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1、3.3 蒽醌类化学成分 的提取分离技术,内容要求,掌握蒽醌的概念，熟悉蒽醌类化合物的母核结构，了解蒽醌类化合物的分类及其基本结构类型。 掌握蒽醌类化合物的理化性质和检识方法。 熟悉蒽醌的提取分离。,简介：,醌类是指分子中具有不饱和环二酮结构的一类化合物，在许多中药中都含有醌类。中药中所含的醌类化合物按其结构可分为苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌4种类型。,分布与生理活性目前已发现的蒽醌类主要包括蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物。在高等植物中主要分布在蓼科、百合科、豆科、茜草科等植物中，是许多中药如大黄、何首乌、虎杖、芦荟、番泻叶、茜草等中的有效成分，也是一类重要的天然色素。,芦荟,何首乌,虎杖,蒽醌类化
2、合物具有多方面的生理活性，如具泻下作用（番泻叶中的番泻苷类化合物）、抗菌作用（大黄中游离的羟基蒽醌类化合物）、止血作用（茜草中的茜草素类成分）等等。,茜草,番泻叶,大黄,3.2.1 必备知识,一、结构和分类,1、基本结构,蒽醌：蒽的中位羰基衍生物 1、4、5、8：位 2、3、6、7：位,取代基：在蒽醌母核上可有不同数目的羟基取代，其中以二元羟基取代的蒽醌化合物为多，如大黄中的几种蒽醌类成分。在其两侧苯环上多有CH3、CH2OH、CHO、COOH等基团取代，个别蒽醌化合物还有两个C原子以上的侧链取代。,（1）蒽醌衍生物大黄素型茜草素型 （2）蒽酚（或蒽酮）衍生物类 （3）二蒽酮类,2、分类,（1
3、）蒽醌衍生物大黄素型,这种类型的蒽醌的取代基分布在两侧苯环上，多数呈黄-棕黄色，许多重要的中药如大黄中的蒽醌多属此类型。,大黄酚,大黄素甲醚,大黄素,芦荟大黄素,大黄酸,以上五种大黄素型羟基蒽醌在中药中分布比较广泛。羟基蒽醌衍生物大多与葡萄糖、鼠李糖等结合成苷，有单糖苷，也有双糖苷。,R1=glc R2=H 芦荟大黄素葡萄糖苷,大黄素甲醚8-O-D-龙胆双糖苷,（1）蒽醌衍生物茜草素型,此类羟基蒽醌化合物其羟基分布在一侧苯环上，呈色以橙黄橙红为主，主要存在于茜草中，具有止血活血作用。,茜草素,羟基茜草素,伪羟基茜草素,（2）蒽酚（或蒽酮）衍生物类,蒽醌在酸性环境中被还原，可生成蒽酚及其互变异构
4、体蒽酮。,蒽酚（或蒽酮）衍生物一般存在于新鲜植物中，其羟基衍生物常以游离态或结合态与相应的羟基蒽醌共存于植物中，新鲜大黄经2年以上贮存就检识不到蒽酚。,（3）二蒽酮类,二蒽酮类是由2分子蒽酮脱去1分子氢后而成，上下两环的结构相同而且对称，又分为中位连接（即C10C10）和位连接（C1C1或C4C4）等形式。多为黄色结晶。,番泻苷A,番泻苷B,番泻苷C,番泻苷D,二蒽酮多以苷的形式存在，若催化加氢还原则生成分子蒽酮，用三氯化铁氧化则生成分子蒽醌，比较重要的二蒽酮是从番泻叶中得到的番泻苷A、B、C、D。,二、理化性质 1.性状,颜色：蒽醌类化合物均为黄色或橙红色固体，有一定的熔点。 结晶：游离的蒽
5、醌类具有完好的晶形，成苷后则晶形不好。 荧光：蒽醌类化合物大多有荧光，并在不同pH时显示不同的颜色。,2.升华性,游离蒽醌类化合物具有升华性，常压下加热可升华而不分解。升华性：可利用此性质来提取分离、精制蒽醌类化合物。一般升华温度随酸性增强而升高。,大黄酚,大黄素甲醚,大黄素,芦荟大黄素,大黄酸,3.溶解度,游离蒽醌类化合物：具亲脂性，易溶于苯、乙醚、氯仿和碱性有机溶剂中，可溶于丙酮、甲醇及乙醇，不溶或难溶于水。 蒽醌苷类：极性较大，易溶于甲醇、乙醇及热水，难溶于冷水，几乎不溶于乙醚、苯及氯仿等溶剂。 羟基蒽醌苷及苷元，因具有酚羟基，可溶于碱性溶液中，加酸酸化后又可析出沉淀，此性质可用于提取分
6、离。,4.酸碱性酸性,蒽醌类化合物大多具有2个以上的酚羟基，因此具有酚的通性，呈弱酸性。,酸性强弱规律是否存在羧基及酚羟基的数目及位置有关 （1）带羧基者酸性强于不带羧基者，带羧基者可溶于NaHCO3水液中。 （2）-羟基蒽醌的酸性强于-羟基蒽醌衍生物（-羟基易与醌基形成分子内氢键），故-羟基蒽醌可溶于Na2CO3中，而-羟基蒽醌则不溶。,（3）羟基数目增多时，酸性增强。1,5-OH和1,4-OH 1,8-OH （-OH和不同的氧形成分子内氢键） （只能与同一羟基形成氢键）1,2-OH 大黄素芦荟大黄素大黄酚 B、大黄酸芦荟大黄素大黄素大黄酚 C、大黄素大黄酸芦荟大黄素大黄酚 D、大黄酚芦荟大
7、黄素大黄素大黄酸 E、大黄酸大黄素大黄酚芦荟大黄素,3、大黄素型和茜草素型羟基蒽醌类的主要区别是A、OH 位置 B、OH 数目C、COOH 位置 D、COOH 数目 4、一般只存在于新鲜药材中的是 A、大黄素型蒽醌类 B、茜草素型蒽醌类 C、蒽酚及蒽酮类 D、二蒽酮及二蒽醌类,5、以pH梯度萃取法从大黄的CHCl3提取液中用5%NaHCO3萃取，碱水层含有的成分是 A、大黄酚 B、大黄素 C、大黄酸 D、大黄素甲醚 E、芦荟大黄素,多选,1、蒽醌类化合物，一般 A、游离蒽醌多为有色结晶 B、游离蒽醌类多具升华性 C、蒽醌类化合物多以苷的形式存在于植物体内 D、游离蒽醌可用碱溶酸沉法提取 E、游
8、离蒽醌多具有酸性，可用pH梯度法萃取分离,5.蒽醌类化合物的检识反应,（1）显色反应 碱显色反应：羟基蒽醌衍生物遇碱显红色或红紫色等，颜色与分子中羟基所在位置有关。是检识中药中羟基蒽醌成分存在的最常用方法之一，对羟基蒽醌结构的判定有辅助作用。,试剂：碱性溶液（氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化铵）。 作用基团：羟基蒽醌衍生物（有游离羟基者）。 现象：羟基蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物遇碱呈黄色且带绿色荧光，需在空气中或经3H2O2氧化成蒽醌后，才显示上述颜色。,反应机理：,醋酸镁显色反应羟基蒽醌和0.5%醋酸镁甲醇或乙醇溶液生成稳定的橙红色、紫红色或紫色的络合物，反应灵敏，可作色谱显色用。,试剂：0.5乙酸
9、镁的甲醇或乙醇溶液。 作用基团：羟基蒽醌（有-OH或邻位二OH）。 反应现象：,反应机理：,蒽醌镁络合物（橙色）,对亚硝基二甲苯胺反应9、10位上未取代的羟基蒽酮类化合物，酮基对位亚甲基上的H很活泼，可与0.1%对亚硝基-二甲苯胺吡啶溶液反应缩合而产生各种颜色。,试剂：0.1对亚硝基二甲苯胺吡啶溶液。 作用基团：9位或10位未被取代的羟基蒽酮类化合物。 反应现象：随分子结构而不同，如1,8-二羟基者具绿色。 用途：蒽酮化合物的定性检查。,反应机理：,（2）色谱检识,方法：硅胶薄层检识、聚酰胺薄层检识 展开剂：混合溶剂游离蒽醌亲脂性溶剂系统蒽醌苷亲水性溶剂系统 显色：日光：多显黄色紫外：黄棕、红
10、、橙色荧光氨水、碱溶液：颜色加深/变红0.5%醋酸镁甲醇溶液：橙色/紫色,1、羟基蒽酮反应阳性的是 A、醋酸镁反应 B、对亚硝基-二甲苯胺反应 C、碱液反应 D、苯胺-邻苯二甲酸反应 E、对-二甲胺基苯甲醛-浓硫酸反应 2、下列各组化合物能用NaOH水溶液区别的是 A、大黄素和大黄酚 B、大黄素和大黄素葡萄糖苷 C、大黄素和芦荟大黄素 D、大黄素与蒽酮,A、大黄素 B、大黄素-8-O-葡萄糖苷 C、两者均可 D、两者均不可 1、与NaOH溶液反应产生红色的是 2、与对亚硝基二甲基苯胺试剂产生蓝色的是 3、与Molish试剂产生棕色环的是 4、能溶于水的是,3.2.2 蒽醌类化合物的提取与分离,
11、一、蒽醌类化合物的提取,溶剂提取法适用范围：游离蒽醌类用亲脂性有机溶剂提取，如苯、氯仿等蒽醌苷类用亲水性有机溶剂提取，如甲醇、乙醇或沸水通常使用甲醇或乙醇作为提取溶剂方法：回流提取法、渗漉法,特殊情况下，需选用下列方法进行提取： （1）富含油脂的种子类，先用石油醚脱脂，再用醇类溶剂提取，但要注意，低极性的大黄酚等也可能被石油醚提出。 （2）用极性由小到大的溶剂依次进行提取，适合于游离形式蒽醌成分的提取，并可得到初步分离，但由于羟基蒽醌在亲脂性溶剂中的溶解度很小，故提取时间较长。,（3）提取羟基蒽醌或具有羧基的蒽醌时，宜先将其用酸转化为游离状态，再用醇提取。（4）用热水提取含糖较多的植物材料时，
12、应避免加温过高，以免糊化；提取蒽醌苷时应注意酸、碱、酶的作用；提取如蒽酮类的还原型蒽衍生物时，最好在惰性气体下操作，并要用新鲜材料。（5）只需提取游离蒽醌，可先用稀硫酸进行水解，再用有机溶剂进行提取。,碱提酸沉法 适用范围：带游离酚羟基或羧基的蒽醌类化合物。 方法：用碱溶液进行提取，提取液用酸酸化后蒽醌类化合物形成沉淀析出。,二、蒽醌类化合物的分离,1.蒽醌苷与游离蒽醌衍生物的分离原理：利用蒽醌苷与游离蒽醌衍生物的极性不同进行分离方法：（1）两相溶剂萃取法（水层：蒽醌苷；有机溶剂层：游离蒽醌）（2）有机溶剂提取法（有机溶剂：游离蒽醌；残渣：蒽醌苷）,方法1： 含有蒽醌的乙醇提取液 浓缩 浓缩液
13、 与水不相混溶的有机溶剂（氯仿、 苯、乙醚等）反复萃取 有机溶剂层 水层 （游离蒽醌） （蒽醌苷）,方法2： 中药的乙醇提取液 减压浓缩至干 残留物 在回流提取器内用氯仿提取 氯仿提取液 残渣 （游离蒽醌衍生物） （蒽醌苷）,2.游离蒽醌衍生物的分离 原理：利用游离蒽醌衍生物的酸性强弱差异和结构差异 方法：（1）溶剂分步结晶法（2）pH梯度萃取法（3）色谱法,（1）溶剂分步结晶法是利用化合物溶解度差异将粗品溶于适宜的溶剂中，经处理使先析出结晶过滤得到，分出结晶的母液浓缩后再析出结晶，滤取结晶后的母液再浓缩析出结晶，如此一步一步结晶可达到分离目的。分步结晶法得到的各个结晶纯度不高，尚需反复重结晶才可得到高纯度结晶。,（2）pH梯度萃取法此法是分离游离蒽醌的经典方法，也是最常用的方法。是根据蒽醌的酸性差异而利用不同强弱的碱液，自有机溶剂中分别提取不同酸性蒽醌类成分，可使混合物得到一定程度的分离。但对于结构相似、酸性相差不大的羟基蒽醌混合物存在着局限性。,根据蒽醌类化合物的酸性强弱的不同，可用梯度pH萃取法来分离。,酸性,碱性,（3）色谱法色谱法对蒽醌类成分的分离效果较好，一般先用经典方法经过初步分离再用色谱法作进一步分离。分离游离蒽醌衍生物常用的吸附剂有硅胶和聚酰胺粉等，慎用氧化铝，因羟基蒽醌能与氧化铝形成牢固的螯合物，难以洗脱。,
