項目四醌類化合物

中藥化學(xué)技術(shù)2項目四醌類化合物3第一節(jié)

概述

一、分類

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。在中藥中以蒽醌及其衍生物尤為重要。二、植物分布

醌類在植物中的分布非常廣泛。

1、蓼科的大黃、何首烏、虎杖。

2、茜草科的茜草

3.豆科的決明子、番瀉葉。

4.鼠李科的鼠李。

5.百合科的蘆薈。

6.唇形科的丹參

7.紫草科的紫草。醌類在一些低等植物中也有存在。

4番瀉葉5丹參圖片6紫草圖片78

三、生物活性

醌類化合物的生物活性是多方面的。

1.致瀉作用（番瀉葉中的番瀉苷類化合物）

2.抗菌作用（大黃中游離的羥基蒽醌類化合物）

3.止血作用（茜草中的茜草素類成分）

4.擴張冠狀動脈的作用，用于治療冠心病、心肌梗死等（丹參中丹參醌類）

5.其他作用（驅(qū)蟲、解痙、利尿、利膽、鎮(zhèn)咳、平喘等）大黃圖片9例：中草藥水煎液有顯著瀉下作用，可能含有A.香豆素B.蒽醌苷C.黃酮苷D.皂苷E.強心苷1011第二節(jié)醌類化合物的結(jié)構(gòu)與分類

一、苯醌類

苯醌類（benzoquinones）化合物分為鄰苯醌和對苯醌兩大類。鄰苯醌結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，故天然存在的苯醌化合物多數(shù)為對苯醌的衍生物。對苯醌

鄰苯醌

12鳳眼草白花酸藤果二、萘醌類

萘醌類（naphthoquinones）化合物分為α（1，4）、β（1，2）及amphi（2，6）三種類型。但天然存在的大多為α-萘醌類衍生物，它們多為橙色或橙紅色結(jié)晶，少數(shù)呈紫色。

α-（1，4）萘醌β-（1，2）萘醌amphi-（2，6）萘醌1314紫草素紫草15三、菲醌類天然菲醌分為鄰醌及對醌兩種類型。例如從中藥丹參根中分得到的多種菲醌衍生物

，均屬于鄰菲醌類和對菲醌類化合物。

鄰菲醌 對菲醌舉例：丹參中丹參醌類化合物16丹參171,4,5,8位為α位2,3,6,7位為β位9,10位為meso位，又叫中位四、蒽醌類（重點掌握）

按母核的結(jié)構(gòu)分為單蒽核及雙蒽核兩大類。（一）單蒽核類

1．蒽醌及其苷類

天然蒽醌以9,10-蒽醌最為常見，由于整個分子形成一共軛體系，C9、C10又處于最高氧化水平，比較穩(wěn)定.

天然存在的蒽醌類化合物在蒽醌母核上常有羥基、羥甲基、甲基、甲氧基和羧基取代。它們以游離形式或與糖結(jié)合成苷的形式存在于植物體內(nèi)。蒽醌苷大多為氧苷，但有的化合物為碳苷，如蘆薈苷。根據(jù)羥基在蒽醌母核上的分布情況，可將羥基蒽醌衍生物分為兩種類型。

1819大黃酚（chrysophanol） R1=CH3R2=H大黃素（emodin） R1=CH3

R2=OH大黃素甲醚（physcion） R1=CH3 R2=OCH3蘆薈大黃素（aloe-emodin） R1=H

R2=CH2OH大黃酸（rhein） R1=H

R2=COOH（1）大黃素型

羥基分布在兩側(cè)的苯環(huán)上，多數(shù)化合物呈黃色。例如大黃中的主要蒽醌成分多屬于這一類型。

（必須掌握下面五個結(jié)構(gòu)式）比較這幾個結(jié)構(gòu)式的極性大小。

20茜草素（alizarin）

R1=OH

R2=HR3=H羥基茜草素（purpurin）

R1=OH

R2=HR3=OH偽羥基茜草素（pseudopurpurin）R1=OH

R2=COOH

R3=OH（2）茜草素型

羥基分布在一側(cè)的苯環(huán)上，此類化合物顏色較深，多為橙黃色至橙紅色。例如茜草中的茜草素等化合物即屬此型。例：大黃素型蒽醌母核上的羥基分布情況是（）A．一個苯環(huán)的β-位B．苯環(huán)的β-位C．在兩個苯環(huán)的α或β位D．一個苯環(huán)的α或β位E．在醌環(huán)上21222．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

蒽酚（或蒽酮）的羥基衍生物常以游離狀態(tài)或結(jié)合狀態(tài)與相應(yīng)的羥基蒽醌共存于植物中。蒽酚（或蒽酮）衍生物一般存在于新鮮植物中。新鮮大黃經(jīng)兩年以上貯存則檢識不到蒽酚。如果蒽酚衍生物的meso位羥基與糖縮合成苷，則性質(zhì)比較穩(wěn)定，只有經(jīng)過水解除去糖才能易于被氧化轉(zhuǎn)變成蒽醌衍生物。2324（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。其結(jié)合方式多為C10-C10′，也有其它位置連結(jié)。例如大黃及番瀉葉中致瀉的主要有效成分番瀉苷A、B、C、D等皆為二蒽酮衍生物。（認識這幾個番瀉苷的結(jié)構(gòu)式）

25番瀉苷A（sennosideA）的苷元A是2分子的大黃酸蒽酮通過C10-C10′相互結(jié)合成的二蒽酮類衍生物。其C10-C10′為反式連接。番瀉苷B是番瀉苷A的異構(gòu)體，水解和番瀉苷元B（sennidinB），其C10-C10′為順式連接。番瀉苷C是1分子大黃酸蒽酮與1分子蘆薈大黃素蒽酮通過C10-C10′反式連接而形成的二蒽酮二葡萄糖苷。番瀉苷D為番瀉苷C的異構(gòu)體，其C10-C10′為順式連接。四者水解均后生成2分子葡萄糖。2627

番瀉苷A 番瀉苷B

番瀉苷C 番瀉苷D

282．二蒽醌類

蒽醌類脫氫縮合或二蒽酮類氧化均可形成二蒽醌類。天然二蒽醌類化合物中的兩個蒽醌環(huán)都是相同而對稱的，由于空間位阻的相互排斥，故兩個蒽環(huán)呈反向排列，如：

天精（skyrin）山扁豆雙醌（cassiamine）29

3．去氫二蒽酮類

中位二蒽酮再脫去1分子氫即進一步氧化，兩環(huán)之間以雙鍵相連者稱為去氫二蒽酮。此類化合物顏色多呈暗紫紅色。其羥基衍生物存在于自然界中，如金絲桃屬植物。

4．日照蒽酮類

去氫二蒽酮進一步氧化，α與α′位相連組成一新六元環(huán)，其多羥基衍生物也存在于金絲桃屬植物中。5．中位萘駢二蒽酮類

這一類化合物是天然蒽衍生物中具有最高氧化水平的結(jié)構(gòu)形式，也是天然產(chǎn)物中高度。30稠合的多元環(huán)系統(tǒng)之一（含8個環(huán)）。如金絲桃素（hypericin）為萘駢二蒽酮衍生物，存在于金絲桃屬某些植物中，具有抑制中樞神經(jīng)及抗病毒的作用。

去氫二蒽酮日照蒽酮金絲桃素

31一、物理性質(zhì)

顏色：天然醌類化合物多為有色結(jié)晶，其顏色與母核上酚羥基等助色團的數(shù)量有關(guān)。如果無酚-OH，則近乎于無色，隨著酚羥基等助色團的引入將表現(xiàn)出顏色，而且助色團越多，顏色就越深，如：黃、紅、橙、紫紅等。

二、醌類化合物的理化性質(zhì)32存在狀態(tài)：苯醌、萘醌——多以游離狀態(tài)存在；蒽醌類——往往結(jié)合成苷而存在于植物中，因極性較大難以得到結(jié)晶，多為無定形粉末。熒光：不同pH條件下顯不同的顏色如：OH-中性H+

紫草蘭

紫紅大黃紅黃33升華性游離的醌類多具有升華性。小分子的苯醌、萘醌類具有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾，可據(jù)此進行提取、精制工作溶解度

H2OMeOHEtOHEt2OCHCl3游離醌-++++成苷+（熱）++--

有些醌類對光不穩(wěn)定，故操作時應(yīng)避光。34二、化學(xué)性質(zhì)

1.酸性①醌類多具有Ar-OH的存在，故顯酸性，易溶于堿水中，加酸酸化時又可重新沉淀析出（用于醌類成分的堿提酸沉）。②分子中Ar-OH的數(shù)目、位置不同，酸性強弱則有差異。3536

在β-羥基蒽醌中，羥基受羰基吸電子的影響，羥基上氧原子電子密度降低，故質(zhì)子解離度增高，酸性較強，可溶解于Na2CO3水溶液中。在α-羥基蒽醌中，由于羥基上的H與相鄰羰基形成分子內(nèi)氫鍵，降低了質(zhì)子的解離度，故酸性很弱，只能溶解于強堿NaOH溶液中。③以游離蒽醌類衍生物為例，酸性強弱將按下列順序排列：

含-COOH>2個以上β-OH>1個β-OH>

2個α-OH

>

1個α-OH

5%NaHCO3

5%Na2CO3

1%NaOH

5%NaOH根據(jù)醌酸性強弱的差別，可用pH梯度法對醌類成分進行提取分離。37例：下列游離蒽醌衍生物酸性最弱的是（）38

例：

總游離蒽醌的醚溶液，用冷5%Na2CO3水溶液萃取可得到（）A．帶1個α-羥基蒽醌B．有1個β-羥基蒽醌C．有2個α-羥基蒽醌D．1，8二羥基蒽醌E．含有醇羥基蒽醌39例：從下列總蒽醌的乙醚溶液中，用冷的5%Na2CO3水溶液萃取，堿水層的成分是（）40例：從下列總蒽醌的乙醚溶液中，用5％NaHCO3水溶液萃取，堿水層的成分是41（二）堿性醌類結(jié)構(gòu)中羰基的氧原子有微弱的堿性，可與強酸形成烊鹽。如蒽醌類衍生物能溶于濃硫酸或濃鹽酸，伴有顏色的改變。422.顏色反應(yīng)此類反應(yīng)主要取決于醌類氧化還原性質(zhì)及分子中存在的酚-OH的性質(zhì)。（1）Feigl反應(yīng)（菲格爾）——醌類氧化還原過程醌類衍生物在OH-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。4344

從上述反應(yīng)中可知，在反應(yīng)中醌類僅起傳遞電子的媒介作用，醌類成分含量越高，反應(yīng)速度也越快。45試驗（2）無色亞甲藍顯色試驗無色亞甲藍溶液用于PC及TLC作為噴霧劑，能檢出苯醌及萘醌，樣品在白色背景上呈現(xiàn)藍色斑點出現(xiàn)，而蒽醌類物質(zhì)則呈陰性反應(yīng)，籍此可區(qū)別。（3）堿性條件下的顯色反應(yīng)羥基蒽醌及其苷類在堿性溶液中發(fā)生顏色改變，多呈紅至紫紅色。4647

羥基蒽醌以及具有游離酚羥基的蒽醌苷均可呈色。蒽酚、蒽酮、二蒽酮類經(jīng)過氧化形成羥基蒽醌類化合物后才能呈色。（4）與活性次甲基試劑反應(yīng)（Kesting-Craven法）

當(dāng)苯醌及萘醌類化合物的醌環(huán)上有未被取代的位置時，即可在堿性下與一些含有活性次甲基試劑（如：丙二酸酯、乙酰醋酸酯等）的醇溶液反應(yīng)，生成藍綠色或藍紫色。如萘醌的醌環(huán)上有羥基取代，則本反應(yīng)受到抑制；蒽醌類化合物因醌環(huán)兩側(cè)均有苯環(huán)，無法發(fā)生kesting-Craven反應(yīng)。故能以本反應(yīng)區(qū)別苯醌（萘醌）類與蒽醌類化合物。48（5）與金屬離子反應(yīng)在蒽醌類化合物結(jié)構(gòu)中，如果有α-酚羥基或具有鄰二酚羥基時，則可與Pb2+、Mg2+等金屬離子形成有色絡(luò)合物。不同結(jié)構(gòu)蒽醌類化合物與醋酸鎂形成的絡(luò)合物，具有不同的顏色，可用于羥基位置的確定。4950（鄰位有-OH）（間位有-OH）

（對位有-OH）例：羥基蒽醌對Mg(Ac)2呈藍～藍紫色的是（）A．1，8-二羥基蒽醌B．1，4-二羥基蒽醌C．1，2-二羥基蒽醌D．1，6，8-三羥基蒽醌E．1，5-二羥基蒽醌51例：專用于鑒別苯醌和萘醌的反應(yīng)是（）A．菲格爾反應(yīng)B．無色亞甲藍試驗C．活性次甲基反應(yīng)D．醋酸鎂反應(yīng)E．對亞硝基二甲基苯胺反應(yīng)52例：能與堿液發(fā)生反應(yīng)，生成紅色化合物的是（）A.羥基蒽酮類B.蒽酮類C.羥基蒽醌類D.二蒽酮類E.羥基蒽酚類53(6)對亞硝基二甲基苯胺反應(yīng)：

羥基蒽酮類化合物易與對亞硝基二甲基苯胺反應(yīng)形成有色化合物?？沙首霞t、綠色、藍色等。54

例：某成分做顯色反應(yīng)，結(jié)果為：溶于Na2CO3溶液顯紅色.與醋酸鎂反應(yīng)顯橙紅色.與α-萘酚-濃硫酸反應(yīng)不產(chǎn)生紫色環(huán)，在NaHCO3中不溶解。此成分為()55ABCD化學(xué)鑒別題56ABCDEF下列蒽醌用硅膠薄層色譜分離，用苯-醋酸乙酯（3︰1）展開后，Rf值最大的為（）57一、醌類化合物的提取1.有機溶劑提取法：天然苯醌和萘醌多呈游離狀態(tài)極性較小，多用氯仿、苯等親脂性有機溶劑提取。醌類成苷后，極性增大，難溶于親脂性有機溶劑中，易溶于甲醇、乙醇第三節(jié)醌類化合物的提取與分離58

實驗室操作中，一般選用甲醇或乙醇作為提取溶劑，把不同類型的醌類成分提取出來，濃縮后再一次采用有機溶劑進行提取分離。59

二、堿提酸沉法：對于含有酚羥基、羧基顯酸性的醌類化合物可用堿液進行提取，再酸化使其沉淀析出。

60三、水蒸氣蒸餾法：用于具揮發(fā)性的小分子苯醌及萘醌類化合物的提取。四、其他方法。超臨界流體萃取超聲波提取61

例：某中藥粉末0.5g置試管中，加入稀硫酸10ml,于水浴中加熱至沸后10分鐘，放冷后，加入2ml乙醚振搖，則醚層顯黃色，分出醚層加0.5%NaOH水溶液振搖，水層顯紅色，而醚層退至無色，試問：①該藥材可能含有哪類成分？②為何加酸加熱煮沸？③堿水層為何顯紅色？62一、游離蒽醌及蒽醌苷類的分離：可將醇提液濃縮后的混合物在氯仿-水、乙醚-水兩相溶劑中進行液液萃取，苷元極性小，易溶于有機溶劑層，而苷極性大，則留在水層里。二、醌類化合物的分離63二、游離蒽醌的分離：1、梯度pH萃取法：通常多采用梯度pH萃取法。梯度pH萃取法：是分離游離蒽醌衍生物的經(jīng)典方法。根據(jù)蒽醌的α與β位羥基酸性差異及羧基的有無，使用不同堿液（5％NaHCO3、5％Na2CO3、1％NaOH、5％NaOH）依次從有機溶劑中萃取蒽醌類成分，再分別酸化堿液，蒽醌類成分即可析出沉淀。

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例：

比較下列蒽醌的酸性強弱，并利用酸性的差異分離他們，寫出流程。A.1，4，7-三羥基蒽醌B.1，5-