天然药物化学醌类课件
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天然药物化学最新PPT课件
O O OH Glc
Glc O O OH
HH
COOH
CH2OH O O OH Glc
O O
长时间存放 2
H
O
Glc
O
O
OH
O 蒽醌
H
H
COOH
COOH
O
O
OH
Glc
OH O OH COOH
中位萘并二蒽酮类
OH O OH
HO
CH3
H3C
OH
OH O OH
hypericin
醌类化合物的理化性质
(一)物理性质 1.性 状 2.升华性 3.溶解度
高效液相色谱法(HPLC)
蒽醌类化合物的波谱特征
UV
O
O A
O
峰1 ~230nm
峰2 240~260nm (A)
峰3 262~295nm (B)
峰4 305~389nm (A)
O
峰5 >400nm
B
(B中的羰基引起)
蒽醌类化合物的波谱特征
核磁共振氢谱(1H-NMR或PMR)
5.0
5.0
OH
H OOH
O
O
应用:pH梯度萃 取
游离蒽醌酸性顺序:
-COOH>2个β-OH>1个β-OH>2个α-OH>1个α-OH
5%NaHCO3
5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH
由于醌类化合物多具有酸性,在碱液中成盐而溶解, 加酸酸化后重新游离而沉淀析出。故常利用碱溶解酸 沉淀法提取醌类化合物。
OH O OH
H3CO O
O H3CO H3CO
O
arnebinone
O
arnebifuranon
Glc O O OH
HH
COOH
CH2OH O O OH Glc
O O
长时间存放 2
H
O
Glc
O
O
OH
O 蒽醌
H
H
COOH
COOH
O
O
OH
Glc
OH O OH COOH
中位萘并二蒽酮类
OH O OH
HO
CH3
H3C
OH
OH O OH
hypericin
醌类化合物的理化性质
(一)物理性质 1.性 状 2.升华性 3.溶解度
高效液相色谱法(HPLC)
蒽醌类化合物的波谱特征
UV
O
O A
O
峰1 ~230nm
峰2 240~260nm (A)
峰3 262~295nm (B)
峰4 305~389nm (A)
O
峰5 >400nm
B
(B中的羰基引起)
蒽醌类化合物的波谱特征
核磁共振氢谱(1H-NMR或PMR)
5.0
5.0
OH
H OOH
O
O
应用:pH梯度萃 取
游离蒽醌酸性顺序:
-COOH>2个β-OH>1个β-OH>2个α-OH>1个α-OH
5%NaHCO3
5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH
由于醌类化合物多具有酸性,在碱液中成盐而溶解, 加酸酸化后重新游离而沉淀析出。故常利用碱溶解酸 沉淀法提取醌类化合物。
OH O OH
H3CO O
O H3CO H3CO
O
arnebinone
O
arnebifuranon
第四章 醌类-1-12 PPT课件
OH
COOH H H COOH
O
OH
肠菌代谢
COOH
glc
O
O
OH
★醌类结构类型
▴
二蒽醌衍生物(补充)
两蒽醌环相同而对称,成反向排列
OH O OH
HO O CH3 O HO
CH3
OH
O
OH
天精
补充:
▴
★醌类结构类型
▴
O
去氢二蒽酮类
10
日照蒽酮类
O
▴
中位萘骈二蒽酮类
O
氧化
H
10
氧化
10
H
10'
10'
★醌类结构类型
▴
蒽酚(蒽酮)衍生物
存在新鲜植物中,长时间可被氧化成蒽醌类成分
HO
O
HO
HO
OH
HO
CH3
CH3
柯桠素 chrysarobin
★醌类结构类型
▴
C-糖基蒽衍生物
OH O OH
H O
CH2OH
芦荟苷 barbaloin
难溶于水、有机溶剂, 易溶于吡啶等碱性有机溶剂
★醌类结构类型 ● 双蒽核类
★醌类结构类型 • 蒽醌类(anthraquinones) *
O H O O OH OH O
蒽醌
氧化蒽酚
O H OH O 蒽二酚
OH
蒽酚
蒽酮
★醌类结构类型
●
• 蒽醌类(anthraquinones) *
单蒽核类
▴
蒽醌衍生物
▲ ▲
大黄素型 茜草素型
▴ ▴
蒽酚(蒽酮)衍生物 C-糖基蒽衍生物
●
天然药物化学醌类化合物
醌类化合物的研究进展与展望,包括新型醌类化合物的合成、结构优化、生物活性评价 等
醌类化合物在药物研发中的应用前景广阔,未来有望开发出更多具有临床应用价值的药 物。
研究挑战:醌类化合物结构复杂,难以分离和 纯化
研究挑战:醌类化合物生物活性多样,难以确 定其作用机制
研究挑战:醌类化合物毒性较大,需要寻找低 毒性的替代品
合成实例:以苯醌为例,通过氧化反应合成苯醌 合成原理:氧化反应是醌类化合物合成的主要途径 合成条件:需要合适的氧化剂和反应条件 合成结果:苯醌的合成产物为黄色晶体,具有较强的抗氧化活性
醌类化合物的研究 进展与展望
研究现状:醌类化合物在药物化学领域的应用广泛,具有多种生物活性 研究进展:近年来,醌类化合物的研究取得了显著进展,包括结构优化、合成方法改进等
抑制炎症因子的释放:醌类化合物可以抑制炎症因子的释放,如肿瘤坏死因子、白细 胞介素等。
抑制炎症信号通路:醌类化合物可以抑制炎症信号通路,如NF-κB、MAPK等。
抗菌机制:抑制细 菌生长、繁殖和代 谢
抗菌谱:对革兰氏 阳性菌、革兰氏阴 性菌、真菌和病毒 均有效
抗菌活性:具有较 强的抗菌活性,对 多种细菌具有抑制 作用
发展趋势:未来醌类化合物的研究将更加注重其生物活性的深入研究,以及与药物化学其他领域的交叉融合
展望:醌类化合物在药物化学领域的应用前景广阔,有望成为新一代药物的重要来源
醌类化合物具有广泛的生物活性,包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤等
醌类化合物在药物研发中具有重要的应用价值,如用于治疗心血管疾病、糖尿病、癌症 等
醌类化合物具有氧化还原性 质,可作为氧化剂或还原剂
醌类化合物具有共轭性,可 发生共轭加成反应
醌类化合物具有氧化还原活 性,可发生氧化还原反应
醌类化合物在药物研发中的应用前景广阔,未来有望开发出更多具有临床应用价值的药 物。
研究挑战:醌类化合物结构复杂,难以分离和 纯化
研究挑战:醌类化合物生物活性多样,难以确 定其作用机制
研究挑战:醌类化合物毒性较大,需要寻找低 毒性的替代品
合成实例:以苯醌为例,通过氧化反应合成苯醌 合成原理:氧化反应是醌类化合物合成的主要途径 合成条件:需要合适的氧化剂和反应条件 合成结果:苯醌的合成产物为黄色晶体,具有较强的抗氧化活性
醌类化合物的研究 进展与展望
研究现状:醌类化合物在药物化学领域的应用广泛,具有多种生物活性 研究进展:近年来,醌类化合物的研究取得了显著进展,包括结构优化、合成方法改进等
抑制炎症因子的释放:醌类化合物可以抑制炎症因子的释放,如肿瘤坏死因子、白细 胞介素等。
抑制炎症信号通路:醌类化合物可以抑制炎症信号通路,如NF-κB、MAPK等。
抗菌机制:抑制细 菌生长、繁殖和代 谢
抗菌谱:对革兰氏 阳性菌、革兰氏阴 性菌、真菌和病毒 均有效
抗菌活性:具有较 强的抗菌活性,对 多种细菌具有抑制 作用
发展趋势:未来醌类化合物的研究将更加注重其生物活性的深入研究,以及与药物化学其他领域的交叉融合
展望:醌类化合物在药物化学领域的应用前景广阔,有望成为新一代药物的重要来源
醌类化合物具有广泛的生物活性,包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤等
醌类化合物在药物研发中具有重要的应用价值,如用于治疗心血管疾病、糖尿病、癌症 等
醌类化合物具有氧化还原性 质,可作为氧化剂或还原剂
醌类化合物具有共轭性,可 发生共轭加成反应
醌类化合物具有氧化还原活 性,可发生氧化还原反应
醌类化合物(天然药物化学课件)
O
O OH
OH O OH
金丝桃素 O
OH O OH
天精
CH3 OH O OH
OH O OH H3C O
山扁豆双醌
22
结构、分类 第一节 与生物活性
classification, structure and bioactivity of quinones
O
二蒽酮继续氧化产物
O
O
去氢二蒽酮
O
日照蒽酮
天然药物化学
HH
COOH COOH
glc O O OH
OH O OH glc
COOH
大黄酸蒽酮
番泻叶苷A
21
结构、分类 第一节 与生物活性
classification, structure and bioactivity of quinones
OH O
OH
其他结合方式
OH O OH
HO
CH3
HO
CH3
HO
CH3 H3C
(二)溶解性
游离者极性小
–乙醇、丙酮、三氯甲烷、乙醚
成苷后极性大
–甲醇、乙醇、热水
碳苷
–吡啶
26
理化性质 第二节 显色反应
physicochemical property and reaction
(三)升华性和挥发性
游离的一般有升华性
小分子苯醌和萘醌具挥发性
有些注意避光
27
理化性质 第二节 显色反应
番泻叶苷B
glc O O OH
HH
COOH CH2OH
H
COOH
H
CH2OH
glc O O OH
番泻叶苷C
glc O O OH
天然药物化学第四章--醌类化合物
2、茜草素型:
分子中的羟基分布在一侧的苯环上,颜 色较深,多为橙黄色至橙红色。如;中药 茜草中有茜草素及其苷等,即属此类型。
O O
OH R3
R1 R2
茜草素 羟基茜草素 伪羟基茜草素
R1 OH OH OH
R2 H H
R3 H OH
COOH OH
(二)蒽酚或蒽酮衍生物
蒽醌在酸性溶液中还原,则生成 蒽酚及其互变异构体的蒽酮。
OH O HO HO OH O
OH Me HO Me HO OH
OH O
OH Me Me
OH O
OH
橙色霉素
金丝桃素
除以上形式外,还有碳苷类, 如;芦荟致泻成份芦荟苷。
OH O H O
芦荟苷
OH
第二节 理化性质与呈色反应
一、物理性质
(一)性状 1、醌类化合物分子中若无酚羟基时,多 近无色,随着酚羟基等助色团引入, 颜色加深。 2、中草药中的蒽衍生物多为黄色和橙黄 色结晶固体,多以苷类形式存在,多 数难于结晶,苯醌,萘醌则多以游形 式存在。
O
O O
O
O O
二氢丹参醌
CH2 次甲丹参醌
O
OH
R
CH R= CH 3 CH2OH 丹参新醌甲
O R=
CH CH CH3 丹参新醌乙 3
丹参新醌丙
R= CH3
丹参醌类多为橙色,红色,棕红 色结晶,少数为黄色,具有抗菌及扩 张冠状动脉作用,为中药丹参的主要 成份。
丹参醌类成份在结构上都具有菲 醌母核 , 结构上与二萜类似 , 有时也 将其看成为二萜类成份。
O O
C H 3 C H C H C 2 C H 3 O H
O H O
天然药物化学醌类化合物(ppt)
2HCHO
+
2OH
[H]
醛 类 碱
O
氧 化 剂 还 原 剂 催 化 剂
OH OH
+
NO2 NO2
[O] OH-
邻二硝基苯
(起氧化作用)
OH
+ 2HCOO-
氢 醌
OH
O
+
NO2 NO-
O
紫色
三、醌类化合物的理化性质 (二.化学性质) 与活性亚甲基试剂的反应
O
O
在 氨 碱 性 下 兰 绿 色
+ 活 性 次 甲 基 试 剂
OH O OH
HO HO
CH3 CH3
OH O OH
hypericin
金丝桃素 抗抑郁
HO
CH3
HO
CH2OH
OH O OH
pseudohypericin
假金丝桃素
二蒽醌类衍生物:
OH O OH
C H3
O
O
H3C
OH O OH
4,4’-二聚大黄酚
三、醌类化合物的理化性质 (二.化学性质)
O
..
OH
O H O s h i k o n i n
蓝雪醌
胡桃醌
紫草素
二、结构类型 --萘醌
不含羟基的萘醌衍生物
O CH3
O
nH
维生素K1
二、结构类型 --萘醌
三 菲醌(phenanthraquinone)
O O
O O
邻醌
对醌
二、结构类型 --菲醌
O O
OR
OH O
CH2OH
O
丹参酮IIA R=H 丹参酮IIA磺酸钠 盐 R=-SO3Na
中药化学第四章醌类化合物PPT课件
脱剂)、原理及洗脱规律(洗脱顺序)。 14、一般不用氧化铝,尤其不用碱性氧化铝分离蒽
醌的原因何在。 15、蒽醌苷在柱色谱分离以前的纯化方法、原理为
何,意义何在。
34
16、掌握葡聚糖凝胶用于分离蒽醌苷的原理、方法及 洗脱顺序。
17、掌握醌类化合物检识(理化、色谱)方法、鉴别 特点和鉴别意义。
有关(红移)
240~260nm(苯)
262~295nm(醌)与β-OH有关,log > 4.1
示有β-OH, (伴随吸收
峰的红移)
305~389nm(苯)
400nm以上(醌) 与a-OH数目有关,数目
越多,红移越大
20
2.红外(IR)光谱:(功能基特征)
醌类母核
羰基(1675 cm-1)
O
O
O
苯环(1600~1480cm-1) 双键
δ11以下
吸电基
δ邻芳氢-0.15 δ对芳氢-0.1 δ邻芳氢+ 0。8
27
( 二 ) 对苯醌的质谱特征:
1.分子离子峰为基峰。 2.相继失去2分子CO 的碎片离子峰。 3.出现失去乙炔CH≡CH 分子的碎片离子峰
m/z 82(A)及 m/z54(B)、 m/z82(C)。
O.
CO
.
.
CO
OC
O
O
136.6
1
2
6
.
2 1
3
1
.
7
O
184
1 3 8. 6 引入羟基
O
2
30 ppm
O
萘醌(上下对称) 引入羟基
OH O
161.8 124.2
114.8
190.0
醌的原因何在。 15、蒽醌苷在柱色谱分离以前的纯化方法、原理为
何,意义何在。
34
16、掌握葡聚糖凝胶用于分离蒽醌苷的原理、方法及 洗脱顺序。
17、掌握醌类化合物检识(理化、色谱)方法、鉴别 特点和鉴别意义。
有关(红移)
240~260nm(苯)
262~295nm(醌)与β-OH有关,log > 4.1
示有β-OH, (伴随吸收
峰的红移)
305~389nm(苯)
400nm以上(醌) 与a-OH数目有关,数目
越多,红移越大
20
2.红外(IR)光谱:(功能基特征)
醌类母核
羰基(1675 cm-1)
O
O
O
苯环(1600~1480cm-1) 双键
δ11以下
吸电基
δ邻芳氢-0.15 δ对芳氢-0.1 δ邻芳氢+ 0。8
27
( 二 ) 对苯醌的质谱特征:
1.分子离子峰为基峰。 2.相继失去2分子CO 的碎片离子峰。 3.出现失去乙炔CH≡CH 分子的碎片离子峰
m/z 82(A)及 m/z54(B)、 m/z82(C)。
O.
CO
.
.
CO
OC
O
O
136.6
1
2
6
.
2 1
3
1
.
7
O
184
1 3 8. 6 引入羟基
O
2
30 ppm
O
萘醌(上下对称) 引入羟基
OH O
161.8 124.2
114.8
190.0
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2.
各种醌类(+)
醌类衍生物在碱性下加热能迅 速与醛类及邻二硝基苯反应→紫色 化合物。
2. 无色亚甲蓝显色试验 苯醌、萘醌——区别于蒽醌
苯醌 PPC 喷雾
蓝色斑点
萘醌 TLC 无色亚甲蓝
TLC、PPC
显色剂 无 色 亚 甲 兰 试 剂
苯醌、萘醌
3. 碱液呈色反应(Borntrager’s反应)
—羟基蒽醌遇碱液显红或紫红色
菲醌类
蒽醌类
蒽醌衍生物 蒽酚衍生物 二蒽酮类衍生物
二、分布:
苯醌:苦木科、紫金牛科等 萘醌:紫草科、柿科、蓝雪科等 菲醌:唇形科、兰科、豆科等 蒽醌:蓼科、茜草科、百合科等
三、存在形式:游离状态(苷元) 结合状态(苷)
四、天然药物:
大黄、何首乌、虎杖、决明子、丹 参、芦荟、紫草、番泻叶中的有效 成分。
番泻叶 芦荟大黄素等
决明子 大黄素等
2.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。
8 7
6 5
O OH
9
1 OH
2
3 10 4
O OH
羟基茜草素
(二)蒽酚(或蒽酮)衍生物
蒽醌在酸性下易被还原成蒽酚及其互变异构
体蒽酮。
O
O
OH
[H]
[O]
O
蒽醌
互变异构体
蒽酮
蒽酚
蒽酮、蒽酚性质不稳定,故只存在于新鲜植 物中。
第二节 醌类化合物的结构与分类
一、苯 醌 类(benzoquinones)
O
O
6 5
1 2
6
3
1O
2
4
5
3
O
4
对苯醌
邻苯醌(不稳定)
邻苯醌不稳定,故天然界存在的大多为对苯醌
二、萘 醌 类(naphthoquinones)
分为a-(1,4)萘醌、β-(1,2)萘醌和 amphi—(2,6)萘醌。但目前从自然界得
glc O O O H
番泻叶苷C(反式) 番泻叶苷D(顺式)
O
O
二蒽酮
长时间贮存
2
O
.
H
蒽酮游离基
[O]
蒽醌类
O
O
蒽蒽 酮醌
泻下机制
结合型蒽苷
口 服
小肠
大
大肠
小部分
部
肝脏
分 细菌水解
转化
游离型苷元
游离型苷元
苷元刺激肠粘膜及肠壁肌层神经丛,促进肠蠕动泻下 大黄酸抑制Na+-K+-ATP酶抑制水份吸收溶积增大泻下
分子中Ar-OH的数目、位置不同则酸性强弱 有差异。
1.有-COOH的酸性> 无-COOH(Ar-OH)
2. β-OH>Ar-OH > α-OH
O OH
>
OH
>
H OO
O
β-羟基蒽醌 Pka 7.6
α-羟基蒽 9.9
O
α-羟基蒽醌 11.53.-OH数目增多,酸性↑H
O
O
O OH
>
O
>
HO
OH
2、3、6、7 —— β位
10
3 9、10 —— meso位,又称中位
4
O
依据其还原程度的不同,将其分成以下三类:
包括:蒽醌衍生物 蒽酚衍生物 二蒽酮类衍生物
(一)蒽醌衍生物
根据-OH在蒽醌母核中位置不同, 可将羟基蒽醌衍生物分为两类:
1.大黄素型
-OH分布在两侧的苯环上,多呈黄色。
例:大黄中的主要蒽醌成分
多属于大黄素型(五种苷元)
OH O OH
8
9
1
7
2
6
3
R2
5
10 4 R1
大黄酚(chrysophanoOl) R1=CH3 R2=H
大黄素(emodin)
R1=CH3 R2=OH
大黄素甲醚(physcion) R1=CH3 R2=OCH3
大黄酸(rhein)
R1=COOH R2=H
芦荟大黄素(aloe-emodin) R1=CH2OH R2=H
6 5
8 7
[H]
6
[O] 5
小结
O
O
1
2
O O
O
3 4
O
OH O
OH O
8
9
7
R
OH
1 2
8 7
O
1
O
9
2
6
R2
5
36
10 4 R1
5
O
OH
O
10
3
4
O
互变异构体
蒽酮
蒽酚
O
O OH
9
1 OH
2
3 10 4
O OH
O
长时间贮存
2
H
蒽酮游
第三节 理化性质与呈色反应
一、物 理 性 质
(一)性状
颜色—— 无Ar-OH近乎于无色
第三章 醌类化合物 (Quinonoids)
本章内容
1
概述
2
结构与分类
3
理化性质
4
提取与分离
5
生物活性
第一节 概述
O
O
1
一、定义
6
2
5
3
4
O
OH O
醌类化合物是指分子内具有不饱和二酮
结构(醌式结构)或容易转变成这样结构的天
然有机化合物。
O
O
8
1
O
7
9
2
O R
6 5
10
3
4
O
结构类型
苯醌类
萘醌类
OH
O
O
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 > 1个-OH
5%NaHCO3
5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH
应用: 可用于提取分离
(二)颜色反应
1. 菲格尔(Feigl)反应:
助色团越多,颜色越深 如:黄、红、橙、紫红等 多为有色晶体
(二)升华性
游离醌类多有升华性,可得到最纯的结晶。 小分子的苯醌、萘醌——
挥发性,能随水蒸气蒸馏。
应用:用于提取、精制
二、化 学 性 质 (一)酸性
有机化合物中有显酸性基团:
—COOH,Ar-OH,
OH CC
1 Ar-OH的存在——显酸性——用于碱提酸沉
天然的菲醌类:包括邻菲醌(丹参醌)和 对菲醌(丹参新醌甲、乙、丙)两种类型。
OH
O
R
O
R
丹参醌ⅡA R=CH3 丹参醌ⅡB R=CH2OH
丹参新醌甲R= 丹参新醌乙R= 丹参新醌丙R=
CH CH3 CH2OH
CH CH3 CH3
— CH3
四、蒽醌类(anthraquinones)
O
8
1
7
6 5
9
2 1、4、5、8 —— a位
到的多为α-萘醌类。
O
O O
O
OH O
胡桃醌(a-萘醌) β-萘醌
O
amphi - 萘醌
紫草植物的根中分离到28 种萘醌 物质:母核均为5, 8-二羟基萘醌, 都 具有异己烯边链
OH O
OH O
OH O H OH
alkannin
OH O OH H
shikonin
三、菲 醌 类(phenanthraquinones)
反应机理如下:
O OH _
OH
_ OO
_ OO
O
α-羟基蒽醌
O
O
红色
专属性:
因呈色反应与形成共轭体系的酚 -OH和C=O有关。
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(+) 此反应也适用于纸色谱显色。
(三)二蒽酮类衍生物
二蒽酮类是两分子蒽酮在C10–C10’位或其他位 脱氢而形成的化合物。如:番泻叶中致泻的有效
成分——番泻苷A、B、C、D等。
glc O O O H
glc O O O H
HH
COOH COOH
HH
COOH C H2O H
glc O O O H
番泻叶苷A(反式) 番泻叶苷B(顺式)