松針黃酮理化性質(zhì)

不論在黃酮類(lèi)化合物的提取分離方面還是在其結(jié)構(gòu)測(cè)定的研究方面，黃酮類(lèi)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(cè)定密切相關(guān)的性質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

黃酮類(lèi)化合物多為結(jié)晶性固體，少數(shù)(如黃酮苷類(lèi))為無(wú)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(wú)光學(xué)活性。苷類(lèi)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(lèi)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(lèi)、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(guò)電子轉(zhuǎn)移、重排，使共軛鏈延長(zhǎng)，因而顯現(xiàn)出顏色。一般情況下，黃酮、黃酮醇及其苷類(lèi)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(lèi)，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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)化合物不溶于石油醚中，故可與脂溶性雜質(zhì)分開(kāi)，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(lèi)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(zhǎng)，則水中溶解度越大。

另外，糖的結(jié)合位置不同，對(duì)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(lèi)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(duì)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(duì)，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強(qiáng)無(wú)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(lèi)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。

黃酮類(lèi)化合物如此廣泛分布于植物界中，而且生理活性多種多樣，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，其主要生理活性表現(xiàn)在:①對(duì)心血管系統(tǒng)的作用。②抗肝臟毒作用。③抗炎作用。④雌性激素樣作用。⑤抗菌及抗病毒作用。③瀉下作用。①解痙作用等。因而引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛重視，研究進(jìn)展很快。僅截止到1974年，國(guó)內(nèi)外報(bào)道發(fā)現(xiàn)的黃酮類(lèi)化合物共1674個(gè)(主要是天然黃酮類(lèi)，也有少部分為合成品，其中苷元902個(gè)，苷722個(gè))，并以黃酮醇類(lèi)最多;約占總數(shù)的三分之一，其次為黃酮類(lèi)，占總數(shù)的四分之一以上，其余則較少。至于雙黃酮類(lèi)多局限分布于裸子植物，尤其松柏綱、銀杏綱和鳳尾綱等植物中。截止到1993年統(tǒng)計(jì)，黃酮類(lèi)化合物總數(shù)已超過(guò)4000個(gè)。

黃酮類(lèi)化合物廣泛存在于自然界，是一類(lèi)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(lèi)含有氧雜環(huán)的化合物多存在于高等植物及羊齒類(lèi)植物中。苔類(lèi)中含有的黃酮類(lèi)化合物為數(shù)不多，而藻類(lèi)、微生物、細(xì)菌中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)黃酮類(lèi)化合物。黃酮類(lèi)化合物的存在形式既有與糖結(jié)合成苷的，也有游離體。

黃酮類(lèi)化合物的顏色反應(yīng)多與分子中的酚羥基及γ~吡喃酮環(huán)有關(guān)。

還原試驗(yàn)

1.鹽酸-鎂粉(或鋅粉)反應(yīng) 這是鑒定黃酮類(lèi)化合物最常用的顏色反應(yīng)。方法是將樣品溶于 1.0 ml甲醇或乙醇中，加入少許鎂粉(或鋅粉)振搖，滴加幾滴濃鹽酸，1~2 min內(nèi)(必要時(shí)微熱)即可顯色。多數(shù)黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類(lèi)化合物顯橙紅至紫紅色。少數(shù)顯紫至藍(lán)色，當(dāng)B環(huán)上有-OH或-OCH3取代時(shí)，呈現(xiàn)的顏色隨之加深。但查耳酮、橙酮、兒茶素類(lèi)則無(wú)該顯色反應(yīng)。異黃酮類(lèi)除少數(shù)例外，也不顯色。

由于花青素及部分橙酮、查耳酮等在單純濃鹽酸中也會(huì)發(fā)生色變，故須預(yù)先作空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)(在供試液中僅加入濃鹽酸進(jìn)行觀察)。

另外，在用植物粗提取液進(jìn)行預(yù)試時(shí)，為了避免提取液本身顏色的干擾，可注意觀察加入濃鹽酸后升起的泡沫顏色。如泡沫為紅色，即示陽(yáng)性。

鹽酸-鎂粉反應(yīng)的機(jī)理過(guò)去解釋為由于生成了花色苷元所致，現(xiàn)在認(rèn)為是因?yàn)樯闪岁?yáng)碳離子緣故。

2.四氫硼鈉(鉀)反應(yīng)NaBH4是對(duì)二氫黃酮類(lèi)化合物專(zhuān)屬性較高的一種還原劑。

與二氫黃酮類(lèi)化合物產(chǎn)生紅至紫色。其他黃酮類(lèi)化合物均不顯色，可與之區(qū)別。方法是在試管中加入0.1ml含有樣品的乙醇液，再加等量 2% NaBH4的甲醇液，lmin后，加濃鹽酸或濃硫酸數(shù)滴，生成紫色至紫紅色。

另外，近來(lái)報(bào)道二氫黃酮可與磷鉬酸試劑反應(yīng)呈現(xiàn)棕褐色，也可作為二氫黃酮類(lèi)化合物的特征鑒別反應(yīng)。

黃酮類(lèi)化合物中常含有下列結(jié)構(gòu)單元，故?？膳c鋁鹽、鉛鹽、諸鹽、鎂鹽等試劑反應(yīng)，生成有色絡(luò)合物。

1.鋁鹽 常用試劑為 1%三氯化鋁或硝酸鋁溶液。生成的絡(luò)合物多為黃色，并有熒光，可用于定性及定量分析。

2.鉛鹽 常用工%醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液，可生成黃至紅色沉淀。

黃酮類(lèi)化合物與鉛鹽生成沉淀的色澤，因羥基數(shù)目及位置不同而異。其中，醋酸鉛只能與分子中具有鄰二酚羥基或兼有3-羥基、4-酮基或5-羥基、4-酮基結(jié)構(gòu)的化合物反應(yīng)生成沉淀。但堿式醋酸鉛的沉淀能力要大得多，一般酚類(lèi)化合物均可與其發(fā)生沉淀，依此不僅可用于鑒定，也可用于提取及分離工作。

3.鋯鹽 多用2%二氯氧鋯甲醇溶液 黃酮類(lèi)化合物分子中有游離的3-或5-羥基存在時(shí)，均可與該試劑反應(yīng)生成黃色的鋯絡(luò)合物。但兩種鋯絡(luò)合物對(duì)酸的穩(wěn)定性不同。3-羥基，4-酮基絡(luò)合物的穩(wěn)定性比5-羥基，4-酮基絡(luò)合物的穩(wěn)定性強(qiáng)(僅二氫黃酮醇除外)故當(dāng)反應(yīng)液中接著加入枸椽酸后，5-羥基黃酮的黃色溶液顯著褪色，而3-羥基黃酮溶液仍呈鮮黃色(鋯-枸椽酸反應(yīng))。方法是取樣品 0.5~1.0 mg，用10.0 ml甲醇加熱溶解，加1.0ml2%二氯氧鋯( ZrOCl2)甲醇液，呈黃色后再加入2%枸椽酸甲醇溶液，觀察顏色變化。

上述反應(yīng)也可在紙上進(jìn)行，得到的鋯鹽絡(luò)合物多呈黃綠色，并帶熒光。

4.鎂鹽 常用醋酸鎂甲醇溶液為顯色劑，本反應(yīng)可在紙上進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)在紙上滴加

一滴供試液，噴以醋酸鎂的甲醇溶液，加熱干燥，在紫外光燈下觀察。二氫黃酮、二氫黃酮醇類(lèi)可顯天藍(lán)色熒光，若具有C3-OH，色澤更為明顯。而黃酮、黃酮醇及異黃酮類(lèi)等則顯黃-橙黃-褐色。

5.氯化鍶(SrCl2)

在氨性甲醇溶液中，氯化鍶可與分子中具有鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)的黃酮類(lèi)化合物生成綠色至棕色乃至黑色沉淀。

具有鄰二酚羥基的黃酮類(lèi)化合物與SrCl2的反應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，取約1.0 mg檢品置小試管中，加入1.0 ml甲醇使溶(必要時(shí)可在水浴上加熱)，加入3滴0.01 mol/L。氯化鋁的甲醇溶液，再加3滴已用氨蒸氣飽和的甲醇溶液，注意觀察有無(wú)沉淀生成。

6.三氯化鐵 三氯化鐵水溶液或醇溶液為常用的酚類(lèi)顯色劑。多數(shù)黃酮類(lèi)化合物因分子中含有酚羥基，故可產(chǎn)生陽(yáng)性反應(yīng)，但一般僅在含有氫鍵締合的酚羥基時(shí)，才呈現(xiàn)明顯反應(yīng)。

(三)硼酸顯色反應(yīng)

當(dāng)黃酮類(lèi)化合物分子中有下列結(jié)構(gòu)時(shí)，在無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸存在條件下，可與硼酸反應(yīng)，生成亮黃色。顯然，5-羥基黃酮及2-羥基查耳酮類(lèi)結(jié)構(gòu)可以滿足上述要求，故可與其他類(lèi)型區(qū)別。一般在草酸存在下顯黃色并具有綠色熒光，但在枸椽酸丙酮存在的條件下，則只顯黃色而無(wú)熒光。

在日光及紫外光下，通過(guò)紙斑反應(yīng)，觀察樣品用堿性試劑處理后的顏色變化情況，對(duì)于鑒別黃酮類(lèi)化合物有一定意義。其中，用氨蒸氣處理后呈現(xiàn)的顏色變化置空氣中隨即褪去，但經(jīng)碳酸鈉水溶液處理而呈現(xiàn)的顏色置空氣中卻不褪色。

此外，利用堿性試劑的反應(yīng)還可幫助鑒別分子中某些結(jié)構(gòu)特征。例如:

(1)二氫黃酮類(lèi)易在堿液中開(kāi)環(huán)，轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的異構(gòu)體-查耳酮類(lèi)化合物，顯橙至黃色。

(2)黃酮醇類(lèi)在堿液中先呈黃色，通入空氣后變?yōu)樽厣?，因此可與其他黃酮類(lèi)區(qū)別。

(3)黃酮類(lèi)化合物當(dāng)分子中有鄰二酚羥基取代或3，4'-二羥基取代時(shí)，在堿液中不穩(wěn)定，易被氧化，由黃色-深紅色-綠棕色沉淀。

紙色譜適合分離檢識(shí)各種類(lèi)型黃酮類(lèi)化合物，包括苷和苷元。雙向紙色譜能檢識(shí)植物粗提物中黃酮類(lèi)化合物存在的最好方法之一。用雙向紙色譜分離檢識(shí)黃酮類(lèi)化合物時(shí)，第一向通常用一種"醇性"展開(kāi)劑，第二如t-BuOH─HOAc─H2O(3:1:1)等;向通常用一種"水性"展開(kāi)劑，如2%~5%HOAc等。

檢識(shí)黃酮類(lèi)化合物苷元，通常用"醇性"展開(kāi)劑。檢識(shí)苷往往用"水性"展開(kāi)劑。

薄層色譜法仍然是分離和檢出植物粗提物中黃酮類(lèi)化合物的重要方法之一。一般采用吸附薄層，吸附劑大多用硅膠和聚酰胺。

硅膠薄層主要用于分離大多數(shù)苷元，也可用于分離苷。

聚酰胺薄層色譜用于分離含游離酚羥基的苷與苷元較好。由于聚酰胺對(duì)黃酮類(lèi)化合物吸附能力較強(qiáng)，因此，展開(kāi)劑需要較強(qiáng)的極性。在展開(kāi)劑中大多含有醇、酸或水，或兼有兩者。

纖維素薄層色譜分離黃酮苷元的溶劑系統(tǒng)有苯-乙酸-水(125∶72∶3)或氯仿-乙酸-水(10∶9∶1)。經(jīng)典的溶劑系統(tǒng)即5%~40%乙酸、正丁醇-乙酸-水(4∶1∶5)等亦經(jīng)常用于分離黃酮類(lèi)化合物。

黃酮類(lèi)成分的色譜條件可分為正相色譜和反相色譜二類(lèi)，正相色譜采用硅膠為固定相，親脂性溶劑為流動(dòng)相，主要檢識(shí)親脂性較強(qiáng)的黃酮。也可采用氰基鍵合擔(dān)體為固定相。反相色譜多用C18鍵合柱為擔(dān)體，流動(dòng)相常用甲醇-水或乙腈-水，或甲醇-乙腈-水，有時(shí)以一定pH的酸水或緩沖溶液代替水加入。