天然产物化学全套 - 黄酮类化合物的理化性质及显色反应
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黄酮类化合物黄酮类化合物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结而成的一系列化合物黄酮类化合物结构中常连接有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等官能团。
此外,它还常与糖结合成苷。
多数科学家认为黄酮的基本骨架是由三个丙二酰辅酶A和一个桂皮酰辅酶A生物合成而产生的。
经同位素标记实验证明了A环来自于三个丙二酰辅酶A,而B环则来自于桂皮酰辅酶A[1]。
1、分类:根据中央三碳链的氧化程度、B-环连接位置(2-或3-位)以及三碳链是否构成环状等特点,可将主要的天然黄酮类化合物分类:黄酮类(flavones)、黄酮醇(flavonol)、二氢黄酮类(flavonones)、二氢黄酮醇类(flavanonol)、花色素类(anthocyanidins)、黄烷-3,4二醇类(flavan-3,4-diols)、双苯吡酮类(xanthones)、查尔酮(chalcones)和双黄酮类(biflavonoids)等十五种。
另外,还有一些黄酮类化合物的结构很复杂,其中包括榕碱及异榕碱等生物碱型黄酮。
2、理化性质:天然黄酮类化合物多以苷类形式存在,并且由于糖的种类、数量、联接位置及联接方式不同可以组成各种各样黄酮苷类。
组成黄酮苷的糖类包括单糖、双糖、三糖和酰化糖。
黄酮苷固体为无定形粉末,其余黄酮类化合物多为结晶性固体。
黄酮类化合物不同的颜色为天然色素家族添加了更多色彩。
这是由于其母核内形成交叉共轭体系,并通过电子转移、重排,使共轭链延长,因而显现出颜色。
黄酮苷一般易溶于水、乙醇、甲醇等级性强的溶剂中;但难溶于或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。
糖链越长则水溶度越大。
黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基,故显酸性。
酸性强弱因酚羟基数目、位置而异。
3、显色:1.盐酸-镁粉(或锌粉)反应为鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应,反应机理现在认为是因为生成了阳碳离子缘故[1]。
2.四氢硼钠(NaBH4)是对二氢黄酮类化合物专属性较高的一种还原剂,产生红~紫色。
一、实验目的1. 掌握黄酮类化合物的显色反应原理。
2. 熟悉黄酮类化合物显色反应的操作方法。
3. 通过实验验证黄酮类化合物在不同显色反应中的颜色变化。
二、实验原理黄酮类化合物是一类广泛存在于植物中的天然产物,具有多种生物活性。
在实验中,黄酮类化合物与特定试剂发生显色反应,产生明显的颜色变化,从而实现对黄酮类化合物的定性或定量分析。
本实验主要采用以下几种显色反应:1. 盐酸-镁粉反应:多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮类化合物显橙红至紫红色,当B环上有-OH或-OCH3取代时,颜色随之加深。
2. 四氢硼钠(钾)反应:NaBH4是对二氢黄酮类化合物专属性较高的一种还原剂,与二氢黄酮类化合物产生红至紫色。
3. 三氯化铝显色:常用试剂为1%三氯化铝或硝酸铝溶液,生成的络合物多为黄色,并有荧光。
4. 锆盐-枸橼酸反应:用来区别黄酮类化合物分子中3或5-OH的存在,加2%二氯氧化锆(ZrOCl2)甲醇溶液到样品的甲醇溶液中,若黄酮类化合物分子中有游离的3-或5-0H存在时,均可反应生成黄色的锆络合物。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:黄酮类化合物样品、盐酸、镁粉、NaBH4、三氯化铝、硝酸铝、二氯氧化锆、枸橼酸、甲醇等。
2. 实验仪器:试管、试管架、移液管、烧杯、酒精灯、研钵、电子天平等。
四、实验步骤1. 盐酸-镁粉反应:(1)取少量黄酮类化合物样品,溶于1ml甲醇中。
(2)加入少许镁粉,振摇均匀。
(3)滴加几滴浓盐酸,观察颜色变化。
2. 四氢硼钠(钾)反应:(1)取少量黄酮类化合物样品,溶于1ml甲醇中。
(2)加入少许NaBH4,振摇均匀。
(3)观察颜色变化。
3. 三氯化铝显色:(1)取少量黄酮类化合物样品,溶于1ml甲醇中。
(2)加入1%三氯化铝或硝酸铝溶液,观察颜色变化。
4. 锆盐-枸橼酸反应:(1)取少量黄酮类化合物样品,溶于1ml甲醇中。
(2)加入2%二氯氧化锆甲醇溶液,观察颜色变化。
五、实验结果与分析1. 盐酸-镁粉反应:多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮类化合物显橙红至紫红色,当B 环上有-OH或-OCH3取代时,颜色随之加深。