醌類化合物要點

1、學習目標：1.掌握醌類化合物的分類及基本結(jié)構(gòu)。 2.掌握醌類化合物性質(zhì)（顏色、升華性、溶解性、酸性、顯色反應）。3.掌握蒽醌類化合物常用的提取分離方法。4.掌握大黃、丹參的結(jié)構(gòu)、鑒定方法、提取分離方法。5.熟悉蒽醌類化合物的紅外光譜。 重點：蒽醌的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)，提取分離方法、大黃、丹參成分的結(jié)構(gòu)及鑒定方法。 難點：蒽醌酸性強弱的規(guī)律。 醌類化合物是分子中具有不飽和環(huán)二酮結(jié)構(gòu)的一類天然色素有機化合物。以蒽醌及其衍生物最為重要；是許多中藥的有效成分。存在廣泛，蓼科大黃、何首烏、虎杖。茜草科茜草、豆科決明子、番瀉葉、百合科蘆薈、唇形科丹參、紫草科的紫草等；醌類在一些低等植物也有存在。 醌類具有致瀉，抗

2、菌，抗病毒，止血，擴冠等多方面的生理活性 。 二、萘醌類（naphthoquinones） 萘醌類化合物分為a（1，4）、（1，2）及hi（2，6）三種。自然界存在的只有a-萘醌。它們多為橙色或橙紅色。易被還原成萘氫醌。天然提取物具有一定的生物活性 。-（1，4）萘醌 -（1，2）萘醌 hi-（2，6）萘醌 第一節(jié) 結(jié)構(gòu)與分類一苯醌類 分為鄰苯醌，對苯醌兩類。但鄰苯醌不穩(wěn)定，故天然產(chǎn)物中存在的主要為對苯醌的衍生物。天然苯醌化合物多為黃色或橙色的結(jié)晶。 對苯醌 鄰苯醌三、菲醌類（phenanthraquinone） 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

3、于鄰菲醌類和對菲醌類化合物。舉例：丹參中丹參醌類化合物。 鄰菲醌 對菲醌 四、蒽醌類 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，C-9、C-10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。 1,4,5,8位為位2,3,6,7位為位9,10位為meso位，又叫中位（1）大黃素型 羥基分布

4、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。試比較這幾個結(jié)構(gòu)式的極性大小。大黃酚（chrysophanol） R1=H R2= CH3大黃素（emodin）R1= OH R2= CH3大黃素甲醚（physcion） R1=OCH3 R2= CH3蘆薈大黃素（aloe-emodin）R1=H R2=CH2OH大黃酸（rhein） R1=H R2=COOH（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類型。茜草素（alizarin） R1=OH R2=H R3=H羥基茜草素（purpurin）R1=OH

5、R2=H R3=OH偽羥基茜草素（pseudopurpurin） R1=OH R2=COOH R3=OH2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。（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

6、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） 番瀉苷A（sennoside A）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（sennidin B），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。 番瀉苷A 番瀉苷B番瀉苷C 番瀉苷D二蒽酮類化合物的

7、C10-C10鍵與通常C-C鍵不同，易于斷裂，生成相應的蒽酮類化合物。例如:大黃及番瀉葉中含有的番瀉苷A的致瀉作用是因其在腸內(nèi)變?yōu)榇簏S酸蒽酮所致。 番瀉苷A2二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（cassiamine）.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，與位相連組成一新六元環(huán)，其多羥基衍

8、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 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 金絲桃素第二節(jié) 理化性質(zhì)與呈色反應一、物理性狀 天然產(chǎn)物醌類多為有色結(jié)晶體，一般為黃橙，棕紅。苯醌，萘醌常以游離態(tài)存在，蒽醌多以苷的形式存在。二、升華性及揮發(fā)性 游離的醌類化合物大多數(shù)具有升華性。小分子的苯醌，萘醌還具有揮發(fā)性。能隨水蒸汽蒸出。 三、溶解性 游離醌類化合物易溶于甲醇、乙醇，丙酮、乙酸乙酯、乙

9、醚，氯仿等有機溶劑中。微溶或難溶于水。蒽醌苷類易溶于甲醇，乙醇中，在熱水也可溶解。但在冷水中難溶。四、酸堿性 醌類化合物由于在結(jié)構(gòu)中多具酚羥基，表現(xiàn)出一定酸性，易溶于堿水中，加酸酸化又可重新析出。酸性強弱規(guī)律：（1）帶有羧基的醌類酸性較強，2-羥基苯醌也出現(xiàn)類似羧基的酸性?？扇茉谔妓釟溻c中。 五、顏色反應1、菲格爾反應（Feigl）： 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，生成紫色化合物。醌類在反應中只起傳遞電子作用，促進反應迅速進行，故醌類成分含量越高，反應速度也會越快。2、無色亞甲藍反應 苯醌與萘醌專用顯色劑。顯蘭色斑點，用于色譜檢識 。3、堿液反應（Borntrager

10、）： 羥基醌類在堿性溶液中會引起顏色改變，羥基蒽醌類化合物遇堿液顯紅紫色的反應稱為Borntragers反應。 反應原理：電子傳遞過程。與共軛體系的酚羥基和羰基有關(guān)。應用：羥基蒽醌及具有游離酚羥基的蒽醌苷均可呈色，這種紅色物質(zhì)不溶于有機溶劑，加酸酸化后則顏色消失，若再加堿又顯紅色。相應的蒽酚、蒽酮及二蒽酮只顯黃色，需經(jīng)氧化成蒽醌后方變?yōu)榧t色。4、Kesting-craven 反應（活性亞甲基反應）：反應官能團：苯醌和萘醌中未被取代的位置?，F(xiàn)象：藍綠色或藍紫色試劑：堿性條件下，乙酰乙酸酯、丙二酸酯醇溶液應用：區(qū)分蒽醌和苯醌、萘醌。5、醋酸鎂反應： 羥基蒽醌類化合物（必須具有-羥基）能和0.5%醋

11、酸鎂的醇溶液生成穩(wěn)的橙紅色、紫紅色或紫色絡(luò)合物。不同酚羥基，顯色不一樣。第三節(jié) 醌類的提取與分離方法一、醌類的提取 1、有機溶劑提取法：由于游離醌類化合物極性較小，故藥材多用氯仿、苯等有機溶劑進行提取，提取液進行濃縮，精制。 苷類：甲醇、乙醇和水。 2、堿提酸沉法：帶有酚羥基。 3、水蒸氣蒸餾法：分子量較小的游離苯醌及萘醌化合物具有揮發(fā)性。二、蒽醌類化合物的提取與分離 1、提取方法： （1）乙醇為溶劑提取總蒽醌； （2）用石油醚脫脂； （3）游離狀態(tài)的蒽醌可用不同極性的溶劑 順次梯度提取，并可得到初步分離。 2、分離方法 （1）蒽醌苷與游離蒽醌的分離：利用溶解度差異，將混合物在氯仿-水、乙醚-

12、水或苯-水之間進行液液萃取，苷元溶在有機溶劑層，苷則留在水層?；?qū)⒖偺崛≈粱亓魈崛∑髦?，用氯仿或乙醚等有機溶劑回提苷元，苷留在殘渣中。 注意：羥基蒽醌類在植物體中通過酚羥基或羧基結(jié)合成金屬鹽類存在，必須加酸酸化后再用親脂性有機溶劑提取。（2）游離蒽醌衍生物的分離：通常多采用梯度PH萃取法及色譜法。 a)PH萃取法:是分離游離蒽醌衍生物的經(jīng)典方法。根據(jù)羧基的有無及羥基數(shù)目和位置不同造成酸性大小不一的性質(zhì)，利用不同PH的堿水液，自有機溶劑中萃取酸性強弱不同的蒽醌衍生物。 b)色譜法:一般用硅膠、聚酰胺等為吸附劑，但一般需多次分離，才能收到較好的效果.（3）蒽醌苷的分離:蒽苷水溶性較強，分離與精制均

13、較困難，一般不易得到純品，多需配合應用色譜方法進行分離。 a)溶劑法：用乙酸乙酯、正丁醇從水溶液中萃取。 b)色譜法：常用硅膠、葡聚糖凝膠和反相色譜。葡聚糖凝膠，如Sephadex LH-20凝膠柱，曾將大黃中含有的蒽苷按分子量由大到小的順序分離出來。將大黃70%甲醇提取液加到凝膠柱上，并用70%甲醇洗脫，依次分離得到二蒽酮苷、蒽酮二葡萄糖苷、蒽醌單體糖苷。第四節(jié) 結(jié)構(gòu)測定一、紫外及可見吸收光譜 蒽醌母核可劃分為a、b兩部分。 a部分苯甲?；o出兩組吸收峰，b部分對醌結(jié)構(gòu)給出兩組吸收峰，此外，羥基蒽醌在230nm 有一強吸收。 第峰 230nm第峰 240260nm（由苯甲酰基給出）第峰 26

14、2295nm （由對醌結(jié)構(gòu)給出）第峰 305389nm （由苯甲?；o出）第峰 大于400nm （由對醌結(jié)構(gòu)給出） 二、紅外光譜 在16781653cm-1區(qū)間有羰基的伸縮振動，在3600 3150cm-1區(qū)間有羥基的伸縮振動，在1600 1480cm-1區(qū)間有苯核的骨架振動。羥基蒽醌可根據(jù)羰基的數(shù)目和位置判斷-酚羥基的數(shù)目及位置。 1、無-酚羥基，1675 cm-1.(正常峰)2、位有一個酚羥基，出現(xiàn)兩個羰基峰，一個正常峰，16751647cm-1，一個締合峰，16371621cm-1、，差值2438cm-1。3、兩個-酚羥基: a)1，8二羥基，兩個羰基峰，一個正常峰，16781661cm

15、-1，一個締合峰，16261616cm-1，差值4057cm-1。 b)1，4或1，5只有一個締合峰，16451608cm-1 4、3個或4個-酚羥基: a)1，4，5三羥基:只有一個締合峰，16161529cm-1 b)1，4，5，8四羥基:只有一個締合峰，15921572cm-1第五節(jié) 中藥研究實例 一、大黃 蓼科掌葉大黃、唐古特大黃或藥用大黃的干燥根及根莖。另有炮制品酒大黃、熟大黃和大黃炭。大黃具有瀉熱通腸、涼血解毒、逐瘀通經(jīng)、利膽退黃之功效。大黃屬全世界約有60種，我國45種?；瘜W結(jié)構(gòu)明確的至少136種以上。 （一）化學成分 主成分蒽醌類化合物，總含量2%5%。游離的占10%20%。大

16、多數(shù)羥基蒽醌類化合物是以苷類存在。 1、游離蒽醌類:大黃酸、大黃素、大黃酚、大黃素甲醚、蘆薈大黃素等。 2、結(jié)合蒽醌類:有大黃酸-8-葡萄糖苷、大黃素葡萄糖苷、大黃酚-8-葡萄糖苷、大黃素甲醚葡萄糖苷、蘆薈大黃素8-葡萄糖苷。雙糖苷有：大黃酸、大黃酚、蘆薈大黃素雙葡萄糖苷及大黃素甲醚-8-O-龍膽糖苷。4種碳苷：大黃苷A、B、C、D。 3.二蒽酮類 番瀉苷A、B、C、D、E、F。 （二）主要成分提取分離 1、游離蒽醌與結(jié)合蒽醌的分離 大黃粗粉醇浸膏乙醚層(游離蒽醌)正丁醇層(結(jié)合蒽醌)稀醇提取,減壓回收加適量水,分別用乙醚,正丁醇提取2、游離蒽醌的分離：詳見參考書二、丹參 唇形科植物丹參的根及根莖。能祛瘀止痛，活血通經(jīng)，清心除煩。（一）主要成分的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1、菲醌類：為脂溶性成分,有丹參醌 、丹參醌 、丹參醌A 、丹參醌、羥基丹參醌、隱丹參醌、次甲基丹參醌、二氫丹參醌、丹參新醌甲、乙、丙等。這些化合物均具有抗菌活性。 丹參醌二氫丹參醌丹參醌 隱丹參醌2、酚、酸類：丹參的水溶性有效成分。丹參素改善心功能，舒張冠脈平滑肌。 作業(yè)5一、單選題:1、A型題：番瀉苷A中二個蒽酮連接位置為AC-10和C-10； BC-1和 C-3；CC-6和 C-7； DC-10和 C-1EC-10和 C-2。2、B型題： 2-5A 大黃素 B 蘆薈大黃素 C