黃酮類化合物

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，如今則泛指兩個苯環(huán)(A環(huán)與B環(huán))通過中央三碳相互聯(lián)接而成的一系列化合物。根據(jù)中央三碳的氧化程度、是否成環(huán)、B環(huán)的聯(lián)接位點(diǎn)等特點(diǎn)，可將該類化合物分為多種結(jié)構(gòu)類型，其基本母核結(jié)構(gòu)見下表。

黃酮類化合物除少數(shù)游離外，大多與糖結(jié)合成苷。糖基多連在C8或C6位置上，連接的糖有單糖(葡萄糖、半乳糖、鼠李糖等)，雙糖(槐糖、龍膽二糖、蕓香糖等)、叁糖(龍膽三糖、槐三糖等)與?；?2-乙酰葡萄糖、嗎啡酰葡萄糖等)。

天然黃酮類化合物除大多數(shù)為O-苷外，還發(fā)現(xiàn)有C-苷(如葛根素)存在。

黃酮類化合物多為結(jié)晶性固體，少數(shù)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(tuán)(-OH、-CH3)等的類型、數(shù)目及取代位置有關(guān)。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?；ㄉ丶捌滠赵念伾騪H的不同而變，一般呈紅(pH<7)、紫(7<8.5)、藍(lán)(PH>8.5)等顏色。

黃酮苷元一般難溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有機(jī)溶劑，易溶于稀堿液。黃酮類化合物的羥基糖苷化后，水溶性相應(yīng)加大，而在有機(jī)溶劑中的溶解度相應(yīng)減少。黃酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、吡啶等溶劑，難溶于乙醚、三氯甲烷、苯等有機(jī)溶劑。黃酮類化合物因分子中多有酚羥基而呈酸性，故可溶于堿性水溶液、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(shù)黃酮類化合物可與鋁鹽、鎂鹽、鉛鹽或鋯鹽生成有色的絡(luò)合物。

黃酮類化合物(flavonoids)是一類存在于自然界的、具有2-苯基色原酮(flavone)結(jié)構(gòu)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堿性，能與強(qiáng)酸成鹽，其羥基衍生物多具黃色，故又稱黃堿素或黃酮。黃酮類化合物在植物體中通常與糖結(jié)合成苷類，小部分以游離態(tài)(苷元)的形式存在。絕大多數(shù)植物體內(nèi)都含有黃酮類化合物，它在植物的生長、發(fā)育、開花、結(jié)果以及抗菌防病等方面起著重要的作用。生長在南太平洋所羅門群島中的向天果這種野生植物同樣含有豐富的黃酮化合物成分，具有很廣范的藥用功效，《馬來西亞草藥目錄》中記載，向天果味苦、澀、性涼，解熱、收斂、種仁強(qiáng)壯!其種子主治:糖尿病、高血壓。

flavonoid 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(gòu)體及其氫化的還原產(chǎn)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布很廣，在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成苷類或碳糖基的形式存在，也有以游離形式存在的。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。由于這些助色團(tuán)的存在，使該類化合物多顯黃色。又由于分子中γ-吡酮環(huán)上的氧原子能與強(qiáng)酸成鹽而表現(xiàn)為弱堿性，因此曾稱為黃堿素類化合物。

根據(jù)三碳鍵(C3)結(jié)構(gòu)的氧化程度和B環(huán)的連接位置等特點(diǎn)，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。

黃酮類化合物中有藥用價值的化合物很多，如向天果、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，用于防治老年高血壓和腦溢血。其中向天果是一種非常難得的植物，它同時富含人參和銀杏中的重要成份:皂甙和黃酮化合物，在同一植物中同時獲取這兩種成份，且在量的比例相當(dāng)合適，這樣的例子卻為極為罕見的，如今竟同在一植物體內(nèi)善巧配搭，有著非常珍貴的藥用價值。

《馬來西亞草藥目錄》中記載，向天果味苦、澀、性涼，解熱、收斂、種仁強(qiáng)壯!其種子主治:糖尿病、高血壓。向天果被譽(yù)為"植物之后"，其保健效益在所羅門群島早已世代相傳，當(dāng)?shù)厮_門群島居民服用向天果的歷史已逾千年，用于治療糖尿病、高血壓、過敏性疾病、內(nèi)分泌失調(diào)等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)?shù)厝说奶悄虿　⒏哐獕旱陌l(fā)病率遠(yuǎn)低于世界其他地區(qū)，這與其長期食用向天果密切相關(guān)。

由銀杏葉制成的舒血寧片含有黃酮和雙黃酮類，用于冠心病、心絞痛的治療。全合成的乙氧黃酮又名心脈舒通或立可定，有擴(kuò)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(hù)肝，解肝毒、抗真菌、治療急、慢性肝炎，肝硬化。

取藥材粉末少許與試管中，用乙醇或甲醇數(shù)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(nèi)即出現(xiàn)顏色。大多黃酮醇、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。如蘆丁的鹽酸鎂粉反應(yīng)中溶液由黃色變紅色。

其他還原反應(yīng)還有:鹽酸-鋅粉反應(yīng)，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(yīng)，黃酮類成分可產(chǎn)生黃、橙、紅等色;四氫硼鈉(鉀)反應(yīng)，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(yīng)。

黃酮類成分和鋁鹽、鎂鹽、鉛鹽、鋯鹽等試劑反應(yīng)，生成有色的絡(luò)合物，可供某些類型黃酮的鑒別。產(chǎn)生絡(luò)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(jù)有色絡(luò)合物的最大吸收波長，可進(jìn)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。

黃酮類化合物在植物體內(nèi)的形成，是由葡萄糖分別經(jīng)過莽草酸途徑和乙酸-丙二酸途徑生成羥基桂皮酸和 三個分子的乙酸，然后合成查爾酮，再衍變?yōu)楦黝慄S酮類化合物。

黃酮類廣泛分布于被子植物中，以蕓香科、菊科、玄參科、傘形科、苦苣苔科及豆科植物中存在較多;二氫黃酮類分布較普遍，尤其在被子植物的薔薇科、蕓香科、姜科、菊科、杜鵑花科和豆科中分布較多。

黃酮醇類較廣泛地分布于雙子葉植物，特別是一些木本植物的花和葉中，以山柰酚和槲皮素最為常見;二氫黃酮醇類存在于裸子植物、單子葉植物姜科的少數(shù)植物中，雙子葉植物中分布較普遍，在豆科、薔薇科植物中也較多。

大多分布在菊科、豆科、苦苣苔科植物中，在玄參科、敗醬科植物中也有發(fā)現(xiàn)。

異黃酮類主要分布在被子植物中，豆科中占到70%左右，其余分布在?？啤ⅧS尾科中。

花色素類是使植物的花、果、葉、莖等呈現(xiàn)藍(lán)、紫、紅等顏色的化學(xué)成分，廣泛地分布于被子植物中。

黃烷-3-醇的衍生物稱為兒茶素類，在植物中分布較廣，主要存在于含鞣質(zhì)的木本植物中。黃烷-3，4-二醇衍生物被稱為無色花色素類，在植物界的分布也很廣，其中在含鞣質(zhì)的木本植物和蕨類植物中存在較多。該類化合物常因分子聚合而具有鞣質(zhì)的性質(zhì)。

橙酮類定位與其它黃酮類化合物不同，在中藥中比較少見，多存在于玄參科、菊科、苦苣苔科及單子葉植物莎草科中。

雙黃酮類較集中地分布于除松科以外的裸子植物中，如銀杏科、松科、杉科;蕨類植物中的卷柏屬植物中也有分布。

苯駢色原酮為一種特殊類型的黃酮類化合物，常存在于龍膽科、藤黃科植物中，在百合科植物中也有分布。呋喃色原酮類和苯色原酮類在植物界中分布較少，如凱刺種子和果實(shí)中得到的凱林(khellin)屬于呋喃色原酮類化合物。

黃酮類化合物廣泛存在于自然界，是一類重要的天然有機(jī)化合物。其不同的顏色為天然色素家族添加了更多的色彩。這類含有氧雜環(huán)的化合物多存在于高等植物及羊齒類植物中。苔類中含有的黃酮類化合物為數(shù)不多，而藻類、微生物、細(xì)菌中沒有發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物。黃酮類化合物的存在形式既有與糖結(jié)合成苷的，也有游離體。

不論在黃酮類化合物的提取分離方面還是在其結(jié)構(gòu)測定的研究方面，黃酮類化合物的理化性質(zhì)及其顯色反應(yīng)都發(fā)揮著譜學(xué)技術(shù)所替代不了的作用。下面僅就其與分離和結(jié)構(gòu)測定密切相關(guān)的性質(zhì)進(jìn)行簡要介紹。

黃酮類化合物多為結(jié)晶性固體，少數(shù)(如黃酮苷類)為無定形粉末。游離的各種苷元母核中，除二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇有族光性外，其余則無光學(xué)活性。苷類由于在結(jié)構(gòu)中引入糖的分子，故均有旋光性，且多為左旋。黃酮類化合物的顏色與分子中是否存在交叉共軛體系及助色團(tuán)(-OH、-OCH3等)的種類、數(shù)目以及取代位置有關(guān)。以黃酮為例，其色原酮部分原本元色;但在2位上引入苯環(huán)后，即形成交叉共軛體系，并通過電子轉(zhuǎn)移、重排，使共軛鏈延長，因而顯現(xiàn)出顏色。一般情況下，黃酮、黃酮醇及其苷類多顯灰黃~黃色，查耳酮為黃~橙黃色，而二氫黃酮、二氫黃酮醇、異黃酮類，因不具有交叉共軛體系或共軛鏈短，故不顯色(二氫黃酮及二氫黃酮醇)或顯微黃色(異黃酮)。顯然，在上述黃酮、黃酮醇分子中，尤其在7位及4'位引入-OH及-OCH3等助色團(tuán)后，則因促進(jìn)電子移位、重排，而使化合物的顏色加深。但-OH、-OCH3，引入其他位置則影響較小。

花色素及其苷元的顏色隨pH不同而改變，一般顯紅( pH 7)、紫( pH= 8.5)藍(lán)( pH> 8.5)等顏色。

黃酮類化合物的溶解度因結(jié)構(gòu)及存在狀態(tài)(苷和苷元、單糖苷、雙糖苷或三糖苷)不同而有很大差異。一般游離苷元難溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醇等有機(jī)溶劑及稀堿水溶液中。其中黃酮、黃酮醇、查耳酮等平面性強(qiáng)的分子，因分子與分子間排列緊密，分子間引力較大，故更難溶于水;而二氫黃酮及二氫黃酮醇等，因系非平面性分子，故分子與分子間排列不緊密，分子間引力降低，有利于水分子進(jìn)入，溶解度稍大。

至于花色苷元(花青素)類雖也為平面性結(jié)構(gòu)，但因以離子形式存在，具有鹽的通性，故親水性較強(qiáng)，水中溶解度較大。

黃酮類苷元分子中引入羥基，將增加在水中的溶解度;而羥基經(jīng)甲基化后，則增加在有機(jī)溶劑中的溶解度。例如，一般黃酮類化合物不溶于石油醚中，故可與脂溶性雜質(zhì)分開，但川陳皮素(5，6，7，8，3'，4'-六甲氧基黃酮)卻可溶于石油醚。

黃酮類化合物的羥基糖苷化后，水中溶解度即相應(yīng)加大，而在有機(jī)溶劑中的溶解度則相應(yīng)減小。黃酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇等強(qiáng)極性溶劑中;但難溶或不溶于苯、氯仿等有機(jī)溶劑中。糖鏈越長，則水中溶解度越大。

另外，糖的結(jié)合位置不同，對苷的水中溶解度也有一定影響:以棉黃素(3，5，7，8，3'，4'-六羥基黃酮)為例，其3-O-葡萄糖苷的水中溶解度大于7-O-葡萄糖苷。

黃酮類化合物因分子中多具有酚羥基，故顯酸性，可溶于堿性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。

由于酚羥基數(shù)目及位置不同，酸性強(qiáng)弱也不同，以黃酮為例，其酚羥基酸性強(qiáng)弱順序依次為:

7，4'-二羥基>7或4'-羥基>一般酚羥基>5-羥基

例如C7-OH因?yàn)樘幱贑=O的對位，在p-共軛效應(yīng)的影響下，酸性較強(qiáng)，可溶于碳酸鈉水溶液中，此性質(zhì)可用于提取、分離及鑒定工作。

7-吡喃環(huán)上的1位氧原子，因有未共用的電子對，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強(qiáng)無機(jī)酸，如濃硫酸、鹽酸等生成鹽，但生成的樣鹽極不穩(wěn)定，加水后即可分解。

黃酮類化合物溶于濃硫酸中生成的樣鹽，常常表現(xiàn)出特殊的顏色，可用于鑒別。某些甲氧基黃酮溶于濃鹽酸中顯深黃色，且可與生物堿沉淀試劑生成沉淀。