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黄酮苷类化合物分离鉴定的研究进展



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12 敖秉臣 ,等 . 中国医院药学杂志 , 1984, 4( 3): 1
13 林凯蓁 ,等 . 中成药 , 1998, 20( 6): 2
14 张学农 ,等 . 中成药 , 1998, 20( 8): 5
15 罗 云 ,等 . 中成药 , 1997, 19( 11): 10
16 陈星灿 ,等 . 中草药 , 1990, 21( 11): 14
17 刘华钢 ,等 . 中成药 , 1995, 17( 5): 3
18 刘华钢 ,等 . 中成药 , 1996, 18( 1): 3
19 刘华钢 ,等 . 时珍国药研究 , 1998, 9( 2): 137
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27 王义海 ,等 .中成药 , 1995, 17( 9): 9
28 安彩贤 ,等 .中成药 , 1990, 12( 6): 5
29 刘雅敏 ,等 .中成药 , 1993, 15( 7): 2
30 聂诗明 ,等 .中国中药杂志 , 1996, 21( 11): 667
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32 何 群 ,等 .中药材 , 1998, 21( 6): 314
( 1999-07-22收稿 )
黄酮苷类化合物分离鉴定的研究进展△
河南师范大学化学与环境科学学院 (新乡 453002)  渠桂荣  郭海明
摘 要 对近 5年间有关黄酮苷的提取分离、结构鉴定的新进展作了综述 ,对质谱、紫外光谱、核磁共振等波谱方
法用于结构研究的最新应用作了介绍。
关键词 黄酮苷 分离纯化 结构研究
  黄酮苷是自然界中很重要的一大类天然有机化
合物。 有关它的提取、分离纯化、结构研究国内外已
有一些零星报道。 笔者重点对近 5年间黄酮苷类的
提取分离新技术、结构研究方法的新进展作一系统
总结。
1 提取分离
1. 1 提取:黄酮苷类化合物多存在于植物的花、叶、
果等组织中 ,一般可用丙酮、乙酸乙酯、乙醇、水或某
些极性较大的混合溶剂进行提取 ,其中用得最多的
是甲醇 -水 ( 1∶ 1)或甲醇。一些多糖苷类则可以用沸
水提取 [1 ]。 提取方法常用的有: 煎煮法 [2 ]、冷浸
法 [3~ 5 ]、回流 [ 6, 7]、渗漉 [8 ]等经典方法。刘峥等人对银
杏叶总黄酮水浸提法作了研究 ,采取正交设计实验 ,
确定了最佳水浸提条件 [3 ]。煎煮法常用的溶剂为水 ,
煎煮次数为 2~ 3次 [2 ] ;冷浸常用溶剂为 95%乙醇、
甲醇和水。郭孝武等人运用超声技术提取黄酮苷是
目前比较新的提取方法 ,此方法大大缩短了提取时
间 ,提高了有效成分的提出率及药材的利用率 [9 ]。
1. 2 分离纯化:黄酮苷类的分离方法主要有各种柱
层析法、 HPLC法、离心薄层层析法、制备性薄层层
析法和纸层析法等。
1. 2. 1 柱层析法: 1)聚酰胺柱层析法: 聚酰胺对各
种黄酮苷类有较好的分离效果 ,其层析容量较大 ,适
合于制备性分离 ,洗脱剂常用水 -甲醇 ,也有用水 -乙
醇 [4, 5 ]和甲醇 -氯仿 [6 ]; 2)硅胶柱层析法:此法的应用
范围最广 ,不仅可以分离黄酮苷 ,也可以分离各种黄
酮苷元 [ 1]。例如: Kikuchi等人用此法从正丁醇提取
物中分离得到 8个黄酮及黄酮苷 [10 ] ; Lin等人亦用
此法分离出具有抗血小板活性的黄酮碳苷 [11 ] ; 3)葡
聚糖凝胶柱层析: 它主要靠分子筛作用分离黄酮苷
类 ,在洗脱时 ,一般按分子量的大小顺序洗出柱体。
李教社等人用此法从蜜蒙花中分离得到 3个黄酮苷
类化合物 [8 ];李文魁等人亦用此法从朝鲜淫羊藿地
上部分分离得到 2种黄酮苷类化合物 [ 12]。
1. 2. 2  HPLC法: 应用 HPLC法分离黄酮苷类化
合物的报道较多 [13, 2 ]。邬安珍等人对 18种黄酮及黄
酮苷类化合物在 C8、 C18和 CN 3种固定相上的梯度
洗脱、 RP-HPLC法分离做了研究 ,结果表明 , C18柱
基本可以对植物黄酮苷元和配基实现分离 ,但它对
极性大的苷部分洗脱出慢峰 ,总洗脱时间增长和分
离效果不太理想 ,而 C8填料极性介于 C18和 CN二
者之间 ,因而对黄酮苷类的分离比较理想 ,峰形和分
·310· 中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s  2000年第 31卷第 4期
Address: Qu Gui rong , Departmen t of Ch emis t ry, Henan Normal Univ ersi ty, Xinxiang渠桂荣 女 , 49岁 , 1976年毕业于河南师范大学化学系 ,现任河南师范大学化学与环境科学学院副院长 ,教授 ,硕士生导师 ,多年来从事天然药物化学及近代波谱分析研究。在国内外核心期刊发表学术论文近 30篇 ,获河南省优秀论文奖 6篇 ,获河南省科技进步三等奖两项。目前正在主持国家自然科学基金、国家新药基金项目与河南省重点攻关项目的研究。△国家自然科学基金资助项目 No: 29972010
离度也最好 [14 ]。
1. 2. 3 离心薄层层析法:离心薄层层析法有分离速
度快 ,处理样品量大等优点 ,可以代替制备性薄层层
析 ,有时甚至能代替柱层析。
1. 2. 4 制备性薄层层析: 李教社等人用制备性
T LC从蜜蒙花中分离得到 3个黄酮苷类化合物 [8 ] ;
陈玉武等人用制备性聚酰胺薄层层析从蜜柑草的干
燥全草中分离得到 4个黄酮苷类化合物 [ 2]。
1. 2. 5 纸层析法:郭新华等人应用表面活性剂胶束
水溶液纸色谱分离测定了 5种黄酮及黄酮苷类化合
物的 Rf值 ,此法操作简便 ,无环境污染 ,便于分离、
检识含量较少的黄酮及黄酮苷类化合物 [15 ]; V erlag
用制备性纸色谱从大井口边草 Pteris cretica中分
离得到 3种黄酮苷类化合物 [16 ]。
1. 2. 6 超临界流体色谱分离:是近几年才发展起来
的一种新技术。刘志敏等人利用超临界流体色谱法
对 6种黄酮及黄酮苷类化合物做了研究 ,发现流动
相组成是影响色谱条件的主要因素 ,其次色谱柱条
件也是影响色谱分离的重要因素 ,硅胶基质的键合
苯基柱比较适合于此类化合物的分离 [17 ]。
需要说明的是 ,有时需要两种或几种方法交替
使用。
2 结构研究
对于黄酮苷的结构研究主要集中在苷元部分 ,
苷元的基本结构可以分为 10多种主要类型。黄酮类
苷元由 15个碳原子组成 ,共有 A、 B、 C 3个环 ,在各
种类型结构中 , A、 B环上常见的取代基有羟基、甲
氧基、异戊烯基等 ;组成苷的糖常见的有 D-葡萄糖、
D-半乳糖、 L-鼠李糖、 L-阿拉伯糖、 D-葡萄糖醛酸、
D-木糖等 ,或由这些单糖组成的双糖、三糖或多糖
等。根据苷键原子不同 ,又分为氧苷和碳苷。
2. 1 化学方法:黄酮类化合物的化学法测定结构现
在已基本让位于各种类型光谱的综合解析 ,化学方
法仅在确定化合物的类型上起到指导性作用。
2. 2 波谱法:随着各种波谱技术的不断完善和发
展 ,为解决含糖数较多的黄酮苷中苷键的构型、糖与
糖之间的连结顺序、连结位置等一系列结构确定中
的棘手问题提供了简洁有力的工具。
2. 2. 1 质谱:在测定黄酮类化合物苷元结构 ,特别
是样品量很少时 ,电子电离质谱 ( EI-M S)测定法是
一种有效的方法 ,仅需 1~ 50μg样品。大多数黄酮
类化合物苷元的分子离子峰很强 ,常为基峰。牛 等
人根据 EI-M S结合其它波谱推断了黄酮苷元异甘
草素的结构 [18 ]。黄酮苷类化合物在 EI-M S上既不
显示分子离子峰 ,又不显示糖基的碎片 ,故不易用
EI-M S测定 ,而黄酮苷的场解吸附质谱 ( FD-M S)
中 ,除分子离子峰 M+ 及 ( M+ 1)+ 基峰外 ,还出现
糖基的某些碎片 ,对该类化合物的鉴定提供了重要
信息。在 FD-M S中 ,因为 ( M+ 23Na )+ 离子的强度
随着溶剂极性及发射丝电流强度的改变而变化 ,故
可以辨认分子离子峰 ( M )+及伪分子离子峰 ( M+
1)
+ 。董英杰等人从大果山楂叶中用 FD-M S结合其
它波谱鉴定了两种黄酮苷类成分 [ 4]。
快速原子轰击质谱 ( FAB-M S)为 80年代发展
起来的另一种固体样品测试技术 ,苷类样品可形成
离子复合物并由其进一步裂解 ,其碎片类型与 FD-
M S基本相同 ;同时配备了阴离子捕获器 ,还可给出
相应的阴离子质谱 ,与阳离子质谱互相补充 ,大大增
加了它的信息来源及可信程度。
FD-M S在高质量区提供的信息比较详尽 ,但却
不能提供有关苷元部分的结构碎片信息 ,而 FAB-
M S除了给出分子量、糖碎片信息外 ,还在低质量区
给出了苷元的结构碎片 ,从而弥补了 FD-M S的不
足 ,目前在实际应用上已经远远超过了 FD-M S[19 ]。
Yong Ju等人用 FAB-M S结合其它波谱鉴定了被
共生菌感染的绿草中的两种黄酮苷的结构 [ 20]。李文
魁等人亦用此法鉴定了朝鲜淫羊藿中的两种黄酮苷
及黄酮醇苷的结构 [12, 21 ]。
2. 2. 2 紫外光谱: 大多数黄酮类化合物在甲醇 (或
乙醇 )中的紫外吸收光谱由 300~ 400 nm之间的吸
收带 Ⅰ 和 240~ 280 nm之间吸收带 Ⅱ 组成 ,在不
同的试剂中 (甲醇钠、乙醇钠、三氯化铝、三氯化铝盐
酸、硼酸、醋酸钠等黄酮鉴定试剂 ) ,带Ⅰ 和带Ⅱ将随
黄酮苷结构不同而发生特定的变化。渠桂荣等人利
用黄酮鉴定试剂结合其它波谱鉴定了裂叶苣荬菜中
的 10种黄酮与黄酮苷结构 [2 2, 23]。
2. 2. 3 核磁共振氢谱 ( 1HNMR): 黄酮类化合物
1
HNMR谱常做成 3-甲基硅醚衍生物溶于 CCl4中
进行测定 , A环质子常出现在 δ5. 7~ 6. 9, B环质子
常出现在 δ6. 5~ 7. 9,因相对位置不同而表现出不
同的裂分情况 , C环质子较为复杂 ,其所示特征是区
别各类黄酮化合物的主要根据。黄酮类 H-3常以一
个尖锐单峰出现在约 δ6. 3处 ,异黄酮类 H-2为一
个尖锐单峰 ,出现在 δ7. 6~ 7. 8,因为受到 1位氧原
子和 4位羰基影响比一般芳香质子位于低磁场 ,二
氢黄酮类 H-2因与两个磁场不等同的 H-3相偶合 ,
故被裂分成双双重峰 ,中心位于 δ5. 2,两个 H-3各
因相互偕偶又与 H-2邻偶分别裂分成双双重峰 ,中
·311·中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s  2000年第 31卷第 4期
心位于 δ2. 8处 ,但往往相互重叠不易区分。二氢黄
酮醇类 H-2及 H-3构成了反式二直立键系统 ,故分
别作为一个二重峰出现。 H-2位于 δ4. 9, H-3则位
于 δ4. 3,两者很容易区分 ,当 3-OH成苷后则 H-2
及 H-3信号均向低磁场方向位移 ,前者出现在δ5. 6
~ 5. 0,后者出现在 δ4. 6~ 4. 3处。总之 , 1HNM R在
鉴定黄酮母体类型上显示了很强的优越性。
2. 2. 4 核磁共振碳谱 ( 13 CNMR):根据 13CNMR数
据可以确定黄酮苷元各芳碳原子的取代图式 ,但不
能据以确定骨架的类型 ,而根据 C环的 3个 13 C信
号随母核结构不同的特征吸收有别 ,可以推测黄酮
类化合物的骨架类型。 双黄酮类化合物若分子中两
部分氧化水平不一致时 ,则会在不同的磁场处出现
两个 C= O吸收。崔承彬等人对文冠木中 5种黄酮
类成分的 NMR作了研究 ,对其 1 H及 13 CNMR信
号作了明确归属 [24 ]。
黄酮苷的 13 CNM R谱分析同其它苷类成分相
似 ,根据出现在δ99. 0~ 109范围内端基碳信号来确
定糖的数目。 结合文献报道确定糖的种类及环的大
小。根据其苷化位移确定苷键位置。测定 T1值或进
行部分水解再结合 ,核磁共振及质谱来推定糖的连
结顺序。依据 JC1-H1值来确定端基构型 (一般端基碳
若为 β-异构体 ,其 JC1-H1值约为 160 Hz;若为 α-异构
体 , JC1-H1值约为 170 Hz)。 Kitanak等人用 13CNMR
数据结合其它波谱从珠节决明 Cassia torosa的叶子
中鉴定了 4种黄酮及黄酮苷 [25 ]。
2. 2. 5 二维核磁共振谱:随着分离技术的日益完善 ,
近来人们的兴趣集中在对植物中微量、含糖数目较多
的黄酮苷类结构的研究上。 由于信号过多 ,甚至在许
多位置 (如端基碳区 )发生重叠 ,难以对所有碳信号进
行明确的归属 ,因而单靠碳谱确定糖的数目、种类 ,以
及利用苷化位移确定苷键位置及糖的连接顺序等变
得非常困难。 近几年二维核磁共振谱的发展突飞猛
进 ,在黄酮苷及各类化合物的结构鉴定中发挥了独特
的作用。 如用双量子滤过相敏感相关谱 ( DQ PS-
CO PY)以及中继相干传递谱 ( RCT ) ,结合 T 1值测
定、 2D-NOE等核磁技术 ,以 FAB-M S为佐证 ,简便
而明确解决了样品量少而含糖数目较多的黄酮苷中
糖的连结顺序及连结位置等问题。游松等人对银杏叶
中金松双黄酮的 1NNM R、 NOEDS、 13 CNM R、 DEPT
及 1H-1 Hcosy-13 C1 Hcosy和 long-range 13 C1Hcosy谱
作了综合分析 ,确定了其结构和信号归属 [ 26] ;易以军
等人利用 13 CNMR与 13 C-1H化学位移远程相关谱
( COLO C谱 )及 NO ESY谱确定了 7, 6′-二羟基-3-
甲氧基异黄酮和落新妇苷的结构 [27 ];曹正中等人利
用 1H检测的与 13 C核多键相关实验 ( HMBC谱 )进一
步揭示了 3′-methoxy-5′-hydroxy-isof lav one-7-O-β -
D-glucoside的化学结构 [ 28]。
2. 3 单晶 X-射线衍射: 目前单晶 X-射线衍射可以
得到数千个独立衍射和可观察数据点 ,从而可获取
化合物分子中各种原子的坐标 ,得到化合物中各原
子空间的相对位置 ,最终为确定分子结构提供直观
可靠的立体图形。刘延泽等人在研究天葵苷的结构
时 ,利用单晶 X-射线衍射确定了天葵苷中糖的连接
位置及构型 [29 ]。
3 小结
近 5年来黄酮苷类化合物的分离提纯技术及结
构鉴定方法均得以快速发展 ,由于富含黄酮苷类化
合物的植物种类繁多 ,生理活性广泛 ,所以今后人们
将对它的研究越来越感兴趣。
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·312· 中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s  2000年第 31卷第 4期