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天然药物化学天然药物化学 NATURAL PRODUCTS CHEMISTRY第四章第四章 醌类化合物醌类化合物Quinones主要内容主要内容1 1、掌握苯醌、萘醌、蒽醌、菲醌类化合、掌握苯醌、萘醌、蒽醌、菲醌类化合物的基本结构及分类物的基本结构及分类2 2、掌握蒽醌类化合物的颜色、升华性、掌握蒽醌类化合物的颜色、升华性、溶解性及与结构的关系、酸性及酸性强溶解性及与结构的关系、酸性及酸性强弱与结构的关系、显色反应及其应用弱与结构的关系、显色反应及其应用3 3、掌握蒽醌类化合物的一般提取分离方、掌握蒽醌类化合物的一般提取分离方法法4 4、掌握蒽醌类化合物的、掌握蒽醌类化合物的UVUV、IRIR光谱特征光谱特征及其应用及其应用5 5、熟悉蒽醌类化合物的、熟悉蒽醌类化合物的MSMS裂解规律裂解规律6 6、熟悉大黄、丹参中所含主要蒽醌类化、熟悉大黄、丹参中所含主要蒽醌类化合物的化学结构、理化性质、提取分离、合物的化学结构、理化性质、提取分离、鉴定方法和生物活性鉴定方法和生物活性1 1 结构类型结构类型 天然醌类主要有天然醌类主要有四种四种类型类型 苯醌苯醌 萘醌萘醌 菲醌菲醌 蒽醌蒽醌naphthoquinonesphenanthraquinonesphenanthraquinonesanthraquinonesbenzoquinones一、苯醌（一、苯醌（benzoquinonesbenzoquinones）类类 是具有醌型结构的最简单化合物。是具有醌型结构的最简单化合物。按其结构可分为按其结构可分为邻苯醌及对苯醌邻苯醌及对苯醌两大类。两大类。邻苯醌不稳定，故天然存在的苯醌化合物邻苯醌不稳定，故天然存在的苯醌化合物多为多为对苯醌对苯醌衍生物，其母核上常有衍生物，其母核上常有-OH-OH、-OCH-OCH3 3、-CHCH3 3等基团取代。等基团取代。对苯醌（对苯醌（para-）邻苯醌（邻苯醌（ortho-）天然苯醌类化合物多为天然苯醌类化合物多为黄色或橙黄色黄色或橙黄色结晶体。结晶体。邻苯醌和对苯醌均可由相应的邻苯醌和对苯醌均可由相应的二元酚二元酚氧化氧化制得。制得。苯醌类化合物具有一定的苯醌类化合物具有一定的生物活性生物活性中药中药凤眼草凤眼草的的果实果实中得到的中得到的2，6-二甲氧基苯醌二甲氧基苯醌有抗菌作用；有抗菌作用；白花酸藤果白花酸藤果中得到的中得到的信筒子醌信筒子醌有驱肠内寄生虫作有驱肠内寄生虫作用。用。2，6-二甲氧基苯醌二甲氧基苯醌信筒子醌信筒子醌3(1,4)(1,4)(1,2)(1,2)amphi(2,6)amphi(2,6)但目前从自然界得到的几乎均为但目前从自然界得到的几乎均为-萘醌类。萘醌类。二、萘醌（二、萘醌（naphthoquinonesnaphthoquinones）类类 按理论，结构上有按理论，结构上有(1,4)(1,4)，(1,2)(1,2)，amphi(2,6)amphi(2,6)三种三种类型萘醌。类型萘醌。-萘醌类是黄色结晶，萘醌类是黄色结晶，可升华可升华，微溶于水，能，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚。溶于乙醇和乙醚。天然萘醌衍生物多为天然萘醌衍生物多为橙黄色橙黄色或或橙红色结晶橙红色结晶，个别，个别为为紫色紫色结晶。结晶。许多萘醌类有很明显的生物活性。许多萘醌类有很明显的生物活性。从热带柿科一植物中分得的从热带柿科一植物中分得的三色柿醌三色柿醌为一橙红色为一橙红色针晶，属针晶，属邻醌邻醌衍生物，该植物在非洲曾用作治疗衍生物，该植物在非洲曾用作治疗麻风病。麻风病。胡桃醌、拉帕醌胡桃醌、拉帕醌有有抗癌抗癌活性。活性。从中药从中药紫草紫草中分得一系列萘醌类衍生物，有中分得一系列萘醌类衍生物，有止血、止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用。抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用。三色柿醌三色柿醌三色柿醌三色柿醌胡桃醌胡桃醌胡桃醌胡桃醌拉帕醌拉帕醌拉帕醌拉帕醌维生素维生素维生素维生素K K1 1苜宿苜宿中的中的维生素维生素K1K1是黄色粘稠状油，熔点是黄色粘稠状油，熔点-20-20，加热，加热至至100-200100-200以上即被分解。以上即被分解。K-VitaminK-Vitamin 是一类自然界存在的萘醌衍生物，基本结是一类自然界存在的萘醌衍生物，基本结构与构与Vitamin K1Vitamin K1相似，只是相似，只是3 3位位上的侧链有长有短，由上的侧链有长有短，由不同数目不同数目的的异戊二烯异戊二烯组成。组成。它的生物活性是兴奋或促进能合成凝血酶原它的生物活性是兴奋或促进能合成凝血酶原(phothrombinphothrombin)的信使的信使RNARNA形成，可促进血液凝固。该形成，可促进血液凝固。该类属于类属于生物醌类生物醌类的一种。的一种。三、菲醌三、菲醌(phenanthraquinonesphenanthraquinones)类类天然菲醌衍生物主要包括天然菲醌衍生物主要包括邻醌邻醌及及对醌对醌两大类。两大类。唇形科植物唇形科植物丹参丹参具有活血化瘀、消炎抗菌、抗具有活血化瘀、消炎抗菌、抗肿瘤、扩张血管等多种作用，近几十年来，中肿瘤、扩张血管等多种作用，近几十年来，中日学者深入研究，从中得到了几十种菲醌衍生日学者深入研究，从中得到了几十种菲醌衍生物。物。丹参丹参丹参酮丹参酮A有增加冠流量的作用，由其制得的有增加冠流量的作用，由其制得的丹丹参酮参酮A磺酸钠注射液磺酸钠注射液已投入生产，临床上可治已投入生产，临床上可治疗冠心病、心梗等。疗冠心病、心梗等。这一类具有菲醌母核的化合物，于生物合成上可能这一类具有菲醌母核的化合物，于生物合成上可能来源于二萜类，故常称其为来源于二萜类，故常称其为二萜醌类二萜醌类成分。成分。由于其生理活性多样、显著，有抗肿瘤活性，近年由于其生理活性多样、显著，有抗肿瘤活性，近年来成为各国学者研究的焦点。由于植物亲源关系，来成为各国学者研究的焦点。由于植物亲源关系，唇形科鼠尾草植物唇形科鼠尾草植物含二萜醌类成分较多，故报道较含二萜醌类成分较多，故报道较多。多。这类菲醌成分是一类这类菲醌成分是一类醌性色素醌性色素，多为橙色、红色、，多为橙色、红色、棕红色结晶，也有黄色结晶。在提取分离中不需要棕红色结晶，也有黄色结晶。在提取分离中不需要显色，可直接根据色带收集。显色，可直接根据色带收集。1，4，5，8-位位位位2，3，6，7位位 9，10meso位位四、蒽醌四、蒽醌(anthraquinonesanthraquinones)类类蒽醌类成分包括蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物，蒽醌类成分包括蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物，如：如：氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、二蒽酮。氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、二蒽酮。1.1.蒽醌衍生物蒽醌衍生物天然蒽醌有天然蒽醌有1 1，2-2-蒽醌、蒽醌、1 1，4-4-蒽醌、蒽醌、9 9，10-10-蒽醌，蒽醌，但由于但由于C9C9、C10C10位氧化产物较为稳定，故位氧化产物较为稳定，故9 9，10-10-蒽醌最为常见。蒽醌最为常见。多数蒽醌母核上有不同数目的多数蒽醌母核上有不同数目的羟基羟基取代，其中以取代，其中以二元羟基二元羟基为多。为多。根据羟基在蒽醌母核上的位置不同，可将根据羟基在蒽醌母核上的位置不同，可将羟基蒽羟基蒽醌醌分为两大类：分为两大类：（1 1）大黄素型（）大黄素型（EmodinEmodin）羟基分布于羟基分布于两侧两侧苯环上苯环上，多呈棕黄色。，多呈棕黄色。大黄中的主要蒽醌衍生物多属于大黄素型。大黄中的主要蒽醌衍生物多属于大黄素型。大黄药材大黄药材（2 2）茜草素型）茜草素型(Alizarin)(Alizarin)羟基分布于羟基分布于一侧一侧苯环上苯环上，多呈橙色，多呈橙色-橙红色。橙红色。2 2、蒽酚和蒽酮衍生物蒽酚和蒽酮衍生物蒽醌在蒽醌在酸性条件酸性条件下下还原还原生成蒽酚及互变异构体蒽生成蒽酚及互变异构体蒽酮。酮。蒽酚蒽酚蒽酮蒽酮蒽醌蒽醌NOTE：（1 1）蒽酚及蒽酮类蒽酚及蒽酮类一般只在存于新鲜植物中，一般只在存于新鲜植物中，存放期间易被氧化，生成蒽醌类。存放期间易被氧化，生成蒽醌类。（2 2）蒽酚蒽酚的中位羟基与糖缩合的中位羟基与糖缩合成苷成苷后，则难以后，则难以被氧化，较稳定，因为形成的苷只有被水解除去被氧化，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。是需要一定条件的。（3 3）羟基蒽酚羟基蒽酚抑菌作用抑菌作用较强，可治疗疥癣之类较强，可治疗疥癣之类皮肤病。皮肤病。3.二蒽酮类：二蒽酮类：由两分子蒽酮脱去一分子氢后而成。根据连接部由两分子蒽酮脱去一分子氢后而成。根据连接部位不同，又可分为位不同，又可分为中位连接中位连接二蒽酮及二蒽酮及位连接位连接二二蒽酮。蒽酮。（1）中位中位(meso-)连接：连接：如如有泻下作用的中药番泻叶中的番泻苷有泻下作用的中药番泻叶中的番泻苷ANOTE：C10-C10,键容易键容易水解水解而断裂，生成较稳定的而断裂，生成较稳定的蒽酮蒽酮游离基游离基，继而，继而氧化氧化成蒽醌类化合物。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。下降，单蒽酮类含量上升。.大黄酸大黄酸（2)-2)-位连接二蒽酮类：位连接二蒽酮类：C1-C1,或或C4-C4,醌类成分容易被醌类成分容易被还原还原为二元酚类衍生物，后者再被为二元酚类衍生物，后者再被氧化氧化又容易转变为醌，所以它们起到了又容易转变为醌，所以它们起到了电子传导电子传导的的作用，加之它们是新陈代谢的产物，容易参与生物作用，加之它们是新陈代谢的产物，容易参与生物的生化反应，从而促进或干扰了某些生化反应，从的生化反应，从而促进或干扰了某些生化反应，从而表现出多种生物活性（抗菌、抗癌、抗病毒、凝而表现出多种生物活性（抗菌、抗癌、抗病毒、凝血、生物氧化反应中辅酶）。血、生物氧化反应中辅酶）。理化性质理化性质SECTION2一一物理性质：物理性质：1性状：性状：植物中存在的醌类衍生物是一类植物中存在的醌类衍生物是一类醌类色素醌类色素，故多，故多为有色晶体。随着酚为有色晶体。随着酚-OH等助色团引入越多，颜等助色团引入越多，颜色越深。色越深。苯醌、萘醌、菲醌苯醌、萘醌、菲醌-多以多以游离游离状态存在，多为状态存在，多为完好结晶。完好结晶。萘醌萘醌游离游离形式形式多为完好结晶多为完好结晶结合成结合成苷苷-难得到完好结晶，呈粉末难得到完好结晶，呈粉末状物状物2升华性升华性：游离醌类游离醌类多具有升华性。即常压多具有升华性。即常压下加热可升华而不分解，一般来说其升华温度随下加热可升华而不分解，一般来说其升华温度随酸性增强而升高。酸性增强而升高。3挥发性：挥发性：小分子苯醌及萘醌小分子苯醌及萘醌具挥发性，可具挥发性，可随水蒸气蒸馏。随水蒸气蒸馏。4 4 溶解度：溶解度：游离醌：游离醌：溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，难溶于水。剂，难溶于水。醌苷类：醌苷类：易溶于甲醇、乙醇，溶于热水，易溶于甲醇、乙醇，溶于热水，不溶于乙醚、苯、氯仿。不溶于乙醚、苯、氯仿。5光稳定性：光稳定性：有些醌类对光不稳定，曾对丹参酮有些醌类对光不稳定，曾对丹参酮A A等等8 8种种丹参丹参酮酮作光的稳定性实验表明，各种丹参酮经光照射作光的稳定性实验表明，各种丹参酮经光照射后均有损失，且隐丹参酮分解为两个小峰，而避后均有损失，且隐丹参酮分解为两个小峰，而避光保存者峰面积基本不变，故对醌类色素的处理光保存者峰面积基本不变，故对醌类色素的处理应尽量应尽量避光避光。二二化学性质：化学性质：1酸性：酸性：醌类化合物多具醌类化合物多具酚羟基或羧基酚羟基或羧基，故多，故多具有酸性。其酸性的强弱取决于是否有羧基及酚具有酸性。其酸性的强弱取决于是否有羧基及酚羟基的羟基的数目、位置数目、位置。萘醌和蒽醌萘醌和蒽醌-位的位的-OH，由于上述电子转移，也表，由于上述电子转移，也表现出较强的酸性。而现出较强的酸性。而-OH，由于与，由于与C=O形成氢键，形成氢键，表现出较弱的酸性。表现出较弱的酸性。-羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强，能溶于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。溶液中。尤其是热溶液中。-羟基的酸性很弱羟基的酸性很弱(pKa11.5)，不但比苯酚，不但比苯酚的酸性弱，而且不及碳酸第二步解离的酸性的酸性弱，而且不及碳酸第二步解离的酸性(pKa210.3),因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中。溶液中。羟基数目增多，酸性也增强。羟基蒽醌的酸羟基数目增多，酸性也增强。羟基蒽醌的酸性随羟基数目的增加而增加，无论是性随羟基数目的增加而增加，无论是-位或位或-位有羟基，其酸性都有一定程度的递增位有羟基，其酸性都有一定程度的递增。但是，处于邻位的二羟基蒽醌其酸性比只有但是，处于邻位的二羟基蒽醌其酸性比只有一个羟基蒽醌的酸性还弱，这是由于相邻酚羟基一个羟基蒽醌的酸性还弱，这是由于相邻酚羟基缔合的影响。如茜草素缔合的影响。如茜草素(pKa18.2,pKa211.9).由此可归纳出：（1）含-COOH的酸性不含-COOH的。（2）含-OH的酸性含-OH的。（3）苯醌上-OH的酸性与-COOH近似。以游离蒽醌为例，各种蒽醌的酸性强弱顺序为：含-COOH 含二个以上酚-OH 含一个酚-OH 含两个酚-OH 含一个-酚-OH。含含-COOH或两个以上或两个以上-酚羟基酚羟基含一个含一个-酚羟基酚羟基含两个以上含两个以上-酚羟基酚羟基含一个含一个-酚羟基酚羟基因此对蒽醌类成分的提取分离，常用因此对蒽醌类成分的提取分离，常用梯度梯度pH萃取法萃取法，用不同碱液提取。用不同碱液提取。溶于溶于5%NaHCO3溶于溶于5%Na2CO3溶于溶于1%NaOH溶于溶于5%NaOH醌类醌类醛及邻二硝基苯醛及邻二硝基苯OH-紫色紫色化合物化合物2 2颜色反应：颜色反应：（1 1）FeiglFeigl reaction:reaction:醌类衍生物在醌类衍生物在碱性条件碱性条件下加热能迅速与下加热能迅速与醛类及邻二硝醛类及邻二硝基苯基苯反应生成反应生成紫色紫色化合物。在这个反应中醌类在反应化合物。在这个反应中醌类在反应前后并无变化，只起传递电子的作用。前后并无变化，只起传递电子的作用。紫色紫色（2 2）无色亚甲兰显色试验：）无色亚甲兰显色试验：醌类衍生物层析展开后，喷以醌类衍生物层析展开后，喷以无色亚甲兰溶液无色亚甲兰溶液，若出现若出现兰色兰色斑点斑点 可能含苯醌或萘醌可能含苯醌或萘醌不不显色显色 可能含蒽醌可能含蒽醌（3 3）与活性次甲基试剂的反应）与活性次甲基试剂的反应 （KestingKesting-Craven reaction-Craven reaction）对于对于醌环尚未完全取代的苯醌或萘醌醌环尚未完全取代的苯醌或萘醌，可在氨的碱性，可在氨的碱性环境中与环境中与活性次甲基试剂活性次甲基试剂（乙酰醋酸酯、丙二酸酯、（乙酰醋酸酯、丙二酸酯、丙二腈等）的溶液反应，生成丙二腈等）的溶液反应，生成兰绿或兰紫色兰绿或兰紫色。蒽醌类无此反应。蒽醌类无此反应。萘醌苯环上有羟基取代时，此反应受抑制。萘醌苯环上有羟基取代时，此反应受抑制。乙二胺乙二胺-ethyldiamine二乙胺二乙胺-diethylamine（4 4）KariusKarius reaction:reaction:将将苯醌或萘醌苯醌或萘醌类溶于石油醚中，加入乙二胺，可呈类溶于石油醚中，加入乙二胺，可呈现各种不同颜色。现各种不同颜色。蒽醌类无此反应。蒽醌类无此反应。（5 5）BorntragersBorntragers reaction reaction(碱液试验碱液试验)羟基蒽醌类羟基蒽醌类遇碱显红遇碱显红紫红色。紫红色。这是蒽醌类一个很重要的鉴别反应。这是蒽醌类一个很重要的鉴别反应。.药粉药粉酸水热提酸水热提酸水液酸水液Et2O萃取萃取萃取液萃取液加加5%NaOH碱水液（显红色）碱水液（显红色）醚层（变为无色）醚层（变为无色）羟基蒽醌及有游离酚-OH的蒽苷类遇碱均可显色，呈橙，红，紫及兰色。而蒽酚，蒽酮则需氧化才能显色。机理机理如下；-羟基蒽醌羟基蒽醌 红色红色 -羟基蒽醌羟基蒽醌 红色红色（6 6）醋酸镁反应（）醋酸镁反应（Magnesium acetate Magnesium acetate reaction reaction）羟基蒽醌羟基蒽醌和和0.5%0.5%醋酸镁的甲醇或乙醇液醋酸镁的甲醇或乙醇液生成稳定生成稳定的橙红色或紫色络合物。的橙红色或紫色络合物。生成的颜色随分子中羟基的位置而有所不同。生成的颜色随分子中羟基的位置而有所不同。因此此反应不仅作为蒽醌的一般因此此反应不仅作为蒽醌的一般定性检查定性检查，而且，而且可以提供羟基取代位置的线索，有利于可以提供羟基取代位置的线索，有利于结构的推结构的推测测。多用作。多用作 PCPC、TLCTLC显色剂。显色剂。羟基蒽醌乙醇液羟基蒽醌乙醇液点于滤纸上点于滤纸上干燥干燥喷喷0.5%醋酸镁醋酸镁 甲醇液甲醇液90 5 min显色显色若母核只有若母核只有a-OHa-OH或一个或一个b-OHb-OH或两个或两个OHOH不在同一环不在同一环 显橙黄显橙黄-橙色橙色若一个若一个a-OHa-OH，邻邻-OH-OH显兰、兰紫色显兰、兰紫色间间-OH橙红、红色橙红、红色对对-OH紫红、紫色紫红、紫色（7）与金属离子的反应 在蒽醌类化合物结构中，如果具有-OH或有邻二酚-OH者，则可与pb+,Mg+离子形成络合物，呈一定颜色，可用于鉴别。铅盐（pb+）可用于分离，因其在一定条件下能沉淀析出。以Mg(Ac)2为例：羟基蒽醌成份与醋酸镁的甲醇溶液反应，产生橙红色，紫红色或紫色络合物。SECTION 3 SECTION 3 醌类化合物的提取分离醌类化合物的提取分离醌类化合物由于结构及性质具很大差异，于植物醌类化合物由于结构及性质具很大差异，于植物体内的存在状态也不同，故提取分离方法多样。体内的存在状态也不同，故提取分离方法多样。一游离醌类成分的提取分离一游离醌类成分的提取分离1 1：有机溶剂提取法：有机溶剂提取法：A.A.将药粉用有机溶剂提取将药粉用有机溶剂提取,提取液浓缩提取液浓缩,可能析可能析出结晶，再重结晶。出结晶，再重结晶。B.B.游游离离形形式式蒽蒽醌醌成成分分可可用用不不同同极极性性溶溶剂剂依依次次提提取取，溶溶剂剂极极性性由由小小到到大大，在在提提取取过过程程中中可可得得到到初初步步分分离离。如如极极性性较较小小的的蒽蒽醌醌如如大大黄黄酚酚、大大黄黄素素甲甲醚醚可可被被石油醚提出，而极性较大的多羟基蒽醌则需乙醇提出。石油醚提出，而极性较大的多羟基蒽醌则需乙醇提出。2 2碱提酸沉法：碱提酸沉法：适于适于具酚羟基的醌类具酚羟基的醌类成分。它们可溶成分。它们可溶于碱性水液中，加酸后又沉淀析出。于碱性水液中，加酸后又沉淀析出。3 3水蒸气蒸馏法：水蒸气蒸馏法：适于适于分子量较小的苯醌及萘醌类分子量较小的苯醌及萘醌类。它们具挥发性，可随水蒸气蒸馏出来，同时可与不具它们具挥发性，可随水蒸气蒸馏出来，同时可与不具挥发性的醌类分离挥发性的醌类分离4 4分离：分离：多采用多采用吸附层析吸附层析。许多醌类色素在植物中含。许多醌类色素在植物中含量不高，故需将量不高，故需将CCCC与与pre.TLCpre.TLC结合使用。结合使用。二游离羟基蒽醌类成分的提取分离：二游离羟基蒽醌类成分的提取分离：NOTENOTE：羟基及含羧基蒽醌在植物体内常羟基及含羧基蒽醌在植物体内常以盐的形式存在，提取时应先以盐的形式存在，提取时应先酸化酸化成游离成游离状态，再提取。状态，再提取。1.1.游离蒽醌衍生物的分离：游离蒽醌衍生物的分离：常采用常采用梯度梯度PHPH萃取法萃取法。A A 由于蒽醌羟基位置、数目及羧基的有无，其酸度由于蒽醌羟基位置、数目及羧基的有无，其酸度大小是有区别的，可分别溶于不同碱性的水液，故可大小是有区别的，可分别溶于不同碱性的水液，故可采用梯度采用梯度PHPH萃取法。此法为分离游离蒽衍生物的萃取法。此法为分离游离蒽衍生物的经典经典方法方法，也为常用方法。，也为常用方法。5%NaHCO35%NaHCO3液液-含含COOHCOOH及两个以上及两个以上-酚酚OHOH5%Na2CO35%Na2CO3液液-含一个含一个-酚酚OHOH蒽醌类蒽醌类 1%NaOH1%NaOH液液-含两个含两个-酚酚OHOH蒽醌类蒽醌类 5%NaOH5%NaOH液液-含一个含一个-酚酚OHOH蒽醌类蒽醌类药药 材材醇提液醇提液乙醚液乙醚液5%NaHCO35%NaCO31%NaOH5%NaOHEtOH提取提取回收醇，加乙醚回收醇，加乙醚pH梯度依次萃取梯度依次萃取蒽醌蒽醌pH梯度萃梯度萃取法流程取法流程B B PHPH梯梯度度萃萃取取法法对对蒽蒽衍衍生生物物进进行行初初步步分分离离，对对性性质质相相似似，酸酸性性强强弱弱相相差差不不大大的的羟羟基基蒽蒽醌醌类类则则不不能能很很好好分分离离，故故初初分分后后再再结结合合层层析析法法进进一一步步分分离离。多多用用吸吸附附柱柱层层析析，以以硅硅胶胶、磷磷酸酸氢氢钙钙、聚聚酰酰胺胺粉粉为为吸吸附附剂剂，不不宜宜用用氧氧化化铝铝，尤尤其其是是碱碱性性氧氧化化铝铝，因因为为羟羟基基蒽蒽醌醌能能与与氧氧化化铝铝形形成成牢牢固固螯螯合合物物，难难以以洗洗脱脱。萱草根 乙醇浸膏 乙醚 乙醚溶液 不溶物 5%NaHCO3NaHCO3 乙醚溶液 酸化 5%Na2CO3黄色沉淀 乙醇吡啶 Na2CO3 乙醚溶液 重结晶 酸化淡黄色结晶 黄色沉淀淡黄色结晶 黄色沉淀（大黄酸）重结晶 橙黄色结晶 （决明蒽醌）乙醚溶液 1%NaOHNaOH溶液 乙醚溶液 酸化 浓缩 黄色沉淀 丙酮重结晶 结晶 乙醚溶液金黄色结晶 丙酮重结晶 蒸干（大黄酚）橙黄色结晶 油状物 （决明蒽醌甲醚）甲醇重结晶 白色结晶 （-谷甾醇）2 2 蒽醌苷类与蒽衍生物苷元的分离：蒽醌苷类与蒽衍生物苷元的分离：根据它们的根据它们的溶解性溶解性不同分离。不同分离。苷元苷元-极性小极性小，难溶于水，易溶于乙醚、，难溶于水，易溶于乙醚、氯仿等有机溶剂。氯仿等有机溶剂。苷苷-极性大极性大，溶于水，难溶于乙醚、氯，溶于水，难溶于乙醚、氯仿等有机溶剂。仿等有机溶剂。3 3 蒽醌苷类的分离：蒽醌苷类的分离：常用常用层析法层析法。这类成分这类成分水溶性强水溶性强，分离及精制工作都较为困难，分离及精制工作都较为困难，层析前用层析前用铅盐法或溶剂法铅盐法或溶剂法处理，得较纯总苷后再处理，得较纯总苷后再进一步分离。进一步分离。溶剂法溶剂法是用中等极性的有机溶剂如是用中等极性的有机溶剂如乙酸乙酯、正乙酸乙酯、正丁醇丁醇等，从除去游离蒽醌衍生物的水溶液中，将等，从除去游离蒽醌衍生物的水溶液中，将蒽醌苷萃取出来，再作进一步分离。蒽醌苷萃取出来，再作进一步分离。虎杖浸膏虎杖浸膏的水溶液的水溶液氯仿回流氯仿回流氯仿液氯仿液 （含大黄素等（含大黄素等游离蒽醌游离蒽醌脂溶成分）脂溶成分）水液水液EtOAcEtOAc萃取萃取 EtOAcEtOAc液液（含大黄素苷等（含大黄素苷等蒽醌苷蒽醌苷极性成分）极性成分）溶剂法：溶剂法：铅盐法：铅盐法：中药粉中药粉90%90%乙醇加热提取乙醇加热提取提取液提取液浓缩浓缩浓缩液浓缩液氯仿（或乙醚、苯）萃取氯仿（或乙醚、苯）萃取 氯仿液氯仿液（游离蒽醌）（游离蒽醌）水层水层加加Pb(OAc)Pb(OAc)2 2液，过滤液，过滤滤液滤液沉淀沉淀水洗，悬浮于水中，通水洗，悬浮于水中，通H H2 2S S脱铅过滤脱铅过滤沉淀（沉淀（PbPb2 2S S）滤液滤液蒽醌苷蒽醌苷SECTION 4 SECTION 4 结构测定结构测定蒽醌类化合物的结构研究，一般是在进行蒽醌类化合物的结构研究，一般是在进行BorntragersBorntragers反应、乙酸镁反应反应、乙酸镁反应初步确定为初步确定为蒽蒽醌化合物后，再依据醌化合物后，再依据光谱分析光谱分析，同时辅以，同时辅以衍衍生物制备生物制备等经典化学方法作出判断。等经典化学方法作出判断。一衍生物制备：一衍生物制备：主要采用主要采用甲基化及乙酰化衍生物甲基化及乙酰化衍生物的制备，用以判的制备，用以判断羟基的数目及位置。断羟基的数目及位置。1 1 甲基化反应：甲基化反应：甲基化反应的难易及作用位置甲基化反应的难易及作用位置取决于结构中取决于结构中OHOH类型、化学环境及甲基化试剂类型、化学环境及甲基化试剂的种类及反应条件。的种类及反应条件。A.A.OH OH类型不同，化学环境不同，其甲基化类型不同，化学环境不同，其甲基化反应难易不同。反应难易不同。ROH ROH -酚酚OH -OH -酚酚OH -COOHOH(CH3CO)2OCH3COORCH3COOH反应能力反应能力 强强弱弱C.C.乙酰化试剂和反应条件及作用位置乙酰化试剂和反应条件及作用位置:试剂组成试剂组成反应条件反应条件作用位置作用位置冰醋酸冰醋酸(加少量乙酰氯加少量乙酰氯)冷置冷置R-OH乙酐乙酐短时间短时间 长时间长时间 R-OH,b-b-酚酚OHR-OH,b-b-酚酚OH两个两个-酚酚OH之一之一乙酐乙酐+硼酸硼酸冷置冷置R-OH,b-b-酚酚OH乙酐乙酐+浓硫酸浓硫酸室温放置过夜室温放置过夜 R-OH,b-,b-酚酚OH,-酚酚OH乙酐乙酐+吡啶吡啶室温放置过夜室温放置过夜R-OH,-及及b-b-酚酚OH,烯醇式烯醇式OHHOAcHOAc冷放冷放AcAc2 2O O 回流回流2min2minAcAc2 2O O 回流回流20min20minAcAc2 2O+HO+H2 2SO4SO4或或AcAc2 2O+O+吡啶吡啶Ac2O+吡啶HOAc冷放Ac2O回流20分钟Ac2O回流2分钟二二.波谱分析：波谱分析：（一）（一）UV:UV:1.1.苯醌和萘醌：苯醌和萘醌：主要有三个吸收峰主要有三个吸收峰：240nm 240nm 强强285nm 285nm 中强中强400nm400nm弱弱主要有四个吸收峰：主要有四个吸收峰：257nm257nm 由由醌样结构醌样结构引起引起245nm 251nm 335nm245nm 251nm 335nm 由由苯样结构苯样结构引起引起蒽醌：蒽醌：苯甲酰基结构（苯样结构）苯甲酰基结构（苯样结构）252nm252nm 322nm 322nm醌样结构醌样结构 272nm 272nm 405nm 405nm对于蒽醌类母核上多具羟基取代，对于羟对于蒽醌类母核上多具羟基取代，对于羟基蒽醌类主要有五个吸收峰：基蒽醌类主要有五个吸收峰：.230nm.230nm左右左右与与OHOH有关对推断母核上有关对推断母核上酚羟基的数目很有意义一般来酚羟基的数目很有意义一般来说，酚说，酚OHOH越多，吸收峰红移越多，吸收峰波长越多，吸收峰红移越多，吸收峰波长越长越长 .240nm260nm-.240nm260nm-由由苯酰基结构苯酰基结构引起引起262nm-295nm-262nm-295nm-由由醌样结构醌样结构引起引起与与-酚酚OHOH有关有关主要标志是主要标志是吸收强度吸收强度的增加的增加 -酚酚OHOH可通过蒽醌母核向羰基供电，形成一系可通过蒽醌母核向羰基供电，形成一系列共振结构，电子跃迁很大，吸收强度与跃进距列共振结构，电子跃迁很大，吸收强度与跃进距的平方成正比的平方成正比 lglg4.1 4.1 lglg4.1 4.1 具有具有b-b-b-b-酚酚酚酚OHOH羟基羟基羟基羟基不具有不具有b-b-b-b-酚酚酚酚OHOH羟基羟基羟基羟基.305nm-389nm .305nm-389nm 由由苯酰基结构苯酰基结构引起引起与苯环上供电基取代有关与苯环上供电基取代有关位位-CH-CH3 3,-OCH,-OCH3 3,-OH,-OH 取代取代，峰位，峰位红移红移，强度降低强度降低位位 -CH-CH3 3,-OCH,-OCH3 3,-OH,-OH 取代，取代，强度增加强度增加.400nm-.400nm-由醌样结构中的羰基引起由醌样结构中的羰基引起与与-酚酚OHOH 有关有关因为因为-酚酚OH OH 与羰基形成分子内氢键，分散了羰基与羰基形成分子内氢键，分散了羰基上的电子，从而使羰基具有更大的吸电子能力，故上的电子，从而使羰基具有更大的吸电子能力，故引起峰位变化引起峰位变化 -酚酚OH OH 越多，最大位移值红移越多越多，最大位移值红移越多（二）（二）IR:IR:具具-酚酚OHOH羟基蒽醌中羟基蒽醌中羰基羰基的吸收频率：的吸收频率：-酚酚OHOH 可与羰基可与羰基缔合缔合，从而使羰基的吸收波，从而使羰基的吸收波数降低，分以下几种情况加以说明：数降低，分以下几种情况加以说明：分子中由分子中由一个一个-OH-OH和羰基形成和羰基形成一个缔合一个缔合羰基羰基，还存在，还存在一个正常羰基一个正常羰基。因此有。因此有两个羰基峰。两个羰基峰。正常者：正常者：1675-1647cm1675-1647cm-1-1缔合者：缔合者：1637-16211637-1621cmcm-1-1 ：24-3824-38cmcm-1-1.1,8-1,8-二二OHOH有有两个两个-OH和同一个羰基形成和同一个羰基形成一个缔合羰基，一个缔合羰基，使得此羰基更向低波数移动，为使得此羰基更向低波数移动，为1626-1616cm-1，另一正常峰在另一正常峰在1678-1661cm-1：40-57cm-11,4-1,4-二二OHOH1,5-1,5-二二OHOH两个羰基都分别和两个羰基都分别和一个一个-OH-OH成缔合状态成缔合状态，故只有一个单一的缔合峰，故只有一个单一的缔合峰，1645-16081645-1608cmcm-1.1,4,5-1,4,5-三三OHOH两个羰基都成缔合状态，但其中一个与两个两个羰基都成缔合状态，但其中一个与两个-OH-OH缔合，波数更低，缔合，波数更低，1616-15921616-1592cmcmcmcm-1-1.另一个与一个另一个与一个-OH-OH缔合，羰基的伸缩振动频率缔合，羰基的伸缩振动频率在在1645-1608 cm1645-1608 cm-1-1。.1,4,5,8-1,4,5,8-四四OHOH两个羰基分别与两个两个羰基分别与两个-OH-OH缔合，出现单一的缔合，出现单一的低波数峰，在低波数峰，在1592-1572 cm1592-1572 cm-1-1，与，与C=CC=C骨架骨架振动频率振动频率重叠，难以分辨。重叠，难以分辨。2.2.羟基蒽醌的羟基频率：羟基蒽醌的羟基频率：（1 1）-OH-OH与相邻的羰基缔合，其吸收频率移与相邻的羰基缔合，其吸收频率移至至3150 cm3150 cm-1-1以下以下，多与不饱和，多与不饱和C-HC-H伸缩振动频率伸缩振动频率相重叠。相重叠。（2 2）-OH-OH伸缩振动频率在伸缩振动频率在3600-3150 cm3600-3150 cm-1-1.仅仅一个一个-OH-OH，3300-3390 cm3300-3390 cm-1-1.两个以上两个以上-OH-OH，3600-3150 cm3600-3150 cm-1-1.(三)、1H-NMR 1.醌环上的质子（ppm:）苯醌：醌环上的质子在6.72(s).萘醌：醌环上的质子在6.95(1,4萘醌)，一般供电子取代基时，向高场位移。2.芳环上的质子 萘醌最多有四个芳环质子，蒽醌最多有八个芳质子，分为-H和-H两组。-H处于C=O的去屏蔽区，影响较大，出现在低场。-H受C=O影响较小，位于较高场。1，4萘醌:信号分别在8.06(-H)和7.73（-H）。蒽醌:信号分别在8.07(-H)和6.67（-H）。取代基对芳质子的影响，对确定结构很有用处。四、13C-NMR 醌类化合物的13C-NMR，近年来己经积累了一些经验规律，下面介绍1，4萘醌和蒽醌的13C-NMR特征。（一）1，4萘醌衍生物的13C-NMR 1，4-萘醌母核的 CMR值如下所示:有取代基时则发生取代位移。1、醌环上取代基影响，与烯烃影响相似，如3-位取代有-OH，-OR时，3-位向低场位移20ppm，2-位（邻位）向高场位移30ppm。2、苯环上取代基影响，与芳环影响相似，如上式，8-位取代，迫位低移，邻位取代对间位影响不大。（二）蒽衍生物的13C-NMR谱 蒽醌母核及-位有-OH或-OCH3时，其13C-化学位移如下表示:1、当母核两侧苯环上都有一个取代基时，可以根据一些经验数据计算。误差一般较小（在0.9ppm），如1-OH取代，C-1由126向低场移34.7，移至于161.3处，C-2由134.3向高场移10.63，移至 123.7。2、当两个取代基在同一侧环时，偏差较大，需在上述位移基础上参照下列数值作进一步修正如；1，3-二取代(1-OH,3-OH或OMe)时，C-2，-3ppm；C-4，+4ppm;1,4-二取代时（1-OH，4-OH或OMe），C-1，C-3均+3ppm,C-2，+2ppm,C-4，+2.5ppm。3、当蒽醌仅有一侧苯环有取代基，另一侧苯环无取代基时，无取代基苯环上各碳原子的13C-信号受影响不大。4、C=O迫位有甲基时，受甲基的去屏蔽影响，信号向低场位移，随迫位甲基数目增加，效应大致如下：1-甲基蒽醌的羰基信号向低场移了+1.8ppm。1,8-二甲基蒽醌的羰基信号向低场移+4.5ppm。1,4,5-三甲基蒽醌的羰基信号向低场移+5.5ppm。1,4,5,8-四甲基蒽醌的羰基信号向低场移6.7ppm。五、醌类化合物的2D-NMR六 醌类化合物的质谱（MS）（一）对苯醌的一）对苯醌的MSMS 主要特征：1、M+常为基峰。2、主要开裂如下：无取代基的对苯醌，将因A，B，C三种方式开裂，分别得到m/z：82，80，54。3、连续脱去两分子CO，对无取代的苯醌 来说，将得到重要的m/z52环丁烯离子。（二）1，4-苯醌衍生物的MS 原则上与P-苯醌类似。特点：（1）分子离子峰为基峰。（2）苯环无取代时，出现特征碎片m/z：104，有取代时，m/z：加上相应的质量。（三）9，10蒽醌衍生物的质谱主要特征：1、M+为基峰。2、相继失去CO，形成m/z：180及152强峰，并在m/z：90及76处出现较强的双电荷离子峰。蒽醌类化合物的蒽醌类化合物的MSMS特征：特征：蒽醌的质谱特征是相继失去二分子蒽醌的质谱特征是相继失去二分子COCO碎片，碎片，形成形成m/z 180(M-CO)m/z 180(M-CO)及及152(M-2CO)152(M-2CO)的强峰，并在的强峰，并在m/z m/z 9090及及7676出现较强的双电荷离子出现较强的双电荷离子如单羟基蒽醌和二羟基蒽醌分别失去三个如单羟基蒽醌和二羟基蒽醌分别失去三个CO和四个和四个CO碎片而具有碎片而具有m/z140与与128的强峰。的强峰。蒽醌的甲基取代物在裂解时，常伴随分子重排与环扩蒽醌的甲基取代物在裂解时，常伴随分子重排与环扩张，形成具有很高稳定性的张，形成具有很高稳定性的m/z139峰。峰。实例1：1，5-二羟基-2-甲氧基-9，10-蒽醌的鉴定从中药虎刺中分得一种红色结晶，通过光谱分析确定了结构，其推导过程如下：1、HR-MS给出分子离子峰（M+）=270.0495,得分子式C15H10O5。2、UV：甲氧基信号，5个吸收带，其中第V峰为438nm，示蒽醌化合物的结构特征。3、IR：1630和1610cm-1两个羰基峰，有2个羰基吸收峰及苯环特征吸收峰，并应为1，5或1，4二羟基。4、1H-NMR：4.03(3H,s),甲氧基，7.18(1H,d,J=8.4Hz)和7.89(1H,d,J=8.4Hz),芳环上两个邻位质子信号，7.13(1H,d,J=8.0Hz),7.67(1H,t,J=8.0Hz),7.48(1H,d,J=8.0Hz)为三邻芳质子信号。SECTION5生物活性生物活性1、泻下作用：2、抗菌作用3、抗肿瘤作用4、其他