醌类化合物-天然药物化学研究

(三) 二蒽酮衍生物
¾ 可看作是两分子的蒽酮脱去一分子氢后相互结合而成。 又分为中位连接(C-10−C10')和α位(C-1−C-1'或C-4−C-4') 相连； ¾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; O O
H H
O 中位 二蒽 酮
10a
4a
O
O
1, 4, 5, 8-位为α-位; 2, 3, 6, 7-位为β-位; 9, 10-位为meso-位;
O [H] [O] [H] [O] OH 氧化蒽酚 蒽酮 O
O 蒽醌 OH
蒽酚
¾ 蒽醌衍生物：天然蒽醌有1,2-蒽醌、1,4-蒽醌、9,10蒽醌，但由于C-9、C-10位氧化产物较为稳定，故 9,10-蒽醌最为常见。蒽醌母核上多有羟基取代，根据 羟基取代位置不同，可将羟基蒽醌分为两大类: 茜草素型:
O α 位 二蒽 酮
glc O
O
OH
glc O
O
OH
H H
COOH COOH
H H
COOH COOH
glc O
O
OH
glc O
O
OH
番泻苷 A sennoside A glc O O OH
番泻苷 B sennoside B glc O O OH
番泻叶 Folium Sennae (Senna Leaf )
O O O O
α-(1,4)萘醌
O
O
β-(1,2)萘醌
amphi-(2,6)萘醌
¾ 目前从自然界得到的几乎均为α-萘醌类。 ¾ α-萘醌类是黄色结晶，可升华，微溶于水，能溶于乙 醇和乙醚。 ¾ 天然萘醌衍生物多为橙黄色或橙红色结晶，个别为紫 色结晶。 ¾ 许多萘醌类有很明显的生物活性。
¾ 胡桃醌、拉帕醌有抗癌活性。
二、化学性质
(一) 酸性
O OH O OH
O
O
¾ 醌核上的羟基取代相当于插烯酸结构，酸性与羧 基取代相当，可溶于5% NaHCO3溶液。
O HO
H O
O
O
β-OH
O
α-OH
酸性强弱顺序：
含-COOH > 含2个以上β-OH > 含1个β-OH > 含2个α-OH > 含1个α-OH
5% NaHCO3
O COOEt O O COOEt C COOEt O C COOEt O COOEt
CH O
COOEt O O C OEt C O COOEt
O
O
在氨碱性下
+ 活性次甲基试剂
O O
（丙二酸酯、乙酰醋酸脂/醇液）
兰绿色 或 兰紫色
醌环上未取代位置
若结构中有-OH存在，反应速度减慢或不发生反应。 OH 例：下列化合物中哪一个能反应，哪个不能或受抑制。
O OH O OOO
O
O
红色
O
¾ Borntrager’s反应：用于检查中草药中是否含蒽醌
0.1g
中草药粉末 10%硫酸，乙醚 乙醚 5%NaOH NaOH
红色
10%硫酸，加热210min，放冷后， 加乙醚2ml萃取
酸水
加5%NaOH 1ml萃取
乙醚
黄色至无色
4. 与活性次甲基试剂的反应 ¾ 对于醌环尚未完全取代的苯醌或萘醌，可在氨的碱性 环境中与活性次甲基试剂（乙酰乙酸酯、丙二酸酯、丙 二腈等）的溶液反应，生成蓝绿或蓝紫色； ¾ 蒽醌类无此反应； ¾ 萘醌苯环上有羟基取代时，此反应受抑制；
第二节
醌类的理化性质与呈色反应
理化性质 理化性质
物理性质
化学性质
一、物理性质
物理性质 物理性质 物理性质
溶解度
游离醌类极性较 小，一般溶于乙醇、 乙醚、苯、氯仿。 成苷后极性增大， 易溶于乙醇、甲醇。
升华性
游离的醌类化合物 具升华性。小分子 苯醌及萘醌还具挥 发性，可随水蒸气 蒸馏。
性状
醌类化合物母核引 入酚羟基等助色 团，表现一定的颜 色，取代越多，颜 色越深。
茜草 Rubia cordifolia
R 1 =OH R 2 =COOH R 3 =OH
(二) 蒽酚及蒽酮
¾ 蒽醌在酸性条件下被还原，生成蒽酚及其互变异构 体蒽酮；
O OH
¾ 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； ¾ 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；
——抗菌及 ¾ 丹参醌类成分具有 丹参醌类 扩张冠状动脉的作用。临床 上——治疗冠心病、心肌梗塞、 治疗由金黄色葡萄球菌引起的 疾病。
四、蒽醌类 (anthraquinones)
蒽醌类
蒽醌衍生物
蒽酚衍生物
二蒽酮类衍生物
大黄素型
茜草素型
(一) 蒽醌类 (anthraquinones)
O
8 7 6 5 8a 9 10 9a 1 2 3 4
OH
O CH 3 CHCH 2 CH C CH 3 R OH OH
OH
O
紫草素 R= 异紫草素 R=
软紫草 Arnebia euchroma
紫草 Lithospermum erythrorhizon
¾ 维生素K类是一类自然界存在的萘醌衍生物，主要包括 VK1、VK2 (肠道细菌合成)、VK3，具有促进血液凝固作 用，可用于新生儿出血、肝硬化及闭塞性黄疸出血等。
贯叶连翘 Hypericum perforatum
St John’s Wort
抗抑郁、抗病毒
¾ 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。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，贯叶连翘的标准化水提取物 含有0.15%的金丝桃素和5%的hyperforin。 ¾ 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 用是由于其与感染细胞中残留的毒粒成分相结合所致，是 一种有杀病毒作用的药物。
反应
受Leabharlann Baidu制
不反应
5. 与金属离子的反应
O O O Mg O O O
O
O
1 个 α - OH 1 个 β - OH 2 个 -OH 不同环 1 个 α - OH 1 个 β - OH 二者处于邻位 1 个 α - OH 1 个 β - OH 二者处于间位 1 个 α - OH 另 1 个 α - OH 二者处于对位
羟基分布在一侧 苯环上，多数化 合物呈橙黄至橙 红色。
大黄素型:
羟基分布在两侧 苯环上，多数化 合物呈黄色。
¾ 大黄素型羟基蒽醌
OH O OH
大黄 Rheum palmatum
R1
R2
R 1 =CH 3 R 1 =CH 3 R 1 =CH 3 R 1 =H R 1 =H
R 2 =H
O
大黄酚 大黄素 大黄素甲醚
glc O O OH OH H H COOH COOH 大黄酸蒽酮 葡萄糖苷 glc O O OH 肠道微生物 2 O OH + COOH 2 glucose
番泻苷 A
(四) 萘骈二蒽酮衍生物
O O
O
O
O
O
O
O
¾ 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。
¾ 邻苯醌和对苯醌均可由相应的二元酚氧化制得;
OH [O] OH O O
¾ 在碱性下可被次亚硫酸钠还原为氢醌
O OH [O] O OH OH
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。
对苯醌
氢醌 hydroguinones
二、 萘醌类 (naphthoquinones)
O CH 3 O CH 3 H n
O K1 O CH 3
H 3
O K2
O K3
三、菲醌类 (phenanthraquinone)
¾ 天然菲醌衍生物包括邻醌及对醌两种类型。
O O O O O O
邻菲醌 (I)
邻菲醌 (II)
对菲醌
O O O
丹参醌 IIA tanshinoone IIA
丹参 Salvia miltiorrhiza
H H
COOH CH 2OH
H H
COOH CH 2 OH
glc O
O
OH
glc O
O
OH
番泻苷 C sennoside C
番泻苷 D sennoside D
大黄泻下作用的有效成分不下20余种，在体内真正 起泻下作用的物质是大黄中的番泻苷A受大肠内细菌作 用的还原产物，但不是番泻苷元，而是大黄酸蒽酮或其 8-葡萄糖苷。但这仍不能完全代表大黄的泻下效力，大 黄中还有起协同作用的物质或其它泻下作用较强的物质 存在。
4 5
第一节
醌类化合物的结构类型
苯醌
（benzoquinones）
萘醌
（naphthoquinones）
醌类化合物
（quinones）
蒽醌
（anthraquinones）
菲醌
（phenanthraquinone）
一、 苯醌类 (benzoquinones)
O O O
O 对苯醌 邻苯醌
¾ 是具有醌型结构的最简单化合物; ¾ 按其结构可分为邻苯醌及对苯醌两大类; ¾ 邻苯醌不稳定，故天然存在的苯醌化合物多为对苯醌衍 生物，其母核上常有-OH、-OCH3、-CH3等基团取代;
¾ 苯醌类化合物具有一定的生物活性。 ¾ 中药凤眼草的果实中得到的2,6-二甲氧基苯醌有抗菌作用； ¾ 白花酸藤果中得到的信筒子醌有驱肠内寄生虫作用。 ¾ 辅酶Q10用于治疗心脏病、高血压及癌症。
O H 3 CO OCH 3 HO O (CH 2 )10 CH 3 OH O 2,6-二甲氧基苯醌 2,6-dimethoxybenzoquinone O 信筒子醌 embelin
R 2 =OH R 2 =OCH 3
R 2 =CH 2 OH 芦荟大黄素 R 2 =COOH
大黄酸 虎杖 Polygonum cuspidatum
¾ 茜草素型羟基蒽醌
O OH R1 R2
O
R3
R 1 =OH R 2 =H R 1 =OH R 2 =H
R 3=H R 3=OH
茜草素 羟基茜草素 伪羟基茜草素
5% Na2CO3
1% NaOH
5% NaOH
例：试比较下列化合物的酸性强弱
D > C > A > B
(二) 颜色反应
显色性质 显色性质
Feigl
无色亚甲蓝
Borntrager’s
次甲基试剂
金属离子
1. Feigl反应
取醌类化合物水或苯溶液1滴，加入25％Na2CO3水溶液，4％ HCHO及5％邻二硝基苯的苯溶液各1滴，混合后置水浴加 热，1~4分钟内产生紫色。在该反应中，醌类只起到电子传递 的作用。
第四章 醌类化合物
Quinones
概述
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。
主要内容
1 2 3
结构类型 理化性质 提取分离 结构测定 生物活性
水蒸气 蒸馏法： 分子量小 的苯醌及 萘醌
超临界流 体萃取、 超声提取
二、游离羟基蒽醌的分离
1. pH梯度萃取法
混合物乙醚溶液 乙醇提取 乙醇浸膏 乙醚捏溶 不溶物
乙醚溶液 5 ％ NaHCO 3 NaHCO 3液 酸化 含－ COOH 的 羟基蒽醌 Na 2CO 3液 酸化 含 β -OH 的蒽醌 乙醚液
橙黄－橙
O
蓝－蓝紫
O
O Mg
O
O
橙红－红
O
OH OH
O
兰 ~ 兰紫 橙红 ~ 红
紫红－紫
OH O OH
紫红 ~ 紫
第三节
醌类化合物的提取分离
1 2 3 4
游离醌类的提取 游离羟基蒽醌的分离 蒽醌苷类与苷元的分离 蒽醌苷类的分离
一、游离醌类的提取
有机溶剂 提取： 氯仿、乙 酸乙酯
碱提取-酸 沉淀法： 带游离酚 羟基的醌 类
O + 2HCHO + 2OH O OH + OH NO 2 NO 2 O OH
-
OH + 2HCOO OH O + NO 2 NO 2 -
2. 无色亚甲蓝显色试验：无色亚甲蓝溶液可作为喷雾剂 用于PPC和TLC显色，专用于检出苯醌及萘醌，区别 于蒽醌。（白色背景蓝色斑点） 3. 碱性条件下的呈色反应 (羟基蒽醌的反应称为 Borntrager’s反应)：羟基苯醌、萘醌、蒽醌均可与碱 性试剂反应呈现一定颜色，蒽酮及蒽酚衍生物氧化成 蒽醌后才可发生碱性试剂的呈色反应。
O
O
CH 3 CH 3
OH
O
OH O 拉帕醌
胡桃醌
胡桃醌，橙色针状结晶，具有 胡桃醌 抗菌、抗癌及中枢神经镇静作 用。
兰雪醌，橙色结晶，抗菌、止 兰雪醌 咳、祛痰活性
¾ 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。
OH
O O
三色柿醌
¾ 从中药紫草及软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。