第4章 醌类化合物厦门大学医学院药学系丘鹰昆 定义与分类•醌类化合物 (quinones)–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–醌类具有不饱和酮结构，连接助色团后 (-OH、-OMe等) 多有颜色–常作为动植物、微生物色素存在 第1节 醌类化合物的结构类型 分类•苯醌类•萘醌类•菲醌类•蒽醌类–蒽醌衍生物–蒽酚衍生物–二蒽酮类衍生物 一、苯醌类 (benzoquinones)•邻苯醌不安定，故天然界存在的大多为对苯醌•多有-OH、-OMe、-Me取代治疗心脏病治疗心脏病高血压、癌症高血压、癌症橙红色结晶橙红色结晶驱除肠寄生虫作用驱除肠寄生虫作用 •碱性下可被次亚硫酸钠还原为氢醌•醌类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 二、萘醌类 (naphthoquinones)•天然界得到的几乎均为-萘醌类–如：胡桃醌 (抗菌、抗癌及中枢神经镇静) 三、菲醌类 (phenanthraquinones)•包括–邻菲醌、对菲醌 四、蒽醌类 (anthraquinones)•依据其还原程度的不同–蒽醌衍生物–蒽酚 (蒽酮) 衍生物–二蒽酮类衍生物 1、蒽醌衍生物•根据-OH在母核上分布的位置不同分2类–大黄素型 (-OH在羰基的两侧)：多呈黄色–茜草素型 (-OH在一侧苯环上)：颜色橙黄、橙红 2、蒽酚 (蒽酮) 衍生物•蒽酮、蒽酚性质不稳定，只存在于新鲜植物中 3、二蒽酮类衍生物•如：番泻苷A、B、C、D (番泻叶中致泻的主要有效成分) 第2节 醌类化合物的理化性质 一、物理性质•存在状态–苯醌、萘醌：多以游离状态存在–蒽醌类：多结合成苷而存在于植物中•性状：多为结晶性固体•挥发性、升华性–小分子苯醌、萘醌：具有挥发性，可水蒸气蒸馏–游离的醌类多具有升华性•溶解度：相似相溶 •颜色–苯醌、萘酯•无Ar-OH的：近乎于无色•引入OH：黄色、橙色–蒽醌、菲醌•黄~橙色•助色团越多，颜色越深–如：黄、红、橙、紫红等•荧光–短共轭链：天兰色荧光–长共轭链：黄色荧光 (蒽醌)不同pH显不同颜色OHOH- -中性HH+ +紫草兰兰兰兰紫紫红红大黄红红黄黄 二、化学性质1.酸性•Ar-OH的存在•Ar-OH的数目、位置不同→酸性强弱•分子对称性好→缔合牢固→酸性↓•酸性强弱顺序–含-COOH > 2个以上β-OH > 1个β-OH > 2个α-OH > 1个α-OH–提取分离：5% NaHCO3；5% Na2CO3；1% NaOH；5% NaOH 例 2、颜色反应1) Feigl反应–醌：传递e 媒介 2) 无色亚甲蓝显色试验•苯醌、萘醌→蓝色•蒽醌ו用于TLC、PC无色亚甲蓝显色无色亚甲蓝显色苯醌、萘醌 3) 碱性条件下的呈色反应•羟基醌类在碱性溶液→颜色加深–呈橙、红、紫红色及蓝色–羟基蒽醌类→红 ~ 紫红 (Bornträger’s 保恩特莱格反应) 检查中药中的蒽醌中药粉末 0.1 g10%H2SO4 5 ml, △ 2-10’H+/H2OH+/H2OEt2OEt2OOH-/H2O放冷，加乙醚2 mL5%NaOH 1 mL黄、无色红色红色 4) 与活性次甲基试剂反应•Kesting-Craven法–苯醌→粉红色–萘醌→紫红色–OH取代：反应受阻–蒽醌：阴性 5) 与金属离子反应 (蒽醌)•Fe3+ →紫色•Mg2+–含α-OH or邻二酚-OH蒽醌→有颜色络合物–可用于蒽醌鉴别•Pb2+–含α-OH or邻二酚-OH蒽醌→桔黄色↓–可用于蒽醌精制 6) 对亚硝基苯胺反应•用于鉴别蒽酮→蓝紫色对亚硝基二甲苯胺 三、提取与分离1、游离醌类的提取方法•有机溶剂提取法•碱提取酸沉淀法–用于提取含酸性基团（Ar-OH、-COOH)的化合物。
•水蒸气蒸馏法–适用于小分子的苯醌及萘醌类化合物 2、游离羟基蒽醌的分离乙醇浸膏乙醚溶液不溶物乙醚提取NaHCO3液含COOH的蒽醌5%NaHCO3萃取萃取乙醚液酸化Na2CO3液5%Na2CO3萃取萃取乙醚液β-OH蒽醌NaOH液乙醚液1%NaOH萃取萃取酸化2个α-OH蒽醌酸化5%NaOH萃取萃取NaOH液1个α-OH蒽醌酸化乙醚液1)pH梯度萃取法2)层析法–吸附剂：硅胶、聚酰胺–不宜用氧化铝，尤其是碱性氧化铝 3、蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的分离•提取：植物中常以Mg2+, K+, Na+, Ca2+形式存在，应充分酸化使之游离•分离：极性差别大，萃取法HOAc湿润、风干、CHCl3提取药渣药渣EtOH滤液沉淀 (蒽醌K盐)95%EtOH提取CHCl3(苷元、游离蒽醌)药材5% KOH；过滤不溶物(KOAc等)滤液(总蒽醌苷类)95% EtOH洗HOAc中和 (除K+) 4、蒽醌苷类的分离•应用柱色谱进行分离–常用的载体：硅胶、聚酰胺、葡萄糖凝胶•例：大黄，葡萄糖凝胶 (MW)–二蒽酮苷–蒽醌二葡萄糖苷–蒽醌单糖苷–蒽醌苷元 预处理•分离前，多进行预处理——除部分杂质–铅盐法•酸式醋酸铅与酸性强的蒽醌先↓–溶剂法饱合Pb(Ac)2沉淀PbS↓滤液邻二-OH、COOH蒽醌苷加水，通H2S滤液蒽醌苷/H2O放置PbOH(Ac)沉淀滤液放置PbS↓滤液单酚-OH蒽醌苷加水，通H2S放置 第4节 醌类化合物的结构测定 一、UV1、苯醌类的紫外吸收特征–~240 nm: 强峰–~285 nm: 中强峰–~400 nm: 弱峰 2、萘醌类的紫外吸收特征•引入助色团 (-OR)→相应吸收峰红移–醌环上引入助色团：影响257 nm→红移–苯环上引入助色团：影响335 nm→红移•引入α-OH→红移至427 nm! 3、蒽醌的UV特征此外，羟基蒽醌多数在此外，羟基蒽醌多数在230 nm附近有一强峰附近有一强峰 羟基蒽醌的UV•5个主要吸收带–第 Ⅰ 峰：230 nm左右（母核的强吸收峰）–第 Ⅱ 峰： 240 ~ 260 nm （苯样结构引起）–第 Ⅲ 峰： 262 ~ 295 nm （醌样结构引起）–第 Ⅳ 峰： 305 ~ 389 nm （苯样结构引起）–第 Ⅴ 峰： > 400 nm （醌样结构中 >C=O引起）-OH取代将影响相应的吸收带向红位移 二、醌类化合物的IR•羟基蒽醌类化合物–υC=O：1675 ~ 1653 cm-1 （羰基的伸缩振动）–υ-OH：3600 ~ 3130 cm-1 （羟基的伸缩振动）–υ芳环：1600 ~ 1480 cm-1 （苯核的骨架振动）•取代对C=O吸收峰的影响–母核上无取代•两个>C=O只给出1个吸收峰：1675 cm-1–引入一个α-OH时→2个>C=O吸收峰•1675 ~ 1647 （游离>C=O）•1637 ~ 1608 （缔合>C=O） 三、醌类化合物的1H-NMR1) 醌环质子2-RHOCH3OHOCOCH3CH3H-36.956.176.376.766.79位移幅度加大 2) 芳环质子当有取代基时，峰的数目及峰位都将改变 3) 活泼质子 四、醌类化合物的13C-NMR 五、醌类化合物的MS•分子离子峰 (M+)通常为基峰•失去1~2分子CO•特征碎片峰–p-苯醌：82、80、54、52–1,4-萘醌：104、76、50–9,10-蒽醌：180、152、90、76 六、醌类化合物衍生物的制备1、甲基化反应–保护-OH、测定-OH数目及成苷的位置–甲基化易难：酸性越强，质子易解离，甲基化易•-COOH > β-OH > Ar-OH > α-OH > R-OH–试剂的活性•CH3I > (CH3)2SO4 > CH2N2–溶剂•溶剂的极性强，甲基化能力增强 例：曲菌素的甲基化反应 2、乙酰化反应•反应活性：亲核性越强，越容易被酰化–R-OH > β-OH > α-OH•酰化试剂的活性–乙酰氯 > 醋酐 > 酯 > 冰醋酸•催化剂的催化能力–吡啶 > 浓硫酸 例 第5节 醌类化合物的生物活性 •泻下作用–活性规律•苷>苷元•二蒽酮>蒽酚>蒽酮 (含COOH>含OH>OH取代的)–大黄中主要泻下成分为：二蒽酮类成分•抗菌作用：苷元活性>苷–大黄酸、大黄素、芦荟大黄素等具有此作用•抗肿瘤作用–大黄酸、大黄素等抑制大鼠乳癌及艾氏腹水癌•其它作用–对cAMP磷酸二酯酶有显著的抑制作用 富含蒽醌的药用植物大黄虎杖番泻叶芦荟 。