第四章醌類化合物

（Quinonoids）2024/10/281本章主要內(nèi)容概述結(jié)構(gòu)與分類理化性質(zhì)提取與分離結(jié)構(gòu)測定2024/10/282一概述

醌類化合物是一類在自然界分布廣泛的化合物，它包括醌類及容易轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂絮愋再|(zhì)的化合物。醌類化合物主要存在于高等植物的蓼科、茜草科、鼠李科、百合科、豆科等科屬以及低等植物地衣類和菌類的代謝產(chǎn)物中。是許多天然藥物如大黃、何首烏、虎杖、決明子、蘆薈、丹參等藥材的有效成分。醌類化合物具有多方面的生理活性，如致瀉、抗菌、利尿和止血等，還有一些醌類化合物具有抗癌、抗病毒、解痙平喘等作用，是一類很有前途的天然藥物。

2024/10/283

第一節(jié)醌類化合物的結(jié)構(gòu)類型

定義醌類化合物是指分子內(nèi)具有不飽和環(huán)二酮結(jié)構(gòu)（醌式結(jié)構(gòu)）或容易轉(zhuǎn)變成這樣結(jié)構(gòu)的天然有機(jī)化合物。2024/10/284

天然醌類主要有四種類型

1苯醌

benzoquinones

2萘醌naphthoquinones

3菲醌phenanthraquinones

4蒽醌

anthraquinones

其中蒽醌及其衍生物的類型較多。2024/10/285一、苯醌類（benzoquinones)

分為鄰苯醌和對苯醌兩大類，鄰苯醌不穩(wěn)定，天然存在的多為對苯醌。對苯醌鄰苯醌（para-）（ortho-）較簡單的對苯醌多為黃色或橙黃色結(jié)晶，能隨水蒸氣蒸餾，常有令人不適的臭味，對皮膚和粘膜有刺激性，易被還原成相應(yīng)的對苯二酚。2024/10/286苯醌母核上常見的取代基有-OH、-OCH3、-CH3

或其它烴基側(cè)鏈。2,6-二甲氧基對苯醌密花醌rapanone

（酸金牛醌）鳳眼草的果實(shí)白花酸藤果2024/10/287苯醌類(benzoquinones)橙紅色結(jié)晶驅(qū)除腸寄生蟲作用

治療心臟病、高血壓及癌癥2024/10/288二、萘醌類（naphthoquinones)

分為α-(1,4)、β-(1,2)及amphi-(2,6)三種類型。自然界中絕大多數(shù)為α-萘醌類。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。

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。

2024/10/289

胡桃醌(juglone)存在于核桃未成熟的果皮（青皮）中，有抗癌、抗菌和中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜的活性，共存的其幾種還原衍生物，都有抗菌的生物活性。藍(lán)雪醌（plumbagin）主要分布于白花丹屬植物中如藍(lán)雪花，具有抗菌、止咳、祛痰作用。

萘醌胡桃醌2024/10/2810

止血、抗炎、抗菌、抗癌及抗病毒等作用

萘醌異紫草素性味：性寒，味甘、咸。歸經(jīng)：歸心、肝經(jīng)。功效分類：止血藥；涼血藥；清熱解毒藥功能主治：涼血，涼血，解毒透疹。用于血熱毒盛、斑疹紫黑、麻疹不透、瘡瘍、濕疹、水火燙傷。清熱涼血，用于麻疹，熱病癍疹，濕疹，尿血，血淋，血痢，瘡瘍，丹毒，燒傷，熱結(jié)便秘。2024/10/2811也有不含羥基的萘醌衍生物，維生素K類即是一例。VitaminK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。在研究維生素K1和K2及其衍生物的化學(xué)構(gòu)造與凝血作用的關(guān)系時，發(fā)現(xiàn)2-甲基-1，4-萘醌具有更強(qiáng)的凝血能力，稱之為維生素K3，可由合成方法制得。

萘醌維生素K12024/10/2812三、菲醌類天然菲醌衍生物包括鄰菲醌和對菲醌兩種類型。鄰菲醌Ⅰ鄰菲醌Ⅱ?qū)Ψ契?024/10/2813

菲醌

丹參醌I(xiàn)IAR1=CH3R2=H丹參醌I(xiàn)IBR1=CH2OHR2=H羥基丹參醌I(xiàn)IAR1=CH3R2=OH丹參酸甲酯R1=COOCH3R2=H丹參新醌甲R=CH(CH3)CH2OH丹參新醌乙R=CH(CH3)2丹參新醌丙R=CH3唇形科植物丹參中的醌類化合物多具有抗菌及擴(kuò)張冠狀動脈的作用，是中藥丹參的主要有效成分。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。2024/10/2814四、蒽醌類包括蒽醌衍生物及其不同程度的還原產(chǎn)物。如氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、二蒽酮。2024/10/2815根據(jù)羥基在蒽醌母核上的位置不同，可將蒽醌衍生物分為兩大類：1.大黃素型：

羥基分布于兩側(cè)苯環(huán)上，多呈黃色。許多重要的中藥如大黃中1,8-二羥基蒽醌衍生物均屬于這一類型。以下五種大黃素型羥基蒽醌在中藥中分布比較廣泛。2024/10/2816羥基蒽醌衍生物多與葡萄糖、鼠李糖結(jié)合成苷，有單糖苷，也有雙糖苷：OOOR1OR2CH3OOOOHOCH3GluCH3Glu大黃酚葡萄糖苷gluH大黃酚-1-O-βHglu-D-葡萄糖苷R1R2大黃素甲醚-8-O-β-D-龍膽雙糖

蒽醌苷2024/10/2817

蒽醌衍生物2茜草素型：羥基分布于一側(cè)苯環(huán)上，顏色較深，多呈橙黃色至橙紅色。茜草的根能止血、活血，主治咳嗽、痰中帶痰以及風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。2024/10/2818（二）蒽酚（或蒽酮）衍生物蒽醌在酸性條件下被還原，生成蒽酚及其互變異構(gòu)體蒽酮。2024/10/2819（1）蒽酚及蒽酮類一般只存在于新鮮植物中，存放期間易被氧化，生成蒽醌類。

（2）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?yàn)樾纬傻能罩挥斜凰猓ヌ遣乓妆谎趸D(zhuǎn)變?yōu)檩祯苌铩６盏乃馐切枰欢l件的。

（3）羥基蒽酚抑菌作用較強(qiáng)，對真菌有較強(qiáng)的殺滅作用，可治療疥癬之類皮膚病。

2024/10/2820

蒽酚衍生物柯椏素（chrysarobin）2024/10/2821（三）二蒽酮類衍生物

二蒽酮類成分可以看成是兩分子蒽酮相互結(jié)合的產(chǎn)物。又分為中位連接(C10-C10’)和α位(C1-C1’或C4-C4’)相連。番瀉苷A這類物質(zhì)多為黃色結(jié)晶，多以苷的形式存在2024/10/2822番瀉葉中含蒽衍生物約1.5％，主要成分為番瀉苷A～D，以及大黃酸葡萄糖苷和大黃酚等。其苷元是由二分子大黃酸蒽酮通過C10－C10’相互結(jié)合而成。

二、結(jié)構(gòu)類型--二蒽酮2024/10/2823番瀉苷C和番瀉苷D也是一對同分異構(gòu)體，均由一分子大黃酸和一分子蘆薈大黃素的蒽酮衍生物通過C10－C10’鍵結(jié)合而成，二者的苷和苷元均有旋光性。

二、結(jié)構(gòu)類型--二蒽酮2024/10/2824C10-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。2024/10/2825二蒽酮類化合物的C10-C′10鍵與通常的C-C鍵不同，易于斷裂，生成穩(wěn)定的蒽酮類化合物。腸內(nèi)大黃酸蒽酮1010′2024/10/2826大黃大黃在糖尿病腎病治療的研究

蒽醌類化合物鞣質(zhì)大黃酸在減少蛋白尿、減輕腎組織損傷、延緩糖尿病腎病進(jìn)展等方面具有一定的作用。同時大黃酸在改善糖代謝異常，抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（GLUT1）的過度表達(dá)，逆轉(zhuǎn)高糖高脂飲食所致大鼠的胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)具有良好作用。大黃素對高糖引起的腎小球系膜細(xì)胞p38絲裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）活性增加均有明顯的對抗作用，可以降低肥胖小鼠的血糖和血清胰島素含量，可能是一種潛在的11β-羥類固醇脫氫酶（11β-HSD1）抑制劑。原花青素的低聚物等鞣質(zhì)能有效降低血清肌酐（Cr）水平，具有抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶作用，可使腎小球?yàn)V過率、腎血漿流量以及腎血流量均有明顯增加。2024/10/2827苯駢二蒽酮衍生物金絲桃素廣泛存在金絲桃屬植物中，具有抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)及抗病毒的作用。2024/10/2828金絲桃素和假金絲桃素存在于多種金絲桃屬植物中，以貫葉連翹中含量居多。貫葉連翹很早在歐洲被用于鎮(zhèn)靜、抗抑郁及其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。研究表明，在金絲桃科中普遍存在的一些xanthone類化合物能抑制A型和B型單胺氧化酶，德國于1991年6月上市了一個以金絲桃素為標(biāo)準(zhǔn)的新的抗抑郁藥。2024/10/2829

特殊結(jié)構(gòu)--蒽酚和蒽酮衍生物蘆薈苷（barbaloin）2024/10/2830

第二節(jié)醌類化合物的理化性質(zhì)2024/10/2831

性狀：天然醌類衍生物苯醌、萘醌、菲醌類成分主要以游離醌狀態(tài)存在，多為有色結(jié)晶，少數(shù)苯醌為黃色油狀結(jié)構(gòu)。苯醌、萘醌等游離醌類—可以得到完好結(jié)晶蒽醌苷（極性大）--不易得到完好結(jié)晶

顏色:與助色基的多少有關(guān)，助色團(tuán)越多，顏色加深，呈黃、橙、棕紅色。（助色團(tuán)Ar-OH）

一物理性質(zhì)2024/10/2832

二升華性

游離醌類多有升華性，可得到最純的結(jié)晶。

應(yīng)用：用于提取、精制

小分子的苯醌、萘醌——揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾。2024/10/2833三溶解性

苷元：通常可（易）溶于甲醇、乙醇、苯、乙醚、氯仿，在堿性有機(jī)溶劑中溶解度也較大，可溶于丙酮，不溶或難溶于水。

蒽醌苷：極性較大，易溶于甲醇及乙醇，也能溶解于水，在熱水中更易溶解，但在冷水中溶解度較小，幾乎不溶于乙醚、苯、氯仿等溶劑。

蒽醌的碳苷：在水中的溶解度很小，難溶于親脂性有機(jī)溶劑而易溶于吡啶中。2024/10/2834二、化學(xué)性質(zhì)（一）酸性蒽醌類化合物多帶有Ar-OH，一般在2個以上、因此具有酚類化合物的通性，呈弱酸性反應(yīng)。特點(diǎn)堿溶酸沉醌類化合物因分子中酚羥基的數(shù)目及位置不同，酸性強(qiáng)弱有一定差別。1、有COOH>無-COOH，可溶于NaHCO3中。2024/10/28352、β-羥基

>α-羥基

β-羥基蒽醌的酸性較一般酚類要強(qiáng)，能溶于Na2CO3溶液中，尤其是熱溶液中。三、醌類化合物的理化性質(zhì)2024/10/28363羥基數(shù)目增多，酸性也增強(qiáng)。羥基蒽醌的酸性隨羥基數(shù)目的增加而增加，無論是α-位或β-位有羥基，其酸性都有一定程度的遞增。三、醌類化合物的理化性質(zhì)OOOHOHOHOHOOOHOH2024/10/2837

應(yīng)用：

可用于提取分離（PH梯度萃取法）。

以游離蒽醌類衍生物為例，酸性強(qiáng)弱將按下列順序排列：含-COOH>2個以上-OH

>

1個-OH

>

2個-OH

>

1個-OH

5%NaHCO3

5%Na2CO3

1%NaOH

5%NaOH

2024/10/2838

（二）顏色反應(yīng)菲格爾（Feigl）反應(yīng)—各種醌類（+）醌類衍生物在堿性下加熱能迅速與醛類及鄰二硝基苯反應(yīng)→紫色化合物。2024/10/2839

2.無色亞甲藍(lán)顯色試驗(yàn)

苯醌

PPC噴霧

藍(lán)色斑點(diǎn)

萘醌

TLC無色亞甲藍(lán)

苯醌、萘醌——區(qū)別于蒽醌TLC、PPC2024/10/28403.堿液呈色反應(yīng)（Borntrager’s反應(yīng)）

羥基蒽醌遇堿液顯紅或紫紅色

反應(yīng)機(jī)理如下：α-羥基蒽醌

紅色

顯色反應(yīng)與形成共軛體系的Ar-OH和羰基有關(guān)，在堿液中Ar-OH中氧受羰基吸電子影響，通過共軛效應(yīng)，轉(zhuǎn)移至羰基氧原子上，形成新的共軛體系，發(fā)生顏色變化。2024/10/2841藥粉酸水熱提酸水液

乙醚萃取萃取液加5%NaOH堿水液（顯紅色）醚層（變?yōu)闊o色）這是羥基蒽醌及具有游離酚羥基蒽醌苷類一個很重要的鑒別反應(yīng)。2024/10/2842

4.與活性次甲基試劑的反應(yīng)

專屬性：苯醌及無2,3位取代的萘醌（+）蒽醌→（-）

2024/10/28435.與金屬離子的反應(yīng)

具有α-OH或鄰二酚OH的蒽醌①醋酸鎂反應(yīng)

特點(diǎn)：有顏色（生成橙紅、紫紅、或藍(lán)紫色絡(luò)合物），靈敏。應(yīng)用：鑒別，及TLC，P.C顯色劑2024/10/2844THANKYOUSUCCESS2024/10/2845可編輯②與Pb++絡(luò)合

一定pH條件下能↓，用于精制。與醋酸鎂形成的絡(luò)合物2024/10/2846有機(jī)溶劑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。提取液濃縮結(jié)晶氯仿等溶劑濃縮液

第三節(jié)醌類化合物的提取分離一、游離醌類的提取方法2024/10/28473.水蒸氣蒸餾法適用于小分子的苯醌及萘醌類化合物。4.超臨界流體萃取法和超聲波提取法2024/10/2848藥材乙醇提取乙醇浸膏乙醚捏溶不溶物乙醚溶液5％NaHCO3NaHCO3液乙醚液酸化沉淀重結(jié)晶結(jié)晶（含-COOH的羥基蒽醌成分）5％NaCO3NaCO3液乙醚液酸化沉淀重結(jié)晶結(jié)晶（β-OH蒽醌成分）1％NaOHNaOH液乙醚液5％NaOH二、游離羥基蒽醌的分離2024/10/2849色譜法游離羥基蒽醌衍生物常用硅膠、聚酰胺等分離材料柱層析的方法進(jìn)行分離。一般不用氧化鋁，因?yàn)樗嵝缘牧u基蒽醌易與堿性氧化鋁產(chǎn)生化學(xué)吸附而難以洗脫。2024/10/2850大黃酸提取分離2024/10/2851

三、蒽醌苷類與蒽醌衍生物

苷元的分離利用其極性的差別，苷元溶于極性較小的有機(jī)溶劑，而苷不溶，進(jìn)行分離。注意：蒽醌類化合物在植物體內(nèi)多通過酚羥基或羧基與鈉、鉀、鎂等成鹽存在，所以提取前應(yīng)先加酸酸化使其游離。2024/10/2852四、蒽醌苷類的分離

較苷元的分離困難，一般先用鉛鹽法或溶劑法除去大部分雜質(zhì)，制得較純的總苷后，再進(jìn)一步用聚酰胺、硅膠或葡聚糖凝膠柱色譜反復(fù)分離純化。2024/10/2853

蒽苷的分離

聚酰胺：反相硅膠柱層析：葡聚糖凝膠：氫鍵吸附:（分離具酚-OH）Ar-OH少，先洗下來MW大小—MW大,先洗下來Rp-8等2024/10/2854

蒽醌苷的分離：應(yīng)用聚酰胺色譜法及葡聚糖凝膠柱色譜法對蒽醌苷的分離均能取得良好的效果。如

醌類化合物的提取和分離2024/10/2855第四節(jié)醌類化合物的結(jié)構(gòu)測定結(jié)構(gòu)測定步驟：1．化學(xué)鑒別反應(yīng)：確定comp.的類型

2．純度檢查：

TLCHPLC（氨熏、碘熏）

3．MW測定：MS，（元素分析）苷

水解

苷元（水解產(chǎn)物）鑒定2024/10/2856

4．光譜分析：

UV、IR、MS、1H-NMR、13C-NMR2024/10/2857一、紫外光譜（UV）概述：UV是用不同波長（200-700nm）的紫外及可見光為光源，一次照射一定濃度的試樣溶液，化合物分子因吸收紫外及可見光而產(chǎn)生電子躍遷，在不同波長下測量物質(zhì)的吸收度，按吸收強(qiáng)度（A）和吸收波長（λ）作圖所得的吸收光譜。

復(fù)習(xí)UV2024/10/2858結(jié)構(gòu)鑒定波譜學(xué)方法1.紫外光譜（UV）（一）苯醌類的紫外吸收特征苯醌主要吸收峰有三個~400nm~285nm~240nm強(qiáng)峰中強(qiáng)峰弱峰2024/10/2859（二）萘醌的紫外光譜特征2024/10/2860萘醌類的紫外吸收特征

引入助色團(tuán)（如-OH，-OMe）使相應(yīng)吸收峰——紅移醌環(huán)上引入助色團(tuán)——影響257nm——紅移

（不影響苯環(huán)引起的吸收）

苯環(huán)上引入

-OH——影響335nm——紅移到427nm2024/10/2861（三）蒽醌類的紫外光譜特征2024/10/2862羥基蒽醌的主要吸收峰：Ⅰ峰：230nm左右Ⅱ峰：240~260nm（由苯樣結(jié)構(gòu)引起）Ⅲ峰：262~295nm（由醌樣結(jié)構(gòu)引起）Ⅳ峰：305~389nm（由苯樣結(jié)構(gòu)引起）Ⅴ峰：＞400nm（由醌樣結(jié)構(gòu)中的羰基引起）不同位置、數(shù)目的羥基取代將引起相應(yīng)吸收峰不同程度的紅移。2024/10/2863各吸收譜帶與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

1．峰Ⅰ230nm左右—與-OH數(shù)目有關(guān)-OH數(shù)目λmax(nm)1222.522253230±2.542362．峰Ⅲ

(262~295nm)

受β－酚羥基的影響

具有β－OH的峰Ⅲ發(fā)生紅移，吸收強(qiáng)度也增強(qiáng)。

峰Ⅲ的吸收強(qiáng)度logε值>4.1有β－酚羥基logε值<4.1無β－酚羥基2024/10/28643．峰Ⅴ（>400nm）受α－酚羥基的影響

α－酚羥基越多，峰Ⅴ紅移值越大2024/10/2865與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

峰1與結(jié)構(gòu)中羥基數(shù)目有關(guān)，羥基越多，位置越偏長波方向。具體波長與羥基位置(αβ)無關(guān)，但強(qiáng)度主要取決于

α羥基的數(shù)目。

峰3的峰位和強(qiáng)度主要受β酚羥基的影響，β酚羥基能夠通過蒽醌母核向羰基供電，使該峰紅移，強(qiáng)度亦增強(qiáng)。一般蒽醌母核上具有β酚羥基則峰3吸收強(qiáng)度均在4.1以上，若低于此值，表示無β酚羥基。

峰5主要受α羥基影響，α羥基數(shù)目越多，λmax紅移就越多。醌類化合物的光譜特征總結(jié)2024/10/2866二、紅外光譜羥基蒽醌類化合物在紅外區(qū)域有：

VC=O1675~1653cm-1

V-OH3600~3130cm-1 V芳環(huán)

1600~1480cm-1如果9,10蒽醌母核上沒有羥基取代時，羰基峰位為1675cm-1；如有α-OH取代，與羰基締合，使羰基的伸縮振動顯著向低頻位移。2024/10/2867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

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：

⑴2024/10/28681,8-二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-1

⑵2024/10/28691,4-二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.

⑶2024/10/28701,4,5-三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。⑷2024/10/28711,4,5,8-四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。⑸2024/10/2872羥基頻率與結(jié)構(gòu)的關(guān)