-二氯甲
26、醇二氯甲醇（1：1），氯仿），氯仿-醋酸乙酯（醋酸乙酯（9：1）和醋酸）和醋酸乙酯乙酯-甲醇（甲醇（95：5）等。）等。当木脂素的亲脂性较强时，可选用石油醚当木脂素的亲脂性较强时，可选用石油醚-乙醚（乙醚（1：1），乙醚，氯仿等溶剂展开），乙醚，氯仿等溶剂展开。显色可利用木脂素在紫外光下呈暗斑或使显色可利用木脂素在紫外光下呈暗斑或使用通用显色剂，如：用通用显色剂，如：茴香醛浓硫酸试剂，茴香醛浓硫酸试剂，110加热加热5分钟。分钟。5%磷钼酸乙醇溶液，磷钼酸乙醇溶液，120加热至斑点加热至斑点明显出现。明显出现。10%硫酸乙醇溶液，硫酸乙醇溶液，110加热加热5分钟。分钟。三氯化锑试剂，三氯化锑试剂，100加热加热10分钟，在紫分钟，在紫外光下观察斑点。外光下观察斑点。