(天然药化)第五章 醌类

O
O
OH
O
OH
HO HO
CH3 CH3
O
O
OH
O
OH
去氢二蒽酮
日照蒽酮
金丝桃素
金丝桃素和假金丝桃素存在于多种金丝桃属植物中，以贯叶连翘中 含量居多。 抑郁症是三大精神疾病之一，贯叶连翘很早在欧洲被用于镇静、抗 抑郁及其他中枢神经系统疾病。研究表明，在金丝桃科中普遍存在的一 些xanthone类化合物能抑制A型和B型单胺氧化酶，增加中枢神经系统 的神经递质浓度。德国于1991年6月上市了一个以金丝桃素为标准的新 的抗抑郁药。 目前国际上对金丝桃属植物的兴趣，很大程度上是由于金丝桃素和 假金丝桃素的抗病毒作用。研究表明，两种化合物在体外强烈地抑制各 种逆转录病毒，包括人免疫缺陷病毒(HIV)，有报道认为金丝桃素在细 胞内的HIV-1抑制作用是由于与其感染细胞中残留和毒粒成分相结合所 致，是一种有杀病毒作用的药物。
番泻叶苷C（反式） 番泻叶苷D（顺式）
二蒽酮类化合物的C10-C10‘键与通常C-C键不同，易于断裂，生成相 应的蒽酮类化合物。
如大黄及番泻叶中含有的番泻苷A的致泻作用是因其蒽酮类氧化均可形成二蒽醌类。天然二蒽醌类化合物中 的两个蒽醌环都是相同而对称的，由于空间位阻的相互排斥，故两个蒽环呈反向 排列，如：
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)。
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。
一、苯醌类
醌类化合物的结构与分类
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。
O
1
O
1
2 3 4
O
2 3
对苯醌
6 5
6 5 4
邻苯醌
O
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。
大黄素型
茜草素型
（1）大黄素型
羟基分布在两侧的苯环上，多数化合物呈黄色。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。 比较这几个结构式的极性大小。
OH O OH
R1 O
R2
大黄酚（chrysophanol） 大黄素（emodin） 大黄素甲醚（physcion） 芦荟大黄素（aloe-emodin） 大黄酸（rhein）
邻菲醌
对菲醌
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。由凡丹参酮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。
二、 化学性质
1、酸性： 酸性来源——醌类化合物因分子中具有酚羟基，表现出一定的酸性， 易溶于碱水中，甲酸酸化后又可以从碱水溶液中重新析出（可利用来 分离纯化）。 影响酸性强弱的因素——酚羟基的数目及位置不同，酸性强弱有一定 差别。
酸性规律 —— ①含羧基的醌类酸性强于不含羧基者， ②酚羟基的数目越多，酸性越强， ③ β—羟基的酸性强于ａ—羟基的酸性。
O
OH R
1
R
O
茜草素（alizarin） 羟基茜草素（purpurin） 伪羟基茜草素（pseudopurpurin）
2
R1=OH R1=OH R1=OH
R2=H R2=H R2=COOH
R3=H R3=OH R3=OH
R
3
茜草苷
2．蒽酚或蒽酮衍生物（还原型蒽醌）
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。
（一）单蒽核类
1．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。
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
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以下两种类型：
应用： pH梯度萃取法进行逐步分离纯化多种蒽醌。
（后章有详细说明，重点掌握）
2．碱性： 由于羰基氧原子能够接受质子，显微弱的碱性 —— 溶于浓硫酸生成红色烊盐。
3、颜色反应: 取决于其氧化还原性质以及分子中的酚羟基的性质。
（1）Feigl反应----醌的通性，所有具醌核的化合物均可反应。 醌类在碱性、加热条件下，能迅速与醛类及邻二硝基苯反应，生成紫色化合物 （2）无色亚甲蓝显色试验----可以把蒽醌和苯醌、萘醌区别开来 无色亚甲蓝溶液能与苯醌和萘醌反应，在TLC上显蓝色斑点。 因为苯醌和萘醌的醌核上有活泼质子，可反应，而蒽醌（大共轭体系）无此反应。 （3）与碱的反应(Bornträger反应）----可区别含羟基的蒽醌与蒽酚衍生物 羟基蒽醌在碱性溶液中会引起颜色加深。 该反应是检识中药中羟基蒽醌类成分存在的最常用的方法之一。 对羟基蒽醌的结构判定也有一定的辅助作用。 有以下规律： a、单羟基者呈色较浅，多为红－橙色 b、非相邻双羟基多呈红色（1,5- 1,8-) c、1,4-二羟基呈紫色 d、相邻双羟基多为蓝色(1,2-) e、多取代基在同一环上，在碱液中易氧化，会逐渐变色。如1,2,3,-三羟 基蒽醌颜色从红棕经红紫再变绿。
O S n .H C l 还原 O H H OH O
蒽醌
蒽酚
蒽酮
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，在加工储藏中会缓慢氧化 为蒽醌，例如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。
这类物质多为黄色结晶，多以苷的形式存在，若催化加氢还原则生成二分子蒽酮， 用三氯化铁氧化则生成二分子蒽醌。
例如大黄及番泻叶中致泻的主要有效成分番泻苷A、B、C、D等皆为二 蒽酮衍生物。（认识这几个番泻苷的结构式）
番泻叶苷A（反式） 番泻叶苷B（顺式）
根据C10-C10′连接方式不同，分为顺式、反式
3．氧化蒽酚及其衍生物
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。
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）双蒽核类 1．二蒽酮类
二蒽酮类成分可以看成是2分子蒽酮脱去一分子氢，通过碳碳键结 合而成的化合物。其结合方式多为中位连接(C10-C10’)和α位(C1-C1’ 或C4-C4’)相连。
（5）对亚硝基二甲基苯胺反应----可初步定性鉴定蒽酮 蒽酮化合物的酮基对位的次甲基上的氢很活泼，易与对亚硝基二甲 基苯胺上的亚硝基氧原子脱去一分子水，缩合成共轭体系较长的有色化 合物。其颜色可为紫红、绿、蓝以及灰、亮红、紫等，随分子结构而不 同。此反应不仅可用于蒽酮类化合物的定性检查，而且还可用于微量测 定。
第五章 醌类化合物 Quinonoid
第一节
一、分类
概 述
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。 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。
R1=H R1= OH R1=OCH3 R1=H R1=H
R2= CH3 R2= CH3 R2= CH3 R2=CH2OH R2=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
（2）茜草素型
羟基分布在一侧的苯环上，此类化合物颜色较深，多为橙黄色至橙红色。 种类较少，例如茜草中的茜草素等化合物即属此型。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。
四、蒽醌类（重点掌握）
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。 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。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。 按母核的结构分为单蒽核及双蒽核两大类。
二、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、其他作用（驱虫、解痉、利尿、利胆、镇咳、平喘等）
第二节
（特例：如果两个β—羟基处于邻位，两者容易缔合成氢键，酸性减小）
游离蒽醌的酸性强弱顺序为：
含COOH > 含2个以上β-羟基 >含1个β-羟基>含2个以上α-羟基 > 含1个α-羟基