第六节、黄酮类

要点:

1.黄酮类化合物的结构类型:黄酮类化合物的结构分类

2.黄酮类化合物的理化性质:黄酮类化合物的性状、溶解性、酸碱性和显色反应

3.含黄酮类化合物的常用中药:黄芩、葛根、银杏叶、槐花、陈皮、满山红中主要黄酮类化合物的化学结构类型及质量控制成分;

上述中药在贮存保管和使用过程中应注意的问

黄酮类化合物如此广泛分布于植物界中,而且生理活性多种多样,据不完全统计,其主要生理活性表现在:

①对心血管系统的作用;

②抗肝脏毒作用;

③抗炎作用;

④雌性激素样作用;

⑤抗菌及抗病毒作用;

⑥泻下作用;

⑦解痉作用等方面。

知识点一、结构与分类

知识点二、理化性质

(一)性状

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。

游离的苷元中,除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外,其余均无光学活性。

黄酮苷类由于在结构中引入糖分子,故均有旋光性,且多为左旋。

黄酮类化合物的颜色与分子中是否有交叉共轭体系及助色团的种类、数目、取代位置有关。

(二)溶解性

一般游离苷元难溶或不溶于水,易溶于有机溶剂及稀碱水溶液中。

黄酮类化合物的羟基被糖苷化后,在水中溶解度则相应增大,而在有机溶剂中的溶解度则相应减小。黄酮苷一般易溶于水和甲醇、乙醇等极性有机溶剂中;但难溶或不溶于苯、三氯甲烷等非极性有机溶剂中。一般情况下,苷的糖链越长,在水中的溶解度越大。

(三)酸碱性

l.酸性

多数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、甲酰胺及二甲基甲酰胺等有机溶剂中。

由于酚羟基数目及位置不同,酸性强弱也不同。

以黄酮为例,其酚羟基酸性强弱顺序依次为:

7,4'-二羟基>74'-羟基>一般酚羟基>5-羟基。

此性质可用于提取、分离及鉴别工作。

2.碱性

γ-吡喃酮环上的醚氧原子,因有未共用的电子对,故表现有微弱的碱性,可与强无机酸,如浓硫酸、浓盐酸等生成金属氧盐,但生成的金属氧盐极不稳定,遇水即可分解。

黄酮类化合物溶于浓硫酸中生成的金属氧盐,常常表现出特殊的颜色,可用于鉴别。某些甲氧基黄酮溶于浓盐酸中显深黄色,且可与生物碱沉淀试剂生成沉淀。

(四)显色反应

黄酮类化合物的显色反应多与分子中的酚羟基及γ-吡喃酮环有关。

1.还原试验

(1)盐酸-镁粉(或锌粉)反应:是鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应。方法是将样品溶于1.0ml甲醇或乙醇中,加入少许镁粉(或锌粉)振摇,滴加几滴浓盐酸,1-2分钟内(必要时微热)即可显色。多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物显橙红色至紫红色,少数显紫色-蓝色,当b-环上有-oh-och3 取代时,呈现的颜色亦即随之加深。但查耳酮、橙酮、儿茶素类则无该显色反应。异黄酮类化合物除少数例外,也不显色。详见表3-12

(2)四氢硼钠(钾)反应:在黄酮类化合物中,nabh4二氢黄酮类化合物专属性较高,可与二氢黄酮类化合物反应产生红色至紫色。其他黄酮类化合物均不显色,可与之区别。方法是在试管中加入0.1ml含有样品的乙醇液,再加等量2% nabh4的甲醇液,imin后,加浓盐酸或浓硫酸数滴,生成紫色至紫红色

2.金属盐类试剂的络合反应

黄酮类化合分子中常含有下列结构单元,故常可与铝盐、铅盐、锆盐、镁盐等试剂反应,生成有色络合物。

(1)铝盐:常用试剂为1%三氯化铝或硝酸铝溶液。生成的络合物多为黄色

(λmax=415nm),并有荧光,可用于定性及定量分析。

(2)铅盐:常用1%乙酸铅及碱式乙酸铅水溶液,可生成黄色至红色沉淀。

黄酮类化合物与铅盐生成沉淀的色泽,可因羟基数目及位置不同而异。例如,乙酸铅只能与分子中具有邻二酚羟基或兼有3-羟基、4-酮基或5-羟基、4-酮基结构的化合物反应生成沉淀,但碱式乙酸铅的沉淀能力要大得多。一般酚类化合物均可为之沉淀,据此不仅可用于鉴定,也可用于提取及分离工作。

(3)锆盐:多用2%二氯氧化锆甲醇溶液。黄酮类化合物分子中有游离的3-5-羟基存在时,均可与该试剂反应生成黄色的锆络合物。但两种锆络合物对酸的稳定性不同。

3-羟基、4-酮基络合物的稳定性比5-羟基、4-酮基络合物的稳定性强(但二氢黄酮醇除外)。故当反应液中加入枸橼酸后,5-羟基黄酮的黄色溶液显著褪色,而3-羟基黄酮溶液仍呈鲜黄色(-枸橼酸反应)。

(4)镁盐:常用乙酸镁甲醇溶液为显色剂,本反应可在纸上进行。试验时在滤纸上滴加1滴供试液,喷以乙酸镁的甲醇溶液,加热干燥,在紫外光灯下观察。二氢黄酮、二氢黄酮醇类可显天蓝色荧光,若具有c5-oh,色泽更为明显。而黄酮、黄酮醇异黄酮类等则显黄色至橙黄色乃至褐色。

(5)氯化锶(src12):在氨性甲醇溶液中,氯化锶可与分子中具有邻二酚羟基结构的黄酮类化合物生成绿色至棕色乃至黑色沉淀。

(6)三氯化铁:三氯化铁水溶液或醇溶液为常用的酚类显色剂。多数黄酮类化合物因分子中含有酚羟基,故可产生阳性反应,但一般仅在含有氢键缔合的酚羟基时,才呈现明显的颜色。

3.硼酸显色反应

当黄酮类化合物分子中有下列结构时,在无机酸或有机酸存在条件下,可与硼酸反应,生成亮黄色。显然,5-羟基黄酮及2'-羟基查耳酮类结构可以满足上述要求,故可与其他类型区别。

一般在草酸存在下显黄色并具有绿色荧光,但在枸橼酸丙酮存在的条件下,则只显黄色而无荧光。

4.碱性试剂显色反应

在日光及紫外光下,通过纸斑反应,观察样品用碱性试剂处理后的颜色变化情况,对于鉴别黄酮类化合物有一定意义。其中,用氨蒸气处理呈现的颜色置空气中随即褪去,但经碳酸钠水溶液处理而呈现的颜色置空气中却不褪色。此外,利用碱性试剂的反应还可帮助鉴别分子中某些结构特征。

(1)二氢黄酮类易在碱液中开环,转变成相应的异构体-查耳酮类化合物,显橙色至黄色。

(2)黄酮醇类在碱液中先呈黄色,通入空气后变为棕色,据此可与其他黄酮类区别。

(3)黄酮类化合物的分子中有邻二酚羟基取代或34'-二羟基取代时,在碱液中不稳定,易被氧化,由黄色→深红色→绿棕色沉淀。

知识点三、含黄酮类化合物的常用中药

(一)黄芩

从黄芩中分离出来的黄酮类化合物有黄酮苷(4.0%~5.2%)、黄芩素、汉黄芩苷、汉黄芩素等20种成分。《中国药典》以黄芩苷为指标成分进行鉴别和含量测定。

其中黄芩苷是主要有效成分,具有抗菌、消炎作用,是中成药注射用双黄连(冻干)的主要成分。此外,黄芩苷还有降转氨酶的作用。黄芩素的磷酸酯钠盐可用于治疗过敏、喘息等疾病。

最近有报道双黄连注射剂引起过敏性休克、过敏样反应、高热、寒战等不良反应,使用时应注意。

黄芩苷几乎不溶于水,可溶于热乙酸。遇三氯化铁显绿色,遇乙酸铅生成橙红色沉淀。溶于碱及氨水中初显黄色,不久则变为黑棕色。

经水解后生成的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。(炮制

(二)葛根

葛根含异黄酮类化合物,主要成分有大豆素、大豆苷、葛根素、葛根素-7-木糖苷。

《中国药典》以葛根素为指标成分进行鉴别和含量测定。

葛根总异黄酮有增加冠状动脉血流量及降低心肌耗氧量等作用。大豆素具有类似罂粟碱的解痉作用。大豆素、大豆苷及葛根素均能缓解高血压患者的头痛症状。

葛根中含有葛根素及大量黄酮类物质,葛根素有α受体阻断作用。葛根素注射剂偶可见急性血管内溶血的不良反应,建议对本药过敏或过敏体质者禁用。

(三)银杏叶

银杏叶中的黄酮类化合物有黄酮、黄酮醇及其苷类、双黄酮和儿茶素类等。国内外多将槲皮素及其苷、山柰酚及其苷、木犀草素及其苷类作为银杏黄酮质量的控制标准。

《中国药典》以总黄酮醇苷萜类内酯为指标成分进行鉴别和含量测定。要求总黄酮醇苷不少于0.4%,对照品采用槲皮素、山柰素和异鼠李素;要求萜类内酯不少于0.25%,对照品采用银杏内酯a、银杏内酯b、银杏内酯c和白果内酯。

银杏中黄酮类化合物含量较高,特别是叶中。从银杏叶中分离出的黄酮类化合物有扩张冠状血管和增加脑血流量的作用,因而引起了国内外药学专家的关注。

银杏叶制剂是血小板激活因子抑制剂,长期服用可能抑制血小板的凝血功能引起脑出血。此外,还可引起如下不良反应:过敏反应、致粒细胞减少、剥脱性皮炎等。

(四)槐花

槐米含有芦丁,槲皮素,皂苷,白桦脂醇,槐二醇以及槐米甲、乙、丙素和黏液质等。

其中,芦丁是有效成分,可用于治疗毛细血管脆性引起的出血症,并用做高血压的辅助治疗剂。

(五)陈皮

陈皮中除含有挥发油外,还含有多种黄酮类化合物。《中国药典》以橙皮苷为指标成分对陈皮进行鉴别和含量测定。要求橙皮苷含量不少于3.5%

橙皮苷几乎不溶于冷水,在乙醇或热水中溶解度较大,可溶于吡啶、甘油、乙酸或稀碱溶液,不溶于稀矿酸、三氯甲烷、丙酮、乙醚或苯中。

与三氯化铁、金属盐类反应显色或生成沉淀,与盐酸-镁粉反应呈紫红色。

其中橙皮苷具有和芦丁相同的用途,也有维生素p样功效,多作成甲基橙皮苷供药用,是治疗冠心病药物“脉通”的重要原料之一。

(六)满山红

从满山红叶中已分离出杜鹃素、8-去甲基杜鹃素、山柰酚、槲皮素、杨梅素、金丝桃苷、异金丝桃苷以及莨菪亭、伞形酮、木毒素、牛儿酮、薄荷醇、杜松脑和α-桉叶醇、β-桉叶醇、γ-桉叶醇等。

《中国药典》以杜鹃素为对照品对满山红进行含量测定。要求杜鹃素含量不少于0.08%

其中杜鹃素是祛痰成分,临床用于治疗慢性支气管炎。临床上服用满山红水溶性粗提物有轻度短期降压作用,部分患者服用后,可引起心率减慢,使用时应该注意。