天然藥物化學(xué)第四章醌類化合物課件

第四章

醌類化合物Quinones第四章醌類化合物1天然醌類主要有四種類型苯醌benzoquinones

萘醌naphthoquinones

菲醌phenanthraquinones

蒽醌anthraquinones

其中蒽醌及其衍生物的類型較多?！?結(jié)構(gòu)類型天然醌類主要有四種類型§1結(jié)構(gòu)類型2一、苯醌（benzoquinones）類是具有醌型結(jié)構(gòu)的最簡單化合物。按其結(jié)構(gòu)可分為鄰苯醌及對苯醌兩大類。鄰苯醌不穩(wěn)定，故天然存在的苯醌化合物多為對苯醌衍生物，其母核上常有-OH、-OCH3、-CH3等基團取代。一、苯醌（benzoquinones）類3鄰苯醌（

ortho-）天然苯醌類化合物多為黃色或橙黃色結(jié)晶體。對苯醌（

para-）鄰苯醌（ortho-）天然苯醌類化合物多為黃色或橙黃色結(jié)晶4[O][O]鄰苯醌和對苯醌均可由相應(yīng)的二元酚氧化制得。[O][O]鄰苯醌和對苯醌均可由相應(yīng)的二元酚氧化制得。52，6-二甲氧基苯醌信筒子醌苯醌類化合物具有一定的生物活性。

中藥鳳眼草的果實中得到的2，6-二甲氧基苯醌有抗菌作用；

白花酸藤果中得到的信筒子醌有驅(qū)腸內(nèi)寄生蟲作用。2，6-二甲氧基苯醌信筒子醌苯醌類化合物具有一定的生物活性。61113101234567812345678α(1,4)β(1,2)amphi(2,6)但目前從自然界得到的幾乎均為α-萘醌類。

二、萘醌（naphthoquinones）類

按理論，結(jié)構(gòu)上有α(1,4)，β(1,2)，amphi(2,6)三種類型萘醌。1245678910311113101234567812345678α(1,4)β(7α-萘醌類是黃色結(jié)晶，可升華，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚。

天然萘醌衍生物多為橙黃色或橙紅色結(jié)晶，個別為紫色結(jié)晶。

許多萘醌類有很明顯的生物活性。α-萘醌類是黃色結(jié)晶，可升華，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚。

8三色柿醌胡桃醌拉帕醌從熱帶柿科一植物中分得的三色柿醌為一橙紅色針晶，屬鄰醌衍生物，該植物在非洲曾用作治療麻風(fēng)病。胡桃醌、拉帕醌有抗癌活性。從中藥紫草中分得一系列萘醌類衍生物，有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用。三色柿醌胡桃醌拉帕醌從熱帶柿科一植物中分得的三色柿醌為一橙紅9維生素K1苜宿中的維生素K1是黃色粘稠狀油，熔點-20℃，加熱至100-200℃以上即被分解。K-Vitamin

是一類自然界存在的萘醌衍生物，基本結(jié)構(gòu)與VitaminK1相似，只是3位上的側(cè)鏈有長有短，由不同數(shù)目的異戊二烯組成。它的生物活性是興奮或促進能合成凝血酶原(phothrombin)的信使RNA形成，可促進血液凝固。該類屬于生物醌類的一種。維生素K1苜宿中的維生素K1是黃色粘稠狀油，熔點-20℃，加10三、菲醌(phenanthraquinones)類

天然菲醌衍生物主要包括鄰醌及對醌兩大類。

唇形科植物丹參具有活血化瘀、消炎抗菌、抗腫瘤、擴張血管等多種作用，近幾十年來，中日學(xué)者深入研究，從中得到了幾十種菲醌衍生物。三、菲醌(phenanthraquinones)類

天然菲11丹參酮ⅡA丹參新醌丙丹參酮ⅡA有增加冠流量的作用，由其制得的丹參酮ⅡA磺酸鈉注射液已投入生產(chǎn)，臨床上可治療冠心病、心梗等。丹參酮ⅡA丹參新醌丙丹參酮ⅡA有增加冠流量的作用，由其制得的12這一類具有菲醌母核的化合物，于生物合成上可能來源于二萜類，故常稱其為二萜醌類成分。

由于其生理活性多樣、顯著，有抗腫瘤活性，近年來成為各國學(xué)者研究的焦點。由于植物親源關(guān)系，唇形科鼠尾草植物含二萜醌類成分較多，故報道較多。

這類菲醌成分是一類醌性色素，多為橙色、紅色、棕紅色結(jié)晶，也有黃色結(jié)晶。在提取分離中不需要顯色，可直接根據(jù)色帶收集。這一類具有菲醌母核的化合物，于生物合成上可能來源于二萜類，故13123456789101，4，5，8—

α位2，3，6，7—β位

9，10—

meso位四、蒽醌(anthraquinones)類

蒽醌類成分包括蒽醌衍生物及其不同還原程度的產(chǎn)物，如：氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、二蒽酮。123456789101，4，5，8—α位2，3，6，714[H][O][H][O]蒽醌氧化蒽酚蒽酮蒽酚[H][O][H][O]蒽醌氧化蒽酚蒽酮蒽酚151、蒽醌衍生物

天然蒽醌有1，2-蒽醌、1，4-蒽醌、9，10-蒽醌，但由于C9、C10位氧化產(chǎn)物較為穩(wěn)定，故9，10-蒽醌最為常見。

多數(shù)蒽醌母核上有不同數(shù)目的羥基取代，其中以二元羥基為多。1、蒽醌衍生物

天然蒽醌有1，2-蒽醌、1，4-蒽醌、9，16大黃素根據(jù)羥基在蒽醌母核上的位置不同，可將羥基蒽醌分為兩大類：

（1）大黃素型（Emodin）羥基分布于兩側(cè)苯環(huán)上，多呈棕黃色。

大黃中的主要蒽醌衍生物多屬于大黃素型。大黃素根據(jù)羥基在蒽醌母核上的位置不同，可將羥基蒽醌分為兩大類17茜草素（2）茜草素型(Alizarin)羥基分布于一側(cè)苯環(huán)上，多呈橙色-橙紅色。茜草素（2）茜草素型(Alizarin)羥基分布于一側(cè)苯環(huán)上18Sn,Hcl還原蒽酚蒽酮2、蒽酚和蒽酮衍生物

蒽醌在酸性條件下還原生成蒽酚及互變異構(gòu)體蒽酮。Sn,Hcl還原蒽酚蒽酮2、蒽酚和蒽酮衍生物

蒽醌在酸性條19NOTE：蒽酚及蒽酮類一般只在存于新鮮植物中，存放期間易被氧化，生成蒽醌類。蒽酚的中位羥基與糖縮合成苷后，則難以被氧化，較穩(wěn)定，因為形成的苷只有被水解除去糖才易被氧化而轉(zhuǎn)變?yōu)檩祯苌铩６盏乃馐切枰欢l件的。羥基蒽酚抑菌作用較強，可治療疥癬之類皮膚病。NOTE：20SennosideA3.二蒽酮類：由兩分子蒽酮脫去一分子氫而成。根據(jù)連接部位不同，有中位連接及α位連接二蒽酮之分。（1）中位(meso-)連接：如有瀉下作用的中藥番瀉葉中的番瀉苷ASennosideA3.二蒽酮類：21NOTE：

C10-C10,鍵容易水解而斷裂，生成較穩(wěn)定的蒽酮游離基，繼而氧化成蒽醌類化合物。

一般隨著植物原料儲存時間延長，二蒽酮類含量下降，單蒽酮類含量上升。.水解[O]大黃酸NOTE：

C10-C10,鍵容易水解而斷裂，生成較穩(wěn)定的蒽22（2)α-位連接二蒽酮類：C1-C1,或C4-C4,

醌類成分容易被還原為二元酚類衍生物，后者再被氧化又容易轉(zhuǎn)變?yōu)轷?，所以它們起到了電子傳?dǎo)的作用，加之它們是新陳代謝的產(chǎn)物，容易參與生物的生化反應(yīng)，從而促進或干擾了某些生化反應(yīng)，從而表現(xiàn)出多種生物活性（抗菌、抗癌、抗病毒、凝血、生物氧化反應(yīng)中輔酶）。（2)α-位連接二蒽酮類：C1-C1,或C4-C4,

醌23§2理化性質(zhì)及呈色反應(yīng)§2理化性質(zhì)及呈色反應(yīng)24一．物理性質(zhì)：1．

性狀：植物中存在的醌類衍生物是一類醌類色素，故多為有色晶體。隨著酚-OH等助色團引入越多，顏色越深。苯醌、萘醌、菲醌多以游離狀態(tài)存在游離形式多為完好結(jié)晶結(jié)合成苷則難以得到完好結(jié)晶，多呈粉末狀一．物理性質(zhì)：252．

升華性：游離醌類多具有升華性。即常壓下加熱可升華而不分解，一般來說其升華溫度隨酸性增強而升高。3．

揮發(fā)性：小分子苯醌及萘醌具揮發(fā)性，可隨水蒸氣蒸餾。4．

溶解度：游離醌：溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有機溶劑，難溶于水。醌苷類：易溶于甲醇、乙醇，溶于熱水，不溶于乙醚、苯、氯仿。2．

升華性：游離醌類多具有升華性。即常壓下加熱可升華而不265．

光穩(wěn)定性：有些醌類對光不穩(wěn)定，曾對丹參酮ⅡA等8種丹參酮作光的穩(wěn)定性實驗表明，各種丹參酮經(jīng)光照射后均有損失，且隱丹參酮分解為兩個小峰，而避光保存者峰面積基本不變，故對醌類色素的處理應(yīng)盡量避光。5．

光穩(wěn)定性：27二．

化學(xué)性質(zhì)與呈色反應(yīng)：1．

酸性：醌類化合物多具酚羥基或羧基，故多具有酸性。其酸性的強弱取決于是否有羧基及酚羥基的數(shù)目、位置。溶于5%NaHCO3βα溶于5%Na2CO3溶于5%NaOH二．

化學(xué)性質(zhì)與呈色反應(yīng)：溶于5%NaHCO3βα溶于5%28含-COOH或兩個以上β-酚羥基

溶于5%NaHCO3

含一個β-酚羥基

溶于5%Na2CO3

含兩個以上α-酚羥基

溶于1%NaOH

含一個α-酚羥基

溶于5%NaOH

因此對蒽醌類成分的提取分離，常用梯度pH萃取法，用不同堿液提取。含-COOH或兩個以上β-酚羥基溶于5%NaH29醛及鄰二硝基苯紫色化合物2．

顏色反應(yīng)：

（1）

Feiglreaction:

醌類衍生物在堿性條件下加熱能迅速與醛類及鄰二硝基苯反應(yīng)生成紫色化合物。在這個反應(yīng)中醌類在反應(yīng)前后并無變化，只起傳遞電子的作用。醌類OH-醛及鄰二硝基苯紫色化合物醛及鄰二硝基苯紫色化合物2．

顏色反應(yīng)：

（1）

30+2HCHO+OH-+2HCOO-++紫色OH-+2HCHO+OH-+2HCOO-++紫色OH-31（2）無色亞甲蘭顯色試驗：醌類衍生物層析展開后，噴以無色亞甲蘭溶液，若出現(xiàn)蘭色斑點可能含苯醌或萘醌不顯色不顯色可能含蒽醌（2）無色亞甲蘭顯色試驗：32（3）與活性次甲基試劑的反應(yīng)

（Kesting-Cravenreaction）

對于醌環(huán)尚未完全取代的苯醌或萘醌，可在氨的堿性環(huán)境中與活性次甲基試劑（乙酰醋酸酯、丙二酸酯、丙二腈等）的溶液反應(yīng)，生成蘭綠或蘭紫色。蒽醌類無此反應(yīng)。萘醌苯環(huán)上有羥基取代時，此反應(yīng)受抑制。（3）與活性次甲基試劑的反應(yīng)

（Kesting-C33乙二胺------ethyldiamine二乙胺------diethylamine（4）Kariusreaction:將苯醌或萘醌類溶于石油醚中，加入乙二胺，可呈現(xiàn)各種不同顏色。蒽醌類無此反應(yīng)。乙二胺------ethyldiamine（4）Karius34藥粉酸水熱提酸水液

Et2O萃取萃取液加5%NaOH堿水液（顯紅色）醚層（變?yōu)闊o色）（5）Borntrager’sreaction:

羥基蒽醌類遇堿顯紅—紫紅色。

這是蒽醌類一個很重要的鑒別反應(yīng)?！ぁに幏鬯崴疅崽崴崴篍t2O萃取萃取液加5%NaOH堿水液（35（6）醋酸鎂反應(yīng)(Magnesiumacetatereaction)

羥基蒽醌和0.5%醋酸鎂的甲醇或乙醇液生成穩(wěn)定的橙紅色或紫色絡(luò)合物。

生成的顏色隨分子中羥基的位置而有所不同。

因此此反應(yīng)不僅作為蒽醌的一般定性檢查，而且可以提供羥基取代位置的線索，有利于結(jié)構(gòu)的推測。多用作

PPC、TLC顯色劑。（6）醋酸鎂反應(yīng)(Magnesiumacetatere36羥基蒽醌乙醇液點于濾紙上干燥噴0.5%醋酸鎂甲醇液90

℃加熱5min

顯色羥基蒽醌乙醇液點于濾紙上干燥噴0.5%醋酸鎂甲醇液90℃加37若母核只有a-OH或一個b-OH或兩個OH不在同一環(huán)

顯橙黃-橙色若一個a-OH，鄰-OH顯蘭、蘭紫色間--OH橙紅、紅色對--OH紫紅、紫色若母核只有a-OH或一個b-OH或兩個OH不在同一環(huán)38§3醌類化合物的提取分離§3醌類化合物的提取分離39醌類化合物因結(jié)構(gòu)及性質(zhì)具很大差異，在植物體內(nèi)的存在狀態(tài)也不同，故提取分離方法多樣。

一、一般醌類成分的提取分離1、有機溶劑提取法：A.將藥粉用有機溶劑提取，取液濃縮，可能析出結(jié)晶，再重結(jié)晶。B.游離形式蒽醌成分可用不同極性溶劑依次提取，溶劑極性由小到大，在提取過程中可得到初步分離。如極性較小的蒽醌如大黃酚、大黃素甲醚可被石油醚提出，而極性較大的多羥基蒽醌則需乙醇提出。醌類化合物因結(jié)構(gòu)及性質(zhì)具很大差異，在植物體內(nèi)的存在狀態(tài)也不同402、堿提酸沉法：適于具酚羥基的醌類成分。它們可溶于堿性水液中，加酸后又沉淀析出。

3、水蒸氣蒸餾法：適于分子量較小的苯醌及萘醌類。它們具揮發(fā)性，可隨水蒸氣蒸餾出來，同時可與不具揮發(fā)性的醌類分離

4、分離：多采用吸附層析。許多醌類色素在植物中含量不高，故需將CC與pre.TLC結(jié)合使用。2、堿提酸沉法：適于具酚羥基的醌類成分。它們可溶于堿性水液中41二、蒽醌類成分的提取分離：

NOTE：

羥基及含羧基蒽醌在植物體內(nèi)常以鹽的形式存在，提取時應(yīng)先酸化成游離狀態(tài)，再提取。二、蒽醌類成分的提取分離：

NOTE：羥基及含羧基蒽醌421、游離蒽醌衍生物的分離：常采用梯度PH萃取法。A．

由于蒽醌羥基位置、數(shù)目及羧基的有無，其酸度大小是有區(qū)別的，可分別溶于不同堿性的水液，故可采用梯度PH萃取法。此法為分離游離蒽衍生物的經(jīng)典方法，也為常用方法。5%NaHCO3液

含-COOH及兩個以上b-酚OH

5%Na2CO3液

含一個β-酚OH蒽醌類

1%NaOH液

含兩個a-酚OH蒽醌類

5%NaOH液

含一個a-酚OH蒽醌類1、游離蒽醌衍生物的分離：43B．

PH梯度萃取法對蒽衍生物進行初步分離，對性質(zhì)相似，酸性強弱相差不大的羥基蒽醌類則不能很好分離，故初分后再結(jié)合層析法進一步分離。

多用吸附柱層析，以硅膠、磷酸氫鈣、聚酰胺粉為吸附劑，不宜用氧化鋁，尤其是堿性氧化鋁，因為羥基蒽醌能與氧化鋁形成牢固螯合物，難以洗脫。B．PH梯度萃取法對蒽衍生物進行初步分離，對性質(zhì)相似，酸性442．游離蒽衍生物與蒽苷類的分離：根據(jù)它們的溶解性不同分離。苷元

極性小，難溶于水，易溶于乙醚、氯仿等有機溶劑。苷

極性大，溶于水，難溶于乙醚、氯仿等有機溶劑。2．游離蒽衍生物與蒽苷類的分離：453．

蒽醌苷類的分離：

常用層析法。

這類成分水溶性強，分離及精制工作都較為困難，層析前用鉛鹽法或溶劑法處理，得較純總苷后再進一步分離。

溶劑法是用中等極性的有機溶劑如乙酸乙酯、正丁醇等，從除去游離蒽醌衍生物的水溶液中，將蒽醌苷萃取出來，再作進一步分離。3．

蒽醌苷類的分離：

46溶劑法：虎杖浸膏的水溶液氯仿回流氯仿液

（含大黃素等游離蒽醌脂溶成分）水液EtOAc萃取EtOAc液（含大黃素苷等蒽醌苷極性成分）溶劑法：虎杖浸膏的水溶液氯仿回流氯仿液（含大黃素等水液E47鉛鹽法：中藥粉90%乙醇加熱提取提取液濃縮濃縮液氯仿（或乙醚、苯）萃取

氯仿液（游離蒽醌）加Pb(OAc)2液,過濾沉淀（Pb2S）水層濾液水洗,懸浮于水中,通H2S脫鉛過濾沉淀濾液蒽醌苷鉛鹽法：中藥粉90%乙醇加熱提取提取液濃縮濃縮液氯仿（或乙醚48§4結(jié)構(gòu)測定蒽醌類化合物的結(jié)構(gòu)研究，一般是在進行Borntrager反應(yīng)、乙酸鎂反應(yīng)初步確定為蒽醌化合物后，再依據(jù)光譜分析，同時輔以衍生物制備等經(jīng)典化學(xué)方法作出判斷。??§4結(jié)構(gòu)測定蒽醌類化合物的結(jié)構(gòu)研究，一般是在進行Bor49一、衍生物制備：

主要采用甲基化及乙?；苌锏闹苽?，用以判斷羥基的數(shù)目及位置。

1、甲基化反應(yīng)：甲基化反應(yīng)的難易及作用位置取決于結(jié)構(gòu)中-OH類型、化學(xué)環(huán)境及甲基化試劑的種類及反應(yīng)條件。

一、衍生物制備：

主要采用甲基化及乙?；苌锏闹苽?，用以50A.

–OH類型不同，化學(xué)環(huán)境不同，其甲基化反應(yīng)難易不同。R—OH<a-酚OH<b-酚OH<-COOH

難

易

-OH酸性越強，甲基化反應(yīng)越易進行。B．常用甲基化試劑：重氮甲烷（CH2N2）、碘甲烷（CH3I）、硫酸二甲酯[(CH3)2SO4]等。A.

–OH類型不同，化學(xué)環(huán)境不同，其甲基化反應(yīng)難易51

甲基化試劑的組成

反應(yīng)官能團

CH2N2/Et2O

β-酚OH、-COOH、-CHO

CH2N2/Et2O+MeOHβ-酚OH、-COOH、-CHO、兩個a-酚OH之一

(CH3)2SO4+K2CO3+丙酮

β-酚OH、a-酚OH

CH3I+Ag2O

所有的酚OH、-COOH、-CHO、醇OH

C.甲基化試劑和反應(yīng)官能團之間的關(guān)系：甲基化試劑的組成反應(yīng)官能團

β52因此，采用不同的甲基化試劑，按不同的反應(yīng)條件進行選擇性的甲基化反應(yīng)，可得到甲基化不同的衍生物，對衍生物作光譜分析，確定衍生物中甲氧基的數(shù)目、位置，便可推斷原來子中羥基的數(shù)目、位置。因此，采用不同的甲基化試劑，按不同的反應(yīng)條件進行選擇性的甲基53CH2N2/Et2OCH2N2/Et2O+MeOH(CH3)2SO4+K2CO3+丙酮CH3I+Ag2OCH2N2/Et2OCH2N2/Et2O+MeOH(CH3)542.乙?；磻?yīng)：乙?；磻?yīng)的難易及作用位置同樣取決于結(jié)構(gòu)中-OH類型、化學(xué)環(huán)境及乙?；噭┑姆N類及反應(yīng)條件。A.不同-OH的反應(yīng)難易：a-酚OHR-OH<<難易b-酚OHB.常用乙?；噭?

CH3COCl>(CH3CO)2O>CH3COOR>CH3COOH反應(yīng)能力強弱2.乙?；磻?yīng)：a-酚OHR-OH<<難易b-酚OHB.常用55

試劑組成

反應(yīng)條件

作用位置冰醋酸(加少量乙酰氯)

冷置R-OH

乙酐

短時間△長時間△R-OH,

b-酚OHR-OH,β-酚OH兩個a-酚OH之一

乙酐+硼酸

冷置R-OH,β-酚OH

乙酐+濃硫酸室溫放置過夜R-OH,β-酚OH,a-酚OH

乙酐+吡啶室溫放置過夜R-OH,a-及

β-酚OH,烯醇式OHC.乙酰化試劑和反應(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56Ac2O回流2minHOAc冷放Ac2O回流20minAc2O+H2SO4或Ac2O+吡啶Ac2O回流2minAc2O回流HOAc冷放Ac2O回流Ac2O+H2SO457主要有三個吸收峰：240nm強

285nm中強

400nm弱主要有四個吸收峰：257nm

由醌樣結(jié)構(gòu)引起

245nm251nm335nm

由苯樣結(jié)構(gòu)引起二.波譜分析：（一）UV:1.苯醌和萘醌：主要有三個吸收峰：240nm強主要有四個吸收峰：257n58苯甲?；Y(jié)構(gòu)（苯樣結(jié)構(gòu)）252nm322nm醌樣結(jié)構(gòu)

272nm405nm

２．蒽醌：苯甲?；Y(jié)構(gòu)（苯樣結(jié)構(gòu)）252nm醌樣結(jié)構(gòu)272nm２．59對于蒽醌類母核上多具羥基取代，對于羥基蒽醌類主要有五個吸收峰：

Ⅰ.230nm左右

與－OH有關(guān)．對推斷母核上酚羥基的數(shù)目很有意義．一般來說，酚－OH越多，吸收峰紅移越多，吸收峰波長越長．

Ⅱ.240nm—260nm由苯?；Y(jié)構(gòu)引起．對于蒽醌類母核上多具羥基取代，對于羥基蒽醌類主要有五個吸收峰60具有b-酚OH羥基不具有b-酚OH羥基Ⅲ．262nm----295nm------由醌樣結(jié)構(gòu)引起

與b

-酚OH有關(guān)．

主要標(biāo)志是吸收強度的增加．

b-酚OH可通過蒽醌母核向羰基供電，形成一系列共振結(jié)構(gòu)，電子躍遷很大，吸收強度與躍進距的平方成正比．

lgε＞4.1

lgε＜4.1具有b-酚OH羥基不具有b-酚OH羥基Ⅲ．262nm----61Ⅳ.305nm----389nm由苯?；Y(jié)構(gòu)引起

與苯環(huán)上供電基取代有關(guān)

α位－－-CH3,-OCH3,-OH取代，峰位紅移，強度降低

β位－－

-CH3,-OCH3,-OH取代，強度增加．Ⅳ.305nm----389nm由苯?；Y(jié)構(gòu)引起

62Ⅴ.>400nm---由醌樣結(jié)構(gòu)中的羰基引起與a-酚

OH有關(guān)

因為a-酚OH與羰基形成分子內(nèi)氫鍵，分散了羰基上的電子，從而使羰基具有更大的吸電子能力，故引起峰位變化．

a-酚OH越多，最大位移值紅移越多．Ⅴ.>400nm---由醌樣結(jié)構(gòu)中的羰基引起與a-酚63分子中由一個a-OH和羰基形成一個締合羰基，還存在一個正常羰基。因此有兩個羰基峰。正常者：1675-1647cm-1締合者：1637-1621cm-1

△ν：

24---38cm-1（二）IR:

１．具a-酚OH羥基蒽醌中羰基的吸收頻率：

a-酚OH可與羰基締合，從而使羰基的吸收波數(shù)降低，分以下幾種情況加以說明：

⑴分子中由一個a-OH和羰基形成一個締合羰基，還存在一個正常羰641,8-二OH有兩個a-OH和同一個羰基形成一個締合羰基，使得此羰基更向低波數(shù)移動，為1626-1616cm-1，

另一正常峰在1678-1661cm-1

△ν：40--57cm-1⑵1,8-二OH有兩個a-OH和同一個羰基形成一個締合羰基，⑵651,4-二OH1,5-二OH兩個羰基都分別和一個-OH成締合狀態(tài)，故只有一個單一的締合峰，1645-1608cm-1.⑶1,4-二OH1,5-二OH兩個羰基都分別和一個-OH成締661,4,5-三OH兩個羰基都成締合狀態(tài)，但其中一個與兩個-OH締合，波數(shù)更低，1616-1592cm-1.另一個與一個a-OH締合，羰基的伸縮振動頻率在1645-1608cm-1。⑷1,4,5-三OH兩個羰基都成締合狀態(tài)，但其中一個與兩個-O671,4,5,8-四OH兩個羰基分別與兩個a-OH締合，出現(xiàn)單一的低波數(shù)峰，在1592-1572cm-1，與C=C骨架振動頻率重疊，難以分辨。⑸1,4,5,8-四OH兩個羰基分別與兩個a-OH締合，出現(xiàn)單682.羥基蒽醌的羥基頻率：

（1）

a-OH與相鄰的羰基締合，其吸收頻率移至3150cm-1以下，多與不飽和C-H伸縮振動頻率相重疊。

（2）β-OH伸縮振動頻率在3600-3150cm-.

僅一個β-OH，3300-3390cm-.

兩個以上β-OH，3600-3150cm-.2.羥基蒽醌的羥基頻率：

（1）a-OH與相鄰的羰基締合69第四章

醌類化合物Quinones第四章醌類化合物70天然醌類主要有四種類型苯醌benzoquinones

萘醌naphthoquinones

菲醌phenanthraquinones

蒽醌anthraquinones

其中蒽醌及其衍生物的類型較多?！?結(jié)構(gòu)類型天然醌類主要有四種類型§1結(jié)構(gòu)類型71一、苯醌（benzoquinones）類是具有醌型結(jié)構(gòu)的最簡單化合物。按其結(jié)構(gòu)可分為鄰苯醌及對苯醌兩大類。鄰苯醌不穩(wěn)定，故天然存在的苯醌化合物多為對苯醌衍生物，其母核上常有-OH、-OCH3、-CH3等基團取代。一、苯醌（benzoquinones）類72鄰苯醌（

ortho-）天然苯醌類化合物多為黃色或橙黃色結(jié)晶體。對苯醌（

para-）鄰苯醌（ortho-）天然苯醌類化合物多為黃色或橙黃色結(jié)晶73[O][O]鄰苯醌和對苯醌均可由相應(yīng)的二元酚氧化制得。[O][O]鄰苯醌和對苯醌均可由相應(yīng)的二元酚氧化制得。742，6-二甲氧基苯醌信筒子醌苯醌類化合物具有一定的生物活性。

中藥鳳眼草的果實中得到的2，6-二甲氧基苯醌有抗菌作用；

白花酸藤果中得到的信筒子醌有驅(qū)腸內(nèi)寄生蟲作用。2，6-二甲氧基苯醌信筒子醌苯醌類化合物具有一定的生物活性。751113101234567812345678α(1,4)β(1,2)amphi(2,6)但目前從自然界得到的幾乎均為α-萘醌類。

二、萘醌（naphthoquinones）類

按理論，結(jié)構(gòu)上有α(1,4)，β(1,2)，amphi(2,6)三種類型萘醌。1245678910311113101234567812345678α(1,4)β(76α-萘醌類是黃色結(jié)晶，可升華，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚。

天然萘醌衍生物多為橙黃色或橙紅色結(jié)晶，個別為紫色結(jié)晶。

許多萘醌類有很明顯的生物活性。α-萘醌類是黃色結(jié)晶，可升華，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚。

77三色柿醌胡桃醌拉帕醌從熱帶柿科一植物中分得的三色柿醌為一橙紅色針晶，屬鄰醌衍生物，該植物在非洲曾用作治療麻風(fēng)病。胡桃醌、拉帕醌有抗癌活性。從中藥紫草中分得一系列萘醌類衍生物，有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用。三色柿醌胡桃醌拉帕醌從熱帶柿科一植物中分得的三色柿醌為一橙紅78維生素K1苜宿中的維生素K1是黃色粘稠狀油，熔點-20℃，加熱至100-200℃以上即被分解。K-Vitamin

是一類自然界存在的萘醌衍生物，基本結(jié)構(gòu)與VitaminK1相似，只是3位上的側(cè)鏈有長有短，由不同數(shù)目的異戊二烯組成。它的生物活性是興奮或促進能合成凝血酶原(phothrombin)的信使RNA形成，可促進血液凝固。該類屬于生物醌類的一種。維生素K1苜宿中的維生素K1是黃色粘稠狀油，熔點-20℃，加79三、菲醌(phenanthraquinones)類

天然菲醌衍生物主要包括鄰醌及對醌兩大類。

唇形科植物丹參具有活血化瘀、消炎抗菌、抗腫瘤、擴張血管等多種作用，近幾十年來，中日學(xué)者深入研究，從中得到了幾十種菲醌衍生物。三、菲醌(phenanthraquinones)類

天然菲80丹參酮ⅡA丹參新醌丙丹參酮ⅡA有增加冠流量的作用，由其制得的丹參酮ⅡA磺酸鈉注射液已投入生產(chǎn)，臨床上可治療冠心病、心梗等。丹參酮ⅡA丹參新醌丙丹參酮ⅡA有增加冠流量的作用，由其制得的81這一類具有菲醌母核的化合物，于生物合成上可能來源于二萜類，故常稱其為二萜醌類成分。

由于其生理活性多樣、顯著，有抗腫瘤活性，近年來成為各國學(xué)者研究的焦點。由于植物親源關(guān)系，唇形科鼠尾草植物含二萜醌類成分較多，故報道較多。

這類菲醌成分是一類醌性色素，多為橙色、紅色、棕紅色結(jié)晶，也有黃色結(jié)晶。在提取分離中不需要顯色，可直接根據(jù)色帶收集。這一類具有菲醌母核的化合物，于生物合成上可能來源于二萜類，故82123456789101，4，5，8—

α位2，3，6，7—β位

9，10—

meso位四、蒽醌(anthraquinones)類

蒽醌類成分包括蒽醌衍生物及其不同還原程度的產(chǎn)物，如：氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、二蒽酮。123456789101，4，5，8—α位2，3，6，783[H][O][H][O]蒽醌氧化蒽酚蒽酮蒽酚[H][O][H][O]蒽醌氧化蒽酚蒽酮蒽酚841、蒽醌衍生物

天然蒽醌有1，2-蒽醌、1，4-蒽醌、9，10-蒽醌，但由于C9、C10位氧化產(chǎn)物較為穩(wěn)定，故9，10-蒽醌最為常見。

多數(shù)蒽醌母核上有不同數(shù)目的羥基取代，其中以二元羥基為多。1、蒽醌衍生物

天然蒽醌有1，2-蒽醌、1，4-蒽醌、9，85大黃素根據(jù)羥基在蒽醌母核上的位置不同，可將羥基蒽醌分為兩大類：

（1）大黃素型（Emodin）羥基分布于兩側(cè)苯環(huán)上，多呈棕黃色。

大黃中的主要蒽醌衍生物多屬于大黃素型。大黃素根據(jù)羥基在蒽醌母核上的位置不同，可將羥基蒽醌分為兩大類86茜草素（2）茜草素型(Alizarin)羥基分布于一側(cè)苯環(huán)上，多呈橙色-橙紅色。茜草素（2）茜草素型(Alizarin)羥基分布于一側(cè)苯環(huán)上87Sn,Hcl還原蒽酚蒽酮2、蒽酚和蒽酮衍生物

蒽醌在酸性條件下還原生成蒽酚及互變異構(gòu)體蒽酮。Sn,Hcl還原蒽酚蒽酮2、蒽酚和蒽酮衍生物

蒽醌在酸性條88NOTE：蒽酚及蒽酮類一般只在存于新鮮植物中，存放期間易被氧化，生成蒽醌類。蒽酚的中位羥基與糖縮合成苷后，則難以被氧化，較穩(wěn)定，因為形成的苷只有被水解除去糖才易被氧化而轉(zhuǎn)變?yōu)檩祯苌?。而苷的水解是需要一定條件的。羥基蒽酚抑菌作用較強，可治療疥癬之類皮膚病。NOTE：89SennosideA3.二蒽酮類：由兩分子蒽酮脫去一分子氫而成。根據(jù)連接部位不同，有中位連接及α位連接二蒽酮之分。（1）中位(meso-)連接：如有瀉下作用的中藥番瀉葉中的番瀉苷ASennosideA3.二蒽酮類：90NOTE：

C10-C10,鍵容易水解而斷裂，生成較穩(wěn)定的蒽酮游離基，繼而氧化成蒽醌類化合物。

一般隨著植物原料儲存時間延長，二蒽酮類含量下降，單蒽酮類含量上升。.水解[O]大黃酸NOTE：

C10-C10,鍵容易水解而斷裂，生成較穩(wěn)定的蒽91（2)α-位連接二蒽酮類：C1-C1,或C4-C4,

醌類成分容易被還原為二元酚類衍生物，后者再被氧化又容易轉(zhuǎn)變?yōu)轷?，所以它們起到了電子傳?dǎo)的作用，加之它們是新陳代謝的產(chǎn)物，容易參與生物的生化反應(yīng)，從而促進或干擾了某些生化反應(yīng)，從而表現(xiàn)出多種生物活性（抗菌、抗癌、抗病毒、凝血、生物氧化反應(yīng)中輔酶）。（2)α-位連接二蒽酮類：C1-C1,或C4-C4,

醌92§2理化性質(zhì)及呈色反應(yīng)§2理化性質(zhì)及呈色反應(yīng)93一．物理性質(zhì)：1．

性狀：植物中存在的醌類衍生物是一類醌類色素，故多為有色晶體。隨著酚-OH等助色團引入越多，顏色越深。苯醌、萘醌、菲醌多以游離狀態(tài)存在游離形式多為完好結(jié)晶結(jié)合成苷則難以得到完好結(jié)晶，多呈粉末狀一．物理性質(zhì)：942．

升華性：游離醌類多具有升華性。即常壓下加熱可升華而不分解，一般來說其升華溫度隨酸性增強而升高。3．

揮發(fā)性：小分子苯醌及萘醌具揮發(fā)性，可隨水蒸氣蒸餾。4．

溶解度：游離醌：溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有機溶劑，難溶于水。醌苷類：易溶于甲醇、乙醇，溶于熱水，不溶于乙醚、苯、氯仿。2．

升華性：游離醌類多具有升華性。即常壓下加熱可升華而不955．

光穩(wěn)定性：有些醌類對光不穩(wěn)定，曾對丹參酮ⅡA等8種丹參酮作光的穩(wěn)定性實驗表明，各種丹參酮經(jīng)光照射后均有損失，且隱丹參酮分解為兩個小峰，而避光保存者峰面積基本不變，故對醌類色素的處理應(yīng)盡量避光。5．

光穩(wěn)定性：96二．

化學(xué)性質(zhì)與呈色反應(yīng)：1．

酸性：醌類化合物多具酚羥基或羧基，故多具有酸性。其酸性的強弱取決于是否有羧基及酚羥基的數(shù)目、位置。溶于5%NaHCO3βα溶于5%Na2CO3溶于5%NaOH二．

化學(xué)性質(zhì)與呈色反應(yīng)：溶于5%NaHCO3βα溶于5%97含-COOH或兩個以上β-酚羥基

溶于5%NaHCO3

含一個β-酚羥基

溶于5%Na2CO3

含兩個以上α-酚羥基

溶于1%NaOH

含一個α-酚羥基

溶于5%NaOH

因此對蒽醌類成分的提取分離，常用梯度pH萃取法，用不同堿液提取。含-COOH或兩個以上β-酚羥基溶于5%NaH98醛及鄰二硝基苯紫色化合物2．

顏色反應(yīng)：

（1）

Feiglreaction:

醌類衍生物在堿性條件下加熱能迅速與醛類及鄰二硝基苯反應(yīng)生成紫色化合物。在這個反應(yīng)中醌類在反應(yīng)前后并無變化，只起傳遞電子的作用。醌類OH-醛及鄰二硝基苯紫色化合物醛及鄰二硝基苯紫色化合物2．

顏色反應(yīng)：

（1）

99+2HCHO+OH-+2HCOO-++紫色OH-+2HCHO+OH-+2HCOO-++紫色OH-100（2）無色亞甲蘭顯色試驗：醌類衍生物層析展開后，噴以無色亞甲蘭溶液，若出現(xiàn)蘭色斑點可能含苯醌或萘醌不顯色不顯色可能含蒽醌（2）無色亞甲蘭顯色試驗：101（3）與活性次甲基試劑的反應(yīng)

（Kesting-Cravenreaction）

對于醌環(huán)尚未完全取代的苯醌或萘醌，可在氨的堿性環(huán)境中與活性次甲基試劑（乙酰醋酸酯、丙二酸酯、丙二腈等）的溶液反應(yīng)，生成蘭綠或蘭紫色。蒽醌類無此反應(yīng)。萘醌苯環(huán)上有羥基取代時，此反應(yīng)受抑制。（3）與活性次甲基試劑的反應(yīng)

（Kesting-C102乙二胺------ethyldiamine二乙胺------diethylamine（4）Kariusreaction:將苯醌或萘醌類溶于石油醚中，加入乙二胺，可呈現(xiàn)各種不同顏色。蒽醌類無此反應(yīng)。乙二胺------ethyldiamine（4）Karius103藥粉酸水熱提酸水液

Et2O萃取萃取液加5%NaOH堿水液（顯紅色）醚層（變?yōu)闊o色）（5）Borntrager’sreaction:

羥基蒽醌類遇堿顯紅—紫紅色。

這是蒽醌類一個很重要的鑒別反應(yīng)。··藥粉酸水熱提酸水液Et2O萃取萃取液加5%NaOH堿水液（104（6）醋酸鎂反應(yīng)(Magnesiumacetatereaction)

羥基蒽醌和0.5%醋酸鎂的甲醇或乙醇液生成穩(wěn)定的橙紅色或紫色絡(luò)合物。

生成的顏色隨分子中羥基的位置而有所不同。

因此此反應(yīng)不僅作為蒽醌的一般定性檢查，而且可以提供羥基取代位置的線索，有利于結(jié)構(gòu)的推測。多用作

PPC、TLC顯色劑。（6）醋酸鎂反應(yīng)(Magnesiumacetatere105羥基蒽醌乙醇液點于濾紙上干燥噴0.5%醋酸鎂甲醇液90

℃加熱5min

顯色羥基蒽醌乙醇液點于濾紙上干燥噴0.5%醋酸鎂甲醇液90℃加106若母核只有a-OH或一個b-OH或兩個OH不在同一環(huán)

顯橙黃-橙色若一個a-OH，鄰-OH顯蘭、蘭紫色間--OH橙紅、紅色對--OH紫紅、紫色若母核只有a-OH或一個b-OH或兩個OH不在同一環(huán)107§3醌類化合物的提取分離§3醌類化合物的提取分離108醌類化合物因結(jié)構(gòu)及性質(zhì)具很大差異，在植物體內(nèi)的存在狀態(tài)也不同，故提取分離方法多樣。

一、一般醌類成分的提取分離1、有機溶劑提取法：A.將藥粉用有機溶劑提取，取液濃縮，可能析出結(jié)晶，再重結(jié)晶。B.游離形式蒽醌成分可用不同極性溶劑依次提取，溶劑極性由小到大，在提取過程中可得到初步分離。如極性較小的蒽醌如大黃酚、大黃素甲醚可被石油醚提出，而極性較大的多羥基蒽醌則需乙醇提出。醌類化合物因結(jié)構(gòu)及性質(zhì)具很大差異，在植物體內(nèi)的存在狀態(tài)也不同1092、堿提酸沉法：適于具酚羥基的醌類成分。它們可溶于堿性水液中，加酸后又沉淀析出。

3、水蒸氣蒸餾法：適于分子量較小的苯醌及萘醌類。它們具揮發(fā)性，可隨水蒸氣蒸餾出來，同時可與不具揮發(fā)性的醌類分離

4、分離：多采用吸附層析。許多醌類色素在植物中含量不高，故需將CC與pre.TLC結(jié)合使用。2、堿提酸沉法：適于具酚羥基的醌類成分。它們可溶于堿性水液中110二、蒽醌類成分的提取分離：

NOTE：

羥基及含羧基蒽醌在植物體內(nèi)常以鹽的形式存在，提取時應(yīng)先酸化成游離狀態(tài)，再提取。二、蒽醌類成分的提取分離：

NOTE：羥基及含羧基蒽醌1111、游離蒽醌衍生物的分離：常采用梯度PH萃取法。A．

由于蒽醌羥基位置、數(shù)目及羧基的有無，其酸度大小是有區(qū)別的，可分別溶于不同堿性的水液，故可采用梯度PH萃取法。此法為分離游離蒽衍生物的經(jīng)典方法，也為常用方法。5%NaHCO3液

含-COOH及兩個以上b-酚OH

5%Na2CO3液

含一個β-酚OH蒽醌類

1%NaOH液

含兩個a-酚OH蒽醌類

5%NaOH液

含一個a-酚OH蒽醌類1、游離蒽醌衍生物的分離：112B．

PH梯度萃取法對蒽衍生物進行初步分離，對性質(zhì)相似，酸性強弱相差不大的羥基蒽醌類則不能很好分離，故初分后再結(jié)合層析法進一步分離。

多用吸附柱層析，以硅膠、磷酸氫鈣、聚酰胺粉為吸附劑，不宜用氧化鋁，尤其是堿性氧化鋁，因為羥基蒽醌能與氧化鋁形成牢固螯合物，難以洗脫。B．PH梯度萃取法對蒽衍生物進行初步分離，對性質(zhì)相似，酸性1132．游離蒽衍生物與蒽苷類的分離：根據(jù)它們的溶解性不同分離。苷元

極性小，難溶于水，易溶于乙醚、氯仿等有機溶劑。苷

極性大，溶于水，難溶于乙醚、氯仿等有機溶劑。2．游離蒽衍生物與蒽苷類的分離：1143．

蒽醌苷類的分離：

常用層析法。

這類成分水溶性強，分離及精制工作都較為困難，層析前用鉛鹽法或溶劑法處理，得較純總苷后再進一步分離。

溶劑法是用中等極性的有機溶劑如乙酸乙酯、正丁醇等，從除去游離蒽醌衍生物的水溶液中，將蒽醌苷萃取出來，再作進一步分離。3．

蒽醌苷類的分離：

115溶劑法：虎杖浸膏的水溶液氯仿回流氯仿液

（含大黃素等游離蒽醌脂溶成分）水液EtOAc萃取EtOAc液（含大黃素苷等蒽醌苷極性成分）溶劑法：虎杖浸膏的水溶液氯仿回流氯仿液（含大黃素等水液E116鉛鹽法：中藥粉90%乙醇加熱提取提取液濃縮濃縮液氯仿（或乙醚、苯）萃取

氯仿液（游離蒽醌）加Pb(OAc)2液,過濾沉淀（Pb2S）水層濾液水洗,懸浮于水中,通H2S脫鉛過濾沉淀濾液蒽醌苷鉛鹽法：中藥粉90%乙醇加熱提取提取液濃縮濃縮液氯仿（或乙醚117§4結(jié)構(gòu)測定蒽醌類化合物的結(jié)構(gòu)研究，一般是在進行Borntrager反應(yīng)、乙酸鎂反應(yīng)初步確定為蒽醌化合物后，再依據(jù)光譜分析，同時輔以衍生物制備等經(jīng)典化學(xué)方法作出判斷。??§4結(jié)構(gòu)測定蒽醌類化合物的結(jié)構(gòu)研究，一般是在進行Bor118一、衍生物制備：

主要采用甲基化及乙?；苌锏闹苽?，用以判斷羥基的數(shù)目及位置。

1、甲基化反應(yīng)：甲基化反應(yīng)的難易及作用位置取決于結(jié)構(gòu)中-OH類型、化學(xué)環(huán)境及甲基化試劑的種類及反應(yīng)條件。

一、衍生物制備：

主要采用甲基化及乙酰化衍生物的制備，用以119A.

–OH類型不同，化學(xué)環(huán)境不同，其甲基化反應(yīng)難易不同。R—OH<a-酚OH<b-酚OH<-COOH

難

易

-OH酸性越強，甲基化反應(yīng)越易進行。B．常用甲基化試劑：重氮甲烷（CH2N2）、碘甲烷（CH3I）、硫酸二甲酯[(CH3)2SO4]等。A.

–OH類型不同，化學(xué)環(huán)境不同，其甲基化反應(yīng)難易120

甲基化試劑的組成

反應(yīng)官能團

CH2N2/Et2O

β-酚OH、-COOH、-CHO

CH2N2/Et2O+MeOHβ-酚OH、-COOH、-CHO、兩個a-酚OH之一

(CH3)2SO4+K2CO3+丙酮

β-酚OH、a-酚OH

CH3I+Ag2O

所有的酚OH、-COOH、-CHO、醇OH

C.甲基化試劑和反應(yīng)官能團之間的關(guān)系：甲基化試劑的組成反應(yīng)官能團

β121因此，采用不同的甲基化試劑，按不同的反應(yīng)條件進行選擇性的甲基化反應(yīng)，可得到甲基化不同的衍生物，對衍生物作光譜分析，確定衍生物中甲氧基的數(shù)目、位置，便可推斷原來子中羥基的數(shù)目、位置。因此，采用不同的甲基化試劑，按不同的反應(yīng)條件進行選擇性的甲基122CH2N2/Et2OCH2N2/Et2O+MeOH(CH3)2SO4+K2CO3+丙酮CH3I+Ag2OCH2N2/Et2OCH2N2/Et2O+MeOH(CH3)1232.乙?；磻?yīng)：乙?；磻?yīng)的難易及作用位置同樣取決于結(jié)構(gòu)中-OH類型、化學(xué)環(huán)境及乙?；噭┑姆N類及反應(yīng)條件。A.不同-OH的反應(yīng)難易：a-酚OHR-OH<<難易b-酚OHB.常用乙酰化試劑:

CH3COCl>(CH3CO)2O>CH3COOR>CH3COOH反應(yīng)能力強弱2.乙?；磻?yīng)：a-酚OHR-OH<<難易b-酚OHB.常用124

試劑組成

反應(yīng)條件

作用位置冰醋酸(加少量乙酰氯)

冷置R-OH

乙酐

短時間△長時間△R-OH,

b-酚OHR-OH,β-酚OH兩個a-酚OH之一

乙酐+硼酸

冷置R-OH,β-酚OH

乙酐+濃硫酸室溫放置過夜R-OH,β-酚OH,a-酚OH

乙酐+吡啶室溫放置過夜R-OH,a-及

β-酚OH,烯醇式OHC.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125Ac2O回流2minHOAc冷放Ac2O回流20minAc2O+H2SO4或Ac2O+吡啶Ac2O回流2minAc2O回流HOAc冷