适于苷类精制。
甲醇提取液加入活性炭至上清液无黄酮反应,吸附了黄酮苷的碳粉依次用沸甲醇、沸水、7%酚-水、15%酚-醇洗,7%酚-水洗下的基本为黄酮苷类。 (三)分离
依据:极性不同—硅胶、氧化铝分离(极性吸附) 酚羟基数目、位置不同—聚酰胺分离(氢键吸附) 酸性不同—PH梯度萃取 分子量不同—凝胶层析 特殊结构—化学分离
1、硅胶柱层析:适用于苷元的分离。
2、聚酰胺柱层析:适用于分离醌、酚、黄酮。
(1)性质:聚酰胺为高聚物,常用的为锦纶-6(己内酰胺聚合而成)和锦纶-66(己二酸与己二胺聚合而成),不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮等常用溶剂,对碱稳定,可溶于浓盐酸、冰醋酸、甲酸。
(2)分离原理:聚酰胺分子中具有酰胺羰基,可与酚羟基形成氢键,主要依据与被分离物质成氢键能力不同进行分离。
(3)洗脱剂:水-乙醇-甲醇-丙酮-氢氧化钠水溶液(或氨水)-甲酰胺-二甲基甲酰胺-尿素水溶液(洗脱能力依次增强)
常用洗脱剂为水-乙醇,水可洗下非黄酮体水溶性成分及少数黄酮体苷;10%-30%醇可洗下黄酮苷;50-95%乙醇可洗下黄酮苷元。 (4)洗脱规律
①叁糖苷>双糖苷>单糖苷>苷元。
②母核酚羟基数目越多,洗脱越慢;酚羟基数目相同,易成分子内氢键者吸附弱。 ③异黄酮>二氢黄酮醇>黄酮>黄酮醇。 ④芳香核多,共轭程度高,难洗脱。 3、葡聚糖凝胶层析
常用Sephadex G(适用于水溶性成分分离)和 Sephadex LH-20(可用于亲脂性成分分离) 原理:苷类—分子筛;苷元:凝胶非完全惰性,有一定吸附力,这种吸附力来自分子间的氢键。
例如:5,7,4‘-羟基黄酮,3,5,7,3’,4‘-黄酮,3,5,7,3’,4‘,5’-羟基黄酮洗脱顺序为5,7,4‘-羟基黄酮>3,5,7,3’,4‘-黄酮>3,5,7,3’,4‘,5’-羟基黄酮
36
4.PH梯度萃取法
样品的乙酸乙酯溶液分别用5%碳酸氢钠溶液,5%碳酸钠溶液,0.2%氢氧化钠溶液,4%氢氧化钠溶液萃取,依次得到7,4‘-二羟基黄酮,7或4‘-羟基黄酮,一般酚羟基黄酮,5-羟基黄酮。
5.特定功能团分离
(1)铅盐法:可分离含邻二酚羟基和不含邻二酚羟基的化合物。 (2)硼酸络合法:
含邻二酚羟基的化合物可与硼酸络合生成可溶于水的产物,据此可用于分离。 四. 黄酮类化合物的鉴定与结构测定 (一)层析在黄酮类鉴定中的应用 1.纸层析
苷元:分配层析。流动相:BAW系统。
苷:双向纸层析。第一向:醇性溶剂展开,例如BAW系统,化合物极性大,吸附强。 第二向:水类溶剂展开,例如2-6%醋酸水,化合物极性大,吸附弱。 Rf与结构的关系:
(1)水类溶剂展开时,平面型分子(黄酮、黄酮醇、查耳酮)几乎停留原点不动,非平面型分子(二氢黄酮、二氢查耳酮)Rf较大。
(2)醇性溶剂展开时,同一类型苷元,羟基越多,Rf越小。 (3)醇性溶剂展开时,羟基被甲氧基取代,Rf增大。 (4)醇性溶剂展开时,羟基糖苷化,极性增大,Rf下降。 (2)(3)(4)用酸水展开时,上述顺序颠倒。 2.TLC:主要指吸附薄层,常用硅胶TLC,聚酰胺TLC。 硅胶TLC:鉴定弱极性化合物。
聚酰胺TLC:分离大多数黄酮及苷类,适用范围广,分离效果好。 (二)紫外光谱在黄酮类结构鉴定中的应用
ABOO 苯甲酰基 桂皮酰基
37
主要包含A环的苯甲酰基和主要包含B环的桂皮酰基组成了黄酮类化合物的交叉共轭体系,使黄酮类主要有两个紫外吸收带,带Ⅰ(300-400nm)--由桂皮酰基系统引起,主要反应B环取代情况;带Ⅱ(220-280 nm)--由苯甲酰基系统引起,主要反应A环取代情况。
通常测定样品在甲醇溶液中的紫外光谱后测定加入诊断试剂后的紫外光谱,以了解样品的羟基取代情况,常用诊断试剂有:甲醇钠、醋酸钠、醋酸钠/硼酸、三氯化铝及三氯化铝/盐酸。 1.甲醇溶液中的紫外光谱
(1)黄酮、黄酮醇:在200-400 nm之间出现两个主要吸收峰,二者峰形相似,但带Ⅰ位置不同,可据此进行分类。
在黄酮及黄酮醇母核上,如7-及4‘位引入羟基、甲氧基等供电基,将促进结构重排,引起相应吸收带红移,通常,整个母核上氧取代程度越高,带Ⅰ越向长波方向位移。
带Ⅱ的峰位主要受A-环氧取代程度的影响,B-环的取代基对其峰位影响甚微,但可影响它的形状。当B环有3‘,4‘-二氧取代时,带Ⅱ将为双峰。
(2)查耳酮及橙酮类:共同特征是带Ⅰ很强,为主峰;带Ⅱ较弱,为次强峰。
查耳酮中,带Ⅱ位于220~270 nm,带Ⅰ位于340~390 nm;橙酮中,常显现3~4个吸收峰,但主要吸收峰一般位于370~430 nm。
(3)异黄酮、二氢黄酮及二氢黄酮醇 这三类化合物中,除有由A-环苯甲酰系统引起的带Ⅱ吸收外,因B环不与吡喃酮环上的羰基共轭(或共轭很弱),故带Ⅰ很弱。 2.加入诊断试剂后引起的位移及在结构测定中的意义
(1)甲醇钠:是一种强碱,使黄酮母核上的所有羟基产生某种程度的离子化,对黄酮及黄酮醇紫外光谱的影响用来检查游离的3及4‘-羟基。如加入甲醇钠后带Ⅰ红移40~60 nm,强度不降,示有4’-羟基;红移50~60 nm,强度下降,示有3-羟基,但无4‘-羟基;若吸收谱随时间延长而衰退,示有对碱敏感的取代图式。
(2)醋酸钠:市售醋酸钠因含微量醋酸,碱性较弱,只能使黄酮母核上酸性较强的7-羟基离解,并影响峰带红移。如加入醋酸钠(未熔融)后带Ⅱ红移5~ 20nm,示有7-羟基。 (3)醋酸钠/硼酸:在醋酸钠的碱性存在下,硼酸可与分子中的邻二酚羟基络合,引起相应吸收带红移。醋酸钠/硼酸谱带Ⅰ红移12~ 30nm,示B环有邻二酚羟基;带Ⅱ红移5~ 10nm,示A环有邻二酚羟基。
(4)三氯化铝/盐酸:分子中有邻二酚羟基、3-羟基-4-酮基或5-羟基-4-酮基时,可与三氯化铝络合,引起相应吸收带红移;邻二酚羟基与三氯化铝形成的络合物很不稳定,加入少量酸水即可分解。若三氯化铝/盐酸谱=三氯化铝谱,示结构中无邻二酚羟基;若三氯化铝/盐酸谱≠三氯化铝谱,示结构中可能有邻二酚羟基,带Ⅰ紫移30~ 40nm,示B环有邻二酚羟基,紫移50~
38
65nm,示A、B环均可能有邻二酚羟基;三氯化铝/盐酸谱=甲醇谱,示无3或5羟基。三氯化铝/盐酸谱较甲醇谱带Ⅰ红移35~55nm,示只有5-羟基,红移Ⅰ红移60nm,示只有3-羟基,红移50~ 60nm,示可能同时有3及5羟基。
(三)黄酮类化合物的1HNMR谱特征:C环质子信号可用于判断母核结构,二氢黄酮类化合物2,3位之间为单键,质子信号处于较高场(化学位移值小);苯环质子如处于邻位,偶合常数较大,为9.0 Hz左右,如处于间位,偶合常数较小,为2.5 Hz左右。 1、A环质子
(1)5,7-二羟基取代:H-6和H-8分别作为二重峰(d)出现,J=2.5Hz,δ5.70~6.90ppm (2)7-羟基取代:H-5,二重峰(d),J=9.0 Hz,δ8.0ppm左右;
H-6,双二重峰(dd),J=9.0,2.5 Hz,δ6.40~7.10ppm H-8,二重峰(d),J=2.5 Hz,δ6.30~7.00ppm 2、B环质子
(1)4’-氧取代:H-3’,H-5’,二重峰(d),J=8.5 Hz,δ6.50~7.10ppm H-2’,H-6’,二重峰(d),J=8.5 Hz,δ6.50~7.10ppm (2)3’,4’-二氧取代:H-5’,二重峰(d),J=8.5 Hz,δ6.70~7.10ppm H-2’,二重峰(d),J=2.5 Hz,δ7.20~7.90ppm
H-6’,双二重峰(dd),J=2.5,8.5 Hz,δ7.20~7.90ppm
3、C环质子
(1)黄酮类: H-3,尖锐单峰(s),δ6.30 ppm
(2)二氢黄酮C环质子:H-2,双二重峰(dd),J=5.0,11.0 Hz,δ5.20ppm H-3,两组双二重峰,偶合常数分别为5.0,17.0Hz和 11.0,17.0 Hz,中心位于δ2.80 ppm。 二氢黄酮醇C环质子:H-2,二重峰(d),J=11.0 Hz,δ4.90ppm H-3,二重峰(d),J=11.0 Hz,δ4.30ppm (3)异黄酮类:H-2,单峰(s),δ7.60~7.80ppm
(4)查耳酮及橙酮类:查耳酮中,H-α和H-β:δ6.70~7.40ppm(H-α)和δ7.30~7.70ppm(H-β),J=17 Hz。
4、糖上的质子:糖的端基氢较其它糖区质子位于较低磁场区。 (四)黄酮类化合物的C-NMR谱特征 1、黄酮类化合物的骨架类型的判断
13
39
类型 黄酮类 黄酮醇类 异黄酮类 二氢黄酮类 二氢黄酮醇类 C-2 160.5~163.2(s) 147.9(s) 149.8~155.4(d) 75.0~80.3(d) 82.7(d) C-3 104.7~111.8(d) 136.0(s) 122.3~125.9(s) 42.8 ~44.6(t) 71.2(d) C=O 174.5~184.0 188.0~197.0(s) 2、黄酮类化合物取代图式的确定 (1)取代基位移的影响:黄酮母核上引入羟基或甲氧基取代时,将使α碳信号大幅度向低场位移,邻、对位向高场位移,间位也向低场位移,但幅度较小;通常,A环上引入取代基,位移效应只影响A环,B环上引入取代基,位移效应只影响B环。 3、黄酮类化合物O-糖苷中糖的连接位置
(1)糖的苷化位移及端基碳的信号:酚性苷中,糖上端基碳的苷化位移约为+4.0~+6.0。 (2)苷元的苷化位移:苷元糖苷化后Ispo-碳原子向高场位移,其邻位及对位碳原子则向低场位移,且对位碳原子的位移幅度大且恒定。 (五)质谱在黄酮类结构测定中的应用
40