第四章醌类化合物

丹参滴丸是提取丹参、三七的 有效成分再加入适量冰片而制成 的新型纯中药滴丸剂 。 用于冠心病、心绞痛等心血管疾 病的治疗。
这一类具有菲醌母核的化合物，于生物合成上可能 来源于二萜类，故常称其为二萜醌类成分。 由于其生理活性多样、显著，有抗肿瘤活性，近年 来成为各国学者研究的焦点。由于植物亲源关系， 唇形科鼠尾草植物含二萜醌类成分较多，故报道较 多。
O NO2 [O] OH O
还原剂
氢醌
NO2
+
NO2 OH
+
NO
大黄药材
知识链接
大黄可治危重病者胃 肠功能衰竭。严重创伤、 休克、感染等可诱发胃肠 功能衰竭，致使肠道内大 量细菌和毒素侵入体内组 织器官，最终引起多器官 功能障碍综合症而死亡。 中药大黄可以有效抑制肠 道细菌和毒素移位，减轻 由此引发的脏器功能损害， 阻断多器官功能障碍综合 症的病理环节。
O
O
O
醌类在植物中的分布非常广泛。 1.蓼科的大黄、何首乌、虎杖。 2.茜草科的茜草 3.豆科的决明子、番泻叶。
4.鼠李科的鼠李。
5.百合科的芦荟。
6.唇形科的丹参
7.紫草科的紫草。
醌类化合物主要存在于植物的根、枝、心材 及叶中，也可存在于茎、种子、果实中。醌类 在一些低等植物中也有存在。
番泻叶
番泻叶中番泻苷具有较强的泻下作用
pseudohypericin
金丝桃属某些植物如贯叶连翘、小连翘中含有的金丝 桃素、假金丝桃素均为萘骈二蒽酮衍生物。具有抑制 中枢神经及抗病毒作用。
一、结构类型 --蒽醌
C-糖基衍生物: 是蒽醌的碳苷，即糖作为侧链通过C-C键直 接与蒽环相连。例如芦荟致泻的主要有效成分 芦荟苷(barbaloin)即属此类化合物。
—————pH梯度萃取法分离醌类化合物—————
二、理化性质
（二）化学性质
（二）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。 2. 颜色反应 (1) Feigl反应----醌的通性，所有具醌核的化合物均可反应。
O OH [H] 2HCOO
+
O
2HCHO
+
2OH
+
OH
醛类
氧化剂
OH
碱
催化剂
一、结构类型 （一）苯醌(benzoquinones)
O MeO Me CH3 MeO O (CH2 H C C CH2 ) n H
辅酶Q10 (n=10) coenzymes Q10
辅酶Q10是一种脂溶性抗氧化剂，能激 活人体细胞和细胞能量的营养，具有 提高人体免疫力、增强抗氧化、延缓 衰老和增强人体活力等功能，医学上 广泛用于心血管系统疾病，国内外广 泛将其用于营养保健品及食品添加剂。
O
O
邻菲醌
对醌
丹参
唇形科植物丹参具有活血化瘀、 消炎抗菌、抗肿瘤、扩张血管 等多种作用，近几十年来，中 日学者深入研究，从中得到了 几十种菲醌衍生物。
O O O R
OH O CH2OH O
丹 参 酮 IIA R=H 丹 参 酮 IIA 磺 酸 钠 盐
丹参 新 酮 甲 R=-SO3Na
丹参酮ⅡA有增加冠流量的作用，由其制得的丹 参酮ⅡA磺酸钠注射液已投入生产，临床上可治 疗冠心病、心梗等。
一、结构类型 --萘醌
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)
蓝雪醌
7-甲基胡桃醌
萘醌的二聚物
抗菌、止咳、祛痰
它们多为橙色或橙红色结晶，少数呈紫色。
一、结构类型 --萘醌
这类菲醌成分是一类醌性色素，多为橙色、红色、 棕红色结晶，也有黄色结晶。在提取分离中不需要 显色，可直接根据色带收集。
一、结构类型
（四）蒽醌类(anthraquinones)
9a 1 2 4a 3 4
O
8 7 6 5 10a 8a 9 10
位—— 1，4，5，8
位—— 2，3，6，7
meso（中位）—— 9，10
O
1 1
从结构上可分为： O
8 7 6 5 1 4 2 3
O
2 6 2
O
O
O
α -(1,4) 萘醌
O
β -(1,2) 萘醌
amphi-(2,6) 萘醌
从天然界得到的几乎均为 -萘醌类。如：具有抗菌、 抗癌及中枢神经镇静作用的
OH
胡桃醌 O juglon
胡桃醌。
来源于紫草科新疆紫草、内蒙紫草的根中， 具有 止血、抗炎、抗菌、抗病毒、抗癌等作用。
的黏膜刺激性，不宜内服。
蒽酚
NOTE：
（1）蒽酚及蒽酮类一般只在存于新鲜植物中， 存放期间易被氧化，生成蒽醌类。 （2）蒽酚的中位羟基与糖缩合成苷后，则难以 被氧化，较稳定，因为形成的苷只有被水解除去 糖才易被氧化而转变为蒽醌衍生物。而苷的水解 是需要一定条件的。
（3）羟基蒽酚抑菌作用较强，可治疗疥癣之类 皮肤病。如柯桠素。
酸性
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。尤其是热溶液中。
α-羟基因与C＝O基形成氢键缔合，所以酸性很弱
(pKa 11.5)，不但比苯酚的酸性弱，而且不及碳酸
第二步解离的酸性(pKa210.3),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。羟基蒽醌的酸性随羟 基数目的增加而增加，无论是α- 位或β-位有羟基， 其酸性都有一定程度的递增 。
OH R1 R2 茜草素 羟基茜草素 伪羟基茜草素 R1=OH R2=H R1=OH R2=H R1=OH R2=CO OH R3=H R3=OH R 3=OH
O
R3
茜草
（2）蒽酚（或蒽酮）衍生物类
O
O
O
还原
氧化
O
还原
氧化
H H
蒽 酮
蒽醌
H OH
氧化蒽酚
异构化
OH
★是蒽醌的还原型产物
（还原蒽醌）
★多存在于新鲜药材，有较强
二、理化性质
H O O
＜
（二）化学性质
OH O OH
＜
O
-羟基蒽醌
pKa 11.5
-羟基蒽
9.9
-羟基蒽醌 7.6
O
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
醌类化合物
Quinones
学习要求
• 掌握醌类化合物的结构类型、理化性质和提 取分离方法。
• 熟悉苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌的典型化合物； 蒽醌的波谱特征。 • 了解醌类化合物的生物活性。
概
述
定义——指分子中具有不饱和环二酮（醌式
结构）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）。
O
长时间贮存
[O]
2
H O
蒽醌类 .
蒽酮游离基
二蒽酮
如：番泻叶中致泻的主要有效成分——番泻苷A、 B、C、D（酚苷）属此类成分。 致泻成分：大黄蒽酮
一、结构类型 --蒽醌
萘骈二蒽酮衍生物：
OH O OH OH O OH
HO HO
CH3 CH3
HO HO
CH3 CH2OH
OH
O
OH
OH
O
OH
hypericin
大黄素型
OH分布于两侧的苯环上
茜草素型
OH分布于一侧的苯环上
OH
O
OH
R1 O
R2
大黄酚 大黄素 大黄素甲醚 芦荟大黄素 大黄酸
R1=CH3 R1=CH3 R1=CH3 R1=H R1=H
R2=H R2=OH R2=OCH3 R2=CH2OH R2=COOH
多与葡萄糖结合成苷类，一般有单糖苷和双糖苷。
一、结构类型
（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 [H]/OH [O] O OH OH
对苯醌
氢醌 hydroquinones
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
（二）萘醌类(naphthoquinones)
丹参
丹参中的丹参醌类具有扩张冠状动脉的作 用，用于治疗冠心病、心肌梗死等病症。
紫草
紫草中的萘醌类成分紫草素具有止血、 抗炎、抗病毒、抗菌等作用
大黄
大黄中的游离蒽醌对细菌，尤其是对金黄色 葡萄球菌有明显的抑制作用。
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）
课堂互动
为什么药典规定新鲜的大黄必 须贮存两年以上才能供药用？
一、结构类型
（四）蒽醌类 (anthraquinones)
3. 二蒽酮类衍生物
O OH O HO O H3C
10'
OH
10
H H
CH3 O OH
OH O
OH
中位二蒽酮类
O
α 位二蒽醌类
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。
本章内容
一、结构类型
二、理化性质 三、提取分离
四、结构鉴定
五、生物活性
二、醌类化合物的理化性质 一 物理性质
1.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、紫红等多为有色晶体 荧光： 多数蒽醌有荧光。 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。 2.升华性： 游离醌具有升华性，常压下加热可升华而不分解。 一般升华温度随酸性的增强而升高。 3. 挥发性 小分子的苯醌、萘醌→水汽蒸馏→分离、精制
C、乙醇
D、碱水
答案：B、C、D
二、醌类化合物的理化性质 （三）酸性 原因：多具-COOH和酚-OH；遇碱 可成盐溶于水，遇酸则游离
强弱与酸性基团的种类、数量和位置
有关；
酸性
苯醌/萘醌的醌核上有-OH——插烯 酸，与-COOH相似，可溶于 NaHCO3；
二、醌类化合物的理化性质 （三）酸性 蒽醌类衍生物中 一般：1、-COOH > Ar-OH 2、β-OH > α-OH
番泻苷
O O5H11C6 O OH
O5H11C6 O O OH
10
H H
COOH
10
H H
COOH
10′
COOH
10′
CH 2OH
O5H11C6
O
OH O
O5H11C6
O
OH O
番泻苷A（10-10′反式）
番泻苷C (反式）
番源自文库苷B （10-10′顺式）
番泻苷D（顺式）
一、结构类型
O
（四）蒽醌类 (anthraquinones)
O 9,10-蒽醌
大黄素型和茜草素型
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。
O [H] [O] O 蒽醌 Sn, HCl 还原
O
OH
氧 化 蒽酚
[O]
[H]
OH 互变
O
蒽酚
蒽酮
2.蒽醌的分类
（包括蒽醌衍生物及不同程度的还原产物）
（1）羟基蒽醌衍生物类（根据-OH在母核的分布情况）
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K1和K2。
O CH3
n
O CH3
H
O
O
维生素K1 n=3, 维生素K3 维生素K2 n=2 促进血液凝固，用于新生儿出血、肝硬化及闭塞性黄 疸出血等症。
三、菲醌(phenanthraquinones)类
天然菲醌衍生物主要包括邻菲醌及对菲醌两大 类。
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）
本章内容
一、结构类型
二、理化性质
三、提取分离 四、结构鉴定
五、生物活性
一、结构类型
对苯醌
苯醌 萘醌
邻苯醌 对萘醌 对菲醌
醌 类
菲醌
性状
二、醌类化合物的理化性质
4. 溶解性
H2O 游离醌
苷元(亲脂性)
MeOH EtOH/正丁醇 Et2O + + + + + —
CHCl3 + —
— +(热)
成
苷
苷(亲水性)
蒽醌的碳苷：在水中的溶解度很小，难溶于亲脂性有 机溶剂而易溶于吡啶中。
应用：某中药中含有蒽醌苷，可选
用哪些溶剂提取？ A、氯仿 B、水
OH O OH
CH2OH O OH HO OH
CH2OH CH3
蒽醌的生物活性
(1) 泻下作用 蒽醌苷类泻下作用大于苷元， 具有二蒽酮结构的番泻苷类泻下作用最强，是 泻下作用的主要活性成分。 (2) 抗菌作用 蒽醌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) 其他作用 大黄中三种蒽醌苷元有一定的 抗癌活性。且大黄素＞大黄酸＞芦荟大黄素。 金丝桃素具有中枢神经抑制作用，大黄素 有解痉作用等。
邻菲醌
羟基蒽醌
蒽醌
蒽酚、蒽酮 二蒽酮
一 苯醌类（benzoquinones)
1、对苯醌
O
HO
6 5 1 4 2 3
O (CH 2)10CH3 OH O
O
信筒子醌
2、邻苯醌
O
6 5 4 1 2 3
来源于紫金牛科白花酸 藤果的果实中，具有驱 绦虫作用。
O 邻苯醌不稳定，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。