全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 21 期 2015 年 11 月

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黄酮类化合物的构效关系研究进展
赵雪巍，刘培玉，刘 丹，孙珊珊，李 贞，余可馨，张嫚丽*，史清文*
河北医科大学药学院 天然药物化学教研室，河北 石家庄 050017
摘 要：天然黄酮类化合物是以 C6-C3-C6 为基本结构骨架，结构亚型多种多样；其在自然界中的分布极为广泛，从水果、
蔬菜到中药中都有发现，生物活性具有多样性，一直是药物研发的热点领域。以天然黄酮类化合物为先导化合物或直接开发
成的药物已经得到广泛应用。由于黄酮类化合物的结构具有极强的规律性，对于该类化合物的构效关系研究也很活跃，也为
药物研发提供了丰富的理论依据。总结了近年来黄酮类化合物构效关系的研究进展，为分离或合成具有更强药理活性的黄酮
类先导化合物提供理论参考。
关键词：黄酮类化合物；构效关系；天然产物；骨架结构；结构分类
中图分类号：R284；R285 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2015)21 - 3264 - 08
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.21.025
Research progress in structure-activity relationship of flavoniods
ZHAO Xue-wei, LIU Pei-yu, LIU Dan, SUN Shan-shan, LI Zhen, YU Ke-xin, ZHANG Man-li, SHI Qing-wen
Department of Natural Product Chemistry, School of Pharmaceutical Sciences, Hebei Medical University, Shijiazhuang 050017,
China
Abstract: Flavonoids are a large type of compounds in natural products, and they have varied structure subtypes, with the basic structural
framework of C6-C3-C6. Flavonoids are widely distributed in nature, from fruits and vegetables to Chinese materia medica, and they have
also been found to have a wide variety of biological activities, so they have always been the hot spot of the drug development. Flavonoids
as lead compounds or directly developed drugs have already been widely used. Lots of studies have been reported about structure-activity
relationship of flavonoids. This review summarized research progress of structure-activity relationship of flavonoids in recent years.
Key words: flavonoids; structure-activity relationship; natural products; skeleton structure; structure classification

黄酮类化合物是母核结构为 2-苯基色原酮
（2-phenyl-chromone）的多酚类化合物，多以糖苷形
式存在，作为二级代谢产物广泛分布于各种植物中。
黄酮类化合物以其分布广泛及多样的药理活性，一
直是药物学家研究的热点之一。经证实的药理活性
涉及抗肿瘤、治疗心血管疾病、防治糖尿病、抗炎、
抗病毒、抗感染等方面。随着活性研究的深入，不
同黄酮类化合物的结构差异与药理作用的相关性也
必然成为研究的重点。本文对此进行着重介绍，以
期为今后黄酮类化合物的研究提供构效依据，为能
更直接、合理、充分地分离或合成具有更强药理作
用的黄酮类先导化合物提供理论参考。
1 黄酮类化合物的结构及分类
黄酮类化合物的母核结构为 2-苯基色原酮，泛
指 2 个芳香环（A 环和 B 环）通过中央 3 个碳原子
（如环合则成为 C 环）相互联接而成的一系列化合
物，基本骨架具有 C6-C3-C6 单元（图 1）。
O
O
1
3
5
6
7
8
2
4
1
2
3
4
5
6

2-苯基色原酮
图 1 黄酮类化合物母核结构
Fig. 1 Skeleton of flavonoids

收稿日期：2015-05-06
基金项目：国家自然科学基金资助项目（81302664）；河北省自然科学基金资助项目（H2013206103）；河北医科大学国家级大学生创新性实验
计划项目（USIP201422A）
作者简介：赵雪巍（1993—），女，本科在读，从事天然产物化学成分的分离纯化及结构鉴定研究。
*通信作者 张嫚丽，女，博士，硕士生导师，主要从事天然产物活性成分研究。Tel: (0311)86265634 E-mail: zhang-manli@163.com
史清文，男，博士，博士生导师，主要从事天然产物活性成分研究。Tel: (0311)86261270 E-mail: shiqingwen@hebmu.edu.cn
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根据黄酮类化合物 B 环的连接位置（C-2 或
C-3 位）、中央 3 碳链的氧化程度及 3 碳链是否环
合等特点，常将黄酮类化合物分为黄酮（flavones）
及黄酮醇类（ flavonols），如槲皮素；二氢黄酮
（flavonones）及二氢黄酮醇类（flavanonols），如
甘草素、甘草苷；异黄酮类（isoflavones），如大
豆素；查耳酮类（chalcones），如红花苷；黄烷醇
类 （ flavanols ）， 如 儿 茶 素 ； 花 色 素 类
（anthocyanidins），如天竺葵苷元；其他黄酮类，如
银杏素等（图 2）。

O
OH
OH
OH
HO
O
OH
O
OR
HO
O
槲皮素 甘草素 R=H
甘草苷 R=glc
O
O
HO
OH
大豆素
OHHO
O
HO
Oglc
OH
红花苷
O
OH
OH
OH
HO
+
天竺葵苷元
O
OH
OH
OH
HO
OH
儿茶素
O
OH
H3CO
O
OCH3
OHO
OH O
OH
银杏素
O
O
黄酮 黄酮醇
O
O
OH
O
O
二氢黄酮
O
O
OH
二氢黄酮醇
O
O
异黄酮
黄烷醇
O
OH
OH
O
查耳酮
O
+
花色素

图 2 黄酮类化合物的分类结构
Fig. 2 Classification structures of flavonoids
2 黄酮类化合物的药理作用及构效关系
2.1 抗肿瘤活性（anticarcinogenic activity）
2.1.1 作用机制 黄酮类化合物的抗肿瘤作用机
制主要表现在以下几个方面：（1）抑制肿瘤细胞增
殖[1]；（2）诱导肿瘤细胞凋亡[2]；（3）促进肿瘤细
胞分化[3]；（4）促进抑癌基因表达[4]；（5）抑制细
胞信号转导过程中酪氨酸蛋白激酶、蛋白激酶及磷
脂酰肌醇 3-激酶活性[5]。
2.1.2 构效关系 天然黄酮类化合物抗肿瘤活性程
度与其化学结构有密切的关系，如各类黄酮母核结
构的差异、C-2，3 位是否存在双键、羟基化模式及
程度、羟基是否被取代等都影响其抗癌效果。
（1）各类黄酮母核结构的差异：程亚涛等[6]比
较了黄酮类化合物对 3 种肿瘤细胞增殖抑制作用的
半数抑制浓度（IC50）值，结果显示柚皮素（二氢
黄酮）＞染料木素（异黄酮）＞芹菜素（黄酮），推
测黄酮类化合物的母核结构对肿瘤细胞增殖的抑制
作用影响顺序为黄酮＞异黄酮＞二氢黄酮；李建康
等[7]研究还发现异黄酮对于细胞色素药物代谢酶亚
型 CYP1A2 的抑制能力远小于黄酮。
（2）C-2，3 位是否存在双键：程亚涛等[6]通过
比较芹菜素（黄酮）与柚皮素（二氢黄酮）对 3 种
肿瘤细胞增殖抑制作用的 IC50 值，发现芹菜素对 3
种肿瘤细胞增殖的抑制作用均小于柚皮素，说明
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C-2，3 位双键有利于抑制肿瘤细胞增殖。李建康
等[7]也发现，如果 C-2，3 位双键被饱和，即破坏了
黄酮的共轭体系，会大大降低其抑制肿瘤细胞增殖的
活性；同时，研究表明，C-2，3 位双键的存在有助于
抑制血管内皮生长因子（VEGF）表达及促进黄酮类
化合物与乳腺癌耐药蛋白（BCRP）的相互作用[8]。
（3）羟基化模式及程度：1）3-OH，Habtemariam
等[9]发现紫杉叶素（有 3-OH）对细胞保护效应只为
圣草酚（无 3-OH）的 1/50。同时，程亚涛等[6]在比
较不同黄酮类化合物对 3 种肿瘤细胞人肝癌细胞
Bel-7402、人宫颈癌细胞 HeLa、人结肠癌细胞 HT-29
抑制作用的 IC50 值时，发现木犀草素（无 3-OH）
对肿瘤细胞的 IC50 值均小于槲皮素（有 3-OH），说
明 3-OH 的存在降低了抗肿瘤活性。2）5-OH，程
亚涛等[6]对漆黄素（无 5-OH）与槲皮素（有 5-OH）
进行了比较，发现漆黄素对3种肿瘤细胞（Bel-7402、
HeLa、HT-29）的增殖抑制作用 IC50 值均小于槲皮
素，表明 5-OH 的存在降低了抗肿瘤活性。3）6-OH，
黄芩素（有 6-OH）与白杨素（无 6-OH）比较，黄
芩素对 3 种肿瘤细胞（Bel-7402、HeLa、HT-29）
增殖抑制作用 IC50 值均小于白杨素，表明 6-OH 的
存在对抑制肿瘤细胞增殖有利。4）3′,4′-OH，Chen
等[10]研究了 12 种黄酮类化合物的构效关系，发现
羟基在B环上时比羟基在A环上具有更强的抗肿瘤
作用；木犀草素（有 3′,4′-OH）与白杨素（无 3′,4′-OH）
比较，木犀草素对肿瘤细胞（Bel-7402、HeLa、
HT-29）抑制作用的 IC50 值小于白杨素，表明
3′,4′-OH 的存在可增强黄酮类化合物对肿瘤细胞增
殖的抑制作用。Habtemariam 等[9]通过研究 17 种黄
酮类化合物对肿瘤细胞坏死因子-α（TNF-α）介导
的细胞坏死的调节作用，发现具有 3′,4′-OH 的圣草
酚显示最强的保护作用，橙皮素（有 3′-OH无 4′-OH）
无保护效应。
（4）取代基种类：Takasawa 等[11]对黄酮类化合
物的构效关系研究表明，C 环 3 位、A 环 7 位羟基
被糖基化或 A 环 6 位羟基甲基化会降低其抗肿瘤
活。López-Posadas 等[12]发现 C 环 3 位糖基化会使
某些黄酮类化合物抗肿瘤活性几乎完全丧失。
Plochmann 等[13]进一步得出黄酮类化合物 A 环各位
点的甲氧基取代和葡萄糖苷化可显著提高化合物的
细胞毒性。在该实验所测的 23 种黄酮类化合物中，
A 环 6 位上连有异戊二烯取代基的黄腐酚
（xanthohumol）（图 3）细胞毒性最强，推测该取代
HO
OH
OCH3
O
OH

图 3 黄腐酚的化学结构
Fig. 3 Chemical structure of xanthohumol
基的存在提高了化合物的亲脂性，使其更易透过生
物膜，从而增强了细胞毒性。
Cárdenas等[14]发现一系列黄酮类化合物均可以
选择性作用于肿瘤细胞而对正常细胞不表现增殖抑
制作用。通过进一步分析构效关系发现，对于人工
合成的黄酮类化合物，A 环 6 位的 Br 或 Cl 原子取
代使化合物具有中等强度抗肿瘤活性，同时 B 环 2′
位引入 F 原子可使其抗肿瘤活性增强，并且改变其
对不同肿瘤细胞系的选择性；而 B 环 2′或 4′位的硝
基取代可以大大提高活性。
2.2 抗氧化活性（anti-oxidant activity）
2.2.1 作用机制 天然黄酮类化合物有很强的抗氧
化、抗衰老作用，通过抑制和清除自由基和活性氧
来避免氧化损伤，其基本骨架上羟基取代基是清除
自由基的活性基团，羟基的取代位置和取代形式对
活性具有重要影响。羟基取代基清除自由基机制主
要是通过电离出氢原子，中和氧自由基并且与已经
电离的黄酮类化合物结合成二聚体，防止逆向结合
从而清除自由基[15]。
2.2.2 构效关系 黄酮类化合物的抗氧化活性强
弱主要与其以下结构特征有关：酚羟基的取代位置
及数目；C-2，3 位双键；羟基成苷；化合物空间
结构等。
（1）羟基的位置：黄酮类化合物抗氧化活性主
要取决于羟基的取代位置和羟基化程度。1）B 环上
的羟基取代：B 环上的羟基是黄酮类化合物清除自由
基的主要活性部位。具有强抗氧化活性的黄酮类化
合物一般都具有 3′,4′-邻二酚羟基结构。当 B 环酚羟
基取代数目相同时，邻二酚羟基取代的黄酮抗氧化
活性明显高于 B 环间二酚羟基取代的黄酮[16]。大量
研究表明，邻位酚羟基黄酮能与自由基反应形成较
稳定的共轭半醌式自由基，进而中断游离自由基链
式反应，故具有较强的抗氧化性。赵静等[17]研究发
现具有 3′,4′-邻二酚结构的槲皮素和杨梅素在所研究
的 6 种化合物中抗氧化活性较强，且槲皮素抗氧化
活性远大于杨梅素（有 5′-OH），故而推测 B 环 5′-OH
不利于抗氧化活性的发挥。2）A 环上的羟基取代：
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天然黄酮类化合物 A 环上的羟基取代大多在 C-5 和
C-7 位。以往的研究认为，A 环不易被氧化，故而不
直接参与抗氧化反应，然而近年来的研究表明，A
环结构也参与抗氧化作用，同时 A 环上的 C-5，7
位羟基取代及A环的邻二酚羟基均有利于抗氧化活
性[16]。赵静等[17]研究表明，葛根素只有 C-7 位羟基，
没有 C-5 位羟基，其抗氧化活性弱于同时具有 C-5，
7 位羟基取代的槲皮素和杨梅素。研究表明，C-7 位
羟基、B 环 C-4′位羟基同时存在时可以提高抗氧化活
性，甚至均强于维生素 C[16,18]。3）C 环上的羟基取
代：黄酮化合物 C 环的 C-3 位羟基是抗氧化活性很
重要的结构，因 C-3 位上的羟基与 C-2，3 位双键可
异构化成二酮式，产生具有较高活性的-CH-基团，
使不饱和 C 环延长了 A 环和 B 环的共轭体系，促使
苯氧自由基更加稳定，增强其抗氧化活性。赵静等[17]
研究表明，槲皮素、杨梅素具有此结构，因此二者
具有很强的抗氧化活性。
（2）羟基的数目：Husain 等[19]通过对不同黄酮
类化合物清除自由基活性进行比较发现，所测化合
物的抗氧化能力依次为杨梅素＞槲皮素＞鼠李素＞
桑色素＞洋羌荽黄素＞柚皮素＞芹菜素＞儿茶素＞
5,7-二羟基-3′,4′,5′-三甲氧基黄酮＞刺槐素＞山柰
酚。表明黄酮类化合物抗氧化活性随着 B 环上羟基
数目的增多而增强，C-3′位羟基显得非常重要。但
当 B 环上羟基数目增加到一定程度时，其抗氧化活
性不再随着羟基数目的增加而增强。Seyoum 等[20]
研究了 52 种天然及半合成的黄酮类化合物的清除
自由基活性，推测黄酮母核 A 环和 B 环的相邻位点
有 2 个或者 3 个羟基取代比单羟基取代或间位羟基
取代抗氧化活性大大增强。
黄酮类化合物中酚羟基数目增加使抗氧化活性
增强的原因可能为：（1）酚羟基数目越多能与活性
自由基结合的 H 原子也越多；（2）羟基氧原子的 p-π
共轭效应有强烈的斥电子作用，使与活性自由基反
应生成的黄酮自由基更加稳定，生成的自由基越稳
定，该化合物的抗氧化活性则越强；（3）由于羟基
的数目增加，形成氢键的数量增多，抗氧化活性也
明显增强。羟基化是黄酮类化合物抗氧化活性不可
或缺的，如果黄酮类化合物没有羟基，则无明显的
抗氧化活性。
（3）C-2，3 位双键：C-2，3 位双键与抗氧化
活性的关系说法不一。Husain 等[19]研究表明，黄酮
类化合物抗氧化活性与 C-2，3 双键无明显相关。但
Cai等[21]通过测定 91种天然黄酮类化合物及其衍生
物的清除氧自由基活性发现，苯基色原酮
（C6-C3-C6）是基本活性骨架，骨架中心的吡喃环氧
化状态影响活性，C 环上的 C-2，3 双键和 C-4 位羰
基共轭，可以起到电子离域作用，有利于骨架结构
稳定；同时 Mora 等[22]研究指出，芹菜素 C-2，3 双
键发生氢化反应生成柑桔素后，抗氧化活性明显下
降，说明 C-2，3 双键对抗氧化活性影响较大。从理
论上分析，C-2，3 双键的存在延长了共轭体系，利
于 B 环失电子后发生自旋而形成更加稳定的自由
基，进而中断链式反应。然而，一旦 C-2，3 双键被
氢化，则缩短了共轭体系，改变分子的平面结构，
从而降低了羟基的作用，对黄酮类化合物的抗氧化
活性产生不利影响。
（4）羟基成苷：众多实验表明[16,22]，C-7 位氧糖
苷及 C-6，8 位碳糖苷对黄酮类化合物的抗氧化活性
不利。Cholbi 等[23]研究发现，C-6，8 位碳糖苷物异
荭草素（isooreientin）和荭草素（orientin）清除自由
基的能力远远小于无糖取代的木犀草素，这表明羟
基被大体积的糖取代，导致空间位阻明显增大，使
得这些羟基活性显著下降。然而 C-3 位羟基的甲基
化和糖基化对抗氧化活性影响不大，芦丁和槲皮素
抗氧化能力接近，这可能因为 C-3 位是醇羟基，它
比酚羟基稳定，不易丢失电子，可以增加化合物的
水溶性但对抗氧化活性意义不大，从另一方面表明 B
环上的邻二酚羟基对清除自由基产生重要影响。
（5）空间结构：赵静等[17]通过对比多以聚合物
形式存在的原花青素与其他 5 种黄酮类化合物的抗
氧化活性，发现其空间结构也对抗氧化活性有一定
影响。
2.3 抗炎活性（anti-inflammation activity）
2.3.1 作用机制 黄酮类化合物抗炎活性机制的报
道很多，其中最被认可的是对花生四烯酸代谢酶及
其代谢产物具有抑制作用。其他机制还包括抑制前
列腺素的合成及释放、抑制一氧化氮合酶的活性、
抑制补体-PMN-ROS 的正反馈活化环来控制炎症反
应应答、抑制基质金属蛋白酶对细胞外基质的过度
分解、影响核转录因子-κB 的活化，以及与黄酮类化
合物的抗氧化作用、蛋白激酶 C（PKC）及丝裂原活
化蛋白激酶（MAPK）的信号转导通路有关等[24-26]。
2.3.2 构效关系
（1）羟基、甲氧基取代：朱晓薇[27]对姜科凹唇
属植物 Boesenbergia pandurata (Roxb) Schltr 的 14
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个黄酮类化合物进行抗炎活性实验，发现 C-5 位羟
基取代时抗炎活性明显降低；黄烷酮 C-5，7 位同时
存在羟基时则无活性；而 B 环的羟基取代抗炎效果
很好。而张春凤等[28]研究结果却不相同，发现天然
黄酮类化合物的 A 环的 C-5，7 位同时有羟基时，
会对细胞的分泌过程、有丝分裂以及细胞的相互作
用产生影响，进而产生强烈的抗炎作用。朱晓薇[27]
研究表明，黄酮和黄烷酮 A 环的 C-5，7 位有甲氧
基取代时，会显著增强其抗炎活性；C-3 位甲氧基
对活性无影响；而 B 环上的甲氧基，会使黄酮抗炎
活性降低。除了甲氧基的取代位置，其数目对黄酮
类化合物抗炎活性也有影响，如双黄酮抗炎活性随
甲氧基数目增加而降低。
（2）C 环 C-2，3 位双键：早期研究一致认为黄
酮类化合物 C 环的 C-2，3 位双键对其抗炎活性并
不重要[27]；而近期却有研究发现 C 环的 C-2，3 位
平面双键结构是黄酮类化合物作为环氧合酶 -2
（COX-2）抑制剂的有效结构[29]，此研究结果还有
待进一步确定。
（3）糖基取代：糖基能够显著影响黄酮碳苷类化
合物的抗炎活性，其对抗炎活性贡献远远大于酚羟
基；而且随着糖基数目的增加，化合物的抗炎活性也
增强；糖的取代基团极性越小，则化合物的抗炎活性
越低。黄酮碳苷的抗炎活性强于黄酮氧苷，进一步显
示了糖基和酚羟基对抗炎作用的构效影响[30]。
另外，化合物的亲脂性在抑制脂氧化酶方面是
必需的，故而黄酮类化合物的亲脂性也可能影响其
抗炎活性。
2.4 降血糖活性（hypoglycemic activity）
2.4.1 作用机制 WHO 于 2013 年公布的数据显
示，糖尿病发病率逐年上升，全球目前约有 3.74 亿
人在经受糖尿病的困扰，因此国内外正通过各种途
径寻求能够治疗糖尿病的有效药物。研究发现中药
降低血糖及减少并发症的机制主要包括抑制α-葡萄
糖苷酶、清除自由基、调节物质代谢、增加胰岛素
分泌、增加胰岛素的敏感性以及调节相关基因蛋白
的表达[31]。
2.4.2 构效关系 A 环 C-6 位羟基是黄酮类化合物
降血糖活性的必需基团，C-5，6，7 位缺少任何一
个羟基，降血糖活性消失，而 C-8 位引入任何基团
都会对降血糖活性有影响；B 环虽不是活性必需基
团，但 B 环氢原子被羟基取代对降血糖活性的发挥
有利，C-4′位羟基可增强降血糖活性，但与羟基数
目无关，而甲氧基取代不利于降血糖活性；C 环不
是活性必需基团。另外，2,3,4-三羟基苯甲酰结构对
黄酮类化合物降血糖活性很重要，6-氨基-5,7-二羟基
黄酮对 α-葡萄糖苷酶抑制活性也显示一定作用，表明
2-氨基间苯二酚结构是重要的降血糖活性片段[32]。实
验表明 80%以上黄酮类小分子与受体间形成氢键，
氢键的形成有 60%发生在残基与 C-3，4，7 位羟基
之间，推测残基和羟基可能是参与降血糖活性的主
要功能基团[33]。
2.5 心血管系统保护作用（cadiovascular protection）
2.5.1 作用机制 黄酮类化合物由于本身具有显著
的清除自由基及抗氧化作用，可以改善脂质代谢，
从而通过降低血三酰甘油及总胆固醇的量来延缓或
部分逆转动脉粥样硬化斑块的形成，预防斑块的破
裂及改善内皮功能，以降低心血管疾病的发病率以
及死亡率[34]；另外，天然黄酮类化合物具有扩张血
管的作用，能够有效改善心血管平滑肌的收缩、舒
张能力；还具有抗血小板聚集及调血脂作用，从而
影响血栓形成、血管硬化的发生。
2.5.2 构效关系 Xu 等[35]研究了 17 种天然黄酮化
合物对血管舒张效应的构效关系，发现黄酮母核与
生物活性的关系为黄酮＞黄酮醇＞异黄酮＞二氢黄
酮（醇）＞查耳酮＞花色素＞黄烷（醇）。众多学者
的构效关系研究还显示，黄酮类化合物的 A 环 C-5，
7 位的羟基、B 环 C-3′，4′位的羟基、C 环 C-2，3
位双键和 C-4 位的羰基与其心血管保护作用有极大
关系，不同取代基对活性的促进顺序为-OCH3＞
-OH＞-H。甲氧基取代显著提高心血管保护作用的
原因可能是其引入使得黄酮类化合物的亲脂性增
加，从而增加生物膜透过率；A、B 环上邻位羟基
取代使化合物活性明显增强；糖基化基团取代会大
大降低扩血管活性，根据现有的研究推测，无论糖
基的取代位置和结构如何，都极少能提高黄酮苷元
的扩血管活性。具有接近色原酮骨架的亚甲基、亚
甲二氧基或者烯丙基取代的黄酮衍生物常常具有较
高的药理活性[36]。
2.6 抗菌、抗病毒活性（antisepsis and antiviral
activities）
2.6.1 抗菌作用 黑色素可以保护真菌不受各种极端
环境压力（如紫外线、极端温度、水解酶、毒素、自
由基、X 射线和 γ 射线等）的伤害，所以黑色素是真
菌的保护剂，从而使人体和植物感染致病性真菌。因
此，黑色素生物合成酶（ trihydroxynaphthalene
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reductase）成为抗真菌剂及杀菌剂的热门靶标。黄酮类
化合物通过抑制黑色素生物合成酶来发挥抗菌作用。
构效关系：①A 环 C-5，7 位的羟基是重要的活
性基团；②C 环 C-3 位、A 环 C-6 位、B 环 C-3′位
羟基取代会使活性降低。另外，Abdel 等[37]采用微
波辅助的方法在 2 个黄酮结构中 C-2 位均引入了 1
个环己基，这 2 个衍生物均表现出显著的抗菌活性。
2.6.2 抗病毒作用 天然黄酮类化合物具有较强
的抗病毒作用[38]。Liu 等[39]对不同结构类型的 29
个黄酮类化合物进行了构效关系研究，提出黄酮类
化合物抑制流感病毒神经氨酸苷酶（NAs）潜能排
序为橙酮＞黄酮（醇）＞异黄酮＞二氢黄酮（醇）、
黄烷（醇），黄酮类化合物 A 环上 C-2，3 位之间的
双键以及C-4位上的C=O是保持强抗病毒活性的关
键基团。抗病毒活性也与黄酮类化合物骨架羟基的
取代数目和位置有关。4′-OH、7-OH 是其活性关键
基团，C-7 位无羟基取代的黄酮类化合物抗病毒活
性较低；4′-OH、7-OH 不仅能提高黄酮和橙酮的活
性，还能提高查耳酮的活性。查尔酮 C-3 位和二氢
黄酮 C-6 位的甲基取代可能对其抗病毒活性有利，
但是羟基取代会降低其活性[40]；Liu 等[39]还发现木犀
草素-7-O-葡萄糖苷的 NA 抑制活性明显低于苷元木
犀草素，芹菜素- 8-C-β-葡萄糖苷的 NA 抑制活性低
于苷元芹菜素，说明黄酮类化合物被糖基取代后 NA
抑制活性会显著降低，这可能是因为糖基的存在大
大增加了 NA 活性位点同化合物分子之间的空间位
阻，而糖取代基被乙酰化后 NA 抑制活性降低[41]。
另外，Gao 等[40]对黄酮类化合物被杂环取代后
形成的衍生物进行了构效关系研究，提出疏水基团
和吸电子基团也影响其抗病毒活性，如 A 环 C-6 位
羟基、C-8 位吗啉环以及 C-8 位哌嗪环上的氮甲基
（均为吸电子基团）均降低化合物的抗病毒活性，而
氮杂环处的苯基（疏水取代基团）则增强化合物的
抗病毒活性；黄酮类化合物的抗 HIV 活性与其分子
的疏水性、电负性以及关键原子所带电荷数均有一
定关系，具体机制还有待进一步研究[42]。
2.7 其他
除以上介绍的药理作用以外，天然黄酮类化合
物还对急慢性肝炎、脂肪肝以及中毒性肝损伤有一
定疗效，黄酮 B 环有 2 个羟基及 C-4 位羰基、C 环
C-2，3 位双键对其保肝作用发挥作用，C-3 位羟基
也有一定作用[43]。另外，由于黄酮类化合物具有类
似雌二醇（图 4）的羟基结构，所以有一定雌激素
HO
H
OH
H H

图 4 雌二醇的化学结构
Fig. 4 Chemical structure of estradiol
样作用[44]；Sheng 等[45]研究发现黄酮类化合物具有
防治阿尔茨海默病活性，并初步总结了其构效关系：
（1）异黄酮衍生物比其他黄酮类化合物的乙酰胆碱
酯酶（AchE）抑制活性强；（2）B 环对位氨甲基取
代较间位取代的化合物活性高；（3）B 环氨甲基种
类也对 AchE 抑制活性有影响，吡咯烷和哌啶基对
此活性贡献最大。
3 结语
黄酮类化合物的生理活性与其化学结构特征密
切相关，黄酮母核、取代基、取代模式及数目都可
能会对其药理活性产生影响。目前，对黄酮类化合
物的结构修饰大多集中在其 C 环 C-2，3 位，A 环
C-6，7，8 位及 B 环 C-2′，3′，4′位，通过引入各种
不同取代基如羟基、烷基或烷氧基、卤素、芳基、
氨基等来改善其活性。实验表明，天然黄酮类分子
中的 α、β 不饱和吡喃酮是发挥各种生物活性的关
键，C 环 C-2，3 位双键氢化及糖苷化均易导致其活
性降低，绝大多数黄酮苷的活性低于其苷元；一般
情况下母核上的羟基取代程度越大，活性越强（尤
其是清除氧自由基活性），邻位羟基取代往往对活性
有利，如苯环上的邻二酚是重要的活性基团。
黄酮类化合物一直以其广谱的药理活性著称。
广大研究者们对黄酮类化合物的提取分离和合成修
饰从未停止，随着对黄酮类化合物更深入的研究，
一大批黄酮类药物被发现和应用。但因其结构复杂，
作用位点较多，缺乏针对性和选择性，阻碍了黄酮
类药物更广泛和深入的开发和利用，因此对黄酮类
化合物的构效关系研究显得尤为重要。本文对黄酮
类化合物的构效关系进行了总结，以期为寻找更具
针对性和高效性的黄酮类先导化合物以及对其进行
结构改造和优化提供思路。
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