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授课教案：第五章 黄酮类化合物第五章 第一节---二节 课时安排：2学时一、 教学目的1. 通过本次教学，使学生掌握黄酮类化合物的结构特征、主要结构类型及生合成关系2. 通过本次教学，使学生掌握黄酮类化合物的酸性、碱性和显色反应（如盐酸-镁粉反应、金属盐类试剂的络合反应等），以及这些性质在黄酮类化合物提取分离和结构鉴定中的意义二、 教学重点和难点1. 教学重点：（1）黄酮类化合物的主要结构类型的归纳总结2）黄酮类化合物酸性、碱性的来源和影响因素3）黄酮类化合物的显色反应及其在结构鉴定中的应用2. 教学难点（1）黄酮类化合物结构类型多样，相似性较强，需要总结出使学生便于记忆的方法2）显色反应的讲解要结合黄酮类化合物的母核类型和取代基的种类三、 教学方法与手段1. 教学方法理论课教学，结合多媒体和启发式教学等方法辅助2. 教学手段（1）采用现代多媒体教学手段2）采用互动式教学使学生对课堂知识展开讨论、调动学习积极性四、教学内容第一节 概述黄酮类化合物（Flavonoids）是指基本母核为2-苯基色原酮的一类化合物，现在泛指两个具有酚羟基的苯环（A-与B-环）通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物。

一、黄酮类化合物生物合成的基本途径黄酮类化合物的基本骨架是由三个丙二酰辅酶A（A环）和一个桂皮酰辅酶A（B环）生物合成而产生的，涉及醋酸-丙二酸途径和桂皮酸-莽草酸途径，属于复合的生物合成途径二、结构分类及结构类别间的生物合成关系1. 根据中央三碳链的氧化程度、B环连接位置以及三碳链是否成环，将黄酮类化合物主要分为：黄酮类 黄酮醇类 二氢黄酮类 二氢黄酮醇类异黄酮类 二氢异黄酮类 黄烷-3-醇类 黄烷-3, 4-二醇类 查耳酮类 二氢查耳酮类 橙酮类（噢哢类） 花色素类 双苯吡酮类（山酮类） 高异黄酮类 此外，还包括双黄酮类以及黄酮并木脂素类化合物2. 天然黄酮类化合物多数以苷类的形式存在，按苷键类型分包括O-糖苷和C-糖苷，按糖链分包括单糖苷、双糖苷和三糖苷3. 黄酮类化合物的生物合成途径中，首先合成查耳酮，然后形成二氢黄酮，其他的黄酮类化合物大多是经过二氢黄酮在各种酶的作用下生物合成而得到的三、黄酮类化合物的生物活性1. 对心血管系统的作用（芦丁、槲皮素、葛根素等）；2. 抗肝脏毒作用（水飞蓟素）；3. 抗炎作用（羟乙基芦丁等）；4. 雌激素样作用（染料木素、大豆素等）。

第二节 黄酮类化合物的理化性质及显色反应一、性状1. 多数为结晶性固体，少数（如黄酮苷）为无定型粉末；2. 游离的苷元除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷和黄烷醇外，其余无光学活性，黄酮苷类成分均具有光学活性，且多位左旋；3. 黄酮类化合物的颜色与结构中是否存在交叉共轭体系及助色团的种类和位置有关，一般地，黄酮、黄酮醇及其苷类为灰黄~黄色，查耳酮为黄~橙色，而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类不显色，花色素及其苷元的颜色随pH不同而变化，一般显红（pH<7）、紫（pH = 8.5）、蓝（pH>8.5）等颜色二、溶解性1. 一般规律，苷元难溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯等溶剂中；苷易溶于水、甲醇、乙醇等，难溶于氯仿、乙醚等溶剂中；苷的水溶性大于苷元；2. 非平面分子（二氢黄酮、二氢黄酮醇）由于分子间排列不紧密，分子间引力降低，有利于水分子进入，故水溶性大于平面分子（黄酮、黄酮醇、查耳酮）；花青素类由于其以离子形式存在，具有盐的通性，故水溶性较强三、酸性与碱性1. 酸性 黄酮类化合物的酸性来源于分子中的酚羟基，并且酸性强弱受酚羟基数目和位置的影响：7,4′-二-OH > 7或4′-OH > 一般酚-OH > 5-OH （溶于NaHCO3 溶于Na2CO3 溶于不同浓度的NaOH）2. 碱性 黄酮C环上1位氧原子，因有未共用的电子对，故表现微弱的碱性，可与无机强酸，如硫酸、盐酸成氧盐，但加水后氧盐即分解。

根据这一性质，在通过碱提取、酸沉淀的方法提取黄酮类化合物时，加入的酸浓度不宜过大，否则黄酮类化合物形成氧盐溶于水，影响收率四、显色反应 由于黄酮类化合物结构中γ-吡喃酮和酚羟基的存在，可以用多种显色反应对不同类型和取代模式的黄酮类化合物进行鉴别：1. 还原反应（1）盐酸-镁粉（锌粉）反应 此反应为鉴别黄酮类化合物最常用的显色反应方法是将样品溶于甲醇或乙醇中，加入少量镁粉（或锌粉）振摇，滴加几滴浓盐酸，1~2分钟内即可显色（粉红色~红色），其原理过去解释为生成了花色苷元所致，现在认为是生成了阳碳离子的缘故盐酸-镁粉反应：（阳性）——黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇 （阴性）——查耳酮、橙酮、儿茶素类、大多数异黄酮盐酸-锌粉反应：（阳性）——二氢黄酮醇、黄酮醇-3-O-糖苷 （阴性）——黄酮醇，二氢黄酮醇-3-O-糖苷（2）四氢硼钠（NaBH4）反应 此反应是二氢黄酮类化合物专属性的反应方法是将样品溶于乙醇中，加等量2% NaBH4的甲醇溶液，一分钟后加浓盐酸或浓硫酸数滴，生成紫~紫红色2. 金属盐类试剂的络合反应黄酮类化合物的结构中常含有如下结构单元，因此可以和铝盐、铅盐、锆盐、镁盐等试剂反应，生成有色络合物。

1）铝盐的络合反应 常用1%三氯化铝或亚硝酸铝溶液，生成的络合物为黄色2）铅盐的络合反应 常用1%醋酸铅及碱式醋酸铅水溶液，生成络合物为黄~红色醋酸铅：只能与具有邻二酚羟基、3-OH-4-酮和5-OH-4-酮结构的化合物络合碱式醋酸铅：一般的酚类化合物均可与之络合3）锆盐的络合反应 常用2%二氯氧化锆甲醇溶液 褪色（只有5-羟基）样品甲醇溶液+2%ZrOCl2溶液 黄绿色络合物+2%枸橼酸 （有3-或5-羟基） 不褪色（有3-羟基）（4）镁盐的络合反应 常用醋酸镁甲醇溶液为显色剂，可在滤纸上进行二氢黄酮、二氢黄酮醇——天蓝色黄酮、黄酮醇、异黄酮——黄~橙黄~褐色（5）二氯化锶（SrCl2）反应 样品溶于甲醇中，加入几滴0.01 mol/L二氯化锶甲醇溶液，再加几滴氨蒸气饱和的甲醇溶液，含有邻二酚羟基的化合物生成绿~棕~黑色沉淀3. 硼酸显色反应 黄酮类化合物含有如下结构时，在无机酸或有机酸的条件下，可与硼酸络合，生成亮黄色的产物，故5-羟基黄酮及2′-羟基查耳酮可以用此反应鉴别。

4. 碱性溶剂下显色反应（1）二氢黄酮在碱性条件下易开环，转变成相应的异构体——查耳酮，显橙~黄色2）黄酮醇类在碱性条件下先呈黄色，通入空气后变成棕色，可以和其他类加以区别3）黄酮类化合物结构中含有邻二酚羟基或3,4′-二羟基取代时，在碱性条件下易被氧化，生成由黄色~深红色~棕绿色沉淀五、课后思考题或作业（一）、名词解释黄酮类化合物（二）、鉴别题采用适当的化学方法鉴别以下三种化合物：（三）、简答题1. 列举出10种以上的黄酮类化合物的结构类型2. 简单介绍适合于黄酮类化合物鉴别的显色反应及其应用六、教学参考资料1.《天然药物化学》，第四版，吴立军 主编，2003年，人民卫生出版社2.《卫生部成人教育规范教材—天然药物化学》，第二版，吴立军 主编，2007年，人民卫生出版社七、 备注授课教案：第五章 黄酮类化合物第五章 第三节 课时安排：2学时一、 教学目的1. 通过本次教学，使学生掌握黄酮类化合物提取方法2. 通过本次教学，使学生掌握黄酮类化合物分离中柱色谱（硅胶、聚酰胺、葡聚糖凝胶）和pH梯度萃取法的分离原理和应用。

二、 教学重点和难点1. 教学重点：（1）碱提取-酸沉淀法提取黄酮类化合物的原理和注意事项2）聚酰胺色谱的分离原理及其在黄酮类化合物分离中的应用3）葡聚糖凝胶色谱在黄酮苷元及黄酮苷类化合物分离中的原理4）pH梯度萃取分离黄酮类化合物的原理2. 教学难点（1）不同类型和取代模式的黄酮类化合物在聚酰胺色谱上的吸附能力的比较2）黄酮苷元和黄酮苷在葡聚糖凝胶色谱中出柱顺序的比较三、 教学方法与手段1. 教学方法理论课教学，结合多媒体和启发式教学等方法辅助2. 教学手段（1）采用现代多媒体教学手段2）采用解决问题式教学加强学生对黄酮类化合物分离方法的掌握四、教学内容第三节 黄酮类化合物的提取与分离一、提取黄酮类化合物在植物的不同部位以游离苷元或糖苷的形式存在对于黄酮苷类或极性较大的苷元，可以采用甲醇-水、甲醇或沸水进行提取，但要注意防止苷的水解；对于大多数的黄酮苷元可以采用氯仿、乙醚、乙酸乙酯等低极性溶剂进行提取对于黄酮类化合物，通常可以采用以下几种方法进行提取和精制：1. 溶剂萃取法 （1）石油醚萃取——除去叶绿素、胡萝卜素等脂溶性杂质 （2）水提取醇沉淀——除去蛋白质、多糖等水溶性杂质 （3）萃取也可以起到初步分离黄酮苷元和苷的作用2. 碱提酸沉法 原理：黄酮苷类化合物易溶于碱性水中，难溶于酸性水中。

故可用碱水提取，再将碱水提取液调成酸性，黄酮苷类即可沉淀析出 注意事项：（1）提取用碱水浓度不宜多大，加热和强碱性条件下黄酮母核容易被破坏 （2）酸化时，酸性不宜过强，以免形成氧盐，使得黄酮苷又重新溶解 （3）药材中含有果胶、粘液等水溶性杂质时，可以采用石灰乳进行提取，使得以上含羧基的杂质生成钙盐沉淀3. 离子交换法 方法：（1）黄酮类化合物的水溶液通过离子交换树脂吸附 （2）水洗除去水溶性杂质 （3）甲醇洗脱得到黄酮类化合物4. 炭粉吸附法 适用于黄酮苷类成分的精制工作方法：（1）药材甲醇提取液中加入活性炭，搅拌，静置 （2）过滤，收集吸附有黄酮苷的活性炭粉末 （3）依次用沸水、沸甲醇、7%酚/水、15%酚/醇溶液进行洗脱二、分离黄酮类化合物的分离主要有柱色谱法和pH梯度萃取法两种：1. 柱色谱法（1）硅胶柱色谱一般为吸附色谱，可以用于分离极性较小的异黄酮、二氢黄酮和高度甲基化的黄酮；加水去活化后，为分配色谱，可用于分离极性较大的多羟基黄酮及其苷类2）聚酰胺柱色谱聚酰胺柱色谱属于双重色谱，即当流动相为水-醇系统时，其为反相色谱；当流动相为氯仿-甲醇系统时，其为正相色谱。

聚酰胺色谱吸附能力大小有如下规律：a. 形成氢键的基团数目越多，吸附能力越强b. 容易形成分子内氢键，吸附能力降低c. 芳香化程度越高，共轭系统越长，吸附能力越强一般地，当流动相为水-醇系统时，黄酮类化合物对聚酰胺的吸附。