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1、第四章 醌类化合物第一节 概 述醌类化合物是中药中一类具有醌式结构的化学成分，主要分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。在中药中以蒽醌及其衍生物尤为重要。醌类在植物中的分布非常广泛。如蓼科的大黄、何首乌（Polygonum multiflirum）、虎杖（Polygonum cuspidatum），茜草科的茜草（Rubia cordifolia），豆科的决明子（Cassia tora）、番泻叶（Cassia senna），鼠李科的鼠李（Rhamnus dahurica），百合科的芦荟（Aloe vera），唇形科的丹参（Salvia mitiorrhiza ），紫草科的紫草（Lithosperm
2、um erythrorhizon）等，均含有醌类化合物。醌类在一些低等植物，如地衣类和菌类的代谢产物中也有存在。 醌类化合物多数存在于植物的根、皮、叶及心材中，也可存在于茎、种子和果实中。醌类化合物的生物活性是多方面的。如番泻叶中的番泻苷类化合物具有较强的致泻作用；大黄中游离的羟基蒽醌类化合物具有抗菌作用，尤其是对金黄色葡萄球菌具有较强的抑制作用；茜草中的茜草素类成分具有止血作用；紫草中的一些萘醌类色素具有抗菌、抗病毒及止血作用；丹参中丹参醌类具有扩张冠状动脉的作用，用于治疗冠心病、心肌梗死等；还有一些醌类化合物具有驱绦虫、解痉、利尿、利胆、镇咳、平喘等作用。第二节 醌类化合物的结构与分类一、
3、苯醌类苯醌类（benzoquinones）化合物分为邻苯醌和对苯醌两大类。邻苯醌结构不稳定，故天然存在的苯醌化合物多数为对苯醌的衍生物。 对苯醌 邻苯醌 天然苯醌类化合物多为黄色或橙色的结晶体，如中药凤眼草（Ailanthus altissima）果实中的2,6-二甲氧基对苯醌，及白花酸藤果（Embelia ribes ）和木桂花（Embelia oblongifolia ）果实中的信筒子醌（embelin）。 2,6-二甲氧基苯醌 信筒子醌 辅酶Q10（n=10）具有苯醌类结构的泛醌类（ubiquinones）能参与生物体内氧化还原过程，是生物氧化反应的一类辅酶，称为辅酶Q类（coenzym
4、es Q），其中辅酶Q10（n=10）已用于治疗心脏病、高血压及癌症。从中药软紫草（Arnebia euchroma）根中分得的arnebinone和arnebifuranone也属于对苯醌类化合物，对前列腺素PGE2生物合成具有抑制作用。arnebinone arnebifuranon二、萘醌类萘醌类（naphthoquinones）化合物分为(1,4)、(1,2)及amphi(2,6)三种类型。但天然存在的大多为-萘醌类衍生物，它们多为橙色或橙红色结晶，少数呈紫色。 -(1,4)萘醌 -(1,2)萘醌 amphi-(2,6)萘醌例如具有-萘醌基本母核的胡桃醌（juglon）具有抗菌、抗癌及
5、中枢神经镇静作用；蓝雪醌（plumbagin）具有抗菌、止咳及祛痰作用；拉帕醌（lapachol）具有抗癌作用。胡桃醌蓝雪醌 拉帕醌中药紫草中也含有多种萘醌色素，且多数是以结合成酯的形式存在。 三、菲醌类天然菲醌（phenanthraquinone）分为邻醌及对醌两种类型，例如从中药丹参根中分得到的多种菲醌衍生物 ，均属于邻菲醌类和对菲醌类化合物。邻菲醌 对菲醌 丹参醌A R1 =CH3 R2=H 丹参醌B R I=CH2OH R2=H羟基丹参醌AR1 =CH3 R2=OH丹参酸甲酯 RI=COOCH3 R2=H R R R四、蒽醌类蒽醌类(anthraquinones)成分按母核的结构分为单
6、蒽核及双蒽核两大类。（一）、 单蒽核类1. 蒽醌及其苷类 天然蒽醌以9,10-蒽醌最为常见，由于整个分子形成一共轭体系，C9、C10又处于最高氧化水平，比较稳定。1,4,5,8位为位2,3,6,7位为位9,10位为meso位，又叫中位天然存在的蒽醌类化合物在蒽醌母核上常有羟基、羟甲基、甲基、甲氧基和羧基取代。它们以游离形式或与糖结合成苷的形式存在于植物体内。蒽醌苷大多为氧苷，但有的化合物为碳苷，如芦荟苷。根据羟基在蒽醌母核上的分布情况，可将羟基蒽醌衍生物分为两种类型。大黄酚（chrysophanol） R1=H R2= CH3大黄素（emodin） R1= OHR2= CH3大黄素甲醚（phy
7、scion） R1=OCH3R2= CH3芦荟大黄素（aloe-emodin） R1=HR2=CH2OH大黄酸（rhein） R1=HR2=COOH（1）大黄素型 羟基分布在两侧的苯环上，多数化合物呈黄色。例如大黄中的主要蒽醌成分多属于这一类型。 大黄中的羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖、鼠李糖结合成苷类，一般有单糖苷和双糖苷两类。R1=H R2=glc 大黄酚-8-O-D葡萄糖苷R1=glc R2=H 大黄酚-1-O-D葡萄糖苷 大黄素甲醚-8-O-D龙胆双糖苷 （2）茜草素型羟基分布在一侧的苯环上，此类化合物颜色较深，多为橙黄色至橙红色。例如茜草中的茜草素等化合物即属此型。 茜草素（alizari
8、n）R1=OH R2=H R3=H羟基茜草素（purpurin）R1=OH R2=H R3=OH伪羟基茜草素（pseudopurpurin）R1=OH R2=COOH R3=OH 茜草中除含有游离蒽醌外，还含有木糖和葡萄糖的蒽醌苷类化合物，已分离得到的有单糖苷和双糖苷 。2. 蒽酚或蒽酮衍生物蒽醌在酸性环境中被还原，可生成蒽酚及其互变异构体蒽酮。 蒽醌 蒽酚 蒽酮蒽酚（或蒽酮）的羟基衍生物常以游离状态或结合状态与相应的羟基蒽醌共存于植物中。蒽酚（或蒽酮）衍生物一般存在于新鲜植物中。新鲜大黄经两年以上贮存则检识不到蒽酚。如果蒽酚衍生物的meso位羟基与糖缩合成苷，则性质比较稳定，只有经过水解除去
9、糖才能易于被氧化转变成蒽醌衍生物。（二） 双蒽核类1二蒽酮类 二蒽酮类成分可以看成是2分子蒽酮脱去一分子氢，通过碳碳键结合而成的化合物。其结合方式多为C10-C10，也有其它位置连结。例如大黄及番泻叶中致泻的主要有效成分番泻苷A、B、C、D等皆为二蒽酮衍生物。番泻苷A（sennoside A）是黄色片状结晶，酸水解后生成2分子葡萄糖和1分子番泻苷元A（sennidin A）。番泻苷元A是2分子的大黄酸蒽酮通过C10-C10相互结合而成的二蒽酮类衍生物。其C10-C10为反式连接。番泻苷B（sennoside B）是番泻苷A的异构体，水解后生成2分子葡萄糖和番泻苷元B（sennidin B），其
10、C10-C10为顺式连接。番泻苷C（sennoside C）是1分子大黄酸蒽酮与1分子芦荟大黄素蒽酮通过C10-C10反式连接而形成的二蒽酮二葡萄糖苷。番泻苷D（sennoside D）为番泻苷C的异构体，其C10-C10为顺式连接。 番泻苷A 番泻苷B番泻苷C番泻苷D二蒽酮类化合物的C10-C10键与通常C-C键不同，易于断裂，生成相应的蒽酮类化合物。如大黄及番泻叶中含有的番泻苷A的致泻作用是因其在肠内变为大黄酸蒽酮所致。 番泻苷A 大黄酸蒽酮2 二蒽醌类 蒽醌类脱氢缩合或二蒽酮类氧化均可形成二蒽醌类。天然二蒽醌类化合物中的两个蒽醌环都是相同而对称的，由于空间位阻的相互排斥，故两个蒽环呈反向
11、排列，如： 天精（skyrin） 山扁豆双醌（cassiamine）3去氢二蒽酮类 中位二蒽酮再脱去1分子氢即进一步氧化，两环之间以双键相连者称为去氢二蒽酮。此类化合物颜色多呈暗紫红色。其羟基衍生物存在于自然界中，如金丝桃属植物。4日照蒽酮类 去氢二蒽酮进一步氧化，与位相连组成一新六元环，其多羟基衍生物也存在于金丝桃属植物中。5中位萘骈二蒽酮类 这一类化合物是天然蒽衍生物中具有最高氧化水平的结构形式，也是天然产物中高度 稠合的多元环系统之一（含8个环）。如金丝桃素（hypericin）为萘骈二蒽酮衍生物，存在于金丝桃属某些植物中，具有抑制中枢神经及抗病毒的作用。 去氧二蒽酮 日照蒽酮 金丝桃素
12、第三节 醌类化合物的理化性质一、物理性质1 性状 醌类化合物母核上随着酚羟基等助色团的引入而呈一定的颜色。取代的助色团越多，颜色越深，有黄、橙、棕红色以至紫红色等。天然存在的醌类成分因分子中多有取代故为有色结晶。苯醌和萘醌多以游离态存在，而蒽醌一般结合成苷存在于植物体中，因极性较大难以得到结晶。2升华性及挥发性 游离的醌类化合物一般具有升华性。小分子的苯醌类及萘醌类还具有挥发性，能随水蒸气蒸馏，利用此性质可对其进行分离和纯化。3溶解度 游离醌类极性较小，一般溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、乙醚、苯等有机溶剂，几乎不溶于水。与糖结合成苷后极性显著增大，易溶于甲醇、乙醇中，在热水中也可溶解，但在冷水中溶解度较小，几乎不溶于苯、乙醚、氯仿等极性较小的有机溶剂中。蒽醌的碳苷在水中的溶解度都很小，亦难溶于有机溶剂，但易溶于吡啶中。有些醌类成分不稳定，应注意避光。二、化学性质1酸碱性 醌类化合物多具有酚羟基，故具有一定的酸性。在碱性水溶液中成盐溶解，加酸酸化后游离又可析出。醌类化合物因分子中羧基的有
