香豆素
研一（3）班：叶玉平
李江明
内容
第一节概述
第二节结构与分类
第三节理化性质
第四节提取分离技术
第五节应用实例
第一节概述
一、定义：
香豆素是具有苯骈α-吡喃酮母核的一类化合物的总称，属于苯丙素类衍生物，又称双呋喃环、氧杂萘邻酮或邻羟桂皮酸内酯，具有芳香气味，英文名称coumarin。母核结构为：
二、分布
香豆素类在动植物及微生物中均有分布，如致癌成分黄曲霉素类及发光真菌中的亮菌素类均属于香豆素类。这类成分分布得最广的还是高等植物中，其中芸香科和伞形科中分布最多，如：黑香豆、香蛇鞭菊、野香荚兰、兰花等。他们在植物体内移游离状态或与糖结合成苷的形式存在，苷酶解可环合成游离的内酯状态。
三、生理活性
（1）植物生长调节剂：低浓度刺激植物发芽、生长；高浓度抑制植物发芽、生长。
（2）光敏作用：治疗白斑病。
（3）抗菌、抗病毒作用：秦皮中的七叶内酯及其苷治疗痢疾；蛇床子中的奥斯脑可抑制乙肝表面抗原。
（4）平滑肌松弛作用：冠状动脉扩张和解痉利胆。
（5）抗凝血作用：防止血栓形成。
（6）肝毒性：黄曲霉素致肝癌。
三、香豆素的功能
（1）抗肿瘤作用：从中药补骨脂中提取的补骨脂素、8-甲氧基补骨脂素和异补骨脂素具有抗氧活性。补骨脂素类香豆素对人粘液表皮样癌MEC-1细胞系、白血病细胞株（HL-60，Raji，K564）、宫颈鳞癌Hela细胞系、乳腺癌细胞株MCF-7等均有抑制和杀灭作用。
（2）抗HIV作用：从胡桐属植物中分离得到的香豆素具有抑制HIV逆转录酶活性，同时能够保护人类T淋巴细胞不受攻击，并且具有抗耐药性。
（3）对心血管系统的作用
①抗高血压：前胡丙素PraeruptorinC具有扩张血管、Ca2＋丙素拮抗作用，因此可以将血压。
②抗心律失常：从蛇床子乙醇提取物中分离得到的蛇床子总香豆素以及花椒毒酚对氯仿诱发小鼠室颤、氯化钙诱发大鼠室颤均有明显的治疗效果。
③抗凝血：双香豆素、苄丙酮香豆素和环香豆素等是常用的合成香豆素类抗凝血剂，作用原理是这些化合物的化学结构与VK相似，在肝脏中与VK竞争性地结合酶蛋白，抑制酶蛋白的活性，从而抑制了凝血酶原及依赖VK的凝因子的合成。临床上用于防止血栓形成和发展，也可作为心肌梗塞辅助用药，但由于这些药物的合成效率低，价格一直居高不下。
（4）消炎止痛作用：香豆素衍生物瑞香素及相关类似成分具有抑制炎症性细胞因子白介素和肿瘤坏死因子的作用。在临床上，用于治疗风湿性、类风湿性关节炎的祖师麻注射剂的主要成分就是瑞香素。
（5)抗氧化作用：7-二甲氧基香豆素具有抗极性肾功能衰竭的作用，其作用机制之一就是通过防止氧自由基的生成以及清除已生成的氧自由基来改善极性肾功能衰竭。
（6）光敏作用：大多数香豆素对各种波长的光都有强的吸收作用，因此可作为光敏剂引起皮肤光敏作用。如，杭白芷总香豆素能提高皮肤对紫外线的敏感性。
第二节结构与分类
一、结构类型
根据香豆素的基本母核上的取代基不同，将其分为四类
1.简单香豆素（simplecoumarins）：苯环上有取代基的香豆素类。取代基包括羟基、甲氧基等。
伞形花内酯umbrelliferon
2.呋喃香豆素
（1）线性（6、7呋喃骈香豆素型），补骨脂内酯型
补骨脂内酯（Psoralen）
（2）角形（7、8呋喃骈香豆素型），白芷内酯型
白芷内酯（Augelicin）（异补骨脂内酯）
3.吡喃香豆素（Pyrannocoumarins）
香豆素母核上C6位或C8位的异戊烯基与邻酚羟基环合成2，2-二甲基-α-吡喃环结构的香豆素类。
（1)线性（6,7吡喃骈香豆素）：
花椒内酯（Xanthyletin)
（2）角形（7，8吡喃骈香豆素）：黄曲霉素
斜蒿内酯（Seselin）
4.异香豆素
香豆素的异构体，指具有苯骈吡喃酮骨架结构的一类化合物，最初是从植物和微生物的代谢物中分离出来的，因其与香豆素的骨架结构和天然来源非常相似而得名。
异香豆素
茵陈内酯
仙鹤草内酯
岩白菜素
5.双香豆素
是香豆素的二聚体或三聚体。为白色或乳白色结晶性粉末；味苦略具香味；几不溶于水、乙醇、乙醚微溶于氯仿，溶于强碱溶液。化学结构与维生素k相似，具有抗凝效果。
紫苜蓿酚
Wikstrosin（瑞香科）
6.其它香豆素
指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。C3、C4位常有苯基、羟基、异戊烯基等的取代。
黄檀内酯蟛蜞菊内酯
第三节 理化性质
一、性状
游离的香豆素多有完好的结晶形状，为白色晶体，有一定的熔点，熔点为69℃，大多有香味。分子量小的有挥发性，能随水蒸汽蒸出，具升华性。
香豆素苷无挥发性，也不能升华。
二、 溶解
游离香豆素——不溶于冷水，溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有机溶剂。
香豆素苷——溶于水、甲醇、乙醇，难溶于氯仿、乙醚。
根据香豆素的溶解性，在提取分离时可采用系统溶剂法。
三、内酯性质和碱水解反应
香豆素的α-吡喃酮环具有α，β-不饱和内酯性质，在稀碱液中会逐渐水解生成顺邻羟桂皮酸的盐，而顺邻羟桂皮酸不易游离存在，其盐的水溶液经酸化即闭环恢复成内酯。这个闭合过程极易发生，即使在很弱的酸溶液中，如通入CO2也能促使其内酯化而闭环。
长时间加热
H＋
OH—
H＋
OH—
H＋
香豆素如果和碱液长时间加热，水解产物顺邻羟桂皮酸衍生物则发生异构化，转变成反邻羟桂皮酸的盐，再经酸化也不再发生内酯化闭环反应。
A .香豆素内酯发生碱水解的速度主要与C7位取代基的性质有关。其水解难易为：
B.C8的适当位置有羰基、双键或环氧结构时，其水解可获得顺邻羟桂皮酸的衍生物，而不再闭环生成内酯。
异当归内酯
3-异戊烯酰4,6-二甲氧基
顺邻羟桂皮酸
OH—
H＋
四 、与酸的反应
（一）环合反应
香豆素成分对酸不稳定，容易发生异戊烯基双键开裂并与邻酚羟基环合等反应。
稳定性：叔阳碳离子＞仲阳碳离子＞伯阳碳离子
（二）醚键开裂
含乙烯醚（即烯醇醚）香豆素
H＋
水解
香豆素
(三）双键加水反应
酸接触下可使双键加水，如：黄曲霉素。
五.C3、C4双键性质和加成反应
由于香豆素的C3、C4双键与羰基和苯环形成共轭体系，不易被氢化。
控制条件下氢化顺序：
侧链不饱和键>吡喃环或呋喃环上的双键>C3、C4双键
六.呈色反应
（一）异羟肟酸铁反应：
碱性条件下，内酯开环，与盐酸羟胺中的羟基缩合生成异羟肟酸，然后在酸性条件下与三价铁盐络合而显红色。
（二）酚羟基反应：
1. 三氯化铁试剂反应
具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与三氯化铁试剂络合而产生不同的颜色。
2.重氮化试剂反应
酚羟基的邻位或者对位没有被取代能与重氮化试剂反应生成红色或者紫红色的偶氮化合物
3.Gibb’s 反应
Gibb’s 试剂是2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，其在弱的碱性条件下与酚对位活泼氢缩合成兰色物。
有游离酚-OH,且-OH对位无取代者（+）
取代者（-）。
4.Emerson反应
Emerson试剂为4-氨基安替匹林-铁氰化钾，与酚对位活泼氢反应呈阳性反应:
酚羟基对位无取代基（+）红色有取代基（-）Gibb’s，Emerson反应常用来判断C6位是否有取代基存在。因为内酯环能水解开环形成一个新的酚羟基:
七.荧光反应
香豆素在紫外光下大多显出兰色荧光，在碱液中荧光增强。香豆素荧光的有无，与分子中取代基的种类和位置有一定关系。
小结
一、结构 —— 苯骈α－吡喃酮
二、香豆素的化学性质
（一） 内酯的性质和碱水作用
（二） 酸的反应 (1)环合反应
(2)烯醇醚的开裂
(3)双键加水反应
（三） 显色反应 1、内酯反应—— 异羟肟酸铁反应
2、酚羟基反应
(1)FeCL3 反应
(2)酚羟基对位无取代的反应
重氮化试剂—— 紫红
Gibbs反应—— 蓝色
Emerson反应—— 红色
第三节 提取分离技术
由香豆素的理化性质可知游离香豆素大多是低极性和亲脂性的，与糖结合的香豆素苷则极性较高，故我们常采用系统溶剂法将其分为几个部分。香豆素内酯遇碱皂化、加酸还原的性质及其小分子香豆素 的挥发性和升华性的性质也常用于其分离纯化中。只是由于其性质的不稳定性，在酸、碱、热的作用中要注意 条件的控制，以免引起结构的破坏，得到次生产物。
1.系统溶剂法： 用石油醚、苯、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次提取样品。
2、酸碱分离法：
此系经典方法。
1.具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。
2.香豆素的内酯环性质，于碱液中皂化成盐而
加酸后恢复成内酯析出。
碱液加热开环时，要注意碱液的浓度和加热时间，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不能合环。
对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。
3、真空升华或蒸馏法：
某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。
例如：橘子油橙皮油素的分离
4. 色谱方法
层析法
香豆素的混合物部分最后通过层析的方法才能得到的单体。
香豆素一般用硅胶吸附层析、氧化铝层析和聚酰胺层析。
碱性氧化铝可能使香豆素发生降解，故很少用。对酚性香豆素吸附强。
洗脱剂可用己烷-乙醚、己烷-乙酸乙酯和石油醚-乙酸乙酯的混合溶剂。
制备型HPLC
对极性较强的香豆素类采用反相柱色谱（C18和C8）有较好的分离效果。
正相和反相色谱的区别
波谱鉴定
紫外光谱：香豆素的紫外光谱具有一定的规律。
1.无取代基
无取代基的香豆素有三个吸收峰：274 nm，284 nm，311nm。
274nm：B带吸收，由于苯环连有较长的共轭体系，所以产生红移（一般230-270nm）
284nm：K带吸收，分子中存在内酯结构，类似于α，β-不饱和酮，由于共轭体系较长，产生红移。（一般小于260nm）
311nm：R带吸收。
（1）香豆素的B带和K带往往重叠为一个较宽的带。
（2）若发色团羰基或一个双键与芳环相连，产生的B带吸收波长往往较K带较长。
2.有取代基
香豆素分子中导入取代基后，使K带或K带和B带重叠峰红移，红移效应为：
-OH>-OCH3>-CH3>-00CCH3
