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1、第五章 醌类化合物,教学内容： 5.1 概述 5.2 结构与分类 5.3 理化性质 5.4 蒽醌类成分的提取分离、检识 重点：蒽醌的结构、分类、主要性质、提 取分离。,难点： 1. 羟基蒽醌类化合物的酸性 2. 酸性强弱与结构的关系 3. pH梯度萃取法分离游离蒽醌化合物,5.1 概述： 醌类化合物是一类在自然界分布广泛的化合物，它包括醌类及容易转变为具有醌类性质的化合物。 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。,醌类化合物具有多方面的生理活性，如致泻、
2、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。 从结构上讲，醌类化合物可分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌等。其中蒽醌及其衍生物种类较多，生理活性也较广泛。,醌类化合物是指分子内具有不饱和环二酮（醌式） 结构或易转变为这样结构的化合物。,5.2 醌类化合物的结构与分类 一、苯醌类（benzoquinones） 分为邻苯醌，对苯醌两类。但邻苯醌不稳定，故天然存在的主要为对苯醌的衍生物。多为黄色或橙色结晶。,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、
3、萘醌类(naphthquinones) 自然界存在的多为a-萘醌衍生物，橙色、橙红色、紫色（少）结晶。紫草中含多种萘醌色素。,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。,维生素K是一类萘醌衍生物。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。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。,三、菲醌类(phenanth
4、raquinones) 邻菲醌和对菲醌。如丹参含多种菲醌类化合物。,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。,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，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。,生理活性显著： 1.泻下作用:天然蒽醌类化合物
5、多具有致泻作用,其强度与结构有如下关系: 蒽醌苷的致泻作用强于苷元 含羧基蒽醌苷的致泻作用强于相应的不含羧基蒽醌苷.,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.,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.,顶生醌(tectoquinone)来源于马鞭草科的柚木、茜草科的
6、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。,结构分类：单蒽核类 双蒽核类,1，4，5，8位为位 2，3，6，7位为位 9，10位为meso位（中位） 天然蒽醌在母核上均有-OH，-CH2OH，-CH3，-OCH3，-COOH取代或与糖成苷。,(一) 单蒽核类,大黄酚,芦荟大黄素葡萄糖苷,（1）大黄素型：羟基分布在两侧的苯环上， 呈黄色。主要存在于蓼科植物中。,（2）茜草素型：羟基分布在同一侧的苯环上，多为橙黄或橙红色，主要存在于茜草科植物中。,蒽酚或蒽酮衍生物,（二）双蒽核 1. 二蒽酮 二
7、蒽酮衍生物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(C10-C10)和位(C1-C1或C4-C4)连接. 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。,C10-C10,键容易水解而断裂，生成较稳定的蒽酮游离基，继而氧化成蒽醌类化合物。一般随着植物原料储存时间延长，二蒽酮类含量下降，单蒽酮类含量上升。,最重要的二蒽酮类化合物是从番泻叶中得到的番泻苷A,B,C,D. 其苷元是由二分子大黄酸蒽酮通过C10-C10相互结合而成，苷元A为反式排列,苷元B为顺式排列.,番泻苷C和番泻苷D也是一对同分异构体，均由一分子大黄酸和
8、一分子芦荟大黄素的蒽酮衍生物通过 C10-C10键结合而成，其中苷C为反式，苷D为顺式。,现在已知道，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。,实验证明，番泻苷A泻下作用的ED50比大黄粉或浸膏泻下作用的ED50要大得多，即使以番泻苷A加上蒽醌苷的泻下作用的ED50也比大黄粉要大，可见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。,2. 其它二蒽酮类 去氢二蒽酮类 日照蒽酮类 中位萘骈二蒽酮类,5.4 理化性质 （一）物理性质 1、性状
9、 天然醌类多为有色结晶体，一般为黄、橙、棕红至紫红色。 苯醌，萘醌多以游离态存在；蒽醌多以苷的形式存在，苷极性大较难得到结晶。 2、挥发性和升华性 游离的醌类化合物大多数具有升华性。小分子的苯醌、萘醌还具有挥发性。能随水蒸汽蒸馏。,3、溶解性 （1）游离醌类极性较小，一般溶于甲醇、乙醇、乙醚等有机溶剂，不溶于水。 （2）成苷后，极性增大，易溶于醇、热水，不溶于冷水及极性小的有机溶剂。蒽醌的碳苷在水及有机溶剂中溶解度都小，只溶于吡啶中。蒽醌盐在水中溶解度也小。,（二）化学性质 1、酸性 醌类化合物由于多具有酚羟基，表现出一定的酸性，易溶于碱水中，加酸酸化又可重新析出。,a. 带有羧基的醌类化合物
10、酸性强于不带羧基者； b. 酚羟基数目增多，酸性增强； c.-羟基蒽醌的酸性强于-羟基蒽醌。,酸性强弱按下列顺序排列： 含-COOH （溶于 5%NaHCO3） 含2个（不相邻）以上-OH （溶于 5%NaHCO3） 含1个-OH （溶于 5%Na2CO3） 含2个以上-OH （溶于 1%NaOH） 含1个-OH （溶于 5%NaOH）,下列蒽醌类化合物，溶解于5%Na2CO3的是：,2、颜色反应 （1）Borntrger反应：羟基蒽醌遇碱性溶液显红-红紫色。但羟基蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物则需氧化成蒽醌后，才显示特征的颜色。,（2）醋酸镁反应 羟基蒽醌类化合物能和0.5%醋酸镁的醇溶液生成稳
11、定橙红色、紫红色或紫色络合物。 酚羟基数目、位置不同，显的颜色不同： 环上有1个-羟基橙色 邻二酚羟基蓝紫色 对二酚羟基显紫到紫红色 各有1个-羟基或还有间位羟基橙红色至红色,（3）对亚硝基二甲苯胺反应 羟基蒽酮类化合物9位或10位的亚甲基很活泼，易与对亚硝基二甲苯胺发生缩合，产生各种颜色。用于蒽酮类化合物的定性鉴别。,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。本反应不受蒽醌类、黄酮类、香豆素类、糖类及酚类的干扰。,5.5 醌类化合物的提取分离 一、醌类的提取 1、有机溶剂提取法 由于游离醌类化合物极性较小，故可用有机溶剂提取，多用甲醇或乙醇。 2、碱提酸沉法 用于具有游离
12、酚羟基的。 3、水蒸气蒸馏法 用于分子量较小的游离苯醌及萘醌化合物（具有挥发性）。,二、醌类化合物的分离 （一）蒽醌苷与游离蒽醌的分离 利用溶解度差异，将总蒽醌分散在酸水中，使游离蒽醌充分游离，在用氯仿或乙醚萃取，苷元溶在有机溶剂层，苷则留在水层。 或将总提物置回流提取器中，用氯仿或乙醚等有机溶剂回提苷元，苷留在残渣中。,（二）游离蒽醌的分离 通常采用梯度PH萃取法及色谱法。 1 、PH萃取法 根据其酸性大小不同，利用不同PH的碱水液，自有机溶剂中萃取酸性强弱不同的蒽醌衍生物。 2、色谱法 多用硅胶，也可用聚酰胺，但一般不用氧化铝。,PH梯度萃取法,（三）蒽醌苷的分离 蒽醌苷水溶性较强，分离与精制均较困难，一般先用溶剂法除杂，再用色谱法进行分离。 溶剂法：用乙酸乙酯或正丁醇从水中萃取出蒽醌苷，除去水溶性杂质，制得较纯的总苷 后再上柱分离。 色谱法：常用硅胶、葡聚糖凝胶、反相硅胶等。,5.6 结构测定,UV IR NMR MS,1H-NMR,13C-NMR,X-Ray,
