第五章:苯丙素类化合物(桂皮酸途径)
一、概述:苯丙素类是指基本母核具有一个或几个C6-C3单元的天然有机化合物类群。(广义:简单苯丙素、香豆素、木脂素、木质素、黄酮,狭义:苯丙素、香豆素、木脂素)
二、简单苯丙素类
1.苯丙烯类:丁香酚、茴香醚、细辛醚 2.苯丙醇类:紫丁香酚苷
3.苯丙醛类:桂皮醛 4.苯丙酸类:丹参素、咖啡酸、阿魏酸
提取分离一般按极性和溶解度大小,用有机溶剂或水提取(苯丙烯、苯丙醛、苯丙酸的酯类衍生物多具挥发性)
三、香豆素类:具有苯骈α-吡喃酮母核的天然产物的总称,通常在7位有含氧官能团取代
(一)香豆素类的结构和分类(依据a-吡喃酮环上有无取代,7位羟基是否和6、8位取代异戊烯基缩合成呋喃环、吡喃环)
1简单香豆素类:只在苯环一侧有取代,且7位羟基未与6或8位取代基形成环,如七叶内酯
2呋喃香豆素类:7位羟基和6或8位取代异戊烯基缩合物形成呋喃环,如补骨脂素
3吡喃香豆素类:7位羟基和6或8位取代异戊烯基缩合物形成吡喃环,如紫花前胡素
4其他香豆素类:香豆素二聚体、三聚体,异香豆素
(二)香豆素的理化性质
1.性状:游离香豆素类多为结晶性物质,分子量小的多具芳香气味与挥发性,能随水蒸气蒸馏出来,且具升华性
香豆素苷类一般呈粉末或晶体状,不具挥发性,也不能升华
在紫外光照射下,多显蓝色或紫色荧光
2.溶解性:游离态亲脂(乙醚、氯仿、丙酮、乙醇、甲醇),能部分溶于沸水,不溶于冷水。成苷亲水,可溶于水、甲醇、乙醇
3.内酯的碱水解:(碱性开环、酸性闭环)
香豆素类分子中具有内酯结构,碱性条件下可水解开环,生成顺式邻羟基桂皮酸的盐,然后其溶液经酸化至中性或酸性即闭环恢复为内酯结构。但如果与碱液长时间加热,开环产物顺式邻羟基桂皮酸衍生物则发生双键构型的异构化,转变为反式邻羟基桂皮酸衍生物,此时,再经酸化也不能环合为内酯
4.与酸的反应:若在酚羟基的邻位有异戊烯基等不饱和侧链,在酸性条件下能环合形成含氧的杂环结构呋喃环或吡喃环
5.显色反应:
反应名称 |
鉴定化合物 |
反应结果 |
备注 |
异羟肟酸铁 |
香豆素(内酯环) |
红色 |
碱性开环,酸性闭环,盐酸羟胺,Fe |
酚羟基反应 |
含酚羟基 |
绿色至墨绿色沉淀(三氯化铁) |
若取代酚羟基的临对位无取代,与重氮化试剂反应显红至紫红 |
Gibb’s |
C6位无取代基 |
蓝色 |
碱性条件,2,6-二氯苯醌氯亚胺 |
Emerson |
C6位无取代基 |
红色 |
碱性条件,4-氨基安替比林+鉄氰化钾 |
6.双键的加成反应:在控制条件下氢化,非共轭的侧链双键最先被氢化,然后是和苯环共轭的呋喃环或吡喃环上的双键氢化,最后才是C3-C4双键可与溴加成生成3,4-二溴加成衍生物,再经过碱处理脱去1分子溴化氢,生成3-溴香豆素衍生物
7.氧化反应
(三)香豆素类的提取
方法 |
原理 |
备注 |
溶剂提取法 |
根据极性的不同 |
提取香豆素的主要方法 |
碱溶酸沉法 |
利用内酯结构 |
严格控制温和条件 |
水蒸气蒸馏法 |
小分子具挥发性 |
结构易变,已少用 |
(四)香豆素类的分离:香豆素类常用的色谱分离方法有柱色谱(硅胶)、制备薄层色谱和高效液相色谱,香豆素苷类的分离可用反相硅胶柱色谱
(五)香豆素的理化检识:紫外光365nm照射下显蓝色或紫色的荧光
7-羟基香豆素类——较强蓝荧光,加碱更强绿色。醚化或导入非羟基取代基——减弱,变紫。多烷氧基取代——黄绿色或褐色荧光
四、木脂素类:一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物
(一)木脂素的结构与分类
组成木脂素的单体有四种:桂皮酸、桂皮醇、丙烯苯、烯丙苯。
简单木脂素:二氢愈创木脂酸 单环氧木脂素(四氢呋喃类):如落叶松脂素
木脂内酯:牛蒡子苷 环木脂素:异紫杉脂素
环木脂内酯:赛菊芋脂素 双环氧木脂素:连翘脂素
联苯环辛烯型木脂素:五味子醇 联苯型木脂素:厚朴酚
水飞蓟素(黄酮+木脂素结构)
(二)理化性质
(1)性状:多数无色结晶,一般无挥发性,少数具升华性
(2)溶解度:游离多具亲脂性,一般难溶于水,苷类水溶性增大
(3)大部分有光学活性,遇酸易异构化
(三)提取分离
(1)溶剂法:游离的能溶于乙醚等。木脂素在植物体内常与大量的树脂状物共存,溶剂处理过程易树脂化。(2)碱溶酸沉:注意异构化(3)色谱法:吸附剂:硅胶、中性氧化铝
(四)理化检识
亚甲二氧基(1)Labat反应:浓硫酸+没食子酸——蓝绿色
(2)Ecgrine反应:浓硫酸+变色酸,70~80℃20min——蓝紫色
(3)色谱:硅胶薄层色谱,亲脂性展开剂,显色剂:1%茴香醛浓硫酸、5%或10%磷钼酸乙醇溶液、10%硫酸乙醇溶液、三氯化锑试剂、碘蒸气
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