由于B环的各碳位上取代基的不同(或为羟基或为甲氧基),
而形成了各种不同的花青素,已知的花青素有20余种,其中最常见的有以下几种:
天竺葵色素:3,5,7,4-四羟基花青素
矢车菊色素:3,5,7,3,4-五羟基花青素
飞燕草色素:3,5,7,3’,4,5-六羟基花青素
芍药色素:3,5,7,4-四羟基-3-甲氧基花青素
牵牛色素:3,5,7,4,5-五羟基-3-甲氧基花青素锦葵色素:3,5,7,4-四羟基-3,5-二甲氧基花青素
植物中很少见到游离的花青素。
游离的花青素通常与一至几个单糖结合成苷,成苷的位置大多在3-,5-,7-碳位的羟基上。成苷的糖主要有五种:葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖。
花色苷的种类繁多,目前已知的有130余种,各种植物中所含的花色苷种类多少不等。
2.花青素的性质
花青素通常都用盐酸提取,得到的是氯化花青素。各种氯化花青素呈不同的红色,氯化矢车菊色素呈紫红色,氯化天竺葵色素为橙红色,氯化飞燕草色素为蓝红色。
花青素的色泽与结构的关系为:随着结构中羟基数目的增加,颜色向紫蓝方向增强变动;而结构中甲氧基数目增多颜色则向红色方向变动;在C?位置上连接糖苷基,其色泽趋向加深。
由于花青素分子中吡喃环上的氧原子为四价,使花青素具有碱性,由于酚羟基又使花青素具有酸性,这种两性性质使这类色素具有随介质pH的改变而改变其颜色的特性。
①花青素与Ca、Mg、Mn、Fe、A1等金属络合,生成紫红色、蓝色、灰紫色等深色色素。
②花青素对光和热极敏感,在光照下或在高温下很快会变成褐色。
③二氧化硫可使花青素褪色成微黄色,其原因不是由于它的氧化还原力或pH值的变化,而是由于二氧化硫与花青素能发生加成反应。
④花青素在氧或氧化剂存在下极不稳定,其反应机理尚不清楚,可能是酚羟基氧化成醌型结构。花色苷还能被酶分解为糖和花青素,进而被氧化成褐色。
(二)黄酮素(花黄素)
这类色素也是广泛存在于植物组织细胞中的一类水溶性色素,多呈浅黄色乃至无色,偶尔为鲜明的橙黄色,因此亦称花黄素。这类色素目前已知的近400种。
1.黄酮类的化学结构
黄酮类的母核结构是2-苯基苯并吡喃酮
黄酮类最主要的成员有黄酮、黄酮醇、黄烷酮、黄烷酮
醇。
黄烷酮黄烷酮醇
6
黄酮
同醇
RO-
0、
OH
黄酮类也是以苷的形式广泛存在于植物组织中,成苷的
位置在黄酮类的3,5,7碳位上,成苷的糖主要有葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、芸香糖[β-鼠李糖(1→6)葡萄糖]、β-新橙皮糖[β-鼠李糖(1→2)葡萄糖]等。
自然界常见的和比较重要的黄酮类色素及其苷如下:槲皮素(栎素)为3,5,7,3,4-五羟基黄酮。
圣草素为5,7,3,4-四羟基黄酮,
圣草苷为7-鼠李糖苷圣草素。
芸香苷(芦丁)是3-β-芸香糖苷槲皮素。芸香苷是烟草
成熟烟叶和花中普遍存在的多酚物质,在许多类型烟草中都存在芸香苷,在烤烟烟叶中的含量随叶龄和质量有很大变化。芸香苷在烟叶调制过程中易被破坏。此外,烟草中还存在:
3-葡萄糖苷槲皮素。
3-鼠李糖苷槲皮素。
橙皮素为5,7,3-三羟基-4-甲氧基黄烷酮
橙皮苷为7-芸香糖橙皮素。
新橙皮苷为7-β-新橙皮糖橙皮素。
2.黄酮类的性质
呈色:
黄酮类带有酸性酚羟基,具有酚类化合物的通性。
存在着吡喃环和羰基,构成了生色团的基本结构,分子中的酚羟基数目和结合的位置对显色有很大影响。
在3’和4’碳位上有羟基(或甲氧基)多呈深黄色;
在3碳位上有羟基仅显灰黄色;但在3碳位上的羟基能使3和4’碳位上有羟基的化合物颜色加深。
与FeCl?反应:黄酮类化合物遇三氯化铁呈蓝、蓝黑、紫、棕等不同颜色,这和3’,4’,5碳位上带有羟基数目不同有关,3碳位上羟基与三氯化铁作用通常显棕色。
与碱作用:黄酮类易溶于碱液(pH11~12)生成苯丙烯酰苯(查耳酮型结构)而呈黄色、橙色乃至褐色。在酸性条件下,查耳酮又恢复为闭环结构,颜色消失。
橙皮素橙皮素查儿酮
还原作用:黄酮类的酒精溶液,在镁粉和浓盐酸还原作用
下,迅速出现红色或紫红色。如黄酮变为橙红色,黄酮醇变为红色,黄烷酮和黄烷酮醇变为紫红色。这是因为黄酮类还原后形成各种花青素的缘故。
黄酮类(斛皮素)花青素(青芙蓉色素)
氧化作用:黄酮类在空气中久置,氧化成为褐色沉淀。
3.黄酮类化合物的药理作用
(1)对心血管系统的作