天然药物化学3--副本.pptx

醌类（醌类（Quinonoids）杨晋北方民族大学化工学院l从自然界生物体中得到的醌类化合物，主要指分子内具有不饱和环二酮结构的一类有机化合物、容易转变为具有醌式结构的化合物，以及在生物合成方面与醌类有密切联系的化合物。l这类化合物呈黄、红、紫等颜色，作为天然染料曾在染料工业中占有重要地位。本章内容本章内容醌类化合物的结构类型醌类化合物的结构类型醌类化合物的理化性质醌类化合物的理化性质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的生物活性醌类化合物的生物活性醌类化合物的结构类型醌类化合物的结构类型l苯醌（benzoquinones）类邻苯醌邻苯醌对苯醌对苯醌邻苯醌不稳定，故自邻苯醌不稳定，故自然界存在的大多为对然界存在的大多为对苯醌。醌核上多有苯醌。醌核上多有-OH、-OMe、-Me或或其它烃基侧链等取代。其它烃基侧链等取代。embenlin白花酸藤果凤眼草2,6-二甲氧基苯醌软紫草arnebinonearnebifuranon辅酶Q（coenzymes Q)醌类化合物的结构类型醌类化合物的结构类型l萘醌（naphthoquiones）类-(1,4)萘醌amphi-(2,6)萘醌-(1,2)萘醌从天然界得到的几乎均为从天然界得到的几乎均为-萘醌类。萘醌类。紫草素shikonin紫草萘醌含量萘醌含量 新疆紫草新疆紫草 4.406.99 紫草即硬紫草紫草即硬紫草 1.691.79 内蒙紫草内蒙紫草 1.902.49胡桃醌jugloneTabebuia avellanedae-拉帕醌拉帕醌-拉帕醌拉帕醌 Vitamin K13醌类化合物的结构类型醌类化合物的结构类型l菲醌（phenanthraquinone）类邻菲醌邻菲醌对菲醌丹参丹参醌丹参醌IIA R1=CH3 R2=H 丹参醌丹参醌IIB R1=CH2OH R2=H 羟基丹参醌羟基丹参醌IIA R1=CH3 R2=OH 丹参酸甲酯丹参酸甲酯 R1=COOCH3 R2=H丹参新醌甲丹参新醌甲 R=CH(CH3)CH2OH 丹参新醌乙丹参新醌乙 R=CH(CH3)2丹参新醌丙丹参新醌丙 R=CH3 醌类化合物的结构类型醌类化合物的结构类型l蒽醌（anthraquinones）类 位位 位天然蒽醌衍生物均有天然蒽醌衍生物均有-OH、-OCH3、-CH2OH、-COOH取代取代 位常有位常有-CH3、-CH2OH、-OCH3、-COOH等基团取代。等基团取代。通过通过-OH还可以与糖缩合成苷：蒽醌苷多还可以与糖缩合成苷：蒽醌苷多以单糖苷和双糖苷形式存在，多糖苷则比以单糖苷和双糖苷形式存在，多糖苷则比较少见。较少见。单蒽核类 蒽醌 蒽酚及蒽酮类 双蒽核类 二蒽酮类 中位萘并二蒽酮类 蒽醌根据-OH在母核上分布的位置不同分两类：（1）大黄素型（）大黄素型（-OH在两侧苯环上）多呈黄色，在两侧苯环上）多呈黄色，主要存在于蓼科植物中，如：大黄、虎杖、牛主要存在于蓼科植物中，如：大黄、虎杖、牛西西、何首乌等的有效成分均属此类。西西、何首乌等的有效成分均属此类。（2）茜草素型（）茜草素型（-OH在一侧苯环上）颜色较深，在一侧苯环上）颜色较深，橙黄橙黄or橙红。主要存在于茜草科植物中，如茜橙红。主要存在于茜草科植物中，如茜草的有效成分为代表。草的有效成分为代表。R1=CH3 R2=H 大黄酚R1=CH3 R2=OH 大黄素R1=H R2=COOH 大黄酸大黄素型茜草素型茜草素羟基茜草素伪羟基茜草素蒽酚或蒽酮类蒽酚或蒽酮类氧化蒽酚性质不稳定，很容易被氧化为蒽醌，氧化蒽酚性质不稳定，很容易被氧化为蒽醌，所以很少存在于植物体内所以很少存在于植物体内.蒽酚或蒽酮的羟基衍生物一般存在于新鲜植物蒽酚或蒽酮的羟基衍生物一般存在于新鲜植物中，含量比较少，以游离苷元或结合成苷两种中，含量比较少，以游离苷元或结合成苷两种形式存在形式存在.该类成分可以被缓慢氧化转变成为该类成分可以被缓慢氧化转变成为蒽醌衍生物蒽醌衍生物.例如：新鲜大黄中的例如：新鲜大黄中的5种蒽酚类成分和新鲜虎种蒽酚类成分和新鲜虎杖中的大黄酚蒽酚经过储存杖中的大黄酚蒽酚经过储存3年以后就不再能年以后就不再能检识出这些蒽酚成分了。检识出这些蒽酚成分了。二蒽酮类二蒽酮类中位萘并二蒽酮类中位萘并二蒽酮类hypericin醌类化合物的理化性质醌类化合物的理化性质（一）物理性质（一）物理性质 1.性性 状状 2.升华性升华性 3.溶解度溶解度 （二）化学性质（二）化学性质 1.酸性酸性 2.颜色反应颜色反应物理性质存在：天然醌类多为有色结晶，少数苯醌为黄色油天然醌类多为有色结晶，少数苯醌为黄色油 状物。蒽醌苷类难得到完好的结晶。状物。蒽醌苷类难得到完好的结晶。苯醌、萘醌苯醌、萘醌多以游离状态存在；多以游离状态存在；蒽醌类蒽醌类易结合成苷而存在于植物中。易结合成苷而存在于植物中。蒽醌化合物多有荧光，且在不同蒽醌化合物多有荧光，且在不同pH下，荧光下，荧光颜色不同。颜色不同。性状性状 游离的醌类化合物一般具有升华性，常压下游离的醌类化合物一般具有升华性，常压下加热即可升华而不分解。加热即可升华而不分解。例：大黄酚、大黄素甲醚升华温度例：大黄酚、大黄素甲醚升华温度124 芦荟大黄素芦荟大黄素 185 大黄素大黄素 206 大黄酸大黄酸 210 规律：随极性增强而升高。规律：随极性增强而升高。升华性升华性A.将药材粉末加热升华，再检识升将药材粉末加热升华，再检识升 华物可用来判断药材中有无醌类华物可用来判断药材中有无醌类 化合物的存在。化合物的存在。如：大黄原药材的真伪鉴别。如：大黄原药材的真伪鉴别。B.提取和精制提取和精制应用应用苷元：游离醌类极性较小，溶于乙醇、乙醚、苯、苷元：游离醌类极性较小，溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂；不溶于水。氯仿等有机溶剂；不溶于水。苷：苷：成苷极性增大，易溶于甲醇、乙醇，可溶成苷极性增大，易溶于甲醇、乙醇，可溶热水。不溶于苯、乙醚、氯仿等小极性的有机热水。不溶于苯、乙醚、氯仿等小极性的有机 溶剂。溶剂。溶解性溶解性化学性质化学性质酸性来源：酸性来源：Ar-OH、COOH 酸性强弱：分子中酸性基团的酸性强弱：分子中酸性基团的种类、数目、位置不同则酸性种类、数目、位置不同则酸性强弱有差异。强弱有差异。酸性酸性1具羧基的醌类酸性较强；具羧基的醌类酸性较强；2-羟基苯醌或位羟基苯醌或位 于萘醌醌核上的羟基为插烯结构，显示出于萘醌醌核上的羟基为插烯结构，显示出 类似于羧基的酸性。类似于羧基的酸性。2-羟基蒽醌的酸性大于羟基蒽醌的酸性大于-羟基蒽醌。羟基蒽醌。3 酚羟基数目增多，酸性增强。酚羟基数目增多，酸性增强。酸性规律酸性规律1具羧基的醌类酸性较强；具羧基的醌类酸性较强；2-羟基苯醌或位萘醌醌羟基苯醌或位萘醌醌核上的羟基为插烯结构，核上的羟基为插烯结构，显示出类似于羧基的酸显示出类似于羧基的酸性。性。2-羟基蒽醌的酸性大于羟基蒽醌的酸性大于-羟基蒽醌。羟基蒽醌。3 酚羟基数目增多，酸性增强。酚羟基数目增多，酸性增强。无论是无论是或或-OH，酸性都有一定程度的递升。，酸性都有一定程度的递升。-OH 蒽醌酸性很弱蒽醌酸性很弱 （pKa11.5 ）1，5 与与 1，4-二羟基蒽醌（二羟基蒽醌（pKa10.4，9.5）1,8-二羟基蒽醌二羟基蒽醌 （pKa8.1）2,6-二羟基蒽醌二羟基蒽醌 （pKa6.1）l但处于邻位的二羟基蒽但处于邻位的二羟基蒽醌酸性比只有一个羟基醌酸性比只有一个羟基的还弱，如茜草素的还弱，如茜草素（pKa18.2，pKa211.9），这是由于相邻），这是由于相邻羟基的缔合作用。羟基的缔合作用。游离蒽醌酸性顺序：游离蒽醌酸性顺序：-COOH2个个-OH1个个-OH2个个-OH1个个-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH由于醌类化合物多具有酸性，在碱液中成盐而溶解，由于醌类化合物多具有酸性，在碱液中成盐而溶解，加酸酸化后重新游离而沉淀析出。故常利用碱溶解酸加酸酸化后重新游离而沉淀析出。故常利用碱溶解酸沉淀法提取醌类化合物。沉淀法提取醌类化合物。应用：应用：pH梯度萃取梯度萃取 ABAB大黄酸芦荟大黄素大黄素emodin 大黄酚Chrysophanol 大黄素甲醚physcion l醌类结构中的羰基的氧原子有微弱的碱性，可与强酸醌类结构中的羰基的氧原子有微弱的碱性，可与强酸形成盐。形成盐。碱性碱性蒽醌类能溶于浓硫酸，成盐后再转变为阳碳离子，同时伴随蒽醌类能溶于浓硫酸，成盐后再转变为阳碳离子，同时伴随颜色的改变。如：大黄酚由暗红色变红色；大黄素由橙红变颜色的改变。如：大黄酚由暗红色变红色；大黄素由橙红变红色；其它羟基蒽醌一般变为橙红红紫色。红色；其它羟基蒽醌一般变为橙红红紫色。1.Feigl反应反应 2.无色亚甲蓝显色试验无色亚甲蓝显色试验 3.Borntragers反应反应 4.与活性次甲基试剂反应（与活性次甲基试剂反应（Kesting-Craven法）法）5.与金属离子反应与金属离子反应颜色反应颜色反应1.Feigl反应反应 醌类化合物在碱性条件下与醛类和邻二硝醌类化合物在碱性条件下与醛类和邻二硝基苯生成紫色化合物基苯生成紫色化合物反应类型：醌类化合物反应类型：醌类化合物反应试剂：反应试剂：25%Na2CO3、4%HCHO、5%邻硝基苯邻硝基苯反应现象：产生紫色化合物反应现象：产生紫色化合物 醌类化合物均可反应醌类化合物均可反应2.无色亚甲蓝显色试验无色亚甲蓝显色试验反应类型：反应类型：苯醌、萘醌苯醌、萘醌专属反应专属反应反应试剂：无色亚甲蓝溶液反应试剂：无色亚甲蓝溶液反应现象：白背景下的蓝色斑点反应现象：白背景下的蓝色斑点3.Borntragers反应反应反应类型：具有游离酚羟基的蒽醌（苷元及苷）反应类型：具有游离酚羟基的蒽醌（苷元及苷）反应试剂：反应试剂：NaOH、Na2CO3或或NH4OH溶液溶液 反应现象：颜色加深，多呈红色或紫红色。加酸反应现象：颜色加深，多呈红色或紫红色。加酸则颜色褪去。则颜色褪去。说明含有还原型说明含有还原型蒽醌衍生物蒽醌衍生物应用应用4.与活性次甲基试剂反应（与活性次甲基试剂反应（Kesting-Craven法）法）反应类型：醌环上有活泼反应类型：醌环上有活泼H的的苯苯、萘醌、萘醌反应试剂：含活性亚甲基的试剂反应试剂：含活性亚甲基的试剂 反应现象：蓝绿色或蓝紫色反应现象：蓝绿色或蓝紫色 与蒽醌区别与蒽醌区别5.与金属离子反应与金属离子反应反应类型：有反应类型：有-酚羟基或邻二酚羟基结构的蒽醌酚羟基或邻二酚羟基结构的蒽醌 反应试剂：反应试剂：Pb2+、Mg2+等金属离子等金属离子反应现象：结构不同产生不同颜色反应现象：结构不同产生不同颜色 蒽醌中蒽醌中-OH数量数量颜色颜色12（异环）（异环）橙色橙色-红色红色2（同环）（同环）邻位蓝紫；间位红色；对位紫色邻位蓝紫；间位红色；对位紫色31，2，3-三羟基绿色；三羟基绿色；1，2，4-三羟基三羟基紫红；紫红；1，2，5-三羟基紫色三羟基紫色 41，4，5，8-四羟基蓝色四羟基蓝色 颜色反应颜色反应鉴别类型鉴别类型反应现象反应现象意义意义Feigl反应反应醌类醌类紫色紫色检识醌类检识醌类无色亚甲蓝显色无色亚甲蓝显色试验试验苯醌、萘醌苯醌、萘醌白背景下蓝斑点白背景下蓝斑点薄层显色薄层显色Borntragers反反应应具有游离酚羟基具有游离酚羟基的蒽醌苷元及苷的蒽醌苷元及苷红紫红红紫红检识羟基蒽醌检识羟基蒽醌Kesting-Craven法法醌环未取代的苯醌环未取代的苯醌、萘醌醌、萘醌蓝绿或蓝紫蓝绿或蓝紫与蒽醌区别与蒽醌区别与金属离子反应与金属离子反应-酚羟基或邻二酚羟基或邻二酚羟基结构的蒽酚羟基结构的蒽醌醌不同颜色不同颜色结构鉴定结构鉴定醌类化合物的提取分离醌类化合物的提取分离l醌类化合物的提取醌类化合物的提取有机溶剂提取法有机溶剂提取法碱溶酸沉法碱溶酸沉法水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法超临界流体提取法超临界流体提取法醌类化合物的提取分离醌类化合物的提取分离l醌类化合物的分离醌类化合物的分离蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的分离蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的分离游离蒽醌类的分离游离蒽醌类的分离FpH梯度法F色谱法蒽醌苷类的分离蒽醌苷类的分离F溶剂法F色谱法醌类化合物的色谱鉴别醌类化合物的色谱鉴别l薄层色谱法（薄层色谱法（TLC）显色剂：无色亚甲蓝试剂l高效液相色谱法（高效液相色谱法（HPLC）蒽醌类化合物的波谱特征蒽醌类化合物的波谱特征lUV峰峰1 230nm峰峰2 240260nm (A)峰峰3 262295nm (B)峰峰4 305389nm (A)峰峰5 400nm (B中的羰基引起）中的羰基引起）蒽醌类化合物的波谱特征蒽醌类化合物的波谱特征l核磁共振氢谱（1H-NMR或PMR）-CH372、54蒽醌类化合物的波谱特征蒽醌类化合物的波谱特征l核磁共振氢谱（1H-NMR或PMR）-CH3-OCH37425醌类化合物的生物活性醌类化合物的生物活性l泻下作用l抗菌作用l抗癌作用