1

第 5 章 黄酮类化合物波谱学特征

厦门大学医学院药学系丘鹰昆

22

四、黄酮类化合物的四、黄酮类化合物的 11H-NMRH-NMR

黄酮黄酮 BB 环环 δδH H > 3-H > A> 3-H > A 环环

原因：原因： AA 环常为隐间苯三酚结构环常为隐间苯三酚结构 >C=O>C=O 离离 AA 环近，使环近，使 AA 环电子云环电子云 >B>B 环环 CC 环的去屏蔽作用对环的去屏蔽作用对 BB 环作用环作用 >A>A 环环

5-H5-H ：所受去屏蔽作用强烈：所受去屏蔽作用强烈 δδHH≈8≈8

6, 8-H6, 8-H ：常在最高场，而：常在最高场，而 δδH-8H-8 > δ > δH-6H-6 ，因为，因为H-8H-8 所受所受 CC 环去屏蔽作用更强些环去屏蔽作用更强些

1313C-NMRC-NMR 中则相反中则相反 二氢黄酮二氢黄酮 δδH-8H-8 ≈ δ ≈ δH-6H-6 ，因为，因为 CC 环非共轭环非共轭

3-H3-H ：有时和：有时和 H-8H-8 ，， H-6H-6 较接近，但为单峰较接近，但为单峰

O

O

OH

OH

OH

33

黄酮类化合物的黄酮类化合物的 11H-NMRH-NMR

DMSODMSO 作为溶剂时，活泼质子的作为溶剂时，活泼质子的信号也能作为参考信号也能作为参考 5-OH: ~12.405-OH: ~12.40 7-OH: ~10.937-OH: ~10.93 3-OH: ~9.703-OH: ~9.70 4’-OH: ~9.704’-OH: ~9.70 3’-3’- 及其它及其它 OH: ~9.10OH: ~9.10 或更高场或更高场

77

黄酮类化合物的黄酮类化合物的 11H-NMRH-NMR

二氢黄酮二氢黄酮 构型：大多为构型：大多为 22SS 型，即型，即 2-ph2-ph 在在 ee 键键 特征：特征：

2-H2-H ： ： δδHH ~5.20 (1H ~5.20 (1H ，， dd, J=11.0, 4.0)dd, J=11.0, 4.0) 3-H3-Ha a ： ： δδHH ~2.80 (1H ~2.80 (1H ，， dd, J=11.0, 17.0 )dd, J=11.0, 17.0 ) 3-H3-He e ： ： δδHH ~2.80 (1H ~2.80 (1H ，， dd, J=17.0, 4.0)dd, J=17.0, 4.0)

O

O

H2

H3-e

H3-a

99

黄酮类化合物的黄酮类化合物的 11H-NMRH-NMR

二氢黄酮醇二氢黄酮醇 构型：构型： 2-ph2-ph 与与 3-OH3-OH 在大多在大多 ee 键 键 (2(2RR, 3, 3RR 型型 ) ) ，，

但可能为但可能为 (2(2SS, 2, 2SS)) 型型 特征：特征：

2-H2-H ：： δδHH ~4.90 (1H ~4.90 (1H ，， d, J=11.0)d, J=11.0)

3-H3-H ：： δδHH ~4.30 (1H ~4.30 (1H ，， d, J=11.0)d, J=11.0)

O

O

H2

OH

H3

O

O

H2

H3

OH

(2R, 3R) (2S, 3S)

1111

黄酮类化合物的黄酮类化合物的 11H-NMRH-NMR

异黄酮异黄酮 2-H2-H ： ： δδHH = 8.5~8.7 (1H = 8.5~8.7 (1H ，， s)s)

查耳酮查耳酮 HHαα ：： δδHH = 6.70~7.40 (1H, d, J = 6.70~7.40 (1H, d, J

=17.0)=17.0) HHββ ：： δδHH = 7.30~8.10 (1H, d, J = 7.30~8.10 (1H, d, J

=17.0)=17.0) 二氢查耳酮二氢查耳酮

HHαα ：： δδHH = ~3.2 (2H, t, J=7.0) = ~3.2 (2H, t, J=7.0) HHββ ：： δδHH = ~2.8 (2H, t, J=7.0) = ~2.8 (2H, t, J=7.0)

AuronesAurones δδH-3H-3 = 6.37~6.94 (1H, s) = 6.37~6.94 (1H, s)

O

O

OH

O

O

O

1313

4’-4’- 甲氧基甲氧基 -4--4- 羟基羟基 -- 查耳酮 查耳酮 (CD(CD33OO

D)D)

8.10 (1H, d, J=16 Hz)8.10 (1H, d, J=16 Hz) 8.01 (2H, d, J=9.0 8.01 (2H, d, J=9.0

Hz)Hz) 7.66 (2H, d, J=9.0 7.66 (2H, d, J=9.0

Hz)Hz) 7.62 (1H, d, J=16 Hz)7.62 (1H, d, J=16 Hz) 6.93 (2H, d, J=9.0 6.93 (2H, d, J=9.0

Hz)Hz) 6.48 (2H, d, J=9.0 6.48 (2H, d, J=9.0

Hz)Hz) 3.95 (3H, s)3.95 (3H, s)

-H-H 2’, 6’-H2’, 6’-H 2, 6-H2, 6-H -H-H 3, 5-H3, 5-H 3’, 5’-H3’, 5’-H 4’-OCH4’-OCH33

O

H3CO

OH

1

23

4

56

1'

2'3'

4'5'

6'

1616

黄酮苷的黄酮苷的 11H-NMRH-NMR

糖端基质子糖端基质子 JJ 值用于判断其的构型值用于判断其的构型 JJ1-21-2≈7.0≈7.0 ：： ββ 型型 JJ1-21-2≈3.0≈3.0 ：： αα 型型 仅限于仅限于 2-OH2-OH 处于处于 aa 键的糖键的糖

糖与黄酮成苷，常于糖与黄酮成苷，常于 3,7,4’-3,7,4’- ，利用糖端基质子的，利用糖端基质子的 δδHH 值可值可判断其构型判断其构型 ββ 型：型： 3-3- 成苷，成苷， δδHH > 5.3 > 5.3 ； ； 4’-4’- 成苷，成苷， δδHH < 5.2 < 5.2 αα 型：无论型：无论 3-3- 或或 4’-4’- 成苷，成苷， δδHH ~ 4.0 ~ 4.0 因为因为 3-3- 成苷的成苷的 ββ 型端基质子与型端基质子与 >C=O>C=O 、、 C-OC-O 键共平面，受键共平面，受 >>

C=OC=O 的影响为去屏蔽作用，的影响为去屏蔽作用， δδHH ↑ ↑ 双糖苷：外侧糖离母核远，受各向异性影响小，双糖苷：外侧糖离母核远，受各向异性影响小， δδHH ↓ ↓

O

O

OO

HOH OHO

H

OH

O O

HOH OHOH

OH

O

O

O

O O

H

OH

OHOH

OH

OOH

OHOH OH

H

1717

五、黄酮类化合物的五、黄酮类化合物的 1313C-NMRC-NMR

>C=O>C=O 的的 δδCC

是否存在交叉共轭体系是否存在交叉共轭体系 2-2- 与与 3-C3-C 属于属于 spsp33 杂化杂化 CC 时时 查耳酮虽然查耳酮虽然 2,3-C2,3-C 为为 spsp22 杂化杂化 CC ，但，但

无交叉共轭体系无交叉共轭体系 存在交叉共轭体系的，存在交叉共轭体系的， δδCC 向高场位移向高场位移

13~2013~20 5-OH(5-OH( 能够形成能够形成 HH 键键 )) 是否存在是否存在

存在存在 5-OH5-OH 时，时， δδCC 向低场位移向低场位移 3~63~6

1818

黄酮类化合物的黄酮类化合物的 1313C-NMRC-NMR

2-C2-C 的的 δδCC 取决于取决于 CC 环氧化程度的不同环氧化程度的不同

δδC-2C-2 ：二氢异黄酮 ：二氢异黄酮 << 二氢黄酮 二氢黄酮 << 二氢二氢黄酮醇 黄酮醇 < < 查耳酮 查耳酮 < < 黄酮醇 黄酮醇 < < 橙酮 橙酮 < < 异黄酮 异黄酮 < < 黄酮黄酮

周围含周围含 OO 取代基有无取代基有无 尤其是二氢黄酮尤其是二氢黄酮 (( 醇醇 )) ，若，若 BB 环存在环存在

2’2’ 或或 6’6’ 位位 -OR-OR 取代基时，取代基时， δδCC ↓ >3.9 ↓ >3.9 3-OH3-OH 对对 2-C2-C 的影响：的影响：

2,3-C2,3-C 之间为双键：之间为双键： δδ2-C2-C ↓ ~15 (+C) ↓ ~15 (+C) 2,3-C2,3-C 之间为单键：之间为单键： δδ2-C2-C ↑ 2~7 (-I) ↑ 2~7 (-I)

O

O

OH

O

OH

OH

1919

利用利用 1313C-NMRC-NMR 判断黄酮的类型判断黄酮的类型观察 >C=O 峰观察 >C=O 峰

174.1~183.5174.1~183.5 189.0~198.8189.0~198.8

黄酮 ( 醇 )异黄酮，橙酮黄酮 ( 醇 )

异黄酮，橙酮二氢黄酮 ( 醇 )

查耳酮，二氢异黄酮二氢黄酮 ( 醇 )

查耳酮，二氢异黄酮

142.0~155.4142.0~155.4 158.2~165.4 (s)158.2~165.4 (s) 70.7~84.570.7~84.5 135.1~145.2 (d)135.1~145.2 (d)

~138.0 (s)黄酮醇

~138.0 (s)黄酮醇

112.3~125.9 (s)异黄酮

112.3~125.9 (s)异黄酮

~112.0 (d)橙酮

~112.0 (d)橙酮

42.3~44.3 (t)二氢黄酮

42.3~44.3 (t)二氢黄酮

~71.2 (d)二氢黄酮醇~71.2 (d)

二氢黄酮醇

44.6~52.3 (d)二氢异黄酮

44.6~52.3 (d)二氢异黄酮

黄酮黄酮 查耳酮查耳酮

20

NMR 解析实例

21

1H-NMR of Quercetin (Actn-d6, 270 MHz, MW: 302)

12.0 11.5 11.0 10.5 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5

1.051.061.071.081.00

6.26

6.27

6.52

6.53

6.98

7.01

7.68

7.69

7.71

7.72

7.83

7.84

12.1

6

7.8 7.7 7.6 7.5 7.4 7.3 7.2 7.1 7.0 6.9 6.8 6.7 6.6 6.5 6.4 6.3 6.2

1.051.061.071.081.13

6.26

6.27

6.52

6.53

6.98

7.01

7.68

7.69

7.71

7.72

7.83

7.84

5-OH

B 环 3’, 4’-OH 取代A 环 8, 6-H

黄酮醇OOH

OH O

OH

OH

OH

22175 170 165 160 155 150 145 140 135 130 125 120 115 110 105 100 95

94.2

9 (8

)

98.9

8 (6

)

103.

98 (

10)

115.

57 (

2')

116.

02 (

5')

121.

24 (

6')

123.

57 (

1')

136.

52 (

3)

145.

54 (

3')

148.

06 (

4')

155.

17 (

2)15

7.48

(5)

162.

03 (

9)

164.

63 (

7)

176.

24 (

4)13C-NMR of Quercetin (Actn-d6, 270 MHz)

OOH

OH O

OH

OH

OH

23

1H-NMR of Rutin (270 MHz, DMSO-d6, MW: 610)

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

3.002.417.522.891.981.041.032.010.850.790.730.96

0.00

0.98

1.01

2.50

2.50

3.07

3.22

3.25

3.27

3.30

3.33

3.39

3.44

3.69

4.38

5.08

5.10

5.12

5.30

5.33

5.36

6.20

6.38

6.83

6.86

7.53

7.55

9.19

9.68

10.8

3

12.5

9

5-OH

7-OH

鼠李糖特征信号：1.00 (d, J=

6~7 H

z)

4’ (or 3-)3’-OH

24

7.5 7.4 7.3 7.2 7.1 7.0 6.9 6.8 6.7 6.6 6.5 6.4 6.3 6.2 6.1

1.041.001.032.01

6.19

6.20

6.38

6.39

6.83

6.84

6.85

6.86

7.53

7.54

7.55

7.56

OOH

OH O

O

O

O

25

13C-NMR of Rutin (270 MHz, DMSO-d6)

170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20

17.5

9

38.3

438

.63

38.9

539

.25

39.5

639

.87

66.7

568

.00

69.7

570

.13

70.3

171

.58

73.8

175

.65

76.1

8

93.3

198

.38

100.

4410

0.87

103.

66

114.

8911

5.93

120.

8312

1.25

132.

92

144.

3514

8.00

156.

0015

6.21

160.

7916

3.63

176.

92

鼠李糖特征信号：17.59

糖区

进一步放

大分析

C 的数目为： 27 (15+12) ，推测有两个 6C糖

26

A 环 6,8-C

93.31

98.38

100.44

100.87

13C-NMR of Rutin (270 MHz, DMSO-d6)

77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66

66.7

5

68.0

0

69.7

5

70.1

370

.31

71.5

8

73.8

175.6

5

76.1

8

1 2 3 4 5 6

β-D-glucopyranose 96.7 75.1 76.8 70.6 76.8 61.7

α-D-glucopyranose 92.9 72.5 73.8 70.6 72.3 61.6

α-L-rhamnopyranose 95.1 71.9 71.1 73.3 69.4 17.9

β-L-rhamnopyranose 94.6 72.5 73.9 72.9 73.2 17.9

OOOOH

OHOHOH

OH

OH

O

27

其余连 O 碳无明显位移

13C-NMR of Rutin & Quercetin1

64

.63

(7

)

16

2.0

3 (

9)

15

7.4

8 (

5)

15

5.1

7 (

2)

14

8.0

6 (

4')

14

5.5

4 (

3')

13

6.5

2 (

3)

quercetin

16

3.6

3 (

7)

16

0.7

9 (

9)

15

6.2

1 (

5)

15

6.0

0 (

2)

14

8.0

0 (

4')

14

4.3

5 (

3')

13

2.9

2 (

3)

rutin

C 环 3-C (α-C) 向高场位移

C 环 2-C (β-C) 向低场位移

28

端基质子判断糖的构型

5.40 5.35 5.30 5.25 5.20 5.15 5.10 5.05 5.00

1.981.000.97

1''

5.08

5.10

5.12

5.30

5.33

(1'

')

5.36

O

O

O

OH

OH

OH

OH

OOO

CH3

OH

OH OH

OH

OH

OH

29

Structure of Rutin

O

O

O

OH

OH

OH

OH

OOO

CH3

OH

OH OH

OH

OH

OH

30

tectoridin (DMSO-d6, 400 MHz)

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3

1.081.111.031.041.022.022.000.981.010.97

3.2

83

.30

3.3

23

.33

3.4

33

.45

3.7

03

.76

4.5

54

.57

5.0

25

.03

5.0

75

.08

5.0

85

.37

5.3

8

6.8

06

.82

6.8

36

.83

6.8

7

7.3

77

.38

7.4

0

8.4

2

9.5

5

12

.90

5-OH

-OH

Isoflavonoid, 2-H

-OC

H3

31

tectoridin (DMSO-d6, 400 MHz)

7.45 7.40 7.35 7.30 7.25 7.20 7.15 7.10 7.05 7.00 6.95 6.90 6.85 6.80 6.75

2.021.022.00

6.8

06

.80

6.8

16

.82

6.8

36

.83

6.8

7

7.3

77

.37

7.3

87

.40

B 环 4’-O 取代

A 环 8-H

32

tectorigenin ( 苷元 , DMSO)

176 168 160 152 144 136 128 120 112 104 96 88 80 72 64

59.9

1

93.8

5

104.

78

115.

03

121.

2012

1.75

130.

1413

1.4115

2.7215

3.2315

4.05

157.

3715

7.56

180.

52

8-C

6-OCH3

6-C

O

OH OOH

H3CO

OH

33

tectorigenin ( 苷元 , DMSO)

157.5 157.0 156.5 156.0 155.5 155.0 154.5 154.0 153.5 153.0 152.5

152.

72 (5

)

153.

23 (4

)

154.

05 (2

)

157.

37 (4

')

157.

56 (7

)

O

OH OOH

H3CO

OH

34176 168 160 152 144 136 128 120 112 104 96 88 80 72 64

60.2

260.6

269.6

3

73.0

9

76.6

777.2

4

93.9

9

100.1

5

106.4

3

115.0

3

120.9

9122.0

2

130.0

9132.4

5

152.3

9152.8

4154.5

8156.5

6157.4

1

180.7

1

>C=O

Glc1-C

Glc-

8-C

6-OCH3

6-C9-C3, 1’-C

OO

OH

OH

OH

OH

O

OH O

H3CO

OH

35

苷元、苷的化学位移比较

159.5 159.0 158.5 158.0 157.5 157.0 156.5 156.0 155.5 155.0 154.5 154.0 153.5 153.0 152.5 152.0 151.5 151.0 150.5ppm

15

7.5

6 (

7) 15

7.3

7 (

4')

15

4.0

5 (

2)

15

3.2

3 (

4)

15

2.7

2 (

5)

159.5 159.0 158.5 158.0 157.5 157.0 156.5 156.0 155.5 155.0 154.5 154.0 153.5 153.0 152.5 152.0 151.5 151.0 150.5ppm

15

7.4

1 (

4')

15

6.5

6 (

7)

15

4.5

8 (

2)

15

2.8

4 (

9)

15

2.3

9 (

5)

A 环 7-C (α-C) 向高场位移

B 环 4’-C 的 β-C 无位移

36

苷元、苷的化学位移比较13

1.41

130.

14

121.

7512

1.20

115.

03

104.

78

93.8

5

134 132 130 128 126 124 122 120 118 116 114 112 110 108 106 104 102 100 98 96 94 92 90 88 86ppm

132.

45 (

6)

130.

09 (

2',

6')

122.

02 (

1')

120.

99 (

3)

115.

03 (

3',

5')

106.

43 (

10)

100.

15 (

1'')

93.9

9 (8

)

A 环 7- 的 β-C 向低场位移B 环 4’-C 的 β-C 无位移

37

苷化位移的特例：碳苷

168 160 152 144 136 128 120 112 104 96 88 80 72 64

60.6

6 (6

''')

61.3

8 (6

'')69

.67

(4'''

)70

.47

(4'')

70.7

3 (3

'')73

.22

(2'''

)73

.41

(2'')

76.5

9 (5

''')

77.0

1 (3

''')

78.7

3 (1

'')81

.80

(5'')

100.

36 (

1''')

112.

66 (

8)11

5.11

(6)

115.

95 (

3',

5')

116.

72 (

10)

122.

68 (

1')

125.

49 (

3)12

6.22

(5)

129.

90 (

2',

6')

153.

09 (

2)15

6.17

(9)

157.

06 (

4')

161.

30 (

7)

174.

76 (

4)

O

OH

OH

OH

OHO

O

OH

O

O

OH

OH

OH

OH

38

化学位移比较1 2 3 4 5 6 α-C β-C

4’-O-Glc 100.36

73.22

77.01

69.67

76.59

60.66

-0.7 +0.2

8-C-Glc 73.41 70.73

78.73

70.47

81.8 61.38

+10 -1.3

结论：Glc C 苷化学位移： 5, 3, 1, 2 &4, 6Glc O 苷化学位移： 1, 3&5, 2, 4, 6碳苷取代服从“甲基化位移”规律

O

OH

OH

OH

OHO

O

OH

O

O

OH

OH

OH

OH