第五章 黄酮类化合物,主要内容,第一节 概述 第二节 黄酮类化合物的性质与颜色反应 第三节 黄酮类化合物的提取分离 第四节 黄酮类化合物的结构分析 第五节 黄酮类化合物的应用,第一节 概述,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 1952年以前，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,C6 - C3 - C6,色原酮,2苯基色原酮,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),一、概述,二氢黄酮类 二氢黄酮醇类 (flavanones) (flavanonols) 花色素类 (anthocyanidins),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),一、概述,异黄酮类 二氢异黄酮类 (isoflavones) (isoflavanones) 查耳酮类 (chalcones),一、概述,二氢查耳酮类 橙酮类（噢 类） (dihydrochalcones) (aurones) 高异黄酮类 (homoisoflavones),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1980年，黄酮类化合物总数已达到2721个。,一、概述,一、概述,Quercetin 槲皮素,Rutin 芦丁,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。,一、概述,水飞蓟素,大豆异黄酮甙元 soybean isoflavone aglycone,大豆异黄酮甙 soybean isoflavone -glucoside,表1-1 大豆异黄酮的结构与种类 Table 1-1 The structure and variety of Soybean isoflavones,二、黄酮苷的构成方式 1. 构成黄酮苷的糖类 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 12 glc）、龙胆二糖(glc 16 glc)、芸香糖 (rh 16 glc)、新橙皮糖（rh 12 glc）、刺槐二糖 （rh 16 gal）等。,1 概述,叁糖类： 龙胆三糖(glc 16 glc 12 fru)、槐三糖(glc 12 glc 12 glc)等。 酰化糖类： 2-乙酰葡萄糖、4-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。,2. 联接方式 （1）O-糖苷 苷元与糖以C-O-C方式连接。 例由单糖形成的黄芩苷、双糖形成的橙皮苷等。,1 概述,黄芩苷,橙皮苷,（2）C-糖苷 糖基大多连接在6位或8位上。 例如牡荆苷，葡萄糖基不通过氧原子直接连在8位碳上，再如葛根苷，有治疗心肌缺血的药理作用并用于治疗冠心病，葡萄糖基也直接连接在8位碳上。,牡荆苷 葛根苷,主要内容,第一节 概述 第二节 黄酮类化合物的性质与颜色反应 第三节 黄酮类化合物的提取分离 第四节 黄酮类化合物的结构分析 第五节 黄酮类化合物的应用,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。,2 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),2 黄酮类化合物的性质与颜色反应,黄烷-3-醇类 (flavan-3-ols),2 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( pH 8.5 )、蓝色( pH8.5 )等颜色。,2 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。 其中黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面性强的分子，因分子与分子间排列紧密，分子间引力较大，故更难溶于水； 而二氢黄酮及二氢黄酮醇等，因系非平面性分子，故分子与分子间排列不紧密，分子间引力降低，有利于水分子进入，溶解度稍大。 至于花色苷元（花青素）类虽也为平面性结构，但因以离子形式存在，具有盐的通性，故亲水性较强，水中溶解度较大。 黄酮类苷元分子中引入羟基，将增加在水中的溶解度；而羟基经甲基化后，则增加在有机溶剂中的溶解度。 例如，一般黄酮类化合物不溶于石油醚中，故可与脂溶性杂质分开，但川陈皮素（5，6，7，8，3，4六甲氧基黄酮）却可溶于石油醚。,2 黄酮类化合物的性质与颜色反应,苷类化合物 黄酮类化合物的羟基糖苷化后，水中溶解度即相应加大，而在有机溶剂中的溶解度则相应减小。 黄酮苷一般易溶于水、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。糖链越长，则水中溶解度越大。 另外，糖的结合位置不同，对苷的水中溶解度也有一定影响：以棉黄素（3，5，7，8，3，4六羟基黄酮）为例，其3O葡萄糖苷的水中溶解度大于7O葡萄糖苷。,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-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。,2 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： 方法是将样品溶于 10 ml甲醇或乙醇中，加入少许镁粉（或锌粉）振摇，滴加几滴浓盐酸，12 min内（必要时微热）即可显色。 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： NaBH4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。 方法：在试管中加入0.1ml含有样品的乙醇液，再加等量 2 NaBH4的甲醇液，lmin后，加浓盐酸或浓硫酸数滴，生成紫色至紫红色。另外，近来报道二氢黄酮可与磷钼酸试剂反应呈现棕褐色，也可作为二氢黄酮类化合物的特征鉴别反应。,3）铝盐： 生成的络合物多为黄色（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。 4）铅盐: 常用1醋酸铅及碱式醋酸铅水溶液，可生成黄至红色沉淀。黄酮类化合物与铅盐生成沉淀的色泽，因羟基数目及位置不同而异。 其中，醋酸铅只能与分子中具有邻二酚羟基或兼有3羟基、4酮基或5羟基、4酮基结构的化合物反应生成沉淀。 但碱式醋酸铅的沉淀能力要大得多，一般酚类化合物均可与其发生沉淀，依此不仅可用于鉴定，也可用于提取及分离工作。,5） 锆盐 方法是取样品 0.51.0 mg，用10.0 ml甲醇加热溶解，加1.0ml 2二氯氧锆（ ZrOCl2）甲醇液，呈黄色后再加入2枸椽酸甲醇溶液，观察颜色变化。上述反应也可在纸上进行，得到的锆盐络合物多呈黄绿色，并带荧光。 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）。,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（SrCl2）： 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。,9）硼酸显色反应 ： 当黄酮类化合物分子中有下列结构时，在无机酸或有机酸存在条件下，可与硼酸反应，生成亮黄色。 显然，5羟基黄酮及2羟基查耳酮类结构可以满足上述要求，故可与其他类型区别。 一般在草酸存在下显黄色并具有绿色荧光，但在枸椽酸丙酮存在的条件下，则只显黄色而无荧光。,10）碱性试剂显色反应： 在日光及紫外光下，通过纸斑反应，观察样品用碱性试剂处理后的颜色变化情况，对于鉴别黄酮类化合物有一定意义。 其中，用氨蒸气处理后呈现的颜色变化置空气中随即褪去，但经碳酸钠水溶液处理而呈现的颜色置空气中却不褪色。 此外，利用碱性试剂的反应还可帮助鉴别分子中某些结构特征。 例如： 1）二氢黄酮类易在碱液中开环，转变成相应的异构体查耳酮类化合物，显橙至黄色。2）黄酮醇类在碱液中先呈黄色，通入空气后变为棕色，因此可与其他黄酮类区别。3）黄酮类化合物当分子中有邻二酚羟基取代或3，4二羟基取代时，在碱液中不稳定，易被氧化，由黄色深红色绿棕色沉淀。,11)紫外可见光下显色 表2列出了黄酮类及黄酮醇类化合物的显色反应,主要内容,第一节 概述 第二节 黄酮类化合物的性质与颜色反应 第三节 黄酮类化合物的提取分离 第四节 黄酮类化合物的结构分析 第五节 黄酮类化合物的应用,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。,3 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