第八章_醌类化合物

O
CH3
O
（一）蒽醌衍生物
天然界存在的蒽醌类成分多为蒽醌的羟基、 羟甲基、甲氧基、羧基衍生物。根据羟基在蒽醌 母核上的分布状况不同，可分为两类： 1．大黄素型 羟基分布在两侧的苯环上，多数化合物呈黄 色。大黄、首乌、虎杖中的主要蒽醌衍生物多数 属于大黄素型。
（一）蒽醌衍生物
1．大黄素型
OH
O
OH
近年从澳大利亚一种海绵Spongia hispida 中分离鉴定了一系列对苯醌和倍半萜聚合而 成的化合物，如isospongiaquinone和 ilimaquinone等
OCH3 O O OH O O OH CH3
H
H
isospongiaquinone
ilimaquinone
二．萘醌类
萘醌类（naphthoquinones）从结构上可以分成
芦荟苷
下列化合物酸性最强的是： 属于苯醌的是： 属于萘醌的是： 属于二蒽酮的是： A：辅酶Q10 B:紫草素 C:大黄素甲醚 D:伪羟基茜草素 E:金丝桃素
D A B E
第二节
醌类化合物的理化性质
学习要点：
① 醌类化合物的性状、升华性、溶解性等理化
性质及其与结构的关系。 ② 醌类化合物的酸性强弱与结构的关系。 ③ 蒽醌类化合物的显色反应及其应用。
H O HO O O
﹥
O
O
β-OH蒽醌
α-OH蒽醌
3.酚羟基的数目增多，酸性也增强，但与位臵有关：
>
>
1,2-二羟基
>
1,8-二羟基
1,5-二羟基
以游离蒽醌类衍生物为例，酸性强弱顺序为：
含 - COOH > 含 两 个 以 上 β-OH > 含 一 个 β-OH > NaHCO3 5%NaHCO3 5%Na2CO3
大黄酚-8-O-β-D-葡萄糖苷 大黄酚-1-O-β-D-葡萄糖苷
glc H
H glc
大黄素甲醚-8-O-β-D-龙胆双糖
（一）蒽醌衍生物
2．茜草素型 分子中的羟基分布在一侧的苯环上。化合物颜 色较深，多为橙黄色至橙红色，种类较少。
O OH R1
R2 O R3
R1=OH R2=R3=H 茜草素 R1=OH R2=H R3=OH 羟基茜草素
常作为动植物、微生物的色素而存在于自然界 中。
一．苯醌类
苯醌类（benzoquinones）化合物从结构上分为
对苯醌和邻苯醌。天然存在的苯醌化合物多为 对苯醌的衍生物。常见的取代基为OH，OMe Me和烷基等。
O
1 6 2 3 4
O
1 6 2 5 4 3
O
5
O
对苯醌
邻苯醌 （结构不稳定）
泛醌类(ubiquinones)是一类广 泛存在于自然界包括微生物、高等植物 和动物体中，能参与细胞的基本生化反 应，主要作用在于氧化磷酰化反应中的 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）
3.抗癌活性: 蒽环酮类抗菌素(anthracyclinones)可 以通过作用于DNA而达到抗肿瘤目的.多柔比 星(doxorubicin)是广谱抗肿瘤药,临床上主 要用于治疗乳腺癌、甲状腺癌、肺癌、卵巢 癌.
蒽醌类（anthraquinone)
多柔比星
O OH
COCH2OH
OH
OCH3
O
OH
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 ，共存的其几种还原衍生物，都有抗菌 的生物活性。
也有不含羟基的萘醌衍生物，维生素K 类即是一例。例如维生素K2和K1
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。
第一节 醌类化合物的结构类型
一．苯醌类
苯醌类（benzoquinones）化合物从结构上分为对
苯醌和邻苯醌。天然存在的苯醌化合物多为对苯醌的 衍生物。
O
1 6 2 3 4
O
1 6 2 5 4 3
O
5
O
对苯醌
邻苯醌 （结构不稳定）
分布：
由于醌类具有不饱和酮结构，当其分子中
连接助色团后（-OH、-OMe等）多有颜色，故
天然 菲醌（ phenanthraquinone ） 有邻醌和对 醌两种类型。
O O O
O O O
邻菲醌（Ⅰ）
对菲醌
邻菲醌（Ⅱ）
从丹参根中提取得到的丹参醌类成分具有抗菌 及扩张冠状动脉的作用。
丹参醌ⅡA R1=CH3 R2=H 丹参醌ⅡB R1=CH2OH R2=H 羟基丹参醌ⅡA R1=CH3 R2=OH 丹参酸甲酯 R1=COOCH3 R2=H
丹参等药材的有效成分。
醌类化合物具有多方面的生理活性，如致 泻、抗菌、利尿和止血等，还有一些醌类化合 物具有抗癌、抗病毒、解痉平喘等作用，是一 类很有前途的天然药物。
在历史上，醌类化合物曾在染料工业中占 有重要地位，最知名的蒽醌染料是茜素，是一种早 为古埃及人和古波斯人所知道的天然染料。它存在 于亚洲的茜草根中。 早在700年时茜草在欧洲已成为商品，并 且在欧洲移植，于1868年年产量已增至约7万吨。 虽然茜素在1826年才第一次被分离出来，但所有早 期测定其结构的尝试均告失败。1868年格雷柏和利 伯曼最终确定了茜素的结构，并合成了它。合成的 茜素不久把天然茜素驱逐出市场，结果对西欧的农 业经济造成相当的影响。由于合成染料代替了天然 染料后，人们对醌类化合物的兴趣逐渐减少，甚至 不予理会。直至有人发现了醌类化合物的生理作用 ，才再度引起人们对这类化合物的研究。
含两个 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ-OH > 含一个α-OH 1%NaOH 5%NaOH
R1 O
R2
R1=CH3 R2=H 大黄酚 R1=CH3 R2=OH 大黄素 R1=CH3 R2= OCH3 大黄素甲醚 R1=H R2= CH2OH 芦荟大黄素 R1=H R2= COOH 大黄酸
（一）蒽醌衍生物
大黄中的羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖结合成苷类。
有单糖苷，双糖苷。一般结合位臵在1位、8位与3位。
第八章 蒽醌类化合物
第一节
定义：
醌类化合物的结构类型
是指分子内具有不饱和环二酮结构（醌式结构） 或容易转变成这种结构的天然有机化合物。
分布：
由于醌类具有不饱和酮结构，当其分子中连接助 色团后（-OH、-OMe等）多有颜色，故常作为动 植物、微生物的色素而存在于自然界中。
分布：
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、
蒽醌类化合物多数带有羧基、酚羟基，显酸性。
酸性强弱与分子中是否存在羧基、 Ar-OH 的数目 及位臵有关。有以下规律： 1. 带有羧基的蒽醌类化合物酸性强于不带羧 基的蒽醌化合物，具有芳香酸的通性，能溶于 NaHCO3溶液。
2. 酸性强弱与Ar-OH的数目及位臵有关。β-OH 蒽醌的酸性大于α -OH蒽醌。β-OH蒽醌化合物可 溶于Na2CO3,而 α -OH蒽醌溶于NaOH。
丹参醌 Ⅱ A 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。
丹参新醌甲 丹参新醌乙 丹参新醌丙
R=CH(CH3)CH2OH R=CH(CH3)2 R=CH3
四．蒽醌类(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。
在。meso-位上羟基与糖结合成的苷性质比较稳定，
只有水解成苷元后才能容易被氧化。 羟基蒽酚类具有杀灭真菌作用，临床上用于治 疗疥癣等皮肤病，如柯桠素。
（三）二蒽酮类衍生物
这类可以看成是两个分子的蒽酮脱去一分子氢 后相互结合而成的化合物。
gic O O OH
10
COOH
10'
COOH
glc
O
O
OH
（二）蒽酚或蒽酮衍生物
蒽醌在酸性溶液中被还原，则生成蒽酚及其互变 异构体蒽酮。
O
Zn/HCl H
OH
O
O
蒽酚
蒽酮
（二）蒽酚或蒽酮衍生物
蒽酚（或蒽酮）的羟基衍生物一般存在于新鲜
植物中（如在新鲜大黄中可以得到），但随着贮存
的时间，该成分缓缓被氧化转为蒽醌类成分。 蒽酚类衍生物以游离和结合成苷的两种形式存
茜草中还含有木糖和葡萄糖的蒽醌苷类化合物， 有单糖苷和双糖苷。
（二）蒽酚或蒽酮衍生物
（二）蒽酚或蒽酮衍生物
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。
O
Zn OH-
O
OH
O
H
OH
OH
氧化蒽酚及蒽二酚不稳定，氧化蒽酚易还原为蒽酮（或 蒽酚），蒽二酚易氧化为蒽醌，故较少存在于植物体中。
三种类型 α-(1，4)、 β-(1，2)及 amphi-(2，6)，但从 天然物中得到的均为α-萘醌类。
O
8 7 6 5 9 1 2 10 3 4 7 8 9
O
1 2 6 5 10 3 4
8
1 9
O
7
2
O
3
O
6
5
10 4
O
α -(1，4)萘醌
β -(1，2)萘醌
amphi-(2，6)萘醌
萘醌类（naphthoquinones）
O
O H3C NH2 OH
蒽醌类（anthraquinone)
顶生醌 (tectoquinone)来源于 马鞭草科的柚木、茜草科 的羊角藤等植物。顶生醌 是少数无羟基取代的蒽醌 之一，它具有驱赶白蚁和 其他昆虫的作用，柚木、 榆木由于存在顶生醌，所 以可以长期保存。其他植 物的保存可借鉴。可查有 关报道。
一．物理性质
（一）性状
天然醌类几乎都是有色晶体，颜色随分子中 助色团的增加而加深，一般呈黄、橙、红、紫色 等。苯醌和萘醌多以游离形式存在，而蒽醌多以 苷的形式存在，难以得到结晶。
（二）升华性
游离的醌类多具有升华性。常压下加热可升 华而不分解。如大黄酚和大黄素甲醚升华温度为 124oC ，芦荟大黄素为 185oC ，大黄素为 206oC ， 大黄酸为210oC.
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、蒽酮及蒽酮的 二聚物。
O
8 7 6 5 8a 9a 9 10 4a 4 1 2 3
10a
1,4,5,8位---α位 2,3,6,7位---β位 9.10位－meso 位（中位）
O
蒽醌类（anthraquinone):活性
生理活性显著： 1.泻下作用:天然蒽醌类化合物多具有致泻作用,其强 度与结构有如下关系: ①番泻苷本身并无泻下作用。游离蒽醌内服后未达到 大肠前就被破坏，使泻下作用减弱，而苷中糖起到 保护苷元作用，使苷到达大肠，再经水解放出游离 蒽醌刺激大肠而引起致泻。 ②含羧基蒽醌苷的致泻作用强于相应的不含羧基蒽醌 苷.
番泻苷A—致泻成分
（三）二蒽酮类衍生物
萘骈二蒽酮衍生物：
金丝桃属某些植物如贯叶连翘、小连翘中含有的金丝 桃素(hypericin)、假金丝桃素(pseudohypericin)均 为萘骈二 蒽酮衍生物。具有抗抑郁，抗病毒作用。
除了以上三种类型以外，还有糖作为侧链通过 碳 - 碳键直接与蒽环连接的，如芦荟致泻的主要有 效成分芦荟苷。
蒽醌类（anthraquinone)：活性
2.抗菌作用: 化合物蒽醌类(如大黄酸等)有抑菌作用, 苷元的作用强于苷类.中药大黄对多种动物实 验性炎症有明显抑制作用. 实验结果表明大黄素在体内容易吸收,起 效快,对早期炎症渗出、毛细血管通透性增高 等有较好的对抗作用.
蒽醌类（anthraquinone)：活性
一．物理性质
（三）溶解度
游离醌类 —— 溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机 溶剂，难溶于水。 结合成苷 —— 易溶于甲醇、乙醇、热水，但在冷 水中难溶，不溶于苯、乙醚、氯仿等低极性溶剂。
※ 注意： 有些醌类结构中有易氧化的取代基，
对光不稳定，处理时在暗处进行，并避光贮存。
二．化学性质与显色反应
（一）酸性
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。可用于新生 儿出血、肝硬化及闭塞性黄疸出血等症 维生素K3为黄色晶体，具有更强的凝血 能力。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。
O CH3
O
三．菲醌类