香豆素和木脂素
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香豆素和木脂素
1.香豆素的結構類型；
2.香豆素的理化性質；
3.香豆素的提取與分離；
4.香豆素的結構鑒定；
5.木脂素的理化性質；
6.含香豆素、木脂素的常用中藥。
香豆素素
香豆素是鄰羥基桂皮酸的內酯，廣泛分布於高等植物中，尤其以芸香科和傘形科為多，少數發現於動物和微生物。在植物體內，它們往往以遊離狀態或與糖結合成苷的形式存在。
結構與分類
香豆素的母核為苯駢α-吡喃酮。分子中苯環或D-吡喃酮環上常有取代基存在，如羥基、烷氧基、苯基、異戊烯基等，其中異戊烯基的活潑雙鍵有機會與鄰位羥基環合成呋喃或吡喃環的結構，因此可將香豆素分為五大類，即簡單香豆素類、呋喃香豆素類、吡喃香豆素類、異香豆素類及其他香豆素類。
（一）簡單香豆素類
此類是指僅在苯環有取代基的香豆素類。絕大部分香豆素在C-7位都有含氧基團存在，僅少數例外。傘形花內酯，即7-羥基香豆素可以認為是香豆素類成分的母體。其他C-5、C-6、C-8位都有存在含氧取代的可能，常見的基團有羥基、甲氧基、亞甲二氧基和異戊烯氧基等。異戊烯基除接在氧上外，也有接在碳上的，而且以C-6和C-8上出現較多。常見的簡單香豆素的苷，如茵芋苷。
（二）呋喃香豆素類
呋喃香豆素結構中的呋喃環往往是由香豆素母核上所存在的異戊烯基與其鄰位的酚羥基環合而成的，成環後常常伴隨著失去3個碳原子（丙酮）的變化。呋喃香豆素又分為線型和角型。
（1）6，7-呋喃駢香豆素型（線型） 此型以補骨脂內酯為代表，又稱補骨脂內酯型。例如香柑內酯、花椒毒內酯、歐前胡內酯、紫花前胡內酯等，其中紫花前胡內酯為未經降解的二氫呋喃香豆素。
（2）7，8-呋喃駢香豆素型（角型） 此型以白芷內酯為代表。白芷內酯又名異補骨脂內酯，故又稱異補骨脂內酯型。如異香柑內酯，茴芹內酯。
（三）吡喃香豆素類
香豆素C-6或C-8位異戊烯基與鄰酚羥基環合而成2，2-二甲基-α-吡喃環結構，形成吡喃香豆素。按吡喃環駢合的位置也可分為線型和角型。此外還發現5，6-吡喃駢和雙吡喃駢香豆素的存在。
（1）6，7-吡喃駢香豆素（線型） 此型以花椒內酯為代表，如美花椒內酯。
（2）7，8-吡喃駢香豆素（角型） 此型以邪蒿內酯為代表，如沙米丁和維斯納丁。
（3）其他吡喃香豆素 5，6-吡喃駢香豆素如別美花椒內酯；雙吡喃香豆素如狄佩它妥內酯。
（四）異香豆素類
異香豆素是香豆素的異構體，在植物中存在的多數為二氫異香豆素的衍生物，其代表化合物如茵陳炔內酯、仙鶴草內酯等。
（五）其他香豆素類
這類是指α-吡喃酮環上有取代基的香豆素，C-3，C-4上常有苯基、羥基、異戊烯基等取代，如沙葛內酯、黃檀內酯等。
香豆素陳分中也發現二聚體和三聚體，如kotamin。
理化性質
（一）性狀
遊離香豆素類：多為結晶性物質，大多有香味分子量小的遊離香豆素多有揮發性（水蒸汽蒸餾法提取），並能升華。
香豆素苷類：一般呈粉末或晶體狀，無香味無揮發性和升華性
（二）溶解性
遊離的香豆素：能溶於沸水，難溶於冷水易溶於甲醇、乙醇、三氯甲烷和乙醚；
香豆素苷：能溶於水、甲醇和乙醇難溶於乙醚等極性小的有機溶劑。
（三）熒光性質
香豆素類在可見光下為無色或淺黃色結晶。
香豆素母體本身無熒光，而羥基香豆素在紫外光下多顯出藍色熒光，在鹼溶液中熒光更為顯著。
香豆素類熒光與分子中取代基的種類和位置有一定關係：
在C-7位引入羥基即有強烈的藍色熒光，加鹼後可變為綠色熒光；
在C-8位再引入-羥基，則熒光減至極弱，甚至不顯熒光。呋喃香豆素多顯藍色熒光，熒光性質常用於色譜法檢識香豆素。
（四）與鹼的作用及其應用
香豆素類及其苷因分子中具有內酯環，在熱稀鹼溶液中內酯環可以開環生成順鄰羥基桂皮酸鹽，加酸又可重新閉環成為原來的內酯。
7位甲氧基香豆素較難開環，因為7-OCH3的供電子效應使羰基碳的親電性降低；7－羥基香豆素在鹼液中由於酚羥基酸性成鹽，更難水解。
注意：長時間在鹼中放置或UV光照射，則可轉變為穩定的反鄰羥基桂皮酸鹽，再加酸就不能環合成內酯環。香豆素與濃鹼共沸，往往得到酚類或酚酸等裂解產物。
（五）顯色反應
1.異羥肟酸鐵反應
由於香豆素類具有內酯環，在鹼性條件下可開環，與鹽酸羥胺縮合成異羥肟酸，然後再在酸性條件下與三價鐵離子絡合成鹽而顯紅色。
2.三氯化鐵反應
具有酚羥基的香豆素類可與三氯化鐵試劑產生顏色反應，通常是藍綠色。
3.Gibb』s反應
Gibb』s試劑是2，6-二氯（溴）苯醌氯亞胺，它在弱鹼性條件下可與酚羥基對位的活潑氫縮合成藍色化合物。
顯色原理：香豆素成分在鹼性條件（pH9 ～10）下內酯環水解生成酚羥基，如果其對位（C—6）位無取代，則可以發生Gibb』s反應。
4.Emerson反應
Emerson試劑是氨基安替比林和鐵氰化鉀，它可與酚羥基對位的活潑氫生成紅色縮合物。
顯色機理：與Gibb』s反應相似，適合於C—6位無取代的香豆素成分。
可用Gibb』s反應和Emerson反應判斷C-6位是否有取代基的存在。同理， 8-羥基香豆素也可用此反應判斷C-5是否有取代。
提取與分離
香豆素的提取分離方法大致可以歸納為以下幾種。
1. 提取方法
（一）水蒸氣蒸餾法
小分子的香豆素類因具有揮發性，可採用水蒸氣蒸餾法進行提取。
（二）鹼溶酸沉法
由於香豆素類具有內酯結構，可溶於熱鹼液中，加酸又析出。
操作：用0.5%氫氧化鈉水溶液（或醇溶液）加熱提取，提取液冷卻後再用乙醚除去雜質，然後加酸調節pH至中性，適當濃縮，再酸化，則香豆素類或其苷即可析出。
注意：不可長時間加熱，另外加熱溫度不能過高，鹼濃度不宜過大，以免破壞內酯環。
（三）系統溶劑法
香豆素類成分多以親脂性的遊離形式存在於植物中，可以用一般的有機溶劑，如甲醇、乙醇、丙酮、乙醚等提取。
2.分離方法
色譜方法：
吸附劑：中性和酸性氧化鋁以及硅膠，慎用鹼性氧化鋁。
洗脫劑：常用己烷和乙醚，己烷和乙酸乙酯等混合溶劑洗脫。
除柱色譜外，其他色譜方法如製備薄層色譜、氣相色譜、高效液相色譜等都有用於香豆素類分離的。
香豆素的波譜規律
（一）UV和IR光譜
UV：
香豆素類化合物的紫外吸收與α-吡喃酮相似，在300nm處可有最大吸收。
未取代的香豆素，其紫外吸收光譜一般可呈現275 nm、284nm和310nm三個吸收峰。
如分子中有羥基存在，特別在C-6或C-7上，則其主要吸收峰均紅移，有時幾乎並成一峰。
在鹼性溶液中，多數香豆素類化合物的吸收峰位置較在中性或酸性溶液中有顯著的紅移現象，其吸收度也有所增大，如7-羥基香豆素的λmax325 nm（4.15），在鹼性溶液中即紅移至372nm（4.23），這一性質有助於結構的確定。
IR：
α-吡喃酮羰基特徵吸收峰1745～1715cm－1
芳環雙鍵吸收峰1645～1625cm－1
如果有羥基取代還有3600～3200cm－1的羥基特徵吸收峰。
（二）NMR譜
香豆素母核環上的質子受內酯羰基吸電子共軛效應的影響，C-3、C-6和C-8上的質子信號在較高場；C-4、C-5和C-7上的質子信號在較低場。
簡單香豆素的1H-NMR譜上可見如下特徵信號：
7-羥基香豆素質子信號特徵：
H-3，δ6.1～6.4（d, J= 9 Hz）
H-4，δ7.5～8.3（d, J=9 Hz）
H-5， δ7.38（d, J=9Hz）
H-6和H-8，δ6.87（2H，m）
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