115年:藥學二(第2次)

中藥桑白皮成分morusin(如下圖)之化學結構分類為: 圖片

Asaponins
Bflavonoids
Ccarotenoids
Dalkaloids

詳細解析

本題觀念:

Morusin 是桑白皮相關的天然物,結構分類屬於 prenylated flavone,也就是帶有異戊烯基取代的黃酮類化合物。本題重點不是只背英文分類名稱,而是從結構辨認 flavonoid 的共同骨架:兩個芳香環與含氧雜環組成 C6-C3-C6 系統,並可再依取代基判斷是 flavone 或其他黃酮亞型。先掌握這個骨架,再和皂苷、類胡蘿蔔素及生物鹼的必要結構特徵比較,就能穩定判斷。

影像分析:

題目所附 morusin 結構圖可見由兩個芳香環和一個含氧雜環組成的 flavone 核心,核心中有羰基,芳香環上另有羥基取代;外側還可見 prenyl(異戊烯基)取代基。圖中沒有長鏈共軛多烯的類胡蘿蔔素樣骨架,也沒有含氮的鹼性環系,更不是由糖鏈連接皂苷元的配糖體結構。影像中的含氧雜環、羰基與芳香環組合,正是判斷 flavone/flavonoid 的關鍵。

選項分析

  • A:錯誤。 Saponins(皂苷)通常由具有疏水性的皂苷元和一個或多個糖鏈組成,遇水容易產生起泡等特徵。Morusin 的結構重點是 flavone 多酚骨架與 prenyl 取代基,沒有糖鏈連接的皂苷型架構,因此不歸入 saponins。
  • B:正確。 Flavonoids(黃酮類)具有由兩個芳香環和含氧雜環組成的 C6-C3-C6 核心;其中 flavone 是黃酮類的亞型。Morusin 被文獻列為 prenylated flavone,與圖中羰基、含氧雜環、芳香環羥基及 prenyl 取代基完全相符。
  • C:錯誤。 Carotenoids(類胡蘿蔔素)屬異戊二烯類色素,典型特徵是長鏈共軛多烯系統,常呈現明顯的多重共軛結構。Morusin 雖然含有 prenyl 片段,但不能因為有一段異戊烯基就歸為類胡蘿蔔素;它的主骨架仍是含氧的 flavone。
  • D:錯誤。 Alkaloids(生物鹼)通常以含氮且具有鹼性或含氮雜環的天然物為主要分類依據。Morusin 的 flavone 骨架以碳、氫、氧為主要結構元素,題圖也未見氮原子或含氮環,因此不屬於 alkaloids。

答案解析

判斷天然物分類時,先看主骨架,再看附加取代基。Morusin 的主骨架是含氧雜環與羰基構成的 flavone,prenyl 只是其取代基,不會把它改分類為類胡蘿蔔素;同樣地,沒有糖鏈便不能稱為皂苷,沒有含氮骨架也不屬於生物鹼。因此本題的正確分類是 flavonoids,答案為 B

核心知識點

  • Flavonoids 的基本骨架為 C6-C3-C6,包含兩個芳香環及一個含氧雜環。
  • Flavone 是 flavonoid 的亞型,常以含氧雜環及羰基作為結構辨認重點。
  • Morusin 屬 prenylated flavone;看到 prenyl 取代基時,仍要先確認母核,不能只依取代基分類。
  • Saponins 的重要線索是皂苷元加糖鏈;carotenoids 是長鏈共軛多烯;alkaloids 則以含氮天然物骨架為核心。

參考資料

  1. Morusin and other prenylated flavonoids from Morus alba
  2. Dietary flavonoids and their biological activities
  3. Phytochemistry of Morus alba and prenylated flavonoids
  4. Prenylated flavonoids from Morus alba
  5. Morusin record in PubMed