第五章 黄酮类化合物 Flavonoid

<本章要点> 一、掌握黄酮类化合物的基本结构分类和黄酮类化合物的理化性质。 二、掌握黄酮类化合物酸碱性，酸性强弱与结构之间的关系及在提取分离中的应用。 三、掌握黄酮类化合物梯度pH分离法、聚酰胺柱层析法、硅胶柱层析法和凝胶过滤法的原理与应用。 四、掌握 UV、NMR光谱在黄酮类化合物结构鉴定中的应用。

本 章 内 容 第一节 概述 第二节 黄酮类化合物的理化性质 第三节 黄酮类化合物的提取分离 第四节 黄酮类化合物的检识与结构鉴定

第一节 概 述 黄酮类化合物以前主要是指2-苯基色原酮的衍生物，现在则泛指两个苯环（A环与B环）通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物。

色原酮 2-苯基色原酮 生物合成途径： 醋酸-丙二酸——桂皮酸途径 C6 -C3 -C6

一、结 构 分 类 分类依据： 中央三碳链的氧化程度、B环连接位置（2-位或3-位）以及三碳链是否构成环状

黄酮类 二氢黄酮类

黄酮醇类 二氢黄酮醇类

异黄酮类 二氢异黄酮类

查耳酮类 花色素类 橙酮类

黄烷-3-醇类 黄烷-3,4-二醇类

酮类 高异黄酮类

一、结 构 分 类 其它结构类型： 双黄酮类化合物 黄酮木脂体类化合物 生物碱型黄酮 黄酮苷类型： 单糖苷、双糖苷、叁糖苷、酰化糖苷 O-苷、C-苷

芹菜素 紫花杜鹃甲素

芹菜素 植物来源:伞形科植物旱芹Apium graveolens L. var. dulce DC.叶，此外广泛存在于多种水果、蔬菜、豆类和茶叶,玄参科植物水蔓青,蓼科虎杖,百合科毛叶藜芦,松科植物中。 药理作用：芹菜素具有抑制致癌物质的致癌活性；作为治疗HIV和其它病毒感染的抗病毒药物；MAP激酶的抑制剂；治疗各种炎症；抗氧化剂；镇静、安神；降压。与其他黄酮类物质(槲皮素、山奈黄酮)相比具有低毒、无诱变性等特点。

槲皮素 黄柏苷

槲皮素抗癌作用 　槲皮素能显著抑制促癌剂的作用、抑制离体恶性细胞的生长、抑制艾氏腹水癌细胞DNA、RNA和蛋白质合成。 槲皮素有抑制血小板聚集和5-羟色胺（5-HT）的释放作用。槲皮素对ADP、凝血酶和血小板活化因子（PAF）诱导的血小板聚集均有明显抑制作用，其中对PAF的抑制作用最强。 槲皮素可以阻断雄激素对激素依赖型的人类前列腺癌细胞的作用。雄激素的作用被阻断后，前列腺癌细胞的生长会延缓或停止。洋葱、苹果、红酒、绿茶中含有大量的槲皮素，前列腺癌患者可以多食用。

梨根苷 紫檀素

硫磺菊素 天竺葵素

儿茶素 异芒果苷

儿茶素 儿茶素（Catechins）又称茶单宁，和咖啡因同属茶叶中的两大重要机能性成分，但是又以儿茶素为茶汤中最主要的成分。 药理作用：儿茶素是茶叶的重要成分，具有防治心血管疾病、预防癌症等多种功能。它为还原性多元酚类物质，在水溶液中易被空气氧化，常用作抗氧化剂。右旋儿茶精还有降低毛细血管的通透性、止泻、止血、抗病毒、杀真菌、及预防胃溃疡等多种作用。还可用于染料和鞣革工业。

银杏素

二、生 物 活 性 （一） 对心血管系统的作用 扩张冠脉 维生素p样作用 抑制血小板聚集降低血胆固醇

芦 丁 葛根素

二、生 物 活 性 （二）抗肝脏毒作用 水飞蓟素、儿茶素等有很强的保肝作用 水飞蓟素

二、生 物 活 性 （三）抗炎作用 双聚原矢车菊苷元

（四）雌性激素样作用 许多异黄酮类化合物有雌性激素样作用 大豆异黄酮 己烯雌酚

二、生 物 活 性 （五） 抗菌及抗病毒作用 木犀草素 黄芩素

桑色素

二、生 物 活 性 （六）泻下作用 中药营实中的营实苷A有致泻作用

二、生 物 活 性 （七）解痉作用 异甘草素及大豆素等具有解除平滑肌痉挛样作用 异甘草素

二、生 物 活 性 （八）抗氧化作用 直接清除自由基或提高相应酶水平 （九）镇痛作用 （十）抗肿瘤作用

本 章 内 容 第一节 概述 第二节 黄酮类化合物的理化性质 第三节 黄酮类化合物的提取分离 第四节 黄酮类化合物的检识与结构鉴定

第二节 理化性质 一、性 状 多为结晶性固体，少数为无定形粉末； 第二节 理化性质 一、性 状 多为结晶性固体，少数为无定形粉末； 黄酮类化合物的颜色与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团（-OH、-OCH3）的类型、数目以及取代基位置有关； 共轭体系增加或共轭链延长，则化合物颜色加深。

尤其在7-位及4΄-位引入-OH或-OCH3等基团后，可促进电子重排，而使化合物颜色加深，引入其他位置影响较小。

第二节 理化性质 一、性状 花色苷及其苷元的颜色随着pH不同而改变，随着碱性增加颜色加深。

pH=7~8，淡紫色 pH>11，蓝色

第二节 理化性质 二、溶解性 苷元——一般难溶于水，溶于有机溶剂； 黄酮、黄酮醇、查耳酮等——平面型，排列紧密，难溶于水

第二节 理化性质 二、溶解性 二氢黄酮、二氢黄酮醇等——非平面型，排列不紧密，水中溶解度稍大; 花青素——离子形式，亲水性强

第二节 理化性质 二、溶解性 苷元中引入羟基后，水溶度增加； 苷化后，水溶度增加； 糖的结合位置不同，对苷的水溶度有一定影响。

以棉黄素为例： 3-O-葡萄糖苷的水溶度大于7-O-葡萄糖苷； 3-OH对水溶度的贡献小于7-OH. 空间位阻 分子内氢键

第二节 理化性质 三、酸碱性 （一）酸性 Ar-OH显示酸性 Ar-OH 的数目、位置影响酸性强弱(可用于提取) 第二节 理化性质 三、酸碱性 （一）酸性 Ar-OH显示酸性 Ar-OH 的数目、位置影响酸性强弱(可用于提取) 以黄酮为例，酸性强弱顺序为： 7,4΄-二OH > 7-或4΄-OH > 一般Ar-OH > 5-OH

第二节 理化性质 三、酸碱性 （二）碱性 γ–吡喃环上的1-O，有未共用的电子对，表现微弱碱性，可与强无机酸生成佯盐。 第二节 理化性质 三、酸碱性 （二）碱性 γ–吡喃环上的1-O，有未共用的电子对，表现微弱碱性，可与强无机酸生成佯盐。 黄酮类化合物与浓硫酸生成的佯盐常有特殊颜色，可用于鉴别。

第二节 理化性质 四、显色反应 黄酮类化合物的颜色反应与分子中的Ar-OH 和γ–吡喃环相关。

四、显色反应 （一） 还原试验 查耳酮、橙酮、儿茶素、异黄酮（少数例外）类则无此显色反应。 1、盐酸-镁粉（或锌粉）反应 方法： 样品溶液 MeOH或EtOH 样品溶液 少许Mg粉或Zn粉 浓HCl 样品 显色 振摇 查耳酮、橙酮、儿茶素、异黄酮（少数例外）类则无此显色反应。

四、显色反应 （一） 还原试验 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（红~紫色）； 其它黄酮类不发生颜色变化。

四、显色反应 （二） 金属盐类试剂的络合反应 A B C

（二） 金属盐类试剂的络合反应 1、 铝盐 试剂：1% AlCl3或Al(NO)3 溶液 络合物多为黄色（415nm），并有荧光 4΄-羟基黄酮醇或 7,4΄-二羟基黄酮醇可显 示天蓝色荧光

（二） 金属盐类试剂的络合反应 2、 铅盐 试剂：1%醋酸铅及碱式醋酸铅溶液 可生成黄~红色沉淀，沉淀色泽与羟基数目、位置有关 醋酸铅只能与分子中具有A、B、C三种结构的化合物生成沉淀 碱式醋酸铅则可与一般酚类化合物生成沉淀

3、锆盐 （二） 金属盐类试剂的络合反应 试剂：2% ZrOCl2/MeOH溶液 要求：黄酮类化合物分子中具有游离的 3-或5-OH 生成黄色的锆络合物 3-羟基,4-羰基络合物的稳定性大于5-羟 基,4-羰基络合物（仅二氢黄酮醇除外）

3、 锆盐 （二） 金属盐类试剂的络合反应 锆-柠檬酸反应： 褪色 5-OH黄酮 样品锆络合物反应液 3-OH黄酮 鲜黄色 柠檬酸是一种重要的有机酸，又名枸橼酸 2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸

4、 镁盐 （二） 金属盐类试剂的络合反应 试剂:(CH3COO)2Mg/MeOH 溶液 (常用做显色剂） 二氢黄酮、二氢黄酮醇类可显天蓝色荧光 黄酮、黄酮醇、异黄酮等则显黄色荧光 可用于鉴别二氢黄酮、二氢黄酮醇

5、 氯化锶 （二） 金属盐类试剂的络合反应 试剂：SrCl2 /MeOH溶液（氨性甲醇环境） 要求：具有邻二酚羟基的黄酮类化合物 生成绿~棕色甚至黑色沉淀

绿~棕色甚至黑色

四、显色反应 （三） 硼酸显色反应 结构要求:

可能反应的化合物:

四、显色反应 （四） 碱性试剂显色反应 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），显橙~黄色

异构化 新红花苷（无色） 氧化酶 红花苷（黄色） 醌式红花苷（红色）

四、显色反应 （四） 碱性试剂显色反应 2、黄酮醇类 空气 黄酮醇类 黄色 棕色 可与其它黄酮类区别

四、显色反应 （四） 碱性试剂显色反应 3、黄酮类化合物分子中具有邻二酚羟基取代或3,4΄-二羟基取代时，在碱中易氧化。 黄酮类 黄色 深红色 绿棕色

本 章 内 容 第一节 概述 第二节 黄酮类化合物的理化性质 第三节 黄酮类化合物的提取分离 第四节 黄酮类化合物的检识与结构鉴定

第三节 提取分离 一、提取 二、分离 （一）溶剂萃取法 （二）碱提酸沉法 （三）炭粉吸附法 （一）柱色谱法 （二）梯度pH萃取法 第三节 提取分离 一、提取 （一）溶剂萃取法 （二）碱提酸沉法 （三）炭粉吸附法 二、分离 （一）柱色谱法 （二）梯度pH萃取法 （三）根据官能团分离

第三节 提取分离 一、提取 花、叶、果——多以苷存在 存在形式 木质坚硬组织——游离苷元存在 苷类——极性较大的混合溶剂 提取溶剂 第三节 提取分离 一、提取 花、叶、果——多以苷存在 存在形式 木质坚硬组织——游离苷元存在 苷类——极性较大的混合溶剂 提取溶剂 花青素类——稀酸水 苷元——极性较小的溶剂

一、 提 取 （一）溶剂萃取法 依据：利用黄酮类化合物之间或与杂质极性不同进行萃取 提取溶剂：EtOH、MeOH 游离苷元 醇提液 浸膏 浓缩 浸膏 乙酸乙酯 或正丁醇 苷类

一、 提 取 （二）碱提酸沉法 依据：黄酮类化合物多具有Ar-OH，显示弱酸性 注意事项： 碱液浓度不宜过高（以免破坏黄酮母核） 酸化时酸性也不能太强（生成 盐）

一、 提 取 （二）碱提酸沉法 碱水常用石灰水、Na2CO3、稀NaOH等 （1）其中，石灰水使用较多，可使很多酸性的水溶性杂质生成钙盐沉淀，用于精制纯化； （2）石灰水的浸出效果不如NaOH，且有些黄酮类化合物能与钙结合生成不溶性沉淀； （3）稀NaOH浸出能力强，但是所得杂质多.

一、 提 取 （三）炭粉吸附法： 主要适用于苷类的精制工作

第三节 提取分离 一、提取 二、分离 （一）溶剂萃取法 （二）碱提酸沉法 （三）炭粉吸附法 （一）柱色谱法 （二）梯度pH萃取法 第三节 提取分离 一、提取 （一）溶剂萃取法 （二）碱提酸沉法 （三）炭粉吸附法 二、分离 （一）柱色谱法 （二）梯度pH萃取法 （三）根据官能团分离

第三节 提取分离 二、分离 （一）柱色谱法 常用吸附剂：硅胶、聚酰胺、纤维素等 1、硅胶柱色谱 主要适用于极性相对小一点的黄酮类化合物

二、分 离 （一）柱色谱法 2、聚酰胺柱色谱 吸附强度影响因素： 黄酮类化合物分子中羟基的数目与位置 溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键的能力

2、聚酰胺柱色谱 吸附规律： （1）酚羟基数目越多则吸附越强 >

2、聚酰胺柱色谱 吸附规律： （2）酚羟基易于形成分子内氢键则吸附力减弱 >

2、聚酰胺柱色谱 吸附规律： （3）酚羟基数目相同时 具有对位（或间位）羟基黄酮>邻位羟基黄酮 >

2、聚酰胺柱色谱 吸附规律： （4）分子内共轭双键越多，则吸附力越强； 查耳酮>二氢黄酮 ；黄酮>二氢黄酮 >

2、聚酰胺柱色谱 吸附规律： （5）对于不同类型黄酮类化合物，吸附力强弱： 黄酮醇 > 黄酮 >二氢黄酮醇 > 异黄酮

< 例 > A > B > C > D A C B D

2、聚酰胺柱色谱 吸附规律： （6）苷元相同时 苷元>单糖苷>双糖苷>叁糖苷 （7）与溶剂介质有关 溶剂与聚酰胺或黄酮形成氢键的能力越强，则聚酰胺对黄酮类的吸附力越弱

二、分 离 （一）柱色谱法 3、葡聚糖凝胶柱色谱 作用机制： 黄酮苷——分子筛（分子量大小） 分子量越大，越容易洗脱。 游离黄酮——吸附作用（游离酚羟基）羟基越多越难以洗脱；

二、分 离 > > > （二）梯度pH萃取法 依据：Ar-OH 的数目及位置不同，化合物的酸性强弱不同。 酸性的一般规律： NaHCO3 Na2CO3 NaOH

二、分 离 （三）根据分子中某些特定官能团进行分离 1、铅盐法 醋酸铅——具邻二酚羟基的黄酮类成分沉淀 碱式醋酸铅—— 一般Ar-OH沉淀 2、硼酸（邻二酚羟基）

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第四节 结构鉴定 一、色谱法 二、紫外-可见光谱 三、质谱

一、色谱法 （一）纸色谱 适用于分离各种黄酮类化合物及苷类的混合物 混合物的分离鉴定常采用双向层析 第一向展开——醇性溶剂（分配） 第二向展开——不同水溶液（吸附） 可利用前述呈色反应检查

一、色谱法 （一）纸色谱 醇性溶剂展开时： （1）结构类型相同的黄酮类化合物，取代羟基越多，极性越强，则Rf 值越小； 苷元>单糖苷>双糖苷

一、色谱法 （一）纸色谱 水溶液中展开时： （1）苷元相同时， Rf 值相反； 苷元Rf 值很小，苷类糖链越长Rf 值越大； （2）不同类型黄酮类化合物 平面型分子几乎停留在原点不动； 非平面型分子亲水性较强， Rf 值较大。

一、色谱法 （二）薄层色谱 1、硅胶：弱极性黄酮类化合物 2、聚酰胺：含游离Ar-OH的黄酮类化合物

二、紫外-可见光谱 一般测定程序： 首先测定MeOH中的UV； 测定样品在MeOH中加入各种诊断试剂后得到的UV ； 对各图谱进行比较分析，得到结构信息。

二、黄酮类化合物MS谱 途径I： 途径II：

The End