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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,天然药物化学,Chemistry of Natural Products,卫生部规划教材,第四版,Chemistry of Natural Products,第三章,苯 丙 素,（,Phenylpropanoids,）,基本内容,香豆素类：,香豆素类化合物的基本母核、常见的取代图式及四种基本,骨架的结构特点。,香豆素的化学性质，如内酯性质、吡喃酮环的碱裂解、双,键性质、氧化及热解等反应。,香豆素类化合物的荧光性质及波谱特征以及应用。,香豆素类化合物的提取分离方法及主要的生理活性。,木脂素类：,结构分类和结构鉴定方法。,基本要求,掌握,香豆素类化合物的结构、性质、,1H-NMR,特征。,熟悉,木脂素类化合物分类和结构鉴定方法。,了解,苯丙素类化合物提取分离方法。,概述,第一节 苯丙酸类,第二节 香豆素类,第三节 木脂素类,本 章 内 容,1,概 述,定义：,一类含有一个或几个,C6-C3,单位的天然成分。,主要包括：,苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮、木质素等。,苯丙素类化合物,生物合成途径,如下：,概 述,概 述,概述,第一节 苯丙酸类,第二节 香豆素类,第三节 木脂素类,本 章 内 容,基本结构,酚羟基取代的芳香羧酸。,多具有,C6-C3,结构的苯丙酸类。,常见的苯丙酸类：,第一节 苯丙酸类,茵陈,苎麻,金银花,菜蓟,马尾树,过山蕨,富含苯丙酸类化合物的中草药,丹参素甲,丹参素丙,丹参素乙,丹参（,Salvia,miltiorrhiza,）,概述,第一节 苯丙酸类,第二节 香豆素类,第三节 木脂素类,本 章 内 容,黄香草木犀,（,Melilotus,officinalis,）,豆科，草木犀属；又名,零陵香豆,（,tonka,bean,）,Coumarou,Coumarin,香豆素（香豆精）是具有苯并,-,吡喃酮母核的一类化合物,的总称。,环上常有,-OH,、,OCH,3,、异戊烯基等取代基。,香豆素的生物合成途径：桂皮酸,-,莽草酸途径,第二节 香豆素类,一、香豆素的基本母核,由于绝大多数香豆素在,C7,位都有含氧官能团存在，故,7-,羟香豆素可以认为是香豆素类成分的母体。,第二节 香豆素类,二、香豆素的分类,（一） 简单香豆素类,（二）呋喃香豆素类(,furocoumarins,),(,线型和角型),（三）吡喃香豆素类(,pyranocoumarins,),(,线型和角型),（四）其它香豆素类, 简单香豆素类, 呋喃香豆素类(,furocoumarins,),第二节 香豆素类,香豆素核上的异戊烯基常与邻位酚羟基（,7-,羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。,呋喃香豆素类成分生物合成途径：,第二节 香豆素类,香豆素,C-6,或,C-8,异戊烯基与邻酚羟基环合而成,2,2-,二甲基,-,吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。,吡喃香豆素类成分的生物合成途径：,第二节 香豆素类, 吡喃香豆素类(,pyranocoumarins,),第二节 香豆素类,少数为,5,6-,吡喃骈香豆素，如：,第二节 香豆素类,第二节 香豆素类, 其它香豆素类,指,-,吡喃酮环上,有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。,C,3,、,C,4,上常有取代基：,苯基、羟基、异戊烯基等。,性状,游离状态,结晶形固体，有一定熔点；,大多具有香气；具有升华性质,分子量小的有挥发性（可随水蒸气蒸出）,UV,下显,蓝色荧光,成苷大多无香味、无挥发性、不能升华。,第二节 香豆素类,三、香豆素的理化性质,溶解性,游离,能溶于沸,H,2,O，,不溶或难溶冷,H,2,O，,可溶,MeOH、EtOH、CHCl,3,和乙醚等溶剂。,因含,Ar,-OH,故可溶于碱水中。,成苷,溶于,H,2,O、OH,-,/H,2,O、MeOH、EtOH,等。,难溶极性小的有机溶剂。,第二节 香豆素类,碱水解反应（内酯性质）,第二节 香豆素类, 碱水解反应（内酯性质）,1.特殊结构的香豆素,如,C,8,位取代基的适当位置上有,C=O、C=C,仲阳碳离子,伯阳碳离子,稳定 不稳定,如,obliquetin,在,HBr,的处理下，中间体可生成仲和伯阳碳离子，由于稳定性仲大于伯，因而，生成产物为二氢呋喃香豆素。反应如下：,第二节 香豆素类,（四）酸的反应,1.,环合反应：,应用：,环合试验可以决定,酚羟基和异戊烯基间的相互位置,注意：,不宜使用,浓酸,，否则会发生,重排反应。,第二节 香豆素类,（四）酸的反应,2.,醚键开裂：,如：东茛菪内酯的烯醇醚,第二节 香豆素类,（四）酸的反应,3.,双键加水反应,如：,黄曲霉素,第二节 香豆素类,（五）,C,3,、,C,4,双键性质和加成反应,在控制条件下氢化的先后次序为,第二节 香豆素类,（六）呈色反应,1.,异羟肟酸铁反应（识别内酯）,第二节 香豆素类,（六）呈色反应,2. Gibbs,反应和,Emerson,反应,试剂：,Gibbs2,6-,二氯,(,溴,),苯醌氯亚胺,Emerson,氨基安替匹林和铁氰化钾,条件：,有游离酚羟基，且其对位无取代者呈阳性,第二节 香豆素类,（六）呈色反应,2. Gibbs,反应和,Emerson,反应,Gibbs,反应：,第二节 香豆素类,第二节 香豆素类,四、香豆素类化合物的提取分离,(,一）提取,(,二）分离,提取后可直接利用化合物的溶解性质进行分离,如：,香豆素在石油醚中溶解度不大，浓缩时即可析出,结晶。,1.,酸碱分离法,依据,内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。,第二节 香豆素类,第二节 香豆素类,(,二）分离,2.,色谱方法,吸附剂,硅胶、中性氧化铝,洗脱剂,已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等,显 色,可观察荧光,第二节 香豆素类,（一）核磁法鉴定香豆素结构的意义,结构新颖的香豆素化合物,不仅为创制新药提供了先导化合物，还为设计药效高、毒性低的理想药物提供了独特的化学结构,而核磁谱提供的信息是化合物结构鉴别的主要依据。,第二节 香豆素类,五、香豆素类化合物的结构鉴定,（二）香豆素,1,HNMR,的谱学特征,1.,香豆素母核的,1,HNMR,谱特征,第二节 香豆素类,H-3, 6, 8,的信号在较高场；,值较小；,H-4, 5, 7,的信号在较低场；,值较大。,一般,：,H-3: 6.1-6.4 H-4：7.88.1,J,=9.5Hz,原因,：,C,2,=O,与,C,3,=C,4,形成,共轭，导致电子云,分布规律如下图所示：,：,电子云密度增高，,：,电子云密度降低,。,第二节 香豆素类,（二）香豆素,1,HNMR,的谱学特征,1.,香豆素母核的,1,HNMR,谱特征,2,. 7-OH,香豆素的,1,HNMR,谱特征,：,H-3, 6, 8,的信号在较高场；,值较小，,H-3:0.17,H-4, 5,的信号在较低场；,值较大,原因,：,OH,与苯环的,n,共轭，邻、对位化学位移,B,A,第二节 香豆素类,（二）香豆素,1,H-NMR,的谱学特征,B,环的,H-5，6,8,构成,ABX,或,AMX,偶合系统，,H-6,与5为邻偶，与8为间偶。,H5，,：,7.38,J,=9Hz,H6，8；,：,6.87,问题,：,AMX,偶合系统的3个质子信号，理论上，峰形有什么特征？,第二节 香豆素类,2,. 7-OH,香豆素的,1,H-NMR,谱特征,：,3,.,呋喃香豆素的,1,H-NMR,谱特征,：,H-2,7.3-7.8 (d,J,=2.3Hz),；,H-36.7 (d,J,=2.3Hz),原因,：,呋喃环上的氧与,C,2,=C,3,形成,n,共轭，,C,2,的电子云密度,，而,C,3,。,第二节 香豆素类,4,.,区别二氢呋喃香豆素和二氢吡喃香豆素,1 2,区分点,：,a：1,2,的,OH,乙酰化后，其,CH,的质子信号向低场位移，,1中,H-2：,0.25,；2,中,H-3:,1.20,b：,在,DMSO,中测定，1中的,OH,为,s,峰，2中的,OH,为,d,峰,参考书目,：,Robert D H et al. New York: John Wiley,&,Sons LTD.,The Natural,Courmarins, Occurrence,Chemistry and Biochemistry,（1982）,第二节 香豆素类,5,.,二氢吡喃型香豆素相对构型的判定,(,经验规律,),5,6 ,CH,3,的,d,差值:,D d, 0.08 , 3,4,OH,反式,.,第二节 香豆素类,6,.,环上的取代基：,d,（,Me)2,=,CH-,CH,2,-O-,-,CH,2,-,A,1.6-1.9,(3,H,s,2),有远程偶合,5.1-5.7,(1,H,br,t,J,=7),4.3-5.0,(2,H,d,J,=7),3.3-3.8,(2,H,d,J,=7),d,（,Me)2,=,CH,2,=,CH-,B,-1.5(6,H,s),-5.1,(2,H,m),-6.25,(1,H,dd,J,=18, 10),A,B,第二节 香豆素类,7,.,偶合常数与远程偶合,J,3, 4,=9.5 Hz,J,5, 6,=8.5 Hz（9.0 Hz）,J,6, 8,=2.0 Hz,5,J,4, 8,=,0.6-1.0,Hz,J,2,3,= 2.3 Hz,5,J,3,8,=,0.6-1.0,Hz,5,J,4, 8,=,0.6-1.0,Hz,第二节 香豆素类,（二）香豆素,13,C-NMR,的谱学特征,1,.,简单香豆素：,碳周围电子云密度分布与氢谱规律相同,C,2,C,3,C,4,C,4a,C,5,C,6,C,7,C,8,C,8a,160.4,116.4,143.6,118.8,128.1,124.4,131.8,116.4,153.9,第二节 香豆素类,2,. 7-OH,香豆素：,受羰基、,OH,影响:,C,6,C,8,C,4a,信号处于高场,C,5,C,7,C,8a,信号处于低场.,C,2,C,3,C,4,C,4a,C,5,C,6,C,7,C,8,C,8a,160.7,111.5,144.3,111.5,129.6,113.4,161.6,102.8,155.7,第二节 香豆素类,3,.,呋喃香豆素：,香豆素母核上的碳信号化学位移与7-,OH,香豆素大同小异,电子云密度与氢谱相同,d：,C2,147.0,C,3,106.6,C6,125,+12,C,2,C,3,C,4,C,4a,C,5,C,6,C,7,C,8,C,8a,161.2,114.7,144.2,115.6,120.0,125.0,156.6,99.8,152.2,第二节 香豆素类,4,.,吡喃香豆素：,C,2,C,3,C,4,C,4a,C,5,C,6,C,7,C,8,C,8a,160.4,112.2,143.5,112.2,127.5,114.6,155.9,108.8,149.8,香豆素母核上的碳信号化学位移与7-,OH,香豆素大同小异,d：,C2,77.2,C,3,130.4,C4,113.1,第二节 香豆素类,(,三,),香豆素的,MS,规律,简单香豆素母体香豆素分子离子峰强，易产生一系列失,CO,碎片离子,146(76%),118(100%),90(43%),第二节 香豆素类,229(100%) 244(78%) 189(60%),具有异戊烯基侧链,第二节 香豆素类,(,四,),核磁法鉴定香豆素结构的应用,第二节 香豆素类,练习,:,化合物,A,为无色结晶，,mp82-83,C,，,紫外光下呈兰色荧光；异羟肟酸铁反应阳性。元素分析示分子式为,C,15,H,16,O,3,。,UV,max,（,MeOH,）,nm,：,321, 257,。,IR max,（,KBr,）,cm,-1,：,1720, 1605, 1560,。,1,H-NMR(CDCl,3,) : 1.66(3H, s), 1.81(3H, s), 3.52(2H, d, J =7.2Hz), 3.92 (3H, s), 5.22(1H, t, J = 7.2Hz), 6.20(1H, d, J = 9.0Hz), 6.81(1H, d, J =8.0 Hz), 7.27(1H, d, J = 8.0Hz),7.59(1H, d, J = 9.0Hz). MS(,m/z,): 244(M,+,基峰,), 229, 213, 211, 201, 189, 186, 159, 131.,回答,: (1),计算不饱和度,;,(2),推导出完整的结构式,;,(3),将氢信号进行归属,.,1: =IV-I/2+III/2+1 = 8,2:,3:,第二节 香豆素类,答案,:,概述,第一节 苯丙酸类,第二节 香豆素类,第三节 木脂素类,本 章 内 容,一、定义：,木脂素（,Lignans,）,:,是一类由苯丙素双分子氧化聚合而成的天然成分，即由二分子,C6-C3,单位氧化缩合而成的化合物。少数为三聚物和四聚物。,木质素（,Lignin,）,:,是一类由几十个,C6-C3,单位聚合而成的高分子化合物。,第三节 木脂素类,第三节 木脂素类,(,一,),木脂素的定义及分类：,早期木脂素的定义：,两分子苯丙素以侧链中,碳原子（,8-8,）连结而成的化合物,木脂素,。,非,碳原子相连（如,3-3,、,8-3,）,新木脂素,。,木脂素的一些新类型：,苯丙素低聚体,三聚体、四聚体等,；,三聚体称为倍半木脂素（,sesquilignan,）,四聚体称为二木脂素（,dilignan,）,杂木脂素,由一分子苯丙素与黄酮、香豆素,等结合而成；,黄酮木脂素（,flavonolignan,）,去甲木脂素,(,norlignan,):,母核只有,1617,个碳原子。,第三节 木脂素类,组成木脂素的单位有四种：,桂皮酸（,cinnamic,acid,）,偶为桂皮醛（,cinnamaldehyde,）,桂皮醇（,cinnamyl,alcohol,）,丙烯苯（,propenyl,benzene,）,烯丙苯（,allyl,benzene,）,第三节 木脂素类,木脂素的,命名,：,大多采用俗名,系统命名,第三节 木脂素类,C-8,构型,双分子连接的桥头碳编号,含氧官能团位置,名称,罗汉松脂素,常见类型如下：,1.,二芳基丁烷类（,dibenzylbutanes,）,第三节 木脂素类,2.,二芳基丁内酯类（,dibenzyltyrolactones,）,第三节 木脂素类,3.,芳基萘类（,arylnaphthalenes,）,第三节 木脂素类,4.,四氢呋喃类（,tetrahydrofurans,）,第三节 木脂素类,5.,双四氢呋喃类（,furofurans,）,6.,联苯环辛烯类（,dibenzocyclooctenes,）,第三节 木脂素类,7.,苯骈呋喃类（,benzofurans,）,8.,双环辛烷类（,bicyclo3,2,1octanes,）,第三节 木脂素类,9.,苯骈二氧六环类,10.,螺二烯酮类（,spirodienones,）,第三节 木脂素类,11.,联苯类（,biphenylenes,）,12.,倍半木脂素（,sesquilignans,）,第三节 木脂素类,(,二,),木脂素类化合物的理化性质,形 态,：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶,溶解性,：游离,亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等,成苷,水溶性增大,挥发性,：多数不挥发，少数有升华性质,旋光性,：大多有光学活性，遇酸易异构化。,第三节 木脂素类,遇酸易发生异构化：,第三节 木脂素类,(,三,),提取分离,1.,提取,:,多用乙醇或丙酮等提取后，再用极性较小的溶剂如：乙醚、氯仿等进行萃取。,2.,分离,:,色谱法、溶剂萃取法、分级沉淀法、重结晶法,.,第三节 木脂素类,（四）结构鉴定,-,化学法,1.,水解反应,适用于成酯、成苷类成分。,第三节 木脂素类,2.,氧化反应,(1),臭氧化,第三节 木脂素类,2.,氧化反应,(2),费米盐氧化,对位有氢原子的酚羟基氧化成醌,第三节 木脂素类,2.,氧化反应,(3),高锰酸钾氧化,第三节 木脂素类,2.,氧化反应,(4),脱亚甲基反应,第三节 木脂素类,（四）结构鉴定,-,光谱法,目前多用,1,H-NMR,和,13,C-NMR,谱。,根据化合物的,基本骨架,结构类型、碳数、对称性,取代基,含氧取代基、烷基,进行结构测定。,第三节 木脂素类,The End,
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