蒽醌类化合物

一. 概 述
(二)生物活性
致泻：番泻苷、大黄酸。蒽醌苷大于苷元，具有二蒽酮结构的 番泻苷类泻下作用最强。 抗菌、止咳、抗炎作用：大黄素（酸）、竹红菌甲素、紫草素 蒽醌类成分大多有抗菌活性，且苷元作用大于苷类；蒽酚具有 较强的抗真菌活性，如柯亚素。 活血和止血：紫草中的萘醌；茜草素； 抗癌、抗病毒：紫草中的萘醌。大黄素、大黄酸、芦荟大黄素 可抑制人肝癌细胞和小鼠腹水肝癌细胞的生长和运动，大黄素、 大黄酸对小鼠黑色素瘤有明显的抑制作用，大黄素能抑制小鼠 乳腺癌、大黄酸能抑制艾氏癌。 扩张冠状动脉：丹参醌Ⅱ用于治疗冠心病、心肌梗死；辅酶Q 类用于治疗心脏病、高血压； 驱绦虫：信筒子醌（白花酸藤果）
O CH3 H3 C OH O O OH O OMe OH O O OH
H3 C O O
CH3
plumbagin
7-methyl-juglone
马 米 柿 醌 (mamegakinone)
胡桃醌
蓝雪棍
胡桃叶醌
二、结构类型 —萘醌
也有不含羟基的萘醌衍生物，维生素K类即是一例。如 维生素K1和K2。
O
O （一）单蒽核类 1 8 9 蒽醌及其苷类 2 7 天然蒽醌以9，10-蒽醌最为常见。 3 6 1，4，5，8位为α位 10 2，3，6，7位为β位 4 5 O 9，10位为meso位，又叫中位 植物中存在的蒽醌类成分多在蒽醌母核上有不同 数目的羟基取代，其中以二元羟基蒽醌为多，在β 位多有一个甲基、羟甲基、甲氧基、醛基或羧基取 代，个别蒽醌化合物还有两个碳原子以上的侧链取 代。可呈游离形式或与糖结合成苷的形式存在于植 物体内。
丹参新 酮 甲 R=-SO3Na
二、结构类型—菲醌
丹参中的醌类化合物多为橙色、红色至棕 红色的结晶，少数为黄色。具有抗菌及扩张 冠状动脉的作用，是中药丹参的主要有效成 分，总丹参酮可用于治疗金黄色葡萄球菌等 引起的疖，痈，蜂窝组织炎、痤疮等疾病。 由丹参酮IIA制得的丹参酮IIA磺酸钠注射液 可增加冠脉流量，临床上治疗冠心病、心肌 梗塞有效。
如四醌类化合物的提取和分离大黄药材粗粉70甲醇提取lh20葡聚糖凝胶柱色谱70甲醇洗脱分段收集蒽醌二葡萄糖苷蒽醌单糖苷游离苷元分子量由大至小依次洗脱一概述结构与分类三醌类化合物的理化性质四蒽醌类化合物的提取与分离五醌类化合物的光谱特征一蒽醌类化合物的紫外光谱特征羟基蒽醌有五个吸收峰分别由苯样结构和醌样结构引起a部分有苯甲酰基结构可给出252及325nmb部分具有醌样结构可给出272及405nm的吸收峰除此以外在230nm处有一强吸收峰因此共有五峰五醌类化合物的光谱特征262295nmb
二、结构类型 —萘醌
萘醌类及其合物具有明显清热凉血的生物活性， 如从中药紫草及软紫草中分离得到的一系列紫 草素的衍生物具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒 及抗癌作用。
二、结构类型 —菲醌
如中药丹参根中所含多种化合物都是菲 醌的衍生物，包括邻菲醌和对菲醌两种。
O O O R OH O CH2OH O
丹 参 酮 IIA R=H 丹 参 酮 IIA 磺 酸 钠 盐
二、结构类型 —蒽醌
蒽醌的结构类型有一定的规律性，根据羟 基在蒽醌母核上的分布状况不同，将羟基蒽 醌分为两类：大黄素型和茜草素型。
（1）大黄素型：羟基分布于两侧苯环上，多 呈黄色。许多重要的中药如大黄、决明中有 致泻作用的1,8-二羟基蒽醌衍生物均属于这 一类型。以下五种大黄素型羟基蒽醌在中药 中分布比较广泛。
二、结构类型 —蒽醌
新鲜的虎杖根中存在少量大黄酚、蒽酚是 以苷的形式存在的，但在生长三年以后的根 中，此种蒽酚特别是苷的形式显著减少。 但是，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，除去糖才容易被氧化为蒽醌衍生物。大 黄中含有此种蒽酚苷类，只是不易提纯，研 究起来较难。
O
CH3
n
CH3
H
O
O
维生素K1和K2的差别只在于侧链有所不同(K1 n=3,K2 n=2)，维生素K1为黄色油状液体，维生素K2为黄色晶 体。维生素K1和K2广泛存在于自然界中，绿色植物 （如苜蓿、菠菜等）、蛋黄、肝脏等含量丰富。维生 素K1和K2的主要作用是能促进血液的凝固，所以可用 作止血剂。
如将对苯醌的乙醇溶液和无色的对苯二酚的乙 醇溶液混合，溶液颜色变为棕色，并有深绿 色的晶体析出。这是一分子对苯醌和一分子 对苯二酚结合而成的分子配合物，叫做醌氢 醌，它的构造式表示如下：
二、结构类型 —苯醌
O H O
O
H
O
在醌氢醌溶液中插入一铂片，即组成醌氢醌电极，
这个电极的电位与溶液中的氢离子浓度有关， 可用于测定溶液的氢离子浓度。
二、结构类型 —蒽醌
(四)蒽醌(anthraquinones)
蒽醌是广泛存在于植物界的一种色素，是许多中药如 大黄、何首乌、虎杖等的有效成分。目前已经发现的蒽醌
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。
第五章 蒽醌类化合物
目的要求：
1. 了解天然存在的醌类化合物的结构及分类。 2. 重点掌握醌类化合物的结构类型、理化性 质及鉴识反应。 3. 学会蒽醌类化合物的提取分离方法 4. 了解醌类化合物的光谱鉴定。
第五章
蒽醌类化合物
一、概述
二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质 四、蒽醌类化合物的提取与分离 五、醌类化合物的光谱特
第五章 蒽醌类化合物
一、概述 二、 结构与分类 三、醌类化合物的理化性质 四、蒽醌类化合物的提取与分离 五、醌类化合物的光谱特征
二、结构与分类
1. 苯醌
2. 萘醌
3. 菲醌 4. 蒽醌
二、结构类型 —苯醌
(一 ) 苯醌类（benzoquinones)
对苯醌
O
邻苯醌
O O
有邻苯醌和对苯醌两种
天然的多为对苯醌
一、概 述
(一 )分布
醌类化合物是一类在自然界分布广泛的化合 物，它包括醌类及容易转变为具有醌类性质 的化合物。 醌类化合物主要存在于高等植物的蓼科、 茜草科、鼠李科、百合科、豆科等科属以及 低等植物地衣类和菌类的代谢产物中。是许 多天然药物如大黄、何首乌、虎杖、决明子、 芦荟、丹参等药材的有效成分。
O
Zn OH-
O
OH
互变异构
O
H
OH
OH
蒽醌
氧化蒽酚
蒽二酚
氧化蒽酚及蒽二酚不稳定，氧化蒽酚易氧化为蒽 酮（或蒽酚），蒽二酚易氧化为蒽醌，故较少存在于 植物体中。
二、结构类型 —蒽醌
（三） 蒽酚和蒽酮衍生物 蒽醌在酸性条件被还原，生成蒽酚及其互变异构体—蒽酮。
O
Zn HCl
OH
O
O
蒽醌
蒽酚
蒽酮
蒽酚或蒽酮的一些羟基衍生物可以游离态或结合成苷类存 在于一些植物性泻药中，往往是和相应的羟基蒽醌衍生物共存。 一般含量比较少，因为这类成分可以缓缓被氧化成蒽醌类成分， 故该类衍生物一般存在于新鲜植物中。
二、结构类型 —苯醌
一些带有较高级直链烃基侧链的对醌衍生物有 驱除肠内寄生虫的作用，如白花酸藤果和木 桂花果实的驱绦虫有效成分证明是信筒子醌 (embellin)。此外还有解热镇痛、抗炎、抗 生育作用。
O HO (CH2)10CH3 OH O embellin CH3O CH3O O coenzymes Q O CH3 (CH2CH=C(CH3)CH2)n H O fumigatin H3C O OH
OMe
信筒子醌
泛醌
夫霉醌
二、结构类型 —苯醌
泛醌类(ubiquinones)是一类广泛存在于自然界包括 微生物、高等植物和动化反应中的电子 传导，是生物氧化反应中的一种辅酶，又称辅酶Q类 （coenzymes Q）。自然界存在的是辅酶Q6—Q10， 其同系物已全部合成制得，治疗某些血液疾病和肌 肉疾病。
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
二、结构类型 —蒽醌
(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。
二、结构类型 —蒽醌
柯桠素(chrysarobin)是大黄酚的还原产物，是剧烈的泻药，但 少实用，一般作外用药，对治疗各种皮肤病有较好效果，但 OH 对皮肤刺激性太大，应用时要小心。 OH O
OH OH OH OH O OH
CH3
CH3
CH2OH O OH HO OH
CH2OH CH3
二、结构类型 —萘醌
在研究维生素K1和K2及其衍生物的化学构造与凝
血作用的关系时，发现2-甲基-1，4-萘醌具有
更强的凝血能力，称之为维生素K3，可由合成
方法制得。
维生素K3为黄色晶体，熔点105～107℃，难溶于
水，可溶于植物油或其它有机溶剂。由于维生
素K3是油溶性维生素，故医药上用的是它的可
溶于水的亚硫酸氢钠加成物。
一些霉菌的代谢产物中，亦曾发现有对苯醌的存在， 例如具有强烈抗菌作用的夫霉醌(fumigatin)，是 来自霉菌Aspergilus（米曲霉）fumigatus（烟曲 霉）培养液中的一种抗菌素。
二、结构类型 —萘醌
(二) 萘醌（naphthoquinones) 有三种可能结构，但天然的萘醌仅有α-萘 醌。
O OH
O OH
OO O OH
OH
O OMe
O
O
二、结构类型 —萘醌
柿树的新鲜根中含有多种萘醌的衍生物包括蓝雪醌 (plumbagin)，7-甲基胡桃醌和一些萘醌的二聚物和 四聚物。其中蓝雪醌有刺激性臭气，并能刺激皮肤 发泡，为一种植物抗菌素，曾供临床静脉给药以治 疗葡萄球菌感染所引起的疖和痤疮。
常见的取代基为OH，OMe和烷基等
简单的对苯醌多为黄色或橙黄色结
O
晶，能随水蒸气蒸馏，常有令人不
适的臭味，对皮肤和粘膜有刺激性，
易被还原成相应的对苯二酚。
二、结构类型 —苯醌
对苯醌是黄色晶体，熔点115.7℃，能随水蒸气 蒸出，具有刺激性臭味，有毒，能腐蚀皮肤， 能溶于醇和醚中。对苯醌很容易被还原成对 苯二酚。
O O O O α (1,4) O β (1,2) amphi (2,6) O
中药中的萘醌多带有羟基，多呈橙色至黄色。 一些化合物具有较强的生理活性。
二、结构类型 —萘醌
胡桃醌( juglone)存在于核桃未 成熟的果皮（青皮）中，有抗出 血的活性，共存的其它几种还原 衍生物，都有抗菌的生物活性， 如α-氢化胡桃醌及其4-葡萄糖 苷等。 指甲花醌(lawsone)得自指 甲花的叶，其甲醚存在于凤 仙花的花，具有强烈的杀霉 菌作用。
二、结构类型 —蒽醌
对药用大黄根中各种蒽衍生物追踪一年的研究证 明，蒽醌衍生物的总含量约为3.1％。蒽醌化合物和 蒽酮之间的含量比随季节而变化，所有蒽醌衍生物在 夏天多以蒽醌（氧化型）存在，而冬季则以蒽酮（还 原型）存在，其间转化时间约三周。在蒽酮、蒽酮单 糖苷、双糖苷之间的相对含量也有一循环变化，其间 转换的条件是外界的温度。 另外，大黄药材中含有的五种主要的羟基蒽醌类 成分，其相应的蒽酚衍生物都可能存在于新鲜的大黄 根茎中。但贮存三年以上的大黄，就不再检出这些蒽 酚类成分了。
二、结构类型 —蒽醌
OH O OH 大 大 大 芦 大 黄 黄 黄 荟 黄 酚 素 素 甲 醚 大 黄 素 酸 R1 O R2 R1 H OH OCH3 H H R2 CH3 CH3 CH3 CH2OH COOH
羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖、鼠李糖结 合成苷，有单糖苷，也有双糖苷，如
OR1 O OR2 Glu Glu O O OH
二、结构类型 —蒽醌
植物中蒽醌衍生物种类较复杂，包括蒽醌衍生物及其不 同程度的还原产物：蒽醌，氧化蒽酚，蒽酚，蒽酮及蒽酮的 二聚体。其中大黄素型（其羟基分布于两侧苯环上）是分布 最广泛的一种蒽醌化合物。 O O
zn/碱
O O H
蒽醌
Sn/HCl还原
O H O
氧化蒽酚
互变异构
蒽酚
蒽酮
二、结构类型 —蒽醌
二、结构类型 —蒽醌
O OH R1 R2 O
OH OH OH OH OH OH
R1 茜草素 羟 基 茜 草素 伪 羟 基 茜 草素 OH
O
R2
R3
OH OH OH O
H H H OH COOH OH
R3
O O H2 C
O
O
二、结构类型 —蒽醌
（二） 氧化蒽酚衍生物蒽醌在碱性溶液中可被锌 粉还原生成氧化蒽酚及其互变异构体蒽二酚。