中药化学的含香豆素中药实例

如题所述

第1个回答  2016-05-27

秦皮 秦皮为常用中药,具有清热燥湿、清肝明目、止痢等功效,用于痢疾、泄泻、赤白带下、目赤肿痛等症。其有效成分为香豆素类,其中七叶内酯和七叶苷是抗痢疾杆菌的有效成分。由于主含香豆素,对药用秦皮的鉴别,除形态鉴别外,其水浸出液在紫外灯下特有的蓝色荧光也是重要的鉴别依据。[七叶内酯和七叶苷的提取分离方法]
白芷 白芷具有散风除湿、通窍止痛、消肿排脓之功效,用于感冒头痛、鼻塞、疮疡肿痛等症。主要含有香豆素和挥发油,多为呋喃香豆素,能代表疗效的主要有氧化前胡内酯、川白芷内酯、当归白芷内酯等。
前胡 前胡具有散风、清热、降气化痰功效,用于风热咳嗽痰多等症,主要含有香豆素类成分,还含有少量皂苷、四环三萜及挥发油等。已从白花前胡中分离的香豆素有20多种,大多为7,8-二氢吡喃香豆素,少数为呋喃香豆素及简单香豆素。从紫花前胡中已分离到10多种香豆素,多为直型二氢吡喃或呋喃香豆素,还有其葡萄糖双糖苷类。
独活 独活具有祛风除湿、通痹止痛之功效,用于风寒湿痹、腰膝疼痛等症。其主要成分为香豆素类,其中蛇床子内酯为主要成分,此外还有多种呋喃香豆素化合物。
黄芩
黄芩中含多种黄酮类成分,含量最高的为黄芩苷,苷元为黄芩素(5,6,7-三OH黄酮),黄芩苷是5,6二OH,7-O-葡萄糖醛酸黄酮苷,除有遇FeCl3显色等反应外,较特殊的有几乎不溶水、酸水,难溶于MeOH等,因为是葡萄糖醛酸的苷,所以很难被酸水解。可被黄芩酶催化水解,生成的苷元黄芩素分子中具有邻三酚羟基,易被氧化转为醌类衍生物而显绿色,这是保存或炮制不当的黄芩能够变绿色的原因,黄芩变绿后,有效成分受到破坏,质量随之降低。黄芩苷的钠盐、钾盐易溶水。
[黄芩中的某些黄酮类化合物][黄芩苷的提取流程]
黄芩苷虽然几乎不溶水,但在植物体内是以盐的形式存在,可溶水,所以黄芩药材粗粉加水煮可把黄芩苷(以黄芩苷盐的形式)提取出来,当向溶液中加HCL调pH1~2时,黄芩苷盐解离,生成的黄芩苷几乎不溶于酸水,而析出沉淀。再将此沉淀悬浮于水中,滴加40%NaOH,黄芩苷又成钠盐,而溶解。此时应注意NaOH不可过量,否则,再加入等量乙醇时会呈现胶冻状,不易过滤。继续往稀醇溶液中加HCl调pH1-2,黄芩苷纳盐又被解离,难溶于稀醇而析出沉淀,此沉淀经水、50%乙醇、95%乙醇洗涤可得较纯的黄芩苷,再经甲醇多次结晶,可得纯度更高的黄芩苷。
黄酮含义及存在形式
经典的含义:基本母核为2-苯基色原酮的一类化合物,称为黄酮类化合物。当时,由于此类化合物为黄色,4位具有酮式羰基,故称黄酮类化合物。
现代的含义:凡两个苯环(A环、B环)通过三碳链相互联结而成的一类成分称为黄酮类化合物。此含义中包含的化合物有黄色的,也有淡黄色的、白色的。化学结构中有酮式羰基,也有无羰基的,苯环在2位的及苯环在3位的等等。从下面的分类中可看出。当然黄色的黄酮类化合物占绝大多数。
黄酮类化合物广泛存在于植物中,不少的常用中药中主要含有此类成分。大多与糖结合成苷(称为黄酮苷类),有的与葡萄糖醛酸结合成苷,如中药黄芩中的黄芩苷;有的以游离形式存在,即未与糖结合,称为游离黄酮或黄酮苷元,同一中药中可能同时存在游离黄酮及其苷,如中药黄芩中含有黄芩苷元(黄芩黄素5、6、7-三OH黄酮)也含有黄芩苷(5、6-二OH,7-O葡萄糖醛酸黄酮苷)。
黄酮类化合物的取代基有羟基、甲氧基、甲基、亚甲二氧基(-O-CH2-O-)异戊烯基等。
黄酮苷类可有单糖苷、双糖苷和叁糖苷。有的结构更为复杂,也有以碳苷形式存在,如中药葛根中的葛根素、从银杏叶中得到的桂皮酰衍生物,如山柰素-3-鼠李糖-2-(6-对羟基-反式-桂皮酰)-葡萄糖苷。(山柰素为3、5、7、4’-四OH黄酮)等。
分类
根据A环与B环中间三碳链的氧化程度(C3位是否有OH,C4位是否有C=O,C2与C3是否为双键等),B环联接位置(2或3位)以及C环是否构成环状结构等特点,可将黄酮类化合物分很多小类。
黄酮类化合物苷元的主要结构类型
黄酮二氢查耳酮
黄酮醇花色素
二氢黄酮黄烷-3-醇
二氢黄酮醇黄烷-3,4-二醇
异黄酮双苯吡酮(酮)
二氢异黄酮
噢(橙酮)
查耳酮
黄酮类化合物的性状
形态
黄酮类化合物多为结晶性固体,少数(如黄酮苷类)为无定形粉末。
颜色
一般说来,黄酮、黄酮醇及其苷类多呈灰黄色至黄色,查耳酮为黄至橙黄色,而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类,因在分子结构中不存在交叉共轭体系,故不呈黄色,几乎为无色。如在黄酮、黄酮醇分子中,尤其在7-位或4′-位引入—OH及—OCH3等供电子基后,产生ρ-π共轭,促进电子重排,使共轭系统延长,化合物颜色加深。但—OH、—OCH3引入分子结构中其他位置,则对颜色影响较小。
[黄酮、黄酮醇分子的结构互变]
如果C2、C3间的双键被氢化,则交叉共轭体系和加合关系中断,故二氢黄酮和二氢黄酮醇几乎无色。异黄酮共轭很少,仅显微黄色。
花色素所显的颜色,随pH不同而改变,一般pH8.5显蓝色,pH不同可能促进结构产生可逆变化。
旋光性
二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷醇、二氢异黄酮及其衍生物、紫檀素、鱼藤酮由于分子内含有不对称碳原子,因此具有旋光性。其余黄酮苷元,无旋光性。黄酮苷类由于在结构中引入了糖的分子,故均有旋光性,且多为左旋。
酸碱性
黄酮类化合物因分子中具有酚羟基,故显酸性,可溶于碱性水溶液、吡啶中。其酸性强弱与酚羟基数目的多少和位置有关。例如黄酮的酚羟基酸性由强到弱顺序是:
7,4′-=OH>7-或4′-OH>一般酚羟基>5-OH
7-和4′-位有酚羟基者,在ρ-π共轭效应的影响下,使酸性增强而溶于碳酸氢钠水溶液。7-或4′-位上有酚羟基者,只溶于碳酸钠水溶液,不溶于碳酸氢钠水溶液。具有一般酚羟基者只溶于氢氧化钠水溶液。仅有5-位酚羟基者,因可与C4=O形成分子内氢键,故酸性最弱,因此,可用pH梯度法来分离黄酮类化合物。
黄酮类化合物分子中γ-吡喃酮环上的1-位氧原子,因有未共用电子对,故表现出微弱的碱性(全甲基化的多羟基黄酮类化合物碱性较强),可与强无机酸,如浓硫酸、盐酸等生成盐,该盐极不稳定,加水后即分解。
黄酮类化合物溶于浓硫酸中生成的盐,常常表现出特殊的颜色,可用于鉴别被试成分所属的类型。
溶解性
黄酮类化合物的溶解度因结构不同而有很大差异。
1.一般黄酮苷元难溶或不溶于水,易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有机溶剂及稀碱液中。其中黄酮、黄酮醇、查耳酮等为平面型分子,因堆砌紧密,分子间引力较大,故难溶于水。而二氢黄酮及二氢黄酮醇等,因系非平面型分子[如图],故排列不紧密,分子间引力降低,有利于水分子进入,因而在水中溶解度稍大。
异黄酮类化合物亲水性比平面性分子增加。花色素类亲水性较强,虽然它们也属于平面型结构,但因以离子形式存在,具有盐的通性,故水溶性较大。
2.黄酮类化合物多是多羟基化合物,一般不溶于石油醚中,故可与亲脂性杂质分开。
3.黄酮类化合物的羟基被糖苷化后,水溶性增加,脂溶性降低,一般易溶于热水、甲醇、乙醇、吡啶及稀碱溶液中,而难溶于苯、乙醚、氯仿、石油醚等有机溶剂中。
苷分子中糖基的数目多少和结合的位置,对溶解度亦有一定的影响。一般多糖苷比单糖苷水溶性大;3-羟基苷比相应的7-羟基苷水溶性大。
黄酮类成分的提取和分离
提取方法
黄酮类化合物的提取,主要是根据被提取物的性质及伴存的杂质来选择适合的提取溶剂,苷类和极性较大的苷元,一般可用乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、水或某些极性较大的混合溶剂[例如甲醇-水(1:1)]进行提取。大多的苷元宜用极性较小的溶剂,如乙醚、氯仿、乙酸乙酯等来提取,多甲氧基黄酮类苷元,甚至可用苯来提取
乙醇或甲醇提取
乙醇或甲醇是最常用的黄酮类化合物提取溶剂,高浓度的醇(如90%~95%)适宜于提取苷元。60%左右浓度的醇适宜于提取苷类。提取的次数一般是2~4次,可用加热抽提法或冷浸法。如银杏黄酮苷可用65%乙醇回流提取
热水提取法
热水仅限于提取苷类,例如自槐花米中提取芦丁。由于热水提取出的杂质较多,故不常使用。
碱性水或碱性稀醇提取
由于黄酮类成分大多具有酚羟基,因此可用碱性水或碱性稀醇(如50%的乙醇)浸出,浸出液经酸化后可析出黄酮类化合物。稀氢氧化钠水溶液浸出能力较大,但浸出杂质较多,如将其浸出液酸化,迅速滤去(如在半小时内滤去)先析出沉淀物(多半是杂质),滤液中再析出的沉淀物可能是较纯的黄酮类化合物。[石灰水的优点][石灰水的缺点]5%氢氧化钠稀乙醇液浸出效果好,但浸出液酸化后,析出的黄酮类化合物在稀醇中有一定的溶解度,降低了产品收得率。用碱性溶剂提取时,所用的碱浓度不宜过高,以免在强碱下加热时破坏黄酮类化合物母核。当有邻二酚羟基时,可加硼酸保护。
系统溶剂提取法  用极性由小到大的溶剂依次提取。例如先用石油醚或己烷脱脂,然后用苯提取多甲氧基黄酮或含异戊烯基、甲基的黄酮。氯仿、乙醚、乙酸乙酯可以提取出大多数游离的黄酮类化合物。丙酮、乙醇、甲醇、甲醇-水(1:1)可以提取出多羟基黄酮、双黄酮、查耳酮、噢哢类化合物。稀醇、沸水可以提取出苷类,1%HCl可以提取出花色素类等
分离方法
溶剂萃取法
此法是初步分离方法,主要将苷元、苷进行分离。较常用的操作是乙醇提取物中加适量水后,依次用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、水饱和正丁醇萃取,石油醚中可能无黄酮或仅有多甲氧基黄酮,乙醚中为部分游离黄酮,乙酸乙酯中可能有多羟基黄酮及黄酮单糖苷,正丁醇中有二个糖以上的黄酮苷。
聚酰胺吸附法
黄酮类化合物大多具有酚羟基,可被聚酰胺吸附,而与不含酚羟基的成分分离。
中药粗粉

↓70%~80%乙醇提取
乙醇提取液

│减压回收乙醇,放置
┌──────────┴──────────┐
↓ ↓
不溶物 溶液
(树脂等亲脂杂质。 │通过聚酰胺柱,依次用水、
可能有游离黄酮类化合物) │95%乙醇洗脱
┌──────┴──────┐
↓ ↓
95%乙醇洗脱液 水洗脱液
│ (糖类等亲水性杂质)
↓减压回收乙醇至干
总黄酮
不溶物中如含有游离黄酮类化合物,可用下述方法处理:①利用碱溶解酸沉淀法。②以石油醚冷洗,除去亲脂性杂质,再用苯等有机溶剂溶解,通过硅胶柱除去极性大的杂质,柱体用苯洗脱,所得苯液减压浓缩,即得游离的黄酮类化合物。
铅盐法
此法过去曾用于研究,目前已很少采用。一般是在乙醇或甲醇溶液中依次加入适量中性醋酸铅、碱式醋酸铅水液,分别使具有邻二酚羟基成分(包括黄酮)及含羟基成分,具有一般酚羟基的成分分离,再分别将铅盐沉淀悬浮于醇中,脱铅后得到成分。
硼酸铬合法
有邻二酚羟基的黄酮类化合物可与硼酸络合,生成物易溶于水,借此可与无邻二酚羟基的黄酮类化合物相互分离。
pH梯度萃取法
pH梯度萃取法适合于酸性强弱不同的游离的黄酮类化合物的分离,将混合物溶于有机溶剂(如乙醚)中,依次用5%NaHCO3(萃取出7,4′-二羟基黄酮)、5%Na2CO3(萃取出7-或4′-羟基黄酮)、0.2%NaOH(萃取出具一般酚羟基黄酮)、4%NaOH(萃取出5-羟基黄酮)萃取而使之分离。
大孔树脂法
此法可用于总黄酮的纯化,如将水溶液通过大孔树脂柱,先用水洗,再用不同浓度的乙醇分别洗脱,在某种浓度的乙醇洗脱液中含有黄酮类。如将银杏叶提取液通过一种大孔树脂,用水洗,再用25%乙醇洗脱、70%乙醇洗脱,在70%乙醇洗脱液中有银杏总黄酮。
柱色谱法及液滴逆流色谱法
包括硅胶、聚酰胺、葡聚糖凝胶(SephadexLH-20)、C18填料、氧化铝等。其中氧化铝极少用。柱色谱法是分离单体的有效方法,根据填料粒度,可采用常压色谱、低压、中压色谱以及高效(高压)液相色谱法。
液滴逆流色谱法(DCCC)一般多用于苷等极性成分分离。
含黄酮类化合物中药实例
槐花米
槐花米简称槐米,所含主要成分为芦丁,又称为芸香苷,即槲皮素3-O-芸香糖苷,槲皮素为5,7,3′,4′-四OH黄酮。
芦丁溶解度在冷水中1:10000,沸水中1:200,沸乙醇中1:60,沸甲醇中1:7,可溶于乙醇、吡啶、甲酰胺、甘油、丙酮、冰乙酸、乙酸乙酯中,不溶于苯、乙醚、氯仿、石油醚。
芦丁分子中具有较多酚羟基,显弱酸性,易溶于碱液中,酸化后又析出,因此可以用碱溶酸沉的方法提取芦丁。
芦丁分子中因含有邻二酚羟基,性质不太稳定;暴露在空气中能缓缓氧化变为暗褐色,在碱性条件下更容易被氧化分解。硼酸盐能与邻二酚羟基结合,达到保护的目的,故在碱性溶液中加热提取芦丁时,往往加入少量硼砂。有7-OH、4′-OH,酸性强,可用于提取。芦丁可溶于沸水(1:200),微溶于冷水(1:10000)此性质可用于提取与精制。
芦丁的提取方法,此法简称碱提酸沉法,可用于生产。需注意的是碱提时,碱性一定不可太强(pH8~9),如pH太高,则结构有可能降解,而使收率降低,甚至结构完全破坏。
芦丁的另一种提取方法是沸水提取法,即取槐米粗粉加10倍热水煮沸20~30分钟,过滤,再加水煮1~2次,合并几次煮提液,冷却放置数小时后即可析出芦丁粗品,过滤,用水重结晶一次,可得水精制品芦丁,再用甲醇重结晶一次,可得纯度更高的芦丁。

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