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黄酮类化合物理化性质

时间:2017-06-12 16:13
来源:研究小组
作者:admin
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内容介绍
黄酮类化合物多为结晶类固体,少数(如黄酮苷类)为无定形粉末。游离的各种苷元母核中,除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外,其余则无光学活性。苷类由于在结构中引入糖的分子,故查耳酮为黄—橙黄色,而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类,因不具有交叉共轭体系或共轭链短,故不显色(二氢黄酮及二氢黄酮醇)或显微黄色(异黄酮)。显然,在上述黄酮、黄酮醇分子中,尤其在7位及4’位引入-OH、-OCH3,引入其他位置则影响较小。花色素及其苷元的颜色随pH不同而改变,一般显红(pH<7)、紫(pH=8.5)蓝(pH>8.5)等颜色。
1    溶解性
黄酮类化合物的溶解度因结构及存在状态(苷和苷元、单糖苷、双糖苷或三糖苷)不同而有很大差异。一般游离苷元难容或不溶于水,易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、等有机溶剂及稀碱水溶液中。其中黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面性强的分子,因分子与分子排列紧密,分子间引力较大,故更难溶于水;而二氢黄酮及二氢黄酮醇等,因系非平面性分子,故分子与分子间排列不紧密,分子间引力降低,有利于水分子进入,溶解度稍大。
黄酮类苷元分子中引入羟基,将增加在水中的溶解度;而羟基经甲基化以后,则增加在有机溶剂中的溶解度。
黄酮类化合物的羟基糖苷化以后,水中溶解度即相应增大,而在有机溶剂的溶解度则相应减小,黄酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂中;但难溶或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。糖链越长,则水中的溶解度越大。
另外,糖的结合位置不同,对苷的水中溶解度也有一定影响。

 
2   酸性与碱性
2.1       酸性
黄酮类化合物因分子中具有酚羟基,故显酸性,可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。由于酚羟基数目及位置不同,酸性强弱也不同,以黄酮为例,其酚羟基酸性强弱顺序依次为:7,4-二羟基>7或4’-羟基>一般酚羟基>5-羟基
2.2       碱性
7-吡喃环上的1位氧原子,因有未共用的电子对,故表现微弱的碱性,可与强无机酸生成盐,但生成的佯盐极不稳定,加水后即可分解。
黄酮类化合物溶于浓硫酸中生成的佯盐,常常表现出特殊的颜色,可用于鉴别某些甲氧基黄酮溶于浓盐酸中显深黄色,且可与生物碱沉淀试剂生成沉淀。

 
3   显色反应
黄酮类化合物的颜色反应多与分子中的酚羟基及Y-吡喃酮环有关。
3.1       还原显色反应
盐酸-镁粉(或锌粉)反应,这是鉴定黄酮类化合物常用的颜色反应。方法是将样品溶于1.0 ml甲醇或乙醇中,加入少许镁粉(或锌粉)振摇,滴加几滴浓盐酸,1-2 min内(必要时加热)即可显色,少数显紫至蓝色,当B环上有-OH或-OCH3取代时,呈现的颜色随之加深,但查耳酮、橙酮、儿茶素类则无该显色反应,异黄酮类除少数例外,也不显色。由于花青素及部分橙酮、查耳酮等在单纯浓盐酸中也会发生色变,故须预先作空白对照试验,另外,在用植物粗提取液进行预试时,为了避免提取液本身颜色的干扰,可注意观察加入浓盐酸后升起的泡沫颜色。盐酸-镁粉反应的机理过去解释为由于生成了花色苷元所致,现在认为是因为生成了阳碳离子缘故。
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,其他黄酮类化合物均不显色,可与之区别。方法是在试管中加入0.1ml含有样品的乙醇液,再加等量2%NaBH4的甲醇液,一分钟后,加浓盐酸或者浓硫酸数滴,生成紫色至紫红色。
3.2       金属盐类的试剂的络合反应
黄酮类化合物中常含有下列结构单元,故常可与铝盐、铅盐、诸盐、镁盐等试剂反应,生成有色络合物。
铝盐
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,可用于定性及定量分析
铅盐
常用工业醋酸铅及碱式醋酸铅水溶液,可生成黄色至红色沉淀。黄酮类化合物与铅盐生成沉淀的色泽,因羟基数目及位置不同而异。其中,醋酸铅只能与分子中具有二酚羟基或兼有3-羟基、4-酮基或5-羟基、4-酮基结构的化合物反应生成沉淀。但碱式醋酸铅的沉淀能力要大的多,一般酚类化合物均可与其发生沉淀,依次不仅可用于鉴定,也可以用于提取与分离工作。
锆盐
多用2%二氯氧锆甲醇溶液,黄酮类化合物分子中有游离的3-或5-羟基存在时,均可与该试剂反应生成黄色的锆络合物。但两种锆络合物对酸的稳定性不同。3-羟基,4-酮基络合物的极性比5-羟基,4-酮基络合物的稳定性强,故当反应液中接着加入枸橼酸后,5-羟基黄酮的黄色溶液显著褪色,3-羟基黄酮溶液仍呈鲜黄色。
镁盐
常用醋酸镁甲醇溶液为显色剂,试验时在纸上滴加一滴供试液,喷以醋酸镁溶液的甲醇溶液,加热干燥,在紫外灯下观察。二氢黄酮、二氢黄酮醇类可显天蓝色荧光,若具有C3-OH,色泽更为明显,而黄酮,黄酮醇及异黄酮类等则显黄-橙黄-褐色。
氯化锶
在氨性甲醇溶液中,氯化锶可与分子中具有邻二酚羟基结构的黄酮类化合物生成绿色至棕色乃至黑色沉淀,具有邻二酚羟基的黄酮类化合物与氯化锶的反应试验时,取约0.1mg检品置小试管中,加入1.0甲醇使溶解,加入三滴0.01 mol/L。氯化铝的甲醇溶液,再加三滴已用氨蒸汽饱和的甲醇溶液,注意观察有无沉淀生成。
三氯化铁
三氯化铁水溶液或醇溶液为常用的酚类显色剂,多数黄酮类化合物分子中含有酚羟基,故可产生阳性反应,但一般在含有氢键缔合的酚羟基时,才呈现明显反应。
3.3       碱性显色反应
在日光灯及紫外光下,通过纸斑反应,官产样品用碱性试剂处理后的颜色变化情况,对于鉴别黄酮类化合物有一定的意义。其中,用氨蒸汽处理后呈现的颜色置空气中却不褪色,此外,利用碱性试剂的反应还可以帮助鉴别分子中某些结构特征。
 
4    黄酮类化合物的色谱分析
4.1       纸色谱法
纸色谱法适合分离检视各种类型黄酮类化合物,包括苷和苷元,用双向纸色谱分离检视黄酮类化合物。
4.2       薄层色谱法
薄层色谱法仍是分离和检视出植物粗提取中黄酮类化合物的重要方法之一。一般采取吸附薄层,吸附剂大多用硅胶和聚酰胺,硅胶薄层主要用于分离大多数苷元,也可用于分离苷。
4.3       高效液相色谱法
黄酮类成分的色谱条件可分为正相色谱和反相色谱二类,正相色谱采用硅胶为固定相,亲脂性溶剂为流动相,主要检视亲脂性较强的黄酮,也可采用氢基键合担体为固定相。反相色谱多用C18键合柱为担体,流动相常用甲醇-水或乙腈-水,或甲醇-乙腈-水,有时以一定pH的酸水或缓冲溶液代替水加入。
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