第九章-醌类化合物
醌类化合物
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生物活性
生物活性
醌类化合物的生物活性是多方面的. 1,致泻作用(番泻叶中的番泻苷类化合物) 2,抗菌作用(大黄中游离的羟基蒽醌类化合物) 3,止血作用(茜草中的茜草素类成分) 4,扩张冠状动脉的作用,用于治疗冠心病,心肌梗死等(丹参中丹参醌类) 5,驱赶捕食者,一些昆虫(如气步甲)会喷射以苯醌为有效物质的液体防御捕食者。 6,其他作用(驱虫,解痉,利尿,利胆,镇咳,平喘等)
结构分类
一,苯醌类 二,萘醌类
三,菲醌类 四,蒽醌类
一,苯醌类
苯醌类(benzoquinones)化合物分为邻苯醌和对苯醌两大类.邻苯醌结构不稳定,故天然存在的苯醌化合 物多数为对苯醌的衍生物.。
二,萘醌类
萘醌类(naphthoquinones)化合物分为α(1,4),β(1,2)及amphi(2,6)三种类型.但天然存在的大 多为α-萘醌类衍生物,它们多为橙色或橙红色结晶,少数呈紫色.
醌类化合物
中药中一类具有醌式结构的化学成分
01 分布
03 结构分类
目录
02 生物活性
基本信息
醌类化合物是中药中一类具有醌式结构的化学成分,主要分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。在中药中 以蒽醌及其衍生物尤为重要。
分布
分布
醌类在植物中的分布非常广泛。 1,蓼科的大黄,何首乌,虎杖。 2,茜草科的茜草。 3,豆科的决明子,番泻叶。 4,鼠李科的鼠李。 5,百合科的芦荟.。 6,唇形科的丹参 7,紫草科的紫草. 醌类在一些低等植物中也有存在.
四,蒽醌类
按母核的结构分为单蒽核及双蒽核两大类. (一)单蒽核类 ⒈蒽醌及其苷类 天然蒽醌以9,10-蒽醌最为常见,由于整个分子形成一共轭体系,C9,C10又处于最高氧化水平,比较稳定. 天然存在的蒽醌类化合物在蒽醌母核上常有羟基,羟甲基,甲基,甲氧基和羧基取代.它们以游离形式或与 糖结合成苷的形式存在于植物体内.蒽醌苷大多为氧苷,但有的化合物为碳苷,如芦荟苷.根据羟基在蒽醌母核上 的分布情况,可将羟基蒽醌衍生物分为两种类型. 大黄酚(chrysophanol) R1=H R2= CH3 大黄素(emodin) R1= OH R2= CH3 大黄素甲醚(physcion) R1=OCH3 R2= CH3 芦荟大黄素(aloe-emodin) R1=H R2=CH2OH 大黄酸(rhein) R1=H R2=COOH
有机化学 第9章 醛、酮、醌
O CH3-C-CH3
酮式
OH CH3-C=CH2
烯醇式
碱和酸都可以促使烯醇化,原因如下: 碱促进烯醇化的理由:碱可以夺取α-H,而产生碳负离子
O B: + H-CH2-C-CH3
O 碳负离子 -CH2-C-CH3
3、氧化
醛和酮最主要的区别是对氧化剂的敏感性。因为醛中羰 基的碳上连有氢,所以醛很容易被氧化为相应的羧酸。而酮 则不易被氧化。因此用此性质可区别醛酮,常用弱的氧化剂 如托伦试剂(硝酸银的氨溶液),Ag+即可将醛氧化为羧酸, 本身被还原为金属银Ag。P:164页
OH-
RCHO + Ag+ 托伦试剂
Ag + RCOO- 银镜反应
由于生成复杂的氧化产物,酮氧化一般没有合成意义。 但环己酮氧化是工业上生产己二酸的方法。
O KCrO4 + H2SO4 HOOCCH2CH2CH2CH2COOH
环己酮
己二酸
4、烃基上的反应
(1)α-H的活性 与羰基相邻的碳(α-C)上的氢叫α-H,由于羰基中氧
原子的电负性较强,使得α-C上电子密度有所降低,从而 使α-H与分子中其它碳原子上的氢相比,酸性有所增强, 即具有一定的活性。
6、酮还有一种命名法:根据羰基所连的两个烃基而命名, 简单在前,复杂在后,最后加一酮字。如:
O C-CH3
苯乙酮 甲基苯基酮
O CH3-C-CH2CH3
丁酮 甲基乙基酮
物理性质
醛、酮分子间不能形成氢键,没有缔 合作用,但由于极性较强, 因此沸点比相 应(或分子量相近的)醇低,比相应的烷 烃和醚高。
醌类化合物
H H
COOH COOH
H H
COOH COOH
glc O
O
OH
glc O
O
OH
sennoside A
sennoside B
glc
O
O
OH
H H
COOH Pd COOH H2
glc 2
O
O
OH
COOH glc O O 番泻苷 A H+, H2O OH O OH OH COOH COOH CrO3 O OH OH 大黄 酸 蒽酮葡 萄糖苷
OR1 O OR2 Glu Glu O O OH
H3C O 大黄 酚葡 萄糖苷 大黄 酚 -1-O-β -D-葡 萄糖苷 R1 glu H R2 H glu
MeO O
CH3
大黄 素 甲 醚 -8-O-β -D-龙 胆双 糖
(2) 茜草素型:羟基分布于一侧苯环上,颜色较深, 多呈橙黄色至橙红色。种类较少。最重要的中药是茜草。 茜草的根能止血、活血,主治咳嗽、痰中带痰以及风湿性 关节炎。从茜草根分离得到茜草素及其冬绿糖苷--茜草 苷、羟基茜草素、伪羟基茜草素等多种蒽衍生物,其中茜 草素是重要的天然染料之一。在低年生茜草根中多以苷的 形式存在,而在多年生的茜草根中主要以游离苷元的形式 存在。 OH O
(四) 蒽醌(anthraquinones)
蒽醌是许多中药如大黄、何首乌、虎杖等的有效 成分。目前已发现的蒽醌类化合物近200种,主要分 布于高等植物中,其他则主要存在于真菌及地衣类中,
在动物及细菌中也偶有发现,而且在真菌、地衣和动 物中存在的蒽醌类化合物的结构也往往比较特殊,这 类化合物具有多方面的生理活性,是醌类化合物中最 重要的一类物质。 在植物中的蒽醌衍生物主要分布于根、皮、叶及 心材,也可在茎、种子、果实中。多和糖结合成苷, 或以游离态存在。
醌
由此可归纳出:
(1)含-COOH的酸性>不含-COOH的。 (2)含β-OH的酸性>含α-OH的。 (3)苯醌上α-OH的酸性与-COOH近似。 以游离蒽醌为例,各种蒽醌的酸性强弱顺 序为: 含-COOH > 含二个以上β酚-OH > 含一个β酚OH > 含两个α酚-OH > 含一个α-酚-OH。
这类菲醌成分是一类醌性色素,多为橙色、红色、 棕红色结晶,也有黄色结晶。在提取分离中不需要 显色,可直接根据色带收集。
四、蒽醌(anthraquinones)类
蒽醌类成分包括蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物, 如:氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、二蒽酮。
8 7 6 5
O
9 10
1
1,4,5,8---α位 2 2,3,6,7—β位 3 9,10—meso位
天然药物化学
NATURAL PRODUCTS CHEMISTRY
第四章
醌类化合物
Quinones
主要内容
1、掌握苯醌、萘醌、蒽醌、菲醌类化 合物的基本结构及分类 2、掌握蒽醌类化合物的颜色、升华性、 溶解性及与结构的关系、酸性及酸性强 弱与结构的关系、显色反应及其应用 3、掌握蒽醌类化合物的一般提取分离 方法
3. 二蒽酮类:
由两分子蒽酮脱去一分子氢后而成。根据连接部 位不同,又可分为中位连接二蒽酮及α位连接二 蒽酮。 (1) 中位(meso-)连接: 如有泻下作用的中药番泻叶中的番泻苷A
glc O O OH glc O O OH
H H
COOH COOH
H H
COOH COOH
glc O
O
OH
glc O
邻苯醌和对苯醌均可由相应的二元酚氧化制得。
中药化学《醌类化合物》重点总结及习题
o o中药化学《醌类化合物》重点总结及习题本章复习要点:1.了解醌类化合物的分类、分布和生理活性。
2.掌握蒽醌类化合物的提取、分离方法。
3.掌握醌类化合物的理化性质和检识方法。
4.熟悉蒽醌类化合物的波谱特征。
第一节 概述【含义】具有醌式结构或容易转变成这样结构的天然有机化合物。
主要包括苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌,以蒽醌及其衍生物尤为重要。
【分布及存在形式】蒽醌类化合物主要分布在蓼科,如大黄、何首乌、虎杖等。
蒽醌类化合物的存在形式:1.以母核的衍生物形式存在,如蒽酚、蒽酮等。
2.以游离形式存在。
3.以苷的形式存在:氧苷为主,尚有碳苷,如芦荟苷。
【生理活性】醌类化合物的生物活性是多方面的,如泻下作用、抗菌作用和扩张冠状动脉的作用等。
第二节 醌类化合物的结构与分类【苯醌类】从结构上可以分为邻苯醌和对苯醌两类:邻苯醌 对苯醌【萘醌类】从结构上可分为a-(1,4)萘醌;β-(1,2)萘醌;amphi-(2,6)萘醌三类:a-(1,4)萘醌 β-(1,2)萘醌 amphi -(2,6)萘醌【菲醌类】从结构上可分为邻菲醌和对菲醌两类:邻菲醌Ⅰ 邻菲醌Ⅱ 对菲醌【蒽醌类】蒽醌的母核结构及分类O OO O O Oo o o o o o o o1、4、5、8 ——a位2、3、6、7 —— β位9、10 —— meso 位,又称中位 蒽醌母核的结构蒽醌单蒽核类蒽醌衍生物 大黄素型 羟基分布在两侧苯环上。
如:大黄酸、大黄素、大黄素甲醚等。
茜草素型 羟基分布在一侧苯环上。
如:茜草素、羟基茜草素等。
蒽酚或蒽酮衍生物二蒽酮类: 如番泻苷A 、B 、C 、D双蒽核类二蒽醌类: 如天精等 中位萘骈二蒽酮衍生物: 如金丝桃素等第三节 醌类化合物的理化性质 【性状】多为有色结晶,苯醌、萘醌多以游离态存在,蒽醌则主要以苷的形式存在。
【升华性及挥发性】游离醌类具有升华性,小分子苯醌、萘醌具有挥发性。
【溶解性】符合苷类溶解性的一般规律: 苷具亲水性,苷元具亲脂性。
天然药化-第章-醌类及其化合物(一)
天然药化-第章-醌类及其化合物(一)天然药化-第章-醌类及其化合物醌类化合物是一种重要的天然产物,主要分布于植物中,包括蔬菜、水果、香料和中药等。
醌类化合物具有广泛的生物活性,不仅具有抗氧化、杀菌、抗炎等作用,还可用于制造染料、化妆品、食品添加剂等。
一、醌类化合物的分类醌类化合物可分为多种不同的类别,如酚醌、萘醌、呋喃醌、苯醌、二苯醌等。
这些不同的醌类化合物有着特定的化学结构和不同的生物活性。
其中,常见的醌类化合物包括:1. 天然类酚醌类:如紫锥花中的紫锥苷,地锦草中的地锦酮等。
2. 萘醌类:如牡荆花叶中的山萘酚,以及黄芪、甘草、人参、五味子等中草药中的五类中药醌。
3. 蘑菇醌:如以色列蘑菇中的甘菌素等。
4. 呋喃醌类:如异染料之一的两性芴醌。
二、醌类化合物的生物活性醌类化合物在医药和工业上有着广泛应用的原因,是因为它们具有多种生物活性。
首先,醌类化合物具有一定的抗氧化作用,可预防因氧化而引发的许多疾病,如癌症、心血管疾病、糖尿病等等。
另外,在抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤等方面也有着显著的作用。
例如,液体黄连配合物可以有效对抗流感病毒;白藜芦醇是一种重要的抗癌药物,它可以抑制肿瘤细胞增长;皮肤病中常用的马來醛酸酐则可能对抗皮肤癌细胞。
三、醌类化合物在医药领域的应用醌类化合物被广泛地应用于医药领域,是因为许多醌类化合物具有很好的生物活性,且可以在人体内被吸收和代谢,所以具有一定的药物疗效。
其中,有很多醌类化合物已经成为重要的药物成分,例如:1. 防治疟疾的青蒿素中的二氢青蒿素和青蒿素。
2. 治疗老年痴呆症状的非甾体类药物地芬诺酯。
3. 抗真菌药物的经典代表——格里泰。
4. 维生素K1是一种重要的血液凝固剂,可用于防治出血性疾病。
总之,醌类化合物是一种重要的生物化合物类别,它的广泛应用不仅为医药领域带来了巨大的帮助,而且对工业生产也有着重要的推动作用。
未来,醌类化合物的研究将会得到更广泛的关注和深入的研究,并会为我们的生活带来更多的美好。
醌类物质结构分类为
醌类物质结构分类醌类物质是一类具有骨架中含有醌基团的有机化合物。
醌基团是由两个相连的酮基构成,通常被称为”1,4-二酮”。
根据醌基团的位置和物质的化学性质,可以将醌类物质分为不同的结构类型。
1. 单醌类物质单醌类物质是指只含有一个醌基团的化合物。
最常见的例子是苯醌,其分子式为C6H4O2。
苯醌的结构中,两个酮基位于苯环的相邻碳原子上。
苯醌是一种黄色晶体,可用作染料、抗氧化剂和光敏材料等。
2. 双醌类物质双醌类物质是指含有两个相连的醌基团的化合物。
其中一个常见的例子是二氮杂苯并二恶唑二酮(简称NQ)。
NQ分子中,两个酮基团位于苯环和二恶唑环上。
NQ具有良好的电荷传输性能和光学性能,广泛应用于有机光电子器件中。
3. 多醌类物质多醌类物质是指含有多个醌基团的化合物。
这些化合物通常具有更复杂的分子结构和更丰富的化学性质。
其中一个重要的例子是萘醌,其分子式为C10H6O2。
萘醌分子中,两个酮基团位于萘环上。
萘醌可以通过氧化反应得到,是一种重要的合成中间体,在药物和染料工业中广泛应用。
4. 混合醌类物质混合醌类物质是指含有不同类型醌基团的化合物。
这些化合物具有更加复杂和多样的结构,因此在化学性质上也表现出更多样化的特性。
苯并三恶唑四酮(简称BTO)就是一种混合醌类物质。
BTO分子中,同时含有苯环和三恶唑环上的两个酮基团。
5. 衍生物除了以上几种基本类型的醌类物质外,还存在许多衍生物。
衍生物是通过在原始醌类分子中引入其他官能团而得到的化合物。
这些官能团可以改变醌类物质的化学性质和应用领域。
羟基苯醌和氨基苯醌就是苯醌的两种衍生物。
它们在染料工业和药物工业中具有广泛的应用。
总结起来,根据醌基团的位置和化学性质,醌类物质可以分为单醌类、双醌类、多醌类、混合醌类和衍生物等不同结构类型。
这些不同类型的醌类物质具有不同的化学性质和应用领域,对于进一步研究和开发新型有机材料具有重要意义。
参考文献: 1. Bredas, J.L. (2010). Organic semiconductors: A theoretical characterization of the basic parameters governing charge transport.Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(9), 3904-3909. 2. Li, Y., et al. (2019). A general strategy for designing high-performance organic thermoelectric materials. Science Advances, 5(6), eaaw0911. 3. Liu, Y., et al. (2020). Recent advances in n-type organic semiconductors for organic field-effect transistors. Journal of Materials Chemistry C, 8(10), 3317-3336. 4. Wang, X., et al. (2019). High-performance organic field-effect transistors based on naphthalene diimide derivatives: Recent advances and perspectives. Advanced Materials Interfaces, 6(5), 1801895.。
[药学]醌类化合物
1’-4’ 紫色
△
显示样品为
醌类化合物
46
二 理化性质 (二)
2.颜色反应
(1) Feigl反应:机理
O
化学性质
OH
+ 2HCHO + 2OH-
+ 2HCOO -
O OH
+
OH
NO2 OH-
一.结构类型
O
8
7
8a
1 9a
2
6
10a
4a
3
5
4
O
(四) 蒽醌类
1,4,5,8位为α 位 2,3,6,7位为β 位 9,10位为meso位
蒽醌类化合物大致分布在30余科的高等植物中,茜 草科植物中的蒽醌类化合物最多,芸香科、鼠李科、豆 科、廖科、紫葳科、马鞭草科、玄参科等也有分布.
O
O 蒽醌
O
[H]
O
O
O
邻菲醌(Ⅰ)
OO 邻菲醌(Ⅱ)
O 对菲醌
菲醌类的植物分布在唇形科、兰科、豆科、 番荔枝科、使君子科、蓼科、杉科等高等植物 中,在地衣中也有分离得到。
19
一.结构类型 (三) 菲醌类
丹参(Salvia miltiorrhiza Bge),具祛瘀
止痛,活血通经,清心除烦功效。
20
一.结构类型 (三) 菲醌类
存在状态:多为有色晶体 苯醌、萘醌多以游离状态存在. 蒽醌类则多以苷的形式存在.
37
二.理 化 性 质
(一) 物理性质 1.性状 2.升华性 3.溶解性
(二) 化学性质 1.酸性 2.颜色反应
38
二 理化性质 (一) 物理性质
2.升华性
游离的醌类化合物一般具有升华性。小分 子的苯醌类及萘醌类还具有挥发性,能随水蒸 汽蒸馏,可据此进行分离和纯化工作。
《醌类化合物》课件
随着环保意识的提高,研发低毒或无毒的醌类化 合物替代品成为研究重点。
生物合成与降解
研究醌类化合物的生物合成途径和降解机制,有 助于降低其在环境中的积累和毒性。
安全性监管
加强醌类化合物的安全性监管,制定严格的安全 标准和使用规范,保障人类健康和环境安全。
THANKS
感谢观看
总结词
醌类化合物的结构特点是含有两个双键的六元环状结构,其中两个双键位于环 的相邻位置。
详细描述
这种特殊的共轭双键结构使得醌类化合物具有氧化性、还原性和共轭双键等特 性。此外,醌类化合物的取代基和连接方式也会影响其化学性质和用途。
02
醌类化合物的合成方法
氧化法
总结词
通过氧化反应将芳香烃转化为醌类化 合物。
醌类化合物的分类
总结词
醌类化合物可以根据其结构特点、取代基和连接方式进行分 类。
详细描述
根据结构特点,醌类化合物可以分为苯醌、萘醌、蒽醌等类 型。根据取代基和连接方式,醌类化合物还可以进一步细分 ,如邻苯二甲酸酐、邻苯二酚等。不同类型的醌类化合物在 化学性质和用途上存在差异。
醌类化合物的结构特点
抗菌与抗病毒
某些醌类化合物具有抗菌和抗病毒活 性,可以用于治疗某些疾病。
在农业中的应用
农药合成
醌类化合物可以作为农药合成的起始原料 或中间体,如除草剂、杀虫剂等。
植物生长调节
某些醌类化合物具有植物生长调节活性, 可以用于促进或抑制植物生长。
在其他领域的应用
要点一
化学工业
醌类化合物在化学工业中用作催化剂、氧化剂或还原剂。
抗菌活性
醌类化合物具有抗菌活性,对多种细菌和真菌具有抑制作 用。
抗菌活性是醌类化合物的重要生物活性之一,一些化合物 能够破坏细菌和真菌的细胞膜结构或抑制其代谢酶的活性 ,从而达到抗菌效果。这些化合物有望开发成新型抗菌药 物。
醌类化合物的名词解释
醌类化合物的名词解释醌类化合物是一类有机化合物,其结构特点是具有一个或多个相连的醌基团。
醌基团由两个相连的氧原子和两个相连的芳香环组成。
醌类化合物广泛存在于天然界和人工合成的化合物中,具有重要的生物活性和药理作用。
1. 醌的基本结构醌是由一个芳香环上的一个碳原子和两个相连的氧原子构成的功能团。
它常见的结构有1,2-醌、1,4-醌和1,3-醌等。
醌基团中的两个氧原子通过一个碳原子连接起来,形成一个环状结构。
这种特殊的结构赋予了醌类化合物许多独特的性质和功能。
2. 醌类化合物的种类醌类化合物包括了许多不同的化合物,其中一些是天然产物,如维生素K和叶绿素等。
另一些是人工合成的化合物,如染料和药物等。
醌类化合物可以根据芳香环的位置和功能团的不同进行分类。
根据芳香环的位置,可以将其分为1,2-醌、1,4-醌和1,3-醌等。
根据功能团的不同,可以将其分为硝基醌、羟基醌和甲醇醌等。
3. 醌类化合物的生物活性和药理作用醌类化合物具有多种生物活性和药理作用,因此在医药和生物领域有着广泛的应用。
一些醌类化合物具有抗氧化性能,能够清除自由基,保护细胞免受氧化应激的损伤。
此外,醌类化合物还具有抑制肿瘤细胞生长的作用,被应用于抗癌药物的研究和开发。
一些醌类化合物还具有抗菌和抗病毒的活性,对于细菌和病毒感染的治疗具有潜力。
4. 醌类化合物的应用领域醌类化合物在医药、农业和生物科学领域有着广泛的应用。
其中,某些醌类化合物被用作药物的活性成分,用于治疗心血管疾病、肿瘤和感染性疾病等。
此外,醌类化合物还可以作为染料和颜料,用于染纺织品、制造油墨和颜料等。
5. 醌类化合物的合成方法醌类化合物的合成方法多样,可以通过天然产物提取、化学合成和生物转化等途径得到。
天然产物提取法通常使用一些特定的有机溶剂提取含有醌类化合物的植物或动物组织。
化学合成法则是通过化学反应合成醌类化合物,根据不同的醌类化合物结构,采用不同的反应路径和合成策略。
生物转化法则是利用微生物或酶的作用将特定底物转化为醌类化合物。
醌类化合物
(P164)
酸性
(1)苯醌和萘醌的醌核上的羟基酸性类似于羧基;
(2)萘醌和蒽醌的苯环上的羟基酸性:
β-羟基 >α-羟基
H O HO O O
O
O
(P164)
游离蒽醌的酸性强弱顺序为:
含COOH > 2个以上β-OH > 1个β-OH > 2个以上α-OH > 1个α-OH
溶于NaHCO3 溶于Na2CO3 溶于1%NaOH 溶于5%NaOH
2. 色谱法
常用的吸附剂主要是硅胶 也可以采用聚酰胺凝胶? 一般不用氧化铝?
(二)蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离
(P168)
极性不同,在有机溶剂中的溶解度不同,如苷类在
氯仿中不溶,而游离的蒽醌则溶于氯仿。
O-glcO
OH
H
H
COOH COOH
O-glc
O
OH
(P168)
(四)蒽醌苷类的分离
主要应用层析法,一般用溶剂法或铅盐法处理粗提物,除 去大部分杂质。 铅盐法:蒽醌苷的水溶液中加入中性乙酸铅溶液,使之与
(P169)
~ 240 nm(强峰) 苯醌主要吸收峰有三个 ~ 285 nm(中强峰)
~ 400 nm (弱峰)
(2)萘醌类的紫外吸收特征
主要有四个吸收峰:
(P169)
O 245 nm 251 nm 335 nm (苯样结构引起)
257 nm (醌样结构引起)
O
(3)蒽醌
O O
(P169)
O A O B
4. Kesting-Craven:苯醌及萘醌类化合物当其醌 环上有未被取代的位置时,可在氨碱性条件下与 一些含有活性次甲基试剂如乙酰乙酸酯、丙二酸 酯反应的醇溶液反应,显蓝绿或蓝紫色
醌类化合物
醌类化合物[1,2]第一节 醌类化合物的结构类型醌类化合物是天然产物中一类比较重要的活性成分,是指分子内具有不饱和环二酮结构(醌式结构)或容易转变成这样结构的天然有机化合物。
天然醌类化合物主要分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。
一、苯醌类苯醌类(benzoquinones)化合物从结构上分为邻苯醌和对苯醌两大类。
邻苯醌结构不稳定,故天然存在的苯醌化合物大多数为对苯醌的衍生物。
常见的取代基有-OH 、-OCH 3、-CH 3或其它烃基侧链。
OO对苯醌邻苯醌OO苯醌类化合物存在于27科高等植物中,在低等植物棕色海藻中也发现苯醌类化合物[3]。
天然苯醌类化合物多为黄色或橙色的结晶体,如2,6-二甲氧基对苯醌,为黄色结晶,存在于中药凤眼草(Ailanthus altissima Swingle)的果实中,具有较强的抗菌作用。
从中药朱砂根(Ardisia crenata )的根中分离得到化合物密花醌(rapanone),具有抗毛滴虫作用,有抗痢疾阿米巴原虫及抗阴道毛滴虫活性[4]。
从白花酸藤果(Embelia ribes Burm.)的果实及矩叶酸藤果(E. oblongifolia Hemsl.)果实中分离得到的驱绦虫有效成分信筒子醌(embelin)为橙红色的板状结晶,是带有高级烃基侧链的对苯醌衍生物。
OOCH 3OOCH 3OO HO(CH 2)12CH 3OO HO(CH 2)10CH 3OH2,6-二甲氧基苯醌密花醌信筒子醌广泛存在于生物界的泛醌类(ubiquinones)能参与生物体内的氧化还原过程,是生物氧化反应的一类辅酶,称为辅酶Q 类(coenzymes Q),其中辅酶Q 10(n=10)已用于治疗心脏病、高血压及癌症。
从紫穗槐属植物紫穗槐(Amorpha fruticosa )根中分离得到化合物amorphaquinone ,为非晶型橙色固体,是一种类黄酮型苯醌,这类化合物在蝶形花科植物中含有较多[5]。
醌类
第九章醌类化合物§ 9.1 结构§ 9.2物理性质§ 9.3 酸性§ 9.4 显色反应及其应用§ 9.5 提取§ 9.6 分离§ 9.7 大黄§ 9.1结构苯醌萘醌菲醌蒽醌9.1.1苯醌类对苯醌:邻苯醌:结构式实例:见书9.1.2萘醌自然界得到的几乎均为α-萘醌(1,4-萘醌,对醌)从结构上考虑可以另有β(1,2-萘醌,邻醌)及amphi(2,6-萘醌)]举例:维生素K1等。
识别 @@9.1.3菲醌天然成分:邻醌:丹参醌Ⅰ丹参醌ⅡA丹参醌ⅡB对醌: 丹参新醌(甲乙丙)9.1.4蒽醌类包括:蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物。
9.1.4.1单蒽核类蒽醌衍生物(游离或成苷;其中的酚OH或COOH多以成盐形式存在)1 分类 @@大黄素型:羟基:分布在两侧的苯环上,例如大黄酸等。
茜草素型:羟基:分布在一侧的苯环上,例如茜草素等。
大黄素型结构平面对称,可翻转,R1、R2可互换位置。
酸性由强至弱:-COOH 1个β-OH (2个α-OH+1个CH2-OH) 2个α-OH大黄酸 > 大黄素 > 芦荟大黄素 > 大黄酚、默写结构 @@大黄素甲醚梯度萃取所用碱液: @@ 5% NaHCO3 5% Na2CO3 0.5% NaOH(或KOH) 1-5% NaOH2.衍生物(还原产物)[H] [H] 互变蒽醌氧化蒽酚蒽酚蒽酮 [O] [O](易氧化,天然少见)结构式见书 NP.146 识别 @@9.1.4.2双蒽核类1. 二蒽酮类衍生物两分子蒽酮相互结合而成例:番泻苷A、B、C、D(大黄及番泻叶中致泻的主要成分)见书 NP.148 写出区别点: @@A – CB – A D -- C番泻苷A是由二分子的大黄酸蒽酮葡萄糖苷经C10—C10ˊ结合而成,在肠内该C10—C10ˊ键断裂后,产生致泻成分单分子大黄酸蒽酮。
2. 二蒽醌类等其它二聚物(略)结合位置? 不是C10—C10ˊ9.1.4.3蒽醌苷类的主要苷键1. 大部分为氧苷例如:大黄素-1-O-β-D-葡萄苷(单蒽核蒽醌苷类)番泻苷A、B、C、D(二蒽酮苷类)2. 个别为碳苷类 @@(很难被水解,因为C原子上无共享电子对,不易质子化)例如:芦荟苷系蒽酮碳苷(糖做为侧链经C-C键直接与蒽环连接),为芦荟致泻的主要成分。
醌类化合物的结构鉴定课件见
核磁共振法是一种常用的结构分析方法,通过测定原子核的磁性质来判断物质的 结构。在醌类化合物的结构鉴定中,核磁共振法可以提供有关氢原子和碳原子的 信息,有助于确定化合物的类型和构型。
质谱法
总结词
通过测定物质离子的质量来判断物质结构的方法。
详细描述
质谱法是一种常用的结构分析方法,通过测定物质离子的质量来判断物质的结构。在醌类化合物的结构鉴定中, 质谱法可以提供有关分子量和化学键的信息,有助于确定化合物的类型和构型。同时,与紫外光谱法、红外光谱 法和核磁共振法等其他方法结合使用,可以更全面地了解化合物的结构和组成。
03
醌类化合物的合成与转化
合成方法
苯醌的合成
01
苯醌通常通过苯的氧化反应制备,常用的氧化剂包括硝酸、高
锰酸钾、过氧化氢等。
萘醌的合成02Fra bibliotek萘醌可以通过萘的氧化反应制备,常用的氧化剂包括硝酸、铬
酐等。
蒽醌的合成
03
蒽醌通常通过蒽的氧化反应制备,常用的氧化剂包括硝酸、过
氧化氢等。
转化反应
还原反应
醌类化合物可以通过还原反应转化为醇或酚,常用的还原剂包括 氢气、金属钠、金属氢化物等。
染料工业
染料合成
醌类化合物可以作为染料合成的 中间体,用于合成各种偶氮染料、 蒽醌染料等。
性能改善
通过引入醌类化合物,可以改善 染料的颜色、牢度和稳定性等性 能,提高染料的质量和实用性。
环保要求
随着环保要求的提高,开发低毒、 低污染的染料成为趋势,醌类化 合物在染料工业中的应用将更加 受到关注。
农业应用
植物生长调节剂
醌类化合物可以作为植物生长调节剂,调节植物的生长和发育, 提高农作物的产量和品质。
醌类氧化还原介体
醌类氧化还原介体醌类化合物作为一类重要的氧化还原介体,在化学领域中起着极为重要的作用。
它们具有独特的结构和性质,可以广泛应用于催化、药物合成、染料和材料科学等多个领域。
首先,让我们来了解一下醌类化合物的结构特点。
醌类化合物的分子结构由两个氧原子和苯环组成,其中一个氧原子与苯环上的碳原子相连,另一个氧原子与苯环上的氢原子相连。
这种结构使其具有良好的氧化还原性质,可在化学反应中充当氧化剂或还原剂。
醌类化合物的氧化还原性质使其在催化领域中有着广泛的应用。
例如,它们可以作为催化剂参与氧化反应,如醌类氧化剂可以将有机化合物氧化为其对应的醇或醛。
同时,它们也可以作为还原剂参与反应,如醌类还原剂可以将有机化合物还原为醌类化合物或醇。
通过调节醌类化合物的结构和反应条件,我们可以精确控制氧化还原反应的发生,从而实现有机合成中的选择性合成。
此外,醌类化合物在药物合成中也发挥着重要的作用。
以维生素K 为例,它是一种醌类化合物,参与了人体中凝血机制的调节。
通过维生素K的氧化还原循环,可以确保血液凝块的正常形成和溶解,进而预防血栓症等疾病的发生。
因此,对醌类化合物的深入研究不仅有助于药物的合成和疾病治疗,同时也有助于理解人体生理过程的机理。
另外,醌类化合物在染料和材料科学中的应用也非常广泛。
由于其独特的结构和性质,醌类化合物可以作为染料分子或光敏化合物应用于染料敏化太阳能电池和光伏材料中。
醌类化合物灵活的氧化还原性质可以实现光能的捕获和转换,提高能量转化效率。
此外,在材料科学中,醌类化合物还可以作为纳米材料的合成前体,用于制备具有特殊形貌和性能的纳米材料。
总之,醌类化合物作为一类重要的氧化还原介体,在化学领域中具有丰富的应用前景。
通过进一步深入研究醌类化合物的结构和性质,我们可以开发出更多的氧化还原催化剂,加速药物的合成和疾病治疗,同时也有助于开发新型染料和材料。
对于广大化学科研工作者来说,我们应该深入理解醌类化合物的氧化还原性质,并将其应用于实际的研究和创新中,为人类的发展做出更大的贡献。
醌类化合物
醌类化合物的提取分离
一、游离醌类的提取方法
二、游离羟基蒽醌的分离 三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离 四、蒽醌苷类的分离
一、游离醌类的的提取方法
1、有机溶剂提取法 2、碱提取-酸沉淀法 3、水蒸气蒸馏法 4、超临界流体萃取法 5、超声波提取法
红豆杉
一、游离醌类的的提取方法
1. 有机溶剂提取法
EtOH浸膏
Et2O液 OH-/H2O萃取
极性成 分苷糖 Et2O溶 类等 不溶物
Et2O液
OH-/H2O
H+/H2O
碱性由弱到 强继续萃取
H+/H2O
沉淀 重结晶
游离羟基蒽醌
药材乙醇浸膏 乙醚捏溶 乙醚溶液 5%NaHCO3 不溶物 (苷类成分)
NaHCO3液 H+ 结晶
乙醚液 5%Na2CO3
第三节、提取分离
一、游离醌类的提取方法
二、游离羟基蒽醌的分离
三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离
四、蒽醌苷类的分离
二、游离羟基蒽醌的分离
1、pH梯度萃取法* 2、色谱法
大戟
二、游离羟基蒽醌的分离
1、pH梯度萃取法*
原理--利用羟基蒽醌中酚羟基数目、
位置不同,对分子的酸性强弱影响不同而进
行分离。(羟基蒽醌成分的重要分离方法)
OH
O
OCH3 OH
CH3
glc O O OH
O
C
OH
O
OCH3 OCH3
CH3 O
D
CH3 O
E
萱草乙醇浸膏 乙醚溶解 乙醚溶液 5%NaHCO3 不溶物 ( )
O OCH3 OCH3
NaHCO3液
沉淀 (
醌类化合物
第四章 醌类化合物本章重点在于蒽醌类化合物,学习和复习时,掌握醌类化合物结构母核和理化性质,了解蒽醌类酸性与PH 梯度法原理,应用于蒽醌化合物的分离。
本章难点是波谱法应用于蒽醌类化合物结构鉴定。
第一节 概 述这一节要掌握醌类化合物的定义、分类和分布。
定义:醌类化合物是指环己二烯二酮类的一系列衍生物。
主要分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。
在中药中以蒽醌及其衍生物尤为重要。
还要了解醌类化合物的生物活性及含醌类成分的常见中药。
如番泻叶中的番泻苷类化合物具有较强的致泻作用;大黄中游离的羟基蒽醌类化合物具有抗菌作用;茜草中的茜草素类成分具有止血作用;紫草中的一些萘醌类色素具有抗菌、抗病毒及止血作用;丹参中丹参醌类具有扩张冠状动脉的作用,用于治疗冠心病、心肌梗死等。
第二节 醌类化合物的结构与分类这一节与实例的内容结合复习,掌握苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型的基本母核特征及一些代表性化合物的结构分类。
如丹参菲醌类,大黄蒽醌类,番泻苷等二蒽酮衍生物。
1. 掌握蒽醌类母核的编号:天然存在的蒽醌类化合物在蒽醌母核上常有羟基、羟甲基、甲基、甲氧基和羧基取代。
它们以游离形式或与糖结合成苷的形式存在于植物体内。
蒽醌苷大多为氧苷,但有的化合物为碳苷,如芦荟苷。
1,4,5,8位为α位 2,3,6,7位为β位9,10位为meso 位,又叫中位2. 蒽醌在酸性环境中被还原,可生成蒽酚及其互变异构体—蒽酮。
蒽醌蒽酚 蒽酮值得注意的是:蒽酚(或蒽酮)的羟基衍生物常以游离状态或结合状态与相应的羟基蒽醌共存于植物中。
蒽酚(或蒽酮)衍生物一般存在于新鲜植物中。
新鲜大黄经两年以上贮存则检识不到蒽酚。
如果蒽酚衍生物的meso 位羟基与糖缩合成苷,则性质比较稳定,只有经过水解除去糖才能易于被氧化转变成蒽醌衍生物。
第三节 醌类化合物的理化性质理化性质包括物理性质(颜色、升华性和溶解度等)和化学性质(酸性和显色反应),重点内容是蒽醌类化合物的酸性比较和特征性显色反应。
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蓝雪醌
CH3 CHCH2CH OH O CH3 C CH3
紫草素 R= 异紫草素 R=
OH
OH
第一节
一、苯醌类
结构类型
二、萘醌类
三、菲醌类
四、蒽醌类
(一)蒽醌衍生物 (二)蒽酚衍生物 (三)二蒽酮类衍生物
三、菲 醌 类(phenanthraquinones)
天然的菲醌类:包括邻菲醌和对菲醌两种类型
6 5 4
邻苯醌
O-quinone P-quinone 邻苯醌不稳定,故自然界存在的大多为对苯醌。 醌核上多有-OH、-OMe、-Me等基团取代。
常见的苯醌类化合物
常见的苯醌类化合物
O MeO OMe
HO O (CH2)10CH3
OH
O 2,6-甲氧基苯醌
O H3CO CH3 CH3 H3CO O CH2—CH==C—CH2 nH
第二节
理化性质
(一)物理性质 1.性 状
2.溶解度 3.挥发性 4.升华性 5.不同pH条件下显色
(二)化学性质
1.酸性
2.颜色反应
第二节
理化性质
二、化学性质
1.酸性 Ar-OH的存在——显酸性——用于碱提酸沉 分子中Ar-OH的数目、位置不同则酸性强弱有差异
H
O
..
OH
O
O
O
O
β -OH蒽醌
α -OH蒽醌
第二节
理化性质
下列顺序排列
(二)化学性质
1.酸性——以游离蒽醌类衍生物为例,酸性强弱将按 (1) 有-COOH的酸性> 无-COOH(Ph-OH) (2) β-OH>Ph-OH > α-OH
H O OH OH O O
>
O
>
O
β-羟基蒽醌 pka 7.6
α-羟基蒽 9.9
α-羟基蒽醌 11.5
(3)酚-OH数目增多,酸性增强。
① 羟基蒽醌及具有游离酚-OH的蒽醌苷均可呈色。
② 蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物氧化、 蒽醌(+) 此反应也适用于PC显色。
例如:检查中药中恩醌类成分
中药粉末0.1g 10%硫酸 5ml H
+
2- 10'
H2O 放冷 加乙醚2ml
H
+
H2O
Et2O 5%NaOH 1ml Et2O 黄 无色 OH H O 2 红色
3、碱性条件下的显色反应(Borntrager’s保恩特莱格) 羟基醌类在碱性溶液中发生颜色改变,会使颜色 加深。多呈橙、红、紫红色及蓝色。反应机理如下:
O OH OH O O O O
O
O OH OH O O
O
显红色
O
O
O O
O O
显红色
形成了新的共轭体系
专属性:
因呈色反应与形成共轭体系的酚-OH和C=O有关。
如:番泻叶中致泻的有效成分——番泻苷A、B、C、D等
g lc O O OH
OH
O
OH + g lu c o s e
H
H
COOH COOH
2
COOH
g lc
O
O
OH
番泻苷A
大黄酸蒽酮
双 蒽 核蒽酮——二蒽酮
glc O O OH
glc O O OH
H
H
COOH COOH
H
H
COOH CH2OH
glc
R1=CH3 R2=H R1=CH3 R2=OH R1=CH3 R2=OCH3 R1=COOH R2=H R1=CH2OH R2=H
茜草素型:-OH分布在一侧的苯环上,颜色 较深,多为橙黄或橙红色。
O OH OH
O OH OH
O
O
OH
茜草素
O OH OH
羟基茜草素
O OH CH2OH
COOH O OH O OH
二、萘 醌 类(naphthoquinones)
O 8 7 6 5 O 4 1 2 3
O 8 7 6 5 4 1 2 3 O
7
8
1 2 3 4
O
O 6 5
α-(1,4)萘醌
β-(1,2)萘醌
amphi-(2,6)萘醌
但目前从自然界得到的多为α-萘醌类。
O
O CH3
OH
O
OH
O
胡桃醌(α-萘醌)
OH O
素类、糖类及酚类化合物的干扰。
6. 与金属离子的反应:具有α-OH或邻二酚-OH的蒽醌 ①醋酸镁反应——非常灵敏
特点:有颜色(生成橙红、紫红、或蓝紫色络合物), 应用:鉴别,及TLC,P.C 显色剂
O O Mg O O H O O
O Mg O O O
H O
O
O
与醋酸镁形成的络合物
②与Pb2+络合:一定pH条件下能
O
信筒子醌
辅酶Q(n=6~10)
对苯醌类在碱性下可被亚硫酸钠还原为氢醌。
O OH [O] O OH OH
对苯醌
氢醌 hydroguinones
醌类化合物通过这种可逆的氧化还原过程,在生 物体内起着重要的电子传递媒介作用。
第一节
一、苯醌类
结构类型
二、萘醌类
三、菲醌类
四、蒽醌类
(一)蒽醌衍生物 (二)蒽酚衍生物 (三)二蒽酮类衍生物
4. 与活性次甲基试剂的反应
专属性:苯醌及无2,3-位取代的萘醌(+),蒽醌→(-)
O O
+ 活性次甲基试剂
O O
在氨碱性下
(丙二酸酯、乙酰醋酸脂/醇液)
兰绿色 或 兰紫色
醌环上未取代位置
5. 对亚硝基二甲基苯胺反应 专属性:羟基蒽醌类化合物,尤其是1,8-二羟基蒽酮衍生 物,当9,10-位未取代时(+),该反应不受黄酮类、香豆
二、化学性质
1.酸性
2.颜色反应
二、理化性质 1.性状
(一)物理性质
颜色—— 无Ar-OH近乎于无色 助色团越多,颜色越深 如:黄、红、橙、紫红等 醌类化合物多为有色晶体
存在状态:苯醌、萘醌——多以游离状态存在;
蒽醌类——则往往结合成苷而存在于
植物中。
二、理化性质 (一)物理性质 1.性 状
2.溶解度 3.挥发性 4.升华性 5.不同pH条件下显色
第一节
一、苯醌类
结构类型
二、萘醌类
三、菲醌类
四、蒽醌类
(一)蒽醌衍生物 (二)蒽酚衍生物 (三)二蒽酮类衍生物
本章内容
第一节 第二节 结构类型 理化性质
第三节
第四节 第五节
提取分离
结构鉴定 生物活性
第二节
醌类化合物的理化性质
一、物理性质 1.性 状
2.溶解度 3.挥发性 4.升华性 5.不同pH条件下显色
O
O
OH
glc
O
O
OH
番泻叶苷A(反式) 番泻叶苷B(顺式)
番泻叶苷C(反式) 番泻叶苷D(顺式)
( 二蒽酮类 )
O
O
HO HO CH3 CH3 OH O OH
OH
O
OH
O
O
去氢二蒽酮
日照二蒽酮
金丝桃素 ( 中位萘并二蒽酮 )
二蒽酮 —2H 去氢二蒽酮 —2H 日照二蒽酮 —2H 中位萘并二蒽酮类
本章内容
第一节 结构类型 第二节 理化性质
第三节 提取分离
第四节 结构鉴定 第五节 生物活性
第一节
一、苯醌类
结构类型
二、萘醌类
三、菲醌类
四、蒽醌类
(一)蒽醌衍生物 (二)蒽酚衍生物 (三)二蒽酮类衍生物
一、苯 醌 类(benzoquinones)
O 1 6 5 O
对苯醌
O 1
2 4 3
O 2 3
生成沉淀,用于精制。
颜色反应(用于检识)
反应类型 Feigl反应 无色亚甲蓝 Bornträge反 应 Kesting– Craven反应 反应试剂 甲醛、邻二硝基苯 无色亚甲蓝溶液 反应特点 紫色 PC、TLC兰色 斑点 橙、红、紫红、 蓝 蓝绿、蓝紫 橙黄、橙红、 紫 红紫、蓝色 紫、绿、蓝、 灰色 鉴别特点 所有醌类 苯醌、萘醌 意义 非醌类成分(—) 与蒽醌类区别 (—) 蒽酚、蒽酮、 二蒽酮类(—)
O O O
H O H O
>
HO O OH O OH
>
O
3,6-二羟基蒽醌 3-羟基蒽醌 1,2-二羟基蒽醌 以游离蒽醌类衍生物为例,酸性强弱将按下列顺序 排列: 含-COOH > 2个以上-OH > 1个-OH > 2个-OH > 12CO3
1%NaOH
5%NaOH
O
+
2HCHO
OH
+
2OH [H]
+
2HCOO
-
O
OH NO2 [O] OH O O
OH
NO2
+
NO2 OH
+
NO
紫色
邻二硝基苯
Feigl反应——试验:
25% Na2CO3 4% HCHO 5%邻二硝基苯
2. 无色亚甲蓝显色试验
样品液1滴 (水或苯液) 紫色 1' ~ 4'
苯醌、萘醌( PPC 、TLC)无色亚甲蓝喷雾 , 显 蓝色斑点 ——区别于蒽醌。
第二节
一、物理性质 1.性
理化性质
状
2.溶解度 3.挥发性 4.升华性 5.不同pH条件下显色
二、化学性质
1.酸性
2.颜色反应
二、理化性质
(一)物理性质
4.升华性:游离的醌类多具有升华性,蒽衍生物