松针黄酮还原试验

黄酮类化合物的颜色反应多与分子中的酚羟基及γ~吡喃酮环有关。

还原试验

1.盐酸-镁粉(或锌粉)反应 这是鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应。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(必要时微热)即可显色。多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物显橙红至紫红色。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实验(在供试液中仅加入浓盐酸进行观察)。

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。如泡沫为红色，即示阳性。

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。

2.四氢硼钠(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，lmin后，加浓盐酸或浓硫酸数滴，生成紫色至紫红色。

另外，近来报道二氢黄酮可与磷钼酸试剂反应呈现棕褐色，也可作为二氢黄酮类化合物的特征鉴别反应。

不论在黄酮类化合物的提取分离方面还是在其结构测定的研究方面，黄酮类化合物的理化性质及其显色反应都发挥着谱学技术所替代不了的作用。下面仅就其与分离和结构测定密切相关的性质进行简要介绍。

黄酮类化合物多为结晶性固体，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、黄烷及黄烷醇有族光性外，其余则无光学活性。苷类由于在结构中引入糖的分子，故均有旋光性，且多为左旋。黄酮类化合物的颜色与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团(-OH、-OCH3等)的种类、数目以及取代位置有关。以黄酮为例，其色原酮部分原本元色;但在2位上引入苯环后，即形成交叉共轭体系，并通过电子转移、重排，使共轭链延长，因而显现出颜色。一般情况下，黄酮、黄酮醇及其苷类多显灰黄~黄色，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及-OCH3等助色团后，则因促进电子移位、重排，而使化合物的颜色加深。但-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。

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。一般游离苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醇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，因分子与分子间排列紧密，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。

至于花色苷元(花青素)类虽也为平面性结构，但因以离子形式存在，具有盐的通性，故亲水性较强，水中溶解度较大。

黄酮类苷元分子中引入羟基，将增加在水中的溶解度;而羟基经甲基化后，则增加在有机溶剂中的溶解度。例如，一般黄酮类化合物不溶于石油醚中，故可与脂溶性杂质分开，但川陈皮素(5，6，7，8，3'，4'-六甲氧基黄酮)却可溶于石油醚。

黄酮类化合物的羟基糖苷化后，水中溶解度即相应加大，而在有机溶剂中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:以棉黄素(3，5，7，8，3'，4'-六羟基黄酮)为例，其3-O-葡萄糖苷的水中溶解度大于7-O-葡萄糖苷。

黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基，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

例如C7-OH因为处于C=O的对位，在p-共轭效应的影响下，酸性较强，可溶于碳酸钠水溶液中，此性质可用于提取、分离及鉴定工作。

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，如浓硫酸、盐酸等生成盐，但生成的样盐极不稳定，加水后即可分解。

黄酮类化合物溶于浓硫酸中生成的样盐，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。

黄酮类化合物如此广泛分布于植物界中，而且生理活性多种多样，据不完全统计，其主要生理活性表现在:①对心血管系统的作用。②抗肝脏毒作用。③抗炎作用。④雌性激素样作用。⑤抗菌及抗病毒作用。③泻下作用。①解痉作用等。因而引起了国内外的广泛重视，研究进展很快。仅截止到1974年，国内外报道发现的黄酮类化合物共1674个(主要是天然黄酮类，也有少部分为合成品，其中苷元902个，苷722个)，并以黄酮醇类最多;约占总数的三分之一，其次为黄酮类，占总数的四分之一以上，其余则较少。至于双黄酮类多局限分布于裸子植物，尤其松柏纲、银杏纲和凤尾纲等植物中。截止到1993年统计，黄酮类化合物总数已超过4000个。

黄酮类化合物广泛存在于自然界，是一类重要的天然有机化合物。其不同的颜色为天然色素家族添加了更多的色彩。这类含有氧杂环的化合物多存在于高等植物及羊齿类植物中。苔类中含有的黄酮类化合物为数不多，而藻类、微生物、细菌中没有发现黄酮类化合物。黄酮类化合物的存在形式既有与糖结合成苷的，也有游离体。

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。

1.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。

2.铅盐 常用工%醋酸铅及碱式醋酸铅水溶液，可生成黄至红色沉淀。

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邻二酚羟基或兼有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得多，一般酚类化合物均可与其发生沉淀，依此不仅可用于鉴定，也可用于提取及分离工作。

3.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-酮基络合物的稳定性比5-羟基，4-酮基络合物的稳定性强(仅二氢黄酮醇除外)故当反应液中接着加入枸椽酸后，5-羟基黄酮的黄色溶液显著褪色，而3-羟基黄酮溶液仍呈鲜黄色(锆-枸椽酸反应)。方法是取样品 0.5~1.0 mg，用10.0 ml甲醇加热溶解，加1.0ml2%二氯氧锆( ZrOCl2)甲醇液，呈黄色后再加入2%枸椽酸甲醇溶液，观察颜色变化。

上述反应也可在纸上进行，得到的锆盐络合物多呈黄绿色，并带荧光。

4.镁盐 常用醋酸镁甲醇溶液为显色剂，本反应可在纸上进行。试验时在纸上滴加

一滴供试液，喷以醋酸镁的甲醇溶液，加热干燥，在紫外光灯下观察。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。

5.氯化锶(SrCl2)

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SrCl2的反应试验时，取约1.0 mg检品置小试管中，加入1.0 ml甲醇使溶(必要时可在水浴上加热)，加入3滴0.01 mol/L。氯化铝的甲醇溶液，再加3滴已用氨蒸气饱和的甲醇溶液，注意观察有无沉淀生成。

6.三氯化铁 三氯化铁水溶液或醇溶液为常用的酚类显色剂。多数黄酮类化合物因分子中含有酚羟基，故可产生阳性反应，但一般仅在含有氢键缔合的酚羟基时，才呈现明显反应。

(三)硼酸显色反应

当黄酮类化合物分子中有下列结构时，在无机酸或有机酸存在条件下，可与硼酸反应，生成亮黄色。显然，5-羟基黄酮及2-羟基查耳酮类结构可以满足上述要求，故可与其他类型区别。一般在草酸存在下显黄色并具有绿色荧光，但在枸椽酸丙酮存在的条件下，则只显黄色而无荧光。

在日光及紫外光下，通过纸斑反应，观察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意义。其中，用氨蒸气处理后呈现的颜色变化置空气中随即褪去，但经碳酸钠水溶液处理而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帮助鉴别分子中某些结构特征。例如:

(1)二氢黄酮类易在碱液中开环，转变成相应的异构体-查耳酮类化合物，显橙至黄色。

(2)黄酮醇类在碱液中先呈黄色，通入空气后变为棕色，因此可与其他黄酮类区别。

(3)黄酮类化合物当分子中有邻二酚羟基取代或3，4'-二羟基取代时，在碱液中不稳定，易被氧化，由黄色-深红色-绿棕色沉淀。

纸色谱适合分离检识各种类型黄酮类化合物，包括苷和苷元。双向纸色谱能检识植物粗提物中黄酮类化合物存在的最好方法之一。用双向纸色谱分离检识黄酮类化合物时，第一向通常用一种"醇性"展开剂，第二如t-BuOH─HOAc─H2O(3:1:1)等;向通常用一种"水性"展开剂，如2%~5%HOAc等。

检识黄酮类化合物苷元，通常用"醇性"展开剂。检识苷往往用"水性"展开剂。

薄层色谱法仍然是分离和检出植物粗提物中黄酮类化合物的重要方法之一。一般采用吸附薄层，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。

聚酰胺薄层色谱用于分离含游离酚羟基的苷与苷元较好。由于聚酰胺对黄酮类化合物吸附能力较强，因此，展开剂需要较强的极性。在展开剂中大多含有醇、酸或水，或兼有两者。

纤维素薄层色谱分离黄酮苷元的溶剂系统有苯-乙酸-水(125∶72∶3)或氯仿-乙酸-水(10∶9∶1)。经典的溶剂系统即5%~40%乙酸、正丁醇-乙酸-水(4∶1∶5)等亦经常用于分离黄酮类化合物。

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，主要检识亲脂性较强的黄酮。也可采用氰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。