《天然产物化学》
课程作业
题目：香豆素类化合物
关键词：香豆素 结构 性质 制备 吸收代谢 应用
食品学院2011级研究生 农产品加工与储藏专业
香豆素类化合物
1. 概述
1.1 香豆素研究概况
香豆素(cornn arin)是具有苯骈a-吡喃酮母核的一类天然化合物的总称，在结构上可以看作是顺邻羟基桂皮酸失水而成的内酯。其具有芳甜香气的天然产物，是药用植物的主要活性成分之一。在结构上应与异香豆素类(isacoumarin)相区分，异香豆素分子中虽也有苯并吡喃酮结构，但它可看做是邻羧基苯乙烯醇所成的酯。如下分子结构图所示：
顺式邻羟基桂皮酸 香豆素 异香豆素
香豆素类化合物可以游离态或成苷形式广泛的存在于植物界中，只有少数来自于动物和微生物，其中以双子叶植物中的伞形科（Umbelliferae），芸香科（Rutaceae)和桑科(Moraceae)含量最多，其他在豆科（Leguminosae)、木犀科(Oleaeeae)、茄科(Solanaceae)、菊科(Compositae)和兰科(Orchidaeeae)中也较多。研究表明，香豆素类化合物具有明显的药理活性，如抗HIV、抗癌、对心血管的影响、抗炎及平滑肌松弛、抗凝血等。，
近年来，随着现代色谱和波潜技术的应用和发展，发现了不少新的结构类型，如色原酮香豆素（chromonacoumarin)，倍半萜类香豆素(sesquiterpenyl coumarin)，以及prenyl-furocoumarin型倍半萜衍生物等。此外，也发现某些罕见的结构，如香豆素的硫酸酯、无含氧取代如3, 4, 7-三甲基香豆素和四氧取代的香豆素。在香豆素的多聚体上，尚发现混合型二聚体，如由香豆素与吖啶酮、喹诺酮或萘醌等组成的二聚体。
在分离和鉴定手段上，不少新方法、新技术近年也被应用。例如，超临界流体被用于提取；多种制备型加压(低、中、高)和减压色潜被应用于分离；毛细管
电泳应用于分析；在结构鉴定上，2D-NMR被普遍采用及负离子质谱的使用等。
在合成上，近年也报道了不少更简便，得率更高的方法，包括某些一步合成法。
在生物活性上，近年也取得了不少进展，如分离得到一系列能抑制HIV-1逆转录酶的胡桐内酯类(calanolide)，能显著扩张血管的凯林内酯(khellactone)类化合物，最近又发现某些香豆素能抑制NO合成和具有植物雌激素活性等。不少香豆素类的构效关系也被进一步研究。 1.2 香豆素结构类型
香豆素最早由Vogel于1820年报道从圭亚那的零陵香豆(tonka bean) ,即黄香草木犀（Melilotus officinalis）中获得，香豆素名称就起源于零陵香豆的加勒比词“coumarou”。
香豆素一般可分为四大类：简单香豆素、呋喃香豆素、吡喃香豆素和其他香豆素类。
1.2.1 简单香豆素类
简单香豆素类是指只在苯环上有取代基的香豆素，已知绝大部分的香豆素在
C-7都有含氧官能团存在，仅少数例外，故7-羟基香豆素即伞形花内酯（umbelliferone)可认为是香豆素类的母体。
香豆素母体在植物体内可来自苯丙氨酸（phenylalanine）或酪氨酸（tyrosinc），伞形花内酯的可能生源途径之一可表示如下：
伞形花内酯中苯环的C-5、C-6、C-8位都可能有含氧基团取代，常见的为羟基、甲氧基、亚甲二氧基、异戊烯氧基等，并可分为一氧、二氧、三氧、四氧取
代物。异戊烯基除接在氧上外，也可直接连在碳上。 常见的简单香豆素列举如下： （1) 一氧取代：
R基
伞形花内酯（umbelliferone) H 赫尼亚林（herniarin） Me 黄芋苷（skimmin） glu
（2) 二氧取代：
5，7-二-O：
R1 R2
白柠檬素（limettin） H H 九里香内酯（coumarrayin） H
6，7-二-O：
当归内酯（angelicone） H
R1 R2
七叶内酯（esculentin） H H 东茛菪内酯（scopoletin） Me H 东茛菪苷（scopolin） Me β-glu 滨蒿内酯（scoparone） Me Me
7，8-二-O：
R
瑞香内酯（daphnetin） H Hydranngetin Me
1.2.2 呋喃香豆素类
在7-羟基香豆素的6位或8位有异戊烯基时，易与邻位酚羟基环合形成呋喃环或吡喃环，前者为呋喃香豆素类（furancocoumarin），后者为吡喃香豆素类（pyarnocoumarin），每类中因成环后与母体稠合的位置不同，又可再分成两种，
如该环处于与香豆素母体同一直线上，称为线型(linear)；如环处于香豆素母体的折角线上，称之为角型(angular)。 1.2.2.1 6,7-呋喃骈香豆素类
补骨脂内酯是6,7-呋喃骈香豆素即线型呋喃香豆素类的代表，故该类又称补骨脂内酯型香豆素。
在线型呋喃香豆素中的含氧基或异戊烯氧基常位于C-5和C-8位。例如：
补骨脂内酯（psoralen） H H 花椒毒酚（xanthotoxol） H OH 香柑内酯（bergapten） OMe H 花椒毒内酯（xanthotoxin） H OMe 异茴芹内酯（isopimpinellin） OMe OMe
R1 R2
欧前胡内酯（imperatorin） H
异欧前胡内酯（isoimperatorin）
H
线型呋喃香豆素也可以未降解的二氢呋喃香豆素形式存在。 1.2.2.2 7,8-呋喃骈香豆素类
白芷内酯又名异补骨脂内酯（isopsoralen）是角型的7,8-呋喃骈香豆素类的代表，故该类又称异补骨脂内酯香豆素。角型呋喃香豆素中的含氧基或异戊烯氧基常位于C-5和C-6位。
例如：
R1 R2
白芷内酯（angelicin） H H 6-羟基白芷内酯（heratonol） H OH 6-甲氧基白芷内酯（sphondin） H OMe 异香柑内酯（isobergapten） OMe H
茴芹内酯（pimpinellin） OMe OMe
角型呋喃香豆素同样也可以未降解的二氢呋喃香豆素存在。 1.2.3 吡喃香豆素类
吡喃香豆素也有线型和角型两种，即6,7-吡喃骈香豆素和7,8-吡喃骈香豆素。此外，也有少数在5,6位形成吡喃环或同时在5,7位和7,8位存在两个吡喃环，形成双吡喃骈香豆素。