醌類化合物-PPT課件

1、第四章 醌類化合物 Quinones 目的與要求1、熟悉醌類化合物的定義；2、掌握醌類化合物的結(jié)構(gòu)特征及其分類；3、掌握醌類化合物的結(jié)構(gòu)類型和理化性質(zhì)；4、熟悉醌類化合物的提取分離方法、波譜學(xué)特征；5、了解醌類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定及生理活性；苯醌萘醌蒽醌菲醌什么是醌類化合物？一類特殊的環(huán)狀不飽和二酮稱為醌類化合物；具有醌型結(jié)構(gòu)的化合物大多具有不同顏色；醌類化合物普遍存在于色素、染料和指示劑化合物中，醌類化合物不是芳香族化合物，但根據(jù)其骨架可分為：苯醌、萘醌、蒽醌、菲醌等。醌類分子中都具有（對醌式）或（鄰醌式）的結(jié)構(gòu)單位，這樣的結(jié)構(gòu)叫醌型結(jié)構(gòu)。研究概況 醌類化合物包括蒽醌及其不同的還原產(chǎn)物，是許多中

2、藥如大黃、首烏、虎杖等的有效成分，也是一類重要的天然色素。 目前的研究已發(fā)現(xiàn)，僅蒽醌化合物約有170余種。 在自然界，大約50%的蒽醌衍生物存在于高等植物中，其他則主要存在于真菌及地衣類中。 在動物及細(xì)菌中偶有發(fā)現(xiàn)蒽醌衍生物，如在昆蟲綱胭脂蟲屬胭脂蟲中的胭脂酸也屬于蒽醌衍生物，在真菌、地衣、動物 中存在的蒽醌衍生物的結(jié)構(gòu)往往比較特殊。分布： 在高等植物中蒽醌衍生物約分布在十二個科中，主要是蓼科的大黃屬、蓼屬及蕎麥屬等，鼠李科的鼠李屬，茜草科中咖啡亞科的茜草屬、豆科的決明屬，玄參科的毛地黃屬，百合科的蘆薈屬等。 在植物中的蒽醌衍生物主要分布在根、皮、葉及心材中，也可在莖、種子、果實中。多和糖結(jié)合

3、成苷，或以游離狀態(tài)存在。 植物中蒽醌衍生物的種類較復(fù)雜，如茜草中已發(fā)現(xiàn)的19種蒽醌衍生物。在冰島青霉菌中已分離到20種以上的蒽醌衍生物。在蒽醌衍生物中大黃素是分布最廣的一種蒽醌化合物。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。1 結(jié)構(gòu)類型一、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

4、等基團(tuán)取代。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-） 從中藥朱砂根的根中分離得到的化合物密花醌(rapanone)屬于對苯醌類化合物，該化合物具有抗毛滴蟲作用，還有抗痢疾阿米巴原蟲及抗陰道毛滴蟲活性。密花醌朱砂根 從白花酸藤果(Embilia ribes Burm)的果實及木桂花果實中分離得到的信筒子醌(embelin)為橙紅色的板狀結(jié)晶，是帶有高級烴基側(cè)鏈的對苯醌衍生物,該化合物具有驅(qū)絳蟲作用。白花酸藤果信筒子醌2，6-二甲氧基苯醌 中藥軟紫草根中得到的arnebinone有對前列腺素PGF2生物合成具有抑制作用，屬于對苯醌類化合物。 從中藥鳳眼

5、草的果實中得到的2，6-二甲氧基苯醌有抗菌作用；OO鄰苯醌和對苯醌均可由相應(yīng)的二元酚氧化制得。1113101234567812345678(1,4)(1,2)amphi(2,6)但目前從自然界得到的幾乎均為-萘醌類。 二、萘醌（naphthoquinones）類124567891031 按理論，結(jié)構(gòu)上有(1,4)，(1,2)，amphi(2,6) 三種類型萘醌。 萘醌大致分布在20科的高等植物中，較富有的科為紫草科、柿科、藍(lán)雪科、紫葳科等。在低等植物地衣類、藻類中也有分布。藍(lán)雪醌 許多萘醌類化合具有顯著的生物活性，如藍(lán)雪醌(plumbagin)具有抗菌、止咳及祛痰作用。三色柿醌胡桃醌拉帕醌從熱

6、帶柿科一植物中分得的三色柿醌為橙紅色針晶，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。維生素K1 苜宿中的維生素K1是黃色粘稠油狀液體，熔點(diǎn)為 -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Vitamin K1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。 其生物活性是興奮或促進(jìn)合成凝血酶原信使RNA形成，可促進(jìn)血液凝固。該類屬于萘醌類衍生物的一種。 -萘醌類化合物常為黃色結(jié)晶，可升華，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚。 天然萘

7、醌衍生物多為橙黃色或橙紅色結(jié)晶，個別為紫色結(jié)晶。 許多萘醌類還具有很明顯的生物活性。萘醌類化合物理化性質(zhì) 天然菲醌衍生物主要包括鄰醌及對醌兩大類。三、菲醌(phenanthraquinones)類 這類化合物主要在唇形科、蘭科、豆科、番荔枝科、杉科等高等植物中，在地衣中也有分離得到。如從著名中藥丹參根中提取得到的多種菲醌衍生物，均屬于鄰醌類和對菲醌類化合物。丹參酮A丹參新醌丙 中藥丹參中的丹參酮A有增加冠狀動脈血流量的作用，由其制得的丹參酮A磺酸鈉注射液和丹參滴丸等已投入生產(chǎn)，臨床上可治療冠心病、心梗等。 唇形科植物丹參具有活血化瘀、抗腫瘤、擴(kuò)張血管等作用，近幾十年來，科學(xué)家深入研究，從中得到

8、了幾十種菲醌衍生物。 丹參醌類成分在結(jié)構(gòu)上為菲醌類化合物，但從其它的同系物結(jié)構(gòu)來看，在生物合成上可能屬于二萜類，故也把丹參醌看成二萜萘醌類。 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(diǎn)。而且因植物親源關(guān)系，唇形科鼠尾草植物含二萜醌類成分較多。 這類菲醌成分也是一類醌性色素，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。123456789101，4，5，8 位2，3，6，7 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。HOHO

9、蒽醌氧化蒽酚蒽酮蒽酚1、蒽醌衍生物 蒽醌類化合物大致分布在20余科的高等植物中，含量較多的有蓼科、鼠李科、茜草科、豆科、百合科、玄參科等，在地衣類和真菌中也有發(fā)現(xiàn)。 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。 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）：多呈棕黃色。（2）茜草素型(Alizarin)：多呈橙色-橙紅色。（1）大黃素型（Emodin）： 羥基分布于兩側(cè)苯環(huán)上，多呈棕黃色。如中藥大黃中的主要蒽醌衍生物多屬于

10、大黃素型。（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。2、氧化蒽酚衍生物 蒽醌在堿性溶液中可被鋅粉還原生成氧化蒽酚及其互變異構(gòu)體蒽二酚。 氧化蒽酚及蒽二酚均不穩(wěn)定，氧化蒽酚易氧化為蒽酮，蒽二酚易氧化為蒽醌，故較少存在于植物中。Sn,Hcl還原蒽酚蒽酮3、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。NOTE： 蒽酚及蒽酮類一般只在存于新鮮植物中，新鮮大黃貯存2年以上就檢識不到蒽酚。 蒽酚的中位羥基與糖縮合成苷后，則難以被氧化，性質(zhì)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?。羥基蒽酚抑菌作用較強(qiáng)，可治療疥癬之類皮膚病。4、C

11、-糖基蒽衍生物 這類蒽衍生物是以糖作為側(cè)鏈，通過C-C鍵直接與苷元相結(jié)合，如蘆薈苷、胭脂蟲中的色素胭脂酸。3、 二蒽酮類： 由兩分子蒽酮相互結(jié)合而成的一類化合物。根據(jù)連接部位不同，有中位連接(C10-C10)及位連接(C1-C1或C4-C4)二蒽酮之分。（1）中位(meso-)連接（2） -位連接番瀉苷A (Sennoside A) 如：具有瀉下作用的中藥番瀉葉，從中提取分離得到的番瀉苷A就屬于中位(meso-)連接；番瀉葉 番瀉苷A是由二分子大黃酸蒽酮通過C10-C10相互結(jié)合而成，不溶于水，苯，乙醚或氯仿，難溶于甲醇，乙醇或丙酮，能溶于NaHCO3水溶液中。NOTE： C10-C10,鍵容

12、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。.水解O大黃酸 一般隨著植物原料儲存時間延長，二蒽酮類含量下降，單蒽酮類化合物含量上升。番瀉苷A3.1 去氫二蒽酮類： 由中位二蒽酮(C10-C10)再脫去一分子氫，氧化，兩環(huán)之間為雙鍵相連而成的一類化合物。金絲桃 該類化合物顏色常常為暗紫紅色，其羥基衍生物存在于自然中，如金絲桃屬植物金絲桃中。3.2 日照蒽酮類： 由去氫二蒽酮進(jìn)一步氧化， 與位相連而形成一個新六元環(huán),其多羥基衍生物也存在金絲桃屬植物中金絲桃3.2 中位萘駢二蒽酮類： 這一類化合物是天然蒽酮衍生物中高度稠合的多元環(huán)系統(tǒng)之一，有八個環(huán)，如金絲桃素就是通過與位二蒽酮經(jīng)紫

13、外光照射轉(zhuǎn)變?yōu)槿照蛰焱愒龠M(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)橹形惠榴壎焱惢衔?。一物理性質(zhì)： 2 理化性質(zhì)及呈色反應(yīng)1、 性狀 2、升華性3、揮發(fā)性4、 溶解度 5、光穩(wěn)定性 一物理性質(zhì)： 2 理化性質(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-OH助色團(tuán)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)合成苷的醌類衍生物則難以得到完好結(jié)晶，多呈粉末狀。2、升華性：3、揮發(fā)性：4、 溶解度： 游離醌類苷元：極性小，溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有機(jī)溶劑，難溶于水。 醌苷類：和糖結(jié)合成苷后，極性增大，易溶于甲醇、乙醇，溶于熱水，不溶于乙醚、苯、氯仿。 游離

14、醌類化合物（苷元）多具有升華性,即常壓下加熱可升華而不分解,一般來說升華溫度隨酸性增強(qiáng)而升高。 小分子苯醌及萘醌具揮發(fā)性，可隨水蒸氣蒸餾。5光穩(wěn)定性： 有些醌類化合物對光不穩(wěn)定，曾經(jīng)對丹參酮A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，而避光保存的醌類化合物峰面積基本不變，故對醌類色素的處理應(yīng)盡量避光。蒽醌的C-C苷： 在水中的溶解度都很小，難溶于親脂性有機(jī)溶劑而易溶于吡啶中，蒽醌衍生物的鈣、鋇、鉛及鐵鹽均難溶于水；其鉛鹽更難溶解，在染料中常用作媒染劑。二、化學(xué)性質(zhì)與呈色反應(yīng)： 溶于5%NaHCO3溶于5%Na2CO3溶于5%NaOH1、酸性：醌類

15、化合物多具酚羥基或羧基，故多具有酸性，在堿性溶液中成鹽溶解，加酸酸化后被游離又可重新沉淀析出。含一個-酚羥基 溶于5%Na2CO3 含兩個以上-酚羥基 溶于1%NaOH 含一個-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。酸性：含-COOH或兩個以上-酚羥基 含一個-酚羥基 含兩個以上-酚羥基 含一個-酚羥基 在蒽醌類化合物中，其酸性也因數(shù)目、位置不同而不同含-COOH或兩個以上-酚羥基 溶于5%NaHCO32、 顏色反應(yīng)：醌類OH-醛及鄰二硝基苯紫色化合物（1）Feigl reaction: 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)

16、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。+ 2HCHO + 2OH-+ 2HCOO-+紫色OH- （2）無色亞甲蘭顯色試驗： 醌類衍生物用PPC或TLC層析展開后，噴以無色亞甲蘭溶液(配制：100mg亞甲蘭加入100ml乙醇中，在溶液中加入1ml冰醋酸和1g鋅粉到蘭色消失)。 若出現(xiàn)蘭色斑點(diǎn)不顯色可能含苯醌或萘醌可能含蒽醌 所以無色亞甲蘭溶液常常作為苯醌類及萘醌類化合物的專用 顯色劑，若藍(lán)色斑點(diǎn)出現(xiàn)，可借此與蒽醌類化合物相區(qū)別。（3）與活性次甲基試劑的反應(yīng) （Kesting-Craven reaction） 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

17、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)。(因為醌環(huán)兩側(cè)有苯環(huán)) 萘醌醌環(huán)上有羥基取代時，此反應(yīng)受抑制。24567891031乙二胺-ethyldiamine 二乙胺-diethylamine（4）Karius reaction: 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)。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）Borntragers reaction: 羥基蒽醌類遇堿顯紅紫紅色，這個反應(yīng)就叫Borntragers reaction，這是檢識羥基蒽醌類一個

18、很重要的鑒別反應(yīng)。反應(yīng)機(jī)理：紅 色-OH蒽醌-OH蒽醌紅 色 后三者常需在空氣中放置或先行氧化成蒽醌后才顯示特征的顏色，常用的氧化劑以3%過氧化氫為宜，過強(qiáng)的氧化劑會導(dǎo)致分解。羥基蒽醌類堿顯紅紫紅色羥基蒽酚類蒽酮類二蒽酮類堿顯黃色綠色熒光放置，氧化（6）醋酸鎂反應(yīng)(Magnesium acetate reaction) -羥基蒽醌或鄰位二酚羥基蒽醌和0.5%醋酸Mg2+或Pb2+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。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。羥基蒽醌乙醇液點(diǎn)于

19、濾紙上干燥噴0.5%醋酸鎂甲醇液90 加熱5min 顯色醋酸鎂反應(yīng)機(jī)理：如1-OH、1，8-OH或1，5-OH等如1,2-OH、1,2,4-OH或1,2,3-OH等如1,3-OH、 1,3,8-OH 或1,3,6,8-OH等如1,4-OH、1,4,8-OH或1,4,5,8-OH等若母核有一個-OH或一個-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12345678910(7)對亞硝基-二甲苯胺反應(yīng) 9位或10位未取代的羥基蒽酮類化合物，尤其是1，8-二羥基衍生物，其酮基對位的亞甲基上的H很活潑，可與0.1%對亞硝基-二甲苯胺吡

20、啶溶液反應(yīng)縮合而產(chǎn)生各種顏色。綠 色一、概述二、 結(jié)構(gòu)類型三、醌類化合物的理化性質(zhì)四、蒽醌類化合物的提取與分離五、醌類化合物的衍生物的制備及光譜特征3 醌類化合物的提取分離醌類化合物因結(jié)構(gòu)及性質(zhì)具有很大差異，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(jī)溶劑提取法：A .將藥粉用有機(jī)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。2、堿提酸沉法：適于具酚羥基的醌類成分。它們可溶于

21、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、柱層析分離法：多采用吸附層析。許多醌類色素在植物中含量不高，故需將柱層析(column chromatography) 與TLC結(jié)合使用。5、其它方法：近年來超臨界流體萃取和超聲波提取法在醌類成分提取中也有應(yīng)用，既提高了提出率，又避免醌類成分的分解。二、蒽醌類成分的提取分離： NOTE：含羥基及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、游離羥基蒽醌衍生物的分離： 5% NaOH液A常采用梯度PH萃取法。 由于蒽醌羥基酸

22、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5%Na2CO3液 1%NaOH液含-COOH及兩個以上-酚OH含一個-酚OH蒽醌類含兩個a-酚OH蒽醌類含一個a-酚OH蒽醌類B PH梯度萃取法 PH梯度萃取法對蒽醌類化合物初步分離效果較好，但對性質(zhì)相似，酸性強(qiáng)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)合柱層析法進(jìn)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。三、游離蒽醌衍生物苷元與蒽醌苷類分離 苷：極

23、性大,溶于水，難溶于乙醚、氯仿等1.蒽醌苷元與蒽醌苷類分離:根據(jù)溶解性不同分離苷元：極性小,難溶于水,易溶于乙醚,氯仿等；2.蒽醌苷類的分離：常應(yīng)用柱層析法進(jìn)行分離 這類成分水溶性強(qiáng)，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(jìn)一步分離。 溶劑法： 用中等極性的有機(jī)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(jìn)一步色譜分離。鉛鹽法： 在除去游離蒽醌衍生物的水溶液中加入醋酸鉛，使之與蒽醌苷類結(jié)合生成沉淀，濾過后沉淀用水洗凈，再將沉淀懸于水中，通入H2S使沉淀分解，釋放出蒽醌苷類并溶于水中，濾去PbS,進(jìn)行色譜分離。鉛鹽法：中藥粉90%

24、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液 （含大黃素苷等 蒽醌苷極性成分）EtOAc萃取四、其它分離方法1、應(yīng)用聚酰胺為吸附劑的層析法，對羥基蒽醌衍生物成分的分離效果較好。2、應(yīng)用葡聚糖凝膠分子篩結(jié)合層析法分離蒽醌苷也能獲得滿意的結(jié)果，如在Sephadex LH-20凝膠上曾將大黃中含有的蒽醌苷按分子量由大到小的順序分別分離出來。 蒽醌類化合物的結(jié)構(gòu)研究，一般是在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，

25、如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1、鋅粉干餾羥基蒽醌衍生物與鋅粉混合進(jìn)行干餾時，蒽醌取代基中的氧原子被還原除去而生成相應(yīng)的母體烴類，此反應(yīng)對確定母核類型、側(cè)鏈的有無及某些取代基的位置有一定意義。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。一、化學(xué)反應(yīng)2、氧化反應(yīng)未取代的蒽醌一般很難氧化，如環(huán)上有羥基取代就有氧化開環(huán)的可能，氧化產(chǎn)物為苯二甲酸的衍生物，不同氧化劑和不同的反應(yīng)條件，能生成不同的產(chǎn)物，最常用的氧化劑是堿性高錳酸鉀和三氧化鉻。通過氧化產(chǎn)物的

26、分析，有利于判斷取代基的有無及位置，如茜草經(jīng)氧化裂解能生成苯二甲酸，說明一側(cè)苯環(huán)上沒有取代基，所有的取代基均在另一側(cè)苯環(huán)上。二、衍生物制備： 主要采用甲基化及乙?；苌锏闹苽洌靡耘袛嗔u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。A、 OH類型不同，化學(xué)環(huán)境不同，其甲基化反應(yīng)難易不同。 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。ROH -酚OH -酚OH -COOH難-OH酸性越強(qiáng)，甲基化反應(yīng)越易進(jìn)行。易 甲基化試劑的組成 反應(yīng)官能團(tuán) CH2N2/Et2O -

27、酚OH、-COOH、-CHO CH2N2/Et2O+MeOH-酚OH、-COOH、-CHO、兩個a-酚OH 之一 (CH3)2SO4+K2CO3+丙酮 -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(tuán)之間的關(guān)系：CH2N2/Et2O CH2N2/Et2O+MeOH(CH3)2SO4+K2CO3+丙酮 CH3I+Ag2O 因此，采用不同的甲基化試劑，按不同的反應(yīng)條件進(jìn)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。2.乙酰化反應(yīng)： a-酚OH 醇-O

28、H (CH3CO)2O CH3COOR CH3COOH 乙酰氯 乙酸酐 乙酸酯 乙酸 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 乙酐 短時間 長時間醇-OH, -酚OH;醇-OH, -酚OH 兩個a-酚OH 之一 乙酐+硼酸 冷置 醇-OH, -酚OH 乙酐+濃硫酸室溫放置醇-OH , -酚OH, a-酚OH 乙酐+吡啶 室溫放置醇-OH, -酚OH及a-酚OH, 烯醇式OH C.乙?；噭┖头磻?yīng)條件及作用位置:HOAc冷放Ac2O 回流2minAc2O 回流20min Ac2O+H2SO4 或Ac2O+吡啶乙酐硼酸為何不能乙?；痑-酚OH，只能乙酰化-酚OH ？采用乙

29、酐時依據(jù)加熱時間的長短，對不同的位置乙?；茈y控制，因此采用乙酐加硼酸試劑，由于硼酸能與a-酚OH形成硼酸酯，使a-酚OH不參與乙?；?，被保護(hù)下來，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水解后， a-酚OH的硼酸酯被水解，又恢復(fù)游離的a-酚OH，這樣就可得到-酚OH的乙?；a(chǎn)物。乙酐濃H2SO4和乙酐吡啶作為乙?；噭┯泻螀^(qū)別？由于濃H2SO4或吡啶的催化作用，可使各種羥基（醇-OH , -酚OH, a-酚OH ）乙?；?。但兩種試劑的作用也有區(qū)別，吡啶作用更強(qiáng)，能使烯醇式羥基（與酮式互變）也乙?；?，如番瀉苷元A，用濃H2SO4生成四乙酰化物，而吡啶則生成六乙酰化物。主要有三個吸收峰：240nm 強(qiáng) 285nm 中強(qiáng)

30、400nm弱 主要有四個吸收峰：257nm 由醌樣結(jié)構(gòu)引起 245nm 251nm 335nm 由苯樣結(jié)構(gòu)引起二.波譜分析： （一）UV光譜特征: 1.苯醌和萘醌：苯甲?；Y(jié)構(gòu)（苯樣結(jié)構(gòu)）252nm 322nm醌樣結(jié)構(gòu) 272nm 405nm、蒽醌： 除此以外，在230nm處有一強(qiáng)吸收峰, 因此共有五峰 峰1: 230nm 峰2:240260nm (A) 峰3:262295nm (B) 峰4:305389nm (A) 峰5: 400nm (B） 五、醌類化合物的光譜特征 對于蒽醌類母核上多羥基取代，對于羥基蒽醌類主要有五個吸收峰：、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

31、般來說，酚OH越多，吸收峰紅移越多，吸收峰波長越長。、240nm260nm 由苯?；Y(jié)構(gòu)引起。羥基蒽醌類UV光譜（第一峰）羥基數(shù)目結(jié)合位置 max(nm)1 1-OH;2-OH 222.52 1,2-OH;1,4-OH;1,5-OH 225.0 1,2,8-OH; 1,4,8-OH; 2302.5 1,2,6-OH; 1,2,7-OH;4 1,4,5,8-OH; 1,2,5,8-OH; 236具有-酚OH羥基不具有b-酚OH羥基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(qiáng)度的增加。lg4.1 lg4.1-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

32、很大，吸收帶紅移，且吸收強(qiáng)度增加。. 305nm-389nm 由苯?；Y(jié)構(gòu)引起與苯環(huán)上供電基取代有關(guān)：苯環(huán)位被-CH3, -OCH3, -OH 取代， 峰位紅移，強(qiáng)度降低苯環(huán)位被-CH3, -OCH3, -OH 取代， 峰位紅移，強(qiáng)度增加.400nm-由醌樣結(jié)構(gòu)中的羰基引起，吸收峰受a-酚OH 的影響 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，故引起峰位變化a-酚OH 越多，最大位移值紅移越多羥基蒽醌類峰帶V的吸收a-OH數(shù) maxnm(lg ) 無3563621 400420 1,5-OH 420440 1,8-OH 430450 1,4-OH 470500 3 485530

33、 4 540560 (2)若分子中有一個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 兩峰相距24-38cm-1 （二）IR光譜1、具a-酚OH的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： 若分子中無a-OH時，羰基峰C=O：1675-16531,8-二OH 蒽醌(3)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，一個締合羰為1626-1616cm-1;另一正常峰在1678-1660cm-1; 兩峰相距v: 4

34、0-57 cm-1,應(yīng)為1,8-二OH蒽醌。1,4-二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. (4)1,4,5-三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. (5) 另一個與一個a-OH締合，羰基的伸縮振動頻率在1645-1608 cm-1。1,4,5,8-四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1592-1572 cm-1，與C=C骨架振動頻率重疊，難以分辨。(6)2.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3150

35、cm-1以下，多與不飽和C-H伸縮振動頻率相重疊。（2）-OH伸縮振動頻率在3600-3150 cm-1.僅一個-OH，3300-3390 cm-1兩個以上-OH，3600-3150cm-1(三)醌類化合物的1H-NMR譜1、醌環(huán)上的質(zhì)子 在醌類化合物中，只有苯醌及萘醌在醌環(huán)上有質(zhì)子，在無取代時其化學(xué)位移值值分別為6.72ppm(p-苯醌)及6.95ppm(1,4-萘醌)。 無論是p-苯醌還是1,4-萘醌，當(dāng)醌環(huán)上有一個供電子取代基時，將使醌環(huán)上其它質(zhì)子移向高場。其順序在1,4-萘醌中為: OCH3 OHOCOCH3CH31H-NMR 中1,4-萘醌上2-位含氧取代基對3-H的影響1,4-萘醌

36、H-2 H-3 H-5 H-6 H-7 H-8 母體 6.95 6.95 8.06(m) 7.73(m) 7.76(m) 8.07(m) 2-CH3- - 6.79 2-OCOCH3- - 6.762-OH - - 6.37 2-OCH3- - 6.172-COCH3- - 7.06 在醌類化合物中，具有芳?xì)涞闹挥休刘拜祯?，質(zhì)子可分為兩類：可分-及-兩類，其中-芳?xì)涮幱贑O的負(fù)屏蔽區(qū)，處于較低磁場， -芳?xì)涫蹸O影響較小，共振發(fā)生在較高磁場。2、醌類化合物芳環(huán)質(zhì)子的NMR信號 在蒽醌類化合物中，特別是蒽醌類化合物中常見的各類取代基質(zhì)子的化學(xué)位移值有如下規(guī)律。甲氧基(-OCH3) :3.8-4

37、.2ppm(s)；芳香甲基(Ar-CH3):2.1-2.5ppm(s),-甲基可出現(xiàn)在2.7-2.8ppm(s)，若甲基鄰位有芳香質(zhì)子，則因遠(yuǎn)距離偶合而出現(xiàn)寬單峰。羥甲基(-CH2OH):CH2在4.4-4.7ppm(s)，有時與-OH 偶合而出現(xiàn)雙峰；而-OH 在4.0-6.0ppm(s)乙氧甲基(Ar-CH2-O-CH2-CH3):與芳環(huán)相連的-CH2在4.4-5.0ppm(s),-CH2-CH3中的-CH23.6-3.8ppm(q)， -CH3在1.3-1.4ppm(t) 3、醌類化合物取代基質(zhì)子的NMR信號酚-OH:- OH與CO形成氫鍵, H出現(xiàn)在最低場。 當(dāng)分子中只有一個- OH，

38、其12.25ppm。 當(dāng)兩個OH位于同一CO 的-位，分子內(nèi)氫 鍵減弱，其11.612.1ppm(s)； -OH化學(xué)位移多在11ppm左右，位于較高場；-OH在較高場，若鄰位無取代的-OH時 ，11.1-11.4ppm(s),而鄰位有取代的-OH 10.9ppmCOOH質(zhì)子化學(xué)位移與- 酚羥基相同，但酚羥基為供電子基，可使鄰位及對位芳?xì)湫盘栂蚋邎鲆苿?.45ppm,而羧基則使鄰位芳?xì)湎虻痛艌鲆苿蛹s0.8ppm;(四)醌類化合物的13C-NMR譜1、1,4-萘醌類化合物的13C-NMR譜(1)醌環(huán)上取代基的影響：當(dāng)3-C有-OH或OR取代時，引起3-C向低場位移-20ppm，并使相鄰的2-C向高

39、場位移-30ppm。若2-C有烴基取代時，可使2-C向低場位移-10ppm，3-C向高場位移 -8ppm。此外， 2-C 及3-C的取代對1-C及4-C化學(xué)位移沒有明顯影響。(2)苯環(huán)上取代基的影響： 在1,4-萘醌中，當(dāng)8-C有-OH,-OMe或為-OAc時，因取代基引起的化學(xué)位移變化。取代基 1-C 2-C 3-C 4-C 5-C 6-C 7-C 8-C 9-C 10-C-OH +5.4 -0.1 +0.8 -0.7 -7.3 +2.8 -9.4 +35.0 -16.9 -0.2-OMe -0.6 -2.3 +2.4 +0.4 -7.9 +1.2 -14.3 +33.7 -11.4 +2.

40、7+表示向低場位移；-表示向高場位移2、9,10-蒽醌類化合物的13C-NMR譜 蒽醌母核及-位有一個OH或OMe時，其13C-NMR化學(xué)位移如下所示：蒽醌母核-OH取代蒽醌-OMe取代蒽醌(五)9，10-蒽醌類化合物的MS特征 蒽醌的質(zhì)譜特征是相繼失去二分子CO碎片，形成m/z180(M-CO)及152(M-2CO)的強(qiáng)峰，并在m/z 90及76出現(xiàn)較強(qiáng)的雙電荷離子。如單羥基蒽醌和二羥基蒽醌分別失去三個CO和四個CO碎片而具有m/z 140與128(M-4CO)的強(qiáng)峰。蒽醌的甲基取代物在裂解時，常伴隨分子重排與環(huán)擴(kuò)張，形成具有很高穩(wěn)定性的m/z139峰。結(jié)構(gòu)鑒定舉例1 、牛西西中蒽醌化合物的

41、鑒定 從具有止血作用的中草藥牛西西(Rumex patientia L.)根中提取出一種黃色結(jié)晶，測得分子式為C15H10O4。該成分與NaOH試液呈紅色，遇0.5% 醋酸鎂呈橙紅色。UV光譜吸收峰位于 225(4.57), 258(4.33), 279(4.01), 288(4.07), 432(4.08); IR 譜(cm-1) 1675, 1621.該化合物經(jīng)鋅粉蒸餾得2-甲基蒽，其乙?；镉勉t酸氧化生成1,8-二乙?；簏S酸。試推斷其結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)推導(dǎo)：遇堿呈紅色, 可知為蒽醌類化合物;與醋酸Mg呈橙紅色,推測每個苯環(huán)上可能有一個-酚羥基,或存在間位酚羥基;紫外光譜225nm證有兩個-酚羥基,第三峰279(4.01)峰強(qiáng)度小于4.1,推測無-酚羥基;第五峰432nm推測為1,5-或1,8-二羥基;IR譜1675,1621cm-1,相差64, 證為1,8-二羥基;鋅粉還原得2-甲基蒽,證存在-位含一個碳的取代基