天然药物化学课件第4章.ppt

1、第四章第四章 醌类化合物醌类化合物 （Quinonoids）基本知识基本知识概概 述述结构与分类结构与分类理化性质理化性质提取与分离提取与分离结构测定结构测定 醌类化合物是指分子内具有不醌类化合物是指分子内具有不饱和二酮结构饱和二酮结构(醌式结构醌式结构)或容易转或容易转变成这样结构的天然有机化合物。变成这样结构的天然有机化合物。一、定义一、定义蓼科、茜草科、鼠李科、百合科、蓼科、茜草科、鼠李科、百合科、豆科豆科 二、分布：二、分布：三、存在形式：三、存在形式：游离状态，苷游离状态，苷大黄、何首乌、虎杖、决明子、丹参、大黄、何首乌、虎杖、决明子、丹参、芦荟、紫草、番泻叶中的芦荟、紫草、番泻叶中

2、的有效成分有效成分。四、天然药物：四、天然药物：结构类型结构类型苯醌类苯醌类苯醌类苯醌类萘醌类萘醌类萘醌类萘醌类菲醌类菲醌类菲醌类菲醌类蒽醌类蒽醌类蒽醌类蒽醌类蒽醌衍生物蒽醌衍生物蒽醌衍生物蒽醌衍生物蒽酚衍生物蒽酚衍生物蒽酚衍生物蒽酚衍生物二蒽酮类衍生物二蒽酮类衍生物二蒽酮类衍生物二蒽酮类衍生物第一节第一节 醌类化合物的结构与分类醌类化合物的结构与分类一、苯一、苯 醌醌 类（类（benzoquinones）邻苯醌不安定，故天然界存在的大多为邻苯醌不安定，故天然界存在的大多为对苯醌对苯醌对苯醌对苯醌P-quinone邻苯醌邻苯醌O-quinone二、萘二、萘 醌醌 类类（naphthoquino

3、nes）但目前从自然界得到的多为但目前从自然界得到的多为-萘醌萘醌类。-(1,4)萘醌萘醌-(1,2)萘醌萘醌amphi-(2,6)萘醌萘醌 三、菲三、菲 醌醌 类（类（phenanthraquinones）天然的菲醌类：包括天然的菲醌类：包括邻菲醌邻菲醌和和对菲醌对菲醌两种类型两种类型如：丹参醌类成分如：丹参醌类成分邻醌邻醌对醌对醌四、蒽醌类（四、蒽醌类（anthraquinones）1、4、5、8位位 2、3、6、7位位 9、10 meso 位位 （也称中位）（也称中位）依据其还原程度的不同，将其分成以下依据其还原程度的不同，将其分成以下三类：三类：如：氧化蒽酚、蒽酚（如：氧化蒽酚、蒽酚（

4、anthranol）、）、蒽酮（蒽酮（anthranone）及蒽酮二聚体等。及蒽酮二聚体等。（一）蒽醌衍生物（一）蒽醌衍生物 根据根据-OH在蒽醌母核中位置不同，在蒽醌母核中位置不同，可将可将羟基蒽醌羟基蒽醌衍生物分为衍生物分为两类两类：包括：蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物包括：蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物1大黄素型大黄素型 -OH分布在两侧的苯环上，多呈分布在两侧的苯环上，多呈黄色黄色。例：例：大黄大黄中的主要蒽醌成分多属于中的主要蒽醌成分多属于大黄素型大黄素型（五种苷元）（五种苷元）大黄酚（大黄酚（chrysophanol）R1=CH3 R2=H 大黄素（大黄素（emodin）R1=

5、CH3 R2=OH 大黄素甲醚（大黄素甲醚（physcion）R1=CH3 R2=OCH3大黄酸（大黄酸（rhein）R1=COOH R2=H 芦荟大黄素芦荟大黄素(aloe-emodin)R1=CH2OH R2=H 2茜草素型茜草素型 -OH分布在一侧的苯环上，分布在一侧的苯环上，颜色较深，多为颜色较深，多为橙黄橙黄或或橙红色橙红色。羟基茜草素羟基茜草素 （二）蒽酚（二）蒽酚(或蒽酮或蒽酮)衍生物衍生物蒽醌在酸性下易被蒽醌在酸性下易被还原还原成蒽酚及其成蒽酚及其互变互变异构体异构体蒽酮。蒽酮。蒽醌蒽醌 蒽酚蒽酚 蒽酮蒽酮蒽酮、蒽酚性质不稳定，故只蒽酮、蒽酚性质不稳定，故只存在于存在于新鲜植物

6、中。新鲜植物中。（三）二蒽酮类衍生物（三）二蒽酮类衍生物二蒽酮类是二蒽酮类是两分子蒽酮在两分子蒽酮在C10C10位或位或其他位脱氢而形成的化合物。其他位脱氢而形成的化合物。如如如如:番泻叶中致泻的有效成分番泻叶中致泻的有效成分番泻叶中致泻的有效成分番泻叶中致泻的有效成分番泻苷番泻苷番泻苷番泻苷A A、B B、C C、D D等等等等 番泻苷番泻苷A 大黄酸蒽酮大黄酸蒽酮OOCO O HCO O HO HOOO HglcglcHHOO HO HCO O H+2glucose第二节第二节 理化性质与呈色反应理化性质与呈色反应一、物一、物 理理 性性 质质（一）性状（一）性状颜色颜色无无Ar-OH近乎

7、于无色近乎于无色助色团越多，助色团越多，颜色越颜色越深深 多为多为有色有色晶体晶体如：如：黄黄、红红、橙橙、紫红紫红等等 （二）升华性（二）升华性游离醌类多有升华性游离醌类多有升华性，可得到最纯的结晶。可得到最纯的结晶。应用：应用：用于用于提取、精制提取、精制 小分子的苯醌、萘醌小分子的苯醌、萘醌挥发性，能随水蒸气蒸馏。挥发性，能随水蒸气蒸馏。二、化二、化 学学 性性 质质 （一）酸性（一）酸性 有机化合物中有显酸性基团：有机化合物中有显酸性基团：1 Ar-OH的存在的存在显显酸性酸性用于用于碱提酸沉碱提酸沉 分子中分子中Ar-OH的数目、位置不同则酸性强弱的数目、位置不同则酸性强弱有差异有差

8、异。COOH，Ph-OH，1.1.有有-COOH的酸性的酸性 无无-COOH（Ph-OH)2.-OHPh-OH -OH-羟基蒽醌羟基蒽醌 -羟基蒽羟基蒽 -羟基蒽醌羟基蒽醌 Pka 7.6 9.9 11.5 3酚酚-OH数目增多，酸性数目增多，酸性 3 3，6-6-二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌 3-3-羟基蒽醌羟基蒽醌羟基蒽醌羟基蒽醌 1 1，2-2-二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌应用：应用：可用于提取分离。可用于提取分离。以游离蒽醌类衍生物为例，以游离蒽醌类衍生物为例，酸性强弱酸性强弱将按下列顺序排列：将按下列顺序排列：含含含含-COOH-COOH2 2个以上个以上个以

9、上个以上 -OHOH 1 1个个个个 -OHOH 2 2个个个个 -OHOH 1 1个个个个 -OHOH 5%NaHCO5%NaHCO3 3 5%Na5%Na2 2COCO3 3 1%NaOH1%NaOH 5%NaOH5%NaOH（二）颜色反应（二）颜色反应1.菲格尔（菲格尔（Feigl）反应）反应各种醌类各种醌类（+）醌类衍生物在醌类衍生物在碱性碱性下加热能迅下加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应速与醛类及邻二硝基苯反应紫色紫色化合物。化合物。2.无色亚甲蓝显色试验无色亚甲蓝显色试验 苯醌苯醌 PPC 喷雾喷雾 蓝色蓝色斑点斑点 萘醌萘醌 TLC 无色亚甲蓝无色亚甲蓝苯醌、萘醌苯醌、萘醌区别于蒽

10、醌区别于蒽醌TLC、PPC3.碱液呈色反应（碱液呈色反应（Borntragers反应）反应）羟基蒽醌遇碱液显羟基蒽醌遇碱液显红红或或紫红色紫红色反应机理如下：反应机理如下：-羟基蒽醌羟基蒽醌 红色红色 专属性：专属性：羟基蒽醌及具有游离酚羟基蒽醌及具有游离酚-OH的的蒽醌苷均可呈色蒽醌苷均可呈色（+）蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物 氧化氧化 蒽醌蒽醌（+）因呈色反应与形成共轭体系的因呈色反应与形成共轭体系的酚酚-OH和和C=O有关。有关。此反应也适用于此反应也适用于P.C显色。显色。4.与活性次甲基试剂的反应与活性次甲基试剂的反应 专属性：专属性：苯醌及无苯醌及无2,3位

11、取代的萘醌位取代的萘醌（+）蒽醌蒽醌（-）5.与金属离子的反应与金属离子的反应具有具有-OH或邻二或邻二Ph-OH的蒽醌的蒽醌醋酸镁反应醋酸镁反应 特点：特点：有颜色（生成有颜色（生成橙红橙红、紫红紫红、或或蓝紫色蓝紫色络合物），灵敏。络合物），灵敏。应用：应用：鉴别，及鉴别，及TLC，P.C 显色剂显色剂与与PbPb+络合络合 一定一定pH条件下能条件下能 ，用于精制。，用于精制。与醋酸镁形成的络合物与醋酸镁形成的络合物第三节第三节 醌类化合物的提取与分离醌类化合物的提取与分离一、游离醌类的提取方法一、游离醌类的提取方法 1有机溶剂提取法有机溶剂提取法 可用可用CHClCHCl3 3、ben

12、ben 等等亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂提取，提取液进行浓缩。提取，提取液进行浓缩。2碱提酸沉法碱提酸沉法3水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 用于具挥发性的用于具挥发性的小分子小分子苯醌苯醌及及萘醌萘醌类类化合物。化合物。用于提取含酸性基团用于提取含酸性基团（Ar-OH、-COOH)的化合物。的化合物。二、游离羟基蒽醌的分离二、游离羟基蒽醌的分离1pH梯度萃取法梯度萃取法有酸性差异有酸性差异（见后见后）2层析法层析法利用利用(苷元苷元)的极性差异的极性差异吸附剂吸附剂 硅胶、磷酸氢钙、硅胶、磷酸氢钙、聚酰胺粉、葡聚糖凝胶聚酰胺粉、葡聚糖凝胶 *不用氧化铝，尤其不用碱性氧化铝不用氧化铝，尤其不用碱性氧化

13、铝1.pH梯度萃取法梯度萃取法EtOH提取液提取液浸膏浸膏Et2O溶解溶解Et2O溶解溶解不溶物不溶物OH-/H2O萃取萃取碱性由弱到碱性由弱到强继续萃取强继续萃取OH-/H2OH+/H2OH+/H2O沉淀沉淀三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离在有机溶剂中（在有机溶剂中（CHCl3）的的溶解度溶解度不同不同 蒽苷蒽苷不溶于不溶于CHCl3游离蒽醌游离蒽醌溶于溶于CHCl3 四、蒽醌苷类的分离四、蒽醌苷类的分离由于蒽醌苷类水溶性较强，分离精制较困由于蒽醌苷类水溶性较强，分离精制较困难，故现多用柱色谱进行分离。难，故现多用柱色谱进行分离。柱层析载体常用有柱层析载体

14、常用有：硅胶、聚酰胺、葡萄糖凝胶、纤维素硅胶、聚酰胺、葡萄糖凝胶、纤维素等等1.分离前，多进行预处理分离前，多进行预处理除部分杂质除部分杂质 溶剂法溶剂法 用极性较大的溶剂将苷从提取液中提取用极性较大的溶剂将苷从提取液中提取（萃取）出来。（萃取）出来。铅盐法铅盐法蒽醌苷蒽醌苷/H2O醋酸铅醋酸铅滤液滤液沉淀（蒽醌苷沉淀（蒽醌苷+醋酸铅）醋酸铅）加水加水通入通入H2S气体使沉淀分解气体使沉淀分解硫化铅硫化铅蒽醌苷蒽醌苷/H2O放置放置苷类析出苷类析出2蒽苷的分离蒽苷的分离聚酰胺聚酰胺：反相硅胶柱层析反相硅胶柱层析：葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶：氢键吸附氢键吸附:（分离具酚（分离具酚-OH）Ar-OH少，

15、先洗下来少，先洗下来MW大小大小MW大大,先洗下来先洗下来Rp-8等等第四节第四节 醌类化合物的结构测定醌类化合物的结构测定结构测定步骤：结构测定步骤：1化学鉴别反应：化学鉴别反应：确定确定p.的类型的类型 2纯度检查纯度检查：TLC（氨熏、碘熏）氨熏、碘熏）3MW测定：测定：MS，（，（元素分析）元素分析）苷苷 水解水解 苷元（水解产物）鉴定苷元（水解产物）鉴定 4光谱分析：光谱分析：UV、IR、MS、1H-NMR、13C-NMR 5衍生物制备：衍生物制备：甲基化甲基化 乙酰化乙酰化 了解母核上的取代基了解母核上的取代基一、蒽醌类的紫外光谱一、蒽醌类的紫外光谱蒽醌母核可分为蒽醌母核可分为 a

16、、b两部分两部分 蒽醌有四个吸收峰蒽醌有四个吸收峰252nm325nm苯样结构苯样结构(a)272nm405nm 醌样结构醌样结构(b)羟基蒽醌类可有羟基蒽醌类可有五个五个主要吸收峰主要吸收峰 第第峰峰 230nm左右左右-OH取代将影响相应的吸收带向红位移 第第峰峰 400nm（对醌结构中的对醌结构中的C=O引起）引起）第第峰峰 305389nm（苯样结构引起）苯样结构引起）第第峰峰 262295nm（醌样结构引起）醌样结构引起）第第峰峰 240260nm（苯样结构引起）苯样结构引起）各吸收谱带与结构的关系各吸收谱带与结构的关系 1峰峰230nm左右左右与与-OH数目有关数目有关-OH数目数目max(nm)1 222.52 2253 2302.54 2362峰峰(262295nm)受受酚羟基酚羟基的影响的影响 具有具有OHOH的峰的峰发生发生红移红移，吸收强度也增强。吸收强度也增强。峰峰的吸收强度的吸收强度log值值4.1 有有酚羟基酚羟基log值值 400nm400nm）受受酚羟基的影响酚羟基的影响 酚羟基越多，峰酚羟基越多，峰红移红移值越大值越大 二、醌类化合物的红外光谱二、醌类