天然藥化--醌類及其化合物課件

1、天然(tinrn)藥物化學講 授：張 辰 露第1-11周第一頁，共四十七頁。第四章第四章 醌類化合物醌類化合物1 概述概述 定義定義天然產物中一類具有醌式（不飽和環(huán)二酮）天然產物中一類具有醌式（不飽和環(huán)二酮）結構的化學成分。蒽醌、苯醌、萘醌、菲醌等都屬于結構的化學成分。蒽醌、苯醌、萘醌、菲醌等都屬于醌類衍生物，其中蒽醌及其衍生物種類較多。醌類衍生物，其中蒽醌及其衍生物種類較多。 分布分布由于醌類具有不飽和酮結構，當其分子中連接助色團由于醌類具有不飽和酮結構，當其分子中連接助色團后（后（-OH、-OMe等）多有顏色，故常作為動植物、微生物的色等）多有顏色，故常作為動植物、微生物的色素而存在于自然

2、界中，表現(xiàn)有多方面生理活性。醌類成分容易素而存在于自然界中，表現(xiàn)有多方面生理活性。醌類成分容易被還原成二酚類衍生物，氧化又恢復為原來的醌類，起到傳遞被還原成二酚類衍生物，氧化又恢復為原來的醌類，起到傳遞電子的作用，能促進或干擾電子的作用，能促進或干擾(gnro)某些生化反應。某些生化反應。第二頁，共四十七頁。2 醌類化合物的結構類型醌類化合物的結構類型(lixng)2.12.1苯醌類苯醌類 分為對苯醌和鄰苯醌二類，基本結構：分為對苯醌和鄰苯醌二類，基本結構：OO123456對苯醌P-quinoneOO123456鄰苯醌O-quinone第三頁，共四十七頁。 鄰苯二酚不穩(wěn)定，故中藥中常鄰苯二酚不

3、穩(wěn)定，故中藥中常(zhngchng)以以對苯醌對苯醌衍生衍生物存在，如物存在，如2，6-二甲氧基對苯醌、黃金醌。醌核上多有二甲氧基對苯醌、黃金醌。醌核上多有-OH、-OMe、-Me等基團取代。等基團取代。鳳眼鳳眼(fn yn)草草朱砂根朱砂根白花白花(bihu)酸酸藤果藤果OOOHOH(CH2)10CH3信筒子醌embelin第四頁，共四十七頁。OOMeMeOMeOCH2CHCCH2CH3H()n輔酶Q10(n=10)coenzymes Q10 可治療可治療(zhlio)心臟病、高血壓及癌心臟病、高血壓及癌癥癥第五頁，共四十七頁。對苯醌類在堿性(jin xn)下可被次亞硫酸鈉還原為氫醌。 醌類

4、通過這種可逆的氧化還原過程醌類通過這種可逆的氧化還原過程(guchng)，在，在生物體內起著重要的電子傳遞媒介作用。生物體內起著重要的電子傳遞媒介作用。OOOHOH對苯醌氫醌hydroguinonesOHO-第六頁，共四十七頁。從結構(jigu)上可分為：從天然界得到從天然界得到(d do)的幾乎的幾乎均為均為 -萘醌類。如：具有抗萘醌類。如：具有抗菌、抗癌及中樞神經鎮(zhèn)靜作菌、抗癌及中樞神經鎮(zhèn)靜作用的胡桃醌。用的胡桃醌。OOOOOO1234567812612-(1,4)-(1,2)amphi-(2,6)萘醌萘醌萘醌OOOH胡桃醌juglon第七頁，共四十七頁。 萘醌大致分布在萘醌大致分布在20

5、科的高等植物中，較富有科的高等植物中，較富有(fyu)的科的科委紫草科、柿科、藍雪科、紫葳科等。在低等植物地衣委紫草科、柿科、藍雪科、紫葳科等。在低等植物地衣類、藻類中也有分布。許多萘醌類化合物具有顯著的類、藻類中也有分布。許多萘醌類化合物具有顯著的生生物活性物活性。第八頁，共四十七頁。第九頁，共四十七頁。2.3菲醌類菲醌類 天然菲醌衍生物包括鄰醌及對醌兩種類型，含非醌類的天然菲醌衍生物包括鄰醌及對醌兩種類型，含非醌類的植物分布在唇形科、蘭科植物分布在唇形科、蘭科(ln k)、豆科、番荔枝科、使君子科、豆科、番荔枝科、使君子科、蓼科、杉科等高等植物中，在地衣中也有分布。蓼科、杉科等高等植物中，

6、在地衣中也有分布。第十頁，共四十七頁。丹參丹參(dn cn)第十一頁，共四十七頁。2.4蒽醌類蒽醌類 包括蒽醌衍生物及不同程度的還原產物包括蒽醌衍生物及不同程度的還原產物(chnw)，如氧，如氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮及蒽酮的二聚體等?；旆印⑤旆?、蒽酮及蒽酮的二聚體等。OO123456789a8a4a10a910位 1，4，5，8位 2，3，6，7meso（中位） 9，10第十二頁，共四十七頁。2.4.1蒽醌衍生物蒽醌衍生物 在蒽醌母核上常有羥基、羥甲基、甲氧基和羧基取在蒽醌母核上常有羥基、羥甲基、甲氧基和羧基取代，以游離態(tài)及與糖結合苷兩種形式存在。代，以游離態(tài)及與糖結合苷兩種形式存在。大黃素型大

7、黃素型 羥基分布在兩側的苯環(huán)羥基分布在兩側的苯環(huán)(bn hun)(bn hun)上，多數(shù)化合物呈黃色。上，多數(shù)化合物呈黃色。第十三頁，共四十七頁。茜草素型茜草素型 羥基分布羥基分布(fnb)(fnb)在一側的苯環(huán)上，多為呈黃色至橙紅色。在一側的苯環(huán)上，多為呈黃色至橙紅色。第十四頁，共四十七頁。2.4.2蒽酚（或蒽酮）衍生物蒽酚（或蒽酮）衍生物 蒽醌在酸性蒽醌在酸性(sun xn)條件下被還原，生成蒽酚及其互條件下被還原，生成蒽酚及其互變異構體蒽酮。變異構體蒽酮。OOOOHHO蒽醌蒽酮蒽酚互變異構體第十五頁，共四十七頁。2.4.3二蒽酮類衍生物二蒽酮類衍生物第十六頁，共四十七頁。第十七頁，共四十

8、七頁。3 醌類化合物的理化醌類化合物的理化(lhu)性質性質3.1物理性質物理性質 性狀性狀 升華性升華性 溶解度溶解度第十八頁，共四十七頁。性狀性狀 顏色 無Ar-OH近乎(jn hu)于無色 助色團越多，顏色越深 如：黃黃、紅紅、橙橙、等 多為有色晶體多為有色晶體 存在狀態(tài)存在狀態(tài)苯醌、萘醌苯醌、萘醌多以游離狀態(tài)存在；多以游離狀態(tài)存在； 蒽醌類蒽醌類則往往結合成苷而存在于則往往結合成苷而存在于植物中。植物中。第十九頁，共四十七頁。2.溶解度 H2O MeOH EtOH Et2O CHCl3游離(yul)醌 + + + +成 苷 +（熱） + + 3.揮發(fā)性揮發(fā)性 小分子小分子(fnz)的苯

9、醌、萘醌類具有揮發(fā)性，能隨水的苯醌、萘醌類具有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾，可據(jù)此進行提取、精制工作。蒸氣蒸餾，可據(jù)此進行提取、精制工作。第二十頁，共四十七頁。4.升華(shnghu)性 游離的醌類多具有升華性，蒽衍生物在常壓下加熱即能升華。5.不同pH條件下顯不同的顏色(yns) 中性 紫草 紫紫 紅紅 大黃 紅紅 黃黃第二十一頁，共四十七頁。 含含COOH 含含2個以上個以上-OH -OH 含一個含一個-OH -OH 含兩個含兩個- -OH OH 含一個含一個-OH -OH 。 根據(jù)醌類酸性強弱的差別，可用堿梯度萃取法進行根據(jù)醌類酸性強弱的差別，可用堿梯度萃取法進行(jnxng)(jnxng)這

10、類化合物的分離工作。這類化合物的分離工作。3.23.2化學性質化學性質(huxu xngzh)(huxu xngzh) 酸性酸性第二十二頁，共四十七頁。 以游離蒽醌類衍生物為例，酸性強弱將按下列以游離蒽醌類衍生物為例，酸性強弱將按下列(xili)順順序排列：序排列： 含含-COOH 2個以上個以上 -OH 1個個 -OH 2個個 -OH 1個個 -OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH 可用于提取分離可用于提取分離 第二十三頁，共四十七頁。2.2.顏色顏色(yns)(yns)反應反應 主要取決于其氧化還原性質以及分子主要取決于其氧化還原性質以及分子(fnz)中的酚

11、羥基性質。中的酚羥基性質。（1）Feigl反應反應OOOHOH+2HCHO+2OH-H+2HCOO-醛類堿氫醌OHOHNO2NO2OONO2NO+OOH-+-鄰二硝基苯氧化劑還原劑催化劑紫紫色色第二十四頁，共四十七頁。無色無色(w s)(w s)亞甲藍顯色試驗亞甲藍顯色試驗 苯醌、萘醌苯醌、萘醌區(qū)別于蒽醌區(qū)別于蒽醌無色亞甲蘭試劑苯醌、萘醌顯顯色色劑劑TLC、PPC第二十五頁，共四十七頁。堿性條件下的呈色反應堿性條件下的呈色反應 羥基羥基(qingj)(qingj)醌類在堿性溶液中發(fā)生顏色改變，會使顏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、紫紅色及藍色。色加深。多呈橙、紅、紫紅色

12、及藍色。第二十六頁，共四十七頁。堿性條件下堿性條件下 的顯色的顯色(xin s)(xin s)反應反應 中藥粉末0.1g10%硫酸 5ml2- 10H+H2O放冷 加乙醚2mlH+H2OEt2O5%NaOH 1mlEt2OH2OOH-黃黃無色無色紅色紅色檢查中藥中蒽醌類成分第二十七頁，共四十七頁。2.2.顏色顏色(yns)(yns)反應反應 與活性次甲基試劑與活性次甲基試劑(shj)(shj)反應反應 （Kesting-CravenKesting-Craven法）法） 苯醌、萘醌區(qū)別于蒽醌OOOO活性次甲基試劑在氨堿性下（丙二酸酯、乙酰醋酸脂/醇液）蘭綠色蘭綠色蘭紫色蘭紫色或+ +醌環(huán)上未取代

13、位置第二十八頁，共四十七頁。2.2.顏色顏色(yns)(yns)反應反應 與金屬與金屬(jnsh)離子反應離子反應OOOOOOMgOOOOHOOOOHMg與醋酸鎂形成的絡合物第二十九頁，共四十七頁。與金屬與金屬(jnsh)(jnsh)離子反應離子反應與醋酸鎂形成的絡合物具有一定的顏色鑒定OOOHOOOHOO-OH-OH橙黃橙黃 橙色橙色OOOHOHOHOH蘭蘭 蘭蘭紫紫橙橙紅紅紅紅 紫紫紅紅 紫紫第三十頁，共四十七頁。 濃硫酸反應濃硫酸反應 羥基蒽醌類化合物能與強酸形成羥基蒽醌類化合物能與強酸形成(xngchng)(xngchng)烊鹽，使分子烊鹽，使分子內共軛體系發(fā)生變化出現(xiàn)不同顏色，可用于

14、檢識。如大黃內共軛體系發(fā)生變化出現(xiàn)不同顏色，可用于檢識。如大黃酚由暗黃色變?yōu)榧t色。酚由暗黃色變?yōu)榧t色。第三十一頁，共四十七頁。 對亞硝基二甲苯胺反應對亞硝基二甲苯胺反應 此反應用于鑒定此反應用于鑒定蒽醌類化合物，與此反應呈現(xiàn)不蒽醌類化合物，與此反應呈現(xiàn)不同顏色，如紫、綠、藍等色。同顏色，如紫、綠、藍等色。 9 9位或位或1010位未取代的羥基蒽酮類化合物，尤其位未取代的羥基蒽酮類化合物，尤其1,8-1,8-二羥基衍生物，其羰基對位的亞甲基上的氫很活潑，二羥基衍生物，其羰基對位的亞甲基上的氫很活潑，可與對亞硝基二甲苯胺反應縮合產生可與對亞硝基二甲苯胺反應縮合產生(chnshng)(chnshng

15、)各種顏色各種顏色紫色、綠色、蘭色及灰色等。紫色、綠色、蘭色及灰色等。第三十二頁，共四十七頁。4 4 醌類化合物的提取分離醌類化合物的提取分離4.14.1提取提取 中藥中的蒽醌類一般以結合成甙的狀態(tài)存在要比游離狀中藥中的蒽醌類一般以結合成甙的狀態(tài)存在要比游離狀態(tài)多，因此多采用態(tài)多，因此多采用(ciyng)(ciyng)乙醇為溶劑甙和甙元均可以提取出來，乙醇為溶劑甙和甙元均可以提取出來，將提取液濃縮后再進一步分離。若只提取將提取液濃縮后再進一步分離。若只提取游離蒽醌類游離蒽醌類則可先則可先水解，使之全部轉為蒽醌甙元，然后用有機溶劑提取，使蒽水解，使之全部轉為蒽醌甙元，然后用有機溶劑提取，使蒽醌轉

16、入有機相中。醌轉入有機相中。有機溶劑提取法有機溶劑提取法 極性小極性小第三十三頁，共四十七頁。第四節(jié)第四節(jié) 提取提取(tq)(tq)分離分離（一）游離醌類的提取方法（一）游離醌類的提取方法(fngf)(fngf) （二）游離羥基蒽醌的分離（二）游離羥基蒽醌的分離（三）蒽醌苷類與游離蒽醌衍生物的分離（三）蒽醌苷類與游離蒽醌衍生物的分離（四）蒽醌苷類的分離（四）蒽醌苷類的分離第三十四頁，共四十七頁。有機溶劑 （一）游離（一）游離(yul)醌類的提取方法醌類的提取方法2.2.堿提取酸沉淀法堿提取酸沉淀法 用于提取含用于提取含酸性酸性(sun xn)(sun xn)基團基團（Ar-OHAr-OH、-C

17、OOH)-COOH)的化合物。的化合物。3.3.水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法 適用于適用于小分子小分子的苯醌及萘醌類化合物。的苯醌及萘醌類化合物。 提取液濃縮(nn su)結晶氯仿等溶劑濃縮液1.有機溶劑提取法有機溶劑提取法第三十五頁，共四十七頁。1.pH1.pH梯度梯度(t d)(t d)萃取法萃取法EtOH浸膏Et2O 溶OH-/H2O 萃取H+/ H2O沉淀重結晶母液結晶Et2O不溶物Et2OOH /H2OH+/ H2O-堿性由弱到強繼續(xù)萃取提取液第三十六頁，共四十七頁。2.2.層析法層析法 吸附劑吸附劑硅膠、聚酰胺硅膠、聚酰胺 不易用氧化鋁，尤其不易用氧化鋁，尤其(yuq)(yuq)不易用

18、堿性氧化鋁。不易用堿性氧化鋁。第三十七頁，共四十七頁。第三十八頁，共四十七頁。 常用的有機溶劑如氯仿、苯和常用的有機溶劑如氯仿、苯和20%20%硫酸硫酸(li sun)(li sun)加熱回加熱回流，水解后是游離蒽醌全部轉入有機相中，然后采用流，水解后是游離蒽醌全部轉入有機相中，然后采用pHpH梯度分離法或柱層析分離法分離。梯度分離法或柱層析分離法分離。（三）蒽醌苷類與蒽醌衍生物苷元分離（三）蒽醌苷類與蒽醌衍生物苷元分離第三十九頁，共四十七頁。濕潤、風干；氯仿提HOAc藥渣95%EtOH提5%KOH；沉淀洗濾液減壓蒸干CHCl3（苷元及游離蒽醌）（蒽酸苷的鉀鹽）藥材EtOH藥渣過濾濾液95%E

19、tOHK 懸浮醇中用冰HOAc 中和(除K+)不溶物（KOAc等）總蒽醌苷類（無機鹽不溶于乙醇溶液）第四十頁，共四十七頁。由于蒽醌苷類水溶性較強，分離精制較困難，由于蒽醌苷類水溶性較強，分離精制較困難，故現(xiàn)多用柱色譜進行分離。故現(xiàn)多用柱色譜進行分離。柱層析載體常用柱層析載體常用(chn yn)有：有：分離前，多進行預處理分離前，多進行預處理除部分雜質。除部分雜質。預處理方法預處理方法(fngf)(fngf)： 1. 1.鉛鹽法鉛鹽法 2. 2.溶劑法溶劑法硅膠、聚酰胺、葡萄糖凝膠、纖維素等第四十一頁，共四十七頁。預處理方法預處理方法(fngf)(fngf)：1. 1.鉛鹽法鉛鹽法2.2.溶劑溶

20、劑(rngj)(rngj)法法用極性較大的溶劑將苷從提取液中提?。ㄝ腿。┏鰜?。用極性較大的溶劑將苷從提取液中提取（萃?。┏鰜?。蒽醌苷/ H2O醋酸鉛濾液沉淀（蒽醌苷+醋酸鉛）加水；通入硫化氫氣體使沉淀分解硫化鉛蒽醌苷放置苷類析出/ H2O第四十二頁，共四十七頁。第五節(jié)第五節(jié) 結構結構(jigu)(jigu)鑒定鑒定一、衍生物的制備一、衍生物的制備 1. 1. 甲基化反應甲基化反應 2. 2. 乙?；磻阴；磻?、波譜學方法二、波譜學方法 1. 1. 紫外光譜紫外光譜(gungp)(gungp)（UVUV） 2. 2. 紅外光譜（紅外光譜（IRIR） 3. 3. 核磁共振（核磁共振（NMRNMR）