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天然药物化学
第一章 绪论
第二章 常用提取分离方法及操作
第三章 糖和苷类化合物
第四章 醌类化合物
第五章 黄酮类化合物
第六章 苯丙素类化合物
第七章 萜类化合物
第八章 挥发油
第九章 强心苷
第十章 皂苷
第十一章 生物碱
第六章 苯丙素类化合物
定义及分类
苯丙酸类的结构类型、理化性质以及代表性的活性成分
香豆素的结构类型、理化性质、提取分离、生物活性和典型化合物
木脂素的结构类型、理化性质、提取分离、生物活性和典型化合物
学习要点
总论
引例
保肝护肝药联苯双酯的应用——五味子木脂素骨架结构基础上研究而出
定义
具有C6-C3基本结构单元的天然产物类群。
分类
简单苯丙素类（苯丙酸类）、香豆素类和木脂素类
第一节 苯丙酸类
定 义：苯丙酸类可看作是桂皮酸的衍生物，在
苯环上有羟基、甲氧基等取代基。
基本结构 ：酚羟基取代的芳香环+丙烯酸
存在形式： 游离型、酯、苷
常见化合物
桂皮酸 咖啡酸
第一节 苯丙酸类
第二节 香豆素
香豆素最早由香豆提得，又因具有芳香气味而得
名。它广泛存在于伞形科、芸香科、豆科、菊科、茄
科、瑞香科植物中。常与其生源相近的桂皮酸、黄酮
类、木脂素等伴生。多数存在于植物的花、茎、叶、果中。尤以幼嫩的叶芽中含量高。
生物活性：七叶内酯和苷能治疗痢疾；滨蒿内酯
能解痉、利胆；瑞香素、伞形花内酯可抗炎、止痛；
蛇床子素可冶脚癣、湿疹、阴道滴虫等；白芷能扩
冠。补骨脂素具吸收紫外线，抗辐射作用。
2.1香豆素的定义
定义 香豆素类化合物是顺式邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称。具有苯骈α-吡喃酮结构母核。
2.2 结构与分类
1. 简单香豆素类
定义 仅在苯环上有取代基的香豆素类
2.2 呋喃香豆素类
定义 母核7位羟基与6位或者8位取代异戊烯基缩合形成呋喃环的一系列化合物。
线型呋喃香豆素：
角型呋喃香豆素：
2.2 吡喃香豆素类
定义 母核7位羟基与6位或者8位取代异戊烯基缩合形成吡喃环的一系列化合物。
线型呋喃香豆素：
角型呋喃香豆素：
2.2其他类
除上述类型外，还有异香豆素类及α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类，如亮菌甲素、蟛蜞菊内酯等。两个香豆素单位聚合起来的双香豆素类，也是倍受关注的活性成分。
2.3香豆素的理化性质
性状
游离的香豆素多具有完好的结晶，常是淡黄
色或无色且大多有香味。小分子游离的香豆素
具有挥发性，可随水蒸气蒸馏，并能升华。香
豆素苷一般呈粉末状，多数无香味，也不具有
挥发性和升华性。
2.3香豆素的理化性质
荧光性质
香豆素类成分在紫外光下显示蓝色荧光，C7位导入羟基后荧光加强。
香豆素微柱管（紫外灯下观察）
2.4香豆素的理化性质
溶解性
游离香豆素属脂溶性物质，易溶解于甲醇、乙醇、氯仿、苯等有机溶剂，而难溶于水。
香豆素苷则能溶于水、甲醇等，难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。
2.4香豆素的理化性质
内酯性质
香豆素类成分因分子内具有内酯，在稀碱溶液中
可水解开环，而形成水溶性的顺式邻羟基桂皮酸
盐，酸化后又可重新环合形成脂溶性的香豆素而
沉淀析出。这一性质常用于内酯类化合物的鉴别
和提取。若长时间放置或紫外光照射，则转变为
稳定的反式邻羟基桂皮酸盐，酸化后不再环合成
内酯。
香豆素内酯的性质
不能再还原为香豆素
长时间在碱液中放置或紫外光照射，导致结构变化
2.4香豆素的理化性质
显色反应
1.异羟肟酸铁反应（内酯环的反应）
香豆素类具有内酯结构，在碱性条件下可开环，与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，在酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。
红 色
Gibb's和Emerson反应
如果酚羟基对位上无取代时，在弱碱性条件
下可与Gibb's和Emerson试剂反应，生成有色
物质（ Gibb's反应生成蓝色，Emerson反应生
成红色）。
2.4香豆素的理化性质
2.4香豆素的理化性质
2.5香豆素的提取与分离
溶剂提取法
常采用石油醚、乙醚、乙酸乙酯等溶剂依次提取药材中的游离型香豆素；
也可用甲醇或乙醇提取药材，回收溶剂后再用石油醚、乙醚、丙酮、甲醇等溶剂依次提取浸膏，可得到极性不同的部位，再做后续分离。
2.5香豆素的提取与分离
碱酸提取法
早期利用内酯遇碱能皂化、加酸
能恢复的性质分离香豆素。具体
如下图。此为经典方法，至今仍
有应用，但存在很多缺点，如对
酸碱敏感的香豆素类，水解后不
易恢复成内酯，使其应用受到限
制。
碱酸提取过程
2.6香豆素的生物活性
抗菌、抗病毒
从藤黄科植物南革绵毛胡桐（
Calophyllum anigerum ）中分离
出的角型香豆素 (+)-绵毛胡桐内
酯A [(+)-calanolide A] 能够阻止
HIV的复制、繁殖，作为治疗艾
滋病的新一代非核苷酸类药物已
经进入Ⅱ期临床。
(+)-calanolide A
HIV
2.6香豆素的生物活性
抗凝血作用
豆科植物草木犀（Melilotus
officinalis）中的双香豆素类
成分Dicoumarol具有显著的
抗凝血活性，动物误食草木
犀后可导致严重的溶血而死
亡。药物化学家合成了其类
似物并开发为抗凝血药物，
用来防止血栓形成，如用于
血栓栓塞性疾病的华法林。
Dicoumarol 华法林（Warfarin）
草
木
犀
启发
第三节 木脂素
木脂素（lignans）是一类由基本结构为苯丙素（C6-C3）氧化聚合而成的天然产物，通常指其二聚体，少数为三聚体和四聚体。大多数木脂素是游离状态，也有一些与糖结合呈苷类。分布于植物的根、茎、花、果实等所有部位中，由于广泛存在于植物的木质部和树脂中，或在开始析出时呈树脂状，故称为木脂素。
3.1木脂素的结构及分类
木脂素类化合物可分为木脂素与新木脂素两大类。木脂素是指由两个苯丙烯组成的衍生物，通过β位碳相连而成。新木脂素（neolignans）是指苯丙素的脂肪烃基碳与另一分子苯环相连，或苯丙素的苯基相连构成的各类木脂素，或把非β碳相连的都归于新木脂素。常见木脂素一般有以下几种类型：
3.1木脂素的结构及分类
简单木脂素
这类木脂素是由两分子苯丙素通
过C8-C8 连接而形成，烃基结构单
元大部分以甲基存在。从蒺藜科植物
Larrea divaricata中分离得到的去
甲二氢愈创木脂酸属于此类木脂素，
常用做抗氧化剂。由珠子草中分离得
到的叶下珠脂素是其它类型木脂素的
生源前体。
3.1木脂素的结构及分类
四氢呋喃型
在形成木脂素的结构中，其侧链部分具有一个四氢呋喃
环。因氧原子连接位置的不同，可形成7-O-7’ ，7-O-9’，9-
O-9’三种形式的结构。例如，从翼梗五味子中分离的到的
恩施脂素为7-O-7’型，从Olea europaea 树脂中分到的橄榄
脂素为7-O-9’型，从荜澄茄中分得到荜澄茄素为9-O-9’型。
恩施脂素 (7-O-7 ) 橄榄脂素 (7-O-9 ) 毕橙茄脂素(9-O-9 )
3.1木脂素的结构及分类
双四氢呋喃型
在木脂素结构中，其侧链部分形成两个四氢呋喃环，且
二者骈合在一起。到目前为止，天然存在的双四氢呋喃类
木脂素的结构中都为顺式连接的骈双四氢呋喃环。如（+）
-芝麻脂素、（+）-细辛素和Diasesartemin属于此类木素。
（+）-芝麻脂素 （+）-细辛素 Diasesartemin
3.1木脂素的结构及分类
芳基萘类
芳基萘类木脂素的分子结构中具有一萘环结构，所形成的
萘环因饱和度的差异，分为苯代四氢萘、苯代二氢萘和苯
代萘三种类型。如奥托肉豆蔻果实的肉豆蔻脂（otobain）
及其羟基衍生物均属此类。去氧鬼臼毒素-β-D-葡萄糖苷为
苯代四氢萘的基本结构。
奥托肉豆蔻脂素 去氧鬼臼毒素-β-D-葡萄糖苷
3.1木脂素的结构及分类
环木脂内酯类
环木脂内酯类是由芳基萘类木脂素侧链γ碳原子缩合成五员内酯环形成的。内酯有上向和下向之分。以苯代萘为例，向下的称1-苯代-2,3-萘内酯，上向的称4-苯代-2,3萘内酯。以具有显著细胞毒活性的鬼臼毒素为代表。
1-苯代萘内酯 4-苯代萘内酯 鬼臼毒素
3.1木脂素的结构及分类
联苯环辛烯类
除了经典木脂素中C-8-C-8 相连接，两个苯丙素单元中的苯基的C-2-C-2 同时相连，构成了一类与木脂素相骈和的连氧取代环辛烯结构骨架，形成了联苯环辛烯型木脂素。五味子果实中的五味子素、戈米辛A等均具有联苯环辛烯型母核。
五味子素 戈米辛A
3.1木脂素的结构及分类
新木脂素
新脂素为不属于以上几类结构的木脂素，也通常将一个苯丙素的脂肪烃基碳与另一分子苯环相连，或苯丙素的苯基相连构成的各类木脂素称作新木脂素。如具有预防龋齿活性的厚朴酚等。
厚朴酚
3.2木脂素的理化性质
性状及溶解性
木脂素多为无色结晶或白色粉末。木脂素多数
为脂溶性分子，多数呈游离型，难溶于水，能
溶于苯、氯仿、乙醚、乙醇等；少数与糖结合
成苷，水溶性增大，但易被酶或酸水解。
3.2木脂素的理化性质
木脂素的显色反应
木脂素分子中常具有酚羟基、醇羟基、亚甲二氧基、羧
基和内酯等结构，常用的显色剂有如下几种：①三氯化
铁、重氮化试剂、Gibb’s 试剂等酚性试剂检出酚羟基；
②Labat 反应（没食子酸硫酸试剂）或Ecgrine反应（变色
酸硫酸试剂）检识亚甲二氧基；③酸碱指示剂如溴甲酚
蓝试剂鉴别羧基；④异羟肟酸铁试剂鉴别内酯环。
3.3 木脂素的提取分离
木脂素的提取
木脂素多呈游离型，是亲脂性成分，因此木脂素易溶于氯仿、乙醚和乙酸乙酯等极性不大的有机溶剂。少数成苷后水溶性增加，需要用极性相对较大的溶剂进行提取。
一般提取方法是先用乙醇或丙酮等亲水溶剂提取，浓缩后，依次用氯仿、乙醚、乙酸乙酯等溶剂萃取。
3.3木脂素的提取分离
木脂素类的分离
吸附色谱是分离木脂素的主要手段，常用吸附剂为硅胶。用石油醚-乙酸乙酯、石油醚-丙酮等体系展开洗脱，可以获得较好的分离效果。例如从窝儿七中提取分离鬼臼毒素。
对于内酯结构的木脂素，可以利用碱液使其皂化成盐后与其他脂溶性成分分离，但碱液容易使木脂素发生异构化，此法不易用于有旋光活性的木脂素。
对于在甲醇中溶解性好的木脂素也可以用葡聚糖凝胶LH-20分离和纯化。对于木脂素类结构相近的难以分离的类似物，可用正相或反相高效液相制备色谱，常需反复多次的分离。
3.4木脂素的生物活性
抗肿瘤作用
小檗科鬼臼属及其近缘植物中普遍存在的各种鬼臼毒素类木脂素，均显示强的细胞毒活性，能显著抑制癌细胞的增殖。但毒性较大。其半合成产物如VP-16和VM-26,作为抗癌药物已经用于临床。
保肝
五味子果实中的各种联苯环辛烯类木脂素，有保肝和降低血清谷丙转氨酶作用，如五味子酯甲。
联苯双酯是我国科学家根据这类天然木脂素结构研究而开发出的治疗肝炎的新药。
思考题
1 苯丙素类化合物主要分为哪几个类型？
2 常见的苯丙酸类化合物都有哪些？具有怎样的药理活性？
3 香豆素类化合物主要分为几种类型？
4 紫外灯下，香豆素类化合物大都具有怎样的特性？
5 香豆素类化合物有什么样的生物活性？双香豆素类成分的抗凝血机理？
6 木脂素类化合物的主要分为几种类型？
7 木脂素类化合物具有哪些生物活性？
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