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天然药物化学教学课件-第十一章3精品文档_图文

诊断试剂在结构测定中的应用
常用的诊断试剂:
甲醇钠(NaOCH3) 醋酸钠(NaOCOCH3) 醋酸钠/硼酸(NaOCOCH3/H3BO3) 三氯化铝(AlCl3) 三氯化铝/盐酸(AlCl3/HCl)
1

诊断试剂在结构测定中的应用
1. NaOMe:碱性强,酚OH易形成钠盐。PhOH?PhONa+,从而增加电子云密度和流动性? 红移。
2. NaOAc: 未熔融: 碱性较弱,只能使黄酮母核上酸性较强
的酚OH解离而使UV谱?红移。 熔 融:碱性?,表现出与NaOMe类似的效果。
2

诊断试剂在结构测定中的应用
3. NaOAc/H3BO3:用于鉴定邻二酚OH。
在醋酸钠碱性下,邻二酚OH与硼酸络合, 引起峰带红移。
3

诊断试剂在结构测定中的应用
? 4. AlCl3 ? 5. AlCl3 /HCl:
分子中有3-OH,5-OH,邻二酚OH时,可与Al3+络合,引 起吸收峰红移。
? 铝络合物稳定性:
黄酮醇3-OH > 黄酮5-OH > 二氢黄酮5-OH> 邻二酚 OH > 二氢黄酮醇3-OH
4

诊断试剂对黄酮类化合物UV谱图的影响及结构的关系

诊断试剂 NaOCH3

带II

带I

红移40-60nm, 强度不降
红移50-60nm, 强度下降

吸收谱随时间延长而衰退

NaOAc (未熔融)

红移5-20nm

在长波一侧有 明显肩峰

NaOAc (熔融)

红移40-65nm 强度下降
吸收谱随时间延长而衰退
5

归属 示有4’-OH 示有3-OH, 但无4’-OH 示有对碱敏感的取代方式 示有7-OH 示有4’-OH,但无3或7-OH 示有4’-OH 示有对碱敏感的取代方式

诊断试剂对黄酮类化合物UV谱图的影响及结构的关系

诊断试剂 NaOAc/ H3BO3
AlCl3及 AlCl3/H
Cl

带II

带I

红移5-10nm

红移12-30nm
AlCl3/HCl谱图 = AlCl3谱图 AlCl3/HCl谱图 ≠ AlCl3谱图
带I或Ia紫移30-40nm 带I或Ia紫移50-65nm AlCl3/HCl谱图 = CH3OH谱图 AlCl3/HCl谱图 ≠ CH3OH谱图
带I红移35-55nm 带I红移60nm
带I红移50-60nm 带I红移17-20nm 6

归属 示A环有邻二酚羟基,但不包括
5,6-二羟基
示B环有邻二酚羟基
示结构中无邻二酚羟基 示结构中可能有邻二酚羟基
示B环有邻二酚羟基 示A、B环上均有邻二酚羟基
示无3-或5-OH 示可能有3-或5-OH
示只有5-OH 示只有3-OH 示可能同时有3-和5-OH 除5-OH外,还有6-含氧取代

练习----芦丁的UV光谱

CH3OH NaOCH3
AlCl3 AlCl3/HCl NaOCOCH3 NaOCOCH3/H3BO3

259, 266sh, 299sh, 359 272, 327, 410 275, 303sh, 433 271, 300, 364sh, 402 271, 325, 393 262, 298, 387

7

练习----由UV光谱推断结构

CH3OH NaOCH3 AlCl3

259,266sh,299sh,359 272,327,410 275,303sh,433 271,300,364sh,402

红移51nm 有4’-OH
紫移31nm
B环有邻二酚羟基

AlCl3/HCl CH3OH NaOCOCH3

259,266sh,299sh,359

红移43nm

只有5-OH

271,325,393 262,298,387

红移12nm 红移28nm

有7-OH

示B环有邻二酚羟基

NaOCOCH3/H3BO3

8

氢核磁共振在黄酮类结构分析中的应用
常用溶剂: CDCl3、DMSO-d6、C5H5N; 当用DMSO-d6 时:
5-OH: δ12.40; 7-OH: δ 10.93; 3-OH: δ 9.70。 加入D2O交换后,OH信号消失。
9

氢核磁共振基础知识(一)
10

氢核磁共振基础知识(二) 特征质子化学位移

常用溶剂的质子

CHCl3

的化学位移值

D (7.27)

6—8.5

0.5(1)—5.5 2—4.7
1.7—3

OH
NH2 NH

10.5—12

9—10

4.6—5.9

0.2—1.5

13 12 11 10 9 8 7 6 5 4

RCOOH

R

RCHO

CR2=CH-R
H
CH2F CH2Cl CH2Br CH2I CH2O 11 CH2NO2

3210
CH2Ar CH2NR2 CH2S C?CH CH2C=O
CH2=CH-CH3

C3CH C2CH2 C-CH3
环烷烃

Cl2CHCH3



磁 4 lines;

共 quartet

振基









CH





2 lines; doublet
CH3

10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0

Chemical shift (d, ppm)
12

BrCH2CH3

核 磁 共

4 lines; quartet

振基









CH2





10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0

3 lines; triplet CH3
3.0 2.0 1.0 0

Chemical shift (d, ppm)
13

BrCH(CH3)2



磁 共

7 lines;

振基

septet









CH





2 lines; doublet
CH3

10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0

Chemical shift (d, ppm)
14

HH



Cl

OCH3





H

H

振基







OCH3







10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0

Chemical shift (d, ppm)
15



H

磁 共

H doublet doublet

振基 础 O2N

H



doublet of doublets









16

1H





共 振基

ClCH2 ClCH2CH2CH2CH2CH3

CH3













10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0

Chemical shift (d, ppm)
17

1H-NMR在黄酮结构分析中的应用

黄酮类化合物各质子的信号特征(δ、峰形状、J、峰面积)

A 环质子

B环质子 C环质子 糖上质子 取代基团质子

芳环质子 芳环质子
符合芳环质子规律

与类型有关

端基质子 其他质子

-OH、-CH3、 -OCH3、 -OCOCH3

18

黄酮类化合物A、B环的取代模式

B A





















19

黄酮类化合物1H-NMR谱

A环 5,7-二取代黄酮

6-H δ 5.7-6.9 (d, J = 2.5 Hz) 8-H δ 5.7-6.9 (d, J = 2.5 Hz)
6-H信号总比8-H高场

黄酮、黄酮醇、 异黄酮
上述化合物7O-糖苷
二氢黄酮、二 氢黄酮醇
上述化合物7O-糖苷
20

H-6 6.0-6.2, d 6.2-6.4, d 5.7-6.0, d 5.9-6.1, d

H-8 6.3-6.5, d 6.5-6.9, d 5.9-6.1, d 6.1-6.4, d

5,7-二取代黄酮实例

芹菜素

21

黄酮类化合物1H-NMR谱

A环 7-取代黄酮

5-H 7.9-8.2 (d, J = 9.0 Hz) 6-H δ6.7-7.1 (dd, J=9.0, 2.5 Hz)
8-H δ 6.7-7.0 (d, J = 2.5 Hz)

黄酮、黄酮 二氢黄酮、 醇、异黄酮 二氢黄酮醇 H-5 7.9-8.2, d 7.7-7.9, d
H-6 6.7-7.1, dd 6.4-6.5, dd

H-8 6.7-7.0, d
22

6.3-6.4, d

7-取代黄酮实例

刺槐亭

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黄酮类化合物1H-NMR谱

B环 4’-取代黄酮

B环质子形成H-2’,6’及H-3’,5’两组 形成AA’BB’系统
总体比A环质子低场 H-2’,6’比H-3’,5’低场

H-2’,6’ H-3’,5’

二氢黄酮类
二氢黄酮醇 类

7.1-7.3, d 7.2-7.4, d

异黄酮类 查耳酮类

7.2-7.5, d 7.4-7.6, d 6.5-7.1, d

橙酮类 7.6-7.8, d

黄酮类 7.7-7.9, d

黄酮醇类 7.9-8.1, d

24

4′-取代黄酮实例

芹菜素

25

AA′BB′ 取代模式

HH

Cl H

OCH3 H

OCH3

10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0
Chemical shift (d, ppm)
26

黄酮类化合物1H-NMR谱

B环 3’,4’-取代黄酮

对于黄酮与黄酮醇 H-5’作为一个二重峰 (d, J=8.5 Hz)出现在6.7-7.1处 H-2’(d, J=2.5 Hz)及
H-6’(dd, J=8.5, 2.5Hz) 信号出现在δ7.2-7.9

黄酮类3’,4’-OH 及3’-OH,4’-OMe
黄酮醇类3’,4’OH及3’-OH,4’-
OMe
黄酮醇类3’OMe,4’-OH
黄酮醇类3’,4’OH,3-O-糖

H-2’ 7.2-7.3, d 7.5-7.7, d 7.6-7.8, d 7.2-7.5, d

H-6’ 7.3-7.5, dd 7.6-7.9, dd 7.4-7.6, dd 7.3-7.7, dd

异黄酮、二氢黄酮及二氢异黄酮 H-2’,5’,6’作为一个多重峰出现在
δ6.7-7.1

27

3′,4′-取代黄酮实例

木犀草素

28

黄酮类化合物1H-NMR谱

B环 3’,4’,5’-取代黄酮

若3 '位和5 '位取代基相同时,H2 ', H-6 '作为一个单峰,出现在δ 6.50 ~7.50。
若3 '位和5 ' 位取代基不相同时, H-2 ', H-6 '将以不同的化学位移分别 作为二重峰出现,J=2.0Hz。
29

3′,4′,5′-取代黄酮

刺槐亭

30

黄酮类C环1H-NMR谱

C环 黄酮及异黄酮

H-3常作为一个尖锐的单 峰信号出现在δ6.3处,
常会与H-6或H-8 相混,应注意区别
31

H-2常作为单峰 出现在较低场区
δ 7.6-7.8 (1H, s, CDCl3)
δ8.5-8.7 (1H, s, DMSO-d6)

黄酮类C环1H NMR实例

芹菜素 黄酮

32

黄酮类C环1H NMR实例

奥洛波尔 异黄酮

33

黄酮类C环1H NMR

二氢黄酮

H-2 δ 5.2 (1H, dd, Jtrans=11.5, Jcis=5.0 Hz) H-3 δ 2.8 (1H, dd, J=17.0Hz, J=11.5Hz)
(1H, dd, J=17.0Hz, J=5.0Hz)
34

黄酮类C环1H NMR实例

甘草素 二氢黄酮

35

黄酮类C环1H NMR实例

二氢黄酮醇

二氢黄酮醇

二氢黄酮 醇3-O糖苷

H-2

4.8-5.0, d, J=11Hz

5.0-5.6, d, J=11Hz

H-3

4.1-4.3, d, J=11Hz

4.3-4.6 , d, J=11Hz

36

黄酮类C环1H NMR实例

二氢槲皮素 二氢黄酮醇

37

黄酮类C环1H NMR

查耳酮及橙酮

H-α 6.5-6.7 (1H, d, J=17.0Hz)
H-β 7.3-7.7 (1H, d, J=17.0Hz)

苄氢
6.5-6.7 (1H, s, CDCl3) 6.4-6.9 (1H, s, DMSO-d6)

38

黄酮类化合物1H-NMR谱



黄酮醇3-O-鼠李糖苷 黄酮醇3-O-葡萄糖苷 黄酮类7-O-葡萄糖苷 黄酮类4’-O-葡萄糖苷 黄酮类5-O-葡萄糖苷 黄酮类6-及8-C-糖苷 二氢黄酮醇3-O-葡萄糖苷 二氢黄酮醇3-O-鼠李糖苷
39

糖上H-1‘’ 5.0-5.1 5.7-6.0
4.8-5.2
4.1-4.3 4.0-4.2

黄酮类1H NMR实例

芹菜素-7-O葡萄糖苷

40

黄酮类化合物1H NMR 其他取代基

δ5-OH: ≈12 ppm δ7-OH: ≈11 ppm δ3-OH: ≈10 ppm

甲基 乙酰氧基 甲氧基

H-CH3 2.04-2.45
(3H,s)
2.30-2.45 (3H,s)
3.45-4.10 (3H,s)

41

黄酮类型1H NMR实例

木犀草素

5-OH

7-OH

4‘-OH 3’-OH

42

黄酮类化合物红外光谱

γOH 33003200 cm-1

芳环骨架振动: 1600,1500,1450 cm-1
γC=O 1690-1610 cm-1
43

质谱在黄酮类化合物鉴定中的应用
? 方法:EI-MS(电子轰击质谱)、FD-MS
(场解吸质谱)、FAB-MS(快原子轰击质 谱)
? 苷元:EI-MS可得到分子离子峰(强, 往往为
基峰); 苷:用FD-MS、FAB-MS或将甙作成甲基化 或三甲基硅醚化衍生物,再测EI-MS。
44

EI-MS裂解规律

裂解途径I RDA裂解

主要碎片离子峰为裂解途径I 产生的A1和B1 母核确定

及裂解途径II产生的 [B2]+

A、B-环取代情况

O
B A

O .+

.+

+HC C

C

O
O.+

M.+

.A1+

.B1+

45

EI-MS裂解规律

裂解途径II

O
A

.+
B

.

+

+O C C H +O C

O.+
M.+

B2+

通常,上述两种基本裂解途径是相互竞争、相互制约 的。并且,途径I裂解产生的碎片离子丰度大致与途径II裂 解产生的碎片离子的丰度互成反比。

46

结构研究中注意的问题 立体构型
?化学法:将黄酮类化合物与结构相似的已知
化合物的旋光度进行比较来测定构型。
?单晶X-衍射法 :常用方法之一,可信度高,
但化合物必须是晶体。
?核磁共振法: 需使用手性的氘代试剂,利用
其引起的化学位移的差异来确定构型。
?圆二色光谱及CD激子手性法
47

习题

有下列四种黄酮类化合物 R2O

O

AB、、RR11==HR2, =R2H=Rha

OH

CD、、RR11==GGllcc,, RR22==HRha

OH

O

OR1

比较其酸性及极性的大小:

酸性( )>( )>( )>( ) 极性( )>( )>( )>( )

比较这四种化合物在如下三种色谱中Rf值大小顺序:

(1)硅胶TLC(条件CHCl3—MeOH 4:1展开), Rf值( )>( )>( )>( )

(2)聚酰胺TLC(条件60%甲醇—水展开),

Rf值( )>( )>( )>( )

(3)纸色谱(条件8%醋酸水展开),

Rf值( )>( )>( )>( )

48

从某中药中分离得到一淡黄色结晶I, 盐酸镁粉反应呈紫红色, Molish反应阳性, FeCl3反应阳性, ZrOCl2反区呈黄色, 但加入枸橼酸后黄色褪去. A经酸水解所得 苷元ZrOCl2—拘檬酸反应黄色不褪, 水解液中检出葡萄糖和鼠李糖。
A的UV光谱数据如下:

MeOH

259, 226, 299(sh), 359

NaOMe NaOAc

272, 3277,.64810

6.33
271, 325, 393

6.82

NaOAc/6.18 262, 298, 3877.51 H3BO4

AlCl3

275, 303(sh), 433

AlCl3/HCl 271, 300, 364(sh), 402

化合物I的1H-NMR(DMSO-d6) δ: 6. 18(1H, d, J=2.5Hz),
6. 33(1H,d, J=2.5Hz), 6. 82(1H, d, J=8. 4Hz), 7. 68(1H, d, J=2.0Hz), 7. 51(1H, dd, J=8. 4, 2.0Hz), 12. 60(1H, s)其余略。

试回答下列各问题: 1、该化合物(I)为____类, 根据_______。 2、 I是否有邻二酚羟基____, 根据_______。 3、糖与苷元的连接位置____, 根据_______。 4、写出化合物I的结构式,并在结构上注明母核的质子信号归属。

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