第六章 黄酮类化合物 flavonoids.

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1 第六章 黄酮类化合物 flavonoids

2 教学目的和要求 重点：黄酮类化合物的主要理化性质和鉴别反应；UV、NMR、MS在黄酮类化合物结构测定中的应用。
1、掌握黄酮类化合物的主要理化性质和鉴别反 应；UV、NMR、MS在黄酮类化合物结构测定中的 应用。 2、熟悉黄酮类化合物生物合成的基本途径；黄 酮类化合物结构分类及其结构类别间的生物合成 关系；黄酮类化合物提取分离原理及主要方法； 聚酰胺层析法在黄酮类化合物分离中的应用。 3、了解化学法在黄酮类结构测定中的应用。 重点：黄酮类化合物的主要理化性质和鉴别反应；UV、NMR、MS在黄酮类化合物结构测定中的应用。 难点：黄酮类化合物提取分离原理及主要方法 。

3 第一节 概述 化合物数目多，存在于高等植物及蕨类植物，2003年统计的该类化合物已超过9000个；多数黄酮类化合物是羟基或甲氧基取代衍生物。
第一节    概述 化合物数目多，存在于高等植物及蕨类植物，2003年统计的该类化合物已超过9000个；多数黄酮类化合物是羟基或甲氧基取代衍生物。 多与糖结合成苷，少部分以游离形式存在。

4 一、基本结构和分类 （一）基本结构 1952年以前，黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮的一系列化合物。
色原酮 苯基色原酮（黄酮）

5 C6-C3-C6 两个具有酚羟基的苯环（A与B环）通过中央三碳链相互连接 分类依据： 三碳链氧化程度 B环（苯基）连接位置（2-或3-位）
三碳链是否构成环状

6 １．黄酮类（flavones） 最简单 1/4 木犀草素，存在于忍冬藤、菊花、浮萍中，具有抗菌作用。

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8 ２．黄酮醇类（flavonols） 槲皮素(quercetin)具有抗炎、止咳祛痰等作用。降低血压、增强毛细血管抵抗力、扩张冠状动脉；
芦丁(rutin)是槲皮素的３－O芸香糖苷。用于治疗毛细管脆弱引起的出血病，并用作高血压及动脉硬化的辅助治疗剂。

9 豆科植物 槐 中药槐米中含有芦丁和槲皮素。

10 ３．二氢黄酮类(flavanones)

11 4．二氢黄酮醇类(flavanonols)
水飞蓟素是二氢黄酮醇与苯丙素衍生物缩合成的黄酮木脂素类成分。具有保肝作用，用于治疗急、慢性肝炎及肝硬化，代谢中毒性肝损伤。

12 5．查尔酮类（chalcones） 查尔酮为苯甲醛缩苯乙酮类化合物，其邻羟基衍生物可视为二氢黄酮的异构体，二者可相互转化。
二氢黄酮的吡喃酮环芳香性低，在碱的作用下易开环生成6’-羟基查耳酮，由无色转为深黄色，后者经酸化又能转化为原来的二氢黄酮。

13 第一个发现的查耳酮类植物成分 红花在开花初期，花冠呈淡黄色；开花中期，花冠呈深黄色；开花后期或采收干燥过程中由于酶的作用，氧化成红色。

14 6．异黄酮类 (isoflavones) 雌性激素样作用 主要存在于豆科、鸢尾科等植物中。 如葛根主要含有下列几种异黄酮类成分。
葛根总黄酮具有扩冠、增加冠脉流量及降低心肌耗氧量等作用。大豆素具有类似罂粟碱的解痉作用。 大豆苷、葛根素及大豆素均能缓解高血压患者的头痛等症状。 雌性激素样作用

15 7．二氢异黄酮类/紫檀素类

16 8．双黄酮类 由二分子黄酮衍生物聚合生成的二聚物，多分布于裸子植物中。银杏中含有多种双黄酮，如银杏素。

17 银杏叶片（舒血宁片） http://yx.chenpai.com/index.asp
[作用与用途] 活血化瘀，通脉舒络。用于动脉硬化及高血压病所致的冠状动脉供血不全、心绞痛，心肌梗塞、脑血管痉挛等以及动脉血管供血不良所引起的疾患 银杏叶片提取物被法国、德国列为降血压特效药、天然药品；被日本列为抗衰老、治老年痴呆症特效药品。

18 9．花色素类(anthocyanidins)
使花、叶、果、茎等呈现蓝、紫、红等颜色的色素。以苷的形式存在于细胞液中，经水解可生成苷元——花色素及糖。

19 10．黄烷-3-醇(flavan-3-ols)及黄烷-3，4-二醇(flavan-3,4-diols)类

20 11．双苯吡酮类（ xanthones) 水龙骨科植物石韦中的异芒果素具有止咳祛痰的功效。

21 12．橙酮类(Aurones) 硫磺菊素(sulphuretin)

22 二、黄酮类化合物的生物合成途径 由葡萄糖分别经桂皮酸途径和醋酸-丙二酸途径生成对羟基桂皮酸和三分子乙酸，合成查耳酮，再经过查耳酮异构酶的作用形成二氢黄酮。二氢黄酮再在各种酶的作用下衍变为各类黄酮。

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24 三、黄酮类化合物的生物活性 1. 对心血管系统的作用
Vp样作用：芦丁、橙皮苷等有Vp样作用，能降低血管脆性及异常通透性，可用作防治高血压及动脉硬化的辅助治疗剂。 扩冠作用：芦丁、槲皮素、葛根素、人工合成的力可定。 降血脂及胆固醇：木犀草素 治疗冠心病或活血化淤类中药含有黄酮类

25 芦丁片 芦丁是从中国所独有的国槐的花蕾中提取的植物药，也称维生素P，具有降低毛细血管的异常通透性和脆性的作用，是心脑血管保护药，国内用于心脑血管药品制剂的主要成分，国外还大量用于食品添加剂和化妆品。

26 水 飞 蓟 2. 抗肝脏毒作用 从水飞蓟种子中得到的水飞蓟素具有保肝作用，用于治疗急、慢性肝炎、肝硬化及多种中毒性肝损伤。
　　从水飞蓟种子中得到的水飞蓟素具有保肝作用，用于治疗急、慢性肝炎、肝硬化及多种中毒性肝损伤。 　　（+）-儿茶素(catergen)也可抗肝脏毒作用，治疗脂肪肝及因半乳糖胺或四氯化碳等引起的中毒性肝损伤。 水 飞 蓟

27 3. 抗炎 芦丁及其衍生物羟乙基芦丁、二氢槲皮素等具抗炎作用。
4. 抗菌及抗病毒作用 如木樨草素、黄芩苷、黄芩素 5. 解痉作用 异甘草素、大豆素：解除平滑肌痉挛； 大豆苷、葛根素及葛根总黄酮可缓解高血压患者的头痛等症状； 杜鹃素、川陈皮素、槲皮素、山奈酚、芫花素、羟基芫花素：止咳祛痰。

28 6. 雌性激素样作用 大豆素(daidzein)等异黄酮具有雌性激素样作用，可能与它们的结构与己烯雌酚结构类似。

29 7. 清除人体自由基作用 黄酮类化合物多具有酚羟基，易氧化成醌类而提供氢离子，故有显著的抗氧化特点。
另外还有降血脂、血糖，抗动脉粥样硬化及抗癌抗突变等作用。

30 抗癌新药Flavopiridol的发现与研制
Flavopiridol是一种源于植物（CDYSOXYLUM BINECTARIFERUM）的黄酮类化合物。目前正被用于十几项一期和二期的癌症临床试验。最近，不同的研究者证实其对艾滋病也有异于其他药物的疗效。它的早期发现得益于工业界对自然产物的研究兴趣。在从树皮中提取出纯化合物后，前HOECHST公司又进行了结构与人工合成的研究。由此建立了一系列同型物，包括Flavopiridol的专利。

31 在NIH大规模抗癌物筛选中，Flavopiridol脱颖而出，成为一种新的低毒性的研究药物。它的治癌机理被认为是作用于激酶，从而阻断细胞循环。这一解释间接地为CDK2-Flavopiridol的复合晶体结构所证实。跨学科外向的合作以及现代技术的应用是加速Flavopiridol和其他后续药物的研究与开发所不可缺少的。

32 第二节 理化性质及颜色反应 一、性状 1. 多为结晶性固体，少为（如黄酮苷类）无定形粉末。
第二节    理化性质及颜色反应 一、性状 1. 多为结晶性固体，少为（如黄酮苷类）无定形粉末。 2. 旋光性：游离苷元中，除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷、黄烷醇有旋光外，其余无旋光性。 苷类由于结构中引入糖的分子，均有旋光性，且多为左旋。

33 3. 颜色：与 ①分子中是否存在交叉共轭体系 ②助色团的数目 ③取代基的位置有关。
色原酮部分原本无色，但在2位引入苯环后，即形成交叉共轭体系，且通过电子的转移，重排，使共轭链延长，而表现出颜色。

34 黄酮、黄酮醇及苷类 灰黄-黄色 查耳酮 黄-橙黄色 二氢黄酮、二氢黄酮醇 无色 异黄酮 微黄色 其中，黄酮、黄酮醇及苷类、查耳酮等因分子中存在交叉共轭体系，在7,4’位引入-OH, -OCH3等供电子基团则促进电子移位、重排，使化合物颜色加深。 花色苷及其苷元的颜色随pH的不同而改变：呈现红（pH<7），紫（pH=8.5）、兰 （pH>8.5）

35 二、溶解度 1. 游离苷元难溶或不溶于水，易溶于MeOH, EtOH, EtOAc, Et2O
黄酮、黄酮醇及查耳酮是平面型分子，分子堆砌紧密，分子间引力较大，更难溶于水。 二氢黄酮、二氢黄酮醇是非平面型分子，分子排列不紧密，分子间引力降低，对水的溶解度较大。

36 花色苷元（花青素）类虽系平面型分子，但因以离子形式存在，具有盐的通性，故亲水性较强，水溶度较大。

37 黄酮苷元引入羟基越多，水溶性越强，羟基甲基化后，则增加在有机溶剂中的溶解度。
如一般黄酮类化合物不溶于石油醚中，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. 黄酮类化合物的羟基苷化后，水溶性相应增大，而在有机溶剂中的溶解度相应减小。黄酮苷一般易溶于H2O, MeOH, EtOH等，难溶或不溶于苯，氯仿等。 commen sense

38 三、酸碱性 1. 酸性 黄酮类化合物多具有酚羟基而呈酸性，可溶于碱性水液，吡啶，甲酰胺及二甲基甲酰胺。
酸性强弱顺序：7, 4’-二羟基 > 7, 或4’羟基 > 一般酚羟基>5-羟基 此性质可用于提取、分离及鉴定工作。

39 2. 碱性 γ-吡喃酮上的1-位氧原子上有未共用电子对，表现微弱的碱性，可与强无机酸如浓硫酸，盐酸生成yang盐，但极不稳定，加水即可分解。
2. 碱性 γ-吡喃酮上的1-位氧原子上有未共用电子对，表现微弱的碱性，可与强无机酸如浓硫酸，盐酸生成yang盐，但极不稳定，加水即可分解。 黄酮类化合物溶于浓硫酸中生成的yang盐常表现特殊的颜色，可用于鉴别。

40 第三节 提取分离 一、提取 黄酮类化合物在花、叶、果等组织中，多以苷的形式存在；在木部坚硬组织中，多以游离苷元形式存在；
第三节    提取分离 一、提取 黄酮类化合物在花、叶、果等组织中，多以苷的形式存在；在木部坚硬组织中，多以游离苷元形式存在； 根据化合物极性不同，溶解性不同，采用不同溶剂提取。

41 1. 苷元 多用CHCl3、Et2O、EtOAc等极性较小溶剂提取；对于多OCH3的成分，用苯、石油醚提取； 对于极性大的成分，如查耳酮、橙酮、双黄酮、羟基黄酮等，用EtOAc、EtOH、Me2CO、MeOH:H2O(1:1)等溶剂提取。

42 也可用EtOH、MeOH、EtOAc提取。 3. 含羟基的苷或苷元，可用碱水提取。
2. 苷类 水或热水提取，（多糖苷在热水中溶解度较大，在冷水中溶解度较小）； 也可用EtOH、MeOH、EtOAc提取。 3. 含羟基的苷或苷元，可用碱水提取。 4. 提取花青素类可加入少量酸，但一般黄酮苷类化合物则应避免。

43 二、粗提物的精制处理 1． 溶剂萃取法去杂 石油醚：除去叶绿素、胡萝卜素等脂溶性色素 水溶醇沉：除去蛋白质、多糖、大分子水溶性物质
1．  溶剂萃取法去杂 石油醚：除去叶绿素、胡萝卜素等脂溶性色素 水溶醇沉：除去蛋白质、多糖、大分子水溶性物质 逆流分配：水-乙酸乙酯，正丁醇-石油醚 在萃取除杂的同时，可使不同极性或极性相差较大者分离，如极性不同的苷和苷元，极性苷元和非极性苷元。

44 2． 碱水提酸沉淀法 适用于含酚羟基的化合物，如槐米中芦丁的提取。 注意事项： ①酸碱度不宜过大
2．  碱水提酸沉淀法 适用于含酚羟基的化合物，如槐米中芦丁的提取。 注意事项： ①酸碱度不宜过大 ②邻二酚羟基的保护：碱性条件下，邻二酚羟基易被氧化，加硼砂保护 ③石灰乳的加入可除去果胶、粘液等水溶性酸性杂质

45 3．炭粉吸附法 适用于苷类的精制工作。 植物的甲醇提取液加活性炭至吸附完全，过滤得吸附苷的活性炭粉末。
依次用沸甲醇、沸水、7%酚/水、15%酚/醇洗脱，分步收集、检查、合并。 大部分苷类可用7%酚/水洗下，经减压浓缩至小体积，乙醚除酚，余下水层经减压浓缩得较纯黄酮苷。

46 三、分离 1. 极性大小不同，利用吸附或分配原理进行分离 常用吸附剂有聚酰胺、硅胶、纤维素粉。 １）聚酰胺层析：
聚酰胺是分离黄酮 的理想吸附剂 三、分离 1. 极性大小不同，利用吸附或分配原理进行分离 常用吸附剂有聚酰胺、硅胶、纤维素粉。 １）聚酰胺层析： 其原理是酰胺羰基与黄酮酚羟基形成氢键缔合而吸附，吸附能力与酚羟基多少、位置及氢键缔合力大小有关。 各种溶剂在聚酰胺柱上洗脱能力由弱至强依次为： 水，甲醇，丙酮，氢氧化钠水溶液，甲酰胺，二甲基甲酰胺，脲素水溶液。

47 黄酮类化合物从聚酰胺柱洗脱时有下列规律：
①苷元相同，洗脱先后顺序一般为： 三糖苷双糖苷单糖苷苷元 ②母核上增加羟基，洗脱速度相应减慢 羟基位置的影响：具有羰基邻位羟基黄酮比具有对位（或间位）羟基黄酮先洗脱下来 ③不同类型的黄酮类化合物，先后流出顺序一般是： 异黄酮二氢黄酮醇黄酮黄酮醇 ④分子中芳香核、共轭双键多者吸附力强，故查耳酮往往较相应的二氢黄酮难于洗脱。

48 ２）硅胶层析 ①对酚羟基多的黄酮类，如多羟基黄酮及 其苷类，硅胶减活性使用
①对酚羟基多的黄酮类，如多羟基黄酮及 其苷类，硅胶减活性使用 ②对酚羟基少的黄酮类，如甲基化、乙酰化黄酮及二氢黄酮、异黄酮，则无须减活性。

49 2. 利用分子大小不同，用葡聚糖凝胶分子筛分离
分离游离黄酮主要是吸附作用，极性小大洗脱。 分离黄酮苷类，主要是分子筛作用，分子大小洗脱。 总的洗脱顺序： 糖多的苷糖少的苷游离苷元（极性小大） 常用洗脱剂：①碱性水溶液，含盐水溶液 　　　　　　 ②醇及含水醇 　　　　　　 ③含水丙酮，甲醇－氯仿

50 ３．利用酸性强弱，采用pH梯度萃取法 混合物溶于有机溶剂，依次用5%NaHCO3、5%Na2CO3、0.2%NaOH、4%NaOH萃取，相应的黄酮类化合物洗脱顺序：7,4’－二羟基7或4’羟基一般酚羟基５－羟基黄酮

51 4. 根据分子中某些特定官能团进行分离 在黄酮类成分的混合物中，具有邻二酚羟基成分与无此结构的成分，可用铅盐法分离。有邻二酚羟基的成分可被醋酸铅沉淀，不具有邻二酚羟基的成分可被碱式醋酸铅沉淀，达到分离的目的。 与黄酮类成分混存的其它杂质，如分子中有羧基（如树胶、粘液、果胶、有机酸、蛋白质、氨基酸等）或邻二酚羟基（如鞣质等）时，也可为醋酸铅沉淀达到去杂目的。

52 具黄酮类化合物与铅盐生成的沉淀，滤集后按常法悬在浮在乙醇中，通入H2S进行复分解，滤除硫化铅沉淀，滤液中可得到黄酮类化合物。但初生态的PbS沉淀具有较高的吸附性，因此现多不主张用H2S脱铅，而用硫酸盐或磷酸盐，或用阳离子交换树脂脱铅。有邻二酚羟基的黄酮可与硼酸络合，生成物易溶于水，借此也可与不具上述结构的黄酮类化合物相互分离。 在实际工作中，常将上述柱层析法与各种经典方法相互配合应用，以达到较好的分离效果。

53 四、显色反应 (一)还原反应 1. 盐酸-镁粉（盐酸-锌粉）反应
四、显色反应 (一)还原反应 1. 盐酸-镁粉（盐酸-锌粉）反应 黄酮、黄酮醇及二氢黄酮、二氢黄酮醇类在盐酸-镁粉作用下，易被氢化还原，迅速生成红-紫红（个别有绿-兰色）:将样品溶于甲醇或乙醇，加少量镁粉振摇，滴加几滴浓盐酸，1-2分钟内（必要时微热）即可出现颜色。多显橙红-紫红色，少数兰-紫色，B环有-OH或OCH3取代时，颜色随之加深，查耳酮、橙酮、儿茶素类则不反应。 花色素及部分查耳酮、橙酮等在浓盐酸酸性条件下也会发生色变，故须先做一空白对照。

54 2. 四氢硼钠反应 与二氢黄酮类化合物产生红-紫色。 取样品10mg溶于甲醇，加NaBH4 10mg，再滴加1%浓盐酸或浓硫酸，呈红-紫色。
其他黄酮类化合物均不显色。

55 （二）金属盐类试剂的络合反应 黄酮类化合物分子结构中多有3-OH, 4=O; 5-OH, 4=O; 邻二酚羟基，常可与铝盐、铅盐、锆盐、镁盐等试剂生成有色络合物。 1. 铝盐 1%AlCl3或Al(NO3)3： 生成络合物为黄色(max=415nm)，并有荧光。

56 2. 铅盐 1%PbAc2或碱式醋酸铅水液。生成黄-红色沉淀。色泽因羟基数目及位置不同而异。
2. 铅盐 1%PbAc2或碱式醋酸铅水液。生成黄-红色沉淀。色泽因羟基数目及位置不同而异。 醋酸铅可沉淀具有邻二酚羟基或兼有3-OH, 4=O或5-OH, 4=O者。 碱式醋酸铅沉淀能力要大得多，可沉淀一般酚类化合物。 据此不仅可用于鉴定，也可用于提取及分离工作.

57 3. 锆盐: 2%二氯氧化锆甲醇液

58 二氢黄酮（醇）类显天蓝色荧光，若具有C5-OH，色泽更明显。而黄酮、黄酮醇及异黄酮类则显黄-橙黄-褐色。
4. 镁盐 醋酸镁甲醇液作显色剂，可在纸上进行。 二氢黄酮（醇）类显天蓝色荧光，若具有C5-OH，色泽更明显。而黄酮、黄酮醇及异黄酮类则显黄-橙黄-褐色。 5. 氯化锶(SrCl2) 使具有邻二酚羟基的黄酮显绿-棕色-黑色沉淀。 6. 氯化铁(FeCl3) 检查酚羟基。 多数黄酮类化合物具有酚羟基，可产生正反应，生成绿、蓝、黑、紫等颜色。

59 （三）硼酸显色反应 1 具有下列结构（5-羟基黄酮，2’-羟基查耳酮） 2 有无机酸或有机酸存在 在草酸存在下，显黄色并带绿色荧光。
在枸橼酸丙酮存在条件下，只显黄色而无荧光。

60 （四）碱性试剂显色反应 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色变情况。
1. 二氢黄酮类易在碱液中开环，转变成相应异构体——查耳酮类化合物，显橙-红色。

61 2. 黄酮醇类在碱液中先呈黄色，通入空气后变为棕色，据此可与黄酮类区别。
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，很快氧化，由黄色深红色绿棕色沉淀。

62 (五)与五氯化锑的反应 查耳酮的无水(!)CCl4溶液与五氯化锑作用生成红或紫红沉淀,黄酮、黄酮醇、二氢黄酮类显黄-橙黄色。
方法：样品5-10mg溶于5ml无水CCl4中，加1ml 2%的五氯化锑的CCl4溶液。 反应必须无水，否则生成沉淀不稳定。

63 第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定 目前主要采用的方法有： ①与标准品或与文献对照PPC或TLC得到的Rf值
第四节 黄酮类化合物的检识与结构测定 目前主要采用的方法有： ①与标准品或与文献对照PPC或TLC得到的Rf值　 ②分析对比样品在甲醇溶液中及加入酸、碱或金属盐类试剂后得到的UV光谱 ③1H-NMR ④13C-NMR ⑤MS

64 一、层析在黄酮类鉴定中的作用 1. 纸层析(PPC)
苷类成分可采用双向展开，第一相展开采用醇性溶剂，如BAW系统（正丁醇：醋酸：水4：1：5上层）；第二相展开用水性溶剂，如氯仿：醋酸：水（3：6：1） 苷元则多采用醇性溶剂。 花色苷及其苷元，可用含盐酸或醋酸的溶剂。

65 2. 薄层层析(TLC) １）硅胶薄层 用于弱极性黄酮较好。
常用甲苯：甲酸甲酯：甲酸（5：4：1）；苯：甲醇（95：5）或苯：甲醇：冰醋酸（35：5：5）等。 ２）聚酰胺层析 适用范围广，可分离含游离酚羟基的黄酮或其苷类。 常用展开系统：乙醇:水（3:2）；丙酮:水（1:1）等。 显色剂：紫外光；2%三氯化铝甲醇液；1%FeCl3 / 1%K3Fe(CN)6(1:1)混合液。

66 二、紫外光谱在黄酮类鉴定中的应用 可用于确定黄酮母核类型及确定某些位置是否含有羟基。 一般程序： ①测定样品在甲醇中的UV谱以了解母核类型；

67 （一）黄酮类化合物在甲醇溶液中的紫外光谱
多数黄酮类化合物由两个主要吸收带组成： 带I在 nm区间，由B环桂皮酰系统的电子跃迁所引起；

68 带II在220-280nm区间，由A环苯甲酰系统的电子跃迁所引起。
根据带I、带II的峰位及形状（或强度），推测黄酮类化合物结构类型。

69 橙酮类 带II(240-285nm)（苯甲酰系统） 带I(300-400nm) 桂皮酰系统 类 型 说 明 240-280 304-350
带II( nm)（苯甲酰系统） 带I( nm) 桂皮酰系统 类 型 说 明 黄酮类 ① -OH越多，带I带II越红移 ② 带II峰位主要受A环氧取代程度的影响， B环3’,4’有-OH基，带II为双峰（主峰伴肩峰） 黄酮醇类 (3-OR) (3-OH) 异黄酮类 二氢黄酮（醇） B环上有-OH, OCH3对带I影响不大 或 (Ia) (Ib) 查耳酮类 查耳酮2’-OH使带I向红移影响大 (3-4个小峰) 橙酮类

70 不同类型黄酮类化合物的紫外光谱

71 2．加入诊断试剂后引起的位移及结构测定

72 解 释 加入试剂 带II 带I 说明 样品+MeOH 220-285 300-400
两峰强度基本相同，具体位置与母核上电负性取代基(-OH, -OCH3)有关，-OH, -OCH3越多，越长移 +NaOMe 或+NaOH A环有-OH，红移小，无意义 红移40-60nm（不变或增强） 红移50-60nm（下降） 有4’-OH，无3-OH 有3-OH，无4’- OH 有3,4’-OH或3,3’,4’-OH（衰减更快）    7-OH 带I，II随加NaOMe时间延长，逐渐衰减 nm有小峰 +NaOAc (未熔融) 5-20 在长波一侧有明显肩峰 示有4’-OH ，但无3-及/或7-OH 解 释

73 解 释 加入试剂 带II 带I 说明 +NaOAc/ H3BO3 12-30 有6,7-OH或7,8-OH (5,6-OH无)
5-10 12-30 有6,7-OH或7,8-OH (5,6-OH无) B环有邻二酚羟基 AlCl3/ HCl 60 50-60 35-55 17-20 0 有3-OH 有3,5-二OH 有5-OH，无3-OH 有6-OR和5-OH 无3-OH, 5-OH或6-OR存在 AlCl3光谱-AlCl3/ HCl光谱 紫移 30-40 50-65 A,B环皆有邻二酚羟基 A,B环皆无邻二酚羟基 解 释

74 说明： 1）+NaOMe, OHOMe，红移 另有3,4’-OH或3,3’,4’-OH时，在NaOMe作用下易氧化破坏，故峰有衰减。
back 1）+NaOMe, OHOMe，红移 另有3,4’-OH或3,3’,4’-OH时，在NaOMe作用下易氧化破坏，故峰有衰减。 2）NaOAc为弱碱，仅使酸性较强的7-OH解离。

75 3） 形成络合物的能力： 邻二酚羟基和二氢黄酮醇3-OH在酸性条件下不与AlCl3络合； 但不在酸性条件下，五者皆与Al3+络合；
黄酮醇3-OH >黄酮5-OH（二氢黄酮5-OH）> 邻二酚羟基 > 二氢黄酮醇3-OH 邻二酚羟基和二氢黄酮醇3-OH在酸性条件下不与AlCl3络合； 但不在酸性条件下，五者皆与Al3+络合； 形成络合物越稳定，红移越多。 4）二者相减可检测邻二酚羟基。 返回

76 三、1H-NMR 常用溶剂：氘代氯仿（CDCl3），氘代二甲基亚砜（DMSO-d6），氘代吡啶（C5D5N）。也可将黄酮类化合物作成三甲基硅醚衍生物溶于四氯化碳中进行测定。 优点： ①无干扰信号，勿须昂贵的氘代试剂； ②供试后的样品用含水甲醇处理可回收； ③三甲基硅醚衍生物可很方便的转变成乙酰化或甲醚衍生物。

77 （一）A环质子 1．5, 7-二OH黄酮 7-OH成苷时，H-6及H-8均向低磁场方向位移。

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80 2．7-OH黄酮 for example H-5较H-6、H-8低场，是由于羰基的负屏蔽效应的影响。
H-6、H-8较5, 7-二OH黄酮低场，且相互位置可能颠倒。 for example

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82 （二）B环质子 δ6.5-8 1．4’-氧取代黄酮类化合物 H-3’, 5’  6.5-7.1, d, J=8.5Hz
由于C环对H-2’, 6’的负屏蔽作用大于对H-3’, 5’，且H-3’, 5’受4’-OR的屏蔽作用，故前者较低场； C环氧化程度越高，H-2’, 6’处于越低场的位置。

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84 2．3’, 4’-二氧取代黄酮类化合物 （1）3’, 4’-二氧取代黄酮及 黄酮醇 H-5’  6.7-7.1 d, J=8.5Hz
（1）3’, 4’-二氧取代黄酮及 黄酮醇 H-5’  d, J=8.5Hz H-2’  d, J=2.5Hz H-6’  dd, J=2.5, 8.5Hz H-2’受C环负屏蔽和3’-OR屏蔽作用，H-6’ 也受C环负屏蔽作用，而H-5’则仅4’-OR屏蔽作用。故由低场到高场的顺序为：H-6’ H-2’ H-5’。 但有时也会发生H-2’和H-6’重叠的现象。

85

86 （2）3’, 4’-二氧取代异黄酮、二氢黄酮及二氢黄酮醇
H-2’, 5’,6’常作为一个复杂多重峰（通常为两组峰）

87

88 3．3’, 4’,5’-三氧取代黄酮类化合物 若R1=R2=R3=H，则H-2’,6’为单峰， 6.7-7.5
（J=2Hz）

89

90 （三）   C环质子 1. 黄酮类

91

92 2. 异黄酮类 H-2位于羰基位，同时受羰基和苯环的负屏蔽作用，且通过碳与氧相连，故较一般芳香质子低场，δ7.6-7.8。
若用DMSO-d6作溶剂，则δ 。

93 3. 二氢黄酮和二氢黄酮醇 1) 二氢黄酮 H-2, dd, δ5.2, Jtrans = 11Hz
1) 二氢黄酮 H-2, dd, δ5.2, Jtrans = 11Hz （反偶）, Jcis = 5Hz（顺偶） 两个H-3, 分别为dd峰，中心位于δ2.8 ，J = 17Hz（偕偶），5Hz（顺偶）及J = 17Hz（偕偶），11Hz（反偶）

94

95 （2）二氢黄酮醇 H-2与H-3为反 式双直立键， J=11Hz H-2 δ 4.9 H-3 δ 4.3
3-OR苷化，供电子能力下降，两个氢的δ值升高（向低场位移），可用于判断二氢黄酮醇苷中糖的位置。

96

97 4. 查耳酮

98 5.橙酮

99 （四）   糖上的质子 1. 单糖苷类 糖与苷元相连时，糖上1˝-H与其它H比较，一般位于较低磁场区。因-OR (R=苷元) 不表现供电子，仅表现吸电子的诱导作用，端基H受两个O的诱导，处于低场（ ） 1）葡萄糖位于不同位置时端基H化学位移的区别： C3-OR ˝-H的 值约为5.8 C-5, C-6, C-7, C-4’-OR 1˝-H的 值约为

100 2) 葡萄糖苷与鼠李糖苷的区别 黄酮醇3-O-葡萄糖苷5.8, d, J=7Hz （二直立键偶合系统） 黄酮醇3-O-鼠李糖苷 , d, J=2Hz （二平伏键偶合系统） 另外鼠李糖上的C-CH , d, J=6.5Hz

101 2. 双糖苷类 末端糖上的H-1’’’因离黄酮母核较远，受到的负屏蔽作用较小，因而较H-1’’处于较高场的位置。 （五）   其它质子 脂肪族乙酰氧基δ 芳香族乙酰氧基 δ 甲氧基质子δ

102 四、13C-NMR （一）骨架类型的判断 根据中央三碳链的碳信号，即先根据羰基碳的δ值，再结合C2、C3的裂分和δ值判断 方法：
1）对比法：与简单的模型化合物如苯乙酮、桂皮酸及它们的衍生物光谱的比较； 2）计算法：用经验的简单芳香化合物的取代位移加和规律进行计算； 3）选用各种一维和二维NMR技术。 （一）骨架类型的判断 根据中央三碳链的碳信号，即先根据羰基碳的δ值，再结合C2、C3的裂分和δ值判断

103 C=O C-2（或C-β） C-3（或C-α） 归属 168.6~169.8(s) 137.8~140.7(d) 122.1~122.3(s) 异橙酮类 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) (=CH-) 橙酮类 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

104 （二）黄酮类化合物取代图式的确定方法 黄酮类化合物中芳香碳原子的信号特征可以用来确定取代基的取代图式。
以黄酮为例，其13C-NMR信号如下所示：

105 1．取代基位移的影响 X Zi Zo Zm Zp OH 26.6 -12.8 1.6 -7.1 OCH3 31.4 -14.4 1.0
-7.8 -OH及-OCH3的引人将使直接相连碳原子(α-碳)信号大幅度地向低场位移，邻位碳原子(β-碳)及对位碳则向高场位移。间位碳虽也向低场位移，但幅度很小。

106 A-环上引入取代基时，位移效应只影响到A环，而B-环上引入取代基时，位移效应只影响到B环。若是一个环上同时引入几个取代基时，其位移效应将具有某种程度的加和性。
黄酮母核上引入5-OH时，不仅影响A环碳原子的化学位移，还因C5-OH与C4=O形成分子内氢键缔合，故可使C4，C2信号向低场移动(分别为+4.5及+0.9)，而C-3信号向高场移动(–2.0)。C5-OH如果被甲基化或苷化(氢键缔合遭到破坏)，则上述信号将分别向高场位移。

107 2．5，7-二羟基黄酮类中C-6及C-8信号的特征
对大多数5，7—二羟基黄酮类化合物来说，C-6(d)及C-8(d)信号在δ90.0～100.0的范围内出现，且C-6信号总是比C-8信号出现在较低的磁场。 在二氢黄酮中两者差别较小，约差0.9个化学位移单位，但在黄酮及黄酮醇中差别较大，约为4.8。 C-6或C-8有无烷基或者芳香基取代可通过观察13C-NMR上C-6，C-8信号是否发生位移而加以认定。

108 生松素(pinocembrin)及其6-C-甲基及8-C-甲基衍生物的C-6，C-8
化合物 C-6 C-8 5,7-dihydroxyflavanone (pinocembrin) 96.1 95.1 6-C-methylpinocembrin 102.1 94.7 8-C-methylpinocembrin 95.7 101.9

109 木犀草素(1uteolin)，即使因其C6上联接的H被-OH取代而向低场大幅度的位移，C-8信号也未因此而发生大的改变。
化合物 C-6 C-8 3',4',5,7-tetrahydroxyflavanone (luteolin) 99.2 94.2 8-C-benzylluteolin 98.6 103.8 6-C-hydroxyluteolin 140.4 93.6 木犀草素(1uteolin)，即使因其C6上联接的H被-OH取代而向低场大幅度的位移，C-8信号也未因此而发生大的改变。

110 (三)黄酮类化合物O-糖苷中糖的连接位置
1．糖的苷化位移及端基碳的信号 酚性苷中，糖上端基碳的苷化位移约为+4.0～+6.0。 黄酮苷类化合物当苷化位置在苷元的7或2’、3’、4’时，糖的C-1信号将位于约δ100.0～102.5范围内。 5-O-葡萄糖苷及7-O-鼠李糖苷相应的C-1信号分别出现在δ104.3及99.0处。

111 黄酮类双糖苷或低聚糖苷的13C-NMR中，糖的端基碳信号出现在δ98. 0～109
黄酮类双糖苷或低聚糖苷的13C-NMR中，糖的端基碳信号出现在δ98.0～109.0区域内，常与C-6，C-8，C-3及C-10混在一起而不易区别。可采用HMQC (1H-detected heteronuclear multiple-quantum coherence)等二维核磁共振技术鉴别。

112 2．苷元的苷化位移 苷元糖苷化后与糖直接相连碳原子向高场位移，其邻位及对位碳原子则向低场位移，且对位碳原子的位移幅度大而且恒定。
C5-OH糖苷化后，除上述苷化位移效应外，还因C5-OH与C4＝O的氢键缔合受到破坏，故对C环碳原子也将发生巨大的影响。C2，C4信号明显地向高场位移，而C3信号则移向低场。

113 (四)双糖苷及低聚糖苷中分子内苷键及糖的连接顺序
1）当糖上的羟基被苷化时将使该-OH所在碳原子产生一个相当大的低场位移。 例如在黄酮类化合物芦丁[苷元-O-β-D-glucosyl-(6→1)-α-L-rhamnoside)中，葡萄糖的C6信号将向低场位移5.8，但C-5则向高场位移约1.4。 2）黄酮类双糖苷及低聚糖苷中糖的连接顺序常采用HMBC(1H-detected heteronucler multiple-bond-coherence)二维核磁共振技术进行确定。

114 五、质谱在黄酮类结构测定中的应用 多数黄酮类化合物苷元在电子轰击质谱(El-MS)中因分子离子峰较强，往往成为基峰，故一般无须作成衍生物即可进行测定。 但是当测定极性强、难气化以及对热不稳定的黄酮苷类化合物时，则采用FD-MS和FAB-MS、ESI-MS等软电离质谱技术获得强的分子离子峰[M]+及具有偶数电子的准分子离子峰 [M+H] +。

115 (一)黄酮类化合物苷元的电子轰击质谱 (El-MS)
黄酮类化合物苷元的El-MS中，除分子离子峰[M]+外，也常常生成[M-1]+即(M-H)基峰。如为甲基化衍生物，则可以得到[M-15]+即(M-CH3)离子。

116 黄酮类化合物主要有下列两种基本裂解途径：
途径-I（RDA裂解）：

117 途径-II 105 此外，还有分子离子M+.生成[M-1]+ (M-H)及[M-28]+. (M-CO)；由A1生成[M-28]+. (A1-CO)及B2生成[B2-28]+ (B2-CO)等碎片离子。

118 1．黄酮类裂解基本规律：

119 A-环的取代图式可通过测定A1+.的m/z的值进行确定 。同样，根据B-环碎片离子的m/z值，也可精确测定B环的取代情况。
一些黄酮类化合物的质谱数据 化合物 A1+. B1+. 黄酮 120 102 5，7-二羟基黄酮 152 5，7，4'-三羟基黄酮（芹菜素） 118 5，7-二羟基，4'-甲氧基黄酮 （刺槐素） 132 A-环的取代图式可通过测定A1+.的m/z的值进行确定 。同样，根据B-环碎片离子的m/z值，也可精确测定B环的取代情况。

120 黄酮在有四个以上氧取代基时，常常给出中等强度的A1及B1碎片，它具有重要的鉴定意义；但是黄酮醇则不然，当氧取代超过四个以上时，只能产生微弱的A1+.及B1+. 碎片离子。
在3，6及8-位含有C异戊烯基的黄酮类，除一般黄酮裂解途径外，还产生一些新的碎片离子。如：化合物(I)中A环上的，-二甲烯丙基在裂解过程中脱去C4H7·碎片，并重排成稳定的卓瓮离子(Ⅱ) 。

121 在6-及8-位含有甲氧基的黄酮可失去CH3·，得到[M-15]+强峰(常为基峰)，随后又失去CO，生成[M-43]离子：

122 2．黄酮醇类质谱 多数黄酮醇苷元，分子离子峰是基峰，在裂解时主要按途径-Ⅱ进行，得到B2+离子，继续失去CO形成的[B2-28]+.离子。与途径Ⅱ相比，途径I通常不太主要。其中，[A+H]+是来自A-环的主要离子，其上转移的H来自3-OR基团。

123 在黄酮醇全甲基化衍生物的质谱图上，B2+离子应当出现在m/z105(B环无羟基取代)，或135(-OCH3，示B环有一个羟基)，或165(有两个-OCH3，示B环有两个羟基)或195(有三个-OCH3，示B环有三个羟基)等处，其中最强的峰即为B2+离子。

124 具有2'-OH或2'-OCH3的黄酮醇类在裂解时有个重要特点，即可以通过失去OH·或OCH3·，形成一个新的稳定的五元杂环。

125 (二)黄酮苷类化合物的FD-MS 黄酮苷类化合物在El-MS上既不显示分子离子峰，也不显示糖基的碎片，故不宜用 El-MS测定。而FD-MS谱可给出强烈的M+及[M+H]+，还给出葡萄糖基的某些碎片，为化合物的结构鉴定提供了重要的信息。 在FD-MS中，因为(M+23Na)离子的强度随着溶剂极性及发射丝电流强度的改变而变化，可用以帮助区别分子离子峰(M)+及伪分子离子峰[M+1]+。

126 复习与思考 　1、试用电子理论解释为什么黄酮类多显黄色，而二氢黄酮(醇)多无色。 2、黄芩在贮存过程中为什么会变绿?化学成分有何变化?(用化学式表达) 3、就不同的黄酮类化合物的立体结构解释其在水中溶解度规律。 4、应用碱溶酸沉法提取黄酮类化合物时，应注意哪些问题? 5、为什么红花在开花中期为黄色，开花后期或采收干燥过程中颜色渐变为红色或深红色(写出可能的化学反应)?

127 提取分离示例： 某植物药材含有以下化合物,用分离流程示意图图示过程提取,分离。请判断各化合物在分离流程示意图中的位置(也就是将每个化合物的英文代号与分离流程示意图上的阿拉伯数字代号配对)。

128

129

130 复习： 一.请将下列化合物的结构式和名称配对,并说明各化合物的结构类型－芦丁、槲皮素、葛根素、水飞蓟素:

131 二、简答题 1、如何用1H-NMR法区别黄酮苷的 α-苷键和 β-苷键 ? 除了 1H-NMR法，还可以用什么方法？请简要说明。
2、请简述以下各类化合物化学结构上的主要区别，并分别说明其旋光性： 黄酮，黄酮醇，双氢黄酮，双氢黄酮醇， 异黄酮 3、哪些类型的天然化合物可用酸－碱（萃取）法提取，分离？为什么？请举一例。

132 三、用以下指定的方法区别以下各组化合物：

133 四、写出下列各反应产物的结构式：

134 五、某药材含有以下化合物,以图示过程提取,分离。请判断各化合物在图中的位置：

135 分离流程示意图：

136 六、从某植物的叶中,分离到一化合物单体A,其理化性质,和波谱数据如下述,请依据之推导它的化学结构：
化合物A,黄色无定形粉末(H2O), M.P ℃,盐酸镁粉反应为阳性,三氯化铝反应显黄色萤光.将A以2%H2SO4水解,从其水解液中检出葡萄糖和鼠李糖. A,分子式为C27H30O16,它的1H-NMR(DMSO-d6)数据如下页:

137 化合物A的1H-NMR(DMSO-d6):

138 Thanks