黄酮类化合物结构
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黄酮类化合物一概述黄酮类化合物(flavonoids)是一类存在于自然界的重要有机化合物。
黄酮类化合物不同的颜色为天然色素家族添加了更多的色彩。
这类化合物多存在与高等植物及蕨类植物中。
苔藓类植物中部分存在黄酮类化合物,而藻类,微生物(如细菌)及其他海洋生物中没有发现黄酮类化合物的存在。
黄酮类化合物在植物体中通常与糖结合成苷类,小部分以游离态(苷元)的形式存在。
绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物,它在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方起着重要的作用。
它是很多中药的活性成分,具有抗氧化、抗菌消炎、抗病毒、抗癌等生物活性。
1.1黄酮类化合物的基本结构以前黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮(flavone见图1)结构类的化合物。
现在泛指两个具有酚羟基的苯环(A-与B-环)通过中央三碳基团相互连接而成的一系列化合物。
图1它们分子中有一个酮式羰基,第一位上的氧原子具碱性,能与强酸成盐,其羟基衍生物多具黄色,故又称黄碱素或黄酮。
黄酮类化合物结构中常见的取代基团有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等。
1.2黄酮类化合物的生物合成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。
经同位素标记,大体合成过程如下图5所示:上述标记实验同时证明了间苯三酚不是黄酮类化合物的生物合成前体,而桂皮酸和对羟基桂皮酸是黄酮类化合物B环更适合的生物合成前体。
1.3黄酮类化合物的分类(见图2):根据中央三碳链的氧化程度、B-环连接位置(2-或3-)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。
图2 黄酮类化合物的分类1.3.1黄酮类及黄酮醇类黄酮及黄酮醇类是数量最多、分布最广的黄酮类化合物。
木犀草素是最常见的黄酮类化合物,在植物界分布较广,具有抗菌作用。
清热解毒中药黄芩含有较多的黄酮类化合物,主要成分为黄芩苷和次黄芩苷等。
槲皮素及及其苷类则是植物界分布最广、最常见的黄酮化合物。
1.3.2二氢黄酮类及二氢黄酮醇类二氢黄酮和二氢黄酮醇类是黄酮和黄酮醇的2,3-双键饱和结构,绝大部分天然来源的二氢黄酮是2S构型,二氢黄酮醇是2R,3R构型。
黄酮定义:黄酮是一大类以苯色酮环为基础的酚类化合物。
植物中由苯丙氨酸产生的肉桂酰辅酶A,经碳链延长环化生成的查耳酮,再衍生成的各种α苯基衍生物。
其中有些可用于心血管病的治疗。
结构: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,其基本母核为2-苯基色原酮。
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。
黄酮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同感类。
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、甲醇等极性强的溶剂中;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。
黄酮的功效黄酮的功效是多方面的,它是一种很强的抗氧剂,可有效清除体内的氧自由基,如花青素、花色素可以抑制油脂性过氧化物的全阶段溢出,这种阻止氧化的能力是维生素E 的十倍以上,这种抗氧化作用可以阻止细胞的退化、衰老,也可阻止癌症的发生。
一.黄酮类化合物的结构黄酮类化合物(flavonoids)是一类存在于自然界的、具有2-苯基色原酮(flavone)结构的化合物。
它们分子中有一个酮式羰基,第一位上的氧原子具碱性,能与强酸成盐,其羟基衍生物多具黄色,故又称黄碱素或黄酮。
最早黄酮类化合物主要是指母核为2-苯基色原酮的一类化合物,现在则泛指两个苯环(A环与B环)通过中央三碳相互联接而成的一系列化合物。
以C6-C3-C6结构为基本母核的天然产物,即两个苯环(A环和B环)通过3个碳原子结合而成。
其中C3部分可以是脂链,或与C6部分形成六元或五元氧杂环二黄酮的功效黄酮的功效是多方面的,它是一种很强的抗氧剂,可有效清除体内的氧自由基,如花青素、花色素可以抑制油脂性过氧化物的全阶段溢出,这种阻止氧化的能力是维生素E 的十倍以上,这种抗氧化作用可以阻止细胞的退化、衰老,也可阻止癌症的发生。
黄酮可以改善血液循环,可以降低胆固醇,向天果中的黄酮还含有一种PAF抗凝因子,这些作用大大降低了心脑血管疾病的发病率,也可改善心脑血管疾病的症状。
被称为花色苷酸的黄酮化合物在动物实验中被证明可以降低26%的血糖和39%的三元脂肪酸丙酯,这种降低血糖的功效是很神奇的,但更重要的是它对稳定胶原质的作用,因此它对糖尿病引起的视网膜病及毛细血管脆化有很好的作用。
黄酮可以抑制炎性生物酶的渗出,可以增进伤口愈合和止痛,栎素由于具有强抗组织胺性,可以用于各类敏感症。
一项由荷兰专家主持的研究发现:由4807位参与者的实验表明,每天饮375毫升绿茶的人,其心脏病的发病概率是那些不喝茶的人的一半;致命性心脏病发病率只有三分之一。
其中重要的原因就是绿茶中所含的黄酮(<<美国临床营养学>>2002.4.25)。
来自南太平洋岛国的向天果,富含33种类黄酮,可以帮助人体改善血液循环,提高免疫力,是糖尿病、高血脂、高血压患者的福音。
蜂胶是蜂蜜从植物新生枝芽或树皮上采集的树胶,混以自身分泌加工而成的芳香胶状体。
黄酮类化合物结构
黄酮类化合物是一类广泛存在于植物中的具有重要生物学活性的天然有机化合物。
它们的分子结构包含苯环和吡喃环,其中,苯环上连接有一个或多个羟基。
黄酮类化合物同时具有咖啡因的味道和类黄酮的生物学活性。
它们的化学结构属性和生物药理学作用十分复杂,极大地拓宽了药物的研究和开发领域。
总的来说,黄酮类化合物的结构与生物药理学作用密切相关。
黄酮类化合物的含羟基苯环与吡喃环通过C-2和C-3的碳键相连。
这种有机化合物的一般结构可以用下面的方式表示:
C1=CC2=C(C=C1)OC(=O)C2=C
在这种结构中,C表示碳,O代表氧,H代表氢原子。
利用这种简单的表示方法,可以清晰的展示出这类天然有机化合物的基本结构。
黄酮类化合物通常是由带有羟基的苯环上的羟基反应生成的。
黄酮类化合物中的许多化合物都是独特的,这种特殊的结构结合了不同种植物的物质优势。
因此,黄酮类化合物总体上可以分为两大类:单体和缩合物。
单体比较明显,它们通常都含有孤立的氧原子,而缩合物则是由两个或多个单体连接在一起形成的更复杂的结构。
例如,黄酮类单体包括芦丁,大黄素和南豆酚,缩合物包括花色苷和异黄酮。
除了基础结构外,这类化合物的结构同时还与它们在生物药理学中的作用密切相关。
不同的结构可能会产生不同的药理作用,进而对人体产生不同的影响。
在流行的自然药物中,黄酮类化合物是一个热门的话题,它们的干扰素的计算机模拟表明它们在调节代谢途径、增加骨密度和减少组织抗氧化应激中的有一定疗效。
鉴于这些化合物尚未广泛用于医疗领域,它们的生物药理学效果和安全性还需要进一步研究,并进行更加全面的分析和评估。