第四章-醌類化合物---長春中醫(yī)藥大學(xué)(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上教學(xué)目的要求和內(nèi)容第四章 醌類化合物【目的要求】1. 掌握醌類化合物的理化性質(zhì)和檢識方法。2. 掌握蒽醌類化合物的提取、分離方法。3. 熟悉蒽醌類化合物的波譜分析。4. 了解醌類化合物的分類、分布和生理活性。【教學(xué)內(nèi)容】1. 醌類化合物的含義、分布和生理活性。2. 醌類化合物的結(jié)構(gòu)類型和分類。3. 醌類化合物的理化性質(zhì)：性狀、升華性、溶解度、酸堿性、顯色反應(yīng)。4. 蒽醌類化合物的提取分離方法。5. 蒽醌類化合物的檢識方法。6. 蒽醌類化合物的結(jié)構(gòu)測定：化學(xué)法（甲基化反應(yīng)、乙?；磻?yīng)），波譜分析法（紫外光譜、紅外光譜、：1H-NMR譜、13C-NMR譜及MS譜）。7.

2、實(shí)例：大黃、丹參、紫草?！窘虒W(xué)方法】課堂講授與實(shí)驗(yàn)。第四章 醌類化合物 （6學(xué)時(shí)） 第一、二節(jié) 概 述醌類化合物的結(jié)構(gòu)與分類（1學(xué)時(shí)）第三、四節(jié) 醌類化合物的理化性質(zhì)醌類化合物的提取分離（2學(xué)時(shí)） 第五、六節(jié) 醌類化合物的檢識醌類化合物的結(jié)構(gòu)研究（2學(xué)時(shí)）第七節(jié) 含醌類化合物的中藥實(shí)例（1學(xué)時(shí)）第四章 醌類化合物第一節(jié) 概 述醌類化合物是中藥中一類具有醌式結(jié)構(gòu)的化學(xué)成分。主要分為苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四種類型。第二節(jié) 醌類化合物的結(jié)構(gòu)與分類一、苯醌類 對苯醌 鄰苯醌 天然苯醌類化合物多為黃色或橙色的結(jié)晶體： 2,6-二甲氧基苯醌 信筒子醌 輔酶Q10（n=10）二、萘醌類萘醌類化合物分為（1,

3、4）、（1,2）及amphi（2,6）三種類型。萘醌類化合物多為橙色或橙紅色結(jié)晶，少數(shù)呈紫色。 -(1,4)萘醌 -(1,2)萘醌 amphi-(2,6)萘醌胡桃醌藍(lán)雪醌 拉帕醌胡桃醌具有抗菌、抗癌及中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜作用；藍(lán)雪醌具有抗菌、止咳及祛痰作用；拉帕醌具有抗癌作用；紫草素具有抗癌作用。 R····OHR OH三、菲醌類鄰菲醌 對菲醌 丹參醌A R1 =CH3 R2=H 丹參醌B R I=CH2OH R2=H羥基丹參醌AR1 =CH3 R2=OH丹參酸甲酯 RI=COOCH3 R2=H R R R四、蒽醌類（一）、 單蒽核類1. 蒽醌及其苷類 天然蒽醌

4、以9,10-蒽醌最為常見。常見取代基：羥基、羥甲基、甲基、甲氧基和羧基。1,4,5,8位為位2,3,6,7位為位9,10位為meso位，又叫中位大黃酚 R1=H R2= CH3大黃素 R1= OHR2= CH3大黃素甲醚 R1=OCH3R2= CH3蘆薈大黃素 R1=HR2=CH2OH大黃酸 R1=HR2=COOH（1）大黃素型 R1=H R2=glc 大黃酚-8-O-D葡萄糖苷R1=glc R2=H 大黃酚-1-O-D葡萄糖苷 大黃素甲醚-8-O-D龍膽雙糖苷 （2）茜草素型 茜草素R1=OH R2=H R3=H羥基茜草素R1=OH R2=H R3=OH偽羥基茜草素 R1=OH R2=COO

5、H R3=OH 2. 蒽酚或蒽酮衍生物蒽醌在酸性環(huán)境中被還原，可生成蒽酚及其互變異構(gòu)體蒽酮。 蒽醌 蒽酚 蒽酮（二） 雙蒽核類1二蒽酮類 二蒽酮類成分可以看成是2分子蒽酮脫去一分子氫，通過碳碳鍵結(jié)合而成的化合物。 番瀉苷A 番瀉苷B番瀉苷C番瀉苷D 番瀉苷A 大黃酸蒽酮2 二蒽醌類 蒽醌類脫氫縮合或二蒽酮類氧化均可形成二蒽醌類。 天精（skyrin） 山扁豆雙醌（cassiamine）3去氫二蒽酮類 4日照蒽酮類 5中位萘駢二蒽酮類 去氧二蒽酮 日照蒽酮 金絲桃素第三節(jié) 醌類化合物的理化性質(zhì)一、物理性質(zhì)1性狀 取代的助色團(tuán)越多，顏色越深，有黃、橙、棕紅色以至紫紅色等。 苯醌和萘醌多以游離態(tài)存在

6、；蒽醌一般結(jié)合成苷存在于植物體中。2升華性及揮發(fā)性 游離的醌類化合物一般具有升華性。小分子的苯醌類及萘醌類還具有揮發(fā)性。3溶解度 游離醌類：一般溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷、乙醚、苯等有機(jī)溶劑，幾乎不溶于水。與糖結(jié)合成苷后極性顯著增大，易溶于甲醇、乙醇中，在熱水中也可溶解，但在冷水中溶解度較小，幾乎不溶于苯、乙醚、三氯甲烷等極性較小的有機(jī)溶劑中。蒽醌的碳苷在水中的溶解度都很小，亦難溶于有機(jī)溶劑，但易溶于吡啶中。二、化學(xué)性質(zhì)1 酸堿性 醌類化合物多具有酚羥基，故具有一定的酸性。 -羥基蒽醌 -羥基蒽醌酸性強(qiáng)弱按下列順序排列：含-COOH含二個(gè)或二個(gè)以上-OH含一個(gè)-OH含二個(gè)或二個(gè)以

7、上-OH含一個(gè)-OH。從有機(jī)溶劑中依次用5%碳酸氫鈉、5%碳酸鈉、1%氫氧化鈉及5%氫氧化鈉水溶液進(jìn)行梯度萃取，達(dá)到分離的目的。2顏色反應(yīng)（1） Feigl反應(yīng) 醌類衍生物在堿性條件下經(jīng)加熱能迅速與醛類及鄰二硝基苯反應(yīng)生成紫色化合物。其反應(yīng)機(jī)理如下： 紫色（2）無色亞甲藍(lán)顯色反應(yīng) 無色亞甲藍(lán)溶液為苯醌類及萘醌類的專用顯色劑?？膳c蒽醌類化合物相區(qū)別。（3）Bornträger反應(yīng) 羥基醌類在堿性溶液中發(fā)生顏色改變，會使顏色加深。多呈橙、紅、紫紅及藍(lán)色。例如羥基蒽醌類化合物遇堿顯紅紫紅色：-羥基蒽醌 紅色-羥基蒽醌 紅色（4）Kesting-Craven反應(yīng) 又稱為與活性亞甲基試劑的反應(yīng)

8、。苯醌及萘醌的醌環(huán)上有未被取代的位置時(shí)，呈陽性。 可與蒽醌類化合物加以區(qū)別。 （5）與金屬離子的反應(yīng) 與Pb2+、Mg2+等金屬離子形成絡(luò)合物。 （6）對亞硝基二甲苯胺反應(yīng) 綠色第四節(jié) 醌類化合物的提取與分離一、醌類化合物的提取方法1有機(jī)溶劑提取法 一般常選甲醇或乙醇作為提取溶劑。2堿提酸沉法 用于提取具有游離酚羥基的醌類化合物。3水蒸氣蒸餾法 適用于苯醌及萘醌類化合物。二、 醌類化合物的分離（一）蒽醌苷類與游離蒽醌的分離蒽醌苷類與游離蒽醌類的極性差別較大，選用液液萃取法。（二）游離蒽醌的分離pH梯度萃取法 分離游離蒽醌的常用方法。色譜法 是系統(tǒng)分離的有效手段。常用的吸附劑主要是硅膠，也可采用

9、聚酰胺色譜法。 （三）蒽醌苷類的分離1溶劑法 一般常用乙酸乙酯、正丁醇等極性較大的有機(jī)溶劑，將蒽醌苷類從水溶液中提取出來。2色譜法 是分離蒽醌苷類化合物有效的方法，過去主要應(yīng)用硅膠柱色譜。近年來葡聚糖凝膠柱色譜和反相硅膠柱色譜的應(yīng)用，使極性較大的蒽醌苷類化合物得到有效分離。例如大黃蒽醌苷類的分離：將大黃的70%甲醇提取液加到Sephadex LH-20凝膠柱上，并用70%甲醇洗脫，分段收集，依次先后得到二蒽酮苷（番瀉苷B、A、D、C）、蒽醌二葡萄糖苷、蒽醌單糖苷、游離苷元。第五節(jié) 醌類化合物的檢識一、理化檢識1苯醌、萘醌：利用Feigl反應(yīng)、無色亞甲藍(lán)顯色反應(yīng)和Keisting-Craven反

10、應(yīng)。2羥基蒽醌化合物：利用Bornträger反應(yīng)；3蒽酮類化合物：利用對亞硝基二甲苯胺反應(yīng)。二、色譜檢識薄層色譜吸附劑多采用硅膠、聚酰胺；展開劑多采用混合溶劑如：苯、苯-甲醇（91）、庚烷-苯-三氯甲烷（）等， 紙色譜 （苷元）展開劑用水、乙醇、丙酮等與石油醚、苯混合使達(dá)飽和，分層后取極性小的有機(jī)溶劑層進(jìn)行展開。顯色劑一般用0.5%醋酸鎂甲醇液，羥基不同顯不同顏色；也可用1%2%氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液噴霧，顯紅色斑點(diǎn)。（蒽苷）展開劑如苯-丙酮-水（412）、苯-吡啶-水（5110）、三氯甲烷-甲醇-水（211下層）等。第六節(jié) 醌類化合物的結(jié)構(gòu)研究一、化學(xué)方法鋅粉干餾 蒽醌取代基中的

11、氧原子被還原除去而生成相應(yīng)的母體烴類。如僅有羥基、甲氧基或羧基則得到的產(chǎn)物是蒽，如為甲基或羥甲基取代的蒽醌得到的產(chǎn)物是甲基蒽。氧化反應(yīng) 最常用的氧化劑是堿性高錳酸鉀或三氧化鉻；不同氧化劑和不同的反應(yīng)條件，能生成不同的產(chǎn)物。甲基化反應(yīng)常用的甲基化試劑有重氮甲烷（CH2N2）、硫酸二甲酯（CH3）2SO4、碘甲烷。表4-1甲基化試劑與反應(yīng)功能基的關(guān)系甲基化試劑的組成反應(yīng)功能基CH2N2/Et2OCOOH、-酚OH、CHOCH2N2/Et2O + MeOHCOOH、-酚OH、兩個(gè)-酚OH之一、CHO(CH3)2SO4 + K2CO3 + 丙酮-酚OH、-酚OHCH3 I+ Ag2OCOOH、所有的酚

12、OH、醇OH、CHO乙?；磻?yīng)常用的乙?；噭┌匆阴；芰?qiáng)弱順序排列為：CH3COCl（CH3CO）2OCH3COORCH3COOH。表4-2乙?；噭┖头磻?yīng)條件及作用位置試劑組成反應(yīng)條件作用位置冰醋酸（加少量乙酰氯）冷置醇OH醋酐加熱 短時(shí)間醇OH、-酚OH 長時(shí)間醇OH、-酚OH、兩個(gè)-酚OH之一醋酐 + 硼酸冷置醇OH、-酚OH醋酐 + 濃硫酸室溫放置過夜醇OH、-酚OH、-酚OH醋酐 + 吡啶室溫放置過夜醇OH、-酚OH、烯醇式OH醋酐-硼酸可保護(hù)-酚羥基不被乙?；瑑H使-酚羥基乙?；７磻?yīng)產(chǎn)物再用冷水處理，使締合的-硼酸酯水解恢復(fù)-酚羥基；二、波譜分析UV光譜（1） 苯醌和萘醌類：

13、苯醌類的主要吸收峰有三個(gè)：240nm，強(qiáng)峰；285nm，中強(qiáng)峰；400nm，弱峰。萘醌主要有四個(gè)吸收峰，其峰位與結(jié)構(gòu)的關(guān)系大致如下所示：例如1,4-萘醌，當(dāng)醌環(huán)上引入+I或+M取代基時(shí)，只影響257nm峰紅移；當(dāng)苯環(huán)上引入上述取代基時(shí)，如-羥基時(shí)將使335nm紅移至427nm。（2） 蒽醌類： （a） （b）羥基蒽醌類化合物： 第峰：230nm左右第峰：240260nm（由苯樣結(jié)構(gòu)引起）第峰：262295nm（由醌樣結(jié)構(gòu)引起）第峰：305389nm（由苯樣結(jié)構(gòu)引起）第峰：400nm（由醌樣結(jié)構(gòu)中的C=O引起）表4-3羥基蒽醌類紫外吸收光譜（第峰）OH數(shù)OH位置maxnm11-；2-222.52

14、1，2-；1，4-；1，5-22531，2，8-；1，4，8-230 ± 2.51，2，6-；1，2，7-41，4，5，8-；1，2，5，8-236峰帶（262295nm）受-酚羥基的影響：具有-酚羥基， log值均在4.1以上；若低于4.1，表示無-酚羥基。峰帶（305389nm）受供電基影響：一般規(guī)律是位有-CH3、-OH、-OCH3時(shí)，峰位紅移，強(qiáng)度降低；取代基處于位，則吸收峰強(qiáng)度增大。峰帶主要受-羥基的影響：-羥基數(shù)目越多，峰帶紅移值也越大。表4-4羥基蒽醌類峰帶的紫外吸收-OH數(shù)maxnm（log）無356362.5（3.303.88）14004202 1,5-二羥基418440 （二個(gè)峰） 1,8-二羥基430450 1,4-二羥基470500（靠500nm處有一肩峰）3485530（二至多個(gè)吸收）4540560（多個(gè)重峰）IR光譜 羥基蒽醌類化合物在紅外區(qū)域有C=O（16751653cm-1）、OH（36003130cm-1）、芳環(huán)（16001480cm-1）的吸收。表4-5-羥基的數(shù)目及位置對C=O吸收的影響羥基數(shù)蒽醌類型游離C=O頻率 (cm-1)締合C=O頻率 (cm-1)C=O頻率差 C=O0無-OH1678165311-OH1675164716