天然產(chǎn)物化學(xué)醌類化合物

1、第八章概 述定義定義指醌類或容易轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂絮愋再|(zhì)的指醌類或容易轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂絮愋再|(zhì)的化合物，以及在生物合成方面與醌類有密切化合物，以及在生物合成方面與醌類有密切聯(lián)系的化合物。聯(lián)系的化合物。分布分布由于醌類具有不飽和酮結(jié)構(gòu)不飽和酮結(jié)構(gòu)，當(dāng)其分子中連接助色團(tuán)后（助色團(tuán)后（-OH、-OMe等等）多有顏色，故常作為動(dòng)植物、微生物的色素而存在于自然界中。植物分布植物分布 醌類在植物中的分布非常廣泛。醌類在植物中的分布非常廣泛。 1、蓼科的大黃、何首烏、虎杖、蓼科的大黃、何首烏、虎杖; 2、茜草科的茜草、茜草科的茜草; 3、豆科的決明子、番瀉葉、豆科的決明子、番瀉葉; 4、鼠李科的鼠李、鼠李科的鼠李; 5

2、、百合科的蘆薈、百合科的蘆薈; 6、唇形科的丹參、唇形科的丹參; 7、紫草科的紫草。、紫草科的紫草。 醌類在一些低等植物中也有存在。醌類在一些低等植物中也有存在。第一節(jié)、結(jié)構(gòu)類型（一）苯醌類（二）萘醌類（三）菲醌類（四）蒽醌類 1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮類衍生物一、結(jié)構(gòu)類型 （一）苯醌類 (benzoquinones)鄰苯醌不安定，故天然界存在的大多為對(duì)苯醌。醌核上多有-OH、-OMe、-Me等基團(tuán)取代。如：OO123456OO123456對(duì)苯醌P-quinone鄰苯醌O-quinone一、結(jié)構(gòu)類型 （一）苯醌類 (benzoquinones)橙紅色結(jié)晶驅(qū)除腸寄生蟲作用 治療心

3、臟病、高血壓及癌癥OOOHOH(CH2)10CH3OOMeMeOMeOCH2CHCCH2CH3H()n信筒子醌embelin輔酶Q10(n=10)coenzymes Q10一、結(jié)構(gòu)類型 （一）苯醌類 (benzoquinones)對(duì)苯醌類在堿性下可被次亞硫酸鈉還原為氫醌。 醌類通過這種可逆的氧化還原過程，在生醌類通過這種可逆的氧化還原過程，在生物體內(nèi)起著重要的電子傳遞媒介作用。物體內(nèi)起著重要的電子傳遞媒介作用。OOOHOH對(duì)苯醌氫醌hydroguinonesOHO-一、結(jié)構(gòu)類型 （二）萘醌類 (naphthoquinones)從結(jié)構(gòu)上可分為：從天然界得到的幾乎均為-萘醌類。如：具有抗菌、抗癌及

4、中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜作用的胡桃醌。OOOOOO1234567812612-(1,4)-(1,2)amphi-(2,6)萘醌萘醌萘醌OOOH胡桃醌juglon一、結(jié)構(gòu)類型 （三）菲醌類 (phenanthraquinones)有兩種類型：如：丹參醌類成分OO鄰醌OO對(duì)醌OO丹參醌 IOOOHMe丹參新醌丙 丹參中的醌類化合物多丹參中的醌類化合物多為橙色、紅色至為橙色、紅色至棕紅色的結(jié)晶，少數(shù)為黃色棕紅色的結(jié)晶，少數(shù)為黃色。具有抗菌及擴(kuò)。具有抗菌及擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈的作用，是中藥丹參的主要有效張冠狀動(dòng)脈的作用，是中藥丹參的主要有效成分，成分，總丹參酮總丹參酮可用于治療可用于治療金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌等引起

5、的癤，癰，蜂窩組織炎、痤瘡等引起的癤，癰，蜂窩組織炎、痤瘡等疾病。等疾病。由丹參酮由丹參酮IIA制得的丹參酮制得的丹參酮IIA磺酸鈉注射液磺酸鈉注射液可增加冠脈流量，臨床上治療冠心病、心肌可增加冠脈流量，臨床上治療冠心病、心肌梗塞有效。梗塞有效。一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones)位 1，4，5，8位 2，3，6，7meso（中位） 9，10OO123456789a8a4a10a910 蒽醌是許多中藥如大黃、何首烏、虎杖等的有蒽醌是許多中藥如大黃、何首烏、虎杖等的有效成分。目前已發(fā)現(xiàn)的蒽醌類化合物效成分。目前已發(fā)現(xiàn)的蒽醌類化合物近近200種種，主要，主要分布于高等植物中

6、，其他則主要存在于真菌及地衣類分布于高等植物中，其他則主要存在于真菌及地衣類中，在動(dòng)物及細(xì)菌中也偶有發(fā)現(xiàn)，而且在真菌、地衣中，在動(dòng)物及細(xì)菌中也偶有發(fā)現(xiàn)，而且在真菌、地衣和動(dòng)物中存在的蒽醌類化合物的結(jié)構(gòu)也往往比較特殊，和動(dòng)物中存在的蒽醌類化合物的結(jié)構(gòu)也往往比較特殊，這類化合物具有多方面的生理活性，是這類化合物具有多方面的生理活性，是醌類化合物中醌類化合物中最重要的一類物質(zhì)。最重要的一類物質(zhì)。 在植物中的蒽醌衍生物主要分布于根、皮、葉在植物中的蒽醌衍生物主要分布于根、皮、葉及心材，也可在莖、種子、果實(shí)中。多和糖結(jié)合成苷，及心材，也可在莖、種子、果實(shí)中。多和糖結(jié)合成苷，或以游離態(tài)存在?；蛞杂坞x態(tài)存在

7、。依據(jù)其還原程度的不同，將其分成以下三類：依據(jù)其還原程度的不同，將其分成以下三類： 1.蒽醌衍生物蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物蒽酚衍生物 3.二蒽酮類衍生物二蒽酮類衍生物一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones)1.蒽醌衍生物根據(jù)-OH在母核上分布的位置不同分兩類：（1）大黃素型（-OH在羰基的兩側(cè)）（2）茜草素型（-OH在一側(cè)苯環(huán)上）OOOHOHCOOH大黃酸OOOHOH茜草素一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones)2.蒽酚（或蒽酮）衍生物依其還原程度的不同而分為蒽酚和蒽酮。OOOOHHO蒽醌蒽酮蒽酚互變異構(gòu)體蒽酮、蒽酚性質(zhì)不穩(wěn)定，容易被氧化成蒽醌類成分，

8、故只存在于新鮮植物中。存在于新鮮植物中。一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones)3.二蒽酮類衍生物如：番瀉葉中致瀉的主要有效成分番瀉苷A、B、C、D屬此類成分。OOOHO蒽醌類蒽酮游離基長時(shí)間貯存.2二蒽酮第二節(jié)、理化性質(zhì)（一）物理性質(zhì) 1.性 狀 2.溶解度 3.揮發(fā)性 4.升華性 5.不同pH條件下顯色（二）化學(xué)性質(zhì) 1.酸性 2.顏色反應(yīng)二、理化性質(zhì) （一）物理性質(zhì)1.性狀 顏色 無Ar-OH近乎于無色 助色團(tuán)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)：苯醌、萘醌多以游離狀態(tài)存在； 蒽醌類則往往結(jié)合成苷而存在于 植物中。二、理化性質(zhì)

9、（一）物理性質(zhì)2.溶解度 H2O MeOH EtOH Et2O CHCl3游離醌 + + + +成 苷 +（熱） + + 3.揮發(fā)性 小分子的苯醌苯醌、萘醌萘醌類具有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾，可據(jù)此進(jìn)行提取、精制工作。二、理化性質(zhì) （一）物理性質(zhì)4.升華性 游離的醌類多具有升華性，蒽醌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如： 中性 紫草 紫紫 紅紅 大黃 紅紅 黃黃二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)1.酸性 Ar-OH的存在顯酸性用于堿提酸沉分子中Ar-OH的數(shù)目、位置不同則酸性強(qiáng)弱有差異OOOH.-OH蒽醌OOOH-OH蒽醌二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì) 以游離蒽醌類衍生物為例，

10、酸性強(qiáng)弱將按下列順序排列： 含含-COOH 2個(gè)以上個(gè)以上 -OH 1個(gè)個(gè) -OH 2個(gè)個(gè) -OH 1個(gè)個(gè) -OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH 梯度萃取，梯度萃取，可用于提取分離可用于提取分離二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì) 例：試比較下列化合物的酸性強(qiáng)弱OOOHOHOOOHOHOOOHOHOOOHOHABCDD C A B二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)2.堿性 蒽醌類化合物羰基上的氧原子有微弱的堿性，能溶于濃硫酸中成鹽，再轉(zhuǎn)成陽碳離子，同時(shí)伴有顏色的顯著改變。二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)3.顏色反應(yīng) （1）Feigl反應(yīng)OOOHOH+2HCHO+2OH-H+2H

11、COO-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二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)：試驗(yàn)：25% Na2CO34% HCHO5%鄰二硝基苯樣品液1滴 （水或苯液）1 4紫色紫色二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)（2）無色亞甲藍(lán)顯色試驗(yàn)苯醌、萘醌區(qū)別于蒽醌無色亞甲蘭試劑苯醌、萘醌顯顯色色劑劑TLC、PPC二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)（3）堿性條件下的顯色反應(yīng) 羥基羥基醌類在堿性溶液中發(fā)生顏色改變，會(huì)使顏色加深。多呈橙、紅、紫紅色及藍(lán)色。.Borntragers反應(yīng) 羥基蒽醌類化合物遇堿顯紅 紫紅色的反應(yīng)。 反應(yīng)機(jī)理如下：(保恩特萊格反應(yīng))二、理化性質(zhì)

12、 （二）化學(xué)性質(zhì)OOOHOOOOOO-顯紅色顯紅色OH-OOOHOOOOOO-顯紅色顯紅色OH-形形成成了了新新的的共共軛軛體體系系二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)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如有羥基蒽醌存在，醚層則由黃色褪為無色，水層顯紅色。二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)（4）與活性次甲基試劑反應(yīng) （Kesting-Craven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、位置二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)（5）與金屬離子反應(yīng)OOOOOOMgOOOOHOOOOHMg與醋酸鎂形成的絡(luò)合物二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)與醋酸鎂形成的絡(luò)合物具有一定的顏色鑒定OOOHOOOHOO-OH-OH橙橙黃黃 橙橙色色OOOHOHOHOH蘭蘭 蘭蘭紫紫橙橙紅紅紅紅 紫紫紅紅 紫紫第三節(jié)、提取分離（一）游離醌類的提取方法 （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（四）蒽醌苷類的分離有機(jī)溶劑三、提取分離 （一）游離醌類的提取方法1.有機(jī)溶劑提取法2.堿提取酸沉淀法 用于提取含酸性基團(tuán)（Ar-OH、-COOH)的化合物。3.水蒸氣蒸餾法 適用于小分子的苯醌及萘醌類化合物

14、。 提取液濃縮結(jié)晶氯仿等溶劑濃縮液三、提取分離 （二）游離羥基蒽醌的分離1.pH梯度萃取法EtOH浸膏Et2O 溶OH-/H2O 萃取H+/ H2O沉淀重結(jié)晶母液結(jié)晶Et2O不溶物Et2OOH /H2OH+/ H2O-堿性由弱到強(qiáng)繼續(xù)萃取提取液三、提取分離 （二）游離羥基蒽醌的分離2.層析法 吸附劑硅膠、聚酰胺 *不易用氧化鋁，尤其不易用堿性氧化鋁，以避免與酸性的蒽醌類成分發(fā)生化學(xué)吸附而難以洗脫。濕潤、風(fēng)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%EtOHK 懸浮醇中用冰HOAc 中和(除K+)

15、不溶物（KOAc等）總蒽醌苷類（無機(jī)鹽不溶于乙醇溶液）（三）蒽醌苷類與游離蒽醌衍生物的分離三、提取分離（四）蒽醌苷類的分離由于蒽醌苷類水溶性較強(qiáng)，分離精制較困難，故現(xiàn)多用柱色譜進(jìn)行分離。柱層析載體常用有：分離前，多進(jìn)行預(yù)處理除部分雜質(zhì)。預(yù)處理方法： 1.鉛鹽法 2.溶劑法硅膠、聚酰胺、葡萄糖凝膠、纖維素等三、提取分離（四）蒽醌苷類的分離預(yù)處理方法：1.鉛鹽法2.溶劑法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一、理化檢識(shí)一、理化檢識(shí)根據(jù)前面所述醌類的理化性質(zhì)進(jìn)行檢根據(jù)前面所述醌

16、類的理化性質(zhì)進(jìn)行檢識(shí)，可以在試管中，也可以在識(shí)，可以在試管中，也可以在PC或或TLC上進(jìn)行上進(jìn)行。二、色譜檢識(shí)二、色譜檢識(shí).TLC 吸附劑多采用硅膠；聚酰胺；展開劑多吸附劑多采用硅膠；聚酰胺；展開劑多用混合溶劑，對(duì)蒽醌苷采用極性較大的展開系統(tǒng)，用混合溶劑，對(duì)蒽醌苷采用極性較大的展開系統(tǒng)，eg：苯：氯仿：庚烷苯：氯仿：庚烷(1：1:1)等然后在紫外燈下觀察后等然后在紫外燈下觀察后一般用一般用3%的的NaOH或或10%的的KOH的乙醇溶液噴之顯的乙醇溶液噴之顯色。色。.PC 羥基蒽類的紙色譜一般在中性溶劑系統(tǒng)羥基蒽類的紙色譜一般在中性溶劑系統(tǒng)中進(jìn)行，可用水、乙醇等與石油醚、苯混合達(dá)到飽和，中進(jìn)行，可用水、乙醇等與石油醚、苯混合達(dá)到飽和，分層后，取極性小的有機(jī)溶劑層進(jìn)行展開，分層后，取極性小的有機(jī)溶劑層進(jìn)行展開，eg：常用：常用