3.2 香豆素
1）概述：香豆素类化合物是邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称。都具有苯骈α-吡喃酮母核的基本骨架。除35个香豆素类化合物外，其他香豆素类都具有在7位连接含氧官能团的特点。因此，7-羟基香豆素（伞形花内酯）被认为是香豆素类化合物的母体。
结构通式：

2）香豆素的存在：
香豆素类广泛分布于高等植物的根、茎、叶、花、果实、皮和种子等各部位。特别是在伞形科（白芷）、豆科 、芸香科、茄科、菊科（茵陈）等科中大量存在。
3）香豆素的生物合成：
部分香豆素在生物体内，是以邻羟基桂皮酸苷的形式存在，酶解后其苷元-邻羟基桂皮酸内酯化，形成香豆素。如香草木樨苷在生物体内酶解后，再内酯化，最后形成了伞形花
内酯。
一、香豆素的结构类型：
香豆素的母核为苯骈α-吡喃酮。环上常常有羟基、烷氧基、苯基和异戊烯基等取代基，其中异戊烯基的活泼双键与苯环上的邻位羟基可以形成呋喃环或者吡喃环的结构。
根据香豆素结构中取代基的类型和位置，把它们分成如下四类：
简单香豆素类、呋喃香豆素类、吡喃香豆素类及其它香豆素类。
（一）简单香豆素类：
这类化合物是指仅仅在它的苯环上有取代，且7位羟基与其6位或者8位没有形成呋喃环或吡喃环的香豆素类。取代基包括羟基、甲氧基和异戊烯基等。异戊烯基除接在氧上外，也可以直接连接在苯环的5位碳、6位碳或者8位碳上。然而，从生物合成的途径来看，苯环上的6位碳或8位碳的电负性较高，比较容易烷基化；因此，异戊烯基在6位碳或者8位上出现取代的情况较多。
简单香豆素类代表物，如：
1）秦皮中的七叶内酯，又称6，7-二羟基香豆素等，为治疗痢疾的有效成分。
2）独活中的当归内酯和柚皮中的葡萄内酯等都属于简单香豆素类。
葡萄内酯具有显著的抗肿瘤、神经保护、抗炎和清除自由基等活性
（二）呋喃香豆素类：
呋喃香豆素类是指其母核的7位羟基，与6位或者8位取代异戊烯基，缩合形成呋喃环的一系列化合物。

（三）吡喃香豆素类：
吡喃香豆素类是指其母核的7位羟基与6位碳或者8位碳上取代的异戊烯基，缩合形成吡喃环的一系列化合物。
如果7位羟基与6位异戊烯基形成吡喃环时，结构中的吡喃环、苯环和α-吡喃酮环，同处于一条直线上，称作线型吡喃香豆素。
若7位羟基与8位碳上的异戊烯基形成吡喃环时，结构中的吡喃环、苯环和α-吡喃酮环则在一条折线上，称作角型吡喃香豆素。
如：美花椒内酯属于线型吡喃香豆素类，而白花前胡苷和北美芹素归为角型吡喃香豆素类。

（四）其它香豆素类：
凡是无法归属于以上三种类型的香豆素类化合物都属于其它香豆素类。主要的结构类型是指在α-吡喃酮环上，有取代的香豆素类化合物或者香豆素的二聚体及三聚体等。
如：1）亮菌甲素，近年来治疗急性肝炎，取得较好疗效。
    2）蟛蜞菊内酯和红厚壳内酯的α-吡喃酮环上有取代基。
    3）而双七叶内酯是香豆素的二聚体。
二、香豆素的理化性质
（一）香豆素的性状：
游离香豆素多有完好的结晶，常常是淡黄色或者无色，并且具有香味。小分子的游离香豆素有挥发性，可以随水蒸汽蒸馏，还能升华。而一旦形成苷以后，香豆素苷多数无香味，也不具有挥发性和升华性等。香豆素衍生物在紫外光照射下呈现蓝色或者紫色荧光，在碱性溶液中荧光增强。
（二）香豆素的溶解性：
游离香豆素（苷元）能溶于热水，但难溶于冷水，易溶于苯、乙醚、氯仿、丙酮、乙醇和甲醇等有机溶剂。
香豆素苷类，可溶于甲醇、乙醇及水，难溶于苯、乙醚和氯仿等极性小的有机溶剂。
                      冷 水   沸 水   甲 醇   乙 醇   乙 醚   氯 仿    苯
  苷元（游离香豆素）   －      ＋    ＋＋    ＋＋   ＋＋   ＋＋   ＋＋
                 苷   ＋      ＋     ＋      ＋    －     －     －
（三）香豆素的内酯的性质：
香豆素类化合物的分子中具有内酯结构，因此它具有内酯环的性质，与碱反应。
1）遇到稀碱溶液可以开环，形成溶于水的顺式邻羟基桂皮酸盐；酸化后，又立即合环，形成不溶于水的香豆素类成分。
但是，如果长时间把香豆素类化合物，放置在碱液中或者紫外光照射，顺式邻羟基桂皮酸盐，就会转化成为稳定的反式邻羟基桂皮酸盐。反式邻羟基桂皮酸盐，再酸化时就不会环合。
2）表现内酯环的另一个性质是在碱性条件下，香豆素类化合物的内酯环打开，与盐酸羟胺缩合，生成异羟肟酸。异羟肟酸在酸性条件下再与Fe3+络合呈现红色（异羟肟酸铁反应）。
香豆素的异羟肟酸铁反应过程：
取1N盐酸羟胺甲醇液0.5m1，置于小试管中，加试液数滴，加2N氢氧化钾甲醇液，使溶液呈碱性。在水浴上煮沸2分钟，冷却后滴加5％HCI，使溶液呈酸性，加1％FeCL3溶液l—2滴，若出现紫红色，表现有香豆素或其它内酯化合物。
（四）香豆素类化合物与酸的反应：
1）香豆素的环合反应：

2）香豆素烯醇醚键的开裂：

3）香豆素双键的加水反应：

三、香豆素的提取和分离：

（一）香豆素的提取：
通常根据香豆素类化合物的溶解性、挥发性和升华性及其内酯结构的性质来设计其提取分离方案。有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法和碱溶酸沉淀法等。
1）水蒸气蒸馏法提取香豆素：
因小分子的香豆素类有挥发性，故可采用蒸馏法进行提取。注意：水蒸气蒸馏法适应面窄。且提取温度高，受热时间长，可能会引起化合物结构的破坏，现在少用。
2）碱溶酸沉法：
香豆素类具有内酯环，可溶于热的碱水中，可用0.5%NaOH溶液加热提取。
碱溶酸沉法的条件难以控制，如果条件剧烈，会造成酸化后不能环合的不可逆现象，要慎重使用。重点介绍最常用的溶剂提取法。
3）香豆素溶剂提取法：
香豆素类化合物一般采用甲醇、乙醇或者水作为提取溶剂，从植物中进行提取。合并提取液后，回收溶剂得到提取物；再用石油醚、乙醚、乙酸乙酯和正丁醇等，极性由低到高的有机溶剂依次萃取。
（二）香豆素的分离：
以上每个提取部分所含的化合物极性类似，需要进一步色谱分离，才能得到单体化合物。常用的分离方法包括经典柱色谱、制备薄层色谱和高效液相色谱等。
1）经典柱色谱：
一般采用硅胶或者酸性及中性氧化铝作为固定相，常用石油醚-乙酸乙酯、石油醚-丙酮、氯仿-丙酮和氯仿-甲醇等为流动相。同时，可以结合葡聚糖凝胶Sephadex LH-20的色谱柱，用氯仿-甲醇等为洗脱剂对香豆素类化合物进行分离和纯化。
2）制备薄层色谱：
是分离纯化香豆素类化合物的方法之一。其固定相和流动相的选择，可以参考柱色谱。
3）高效液相色谱：
目前，利用高效液相色谱来分离香豆素类化合物已经非常普遍，如果是分离极性小的香豆素类，一般用正相高效液相色谱，固定相是硅胶，流动相用石油醚-乙酸乙酯、石油醚-丙酮、氯仿-丙酮和氯仿-甲醇等有机溶剂系统；而对于极性较大的香豆素苷类的分离纯化，则用反相高效液相色谱。
四、香豆素的检识反应：
1）荧光：
香豆素母体：无荧光
羟基香豆素：蓝色荧光（紫外）。（羟基香豆素类的极稀水溶液发生蓝色荧光，加氨后呈黄色荧光）
7 — OH香豆素：蓝色荧光（强）
7，8 — OH香豆素：荧光极弱或无
2）香豆素的显色反应
（1）异羟肟酸铁反应：
是在碱性条件下，香豆素类化合物的内酯环打开，与盐酸羟胺缩合，生成异羟肟酸。异羟肟酸在酸性条件下再与Fe3+络合呈现红色。
（2）三氯化铁反应：
具有酚羟基取代的香豆素类化合物，可以与诸如三氯化铁等多种酚类试剂呈现颜色反应。
（3）香豆素类化合物的Gibbs反应：
如果酚羟基的对位无取代，或者6位碳上无取代的香豆素衍生物，可以和Gibbs试剂呈现颜色反应，生成蓝色化合物。
①Gibbs试剂——2，6-二溴（氯）苯醌氯亚胺，可与酚-OH对位的活泼氢缩合，生成蓝色化合物。
Gibbs反应要求必须有游离的酚-OH，且此酚-OH的对位要无取代才呈阳性反应。
7-OH香豆素对位无活泼H， 因此，7-OH香豆素Gibbs反应，就呈阴性反应
（4）*香豆素6-位有无取代基的确定：
将待测香豆素，先行水解，而后加Gibbs试剂：
呈（+），则6-位无取代基；
呈（-），则6-位有取代基。
3）NaOH- HCI反应，检验内酯、香豆素类化合物：
取试品的乙醇液2m1，加1％NaOH液1m1，于沸水浴上加热10分钟(若有沉淀过滤除去)，于澄明液中加2％HCI液酸化后，溶液变混浊，为内酯、香豆素类反应。
注：可同时取醇浸液2m1，不加试剂对照观察
五、香豆素的生物活性：
（一）毒性：
长期以来因为香豆素的芳甜气味，被广泛用作食品和药品的香料。但它对肝的毒性作用很大。如黄曲霉素在极低的浓度就可以使动物的肝脏癌变。
（二）抗病毒作用:
从蛇床子等植物中得到的蛇床子素可抑制乙型肝炎表面抗原(HBsAg)。
（三）抗肿瘤作用:
7-羟基香豆素可抑制癌细胞的增殖，从而对肾癌和前列腺癌等起效。
（四）抗骨质疏松作用：
蛇床子素，对于骨细胞的增殖和骨胶原合成，具有显著的促进作用。
（五）抗凝血作用：
双香豆素的有些类似物，有防止血栓的形成或者起到溶栓功效，如海棠果内酯具有显著的抗凝血作用。
（六）对心血管系统的作用：
如前胡丙素，可降压和防止血管肥厚的作用。
（七）光敏作用：
许多香豆素类衍生物，具有光敏活性。如杭白芷总香豆素类，可以提高皮肤对于紫外线的敏感性，产生较多的黑色素。也可以用来治疗牛皮癣等皮肤病。
六、含香豆素中药实例：
秦皮：
功效：清热燥湿，凉肝明目等。
主治：痢疾，崩带等。
来源：木犀科，大叶白蜡树及白蜡树树皮。
大叶白蜡树树皮中，主要含：七叶内酯和七叶甙。
从秦皮中提取七叶苷 和七叶内酯的流程.