一、含義與結(jié)構(gòu)分類

　?。ㄒ唬┖x

　　黃酮類化合物是廣泛存在于自然界的一大類化合物，由于這類化合物大多呈黃色或淡黃色，且分子中亦多含有酮基而因此被稱為黃酮。

　　1.黃酮類化合物經(jīng)典的概念主要是指基本母核為2-苯基色原酮的一系列化合物。

　　2.現(xiàn)在黃酮類化合物則是泛指兩個苯環(huán)（A與B環(huán)）通過三個碳原子相互連接而成的一系列化合物，其基本碳架為C₆-C₃-C₆。

　　（二）結(jié)構(gòu)分類依據(jù)

　　根據(jù)黃酮類化合物A環(huán)和B環(huán)中間的三碳鏈的氧化程度、三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)、3位是否有羥基取代以及B環(huán)（苯基）連接的位置（2位或3位）等特點，可將主要的天然黃酮類化合物進(jìn)行分類。

　?。ㄈ┲饕Y(jié)構(gòu)特征及重要成分

　　1.黃酮和黃酮醇類

　?。?）黃酮類：以2-苯基色原酮為基本母核醫(yī).學(xué)教育網(wǎng)搜集整理，且3位上無含氧基團(tuán)取代，A環(huán)的5、7位常同時帶有羥基，而B環(huán)常在4′位有羥基或甲氧基，3′位有時也有羥基或甲氧基。常見的黃酮及其苷類有芹菜素、木樨草素、刺槐素以及黃芩中的成分黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素等。

　?。?）黃酮醇類：結(jié)構(gòu)特點是在黃酮基本母核的3位上連有羥基或其他含氧基團(tuán)，常見的黃酮醇及其苷類有山柰酚、槲皮素、楊梅素、蘆丁等。

　　2.二氫黃酮和二氫黃酮醇類

　　（1）二氫黃酮類：可看作是黃酮基本母核的2、3位雙鍵被氫化而成，如橙皮苷、甘草素和甘草苷等。

　?。?）二氫黃酮醇類：具有黃酮醇類的2、3位被氫化的基本母核，且常與相應(yīng)的黃酮醇共存于同一植物體中，如二氫槲皮素、二氫桑色素等。

　　3.異黃酮類和二氫異黃酮

　　異黃酮類：基本母核具有3-苯基色原酮的結(jié)構(gòu)，即B環(huán)連接在C環(huán)的3位上。如中藥葛根中的大豆素、大豆苷、葛根素、芒柄花素等。

　　4.查耳酮類

　?。?）查耳酮類的結(jié)構(gòu)特點是二氫黃酮C環(huán)的l、2位鍵斷裂生成的開環(huán)衍生物，即連接A、B環(huán)的三碳鏈不形成環(huán)狀。

　?。?）查耳酮可視為是由苯甲醛與苯乙酮類縮合而成的一類化合物，其2′-羥基衍生物為二氫醫(yī).學(xué)教育網(wǎng)搜集整理黃酮的異構(gòu)體，兩者可以相互轉(zhuǎn)化。

　　（3）在酸的作用下查耳酮可轉(zhuǎn)為無色的二氫黃酮，堿化后又轉(zhuǎn)為深黃色的2′-羥基查耳酮。代表化合物如中藥紅花中的紅花苷等。

　　5.黃烷醇類

　　結(jié)構(gòu)特點：為黃酮基本母核的C環(huán)無羰基，2、3位雙鍵氫化。

　　可根據(jù)其C環(huán)的3、4位存在羥基的情況分為黃烷-3-醇和黃烷-3，4-二醇。此類化合物在植物體內(nèi)可作為鞣質(zhì)的前體，常以分子聚合的形式而生成鞣質(zhì)。

　　（1）黃烷-3-醇類：又稱為兒茶素類.在植物中分布較廣，主要存在于含鞣質(zhì)的木本植物中。兒茶素中藥兒茶的主要成分，有4個光學(xué)異構(gòu)體，但在植物體中主要異構(gòu)體有2個，即（+）-兒茶素和（-）-表兒茶素。另外茶葉中也含有兒茶素。

　?。?）黃烷-3，4-二醇類：又稱為無色花色素類，如無色矢車菊素、無色飛燕草素和無色天竺葵素等。這類成分在植物界分布也很廣，尤以含鞣質(zhì)的木本植物和蕨類植物中多見。

　　6.花色素類

　?。?）結(jié)構(gòu)特點：基本母核的C環(huán)無羰基，1位氧原子以鹽形式存在，在中藥中多以苷的形式存在。

　?。?）花色素是使植物的花、果、葉、莖等呈現(xiàn)藍(lán)、紫、紅等顏色的色素，尤以矢車菊苷元、飛燕草苷元和天竺葵苷元以及它們所組成的苷最為常見。

　　二、黃酮類化合物的理化性質(zhì)

　　（一）性狀

　　1.形態(tài)

　　黃酮類化合物多為結(jié)晶性固體，少數(shù)（如黃酮苷類）為無定形粉末。

　　2.顏色

　　黃酮類化合物大多呈黃色，所呈顏色主要與分子中是否存在交叉共軛體系有關(guān)。

　?。?）黃酮、黃酮醇及其苷類多顯灰黃～黃色；

　?。?）查耳酮為黃～橙黃色；

　　（3）二氫黃酮、二氫黃酮醇及黃烷醇因2，3位雙鍵被氫化，交叉共軛體系中斷，幾乎為無色；

　?。?）異黃酮因B環(huán)連接在C環(huán)的3位，分子中缺少完整的交叉共軛體系，故僅顯微黃色。

　?。?）助色團(tuán)（-OH、-OCH₃等）的種類、數(shù)目以及取代位置對顏色也有一定影響在黃酮、黃酮醇分子中，尤其在7位或4′位引入-OH及-OCH₃等供電子基團(tuán)后，產(chǎn)生p-π共軛，促進(jìn)電子移位、重排，使共軛系統(tǒng)延長，化合物顏色加深。但-OH、-OCH₃引入分子結(jié)構(gòu)中其他位置，則對顏色影響較小。

　　（6）花色素的顏色可隨pH值不同而改變，一般pH＜7時顯紅色，pH為8.5時顯紫色，pH＞8.5時顯藍(lán)色。

　　（二）溶解性

　　黃酮類化合物的溶解度因結(jié)構(gòu)類型及存在狀態(tài)不同而有很大差異。

　　1.游離黃酮類化合物

　?。?）游離黃酮類化合物：一般難溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、氯仿、乙醚等有機(jī)溶劑及稀堿水溶液中。

　　（2）平面結(jié)構(gòu)：

　?、冱S酮、黃酮醇、查耳酮等為平面型分子，分子間引力較大，故難溶于水。

　　②二氫黃酮及二氫黃酮醇等，因分子中的C環(huán)具有近似于半椅式的結(jié)構(gòu)，系非平面型分子，分子間引力降低，故在水中溶解度稍大。

　?、郛慄S酮類化合物的B環(huán)受吡喃環(huán)羰基的立體阻礙，也不是平面型分子，故親水性比平面型分子增加。

　　④花色素類雖具有平面型結(jié)構(gòu)，但因以離子形式存在，具有鹽的通性，故親水性較強(qiáng)，水溶度較大。

　　（3）黃酮類化合物如分子中引入的羥基增多，則水溶性增大，脂溶性降低；而羥基被甲基化后，則脂溶性增加。

　　2.黃酮苷類

　?。?）黃酮類化合物的羥基苷化后，則水溶性增加，脂溶性降低。

　?。?）黃酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇等強(qiáng)極性溶劑，難溶或不溶于苯、氯仿、乙醚等親脂性有機(jī)溶劑。

　　（3）苷分子中糖基的數(shù)目多少和結(jié)合的位置，對溶解度亦有一定影響。

　?。ㄈ┧嵝?

　　1.黃酮類化合物因分子中多具有酚羥基，故顯酸性，可溶于堿性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。

　　2.黃酮類化合物的酸性強(qiáng)弱與酚羥基數(shù)目的多少和位置有關(guān)。

　　以黃酮為例，其酚羥基酸性由強(qiáng)至弱的順序是：7，4′-二OH＞7-或4′-OH＞一般酚羥基＞5-OH。

　?、?-和4′-位同時有酚羥基者，在p-π共軛效應(yīng)的影響下，使酸性增強(qiáng)而可溶于碳酸氫鈉水溶液；

　?、?-或4′-位上有酚羥基者，只溶于碳酸鈉水溶液，不溶于碳酸氫鈉水溶液；具有一般酚羥基者只溶于氫氧化鈉水溶液；

　　③僅有5-位酚羥基者，因可與4-位的羰基形成分子內(nèi)氫鍵，故酸性最弱。

　　3.黃酮類化合物的酸堿性可用于提取、分離及鑒定工作。

　?。ㄋ模╋@色反應(yīng)

　　1.還原反應(yīng)

　　（1）鹽酸-鎂粉反應(yīng)

　?、勹b定黃酮類化合物最常用的顏色反應(yīng)；

　?、诙鄶?shù)黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物顯紅～紫紅色，少數(shù)顯藍(lán)色或綠色，分子中特別是當(dāng)B-環(huán)上有-OH或-OH₃取代時，呈現(xiàn)的顏色亦即隨之加深。

　?、鄄槎?、橙酮、兒茶素類無該顯色反應(yīng)；

　?、墚慄S酮類除少數(shù)例外，也不顯色。

　?、葑⒁馐马棧豪么朔磻?yīng)進(jìn)行黃酮類化合物的鑒別時，需注意花色素類及部分橙酮、查耳酮類等單純在濃鹽酸酸性下也會發(fā)生顏色變化，出現(xiàn)假陽性結(jié)果。

　　操作：必要時需預(yù)先作空白對照實驗，即在供試液中不加鎂粉，而僅加入濃鹽酸進(jìn)行觀察，若產(chǎn)生紅色，則表明供試液中含有花色素類或某些橙酮或查耳酮類。

　　（2）鈉汞齊還原反應(yīng)

　?、俜椒ǎ簶悠返囊掖既芤褐屑尤脞c汞齊，放置數(shù)分鐘至數(shù)小時或加熱，過濾，濾液用鹽酸酸化。

　　②現(xiàn)象：黃酮、二氫黃酮、異黃酮、二氫異黃酮類顯紅色；黃酮醇類顯黃～淡紅色；二氫黃酮醇類顯棕黃色。

　　（3）四氫硼鈉還原反應(yīng)

　?、偎臍渑疴c（NaBH₄）是對二氫黃酮類化合物專屬性較高的一種還原劑，此反應(yīng)可在試管中或濾紙上進(jìn)行。

　?、诂F(xiàn)象：二氫黃酮類或二氫黃酮醇類被還原產(chǎn)生紅～紫紅色，其他黃酮類均為負(fù)反應(yīng)。

　　③應(yīng)用：可用于鑒別二氫黃酮類、二氫黃酮醇類和其他黃酮類化合物。

　　2.與金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng)

　　黃酮類化合物分子中若具有3-羥基、4-羰基或5-羥基、4-羰基或鄰二酚羥基等結(jié)構(gòu)，則可以與許多金屬鹽類試劑如鋁鹽、鋯鹽、鍶鹽等反應(yīng)，生成有色的絡(luò)合物或有色沉淀，有的還產(chǎn)生熒光。

　?。?）三氯化鋁反應(yīng)

　?、俜椒ǎ捍朔磻?yīng)可在濾紙、薄層上或試管中進(jìn)行。

　?、诂F(xiàn)象：生成的絡(luò)合物多呈黃色，置紫外燈下顯鮮黃色熒光，但4′-羥基黃酮醇或7，4′-二羥基黃酮醇顯天藍(lán)色熒光。

　?。?）鋯鹽-枸櫞酸反應(yīng)

　?、賾?yīng)用：利用此反應(yīng)鑒別黃酮類化合物分子中3-或5-OH的存在與否。

　?、诜椒ǎ菏侨悠?.5～1mg，用甲醇10ml溶解，加2%二氯氧鋯甲醇溶液1ml，若出現(xiàn)黃色，說明3-OH或5-OH與鋯鹽生成了絡(luò)合物。繼之再加入2%枸櫞酸甲醇溶液，如黃色不減褪，示有3-OH或3，5-二OH；如果黃色顯著減褪，示無3-OH，但有5-OH。

　?、墼恚阂驗?-羥基、4-羰基與鋯鹽生成的絡(luò)合物沒有3-羥基、4-羰基鋯絡(luò)合物穩(wěn)定。容易被弱酸分解。

　　此反應(yīng)也可在濾紙上進(jìn)行，得到的鋯鹽絡(luò)合物斑點多呈黃綠色并有熒光。

　?。?）氨性氯化鍶反應(yīng)

　　黃酮類化合物的分子中如果有鄰二酚羥基，則可與氨性氯化鍶試劑反應(yīng)，如產(chǎn)生綠色至棕色乃至黑色沉淀，則表示有鄰二酚羥基。

　?。?）三氯化鐵反應(yīng)

　　多數(shù)黃酮類化合物分子中含有酚羥基，能與三氯化鐵水溶液或醇溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，可呈現(xiàn)紫、綠、藍(lán)等不同顏色。

　　3.堿性試劑反應(yīng)

　　①現(xiàn)象：黃酮類化合物與堿性溶液可生成黃色、橙色或紅色等。

　?、趹?yīng)用：對于鑒別黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)類型有一定意義。還可幫助鑒別分子中某些結(jié)構(gòu)特征。

　　4.硼酸顯色反應(yīng)

　　5-羥基黃酮、6′-羥基查耳酮類化合物在無機(jī)酸或有機(jī)酸存在條件下，可與硼酸反應(yīng)，產(chǎn)生亮黃色。

　　①一般在草酸存在下顯黃色并具有綠色熒光。

　?、谠阼蹤此岜嬖诘臈l件下，則只顯黃色而無熒光。

　　5.五氯化銻反應(yīng)

　　①方法：樣品的無水四氯化碳溶液，加2%五氯化銻的四氯化碳溶液，若為查耳酮類醫(yī).學(xué)教育網(wǎng)搜集整理則生成紅色或紫紅色沉淀，而黃酮、二氫黃酮及黃酮醇類顯黃色至橙色，

　?、趹?yīng)用：查耳酮類與其他黃酮類化合物。

　　6.其他顯色反應(yīng)

　?、賾?yīng)用：Gibb′s反應(yīng)也可用于鑒別黃酮類化合物酚羥基對位是否被取代。 ②方法：將樣品溶于吡啶中，酚羥基對位未被取代者在加入Gibb′s試劑后即顯藍(lán)色或藍(lán)綠色。

　　顯色總結(jié)：

　?、貶Cl-Mg：多數(shù)黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物顯紅～紫紅色；

　?、谒臍渑疴c還原反應(yīng)：二氫黃酮類化合物專屬性較高；

　?、垆嘂}-枸櫞酸反應(yīng)：3-OH，5-OH；

　?、馨毙月然J反應(yīng)：鄰二酚羥基；

　?、菸迓然R：查耳酮。

　　三、提取分離

　　（一）提取

　　與溶解性、酸堿性等性質(zhì)有關(guān)

　　1.乙醇或甲醇提取法

　?。?）游離黃酮：高濃度：90%。

　?。?）黃酮苷：低濃度：60%。

　　（3）提取方法：冷浸法，回流提取法，滲漉法等。

　　2.熱水提取法

　?。?）范圍：黃酮苷，如蘆丁，黃芩苷等。

　?。?）優(yōu)點：成本低，無污染，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

　　3.堿性水或堿性稀醇提取法

　?。?）依據(jù)：酸性、酚羥基

　?。?）一般操作方法：堿溶酸沉法。

　?。?）常用溶劑：稀氫氧化鈉溶液和石灰水。

　　①稀氫氧化鈉溶液：浸出能力大，但提取出的雜質(zhì)也多。

　?、谑宜溲趸}水溶液）：含有多羥基的鞣質(zhì)醫(yī).學(xué)教育網(wǎng)搜集整理，或含有羧基的果膠、黏液質(zhì)等水溶性雜質(zhì)生成鈣鹽沉淀，不被溶出，有利于浸出液的純化；其缺點是浸出效果可能不如稀氫氧化鈉水溶液，且有些黃酮類化合物能與鈣結(jié)合成不溶性物質(zhì)，不被溶出。

　?、?%氫氧化鈉稀乙醇液浸出效果較好，但浸出液酸化后，析出的黃酮類化合物在稀醇中有一定的溶解度，故可能降低產(chǎn)品的收率。

　?。?）注意事項

　?、賶A濃度不宜過高，以免在強(qiáng)堿下加熱時破壞黃酮類化合物母核。

　?、诩铀崴峄瘯r，酸性也不宜過強(qiáng)，以免生成鹽，致使析出的黃酮類化合物又重新溶解，降低產(chǎn)品收率。

　?、郛?dāng)分子中有鄰二酚羥基時，應(yīng)加硼酸保護(hù)。

　?。ǘ┓蛛x

　　黃酮類化合物的初步分離主要根據(jù)極性差異、酸性強(qiáng)弱、分子量大小和有無特殊結(jié)構(gòu)等具體情況，采用適宜的分離方法。

　　單體的分離：色譜法。常用色譜方法：硅膠、聚酰胺、凝膠、反相C-18等。

　　1.溶劑萃取法

　　用水或不同濃度的醇提取得到的浸出物→回收溶劑使成糖漿狀或濃水液→用不同極性的溶劑進(jìn)行萃取→使游離黃酮與黃酮苷分離或使極性較大與極性較小的黃酮分離。

　　2.pH梯度萃取法

　?。?）范圍：適用于酸性強(qiáng)弱不同的游離黃酮類化合物的分離；

　?。?）方法：將樣品溶于有機(jī)溶劑（如乙醚）中→依次用5%NaHC03，可萃取出7，4′-二羥基黃酮；5%Na2C03可萃取出7-或4′-羥基黃酮；0.2%NaOH可萃取出具有一般酚羥基的黃酮；4%NaOH可萃取出5-羥基黃酮。

　　3.柱色譜法

　　硅膠、聚酰胺、氧化鋁、葡聚糖凝膠和纖維素粉等，其中以硅膠、聚酰胺最常用。葡聚糖凝膠常用于黃酮。

　　（1）聚酰胺柱色譜

　　特點：有較好的分離效果，且載樣量大，適合于制備性分離。

　　機(jī)理：“氫鍵吸附”，即聚酰胺的吸附作用是通過其酰胺羰基與黃酮類化合物分子上的酚羥基形成氫鍵締合而產(chǎn)生的。

　　吸附強(qiáng)度主要取決于：黃酮類化合物分子中酚羥基的數(shù)目與位置；溶劑與黃酮類化合物或與聚酰胺之間形成氫鍵締合能力的大小，溶劑分子與聚酰胺或黃酮類化合物形成氫鍵締合的能力越強(qiáng)，則聚酰胺對黃酮類化合物的吸附作用將越弱。

　　①分子中的酚羥基數(shù)目越多則吸附力越強(qiáng)，在色譜柱上越難以被洗脫。例如對桑色素的吸附力強(qiáng)于山柰酚。

　?、诋?dāng)分子中酚羥基數(shù)目相同時，酚羥基所處位置易于形成分子內(nèi)氫鍵，則其與聚酰胺的吸附力減小，易被洗脫下來。例如對大豆素的吸附力強(qiáng)于卡來可新。

　?、鄯肿觾?nèi)芳香化程度越高，共軛雙鍵越多，則吸附力越強(qiáng)，故查耳酮要比相應(yīng)的二氫黃酮吸附力強(qiáng)。例如對橙皮查耳酮的吸附力強(qiáng)于橙皮素。

　?、懿煌愋忘S酮類，被吸附強(qiáng)弱的順序為：黃酮醇＞黃酮＞二氫黃酮醇＞異黃酮。

　?、萦坞x黃酮與黃酮苷的分離。

　　若以含水移動相（如甲醇-水）作洗脫劑，黃酮苷比游離黃酮醫(yī).學(xué)教育網(wǎng)搜集整理先洗脫下來，且洗脫的先后順序一般是：叁糖苷＞雙糖苷＞單糖苷＞游離黃酮；若以有機(jī)溶劑（如氯仿-甲醇）作洗脫劑，結(jié)果則相反，游離黃酮比苷先洗脫下來。后者是不符合“氫鍵吸附”規(guī)律的，有人認(rèn)為這是由于聚酰胺具有“雙重色譜”性能之故。

　　上述規(guī)律也適用于黃酮類化合物在聚酰胺薄層色譜上的行為。

　　⑥洗脫溶劑的影響:在不同溶劑中聚酰胺與各類成分形成氫鍵的強(qiáng)弱不同

　　由弱至強(qiáng)的順序為：水＜甲醇或乙醇（濃度由低到高）＜丙酮＜稀氫氧化鈉水溶液或氨水＜甲酰胺＜二甲基甲酰胺（DMF）＜尿素水溶液。

　?。?）葡聚糖凝膠柱色譜

　?、賁ephadexG型及SephadexLH-20型凝膠常用于黃酮類化合物的分離。

　　②原理：分離游離黃酮時主要靠吸附作用，一般黃酮類化合物的酚羥基數(shù)目越多，與凝膠的吸附強(qiáng)度越大，越難洗脫；分離黃酮苷時主要靠分子篩作用，黃酮苷的分子量越大，越容易被洗脫。

　　四、實例

　?。ㄒ唬┗泵?

　　1.化學(xué)成分

　　槐米主要含有蘆丁和槲皮素等黃酮類化合物，還含少量皂苷類及多糖、黏液質(zhì)等。蘆丁是黃酮醇苷，以槲皮素為苷元。

　　2.理化性質(zhì)

　?。?）性狀：蘆丁為淺黃色粉末或極細(xì)微淡黃色針狀結(jié)晶，含3分子結(jié)晶水，加熱至185℃以上熔融并開始分解。

　?。?）溶解性：易溶于親水性有機(jī)溶劑及堿性有機(jī)溶劑等，不溶于親脂性溶劑，在熱水中溶解度高，冷水中析出。

　　3.提取分離

　?。?）提取方法：熱水提取，放冷析出。

　?。?）也可用石灰水和硼砂提取后酸化放置，析出蘆丁。

　?。ǘS芩

　　1.化學(xué)成分

　　黃芩主要含有黃芩苷、黃芩素、漢黃芩苷、漢黃芩素等，其中醫(yī).學(xué)教育網(wǎng)搜集整理黃芩苷為主要有效成分。黃芩苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)為5，6-二羥基-7-O-葡萄糖醛酸黃酮苷，苷元為黃芩素，化學(xué)結(jié)構(gòu)為5，6，7-三羥基黃酮。

　　2.理化性質(zhì)

　?。?）黃芩苷為淡黃色針晶，幾乎不溶于水，難溶于甲醇、乙醇、丙酮，可溶于含水醇和熱乙酸。

　?。?）溶于堿水及氨水初顯黃色，不久則變?yōu)楹谧厣?。?jīng)水解后生成的苷元黃芩素分子中具有鄰三酚羥基，易被氧化轉(zhuǎn)為醌類衍生物而顯綠色，這是黃芩因保存或炮制不當(dāng)變綠色的原因。

　　3.提取分離

　?。ㄈ└鸶?

　　1.化學(xué)成分

　　主要含有異黃酮類化合物，如葛根素、大豆素、大豆苷等。

　　2.提取分離

　?。?）葛根中分離大豆素、大豆苷及葛根素流程如下：

　　甲醇提取→濃縮水溶解→正丁醇萃?。傸S酮）→氧化鋁

　?。?）操作：葛根粉末用甲醇滲漉提取，回收甲醇，浸膏加水溶解，加正丁醇萃取，萃取液減壓回收正丁醇，得到葛根總黃酮。將葛根總黃酮溶解于用水飽和的正丁醇中，加到氧化鋁吸附柱上。用水飽和的正丁醇展開，再改用正丁醇-醋酸（10：1）繼續(xù)洗脫，分別收集各色層。檢識可得到大豆素、大豆苷、葛根素。