第5章苯丙素类化合物2doc.docx

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第四节木脂素

木脂素（lignans）是一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物，主要存在于植物的木部和树脂中，多数呈游离状态，少数与糖结合成苷。

木脂素类在自然界中分布较广，如国内外已对二十余种五味子属植物进行了研究，鉴定出150多种木脂素成分；从胡椒属植物中分出近30种木脂素化合物。

木脂素类化合物具有多方面生物活性，如五味子科木脂素成分五味子酯甲、乙、丙和丁（schisantherinA、B、C、D）能保护肝脏和降低血清GPT水平；从愈创木树脂中分得的二氢愈创木脂酸（dihydroguaiareticacid，DGA）是一个具有广泛生物活性的化合物，尤其是对合成白三烯的脂肪氧化酶和环氧化酶具有抑制作用；小檗科鬼臼属八角莲所含的鬼臼毒素类木脂素则具有很强的抑制癌细胞增殖作用。

一、木脂素的结构与分类

组成木脂素的单体有四种：

桂皮酸（cinnamicacid），偶有桂皮醛（cinnamaldehyde）；桂皮醇（cinnamylalcohol）；丙烯苯（propenylbenzene）和烯丙苯（allylbenzene）。

前两种单体的侧链γ-碳原子是氧化型的，而后两种单体的γ-碳原子是非氧化型的。

由于组成木脂素的C6-C3单体缩合位置不同及其侧链γ-碳原子上的含氧基团相互脱水缩合等反应，形成了不同类型的木脂素。

最早Haworth把C6-C3单元侧链通过β-碳聚合而成的化合物称为木脂素类，后来Gottlich把新发现的由其他位置连接生成的化合物称为新木脂素（neolignan）类。

近年来出现的另一种分类法是将由γ-氧化型苯丙素生成的木脂素称为木脂素类，而由γ-非氧化型苯丙素生成的木脂素称为新木脂素类，但按这一分类方法，原定义中有些化合物如奥托肉豆蔻脂素（otobain）应归属于新木脂素类。

本章按化学结构分类法，将木脂素分成下列几类：

　　1．简单木脂素（simplelignans）简单木脂素由两分子苯丙素仅通过β位碳原子（C8-C8/）连接而成。

此类化合物也是其它一些类型木脂素的生源前体。

二氢愈创木脂酸叶下珠脂素

二氢愈创木脂酸、叶下珠脂素（phyllanthin）是分别从愈创木树脂及珠子草（Phyllanthusniruri）中分得的简单木脂素类化合物。

２．单环氧木脂素（monoepoxylignans）单环氧木脂素结构特征是在简单木脂素基础上，还存在7-O-7′或9-O-9′或7-O-9′等四氢呋喃结构。

7-O-7′-环合9-O-9′-环合7-O-9′-环合

如恩施脂素（enshizhisu）是从翼梗五味子（Schisandrahenryi）中分离得到的7,7′位环氧；毕澄茄脂素（cubebin）是从毕澄茄（pipercubeba）果实中分得的9,9′位环氧的单环氧木脂素类。

而从中药祖师麻的原植物之一陕甘瑞香（Daphnetangatica）中分得的落叶松脂素（lariciresinol）则为7,9′位环氧的单环氧木脂素。

愈创木树脂中的愈创木酯酸（guaiaconicacid）也是一种有呋喃环结构的单环氧木脂素。

恩施脂素毕澄茄脂素

l－落叶松脂素愈创木酯酸

3．木脂内酯（lignanolides）木脂内酯的结构特征是在简单木脂素基础上，9、9／位环氧，C9为C＝O基。

木脂内酯常与其单去氢或双去氢化合物共存于同一植物中。

牛蒡子（Arctiumlappa）的主要成分牛蒡子苷（arctiin）和牛蒡子苷元（arctigenin）属于木脂内酯。

得自桧柏（JuniperusSabina）心材中的台湾脂素B（taiwaninB,又称桧脂素salvinin）和台湾脂素A（taiwaninA）都是侧链去氢的木脂内酯。

R=H牛蒡子苷元R=glc牛蒡子苷台湾脂素B台湾脂素A

4．环木脂素（cyclolignans）在简单木脂素基础上，通过一个苯丙素单位中苯环的6位与另一个苯丙素单位的7位环合而成的环木脂素。

此类又可进一步分成苯代四氢萘、苯代二氢萘及苯代萘等结构类型，自然界中以苯代四氢萘型居多。

如从中国紫杉（Taxuscuspidata）中分得的异紫杉脂素（isotaxiresinol）和从鬼臼属植物中分得的去氧鬼臼毒脂素葡萄糖酯苷都具有苯代四氢萘的结构，来自奥托肉豆蔻（Myristicaotoba）果实中的奥托肉豆蔻烯脂素（otoboene）具有苯代二氢萘的基本结构。



苯代四氢萘型苯代二氢萘型　苯代萘型

异紫杉脂素去氧鬼臼毒脂素葡萄糖酯苷奥托肉豆蔻烯脂素

5．环木脂内酯（cyclolignolides）环木脂内酯是环木脂素C9-C9′间环合成的内酯环。

按其内酯环上羰基的取向可分为上向和下向两种类型。

对于苯代萘内酯型环木脂内酯，上向的称4-苯代-2,3-萘内酯，下向的称为1-苯代-2,3-萘内酯。

如l-鬼臼毒脂素（l-podophyllotoxin）及其葡萄糖苷属1-苯代-2,3-萘内酯；赛菊芋脂素（helioxanthin）属4-苯代-2,3-萘内酯。

4-苯代-2,3-萘内酯1-苯代-2,3-萘内酯

R=Hl-鬼臼毒脂素赛菊芋脂素

R=glcl-鬼臼毒脂素-β-O-葡萄糖苷

6．双环氧木脂素（bisepoxylignans）这是由两分子苯丙素侧链相互连接形成两个环氧（即具有双骈四氢呋喃环）结构的一类木脂素，存在许多光学异构体。

常见的有以下4种光学异构体。

对映体对映体

Ar为芳香基

从连翘中分得的连翘脂素（phillygenol）及连翘苷（phillyrin），刺五加中的丁香脂素（syringaresinol），细辛中的l-细辛脂素（l-asarinin）都是双环氧木脂素。

连翘脂素R=H

连翘苷R=glc

丁香脂素l-细辛脂素

7．联苯环辛烯型木脂素（dibenzocyclooctenelignans）这类木脂素的结构中既有联苯的结构，又有联苯与侧链环合成的八元环状结构。

至今已发现60多个化合物，其主要来源是五味子属植物。

如五味子醇（schizandrol），五味子素（schizandrin）。

研究表明五味子的降转氨酶作用与其中所含有的联苯环辛烯型木脂素有关，且其含量与降GPT作用成正比。

联苯环辛烯型R=H五味子醇厚朴酚和厚朴酚

R=CH3五味子素

8．联苯型木脂素（biphenylenelignans）这类木脂素中两个苯环通过3-3′直接相连而成，其侧链为未氧化型。

从中药厚朴树皮中分到的厚朴酚（magnolol）及日本厚朴树皮中的和厚朴酚（honokiol）是典型的联苯型木脂素。

9．其他类近年来，从中药及天然药物中分离得到一些化学结构不属于以上八种类型结构的木脂素，本书统称为其他木脂素。

如得自澳大利亚植物Eupomatialaurica树皮中的eupomatene是苯环与侧链连接后形成呋喃氧环的一类木脂素。

樟科植物中分得的burchellin与eupomatenoids相似，只是呋喃环的形成位置不同。

eupomateneburchellin

具有保肝作用的水飞蓟素（silymarin）既具有木脂素结构，又具有黄酮结构，作为保肝药物，临床上用以治疗急性、慢性肝炎和肝硬化。

水飞蓟素

牛蒡根中的拉帕酚A（lappaolA）、拉帕酚B（lappaolB）都是由3分子C6-C3单体缩合而成，有人建议将这种三聚物的木脂素作为倍半木脂素（sesquilignans）。

拉帕酚A拉帕酚B

三白草属植物Saururuscernuus的毒性成分saucerneol、manassantinA和manassantinB属于四氢呋喃型的三聚和四聚木脂素。

saucerneol

R=OCH3manassantinA

R=OCH2OmanassantinB

　　二、木脂素的理化性质

　　1．性状及溶解度　多数木脂素化合物是无色结晶，一般无挥发性，少数具升华性，如二氢愈创木脂酸。

游离木脂素多具有亲脂性，一般难溶于水，易溶于苯、乙醚、氯仿及乙醇等有机溶剂，具有酚羟基的木脂素类可溶于碱性水溶液中。

木脂素苷类水溶性增大。

2．光学活性与异构化作用　木脂素常有多个手性碳原子或手性中心，大部分具有光学活性，遇酸易异构化。

例如天然鬼臼毒脂素具有苯代四氢萘环和2α，3β的反式构型的内酯环结构，其抗癌活性与分子中C1-C2顺式和C2-C3反式的构型有关，在光学活性上为左旋性[α]D－133°。

如在碱溶液中其内酯环很容易转变为2β，3β的顺式结构，所得异构体苦鬼臼脂素（picropodophyllin）的旋光性为右旋性[α]D+9°，即失去抗癌活性。

鬼臼毒脂素苦鬼臼脂素

此外，双环氧木脂素类常具有对称结构，在酸的作用下，呋喃环上的氧原子与苄基碳原子之间的键易于开裂，在重新闭环时构型即发生了变化。

例如从麻油的非皂化物中提得的右旋d-芝麻脂素（d-sesamin）在盐酸乙醇中加热时，部分转变为立体异构体d-表芝麻脂素（d-episesamin），即d-细辛脂素（d-asarinin）而达平衡。

又如左旋的l-表芝麻脂素（或l-细辛脂素）来自于细辛根中，在盐酸乙醇中加热，即部分转变为立体异构体左旋的l-芝麻脂素而达到平衡。

d-芝麻脂素d-细辛脂素

l-芝麻脂素l-细辛脂素

由于木脂素生理活性常与手性碳的构型有关，因此在提取分离过程中应注意操作条件，尽量避免与酸、碱接触，以防止其构型的改变。

　　三、木脂素的提取与分离

　　1．溶剂法　游离的木脂素亲脂性较强，能溶于乙醚等低极性溶剂，在石油醚和苯中溶解度比较小。

木脂素苷类极性较大，可按苷类的提取方法提取，如用甲醇或乙醇提取。

一般常将药材先用乙醇或丙酮提取，提取液浓缩成浸膏后，用石油醚、乙醚、乙酸乙酯等依次萃取，可得到极性大小不同的部位。

木脂素在植物体内常与大量的树脂状物共存，在用溶剂处理过程中容易树脂化，这是在提取分离过程中需要注意解决的问题。

　　2．碱溶酸沉法　某些具有酚羟基或内酯环结构的木脂素可用碱水溶解，碱水液加酸酸化后，木脂素游离又沉淀析出，从而达到与其它组分分离目的。

但应注意避免产生异构化而使木脂素类化合物失去生物活性。

　　3．色谱法　木脂素的进一步分离还需要依靠色谱分离法。

常用吸附剂为硅胶和中性氧化铝，洗脱剂可根据被分离物质的极性，选用石油醚-乙醚、氯仿-甲醇等溶剂洗脱。

随着新技术的发展，最近有学者用超临界CO2萃取法提取分离五味子中的木脂素成分，超临界CO2萃取法与传统的提取分离法相比，没有有机溶剂残留，而且大大简化了工艺。

　　四、木脂素的检识

1．理化检识　木脂素分子中常有一些功能基如酚羟基、亚甲二氧基及内酯结构等，可利用这些功能基的性质和反应进行木脂素的检识，如用三氯化铁反应检查酚羟基的有无。

如下所述，因木脂素类化合物常含有亚甲二氧基，故也可用Labat反应来检查亚甲二氧基的存在与否等。

在Labat反应中，具有亚甲二氧基的木脂素加浓硫酸后，再加没食子酸，可产生蓝绿色。

如以变色酸代替没食子酸，并保持温度在７０～８０℃２０分钟，可产生蓝紫色，此反应称为Ecgrine反应，其反应机理与Labat反应相同。

但总的来说，木脂素没有特征性的理化检识反应。

2．色谱检识　木脂素类成分一般具有较强的亲脂性，常用硅胶薄层色谱，展开剂一般以亲脂性的溶剂如苯、氯仿、氯仿-甲醇（9∶1）、氯