第六章黃酮
【學習要點】
1.掌握黃酮類化合物的基本母核、結構分類
2.掌握黃酮類化合物顏色、鏇光性、溶解性的特徵及與結構之間的關係.
3.掌握黃酮類化合物的酸鹼性,酸性強弱與結構之間的關係及在提取分離中的套用。
4.掌握黃酮類化合物的顯色反應及與結構之間的關係和套用。
5.掌握黃酮類化合物的一般提取方法和主要分離方法的原理以及它們與結構之間的關係。
6.掌握黃酮類化合物色譜鑑定法的原理和套用
7.掌握黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、二氫黃酮醇、異黃酮和查耳酮的uv光譜特徵。
8.掌握黃芩中所含代表性黃酮類化合物的結構、理化性質、提取分離方法、鑑定方法和生物活性。
9.掌握葛根中所含代表性的黃酮類化合物的結構、提取分離方法和生物活性
10.掌握銀杏葉中所含代表性的黃酮類化合物的結構和生物活性,
11.熟悉黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、二氫黃酮醇和異黃酮的1hnmr譜特徵。
12.熟悉槐米中主要化學成分的結構及理化性質。
13.熟悉陳皮中主要化學成分的結構、理化性質和鑑別方法。
14.了解滿山紅葉中主要黃酮類成分的結構特點和提取分離方法。
15.了解黃酮類化合物uv光譜位移試劑在測定其結構中的原理與套用。
16.了解黃酮類化合物13c-nmr譜的基本特點及其在結構測定中的套用
【重點與難點提示】
一、黃酮類化合物分類的依據及其主要結構類型 根據中央三碳鏈的氧化程度、b-環連線位置(2-或3-位)以及三碳鏈是否構成環狀等特點,可將主要的天然黃酮類化合物分類
黃酮類化合物的主要結構類型
二、黃酮類化合物理化性質
1. 物理性質
(1)顏色黃酮類化合物是否有顏色與分子中是否存在交叉共軛體系及助色團(-oh、-och3等)的種類、數目以及取代位置有關。以黃酮為例來說,其色原酮部分原本無色,但在2-位上引入苯環後,即形成交叉共軛體系,並通過電子轉移、重排,使共軛鏈延長,因而顯現出顏色。
(2)鏇光性游離的各種苷元母核中,除二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇有鏇光性外,其餘則無光學活性。苷類由於在結構中引入糖的分子,故均有鏇光性,且多為左鏇。
(3)溶解性一般游離苷元難溶或不溶於水,易溶於甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有機溶劑及稀鹼水溶液中。其中黃酮、黃酮醇、查耳酮等平面性強的分子,因分子與分子間排列緊密,分子間引力較大,故更難溶於水;而二氫黃酮及二氫黃酮醇等,因系非平面性分子,故分子與分子間排列不緊密,分子間引力降低,有利於水分子進入,溶解度稍大。
2. 酸鹼性及與結構之間的關係:7,4’-二oh>7-或4’-oh>一般酚oh>5-oh
3. 黃酮類化合物的特徵顯色反應及其與結構之間的關係,以及這些顯色反應在化合物定性鑑別中的套用。
(1)還原試驗
①鹽酸-鎂粉(或鋅粉)反應此為鑑定黃酮類化合物最常用的顏色反應。多數黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物顯橙紅~紫紅色,少數顯紫~藍色。但查耳酮、橙酮、兒茶素類則無該顯色反應。異黃酮類除少數例外,也不顯色。
②四氫硼鈉(鉀)反應nabh4是對二氫黃酮類化合物專屬性較高的一種還原劑。與二氫黃酮類化合物產生紅~紫色。其它黃酮類化合物均不顯色,可與之區別。
(2)金屬鹽類試劑的絡合反應
黃酮類化合物分子中常含有下列結構單元,故常可與鋁鹽、鉛鹽、鋯鹽、鎂鹽等試劑反應,生成有色絡合物。
①鋁鹽常用試劑為1%三氯化鋁或硝酸鋁溶液。生成的絡合物多為黃色(λmax = 415 nm),並有螢光,可用於定性及定量分析。
②鉛鹽常用1% 醋酸鉛及鹼式醋酸鉛水溶液,可生成黃~紅色沉澱。醋酸鉛只能與分子中具有鄰二酚羥基或兼有3-oh、4-酮基或5-oh、4-酮基結構的化合物反應生成沉澱,但鹼式醋酸鉛的沉澱能力要大得多。一般酚類化合物均可為之沉澱,據此不僅可用於鑑定,也可用於提取及分離工作。
③鋯鹽多用2%二氯氧化鋯甲醇溶液。黃酮類化合物分子中有游離的3-或5-oh存在時,均可與該試劑反應生成黃色的鋯絡合物。但兩種鋯絡合物對酸的穩定性不同。3-oh, 4-酮基絡合物的穩定性比5-oh, 4-酮基絡合物的穩定性強(僅二氫黃酮醇除外)。故當反應液中接著加入枸櫞酸後,5-羥基黃酮的黃色溶液顯著褪色,而3-羥基黃酮溶液仍呈鮮黃色(鋯-枸櫞酸反應)。
④鎂鹽常用醋酸鎂甲醇溶液為顯色劑,本反應可在紙上進行。試驗時在紙上滴加一滴供試液,噴以醋酸鎂的甲醇溶液,加熱乾燥,在紫外光燈下觀察。二氫黃酮、二氫黃酮醇類可顯天藍色螢光,若具有c5-oh,色澤更為明顯。而黃酮、黃酮醇及異黃酮類等則顯黃~橙黃~褐色。
⑤氯化鍶(srcl2)氨性甲醇溶液中,可與分子中具有鄰二酚羥基結構的黃酮類化合物生成綠色~棕色乃至黑色沉澱。
⑥三氯化鐵反應三氯化鐵水溶液或醇溶液為常用的酚類顯色劑。多數黃酮類化合物因分子中含有酚羥基,故可產生陽性反應,但一般僅在含有氫鍵締合的酚羥基時,才呈現明顯的顏色。
(3)硼酸顯色反應
黃酮類化合物分子中當有下列結構時,在無機酸或有機酸存在條件下,可與硼酸反應, 生成亮黃色。顯然,5-羥基黃酮及2’-羥基查耳酮類結構可以滿足上述要求,故可與其它類型區別。一般在草酸存在下顯黃色並具有綠色螢光,但在枸櫞酸丙酮存在的條件下,則只顯黃色而無螢光。