黃酮類化合物
黃酮類化合物(flavonoids)是一類存在於自然界的、具有2-苯基色原酮(flavone)結構的化合物。它們分子中有一個酮式羰基,第一位上的氧原子具鹼性,能與強酸成鹽,其羥基衍生物多具黃色,故又稱黃鹼素或黃酮。黃酮類化合物在植物體中通常與糖結合成苷類,小部分以遊離態(苷元)的形式存在。絕大多數植物體內都含有黃酮類化合物,它在植物的生長、發育、開花、結果以及抗菌防病等方起著重要的作用。
簡介
結構
flavonoid黃酮醇分子結構圖
以黃酮(2-苯基色原酮)為母核而衍生的一類黃色色素。其中包括黃酮的同分異構體及其氫化的還原產物 ,也即以C6-C3-C6為基本碳架的一系列化合物。黃酮類化合物在植物界分佈很廣,在植物體內大部分與糖結合成苷類或碳糖基的形式存在,也有以遊離形式存在的。天然黃酮類化合物母核上常含有羥基、甲氧基、烴氧基、異戊烯氧基等取代基。由於這些助色團的存在,使該類化合物多顯黃色。又由於分子中γ-吡酮環上的氧原子能與強酸成?鹽而表現為弱鹼性,因此曾稱為黃鹼素類化合物。種類
根據三碳鍵(C3)結構的氧化程度和B環的連接位置等特點,黃酮類化合物可分為下列幾類:黃酮和黃酮醇;黃烷酮(又稱二氫黃酮)和黃烷酮醇(又稱二氫黃酮醇);異黃酮;異黃烷酮(又稱二氫異黃酮);查耳酮;二氫查耳酮;橙酮(又稱澳咔);黃烷和黃烷醇;黃烷二醇(3,4)(又稱白花色苷元。價值
黃酮類化合物中有藥用價值的化合物很多,如槐米中的蘆丁和陳皮中的陳皮苷,能降低血管的脆性,及改善血管的通透性、降低血脂和膽固醇,用於防治老年高血壓和腦溢血。由銀杏葉製成的舒血寧片含有黃酮和雙黃酮類,用於冠心病、心絞痛的治療。全合成的乙氧黃酮又名心脈舒通或立可2-苯基色原酮分子結構圖
定,有擴張冠狀血管、增加冠脈流量的作用。許多黃酮類成分具有止咳、祛痰、平喘、抗菌的活性。護肝,解肝毒、抗真菌、治療急、慢性肝炎,肝硬化。結構類型
最早黃酮類化合物主要是指母核為2-苯基色原酮的一類化合物,現在則泛指兩個苯環(A環與B環)通過中央三碳相互聯接而成的一系列化合物。根據中央三碳的氧化程度、是否成環、B環的聯接位點等特點,可將該類化合物分為多種結構類型,其基本母核結構見下表。類型 | 母體結構 | 代表化合物 |
黃酮類(flavone) | 黃酮類母體結構圖 | 黃岑素(baicalein)、黃岑苷(baicalin) |
黃酮醇類(flavonol) | 黃酮醇類母體結構圖 | 槲皮素(quercetin)、蘆丁(rutin) |
二氫黃酮類(dihydroflavone) | 二氫黃酮類母體結構圖 | 陳皮素(hesperetin)、甘草苷(liquiritin) |
二氫黃酮醇類(dihydroflavonol) | 二氫黃酮醇類母體結構圖 | 水飛薊素(silybin)、異水飛薊素(silydianin) |
異黃酮類(isoflavone) | 異黃酮類母體結構圖 | 大豆素(daidzein)、葛根素(purerarin) |
二氫異黃酮類(dihydroisoflavone) | 二氫異黃酮類母體結構圖 | 魚藤酮(rotenone) |
查爾酮類(chalcone) | 查爾酮類母體結構圖 | 異甘草素(isoliquiritigenin)、補骨脂乙素(corylifolinin) |
橙酮類(aurones) | 橙酮類母體結構圖 | 金魚草素(aureusidin) |
黃烷類(flavanes) | 黃烷類母體結構圖 | 兒茶素(catchin) |
花色素類(anthocyanidins) | 花色素類母體結構圖 | 飛燕草素(delphinidin)、矢車菊素(cyanidin) |
雙黃酮類(biflavone) | 雙黃酮類母體結構圖 | 銀杏素(ginkgetin)、異銀杏素(isoginkgetin) |
理化性質
黃酮類化合物多為結晶性固體,少數為無定型粉末。 黃酮類化合物的顏色與分子中存在的交叉共軛體系及助色團(-OH、-CH3)等的類型、數目及取代位置有關。一般來說,黃酮、黃酮醇及其苷類多呈灰黃至黃色,查爾酮為黃色至橙黃色,而二氫黃酮、二氫黃酮醇、異黃酮類等因不存在共軛體系或共軛很少,故不顯色。花色素及其苷元的顏色,因pH的不同而變,一般呈紅(pH<7)、紫(7<8.5)、藍(PH>8.5)等顏色。 黃酮苷元一般難溶或不溶於水,易溶於甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有機溶劑,易溶於稀鹼液。黃酮類化合物的羥基糖苷化后,水溶性相應加大,而在有機溶劑中的溶解度相應減少。黃酮苷一般易溶於水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、吡啶等溶劑,難溶於乙醚、三氯甲烷、苯等有機溶劑。黃酮類化合物因分子中多有酚羥基而呈酸性,故可溶於鹼性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。有些黃酮類化合物在紫外光(254nm或365nm)下呈不同顏色的熒光,氨蒸汽或碳酸鈉溶液處理后熒光更為明顯。多數黃酮類化合物可與鋁鹽、鎂鹽、鉛鹽或鋯鹽生成有色的絡合物。反應
鹽酸-鎂粉還原反應
取藥材粉末少許與試管中,用乙醇或甲醇數毫升溫浸提取,取提取液加鎂粉少許振搖,滴加幾滴濃鹽酸,1-2min內即出現顏色。多少黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類顯紅-紫紅色,黃酮類顯橙色,異黃酮及查爾酮類無變化。 其他還原反應還有:鹽酸-鋅粉反應,黃酮、黃酮醇類常不顯色,只有二氫黃酮醇類可被鋅粉還原呈深紅色;鈉-汞齊反應,黃酮類成分可產生黃、橙、紅等色;四氫硼鈉(鉀)反應,僅二氫黃酮醇類可被四氫硼鈉還原呈紅色,其他黃酮類不反應。金屬鹽類試劑絡合反應
黃酮類成分和鋁鹽、鎂鹽、鉛鹽、鋯鹽等試劑反應,生成有色的絡合物,可供某些類型黃酮的鑒別。產生絡合作用的條件是黃酮類成分必須具備下列條件之一,如5-羥基、3-羥基或鄰二羥基。根據有色絡合物的最大吸收波長,可進行定量測定。常用的試劑有三氯化鋁、醋酸鉛、醋酸鎂與二氯氧化鋯等試劑。分佈特點
黃酮類化合物在植物體內的形成,是由葡萄糖分佈經過莽草酸途徑和乙酸-丙二酸途徑生成羥基桂皮酸和蘋果富含黃酮類化合物
三個分子的乙酸,然後合成查爾酮,再衍變為各類黃酮類化合物。