第六章 黄酮类化合物
概 述 1.黄酮的含义: (1)经典含义是指以2-苯基色原酮衍生的一类化合物的总称,由于该类化合物大多呈淡黄色或黄色,且分子中多具酮基,因此称为黄酮。 (2)现代含义是泛指二个苯环(A环和B环)通过三个碳原子相互连接而成的一系列化合物的总称,即具有C6-C3-C6结构的一类化合物的总称。 2 .黄酮的生物活性
第一节 结构和分类 分类依据: 1、3-位羟基取代与否 2、三碳链是否构成环 3、三碳链的氧化程度 4、B-环连接位置(2、3-位)
第一节 结构和分类 氧化型 还原型 二氢黄酮 黄酮 二氢黄酮醇 黄酮醇 二氢异黄酮 异黄酮 二氢查耳酮 查耳酮 黄烷3、4-二醇类 第一节 结构和分类 氧化型 还原型 二氢黄酮 二氢黄酮醇 二氢异黄酮 二氢查耳酮 黄烷3、4-二醇类 汕酮 高异黄酮类 黄酮 黄酮醇 异黄酮 查耳酮 黄烷3-醇类 花色素类 橙酮类
结构和分类 黄酮 芹菜素(5,7,4′-三OH黄酮) 木犀草素(5,7,3′,4′-四OH黄酮) 黄芩素(5,6,7-三OH黄酮) 橙皮苷(5,7,3 - 三OH,4′-OCH3二氢黄酮) 甘草苷(甘草素-7-O-glu苷) 甘草素(7,4′– 二OH二氢黄酮) 二氢黄酮
结构和分类 黄酮醇 二氢黄酮醇 山柰酚(5,7,4′-三OH黄酮醇) 槲皮素(5,7,3′,4′-四OH黄酮醇)
结构和分类 大豆素(7,4′-二OH异黄酮) 大豆苷(大豆素-7-O-glc苷) 葛根素(7,4′-二OH,8- glc异黄酮苷) 异黄酮 紫檀素 鱼藤酮 二氢异黄酮
结构和分类 红花苷 查耳酮 梨根苷 二氢查耳酮
结构和分类 黄烷3-醇 (+)儿茶素 黄烷-3,4-二醇 无色飞燕草素
结构和分类 飞燕草苷元 花色素 硫磺菊素(6,3′,4′-三OH橙酮) 橙酮
结构和分类 双苯吡酮 异芒果素 高异黄酮
结构和分类 木脂素黄酮 (水飞蓟素)
交叉共轭体系(电子转移、重排,共轭增强,产生颜色的基础) 助色团(给系统提供电子,使颜色加深,尤其7,4′-位,辅助作用) 第二节 黄酮类化合物的理化性质 一.性状 形态:多为结晶性固体,少数为无定形粉末。 颜色:多为黄色 交叉共轭体系(电子转移、重排,共轭增强,产生颜色的基础) 助色团(给系统提供电子,使颜色加深,尤其7,4′-位,辅助作用)
交叉共轭体系 黄酮(灰黄~黄色) 二氢黄酮 黄酮醇(灰黄~黄色) 二氢黄酮醇 查耳酮(黄~橙黄色) 二氢查耳酮 二氢异黄酮 黄烷醇类 黄酮(灰黄~黄色) 二氢黄酮 黄酮醇(灰黄~黄色) 二氢黄酮醇 查耳酮(黄~橙黄色) 二氢查耳酮 二氢异黄酮 黄烷醇类 异黄酮(无或微黄色) 花色素类(颜色随pH而改变 红色(pH <7) 紫色(pH= 8.5) 蓝色(pH>8.5)
旋光性 二.旋光性: 取决于 不对称碳原子的有无 有 无 所有黄酮苷(糖) 游离黄酮 游离黄酮 黄酮 二氢黄酮 黄酮醇 二氢黄酮醇 异黄酮 有 无 所有黄酮苷(糖) 游离黄酮 游离黄酮 黄酮 二氢黄酮 黄酮醇 二氢黄酮醇 异黄酮 二氢异黄酮 查耳酮(二氢 ) 黄烷醇类 橙酮 花色素类等
黄酮类化合物的理化性质 三.溶解性: 符合苷的溶解性规律。但水溶性与结构的平面性、取代基团的种类和数目等有一定关系。
黄酮类化合物的理化性质 (1)分子的立体结构 平面型分子 非平面型分子 黄酮 二氢类(C-环半椅式结构) 平面型分子 非平面型分子 黄酮 二氢类(C-环半椅式结构) 黄酮醇 异黄酮(羰基与B-环立体障碍) 查耳酮 交叉共轭 分子间排列不紧密,水分子易于进入 水溶度小 水溶度大 R=H 二氢黄酮 R=OH 二氢黄酮醇
黄酮类化合物的理化性质 (2)取代基团的性质、数目、连接位置 引入羟基,数目多,7、4‘-位,水溶度较大。 羟基甲基化(-OCH3), 水溶度降低。
2 .黄酮苷(亲水性) (1)三糖苷 > 双糖苷 > 单糖苷 > 苷元 (2)3 - O - 糖苷 > 7 - O - 糖苷(平面性分子) (3)花色素(平面性分子,离子型) > 非平面性分子 > 平面性分子
四.酸碱性 1.酸性 (2)酸性规律 a、7,4‘-OH酸性强于其他位置羟基的酸性(处于羰基对位,羰基的共轭诱导)。 (1)来源:酚羟基( 数目、位置) (2)酸性规律 a、7,4‘-OH酸性强于其他位置羟基的酸性(处于羰基对位,羰基的共轭诱导)。 b、5-OH酸性最弱(处于羰基邻位,形成分子内氢键)。 c、酚羟基数目越多,酸性越强。
应用:pH梯度法分离 NaHCO3 + - - - Na2CO3 + + - - NaOH + + + + 7,4′-OH > 7或4′-OH > 其他位-OH > 5-OH NaHCO3 + - - - Na2CO3 + + - - NaOH + + + +
2.碱性: 仅溶于强的、浓酸 +水 (浓硫酸) 烊 盐(呈色) 应用 初步鉴别黄酮母核类型:黄酮、黄酮醇 —— 黄~橙色,并有荧光 γ-吡喃酮环1-氧原子 微弱碱性(孤对电子,接受质子) 仅溶于强的、浓酸 +水 (浓硫酸) 烊 盐(呈色) 应用 初步鉴别黄酮母核类型:黄酮、黄酮醇 —— 黄~橙色,并有荧光 二氢黄酮 —— 橙红(冷)、紫红(热) 查耳酮 —— 橙红~洋红 异黄酮(二氢)—— 黄色 橙酮 —— 红~洋红
五.显色反应 1.还原显色反应 反应类型 鉴别特征 鉴别意义 备注 盐酸-镁粉 黄酮、二氢黄酮、 红~紫红 黄酮类特征性 假阳性 反应类型 鉴别特征 鉴别意义 备注 盐酸-镁粉 黄酮、二氢黄酮、 红~紫红 黄酮类特征性 假阳性 反应 黄酮醇、二氢黄酮醇 红~紫红 鉴别反应 (花色素) (最常用) 查耳酮、橙酮、 (-) 儿茶素类、异黄酮 (-) 四氢硼钠 二氢黄酮、二氢黄酮醇 红~紫红 二氢黄酮类特有 还原反应 其它黄酮类 (-) 钠汞齐反应 黄酮、二氢黄酮 红 异黄酮、二氢异黄酮 红 黄酮醇类 黄~淡红色 二氢黄酮醇类 棕黄色
2.与金属盐类试剂络合反应 锆盐 枸橼酸 反应类型 鉴别特征及鉴别意义 备 注 三氯化铝 3-OH,4-C=O 黄色 反应类型 鉴别特征及鉴别意义 备 注 三氯化铝 3-OH,4-C=O 黄色 (AlCl3) 5-OH,4-C=O 鲜黄色荧光 PPC\TLC 邻二酚羟基 (4‘或7,4’黄酮醇,天蓝色荧光) 锆盐 枸橼酸 锆盐-枸橼酸 3-OH或3,5 -二OH 黄色 黄色不褪 PPC (ZrOCl2) 5-OH 黄色褪去 示 氨性氯化锶(SrCl2) 邻二酚羟基 绿、棕乃至黑色沉淀 三氯化铁(FeCl3) 酚羟基 紫、蓝、绿
3. 硼酸显色反应 硼酸 5 - 羟基,4 - 羰基黄酮 黄色,绿色荧光(草酸液) 3. 硼酸显色反应 硼酸 5 - 羟基,4 - 羰基黄酮 黄色,绿色荧光(草酸液) (H3BO3) 6′-羟基,4 - 羰基查耳酮 黄色,无荧光(枸橼酸)
4. 碱性试剂反应 反应类型 鉴别特征及鉴别意义 备 注 母核类型鉴别 氢氧化钠溶液 黄酮 — 黄 ~ 橙色 查耳酮、橙酮 — 红 ~ 紫红 4. 碱性试剂反应 反应类型 鉴别特征及鉴别意义 备 注 氢氧化钠溶液 黄酮 — 黄 ~ 橙色 查耳酮、橙酮 — 红 ~ 紫红 二氢黄酮 — 黄~橙色(冷) 深红~ 紫红 (较长时间或加热) 母核类型鉴别 稀氢氧化钠 邻三酚羟基黄酮类 暗绿~蓝绿色纤维状 邻三酚羟基 氨蒸气或碳酸钠溶液 颜色变化 TLC、PPC
5.与五氯化锑反应 6.其他显色反应 五氯化锑 (SdCl5): 查耳酮特征性显色反应 (红或紫红色沉淀) 黄酮、二氢黄酮、黄酮醇类呈橙色。 Gibb,s反应:酚羟基对位活泼质子的特征(蓝 或蓝绿色)
第三节 黄酮类化合物的提取、分离 一.提取方法 —— 溶剂法 溶剂法关键: 溶剂的选择 溶剂选择依据: 黄酮类成分的存在状态 第三节 黄酮类化合物的提取、分离 一.提取方法 —— 溶剂法 溶剂法关键: 溶剂的选择 溶剂选择依据: 黄酮类成分的存在状态 (游离、苷)及溶解性 提取方法选择依据: 溶剂的溶解性能 (煎煮法、渗漉法、回流法等)
黄酮类化合物的提取 (甲醇) 苷、苷元均可溶 (90~95%) ( 60%) 甲醇毒性大 沸水 多糖苷易于水 + 成本低、安全,水溶性杂质多 溶剂 提取原理 游离黄酮 黄酮苷 备 注 乙醇 溶解范围广 + + (甲醇) 苷、苷元均可溶 (90~95%) ( 60%) 甲醇毒性大 沸水 多糖苷易于水 + 成本低、安全,水溶性杂质多 碱性水或 稀氢氧化钠溶出能力强 碱性乙醇 酚羟基的酸性 + + 石灰水除杂质效果好
二.分离方法 (一)溶剂萃取法 黄酮与杂质 分离依据:成分之间 苷与苷元 之间的极性(分配系数K)差异 苷元与苷元 (一)溶剂萃取法 黄酮与杂质 分离依据:成分之间 苷与苷元 之间的极性(分配系数K)差异 苷元与苷元 分离工艺: 原料的提取浓缩液(水溶液) 依次以石油醚、乙醚、乙酸乙酯、水饱和正丁醇萃取 石油醚液 乙醚液 乙酸乙酯 水饱和正丁醇 母液 (脂溶性杂质) 回收 回收 减压回收 (水溶性杂质) 苷元 单糖苷 多糖苷
(二)pH梯度萃取法 分离工艺:总游离黄酮的乙醚液 分离依据:游离黄酮类化合物的酸性差异 4% NaOH萃取 依次以5%NaHCO3 、5%Na2CO3、0.2 % NaOH、 4% NaOH萃取 5%NaHCO3液 5%Na2CO3液 0.2 % NaOH液 4% NaOH液 母液 酸化 (脂溶性杂质) 7,4′-OH黄酮 7或4′-OH黄酮 一般-OH黄酮 5-OH黄酮
(三)柱色谱法 1.硅胶柱色谱 2.氧化铝柱色谱(少) (105℃,活化) 高度甲基化或乙酰化黄酮(醇) 混合溶剂洗脱 (极性小) 吸附原理 异黄酮、二氢黄酮(醇)、 氯仿-甲醇不同比例 (105℃,活化) 高度甲基化或乙酰化黄酮(醇) 混合溶剂洗脱 (极性小) 分配原理 多羟基黄酮醇或黄酮苷类 氯仿-甲醇-水 (加水失活或不活化) (极性大) (80 :20 :1)等比例 2.氧化铝柱色谱(少) 具有3-OH或5-OH 、4-羰基及邻二酚羟基黄酮类化合物与铝离子络和而被牢固吸附,难于洗脱。
2.聚酰胺色谱 (氢键吸附) 吸附规律:与黄酮类化合物酚羟基的数目、位置及介质有关。 (1)酚羟基数目越多,吸附能力越强。 (2)酚羟基数目相同的情况下,酚羟基所处的位置有利于形成分子内氢键,吸附能力减弱。 3-OH或5-OH黄酮的吸附力小于其他位置-OH黄酮; 邻二酚羟基黄酮的吸附力弱于间位或对位酚羟基黄酮 (3)分子内芳香化程度越高,吸附力越强。 查耳酮 > 二氢黄酮 黄酮醇 > 黄酮 > 二氢黄酮醇 > 异黄酮 (4)与介质的关系:吸附力 水(中)> 甲醇、乙醇(浓度 由低到高)> 碱性溶剂 洗脱规律:与吸附规律正好相反,即吸附能力越强,越难洗脱
聚酰胺“双重色谱”原理 正相色谱 反相色谱 聚酰胺:极性固定相(极性酰胺基团) 非极性固定相(非极性脂肪链) 苷与苷元聚酰胺色谱 聚酰胺“双重色谱”原理 正相色谱 反相色谱 聚酰胺:极性固定相(极性酰胺基团) 非极性固定相(非极性脂肪链) 洗脱剂:有机溶剂(氯仿-甲醇,极性小) 含水溶剂(甲醇-水,极性大) 先洗脱:游离黄酮(苷元,极性小) 苷(极性大)(柱色谱分离) Rf值: 苷元 > 苷 苷元 < 苷(TLC色谱鉴别) ***上述规律也适用于黄酮类化合物在聚酰胺薄层上的行为。
4 . 葡聚糖凝胶柱色谱 Sephadex G型:亲水性凝胶 Sephadex LH-20型 :羟丙基葡聚糖凝胶,水及极性有机溶剂 “双重色谱”原理 分子筛作用 吸附原理 (按分子大小分离) (按极性大小分离) 黄酮苷及苷元的分离 苷元的分离 洗脱顺序:分子由大到小被洗脱 极性由小到大被洗脱 叁糖苷 > 双糖苷 > 单糖苷 > 苷元 1-OH > 2-OH > 3-OH > 4-OH > 5- OH黄酮 常用洗脱剂: 碱水(0.1mol / L NH3.H2O) 盐水(0.5mol / L NaCl) 醇或醇水不同比例。
6.高效液相色谱法(HPLC) 应用:适用于各种黄酮类化合物的分离 原理:反相柱色谱(黄酮类化合物极性大) 固定相:ODS 流动相:水-乙晴,水与甲醇不同比例
第四节.黄酮类化合物的检识 一.理化检识 1.颜色:多呈黄色 2.母核检识:盐酸-镁粉反应-黄酮、黄酮醇、二氢黄酮 二氢黄酮醇(+) 四氢硼钠反应-二氢黄酮(醇)类(+) 五氯化锑-查耳酮类(+) 3.取代基团检识:锆盐-枸橼酸反应-3-OH(+) 5-OH(-) 黄酮鉴别 氨性氯化锶反应-邻二酚羟基(+) 二.色谱检识 (一)纸色谱(PPC) 原理:分配原理 适用范围:游离黄酮(苷元)及黄酮苷的分离鉴别
(BAW、TBA、水饱和正丁醇) (2~8%HAc、3%NaCl、1%HCl) PPC色谱 双相色谱 第I向 醇性展开剂 第II向 水性展开剂 (BAW、TBA、水饱和正丁醇) (2~8%HAc、3%NaCl、1%HCl) 正相色谱 反相色谱 固定相(水)极性 > 流动相 ( **有认为是吸附原理)?? Rf规律:极性小的化合物Rf大 极性大的化合物Rf大 苷元(0.7以上) > 单糖苷 > 双糖苷(0.7以下) 苷元中,平面型分子 > 非平面型分子 Rf规律与左边相反 母核相同,2-OH > 3-OH > 4-OH > 5- OH黄酮 苷元的分离鉴别 黄酮苷及花色素类
(二)薄层色谱(TLC) 1.硅胶薄层色谱 — 极性较小的黄酮类化合物(黄酮苷元) 2.聚酰胺薄层色谱 — 可用于黄酮苷及游离黄酮的分离 鉴别,其色谱行为可参考聚酰胺柱色谱。 3.纤维素薄层色谱—分配原理,其色谱行为可参考纸色谱。 各种色谱的检识: 日光下观察—多数黄酮有黄色斑点 紫外光下观察—多数黄酮呈黄绿色荧光斑点 氨蒸气熏—多数黄酮有颜色变化 喷显色剂(2%AlCl3甲醇液)—多数黄酮黄色变深,荧光加强
第五节. 黄酮类化合物的结构研究 一. 紫外可见光谱在黄酮类化合物结构测定中的应用 1、先测定在甲醇中的光谱。 一般鉴定程序: 1、先测定在甲醇中的光谱。 2、再测定在加入各种诊断试剂后的紫外光谱。 3、如为苷类,则可水解或甲基化后再水解,并测定苷元或其衍生物的紫外光谱。 4、将以上各种光谱数据(或光谱图)进行对比分析,即可获得有关结构信息。
母核光谱特征 二氢黄酮类、异黄酮类:带 II强、 带I弱 母核的推断 (甲醇) 查耳酮、橙酮:带 II弱、带I强 取代基:OH等,为助色团 依红移规律推断取代基团 甲醇钠:强碱,所有酚羟基解离 醋酸钠:碱性弱,酸性强的酚羟基解离 加入诊断试剂 醋酸钠/硼酸:邻二酚羟基络和 相应吸收峰红移 三氯化铝:3-OH,4-羰基 5-OH,4-羰基 络和 邻二酚羟基
黄酮类化合物在甲醇中紫外光谱特征 苯甲酰系统 桂皮酰系统 (带II 220~280nm) (带1 300~400nm) 苯甲酰系统 桂皮酰系统 (带II 220~280nm) (带1 300~400nm) 黄酮类化合物结构中的交叉共轭体系
黄酮类化合物在甲醇中紫外光谱特征 ″ 二氢黄酮(醇) 异黄酮(二氢) (由B环产生的桂皮酰系统不存在,带I弱,带II强)
黄酮类化合物母核UV吸收特征 母核类型 带II (nm) 带I (nm) 备注 黄酮 250~280(强) 304~350(强) 典型的交叉共轭系统 黄酮醇(3-OH取代) ″ 328~357(强) 3-OH供电减弱,使黄酮 黄酮醇(3-OH游离) ″ 358~385(强) 3-OH供电共轭↑,带1红移 异黄酮 245~278(强) ( sh ) 桂皮酰系统破坏 二氢黄酮(醇) 270~295(强) ( sh ) 查耳酮 220~270(弱) 340~390(强) 橙酮 230~270(弱) 370~430(强) 花青素(苷) 270~280 465~560(可见区)
(2)取代基团对共轭吸收的影响 黄酮类核中引入-OH(酚羟基)等供电基团,使共轭程度增强,相应的吸收峰红移。 一般,A环引入 – OH,带II红移,B环引入 – OH带I红移。 羟基甲基化或苷化后,原酚羟基的供电能力下降,引起相应的吸收峰紫移。 3-OH甲基化或苷化,带I紫移, 5-OH(与羰基形成分子内氢键)甲基化,带I、带II均紫移5~15nm, 4′-OH甲基化,带I紫移3~10nm。 羟基乙酰化后,乙酰基的吸电作用,使原来酚羟基对共轭系统的供电能力消失,对光谱的影响亦将完全消失。
2.加入诊断试剂后引起的位移及其在结构测定中的意义 黄酮 、黄酮醇加入诊断试剂后吸收峰(带I、带II)的位移规律 诊断试剂 位移规律 归 属 NaOMe 带I红移40~60nm,强度不降 示有4′-OH 带I红移50~60 nm,强度下降 示有3-OH、但无4′-OH NaOAc 带II红移5~20nm 示有7-OH NaOAc / H3BO3 带I红移12~30nm 示B环有邻二酚羟基 带II红移5~10nm 示A环有邻二酚羟基 (不包括5,6-邻二酚羟基)
诊断试剂 位移规律 归 属 AlCl3 及AlCl3/HCl AlCl3/HCl谱图 = AlCl3谱图 示无邻二酚羟基 诊断试剂 位移规律 归 属 AlCl3 及AlCl3/HCl AlCl3/HCl谱图 = AlCl3谱图 示无邻二酚羟基 AlCl3/HCl谱图 ≠ AlCl3谱图 示有邻二酚羟基 AlCl3/HCl谱较AlCl3谱 带I紫移30~40 nm 示B环有邻二酚羟基 若紫移20 nm 示B环有邻三酚羟基 带I紫移50~65 nm 示A、B环均可能有邻二酚羟基 AlCl3/HCl谱图 = MeOH谱图 示无3-及/或5-OH无邻二酚羟基 AlCl3/HCl谱图 ≠ MeOH谱图 示可能有3-及/或5-OH 带I红移35~55 nm 示只有5-OH 无3-OH 仅红移17~20 nm 示除5-OH外,尚有6-含氧取代 红移50~60nm 示可能有3-OH及5-OH
异黄酮、二氢黄酮(醇)的吸收峰(带II)位移规律 诊断试剂 位移规律 归 属 NaOAc 异黄酮 带II红移6~20nm 示有7-OH 二氢黄酮(醇) 带II红移34~37nm 示有5,7-二OH 带II红移51~58nm 示有7-二OH AlCl3/HCl AlCl3/HCl谱图与甲醇中的谱图比较 异黄酮 带II红移10~14nm 示有5-OH 二氢黄酮(醇) 带II红移20~26nm 示有5-OH
查耳酮、橙酮的吸收峰( 带I )位移规律 诊断试剂 位移规律 归 属 AlCl3 及AlCl3/HCl 诊断试剂 位移规律 归 属 NaOMe 查耳酮 带I红移60~100nm,强度增加 示有4-OH 带I红移60~100nm,强度不增加 示有2-或4′-OH 橙酮 带I红移70~95nm, 示有或6-OH AlCl3 及AlCl3/HCl 查耳酮、橙酮 ( AlCl3较 AlCl3/HCl谱图) 带I 红移40~70nm 示有B-环邻二酚羟基 查耳酮( AlCl3/HCl谱图较MeOH谱图) 带I 红移40~60nm 示有2′- OH
二.1H-NMR谱在黄酮结构研究中的应用 测定溶剂 : CCl4 - 样品需制备成三甲基硅醚化衍生物,不能显示羟基质子特征,目前已基本不被采用。 DMSO-d6 - 样品(苷、苷元)不需制备成衍生物,可以显示各酚羟基质子特征。
1H-NMR谱在黄酮结构研究中的应用 A 环质子 B环质子 C环质子 糖上质子 取代基团质子 黄酮类化合物各质子的信号特征(δ、峰形状、J、峰面积) A 环质子 B环质子 C环质子 糖上质子 取代基团质子 芳环质子 芳环质子 与类型有关 端基质子 -OH、-CH3、 其它质子 -OCH3、 -OCOCH3 δ6`~ 8ppm,B-H位于较低场 δ5-H最大8.0ppm(羰基去屏蔽) δA-H 5.7~7.9 5-OH δ12.40 (12.99) δB-H 6.5 ~7.9 7-OH δ10.93
峰形状及J与取代有关 -OCH3δ3.5 ~ 4.10(3H s) J邻 6 ~ 9Hz 3-OH δ9.70 J间 2 ~ 3 Hz 4’-OH δ(10.01) J对 0 ~ 1 Hz(不计) 3’-OH δ(9.42) 峰形状及J与取代有关 -OCH3δ3.5 ~ 4.10(3H s) 6-CH3δ2.04~2.27(3H s) 8-CH3δ2.14~2.45(3H s) A-环 B-环 -OCOCH3 (羟基乙酰化) 5,7-二OH 4′- 氧取代 糖上δ1.65~2.10(3H s) 7-OH取代 3′,4′- 氧取代 苷元δ2.30~2.50(3H s) 3′,4′,5′- 氧取代 glu H-1 ″ 位于低场 δ较大4.8~5.70ppm 依δ、峰形(d、dd)、J 苷元-3-O-glu δ5.80左右(1H.d.) J与构型有关Jaa=6~9Hz, Jae=2~3 A、B-环取代方式推断 苷元-5、7、4′-O-glu δ5.0左右 rha C-CH3 δ0.8 ~ 1.20 ( d/m )
黄酮 H-3 δ6.30(1H,s) 黄酮醇 C-环无质子 异黄酮 H-2 7.6 ~ 7.80(1H,s)受1-氧原子和4-羰基吸电影 响,δ较大 二氢黄酮 H-2 δ中心5.2(1H,dd.Jaa =11.0Hz, Jae = 5.0Hz) 两个H-3 δ中心2.8 (1H,dd.J偕 =17.0Hz, Jaa =11.0Hz) (1H,dd.J偕 = 17.0Hz, Jae = 5.0Hz) 二氢黄酮醇 H-2 δ4.8~5.0(1H,d. Jaa= 11.0Hz) H-3 δ4.1~ 4.3(1H,d. Jaa=11.0Hz) 查耳酮 H-a δ6.7 ~ 7.40 (1H,d.J反=17.0Hz) H-β δ7.0 ~ 7.70 (1H,d.J反=17.0Hz) 橙酮 =CH δ6.5 ~ 6.70(1H,s)
1H-NMR谱在黄酮结构研究中的应用 黄 酮 黄 酮 醇 异 黄 酮 橙 酮 a β 二 氢 黄 酮 二 氢 黄 酮 醇 查 耳 酮
取代基团 δB-H 6. 5~7. 9ppm, 位于较低场 2′6′-H δ大(2H,d. 8.0Hz) (1)δA-H 6. 3 ~7. 1 ppm(一-OH供电) 6′-Hδ7.9(dd.2.0;8.0Hz) 5-H δ8. 0 (1H,d. J=8.0Hz) ** 3′、4′-OR取代不同, 6-H δ(1H,dd, J=8. 0;2. 0Hz) δ-2′、6′可能颠倒 8-H δ (1H,d, J=2. 0Hz) (2)δ A-H 5. 7~ 6. 9 ppm (二-OH供电) 2′6′-H δ6.5~7.5 (2H,s) 6-H δ较小 (1H,d. J=2. 5Hz) 或分别以双峰(J=2.0Hz) 8-H δ较大 (1H,d. J=2. 5Hz) 出现
三.13C-NMR谱在黄酮类化合物结构研究中的应用 (一)黄酮类化合物骨架类型的判断 利用13C-NMR谱中黄酮类化合物的中央三个碳核 信号的位置以及它们在偏共振去偶谱中的裂分情况 推断黄酮类化合物的骨架类型
13C-NMR谱中黄酮类化合物结构中的中央三碳核的信号特征 C=O C-2(或C-β) C-3(或C-a) 归属 174.5~184.0 (s) 160.5~163.2 (s) 104.7~111.8 (d) 黄酮类 149.8~155.4 (d) 122.3~125.9 (s) 异黄酮类 147.9 (s) 136.0 (s ) 黄酮醇类 182.5~182.7(s) 146.1~147.7(s) 111.6~111.9 (d) 橙酮类 ( =CH- ) 188.0~197.0 (s) 136.9~145.4 (d) 116.6~128.1(d) 查耳酮类 75.0~80.3 (d) 42.8~44.6 (t) 二氢黄酮类 82.7(d) 71.2 (d) 二氢黄酮醇类
(二)黄酮类化合物取代图式的确定 利用黄酮类化合物中芳香碳原子 (A-环碳原子、B-环碳原子)的信号特征 黄酮母核13C-NMR信号归属 确定取代基的取代图式 黄酮母核13C-NMR信号归属
推断取代基(X)的连接位置 依取代基的位移效应规律 ( B-环) X Zi Zo Zm Zp -OH +26.0 -12.8 +1.6 -7.1 -OCH3 +31.4 -14.4 +1.0 -7.8 确定5,7-二OH取代黄酮图式 依5,7-二OH黄酮中的C6和C8信号特征 δ90~100ppm范围内 δC6 > δC8 确定糖与苷元的连接位置 依苷化位移规律 苷元(酚羟基): a-C移向高场,δ降低 邻、对位-C移向低场,δ增大 糖(酚苷): δ端基碳原子+4.0 ~ 6.0ppm
四.MS在黄酮类化合物结构研究中的应用 . . 黄酮类化合物MS特征 —— 测定分子量(M+) 取代基团推断(碎片离子峰) 苷元(极性小) 苷(极性大、难气化、与热不稳定) EI-MS(以前):苷看不到,须制备成衍生物(PM等)方能测得很弱的 方能测得很弱的苷元峰为基峰。 FD-MS、FAB-MS、ESI-MS(目前):可测得分子离子峰 或准分子离子峰[M+1]、[M+23]等。 [M ]+ . [M ]+ .
2.主要碎片离子峰为裂解途径I 产生的A1和B1母核确定及裂解途径II产生的 [B2]+ A、B-环取代情况确定 MS在黄酮类化合物结构研究中的应用 EI-MS裂解规律 1.分子离子峰为基峰 —用于测定分子量。 2.主要碎片离子峰为裂解途径I 产生的A1和B1母核确定及裂解途径II产生的 [B2]+ A、B-环取代情况确定
黄酮类化合物结构MS 裂解途径I(RDA裂解):
黄酮类化合物结构MS 裂解途径II: 通常,上述两种基本裂解途径是相互竞争、相互制约的。并且,途径I裂解产生的碎片离子丰度大致与途径II裂解产生的碎片离子的丰度互成反比。
. 3.其他碎片离子峰还有[M-H]+、[M-CO]+、[M-CH3]+( 两种途径裂解得到的碎片离子A1、B1、B2等,保留着A-环、B-环的基本骨架,且碎片A1与相应的B1碎片的质荷比之和等于分子离子的质荷比。 [M ]+ . 母核推断 A、B-环取代情况确定 3.其他碎片离子峰还有[M-H]+、[M-CO]+、[M-CH3]+( 含甲氧基)、[A1+H]、[A1-CO]、[B2-CO]等碎片离子。 .
+ 途径I+H转移 途径II 途径I 黄酮类基本裂解途径 ( 以途径-I为主)
黄酮醇类基本裂解途径(以途径-II为主) 途径I+H转移 途径-II 黄酮醇类基本裂解途径(以途径-II为主)
黄酮类化合物思考题: 1.葡聚糖凝胶(Sephadex G 型和Sephadex LH – 20型)柱色谱用于分离黄酮类化合物(苷及苷元)的原理、方法及洗脱规律。 2.用两类不同展开系统(醇性展开系统、水性展开系统)进行黄酮类化合物纸色谱的原理及Rf值规律。 3.聚酰胺柱色谱用于分离黄酮类化合物(苷、苷元)的原理、方法及洗脱规律。如何理解黄酮类化合物聚酰胺色谱分离的“双重色谱”性能。 4.简述黄酮类化合物的酸性规律及在黄酮苷元分离中的应用。 5.何谓交叉共轭体系,它与黄酮类化合物颜色的关系如何?