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1、植物天然藥物化學,生物技術(shù) 113,苯丙素,苯丙素是一類含有一個或幾個C6-C3單位的植物成分，苯環(huán)上所取代的丙基以丙烯基或烯丙基居多，正丙基或異丙基取代的衍生物較少，這類成分包括苯丙烯、苯丙酸（醇）、香豆素、黃酮、木脂素和木質(zhì)素等。,目錄,苯丙烯類及其提純 苯丙酸及其縮醛的提純 香豆素類及其提取 木脂素類 木質(zhì)素類 C6-C3類化合物的來源,苯丙烯類,苯丙烯多具有較高親脂性和揮發(fā)性的物質(zhì)，常為揮發(fā)油的主城成分，甚至為某植物揮發(fā)的主要成分。如丁香油的主要成分為丁香酚，八角茴香油的主要成分為大茴香醚。由于存在丙烯基和烯丙基的結(jié)構(gòu)差異，所以在同一植物中，往往會發(fā)現(xiàn)一些苯丙烯類的同分異構(gòu)體，如杜衡揮
2、發(fā)油中的甲基丁香酚和異甲基丁香酚。某些含苯烯基的成分還有順反異構(gòu)體之分，如-細辛醚和-細辛醚，前者為液體（bp296),后者為晶體（bp63）。在植物成分中，烯丙基苯多于苯烯基苯，這可能與其前體葡萄糖苷在消去葡萄糖時有利于生成烯丙基苯有關(guān)。,,提取方法：苯丙素類是某些發(fā)揮油的主要成分，所以它的提取方法也可以參考揮發(fā)油的提取方法，主要有水蒸氣蒸餾法、溶劑萃取法和壓榨等三種方法。,水蒸氣蒸餾法 水蒸氣蒸餾法大致有兩種：將原料粗粉置于蒸餾器中加水侵泡后直火或封閉蒸汽管加熱蒸餾; 將原料置于將原料置于蒸餾鍋下部裝置的多孔板上，將原料中的發(fā)揮油蒸出。 溶劑萃取法 用戊烷、石油醚、二硫化碳、乙醚等低沸點
3、溶劑在溫室滲漉，蒸去溶劑即得。也可用油脂如無臭豚脂、牛脂混合物等進行加熱浸取，含揮發(fā)油的油脂再用乙醇萃取或用水蒸氣蒸餾法制取。 壓榨法 含揮發(fā)油較多的原料，如柑橘、檸檬的果實也可以直接壓榨而得。,,苯丙酸及其羧醛,此類植物成分主要是桂皮酸的衍生物。植物中廣泛存在的主要有4種羥基桂皮酸，即：對羥基桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸和芥子酸。 另外還發(fā)現(xiàn)了較少的取代桂皮酸類苯丙酸類成分，如異阿魏酸等。除此之外，丹參中的一個水溶性成分丹參素，以及苯環(huán)上的異戊烯基與鄰位的酚羥基環(huán)合成呋喃或吡喃環(huán)的，如蕓香中的gravolenic acid及Eriostemon屬植物中的erostemonic acid等都屬于苯丙
4、酸類成分。 羥基桂皮酸常以酯的形式出現(xiàn)，由咖啡酸和奎寧酸形成的酯最為常見，如綠原酸為3-O-咖啡?？鼘幩?，新綠原酸為5-O-咖啡?？鼘幩?，萊薊素是1,5-二-O-咖啡?？鼘幩?。,,提取方法：,苯丙酸及其縮醛在性質(zhì)上和沒食子酸及其鞣質(zhì)相似，在提取分離時常伴隨著鞣質(zhì)及鞣質(zhì)的分解產(chǎn)物，所以可以借鑒鞣質(zhì)的提取方法，如用鉛鹽法使之形成不溶性鉛鹽沉淀出來，也可以利用乙酸乙酯從濃縮后的水提取物中萃取。,,香豆素類香豆素以游離或糖苷的形式廣泛方分布于植物界，有27個科，100多種植物分離出香豆素類化合物，已發(fā)現(xiàn)的香豆素約900多種，因最早由豆科植物中提取得到，并具有芳香的氣味，所以稱為香豆素。從新鮮的干草或干
5、飼料植物中所散發(fā)出來的香甜味，就是香豆素產(chǎn)生的。,香豆素的結(jié)構(gòu)和類型 香豆素的性質(zhì)和檢識 香豆素提取與分離 香豆素的鑒定與結(jié)構(gòu)測定 香豆素類化合物的生物活性,香豆素的結(jié)構(gòu)和類型香豆素是具有苯并-吡喃酮母核的一類化合物的總稱。在結(jié)構(gòu)上可看做是順鄰羥基桂皮酸失水而成的內(nèi)酯，具有多方面的生物學活性。按照其結(jié)構(gòu)特點可分為5個小類。,1.簡單香豆素類 2.呋喃香豆素類 3.吡喃香豆素類 4.異香豆素類 5.其他類香豆素,簡單香豆素類,僅在苯環(huán)上具有一些簡單取代基的香豆素類。這些取代基一般為羥基、烷氧基，少數(shù)情況下為5個碳的羥基（常為異戊基）取代，取代的位置主要為C7、C6和C8位，C7位總為含氧基，如木
6、樨科植物白蠟樹等植物的樹皮制成的中藥秦皮中含有的香豆素類：如七葉內(nèi)酯。 而當歸中的當歸內(nèi)酯則屬于含有異戊基取代的簡單香豆素類。,呋喃香豆素類,指由苯環(huán)上的取代基環(huán)合成呋喃環(huán)的香豆素類。一般是位于苯環(huán)上的異戊烯基與鄰位的酚羥基成環(huán)，同時降解3個碳原子。 若呋喃環(huán)環(huán)合于苯并-吡喃環(huán)的6,7位，稱為線性呋喃香豆素，如補骨脂內(nèi)酯。若呋喃環(huán)環(huán)合于7,8位，稱為角型呋喃香豆素，如茴芹內(nèi)酯。 在某些植物中還存在呋喃環(huán)環(huán)合后，3個碳不被降解的化合物類型，如紫花前胡中的紫花前胡內(nèi)酯。 在黃皮中含有一種單萜呋喃香豆素，具有鈣離子的拮抗作用。,吡喃香豆素類,由苯環(huán)上的異戊烯基環(huán)合成吡喃環(huán)香豆素。也根據(jù)呋喃環(huán)的位置
7、分為線性和角性兩種，一般線性結(jié)構(gòu)較多。美洲黃木樹皮分離到花椒樹皮素屬于線性結(jié)構(gòu)。 4.異香豆素類 是香豆素的異構(gòu)體，它們一般帶有一些復雜的取代基。如虎耳草科巖白菜屬植物中的鎮(zhèn)咳有效成分巖白菜素等。,,5.其他類香豆素,如雙香豆素以及-吡喃酮環(huán)上具有取代基的香豆素類。如苜蓿（xu）中的紫苜蓿酚為2個香豆素單元中間通過一個亞甲基鏈接的雙香豆素，已在臨床上用做抗凝血藥物，而紫苜蓿內(nèi)酯則是一個吡喃酮環(huán)上具有復雜取代基的香豆素類。一般在-吡喃酮環(huán)上的取代基位于C3和C4上，有苯基、羥基、異戊烯基等。,香豆素的性質(zhì)和檢識 物理性質(zhì),游離的香豆素一般呈結(jié)晶狀，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚石油醚等有機溶劑，能
8、溶于沸水而難溶于冷水。香豆素苷能溶于水、甲醇、乙醇，而難溶于乙醚、苯等極性小的有機溶劑。大都數(shù)小分子香豆素類具有揮發(fā)性，可隨水蒸氣蒸餾，并能升華。但與糖結(jié)合成苷則無香氣，也不能升華。香豆素本身無熒光，但其羥基衍生物在紫外燈下顯熒光，若遇濃硫酸則產(chǎn)生特征的藍色熒光。,內(nèi)酯的性質(zhì)堿水性,香豆素的母核上由于有酚羥基構(gòu)成六元環(huán)內(nèi)酯，因此突出地表現(xiàn)出內(nèi)酯的性質(zhì)，在稀堿條件下發(fā)生水解，形成順鄰羥基桂皮酸鈉的黃色溶液。反應如下：,異羥肟酸鐵顯色反應,香豆素內(nèi)酯環(huán)開環(huán)后，還可與鹽酸羥胺縮合，再在酸性條件下與鐵離子絡合形成紅色的異羥肟酸鐵，因此異羥肟酸鐵反應可作為香豆素的顯色反應，若同時對氯化鐵試劑顯色，則可初
9、步確定為香豆素類化合物。,Gibbs和Emerson顯色反應,這兩個反應均是發(fā)生在酚羥基對位的活潑氫的反應。若香豆素具有如下特殊的結(jié)構(gòu)：5-OH且8位無任何取代或8-OH且5位無任何取代，則可以發(fā)生Gibbs反應，與2,6-二氯苯醌氯亞胺生成藍色配合物或發(fā)生Emerson反應，與氨基安替比林和鐵氰化鉀生成紅色化合物。通過此反應可確定香豆素骨架上的取代類型。 反應如下：,,,氧化和還原反應,-吡喃環(huán)上的雙鍵因與苯環(huán)共軛，不易發(fā)生氧化，但溴可以與香豆素加成，生成3,4-二溴香豆素類，再經(jīng)NaOH處理，可脫去一份子溴化氫生成3-溴香豆素。 香豆素類化合物可以被KMnO4氧化生成各種小分子羧酸，如水楊
10、酸、丁二酸等。,香豆素的提取與分離,根據(jù)香豆素的物理性質(zhì)，一般有三類提取和分離方法。 水蒸氣蒸餾法。利用的是游離香豆素的揮發(fā)性，因此對香豆素苷不能用此法提取。 堿溶酸沉淀。利用香豆素可以溶于熱堿中，加酸又析出的性質(zhì)，是香豆素和其他化合物分開，此反應的應用必修注意堿的濃度，避免長時間加熱，以免結(jié)構(gòu)被破壞。 系統(tǒng)溶劑提取。利用游離香豆素易溶于有機溶劑的性質(zhì)，可以乙醚、乙酸乙酯直至甲醇進行梯度提取。 香豆素的分離一般用色譜法，常用硅膠、聚酰胺、中性或酸性的Al2O3作為吸附劑，石油醚、正己烷、乙酸乙酯等混合溶劑洗脫,香豆素的鑒定與結(jié)構(gòu)測定,香豆素類化合物在UV和IR中均有特征峰，可接此進行結(jié)構(gòu)鑒定。
11、在UV中將顯示苯環(huán)B帶、，不飽和內(nèi)酯的K帶和R帶苯并-吡喃酮母核上引入取代基將長生紅移，并且不同集團，羥基的影響大于烷氧基，烷氧基的影響大于烷基。并且香豆素在堿性條件下將顯著紅移。 香豆素類化合物的生物活性 香豆素類化合物具有光敏性質(zhì)。呋喃香豆,,素外或內(nèi)服后經(jīng)日光照射，可引起皮膚色素沉著，可作為光敏農(nóng)藥。如傘形花內(nèi)酯、佛手內(nèi)酯、補骨脂素等有吸收紫外線和抗癌射的作用，花椒毒內(nèi)酯在光化學治療銀屑病上取得了良好的效果。 抗菌、抗病毒和消炎活性。如七葉內(nèi)酯及其苷是中藥秦皮治療痢疾的有效成分，從加密煥軍的代謝物中分離出來的亮菌甲素可以治療膽囊炎，從蛇床子中分離出來蛇床子素能治療腳癬、濕疹、陰道滴蟲等，
12、并有抑制乙型肝炎表面抗原的作用。 松弛平滑肌、解痙攣的活性。如巖白菜、矮地茶等植物中含有的矮茶素對治療慢性支氣管有較好的鎮(zhèn)咳作用。,,擴冠作用。如白芷中的白芷素。 抗凝血作用。如海棠果內(nèi)酯、一些雙香豆素具有這方面的活性。,,,,木脂素類,木脂素，也稱木脂體，是有2分子或3分子苯丙基以不同形式聚合而成的一類化合物，目前已知超過200種，廣泛存在于植物的木質(zhì)部和樹脂中，多以游離態(tài)，少數(shù)成苷的形式與樹脂或樹膠共存。20世紀70年代初，從小檗科鬼臼屬植物中得到具有一定抗癌活性的1-鬼臼毒素后，對木脂素類化合物的研究越來越活躍，發(fā)現(xiàn)了一系列具有生理活性的類型。 組成木脂體的苯丙基單位有對羥基桂皮,,醇、
13、松柏醇、芥子醇等。 不同種植物含有的木脂素的單體不同，蕨類和裸子植物中的木脂素主要由松柏醇構(gòu)成，被子植物則皆有松柏醇和芥子醇，而單子葉植物中主要為對羥基桂皮醇。木脂素的結(jié)構(gòu)絕大數(shù)是2個苯丙基通過側(cè)臉的中間碳原子（-碳原子）相互連接，而-碳原子上的含氧官能團相互縮合，形成各種骨架形式?，F(xiàn)在的木脂素中最常見是9種類型。 （一）木脂素的類型 簡單的木質(zhì)素 此類木脂素僅含有2個苯丙基單元的,,-碳原子相互連接。 單環(huán)氧木脂素 此類木脂素實在簡單木脂素的基礎上，2個苯丙基單元上的2個-C通過氧原子形成四氫呋喃環(huán)。這個四氫呋喃環(huán)也可形成于-C和-C之間，或-C和-C之間。 雙環(huán)氧木脂素 此類木脂素實在
14、簡單木脂素的基礎上，兩個苯丙基單位的-C和-C之間通過氧原子同時形成2個四氫呋喃環(huán)。天然存在的雙環(huán)氧木脂素均具有順式連接的雙并四氫呋喃環(huán)，容易異構(gòu)化。,,木脂內(nèi)酯 此類木脂素實在簡單木脂素的基礎上，兩個苯丙基單位的2個-C以五元環(huán)內(nèi)酯的形式存在。在生物體內(nèi)它們被認為是環(huán)木脂內(nèi)酯的前提，常常相互共存于同一植物內(nèi)。 環(huán)木脂素 此類木脂素實在簡單木脂素的基礎上，一個苯丙基單元的-C與另一苯丙基單元的苯環(huán)形成了第三個六元環(huán)，即形成了苯代萘的結(jié)構(gòu)。,,環(huán)木脂內(nèi)酯 此類木脂素兼有內(nèi)酯和環(huán)木脂素的結(jié)構(gòu)特征。根據(jù)-C環(huán)合成內(nèi)酯環(huán)的形式，可分為4-苯基-2,3-萘內(nèi)酯型和4-苯基-2,3-萘內(nèi)酯型。 聯(lián)苯環(huán)辛烯
15、類 此類木脂素的2個苯丙基單元有2個鏈接部位，其一，2個苯環(huán)直接相連，其二，丙基上的2個-C相連，因此構(gòu)成了一個八元環(huán)。 新木脂素,,此類木脂素屬簡單聯(lián)苯類，或苯環(huán) 通過醚鍵鏈接，而其丙基不相連，或丙基具有較多特殊和少見的連接方式。 其他類木脂素 這類木脂素的碳架比較復雜，常常不僅有木脂素的結(jié)構(gòu)，而且還有其他類化合物的碳架。 （二）木脂素的性質(zhì)和檢識 游離的木脂素一般為無色的晶體，僅新木脂素類較難結(jié)晶。少數(shù)能升華，具有親脂性，易溶于苯、乙醚、氯仿等非極性溶劑，難溶于水。大多數(shù)木脂素類結(jié)構(gòu)中都存在不對稱碳原子因此具有光化學活性。 化學性質(zhì)方面，具有內(nèi)酯環(huán)的木脂素將表現(xiàn)出內(nèi)酯的性質(zhì)，特別是在酸堿條
16、件下，內(nèi)酯環(huán)容,,易發(fā)生變構(gòu)，這些變構(gòu)常引起生物學活性的喪失 木脂素分子中常見酚羥基、醇羥基、甲氧基 、亞甲二氧基、羧基和內(nèi)酯環(huán)等，可利用重氧化試劑、Gibbs試劑等酚性試劑檢出酚羥基的存在，利用Labat反應或Eegrine反應顯色檢測亞甲二氧基的存在，利用溴酚藍試劑鑒別羥基的存在，利在異羥肟酸鐵檢測內(nèi)酯環(huán)的存在。 木脂素還可以與茴香酸-硫酸試劑、5磷鉬酸或10硫酸試劑顯藍綠色或藍紫色，這類反應可作為木脂素類化合物的檢,,測反應 （三）木脂素的提取與分離 木脂素因為極性不高，所以經(jīng)常環(huán)己烯、二氯甲烷、乙酸乙酯等提取。但在植物體內(nèi)也有木脂素以苷的形式存在的，因此也常用甲醇、乙醇或丙醇進行提取。
17、具有內(nèi)酯環(huán)的木脂素還可以利用內(nèi)酯環(huán)的性質(zhì)進行提取。在提取過程中經(jīng)常以血小板凝聚實驗進行活性的帥選，如牛蒡（bang）子的粗粉，首先經(jīng)過環(huán)己烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇和水的分布提取，經(jīng)血小板凝聚實驗篩選出乙酸乙酯和甲醇部分具有活性。用這兩部分分離物用色譜的方法進一步進行純化，乙酸乙酯部分用二氯甲烷-乙酸乙酯洗脫，得到牛蒡子苷元，甲醇部分用梯度洗脫的方法得到牛蒡子苷。 木脂素色譜分離常用的吸附劑為硅膠和中性,,氧化鋁，利用sephadex LH-20和高速逆流色譜也可獲得較好分離效果。 （四）木脂素的結(jié)構(gòu)鑒定 木脂素的結(jié)構(gòu)鑒定是波譜分析、分析、衍生物制備和氧化分解法綜合應用，其中NMR對木脂素的
18、檢測已積累了較多數(shù)據(jù)。 UV譜 IR譜 NMR譜 MS譜 （五）木脂素類化合物的生物活性 抗腫瘤活性 保肝作用 抗氧化活性 血小板活化因子和血鈣的拮抗活性 降低應激反應和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用,,木質(zhì)素類,木質(zhì)素是多分子苯丙基的聚合物，是構(gòu)成植物體，特別是木本植物的基本物質(zhì)之一，其組分單元因植物種類而異，但大部含有松柏醇、芥子醇、對羥基桂皮醇單元，相對分子質(zhì)量28006700之間，單元間結(jié)合形式多樣。,C6-C3類化合物的生源,具有C6-C3骨架的化合物，如以上介紹的苯丙基芳烴及丙基酚類、丙基醇酚類、丙基醛或酸類、香豆素類、木脂素類一般認,,,為其共同的生源是莽草酸，有其形成的苯丙氨酸經(jīng)苯丙氨酸脫氫酶脫去氨后生成桂皮酸，桂皮酸通過鄰位羥基的苷化和環(huán)合形成了香豆素類；桂皮酸基端經(jīng)過還原、苷化并脫糖后生成丙基芳烴及丙基酚類、苯基醇酚類；2分子C6-C3的結(jié)構(gòu)通過-位聚合得到木脂素類化合物。,,,參考書籍,,,,謝謝,,丁香,,,八角茴香,,,杜衡,,,,,,,,,,,,丹參,,,,,,蕓香,,,,,,白蠟樹,,,秦皮,,,七葉內(nèi)酯,,,,當歸,,,,,,,,紫花前胡,,,紫花前胡內(nèi)酯,,,黃皮,,,花椒樹,,,,,,,虎耳草科巖白菜屬,,,苜蓿,,,,,,,
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