第四章 醌类化合物

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中药化学第四章+醌类化合物

中药化学第四章+醌类化合物

OH O
OH
2
OH O
OH
2
H3C
4
OCH3
O
COOH
4
O
甲氧基质子4.0~4.5(s)
羧基质子δ11以下
(供电基团,δ邻、对芳氢-0.45) ( 吸电基团δ邻芳氢+ 0.8)
( 大黄素甲醚 )
( 大黄酸 )
取代基质子的化学 位移及对芳环质子的影响
取代基 质子性质 类型
酚-OH a-OH质子 β-OH质子
游离羰基频率
+ + + -
缔合羰基频率
+ + + + +
频率差
24~38
40~57
-
3.核磁共振氢谱(1H-NMR谱)
(1) 醌环上质子 O
(2) 芳环上质子
O
8
1
H
6
H
5
H
醌环质子(2、3、5、6) δ6.72(s)
O
5
4
H
OH
O
芳环质子
1
δ8.06(a-H, 5、8)
芳环质子
δ7.73(β-H, 6、7)
O
O
O
O
OH O 胡桃醌(a-萘醌)
β-萘醌
O
amphi - 萘醌
菲醌: 分为邻菲醌(丹参醌)和对菲醌(丹参
新醌甲、乙、丙)
O O
OH
O
R
O
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 C H3
— CH3

第四章醌类化合物

第四章醌类化合物

R1 O R5
6 OH OCH3 OCH3 OH OCH3
R2
R4 7 OCH3 OCH3 OCH3 OH OH
R3
CH3 8 OH OCH3 OCH3 OH OH
O
9 OCH3 OCH3 OCH3 OH OCH3
10 OH OCH3 OH OH OCH3
11 OH OCH3 OH OH OH
12 OCH3 H OH H OH
❖ 蒽醌的UV 光谱
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
蒽类化合物的IR光谱
H
H
OOO
HO
第四章醌类化合物
OH
O
❖ 醌环质子 ❖ 芳环质子 ❖ 取代基质子
1HNMR
H
d 6.67 H
d 8.07
OH
H
H
d 8.06
HO
d 7.73 H
CH3 O
d 6.72(s)-6.95
H 第四章醌类化合物 O
红色
OO
O
O O
O
与活性次甲基的反应 (Kesting-Craven法)
第四章醌类化合物
与金属离子反应
第四章醌类化合物
提取分离
❖ 有机溶剂提取法 ❖ 碱提取-酸沉淀 ❖ 水蒸气蒸馏 ❖ pH梯度萃取法 ❖ 色谱法
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
结构鉴定
❖ 苯醌、萘醌的UV 光谱
第四章醌类化合物
O
a位
b位
7
8 8a
9 9a 1
2
6
5 10a 10 4a 4
3
O
第四章醌类化合物
O
O
蒽醌

天然药物化学 第4章 醌类化合物

天然药物化学 第4章 醌类化合物
1 、牛西西中蒽醌化合物的鉴定
从具有止血作用的中草药牛西西 (Rumex patientia
L.) 根 中 提 取 出 一 种 黄 色 结 晶 , 测 得 分 子 式 为 C15H10O4。该成分与NaOH试液呈红色,遇0.5% 醋酸 镁呈橙红色。UV光谱吸收峰位于 225(4.57), 258(4.33), 279(1.04), 288(4.07), 432(4.08); IR 谱(cm-1) 1675, 1621.
作业:
1、羟基蒽醌类化合物酸性顺序大体是?
2、pH梯度萃取法分离羟基蒽醌类的原理是?
3、比较下列蒽醌的酸性强弱,并利用酸性的差异分
离它们,写出流程图。
(1) 1, 4, 7-三羟基蒽醌 (2) 1, 5-二羟基-3-COOH蒽醌 (3) 1,8-二羟基蒽醌 (4) 1-CH3蒽醌
二、结构类型
(二)萘醌类(naphthoquinones)
-(1,4)萘醌
-(1,2)萘醌
amphi-(2,6)萘醌
有三种结构,多带有羟基 多呈橙色至黄色 从天然界得到的萘醌几乎均为α-萘 醌,如具有抗菌、抗出血、抗癌及中 枢神经镇静作用的胡桃醌(juglon)
二、结构类型
两种类型:
(三)菲醌类(phenanthraquinones)
二、结构类型
(四)蒽醌类(anthraquinones)
1、蒽醌类衍生物 根据羟基在母核上的位置的不同,分为两类: (1)大黄素型:-OH分布在两侧的苯环上; (2)茜草素型:-OH分布在同侧的苯环上;
其中大黄素型是分布最广泛的一种蒽醌化合物。
第四章 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、蒽醌类化合物的色谱鉴定 六、蒽醌类化合物的核磁特征

第四章醌类

第四章醌类
分离前,多进行预处理——除部分杂质。 预处理方法: 1.铅盐法 2.溶剂法:用极性较大的溶剂将苷从提取液中提取 (萃取)出来。
填空
• 1.醌类化合物在中药中主要分为( )、( )、( )、 ( )四种类型。 • 2.大黄中游离蒽醌类成分主要为( )、( )、( )、 ( )和( )。 • 3.新鲜大黄含有( )和( )较多,这些成分对粘膜有刺 激作用,存放二年以上,使其氧化成为( )就可入药。 • 4.根据羟基在蒽醌母核上位置不同,羟基蒽醌可分为( ) 和( )两种。 • 5.Bornträ ger反应主要用于检查中药中是否含( )及其( ) 化合物。 • 6.对亚硝基-二甲苯胺反应常用于检查植物中是否含( )的 专属性反应。 • 7.小分子的苯醌和萘醌具有( )。 • 8.游离醌类化合物一般具有( )。
结构与分类
一、苯醌类 苯醌类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。 对苯醌 邻苯醌
O
1 6 5 4 2 3
O
1 6 5
O
2
3 二、萘醌类 O 4 萘醌类化合物分为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。 α -(1,4)萘醌 β -(1,2)萘醌 amphi-(2,6)萘醌
OH O OH
番泻苷A
2
+
COOH
蒽醌类脱氢缩合或二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:
天精(skyrin)
OH O OH
山扁豆双醌(cassiamine)

第四章_醌类化合物

第四章_醌类化合物
6 O
8
1 O 2 3
5
4
α-(1,4)
β-(1, 2)
amphi-(2,6)
从天然界得到的几乎均为α-萘醌类。
第一节 结构类型(Types of Structure)
O
胡桃叶及未 成熟果实
OH O
胡桃醌
抗菌、抗肿瘤及镇静
OH O CH3 CH3 OH O OH
紫草素
属α-萘醌类, 具有抗炎、止血、抗 菌、抗病毒等作用
第二节 理化性质(Physical and chemical Characters)
4. Borntrager’s反应 • 羟基蒽醌类遇碱显红-紫红色的反应. (NaOH,Na2CO3等) • 羟基醌类遇碱颜色加深,呈橙、红、紫红及兰色。 • 蒽酚、蒽酮、二蒽酮需氧化成羟基蒽醌后才显色。
第二节 理化性质(Physical and chemical Characters)
O
OH OH
O
O
O
O
O
O
显红色
O
O OH
O
O
OH
O O
O
O O
显红色
第二节 理化性质(Physical and chemical Characters)
5. 与金属离子的络合反应 具有α-OH或邻二酚OH的蒽醌:与Pb2+、 Mg2+等金属离子形成络合物而呈色。
O
O
H O Mg O O O
O
O
O Mg O O
第二节 理化性质(Physical and chemical Characters)
四、酸性 酸性来源:羧基和酚羟基
O OH
HO O
O H O

第四章——醌类化合物

第四章——醌类化合物

2.乙酰化反应
(1)反应物的活性:(易与羰基形成氢键) 强 R-OH > -OH > -OH 弱
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
OH
O
Sn / HCl 还原
O
蒽醌
蒽酚
HH
蒽酮
蒽酮、蒽酚性质不稳定,故只存在于 新鲜植物中。
(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
O
O
CO
CO
O
m/z 208
m/z 180
m/z 152
四、醌类衍生物的制备
1.甲基化反应 目的: 保护-OH、测定-OH数目及成苷的位置 条件:(1)反应物甲基化易难:
-COOH > -OH > Ar-OH > -OH > R-OH ( 酸性越强,质子易解离,甲基化易 )
(2)试剂的活性: CH3I > (CH3)2SO4 > CH2N2 (3)溶剂: 溶剂的极性强,甲基化能力增强
等、临床上最常用的泻下药之一
g lc O
O
OH
H H
COOH
OH O
OH
COOH
2
+ glucose COOH
glc O
O
OH
番泻苷A
大黄酸蒽酮
第二节 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,助色团越 多,颜色越深如:黄、红、橙、紫红等。多 为有色结晶
(二)存在状态
α-OH数 蒽醌类型 游离C=O频率 缔合C=O频率

第 四 章 醌 类 化 合 物

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
R1 OH 羟基茜草素 OH 伪羟基茜草素 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。
天然醌类化合物多为黄色或橙色的结晶体,如;
MeO
O O
OMe
HO
O O
(CH2)10CH3 OH
2,6-二甲氧基对苯醌 信筒子醌 橙红色结晶 O MeO Me 驱除肠寄生虫作用 CH3 MeO (CH2CH C CH2) H n O 治疗心脏病、高血 n=6--10 乌比醌类 压及癌症
二、 萘醌类
8 7 6 5
O1
2 3 4
O O
O CO- ¼Ó³É + CH2 CO- OHO CO- O CH CO-
O O COCH CO
OH O
5、与金属离子反应
在蒽醌类化合物结构中,如果具有αOH或有邻二酚-OH者,则可与pb++,Mg++ 离子 形成络合物,呈一定颜色,可用于鉴别。 铅盐(pb++)可用于分离,因其在一定 条件下能沉淀析出。
O
O O
红色
O
O OO
O红色
4、与活性次甲基试剂反应
一些含活性次甲基的化合物,如丙二酸二乙酯等, 能与苯醌及萘醌类衍生物在碱性条件下反应,呈现兰色 或兰紫色,渐变为棕色,紫色或绿色,最后变为黄色。 萘醌衍生物分子中,如有酚-OH,可使反应速度减 慢或不起反应,一般有8-位,5-位-OH时,如胡桃醌反 应较慢,具有2-OH或3-OH的萘醌衍生物不反应。

中药化学第四章 醌类化合物

中药化学第四章 醌类化合物

O
O
5、中位萘骈二蒽酮类 、
天然蒽衍生物中具最高氧化水平的结构形 天然产物中高度稠合的多元环系统。 式,天然产物中高度稠合的多元环系统。
O
例:
HO HO
O H
O
O H
CH3 CH3
O H
O
O
O H
金丝桃素
取代基、 五.取代基、成苷方式及命名 取代基
1,取代基团 , —OH、—CH3、—CH2OH、—OCH3 、-COOH 等。 、 、 2,成苷方式 , 在植物体内蒽醌类一般与糖结合成苷, 在植物体内蒽醌类一般与糖结合成苷, 多为氧苷,也有碳苷。 多为氧苷,也有碳苷。
第四章 醌 类 化 合 物 (Quinones)
第一节
一、定义
醌类化合物是一类分子结构中具有 或 的不饱和共轭体系环二酮类化合物。 的不饱和共轭体系环二酮类化合物。 例如
O O O
概 述
天然界存在的醌类成分主要有苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌。 天然界存在的醌类成分主要有苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌。
O MeO OMe
O O
5 6 7 8 9 1 4 3 2
的相对位置也可分为:邻醌和对醌两种类型。 的相对位置也可分为:邻醌和对醌两种类型。
O
O
5 3 4 2 1
4 5
3 2 1
例:
OH O CH3 O
O O O
6 7 10 8 9
O
6 7 8 9 10
10
邻醌 3,4—菲醌 , 菲醌
对醌 1,4—菲醌 1,4—菲醌
O
茜草素 alizarin
羟基茜草素
O OH
伪羟基茜草素
COOH O OH
purpurin

--第四章醌类化合物-

--第四章醌类化合物-

O
[
]
nH
O
O
维生素K2
[
维生素K1
]
O
3H
三、菲醌类(phenanthraquinones)
1、天然菲醌衍生物有邻菲醌与对菲醌两种
O O
O
O
O O
邻菲醌(Ⅰ) 邻菲醌(Ⅱ) 对菲醌
2、举例
O O
O
OH
O
Me
O
CH3
丹参醌ⅡA
丹 参新醌丙
◈ 丹参醌ⅡA磺酸钠注射液可治疗 冠心病、心肌梗死。
O O R2
沉淀
重 结晶 晶体
NaOH 溶 液
乙 醚液
(含β-OH的 羟基蒽醌类)
酸化
沉淀 重 结 晶 残留 物
5%NaOH NaOH 溶 液
酸化 晶体
沉淀
(含两个α-OH的 羟基蒽醌类) (含有一个α-OH 重 结 晶
的羟基蒽醌类)晶 体
2.层析法 ① 吸附剂: 硅胶、聚酰胺 ② 洗脱剂:苯、乙酸乙酯等
三、蒽醌苷与游离蒽醌衍生物的分离
CO2Et C CO2Et
(5)与金属离子反应
O
H
O
OO Mg
OO
O
H
O
O
OO Mg
OO
O
※ 不同结构蒽醌类化合物与醋酸镁形成 的络合物,具有不同的颜色,可用于羟基 位置的确定。
OH O
O
-OH O -OH
HO
O
O
O
1个α-OH 或 1个β-OH 或 2个-OH不在同环时
O
OH
OH 兰 ~ 兰 紫 (邻位有-OH)
OMe
OMe
乙醚液
CH3 O

第4章 醌类化合物 Quinonoid

第4章 醌类化合物 Quinonoid
羟基蒽醌
碱性溶液
红-紫红色
红色 游离羟基的蒽醌: 游离羟基的蒽醌:呈色 蒽酚,蒽酮,二蒽酮类: 蒽酚,蒽酮,二蒽酮类:氧化成蒽醌后才能呈色
44
二、理化性质 3.颜色反应 (4)碱性条件下 的显色反应
(二)化学性质
中药粉末0.1g 10%硫酸 5ml H H2O 放冷 加乙醚2ml H
+ +
2- 10'
24
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 (二)化学性质 1.酸性 2.颜色反应
25
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 黄 红 橙 紫红 紫红等 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。
26
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 (二)化学性质 1.酸性 2.颜色反应
27
二、理化性质 2.溶解度 H2O 游离醌 成 苷 —
(一)物理性质
MeOH +
EtOH + +
Et2O + —
CHCl3 + —
+(热) +
3.挥发性 小分子的苯醌 萘醌 苯醌、萘醌 苯醌 萘醌类具有挥发性,能随水蒸 气蒸馏,可据此进行提取、精制工作。
O O
+ 活性次甲基试剂
O O
在氨碱性下 兰绿色
(丙二酸酯、乙酰醋酸脂/醇液)
或 兰紫色
醌环上未取代位置
41

醌类化合物

醌类化合物

O
OH R1 R2 茜草素 羟 基 茜 草素 伪 羟 基 茜 草素 OH
O OH OH OH OH OH
R1 OH OH OH O
R2
R3
H H H OH COOH OH
O
OH
R3
O O H2 C
O
O
二、结构类型 --蒽酚和蒽酮衍生物
(二)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。
存在形式:游离、成苷
O
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
二、结构类型 --蒽醌
O [H] [O] O 蒽醌 Sn, HCl 还原 OH 氧 化 蒽酚 O
[O]
[H]
OH 互变
O
蒽酚
蒽酮
二、结构类型 --蒽醌
(一 )、蒽醌衍生物 天然蒽醌以9,10-蒽醌最为常见。多以-OH、-CH3O、 -COOH取代的苷元形式成苷
O O
O O
邻菲醌
对菲醌
二、结构类型 --菲醌
三 菲醌
O R2 O
丹参醌IIA 丹参醌IIB 羟基丹参醌IIA 丹参酸甲酯
R1=CH3 R2=H R1=CH2OH R2=H R1=CH3 R2=OH R1=COOCH3 R2=H
R1
OH O R O
丹参新醌甲 R=CH(CH3)CH2OH 丹参新醌乙 R=CH(CH3)2 丹参新醌丙 R=CH3
三、醌类化合物的理化性质
单羟基者呈色较浅,多为红-橙色; 非相邻双羟基多呈红色(1,5- 1,8-), 但1,4-二羟基呈紫色; 相邻双羟基多为蓝色(1,2-); 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。

第四章醌类化合物

第四章醌类化合物

R2 伪 羟 基 茜 草 素 R1=OH R2=COOH R3=OH
O
R3
(二)蒽酚(或蒽酮)衍生物
OH
O
蒽酚
蒽酮
醌类化合物的结构类型
OH
OH
OH
OH
O
OH
CH3
CH3
柯桠素
(三)二蒽酮类衍生物
醌类化合物的结构类型
glc O
O
OH
glc O
O
OH
10
H
H
10`
COOH COOH
H
COOH
H COOH
glc O
O
OH
番泻苷A
glc O
O
OH
番泻苷B
glc O
O
OH
醌类化合物的结构类型
glc O
O
OH
10
H
H
10`
COOH CH2OH
H
COOH
H CH2OH
glc O
O
OH
番泻苷C
glc O
O
OH
番泻苷D
glc O
O
OH
10
H
H
10`
COOH COOH
glc O
O
OH
醌类化合物的结构类型
OH
O
O O
O
O
红色
醌类化合物的理化性质
• 4.与活性次甲基试剂的反应(Kesting-Craven法) (苯醌、萘醌) (乙酰乙酸酯、内二酸酯、丙二腈)
O O
CO2Et CH CO2Et O
O
CO2Et C CO2Et O
CO2Et C CO2Et O

第四章 醌类化合物

第四章  醌类化合物

例如:β-羟基蒽醌,实际上为插烯酸结构,表现
出与羧酸类似的酸性,见下图:
β-羟基蒽醌中,羟基受羰基的吸电子影响,使羟基上 氧原子电子密度降低,故质子解离度增高,酸性较强。
在α-羟基蒽醌中,由于羟基上的H与相邻 羰基形成分子内氢键,降低了质子的解 离度,故酸性很弱。
H O HO OH O O H
O
醌类化合物 (quinones compounds )
O
O
O
O
O
O
定义——指醌类或容易转变为具有醌类性质 的化合物,以及在生物合成方面与醌类有密 切联系的化合物。 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。 应用——除有抗菌抗癌等生理活性而用于药 品外,还应用于染料和指示剂的母体。
含两个α-OH的羟基蒽醌 含一个α-OH的羟基蒽醌
2.层析法
吸附剂——硅胶、聚酰胺(Ar-OH) *不易用氧化铝,尤其不易用碱性氧化 铝——产生化学吸附 例:利用极性差异进行分离
(三)蒽醌苷与游离蒽醌衍生物的分离
苷及苷元在CHCl3中溶解度不同,苷不 溶,苷元及其衍生物易溶于CHCl3故可分离。 在植物体内,苷及苷元多通过酚羟基或COOH结合成Mg++、K+、Na+、Ca++盐形 式存在,为充分提取,必须预先加酸进行酸 化使之全部游离后,再进行提取。
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b-OH > 1个b-OH > 2个aOH > 1个a-OH 在溶剂中用 5%NaHCO3\5%Na2CO3\1%NaOH\ 5%NaOH进行梯度萃取

--第四章醌类化合物-

--第四章醌类化合物-
的络合物,具有不同的颜色,可用于羟基 位臵的确定。
OH O O -OH O -OH
HO O O O
1个α-OH 或 1个β-OH 或 2个-OH不在同环时
O
OH OH
兰~兰 橙红~
紫 (邻位有-OH) 红 (间位有-OH)
(对位有-OH)
OH O OH

红~ 紫
第三节 醌类化合物的提取分离
一、醌类的提取方法 1.有机溶剂提取法
OH
O
OH
OH
O
OH
COOH O
CH 3 O
A
B
OH
OH
CH 3
OH
O
OMe
O
OMe OMe
CH 3
O
O
C
D
萱草根乙醇提取浓缩液 乙醚 残渣(蒽苷类) 乙醚液(游离蒽醌苷元) 5% NaHCO 3 乙醚层 5%Na2CO3 萃取
OH O
萃取 水溶液
OH
O
OH
COOH
HCl
酸化
OMe OH
CH 3
O
CH3
丹参醌ⅡA
丹 参新醌丙
◈ 丹参醌ⅡA磺酸钠注射液可治疗 冠心病、心肌梗死。
O R2 O
丹参醌IIA 丹参醌IIB 羟基丹参醌IIA 丹参酸甲酯
OH
R1=CH3 R2=H R1=CH2OH R2=H R1=CH3 R2=OH R1=COOCH3 R2=H
R1
O
R O
丹参新醌甲 R=CH(CH3)CH2OH 丹参新醌乙 R=CH(CH3)2 丹参新醌丙 R=CH3
(2)萘醌类的紫外吸收特征 引入助色团(如-OH,-OMe)使相应吸收峰— —红移 醌环上引入助色团——影响257nm——红移 (不影响苯环引起 的吸收) 苯环上引入-OH——影响335nm——红移到 427nm

第四章醌类化合物

第四章醌类化合物
O
H
..
O H
O
O
O
O
β -OH蒽 醌
-OH蒽 醌 α
二、醌类化合物的理化性质
β-羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强,能溶于Na2CO3溶液中。 羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强,能溶于 溶液中。 羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强 尤其是热溶液中。 尤其是热溶液中。 α-羟基因与 =O基形成氢键缔合,所以酸性很弱 羟基因与C= 基形成氢键缔合 所以酸性很弱(pKa 基形成氢键缔合, 羟基因与 11.5),不但比苯酚的酸性弱,而且不及碳酸第二步解离的 ,不但比苯酚的酸性弱, 酸性(pKa210.3),因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中。 酸性 因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中。 因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中 羟基数目增多,酸性也增强。 羟基数目增多,酸性也增强。羟基蒽醌的酸性随羟基数目 的增加而增加,无论是 位或β-位有羟基 位有羟基, 的增加而增加,无论是α- 位或 位有羟基,其酸性都有一 定程度的递增 。


定义——指分子中具有不饱和环二酮(醌式结构) 定义——指分子中具有不饱和环二酮(醌式结构) ——指分子中具有不饱和环二酮 或容易转变成这样结构的化合物。 或容易转变成这样结构的化合物。 基本骨架:不饱和环二酮(醌式结构)。 基本骨架:不饱和环二酮(醌式结构)。 分布——鼠李科、百合科、豆科等。 分布——鼠李科、百合科、豆科等。 ——鼠李科 大黄、何首乌、虎杖、决明子、 大黄、何首乌、虎杖、决明子、芦 荟、 丹参等 醌类化合物的生物活性多样 醌类化合物的生物活性多样
二、理化性质 (一)酸性
(二)化学性质
的存在——显酸性 显酸性——用于碱提酸沉 酚OH的存在 的存在 显酸性 用于碱提酸沉 分子中酚 分子中酚OH的数目、位置不同则酸性强弱有差异 的数目、位置不同则酸性强弱有差异 (1) 苯醌和萘醌的醌核上的羟基酸性类似于羧基; 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 萘醌和蒽醌的苯环上的羟基酸性: 羟基 羟基

第四章 醌类化合物

第四章 醌类化合物

(一)苯醌类
(二)萘醌类
(三)菲醌类
(四)蒽醌类
1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮类衍生物
一、结构类型
O
6 5 1 4 2 3
(一)苯醌类 (benzoquinones)
O
6 5 4 1
O
2 3
O
对苯醌
邻苯醌
P-quinone
O-quinone
邻苯醌不安定,故天然界存在的大多为对苯醌。
醌核上多有-OH、-OMe、-Me等基团取代。如:
(一)苯醌类 (benzoquinones)
对苯醌类在碱性下可被次亚硫酸钠还原为氢醌。
O OH [O] O OH OH
对苯醌
氢醌 hydroguinones
醌类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。
一、结构类型
(一)苯醌类
(二)萘醌类
(三)菲醌类
(四)蒽醌类
1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮类衍生物
显色剂
无色亚甲兰试剂
苯醌、萘醌
二、理化性质 2.颜色反应
(二)化学性质
(3)碱性条件下的显色反应 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。
.. Borntrager's 反应
(保恩特莱格反应)
羟基蒽醌类化合物遇碱显红 ~ 紫红色的反应。
反应机理如下:
二、理化性质
橙红~ 红
OH O OH
紫红 ~ 紫
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
(二)化学性质
1.酸性
2.颜色反应

第四章 醌类化合物

第四章 醌类化合物
水解
[O]
.
大黄酸
(2) α-位连接二蒽酮类:C1-C1,或C4-C4,
醌类成分容易被还原为二元酚类衍生物,后者 再被氧化又容易转变为醌,所以它们起到了电 子传导的作用,加之它们是新陈代谢的产物, 容易参与生物的生化反应,从而促进或干扰了 某些生化反应,从而表现出多种生物活性(抗 菌、抗癌、抗病毒、凝血)。
从热带柿科一植物中分得的三色柿醌为一橙 红色针晶,属邻醌衍生物,该植物在非洲曾用 作治疗麻风病。 胡桃醌、拉帕醌有抗癌活性。
从中药紫草中分得一系列萘醌类衍生物,有 止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用。
三色柿醌
胡桃醌
拉帕醌
维生素K1
苜宿中的维生素K1是黄色粘稠状油,熔点-20℃,加 热至100-200℃以上即被分解。 K-Vitamin 是一类自然界存在的萘醌衍生物,基本结 构与Vitamin K1相似,只是3位上的侧链有长有短, 由不同数目的异戊二烯组成。 它的生物活性是兴奋或促进能合成凝血酶原 (phothrombin)的信使RNA形成,可促进血液凝固。 该类属于生物醌类的一种。
OH-
紫色化合物
+ 2HCHO + OH-
+ 2HCOO-
+
OH-
+
紫色
(2)无色亚甲兰显色试验: 醌类衍生物层析展开后,喷以无色亚甲 兰溶液, 若出现兰色斑点 不显色 可能含苯醌或萘醌 可能含蒽醌
· · (3)Borntrager’s reaction:
羟基蒽醌类遇碱显红—紫红色。 这是蒽醌类一个很重要的鉴别反应。
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。
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(含二个α-OH)
2.色谱法 当游离蒽醌混合物性质相近时,需通 过柱色谱才能达到分离目的。常用的吸附剂有硅 胶、磷酸氢钙、聚酰胺等(见实例大黄酚和大黄 素甲醚的分离)。 (三)蒽醌苷类的分离 蒽醌苷类因其分子中含有糖,故极性较大,水溶性 较强,分离和纯化都比较困难,主要采用色谱方 法。在进行色谱分离之前,往往用经典方法分离 提取物,除去大部分杂质,如用正丁醇、醋酸乙 酯等极性较大的亲脂性有机溶剂,将蒽醌苷类从 水溶液中萃取出来,使其与水溶性杂质相互分离, 制得较纯的蒽醌苷后再用硅胶吸附柱色谱或反相 硅胶附柱色谱分离。
茜草中蒽醌主要以游离的苷元形式存在, 部分与葡萄糖和木糖结合生成单糖苷或双糖 苷。
2.蒽酚或蒽酮衍生物
蒽醌可被酶或在酸性条件下被还原,生成蒽酚 及其互变异构体蒽酮。用于治疗疥癣的柯桠素 (chrysarobin)属于此类衍生物。
O Sn HCl OH O
蒽醌
O OH OH OH
蒽酚
OH O
蒽酮
OH
唇形科植物红根草中的 红根草邻醌(saprothoquinone)属邻萘醌,具 有抗菌活性及对P-388白 血病细胞有细胞毒性; 从子囊菌纲竹红菌中分 离得到的竹红菌甲素 (hypocrellin A)属二萘酮 化合物,具显著的光敏 活性,有望发展成新型 的治疗肿瘤、艾滋病的 光疗药物。
三、菲醌类
药材 乙醇提取,回收乙醇 乙醇浸膏 乙醚搅拌
乙醚溶液 5%NaHCO3
不溶物
NaHCO3液 酸化 沉淀 重结晶 结晶 (含-COOH或 二个β-OH) Na2CO3液 酸化 沉淀 重结晶 结晶 (含一个β-OH)
乙醚液 5%Na2CO3 乙醚液 1%NaOH 乙醚液 5%NaOH 乙醚液
NaOH液 酸化 沉淀 NaOH液 重结晶 结晶 酸化 沉淀 重结晶 结晶 (含一个α-OH)
O
1 2 3 4
O O
8 7 6 5
9
1 2 3 4
O
10
10
10
O
α -(1,4)萘醌
β -(l,2)萘醌
amphi-(2,6)萘醌
胡桃叶及未成熟的果 实中含有α-萘醌基本母核 的胡桃醌(juglon)具有抗 菌、抗肿瘤及中枢神经 镇静作用; 中药紫草的有效成分紫 草素(shikonin)具有止血、 抗菌及抗肿瘤作用; 维生素K类也属于萘醌类 成分。
(2)茜草素型:这种类型的蒽醌取代基 分布在一侧的苯环上,如茜草中的茜草 素等化合物即属此种类型。
O OH R1
R1 茜草素(alizarin) 羟基茜草素(purpurin) 伪羟基茜草素(pseudopurpurin)
R2
R3 -H -OH
-OH -H -OH -H
R2 O R3
-OH -COOH -OH
第一节结构与分类
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) 化合物分为邻苯醌和对苯醌 两大类。邻苯醌不稳定,故 天然存在的苯醌多数为对苯 对苯醌 邻苯醌 醌的衍生物。
天然的苯醌类衍生物多为黄色或橙色的结晶 体,如中药凤眼草果实中具有抗菌作用的2,6-二 甲氧基对苯醌,及白花酸藤果和木桂花果实中具 有解热、镇痛、驱绦虫作用的信筒子醌 (embelin)。具有苯醌结构的泛醌类(ubiquinones) 又称辅酶Q(coenzymes Q)类,广泛存在于生物 界,参与生物体内氧化还原过程,其中辅酶Q10 (n=10)用于高血压及心脏病等疾病的辅助治疗。
天然菲醌(Phenanthraquinone)分为 邻菲醌及对菲醌两种类型,如从中药丹 参根中分离得到的多种菲醌衍生物,具 有抗菌和扩张冠状动脉作用,均属于邻 菲醌类和对菲醌类化合物。
邻菲醌
对菲醌
四、蒽醌类
蒽 醌 类 ( anthraquinones) 成 分 按 母 核 的结构分为单蒽核及双蒽核两大类。 (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,由于整个分子形成共轭体系, C9、C10 又处于最高氧化状态,因此比较 稳定。
第二节 理化性质
一、性状: 天然的醌类成分多为有色结晶,且 随着母核上酚羟基等助色团增多,可显黄、橙、 棕红色以至紫红色;蒽醌类化合物中茜草素型颜 色(红→紫)较大黄素型(橙→黄)深。蒽醌类 化合物多有荧光,并且在不同的pH条件下所呈 的荧光不同。 二、升华性:游离的醌类化合物一般具有升华性。 将药材粉末加热升华,再检识升华物可用来判断 药材中有无醌类化合物的存在。
二、分离方法 (一)初步分离:可将蒽醌苷或苷元的混合物用水 分散,用苯、氯仿、乙醚萃取可得到游离蒽醌, 再用正丁醇萃取可得到蒽醌苷类,也可将苷或苷 元的混合物直接用苯等有机溶剂回流提取游离蒽 醌,蒽醌苷则留在母液中。 (二)游离蒽醌的分离 1.pH梯度萃取法 对于酸性强弱明显的游离蒽醌,pH梯度萃取法 是最常采用的方法。其流程如下:
大黄酸(rhein) 大黄素(emodin) 芦荟大黄素(aloe-emodin) 大黄素甲醚(physcion) 大黄酚(chrysophanol)
R1 R2 -H -COOH -OH -CH3 -H -CH2OH -OCH3 -CH3 -H -CH3
大黄中的羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖结合成 苷类,一般为单糖苷和双糖苷。
OH O OH
OH H3C
HO O
CH3 O OH OH
OH
O
OH
黄色霉素
(三)蒽醌类化合物的生物活性
1.泻下作用 番泻叶、生大黄等常作为泻药应用 于临床,泻下作用的主要活性成分是蒽醌类,经 研究分析大黄中各种蒽醌成分的泻下作用,具有 二蒽酮结构的番泻苷类泻下作用最强。 2.抗菌作用 蒽酮类成分大多有抗菌活性,且苷 元作用大于蒽醌苷类。在常见苷元中,大黄酸的 抗菌作用最强。 3.抗肿瘤作用 蒽醌类化合物有一定的抗肿瘤活 性。
三、溶解性: 游离醌类极性较小,一般溶于甲醇、乙 醇、丙酮、醋酸乙酯、氯仿、乙醚、苯等有机溶剂,不 溶或难溶于水;与糖结合成苷后极性显著增大,易溶于 甲醇、乙醇中,溶于热水,但在冷水中溶解度较小,几 乎不溶于乙醚、苯、氯仿等极性较小的有机溶剂中。 四、酸碱性 (一)酸性:醌类化合物多具有酚羟基、羧基,故具有一 定的酸性。醌类化合物因分子中羧基的有无和酚羟基的 数目以及位置的不同,酸性强弱表现出显著的差异。其 规律如下: 1.含有羧基的醌类化合物的酸性强于不含羧基者 。 2.醌类化合物母核上β-羟基的酸性强于α-羟基。 3.酚羟基数目增多,酸性增强。 酸性顺序:-COOH>2个β-羟基>1个β-羟基>2个α-羟基 >1个α-羟基
glc O O OH glc O O OH COOH H H COOH H H COOH COOH
glc
O
O
OH
glc
O
O
OH
番泻苷A
番泻苷B
2.二蒽醌类 为两分子蒽醌通过碳-碳键 结合而成的化合物。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:
2,6-二甲氧基苯醌
信筒子醌
辅酶Q10
二、萘醌类
天然存在的萘醌类(naphthoquinones)化 合 物 分 为 α(1,4)、β(l,2) 及 amphi(2,6)三种类型。大多数是α-萘醌类衍 生物,多为橙色或橙红色结晶,少数呈 紫色。
O
8 7 6 5 9 1 2 3 4 7 6 5 8 9
(二)碱性:由于羰基上的氧原子具有微弱 的碱性,能溶于浓硫酸中生成yang盐再转成 阳碳离子,同时颜色显著加深,羟基蒽醌在 浓硫酸中一般呈红至红紫色。如大黄酚为暗 黄色,溶于浓硫酸中转为红色,大黄素由橙 红色变为红色。生成的yang盐不稳定,加水 即分解(颜色褪去)。
第三节 检识方法
一、显色反应 醌类的颜色反应主要是由于其氧化还原性质以及分 子中的酚羟基性质而引起颜色的变化。 (一)无色亚甲蓝显色试验:本试验为苯醌类及萘醌类 的专属性反应,可在PC或TLC上进行。试样在白色背景 上与无色亚甲蓝乙醇(1mg/ml)溶液呈现蓝色斑点, 蒽醌类化合物无此反应,可用于区别。 (二)菲格尔(Feigl)反应:醌类化合物包括苯醌、萘醌、 菲醌和蒽醌,在碱性条件下加热,能迅速与醛类及邻二 硝基苯反应生成紫色化合物。 (三)碱液呈色反应(Bornträ ger反应):羟基蒽醌类在 碱性溶液中颜色加深,多呈红色或紫红色。此种红色物 质不溶于有机溶剂,加酸则颜色褪去。
O 8 7 6 5 9 10 O 4 1 2 3
位: 1,4,5,8 位:2,3,6,7 meso(中位): 9,10
根据取代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。 (1)大黄素型:取代基分布在两侧的苯环上。如 大黄中的主要蒽醌成分属于这种类型。
OH O OH
R1 O
R2
(二)纸色谱 游离蒽醌的纸色谱一般在中性溶剂系统中进 行,展开剂常用水或甲醇饱和的石油醚,如石油 醚-丙酮-水(1∶1∶3上层),97%甲醇饱和的 石油醚;也可用酸性溶剂系统,如正丁醇-醋酸水(4∶1∶5上层);非水溶剂系统,如以10% 甲酰胺的乙醇液处理滤纸,石油醚-氯仿 (94∶6 )为展开剂,羟基蒽醌苷元可获得较好 的色谱效果。显色方法可参照薄层色谱法。 蒽醌苷类极性较强,需要选用极性较大的溶 剂系统,如正丁醇-醋酸乙酯-水(4∶3∶3上 层),氯仿-甲醇-水(2∶1∶1下层)。
CH3
CH3
柯桠素
蒽酚(或蒽酮)不稳定,易氧化成蒽醌,因此蒽酚(或蒽酮)衍生 物一般只存在于新类 二蒽酮类是由两分子蒽酮 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C10-C10′连接。 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 物的二糖链苷。
第四节 提取与分离方法
一、提取方法 (一)有机溶剂提取法:游离醌类的极性较小,可用苯、 氯仿、乙醚等极性较小的有机溶剂提取。苷类极性较大, 可用甲醇、乙醇和水提取。实际工作中,常选甲醇或乙 醇加热提取,可以把各种醌类苷及苷元都提取出来,所 得的醌类混合物再进一步纯化与分离。 (二)碱提酸沉法:用于提取具有游离酚羟基的醌类化合 物。酚羟基与碱成盐而溶于碱水中,酸化后酚羟基游离 而沉淀析出。 (三)水蒸气蒸馏法 适用于分子量小具有挥发性的游离苯醌及萘醌类化合物的 提取。
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