醌类化合物PPT课件

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1、第四章醌类化合物 Quinonoids 2020 5 26 1 2020 5 26 2 一概述 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 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 2020 5 26 3 第一节醌类化合物的结构类型定义醌类化合物是指分子内具有不饱和环二酮结构 醌式

2、结构 或容易转变成这样结构的天然有机化合物 2020 5 26 4 天然醌类主要有四种类型1苯醌benzoquinones2萘醌naphthoquinones3菲醌phenanthraquinones4蒽醌anthraquinones其中蒽醌及其衍生物的类型较多 2020 5 26 5 一 苯醌类 benzoquinones 分为邻苯醌和对苯醌两大类 邻苯醌不稳定 天然存在的多为对苯醌 对苯醌 邻苯醌 para ortho 较简单的对苯醌多为黄色或橙黄色结晶 能随水蒸气蒸馏 常有令人不适的臭味 对皮肤和粘膜有刺激性 易被还原成相应的对苯二酚 2020 5 26 6 苯醌母核上常见的取代基有 O

3、H OCH3 CH3或其它烃基侧链 2 6 二甲氧基对苯醌 密花醌rapanone 酸金牛醌 凤眼草的果实 白花酸藤果 2020 5 26 7 苯醌类 benzoquinones 橙红色结晶驱除肠寄生虫作用 治疗心脏病 高血压及癌症 2020 5 26 8 二 萘醌类 naphthoquinones 分为 1 4 1 2 及amphi 2 6 三种类型 自然界中绝大多数为 萘醌类 萘醌类是黄色结晶 可升华 微溶于水 能溶于乙醇和乙醚 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 2020 5 26 9 胡桃醌 juglone 存在于核桃未成熟的果皮 青皮 中 有抗癌 抗菌和中枢神经镇静

4、的活性 共存的其几种还原衍生物 都有抗菌的生物活性 蓝雪醌 plumbagin 主要分布于白花丹属植物中如蓝雪花 具有抗菌 止咳 祛痰作用 萘醌 胡桃醌 2020 5 26 10 止血 抗炎 抗菌 抗癌及抗病毒等作用 萘醌 异紫草素 性味 性寒 味甘 咸 归经 归心 肝经 功效分类 止血药 凉血药 清热解毒药功能主治 凉血 凉血 解毒透疹 用于血热毒盛 斑疹紫黑 麻疹不透 疮疡 湿疹 水火烫伤 清热凉血 用于麻疹 热病癍疹 湿疹 尿血 血淋 血痢 疮疡 丹毒 烧伤 热结便秘 2020 5 26 11 也有不含羟基的萘醌衍生物 维生素K类即是一例 VitaminK是一类自然界存在的萘醌衍生物 基

5、本结构与VitaminK1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 在研究维生素K1和K2及其衍生物的化学构造与凝血作用的关系时 发现2 甲基 1 4 萘醌具有更强的凝血能力 称之为维生素K3 可由合成方法制得 萘醌 维生素K1 2020 5 26 12 三 菲醌类天然菲醌衍生物包括邻菲醌和对菲醌两种类型 邻菲醌 邻菲醌 对菲醌 2020 5 26 13 菲醌 丹参醌IIAR1 CH3R2 H丹参醌IIBR1 CH2OHR2 H羟基丹参醌IIAR1 CH3R2 OH丹参酸甲酯R1 COOCH3R2 H 丹参新醌甲R CH CH3 CH2OH丹参新醌乙R CH CH3 2丹参新醌

6、丙R CH3 唇形科植物丹参中的醌类化合物多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 丹参酮 A有增加冠流量的作用 由其制得的丹参酮 A磺酸钠注射液已投入生产 临床上可治疗冠心病 心梗等 2020 5 26 14 四 蒽醌类包括蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物 如氧化蒽酚 蒽酚 蒽酮 二蒽酮 2020 5 26 15 根据羟基在蒽醌母核上的位置不同 可将蒽醌衍生物分为两大类 1 大黄素型 羟基分布于两侧苯环上 多呈黄色 许多重要的中药如大黄中1 8 二羟基蒽醌衍生物均属于这一类型 以下五种大黄素型羟基蒽醌在中药中分布比较广泛 2020 5 26 16 羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖 鼠

7、李糖结合成苷 有单糖苷 也有双糖苷 O O O R 1 O R 2 CH3 O O O O H OCH 3 Glu CH3 Glu 大黄酚葡萄糖苷gluH 大黄酚 1 O Hglu D 葡萄糖苷 R1R2 大黄素甲醚 8 O D 龙胆双糖 蒽醌苷 2020 5 26 17 蒽醌衍生物 2茜草素型 羟基分布于一侧苯环上 颜色较深 多呈橙黄色至橙红色 茜草的根能止血 活血 主治咳嗽 痰中带痰以及风湿性关节炎 2020 5 26 18 二 蒽酚 或蒽酮 衍生物蒽醌在酸性条件下被还原 生成蒽酚及其互变异构体蒽酮 2020 5 26 19 1 蒽酚及蒽酮类一般只存在于新鲜植物中 存放期间易被氧化 生成蒽

8、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 对真菌有较强的杀灭作用 可治疗疥癣之类皮肤病 2020 5 26 20 蒽酚衍生物 2020 5 26 21 三 二蒽酮类衍生物二蒽酮类成分可以看成是两分子蒽酮相互结合的产物 又分为中位连接 C10 C10 和 位 C1 C1 或C4 C4 相连 番泻苷A 这类物质多为黄色结晶 多以苷的形式存在 2020 5 26 22 番泻叶中含蒽衍生物约1 5 主要成分为番泻苷A D 以及大黄酸葡萄糖苷和大黄酚等 其苷元是由二分子大

9、黄酸蒽酮通过C10 C10 相互结合而成 二 结构类型 二蒽酮 2020 5 26 23 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一分子芦荟大黄素的蒽酮衍生物通过C10 C10 键结合而成 二者的苷和苷元均有旋光性 二 结构类型 二蒽酮 2020 5 26 24 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 2020 5 26 25 二蒽酮类化合物的C10 C 10键与通常的C C键不同 易于断裂 生成稳定的蒽酮类化合物 肠内 大黄酸蒽酮 10 10 2020 5 26 26

10、大黄 大黄在糖尿病肾病治疗的研究 蒽醌类化合物 鞣质 大黄酸在减少蛋白尿 减轻肾组织损伤 延缓糖尿病肾病进展等方面具有一定的作用 同时大黄酸在改善糖代谢异常 抑制葡萄糖转运蛋白1 GLUT1 的过度表达 逆转高糖高脂饮食所致大鼠的胰岛素抵抗状态具有良好作用 大黄素对高糖引起的肾小球系膜细胞p38丝裂原活化蛋白激酶 p38MAPK 活性增加均有明显的对抗作用 可以降低肥胖小鼠的血糖和血清胰岛素含量 可能是一种潜在的11 羟类固醇脱氢酶 11 HSD1 抑制剂 原花青素的低聚物等鞣质能有效降低血清肌酐 Cr 水平 具有抑制血管紧张素转换酶作用 可使肾小球滤过率 肾血浆流量以及肾血流量均有明显增加

11、2020 5 26 27 苯骈二蒽酮衍生物 金丝桃素 广泛存在金丝桃属植物中 具有抑制中枢神经系统及抗病毒的作用 2020 5 26 28 金丝桃素和假金丝桃素存在于多种金丝桃属植物中 以贯叶连翘中含量居多 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 研究表明 在金丝桃科中普遍存在的一些xanthone类化合物能抑制A型和B型单胺氧化酶 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 2020 5 26 29 特殊结构 蒽酚和蒽酮衍生物 芦荟苷 barbaloin 2020 5 26 30 第二节醌类化合物的理化性质 2020 5 26 31 性状 天然醌类衍生物

12、苯醌 萘醌 菲醌类成分主要以游离醌状态存在 多为有色结晶 少数苯醌为黄色油状结构 苯醌 萘醌等游离醌类 可以得到完好结晶蒽醌苷 极性大 不易得到完好结晶颜色 与助色基的多少有关 助色团越多 颜色加深 呈黄 橙 棕红色 助色团Ar OH 一物理性质 2020 5 26 32 二升华性 游离醌类多有升华性 可得到最纯的结晶 应用 用于提取 精制 小分子的苯醌 萘醌 挥发性 能随水蒸气蒸馏 2020 5 26 33 三溶解性苷元 通常可 易 溶于甲醇 乙醇 苯 乙醚 氯仿 在碱性有机溶剂中溶解度也较大 可溶于丙酮 不溶或难溶于水 蒽醌苷 极性较大 易溶于甲醇及乙醇 也能溶解于水 在热水中更易溶解 但

13、在冷水中溶解度较小 几乎不溶于乙醚 苯 氯仿等溶剂 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 2020 5 26 34 二 化学性质 一 酸性蒽醌类化合物多带有Ar OH 一般在2个以上 因此具有酚类化合物的通性 呈弱酸性反应 特点碱溶酸沉醌类化合物因分子中酚羟基的数目及位置不同 酸性强弱有一定差别 1 有COOH 无 COOH 可溶于NaHCO3中 2020 5 26 35 2 羟基 羟基 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 三 醌类化合物的理化性质 2020 5 26 36 3羟基数目增多 酸性也增强 羟基蒽醌的酸性随羟基数目的

14、增加而增加 无论是 位或 位有羟基 其酸性都有一定程度的递增 三 醌类化合物的理化性质 2020 5 26 37 应用 可用于提取分离 PH梯度萃取法 以游离蒽醌类衍生物为例 酸性强弱将按下列顺序排列 5 NaHCO35 Na2CO31 NaOH5 NaOH 2020 5 26 38 二 颜色反应 菲格尔 Feigl 反应 各种醌类 醌类衍生物在碱性下加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应 紫色化合物 2020 5 26 39 2 无色亚甲蓝显色试验 苯醌 萘醌 区别于蒽醌 TLC PPC 2020 5 26 40 3 碱液呈色反应 Borntrager s反应 羟基蒽醌遇碱液显红或紫红色 反应机理

15、如下 羟基蒽醌红色 显色反应与形成共轭体系的Ar OH和羰基有关 在碱液中Ar OH中氧受羰基吸电子影响 通过共轭效应 转移至羰基氧原子上 形成新的共轭体系 发生颜色变化 2020 5 26 41 这是羟基蒽醌及具有游离酚羟基蒽醌苷类一个很重要的鉴别反应 2020 5 26 42 4 与活性次甲基试剂的反应 专属性 苯醌及无2 3位取代的萘醌 蒽醌 2020 5 26 43 5 与金属离子的反应 具有 OH或邻二酚OH的蒽醌 醋酸镁反应 特点 有颜色 生成橙红 紫红 或蓝紫色络合物 灵敏 应用 鉴别 及TLC P C显色剂 2020 5 26 44 与Pb 络合 一定pH条件下能 用于精制 与

16、醋酸镁形成的络合物 2020 5 26 45 有机溶剂 1 有机溶剂提取法 2 碱提取酸沉淀法用于提取含酸性基团 Ar OH COOH 的化合物 提取液 浓缩 结晶 氯仿等溶剂 浓缩液 第三节醌类化合物的提取分离一 游离醌类的提取方法 2020 5 26 46 3 水蒸气蒸馏法适用于小分子的苯醌及萘醌类化合物 4 超临界流体萃取法和超声波提取法 2020 5 26 47 1 NaOH 二 游离羟基蒽醌的分离 2020 5 26 48 色谱法游离羟基蒽醌衍生物常用硅胶 聚酰胺等分离材料柱层析的方法进行分离 一般不用氧化铝 因为酸性的羟基蒽醌易与碱性氧化铝产生化学吸附而难以洗脱 2020 5 26 49 大黄酸提取分离 2020 5 26 50 三 蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离 利用其极性的差别 苷元溶于极性较小的有机溶剂 而苷不溶 进行分离 注意 蒽醌类化合物在植物体内多通过酚羟基或羧基与钠 钾 镁等成盐存在 所以提取前应先加酸酸化使其游离 2020 5 26 51 四 蒽醌苷类的分离较苷元的分离困难 一般先用铅盐法或溶剂法除去大部分杂质 制得较纯的总苷后 再进一步用聚酰胺 硅胶或葡聚