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天然药物化学复习资料
天然药物化学
总论
定义：天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。
研究内容：各类天然药物的化学成分（主要是生理活性成分或药效成分）的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定等。此外，还将涉及主要类型化学成分的生物合成途径等内容。
生理活性成分：即经过不同程度药效试验或生物活性试验，包括体外（in vitro）及体内（in vivo）试验，证明对机体具有一定生理活性的成分。
有效成分：即药材中代表其功效的化学成分。如左旋麻黄素(l-ephedrine)具有平喘、解痉作用，甘草酸(glycyrrhizin)具有抗炎、抗过敏、治疗胃溃疡的作用，分别被认为是麻黄及甘草中的代表性有效成分。
一次代谢产物也称为初级代谢产物：糖、蛋白质、脂质、核酸等是对植物机体生命活
动必不可少的物质，上述物质产生过程对维持植物生命活动来说是必不可少的过程，且几乎存在于所有的绿色植物中，此过程称为一次代谢，也称为初级代谢。
二次代谢产物，也称为次生代谢产物：特定条件下，一次代谢产物作为原料或前体，又进一步经历不同的代谢过程，这一过程并非在所有植物中都发生，对维持植物生命活动亦不起重要作用，此过程称为二次代谢，也称为次生代谢；生成的萜类、生物碱等化合物。
溶剂提取法：依据“相似者相溶”，通过选择适当的溶剂将化学成分从天然药物中提取出来。
萜类、甾体：氯仿、乙醚等提取；
苷类化合物、氨基酸：水、含水醇提取；
酸性、碱性及两性化合物：不同pH下的溶剂提取
理想溶剂
（1）有效成分溶解性大，无效成分溶解性小；
（2）与植物成分不起化学反应；
（3）安全、成本低。
溶剂分类：
(1) 水;
(2) 亲水性有机溶剂：如甲醇、乙醇、丙酮等;
(3) 亲脂性有机溶剂：如石油醚、氯仿、乙醚、
饱和烷烃等。
提取方法
(1) 冷提法：如：
浸渍法：药材+溶剂
渗漉法：将药材适当处理后，加入渗漉桶中。
(2) 热提法：如：
煎煮法：以水为溶剂；
回流提取法：以有机溶剂为溶媒；
超临界流体：物质处于其临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上状态时，成为单一相态，人们将此相态称为超临界流体（supercriticalfluid, SF）。如二氧化碳、一氧化二氮、乙烷、氨等。其中，以二氧化碳最为常用，其超临界温度为31.4℃ 。
超临界流体萃取（ supercritical fluid extraction, SFE）法: 在超临界状态下，将超临界流体与待提取的物质接触，通过控制不同的温度、压力、不同种类和含量的夹带剂，使超临界流体有选择性地把极性、沸点、分子量各异的成分顺次提取出来。
常用的夹带剂：甲醇、乙醇、丙酮等
超临界萃取的缺点：
（1）对脂溶性成分溶解能力强，而对水溶性成分溶解能力弱；
（2）设备投资大；
（3）设备清洗比较困难
二氧化碳超临界流体
特点：
（1）不残留有机溶剂、萃取速度快、收率高、工艺流程简单、操作方便；
（2）安全、环境污染少、纯天然产品；
（3）萃取温度低，特别适合于热和化学不稳定物质的提取；
（4）自主调节极性：可通过加入夹带剂来改变萃取介质的极性；
（5）运作成本低：萃取介质可循环使用；
（6）高效、快速：通过与其它色谱或光谱技术（如IR、MS联用），可高效快速分析、提取天然药物及其制剂中的有效组分。
水蒸气蒸馏法：挥发油多用此法，通常要求拟提取的物质
具有如下性质：
（1）具挥发性；
（2）与水不混溶；
（3）遇水稳定。
升华法：气态→ 固态：如樟木中樟脑的提取。
天然药物有效成分的分离与精制
1.根据物质溶解度差别进行分离
(1) 改变温度 (2) 改变混合溶剂极性 (3) 调节溶液的pH值 (4) 沉淀：酸性/碱性化合物的分离纯化
2.根据化合物在两相溶剂间分配比差别进行分离（分配层析）
是在逆流分溶法基础上创建的色谱装置，可使流动相呈液滴形式在固定相间交换，分离效果好。多用于分离皂苷、蛋白质、糖类等。
反流分布法（CCD,逆流分溶法）：是一种多次连续的液-液萃取分离过程。操作步骤：在多个分液漏斗中装入固定相，在No.0漏斗中溶入溶质并加入流动相溶剂。振摇使两相溶剂充分混合。静置分层后，分出流动相，令其移入No.1漏斗，再在No.0管中补加新鲜流动相。再次振摇混合，静置分层并进行转移。如此连续不断地操作下去，溶质即在两相溶剂相对作逆流移动过程中，不断地重新分配并达到分离的目的。
液滴逆流色谱法（DCCC）
高速逆流色谱（HSCCC）
气-液分配色谱（GC或GLC）
液-液分配色谱（LC或LLC）：将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上，作为固定相，填充于色谱柱中，用流动相洗柱。常用载体：硅胶、硅藻土、纤维素等。
正相色谱：
固定相：强极性溶剂，如水、缓冲溶液。
流动相：弱极性有机溶剂，如氯仿、乙酸乙酯、丁醇等。
分离对象：水溶性或极性较大的成分，如生物碱、苷类、糖类、有机酸等。
反相色谱：
固定相：亲脂性物质，如石蜡油等。
流动相：强极性溶剂，如水、甲醇等。
分离对象：脂溶性化合物，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等。
ODS:十八烷基硅烷，非极性键合相。可用作反相色谱的固定相
根据物质吸附力差别----固-液吸附进行分离（吸附层析）
物理吸附：也称表面吸附, 由分子间力的相互作用所引起。
特点：无选择性，吸附与解吸可逆，可快速进行，故在实际工作中用得最广。如硅胶、氧化铝、活性炭吸附。
化学吸附：如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附，或生物碱被酸性硅胶吸附等。
特点：有选择性，吸附牢固，有时甚至不可逆，故很少使用。
半化学吸附：如聚酰胺对黄酮类、醌类等化合物之间的氢健吸附，力量较弱，介于上述二者之间。
a. 官能团极性：RCOOH >Ar-OH >H2O > R-OH>R-NH2 >RCONH2 >RCHO >RCOOR’ >R-OR’>R- X > R-H
b. 官能团相同，极性官能团数目多，极性大。
c. ε介电常数越大，极性越强。
根据分子量大小差别进行分离（凝胶层析）
葡聚糖凝胶(Sephadex):只适用于水中应用。
羟丙基葡聚糖凝胶（Sephadex LH-20）：可在水及有机溶剂中使用。在由极性及非极性溶剂组成的混合溶剂中常起到反相色谱的作用。
根据物质解离程度不同进行分离（离子交换层析）
原理：当样品水溶液通过交换柱时，溶液中的中性分子及不与离子交换树脂上的交换基团发生交换的离子将通过柱子从柱底流出，而具有可交换的离子将与树脂上的交换基团进行离子交换而被吸附到柱上，随后改变条件，并用适当溶剂从柱上洗脱下来。
(1) 吸附：生物碱盐(Alk—H+)被强阳离子交换树脂(RSO3—H+ )吸附,
反应式如下：
RSO3—H+ +Alk—H+ RSO3—·Alk—H+ + H+
(2) 洗脱：将吸附树脂用NH4OH洗脱，生物碱(Alk)解吸附，
反应式如下：
RSO3—·Alk—H+ + NH4OH RSO3—·NH4 +Alk + H2O
结构研究的主要程序
1. 初步推断化合物类型：理化性质、文献调研、TLC/PC等。
2. 测定分子式，计算不饱和度：元素分析；高分辩质谱
(high resolution MS, HR-MS)等。
3. 确定分子中含有的官能团/结构片断/基本骨架:谱学性质等。
4. 推断并确定分子的平面结构：文献调研、光谱分析等。
5. 推断并确定分子的立体结构：CD (circular dicroism, 圆二色谱)/ORD(Optical rotatory dispersion, 旋光光谱)、NOE/NOESY/2D-NMR、X-ray分析。
不饱和度u计算公式：
u=IV-I2+III2+1
I: 一价原子（如H, X）的数目;
III: 三价原子（如N, P）的数目；
IV: 四价原子（C, S）的数目。
FD-MS(Field Desorption ionization MS, 场解析电离质谱)
FAB-MS (Fast Atom Bombardment ionization MS, 快速原子轰击电离质谱)
电喷雾离子源质谱(electrospray ionization MS, ESI-MS)
核磁共振波谱法（Nuclear MagneticResonance spectroscopy , NMR spectroscopy）
HR-MS:高分辨率质谱
糖和苷
（1）Fischer（费歇尔）投影式
（2）Haworth投影式
（3）优势构象式
绝对构型（D/L型）：习惯上将单糖Fischer 投影式中距羰基最远的那个不对称碳原子的构型定为整个糖分子的绝对构型。其羟基向右的为D型，向左的为L型；而Haworth式中则看那个不对称碳原子上的取代基，向上的为D型，向下的为L型。
相对构型(α/β): 单糖成环后新形成的一个不对称碳原子称为端基碳(anomeric carbon) ，生成一对差向异构体（anomer）有α/β两种构型。从Fischer式看，C1-OH与原C5(六碳糖)或C4(五碳糖)-OH，顺式的为α，反式的为β。因此， α/β是C1与C5的相对构型。而在Haworth式中，只要看C1-OH与C5(或C4)上的取代基（C6或C5）之间的关系：在同侧的为β型，异侧的为α型
D-甘露糖（Man） D-葡萄糖（Glc） D-半乳糖（Gal）

D-果糖 （Fru） 鼠李糖（Rha）
苷，又称配糖体，是糖或糖的衍生物（如氨基糖、糖醛酸等）与另一非糖物质（称为苷元或配基，aglycone or genin）通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。
糠醛形成反应:单糖在浓酸（4-10N）加热作用下，失去三分子水，生成具有呋喃环结构的化合物。多糖在矿酸存在下先水解成单糖，再行脱水生成相同的产物。五碳糖生成糠醛，甲基五碳糖生成5-甲基糠醛，六碳糖生成5-羟甲糠醛。糠醛及其衍生物可与许多芳胺、酚类缩合成有色物质。
Molish反应（糖类和苷的检测反应）:醛衍生物和许多芳胺、酚类可缩合成有色物质。
许多糖的显色试剂就是根据这一显色原理。如Molish试剂（ 浓硫酸＋α-萘酚）
羟基反应:的羟基反应包括醚化、酯化和缩醛（酮）化。活性最高的是半缩醛羟基，其次是伯醇基，再次之是C2-OH。这是因为半缩醛羟基和伯醇羟基处于末端，在空间上较为有利； C2-OH则受羰基诱导效应的影响，酸性有所增强。
醚化反应：甲醚化、三甲硅醚化、三苯甲醚化等
酰化反应：
缩酮和缩醛化反应。
转化糖酶（invertase，又称蔗糖酶）: 可水解β-果糖苷键，如蔗糖、龙胆糖等均可用此酶去一果糖而保持其它结构；
麦芽糖酶（maltase）: 可使α-葡萄糖苷键水解；
杏仁糖酶（emulsin）: β-六碳醛糖苷键水解酶；
纤维素酶（cellulase）:β-葡萄糖苷水解酶
β-消除反应：苷键的β-位有吸电子基团者，使α-位氢活化，在碱液中与苷键起消除反应而开裂苷键，称为β-消除反应
糖的1H-NMR性质
糖端基质子信号：δ4.3-5.5；
甲基五碳糖的甲基信号：δ1.0左右；
其余部位的质子信号：δ3.2-4.2。
质子的邻位偶合与两面角的关系：当两面角为90°时，偶合常数为0；当两面角为90°- 180°时，随着角度的增大偶合常数变大；当两面角为0°- 90°时，随着角度的增大偶合常数变小。在吡喃环中当相邻的两个质子均为竖键时，其两面角为180°，偶合常数为6-8 Hz；当一个为竖键，另一个为横键时，其两面角为60°，偶合常数为2-4 Hz。
（1）甲基五碳糖的C6： δ＝18
（2） δ吡喃糖碳> δ呋喃糖碳
（3）端基碳：δ＝98－110，其中：
β-构型： δ ≈103－106
α-构型： δ ≈97－101
当端基质子处于横键时，其端基碳氢的偶合常数为170-175 Hz，处于竖键时则为160-165 Hz。由于鼠李糖的优势构象是1C式，故当为α-L型时其偶合常数是170-175 Hz，β-D型时是160-165 Hz。呋喃型糖苷则无法用端基碳的碳氢偶合常数判断其苷键的构型。
苷化位移：糖与苷元成苷后，苷元的α-C、β-C和糖的端基碳的化学位移值均发生了改变，这种改变称为苷化位移(glycosidation shift，GS)，苷化位移值与苷元的结构有关，与糖的种类关系不大。
同五异十其余七：是指当苷元和糖的端基碳的绝对构型相同时，α-C向低场位移约5个化学位移单位，不同时则位移约10个化学位移单位，其余的苷则位移约7个化学位移单位
同小异大：指当苷元β-C的前手性和糖的端基碳的绝对构型相同时，β-C向高场位移约2个化学位移单位，不同时则位移约4个化学位移单位。
苯丙素类
苯丙素类： 一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。
包括 苯丙酸类、香豆素类、木脂素类
主要的合成途径是桂皮酸途径
苯丙酸类

(1) 1%-2%的FeCl3甲醇溶液：蓝绿色。
(2) Pauly试剂：红色。重氮化的磺酸胺
(3) Millon试剂：砖红色。浓硫酸＋α-萘酚
UV

香豆素
香豆素母核为苯骈α-吡喃酮。环上常有取代基。
简单香豆素类
只有苯环上有取代基的香豆素。
取代基：羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等。由于绝大多数香豆素在C7位都有含氧7-羟基香豆素 官能团存在，因此，7-羟香豆素可以认为是香豆素类成分的母体。
呋喃香豆素类(furocoumarins)
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。

吡喃香豆素类(pyranocoumarins)
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-α-吡喃环结构，形成
吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。

其他香豆素类
指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。还包括二聚体和三聚体。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。
香豆素类化合物在紫外照射下呈蓝色或紫蓝色荧光，碱性溶液中荧光增强。
碱水解反应（内酯性质）
如C8取代基的适当位置有羰基、双键、环氧等结构者，和水解新生成的酚羟基发生缔合、加成等作用，可阻碍内酯的恢复，保留顺式邻羟桂皮酸的结构。

酸的反应
（1） 环合反应：指异戊烯基与邻酚羟基环合
形成环的大小决定于中间体阳碳离子的稳定性
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
（2） 醚键开裂：如：东茛菪内酯的烯醇醚
（3） 双键加水反应如：黄曲霉素
呈色反应
（1） 异羟肟酸铁反应（识别内酯）红色
（2） Gibbs反应和Emerson反应
试剂：Gibbs——2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺 蓝色
Emerson——氨基安替匹林和铁氰化钾 红色
条件：有游离酚羟基，且其对位无取代者；6位碳上无取代——呈阳性

分离
（1）酸碱分离法
依据——内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。
（2）真空升华或蒸馏法
某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。
（3） 层析方法
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
紫外光谱
UV下显蓝色荧光。
C7位导入-OH——荧光增强
-OH醚化后——荧光减弱

质谱

香豆素的生物活性
（1） 低浓度可刺激植物发芽和生长作用；高浓度则抑制。
（2） 光敏作用——可引起皮肤色素沉着；补骨脂内酯可治白斑病。
（3） 抗菌、抗病毒作用——蛇床子、毛当归根中的蛇床子素（Osthole）：抑制乙肝表面抗原。
（4）平滑肌松弛作用——茵陈蒿中的滨蒿内酯，具有松弛平滑肌等作用。
（5）抗凝血作用。
（6）肝毒性——有些香豆素对肝有一定的毒性：黄曲霉素。
木脂素类
（1）二芳基丁烷类（dibenzylbutanes）：由两分子苯丙素通过C8-C8’连接而成。

（2）二芳基丁内酯类（dibenzyltyrolactones）：二苄基丁烷在C8-C8’位缩合，其甲基连氧团之间缩合形成五元内酯环。

（3）芳基萘类

（4）四氢呋喃类（tetrahydrofurans）:木脂素烃基上不同位置氧取代基的缩合形成了四氢呋喃型木脂素。

（5）骈双四氢呋喃类（furofurans）

（6）联苯环辛烯类（dibenzocyclooctenes）

新木脂素（neolignan）
两个苯丙素单元不是通过C8-C8’位连接，而是C3-C3’， C8-C3’， C8-C1’进行连接。
（1）苯骈呋喃类（benzofurans） C8-C3’/C7-O-4 type, C8-C1’/C7-O-2’ type
（2）风腾酮型（futoenone）C8-C1’/C7-C9’ type
（3）双环辛烷类（bicyclooctanes）C8-C3’/C7-C1’ type
（4）联苯类（biphenylenes）
降木脂素
由木脂素或新木脂素的其中一个苯丙素单元的烃基失去一个或两个烃基碳而成。
杂类木脂素
多聚木质素；木质素与萜类、黄酮等其他类
型的化合物形成的复合体。
1．三氯化铁反应——检查酚羟基
2．Labat反应（没食子酸、浓硫酸）——检查亚甲二氧基（阳性呈蓝绿色）
3．Ecgrine反应（变色酸、浓硫酸）——检查亚甲二氧基（阳性呈蓝紫色）
1H-NMR
（1）用于鉴别4-苯代萘内酯（上向）和1 -苯代萘内酯（下向）
H-1处于羰基去屏蔽区，位于低场，δ8.25ppm (较大)
亚甲基质子处于羰基屏蔽区，位于高场，δ5.08～5.23ppm(较小)
（2）用于双环氧木脂素立体构型（两个苯环在同侧或异侧）的判断。
同侧J1,2 = J5,6≈4～5Hz (反式偶合)
异侧J1,2 ≈ 4～5Hz (反式偶合) J5,6 ≈ 7Hz (顺式偶合)
13C-NMR
a、内酯环羰基碳原子位于最低场，δ165～180ppm。
b、其次为芳环碳，δ110～150ppm，其中连接取代基
团的碳原子δ较大。
C、烷烃类碳δ80ppm以下，其中，与氧相连碳原子较
大，季碳δ 较大。
d、甲氧基碳δ55.7ppm。
质谱（MS）
（1）多数木脂素可得到分子离子峰。
（2）发生苄基裂解，产生相应的碎片离子。
（3）木脂素苷可失去糖基，产生M+-162离子峰
生物活性
1. 抗肿瘤作用：鬼臼毒素
2. 肝保护和抗氧化作用：五味酯甲素
3. 对中枢神经系统的作用：五味子醇甲
4. 血小板活化因子拮抗活性：海风藤酮
5. 抗病毒作用：二芳基丁内酯类
6. 毒鱼作用：爵床脂素
7. 杀虫作用：乙酰透骨草脂素
8. 雌激素样作用：enterolactone (肠内酯)
醌类化合物
定义：指分子内具有不饱和环二酮结构（醌式结构）或容易转变为具有醌类性质的化合物，以及在生物合成方面与醌类有密切联系的化合物。
由于醌类具有不饱和酮结构，当其分子中连接助色团后（-OH、-OMe等）多有颜色，故常作为动植物、微生物的色素而存在于自然界中。
生物合成途径：醋酸-丙二酸途径
苯醌类(benzoquinones)
对苯醌、邻苯醌
邻苯醌不稳定，故天然界存在的大多为对苯醌。
醌核上多有-OH、-OMe、-Me等基团取代。
治疗心脏病、高血压及癌症
萘醌类

从天然界得到的几乎均为α-萘醌类。
胡桃醌具有抗菌、抗癌及中枢神经镇静作用
兰雪醌具有抗菌、止咳等作用
紫草素具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用
菲醌类
天然菲醌衍生物包括邻菲醌和对菲醌两种类型。
丹参醌具有抗菌及扩张冠状动脉的作用
恩醌类
蒽醌衍生物
根据-OH在母核上分布的位置不同分两类：

（1）大黄素型（-OH在两侧苯环上）
（2）茜草素型（-OH在一侧苯环上）
蒽酚（或蒽酮）衍生物
蒽醌在酸性环境中被还原，可生成蒽酚及其互变异构体—蒽酮。
（1）蒽酚及蒽酮类一般只存在于新鲜植物中，存放期间易被氧化，生成蒽醌类。
（2）蒽酚的中位羟基与糖缩合成苷后，则难以被氧化，较稳定，因为形成的苷只有被水解，除去糖才易被氧化而转变为蒽醌衍生物。而苷的水解是需要一定条件的。
（3）羟基蒽酚抑菌作用较强，对霉菌有较强的杀灭作用，可治疗疥癣之类皮肤病。

蒽酚及蒽酮类一般只存在于新鲜植物中，存放期间
易被氧化，生成蒽醌类。
二蒽酮类衍生物
二蒽酮类成分可以看成是2分子蒽酮脱去一分子氢，通过碳碳键结合而成的化合物。其结合方式多为C10-C10′，也有其它位置连结

番泻苷具有致泻作用
性状
颜色—— 无Ar‐OH 近乎于无色
助色团越多，颜色越深
天然醌类多为有色晶体
苯醌、萘醌——多以游离状态存在
蒽醌类——往往结合成苷而存在于植物中
助色基团：分子中本身不吸收辐射而能使分子中生色基团的吸收峰向长波长移动，颜色加深。生色团：指分子中含有的，能对光辐射产生吸收、具有跃迁的不饱和基团。简单的生色团由双键或叁键体系组成，例如，>C=C<，>C=O，-N=N-，-C N 等。
升华性
大多数游离醌类具有升华性;
小分子的苯醌、萘醌类具有挥发性。
溶解性

酸性
以游离蒽醌类衍生物为例，酸性强弱排列：
含-COOH > 2个以上β-OH >1个β-OH > 2个α-OH > 1个α-OH
颜色反应
（1）Feigl反应——醌类氧化还原过程在碱性条件下加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。
（2）无色亚甲蓝显色试验
苯醌、萘醌——区别于蒽醌
（3）碱性条件下的显色反应
羟基醌类在碱性溶液中颜色会加深。多呈橙、红、紫红色及蓝色。
例如羟基蒽醌类化合物遇碱显红~ 紫红色的反应称为Borntrager's 反应
呈色反应与形成共轭体系的酚羟基和羰基有关。
羟基蒽醌及具有游离酚羟基的蒽醌苷均可呈色。
（4）与活性次甲基试剂反应（Kesting-Craven法）

（5）与金属离子反应
与Mg2+形成的络合物呈现不同颜色，用于鉴别

游离醌类的提取方法
1 有机溶剂提取法
2 碱提取酸沉淀法
用于提取含酸性基团（Ar-OH、-COOH)的化合物。
3 水蒸气蒸馏法
适用于小分子的苯醌及萘醌类化合物。
游离羟基蒽醌的分离
1 pH 梯度萃取法
利用羟基蒽醌中Ar-OH的数目和位置不同，分子的酸性强弱不同进行分离。
对于性质相近、酸性强弱差别不大的羟基蒽醌化合物的分离存在局限。

2 层析法
吸附剂—— 硅胶、聚酰胺
不宜用碱性氧化铝
醌类化合物具有多方面的生物活性：
（1） 致泻作用（番泻叶中的番泻苷类化合物）
（2） 抗菌作用（大黄中游离的羟基蒽醌类化合物）
（3） 止血作用（茜草中的茜草素类成分）
（4） 扩张冠状动脉的作用，用于治疗冠心病、心肌梗死等（ 丹参中丹参醌类）
（5） 其他作用（驱虫、解痉、利尿、利胆、镇咳、平喘等）
醌类化合物的1H-NMR

醌类化合物的质谱（MS）
主要特征如下：
（1）分子离子峰通常为基峰；
（2）失去1~2分子CO；
黄酮类
经典含义:
基本母核为2-苯基色原酮类化合物
现代含义:
泛指两个具有酚羟基的苯环（A-与B-环）通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物，即具有C6-C3-C6结构的一类化合物的总称

生物合成途径
基本骨架：由三个丙二酰辅酶A和一个桂皮酰辅酶A生物合成而成；A环来自于三个丙二酰辅酶A，而B环则来自于桂皮酰辅酶A。
结构分类
1) C环是否饱和：
不饱和：黄酮类
饱和：二氢黄酮类

2）中间三碳是否成环
开环： 查耳酮
成环： 六元环：黄酮
五元环：橙酮
3）B环连接位置
C2连接：黄酮
C3连接：异黄酮

4）C3有无羟基取代：
有： C环不饱和：黄酮醇
C环饱和：二氢黄酮醇

5）有无酮基：
•无： 儿茶素
花色素

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。
• 扩张冠状动脉的作用：芦丁、槲皮素、葛根素、人工合成的力可定。
• 降血脂及胆固醇：木樨草素、山揸总黄酮。
(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。
• （+）-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。
(3) 抗炎
黄酮类化合物可抑制脂氧化酶，从而抑制前列腺素的生物合成，达到抗炎的目的。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、山萘酚。
(5) 泻下作用
如中药营实中的营实苷A有致泻作用。
（6）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。
（7）雌性激素样作用
大豆素(daidzein)等异黄酮具有雌性激素样作用，可能它们的结构与己烯雌酚结构类似。
（8） 清除人体自由基作用
水溶性
花色素苷元＞二氢黄酮（醇）＞异黄酮＞黄酮（醇）、查耳酮
酸性规律：
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）。
• 3-OH酸性最弱（处于羰基邻位，形成分子内氢键）
• 酚羟基数目越多，酸性越强。
还原反应
（ 1）HCl-Mg粉反应：鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应。黄酮（醇）、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。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。
2）四氢硼钠（钾）反应
NaBH4是对二氢黄酮类化合物专属性较高的一种还原剂。与二氢黄酮类化合物产生红-紫色。其它黄酮类化合物均不显色，可与之区别。
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。

提取方法—— 溶剂法

粗提物的精制处理
(1)溶剂萃取法
(2) 碱水提酸沉淀法
（3）炭粉吸附法

(1)硅胶柱色谱
出柱先后顺序：
①若母核结构相同，而-OH取代数目不同，则-OH多的后出柱。
②易形成分子内氢键的-OH，其极性变小先出柱。
如：邻二-OH > 间二-OH （Rf值）
③一般出柱顺序：苷元> 单糖苷 > 双糖苷 > 多糖苷
(2)聚酰胺色谱
①原理:
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
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（薄层Rf越小）
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：具有邻位羟基黄酮>具有对位（或间位）羟基黄酮
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。
理化检识
颜色：多呈黄色
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
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
色谱检识:
硅胶TLC 聚酰胺TLC 纸层析（PC）
UV
带II：220~280nm
带I：300~400nm
（1）黄酮及黄酮醇
两者UV光谱图形相似，但带I位置不同。整个母核上氧
取代程度越高，则带I将向长波方向位移（红移）。
（2）异黄酮、二氢黄酮二氢黄酮醇
带II吸收峰为主峰，带I很弱，常在主峰的长波方向有一肩峰。
（3）查耳酮及橙酮类
共同特征是带I很强，为主峰
而带II则较弱，为次强峰。带I的位置不同。

萜类和挥发油
甲戊二羟酸（Mevalonic acid, MVA）（而不是异戊二烯）是萜类化合物生源途径中最关键的前体物。因此，一般认为，凡由甲戊二羟酸衍生、且分子式符合（C5H8 )n 通式的衍生物均称为萜类化合物。
单萜类化合物可分为链状型和单环、双环等环状型两大类，其中以单环和双环型两种结构类型所包含的单萜化合物最多。构成的碳环多为六元环，也有五元环、四元环和七元环。
卓酚酮类(Troponoides)：变形的单萜，它们的碳架不符合异戊二烯定则，含有一个七元芳环的基本结构
环烯醚萜（Iridoids）：含有环戊烷结构单元，包括含有取代环戊烷环烯醚萜（iridoids）和环戊烷开裂的裂环环烯醚萜（secoiridoids）两种基本碳架。

环烯醚萜为白色结晶或粉末,但结构中含有缩醛或半缩醛的结构片段,易氧化或遇酸、碱水解变为黑色。
结构分类及重要代表物
(1) 环烯醚萜(苷)
（2）4-去甲环烯醚萜(苷)：9个碳
（3） 裂环环烯醚萜(苷)：苷元部分C7，C8处开环。
(三)、 倍半萜（Sesquiterpenoids）
倍半萜类是由3个异戊二烯单位构成、含15个碳原子的化合物类群。倍半萜主要分布在植物界和微生物界，多以挥发油的形式存在，在植物中多以醇、酮、内酯或苷的形式存在，亦有以生物碱形式存在。
倍半萜类化合物按其结构碳环数分为无环、单环、双环、三环、四环型倍半萜；按构成环的碳原子数分为五元环、六元环、七元环等；也有按含氧官能团分为倍半萜醇、醛、酮、内酯等。

奥类衍生物 （Azulenoids)
五元环与七元环骈和而成的芳环骨架均称奥类。不溶于水，溶于强酸。与Ehrlich试剂（对－二甲氨基苯甲醛浓硫酸）反应呈紫色或红色。

二萜（Diterpenoids）
二萜类是由4个异戊二烯单位构成、含20个碳原子的化合物类群。
二萜广泛分布于植物界，植物分泌的乳汁、树脂等均以二萜类衍生物为主，尤以松柏科植物最为普遍。
许多二萜的含氧衍生物具有多方面的生物活性，如紫杉醇、穿心莲内酯、关附甲素、雷公藤内酯、甜菊苷等都具有较强的生物活性。
除植物外，菌类代谢产物中也发现有二萜，从海洋生物中也有为数较多的二萜衍生物。
１．链状二萜
２. 环状二萜
维生素A(vitamin A)、穿心莲内酯、紫杉醇
1. 加成反应
含有双键和醛，酮等羰基的萜类化合物，可与某些试剂发生加成反应，其产物往往是结晶性的。如含羰基的萜类化合物可与亚硫酸氢钠发生加成反应，生成结晶形成物，复加酸或加碱使其分解，生成原来的反应产物。
d. 吉拉德试剂 (Girard T 和 P)加成
为季铵基团的酰肼，可与羰基反应成为水溶性物质，加酸后复原成原羰基化合物。
2. 氧化反应 (O3, CrO3, KMnO4, SeO2)
3. 脱氢反应
脱氢反应在研究萜类化学结构中是一种很有价值的反应，通常在惰性气体的保护下，用铂黑或钯做催化剂，将萜类成分与硫(S)或硒(Se)共热（200~300℃）而实现脱氢。
(一) 萜类的提取
1、溶剂提取法
2、碱提取酸沉淀法
3、活性炭吸附法
4、大孔树脂吸附法
(二) 萜类的分离
1. 结晶法 (结晶、重结晶)
2. 柱层析法: 硅胶、中性氧化铝、AgNO3络合层析
AgNO3络合层析 （适用TLC, 柱层析 ):
(1) 双键数目增多，吸附络合能力增强，Rf值较 小；无双键，最先洗脱下来；
（2） 双键取代不同吸附力不同：末端双键> 顺式 > 反式
原理: AgNO3与双键形成π络合物，与双键数目的多少和位置有关。
1. 紫外光谱(UV)
共轭双键：λmax= 215-270 nm;
α,β-不饱和羰基 220-250 nm
2. 红外光谱(IR)
偕二甲基 νmax: 1370 cm-1 吸收峰处裂分, 2个吸收带;
内酯环羰基 νmax ：1700- 1800 cm-1;
六元环: 1735 cm-1; 五元环：1770 cm-1；四元环：1840 cm-1。
青蒿素：过氧基团：831，881，1115 cm-1；
六元内酯环： 1750 cm-1。
3. 质谱(MS)
裂解规律：
（1）分子离子峰以基峰出现，一般较弱；
（2）环状单萜常进行RDA裂解；
（3）裂解过程发生分子重排——麦式重排 （分子中有γ位H);
(4) 裂解峰大多是失去功能基的离子碎片，如[M-H2O]+, [M-CH3OH]+, [M-HCHO]+。
挥发油（Volatile oils）
（一）概述
挥发油又称精油（essential oils）， 是一类具有芳香气味的油状液体的总称。在常温下能挥发，可随水蒸气蒸馏。与脂肪油的区别。
挥发油类成分主要存在种子植物，尤其是芳香植物中。
挥发油多具有祛痰、止咳、平喘、驱风、健胃、解热、镇痛、抗菌消炎作用。如: 柴胡中的挥发油具有退热的功效；丁香油（主要成分为丁香酚）具有局部麻醉、止痛的功效；土荆芥油具有驱虫的功效；临床上使用的有樟脑、冰片、薄荷脑等。
大体可分4类:
1) 萜类化合物 挥发油中的萜类成分，主要是单萜、倍半萜和它们含氧衍生物，如薄荷油、樟脑等；
2) 芳香族化合物 如桂皮醛、茴香醚、丁香酚等；
3) 脂肪族化合物 如正癸烷（n-decane 存在于桂花的头香成分中）和小分子醇、醛及酸类化合物（如正壬醇n-nonyl alcohol，存在于陈皮挥发油中）；
4) 其它类化合物 除上述三述化合物外，还有一些挥发油样物质，如大蒜油（mustark oil）等，也能随水蒸馏，故也称之为“挥发油”。
（二）挥发油的提取
1. 水蒸气馏法：P油 + P水= Patom; 装置；重蒸；盐析；萃取。
2. 油脂吸收法
3. 溶剂萃取法: 用石油醚（30~60℃）等低沸点有机溶剂；
4. CO2超临界流体萃取法: 夹带剂：乙醇；具有防止氧化、防止热解、提高品质等优点。
5. 冷压法
（三）挥发油成分的分离
1. 冷冻析晶
2. 真空分馏法
3. 化学方法
(1) 碱性成分

2） 酚、酸性成分
（3）醇性成分
酯化物溶于Na2CO3溶液， Et2O洗去未作用的挥发油，碱溶液皂化， Et2O萃取，Et2O层即得原有萜醇。

（4） 醛、酮类成分
A. NaHSO3饱和溶液，分出水层，酸化，乙醚萃取，即得；
B. Girard 试剂法 （T or P): 回流1hr, 乙醚洗去不具羰基化合物，再以酸处理，复得羰基化合物。
Girard 试剂法: 一类带有季铵基团的酰肼
(与含羰基的萜类反应)
4. 层析分离