中藥化學(xué)醌類化合物

1、第五章第五章 醌類化合物醌類化合物教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容： 5.1 概述概述 5.2 結(jié)構(gòu)與分類結(jié)構(gòu)與分類 5.3 理化性質(zhì)理化性質(zhì) 5.4 蒽醌類成分的提取分離、檢識蒽醌類成分的提取分離、檢識 重點(diǎn)重點(diǎn)：蒽醌的結(jié)構(gòu)、分類、主要性質(zhì)、提：蒽醌的結(jié)構(gòu)、分類、主要性質(zhì)、提 取分離。取分離。難點(diǎn)：難點(diǎn)：1. 羥基蒽醌類化合物的酸性羥基蒽醌類化合物的酸性2. 酸性強(qiáng)弱與結(jié)構(gòu)的關(guān)系酸性強(qiáng)弱與結(jié)構(gòu)的關(guān)系3. pH梯度萃取法分離游離蒽醌化合物梯度萃取法分離游離蒽醌化合物5.1 概述概述： 醌類化合物是一類在自然界分布廣泛的化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)合物，它包括

2、醌類及容易轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂絮愋再|(zhì)的化合物。的化合物。 醌類化合物主要存在于高等植物的蓼科、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。是許多天等植物地衣類和菌類的代謝產(chǎn)物中。是許多天然藥物如然藥物如大黃大黃、何首烏、虎杖、決明子、何首烏、虎杖、決明子、蘆薈蘆薈、丹參丹參等藥材的有效成分。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，還有一些醌類瀉、抗菌、利尿和止血等，還有一些醌類化合物具有化合物具有抗癌抗癌、抗病毒、解痙平喘等

3、作、抗病毒、解痙平喘等作用，是一類很有前途的天然藥物。用，是一類很有前途的天然藥物。 從結(jié)構(gòu)上講，醌類化合物可分為苯醌、萘從結(jié)構(gòu)上講，醌類化合物可分為苯醌、萘醌、醌、菲醌菲醌和蒽醌等。其中蒽醌及其衍生物和蒽醌等。其中蒽醌及其衍生物種類較多，生理活性也較廣泛。種類較多，生理活性也較廣泛。醌類化合物是指分子內(nèi)具有醌類化合物是指分子內(nèi)具有不飽和環(huán)二酮不飽和環(huán)二酮（醌式）（醌式）結(jié)構(gòu)或易轉(zhuǎn)變?yōu)檫@樣結(jié)構(gòu)的化合物。結(jié)構(gòu)或易轉(zhuǎn)變?yōu)檫@樣結(jié)構(gòu)的化合物。OOOOOOOO苯醌萘醌蒽醌菲醌5.2 醌類化合物的結(jié)構(gòu)與分類醌類化合物的結(jié)構(gòu)與分類一、苯醌類（一、苯醌類（benzoquinones） 分為鄰苯醌，對苯醌兩類。

4、但鄰苯醌不穩(wěn)分為鄰苯醌，對苯醌兩類。但鄰苯醌不穩(wěn)定，故天然存在的主要為對苯醌的衍生物。多定，故天然存在的主要為對苯醌的衍生物。多為黃色或橙色結(jié)晶。為黃色或橙色結(jié)晶。 OOOOOOOCH3CH3O 一些帶有較高級直鏈烴基側(cè)鏈的對醌衍一些帶有較高級直鏈烴基側(cè)鏈的對醌衍生物有驅(qū)除腸內(nèi)寄生蟲的作用，如白花酸藤生物有驅(qū)除腸內(nèi)寄生蟲的作用，如白花酸藤果和木桂花果實(shí)的果和木桂花果實(shí)的驅(qū)絳蟲驅(qū)絳蟲有效成分證明是信有效成分證明是信筒子醌筒子醌 (embellin) .二、萘醌類二、萘醌類(naphthquinones) 自然界存在的多為自然界存在的多為a-萘醌衍生物，橙萘醌衍生物，橙色、橙紅色、紫色（少）結(jié)晶。

5、紫草中含色、橙紅色、紫色（少）結(jié)晶。紫草中含多種萘醌色素。多種萘醌色素。OOOO12345678OO 胡桃醌胡桃醌( juglone)存在于核桃未成熟的存在于核桃未成熟的果皮（青皮）中，有抗出血的活性，共存果皮（青皮）中，有抗出血的活性，共存的其幾種還原衍生物，都有抗菌的生物活的其幾種還原衍生物，都有抗菌的生物活性。性。 維生素維生素K是一類萘醌衍生物。例如維是一類萘醌衍生物。例如維生素生素K2和和K1。 維生素維生素K1和和K2的差別只在于側(cè)鏈有所不的差別只在于側(cè)鏈有所不同（同（K1 n=3， K2 n=2)，維生素，維生素K1為黃色油為黃色油狀液體，維生素狀液體，維生素K2為黃色晶體。維生

6、素為黃色晶體。維生素K1和和K2廣泛存在于自然界中，綠色植物（如苜蓿，廣泛存在于自然界中，綠色植物（如苜蓿，菠菜等）、蛋黃、肝臟等含量豐富。維生素菠菜等）、蛋黃、肝臟等含量豐富。維生素K1和和K2的主要作用是能的主要作用是能促進(jìn)血液的凝固促進(jìn)血液的凝固，所以可，所以可用作止血?jiǎng)Ｓ米髦寡獎(jiǎng)?。三、菲醌類三、菲醌?phenanthraquinones) 鄰菲醌和對菲醌。如丹參含多種菲醌類鄰菲醌和對菲醌。如丹參含多種菲醌類化合物?；衔?。OOOO鄰菲醌鄰菲醌 對菲醌對菲醌 丹參中的醌類化合物多為橙色、紅色至棕紅色丹參中的醌類化合物多為橙色、紅色至棕紅色的結(jié)晶，少數(shù)為黃色。具有抗的結(jié)晶，少數(shù)為黃色。

7、具有抗 菌及菌及擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈的作用，是中藥丹參的的作用，是中藥丹參的 主要有效成分，總丹參酮主要有效成分，總丹參酮可用于治療金黃可用于治療金黃 色葡萄球菌等引起的癤，癰，蜂色葡萄球菌等引起的癤，癰，蜂窩組織窩組織 炎、痤瘡等疾病。炎、痤瘡等疾病。OOOHR丹參新醌甲：R = CHCH3CH2OH丹參新醌乙：R = CHCH3CH3丹參新醌丙：R = CH3四、蒽醌類四、蒽醌類(anthraquinones) 蒽醌是廣泛存在于植物界的一種色蒽醌是廣泛存在于植物界的一種色素，是許多中藥如大黃、何首烏、虎杖素，是許多中藥如大黃、何首烏、虎杖等的有效成分。目前等的有效成分。目前 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的

8、蒽醌類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的蒽醌類化合物近化合物近 200種，在植物中的蒽醌衍生種，在植物中的蒽醌衍生物主要分布于根、皮、葉及心材，也可物主要分布于根、皮、葉及心材，也可在莖、種子、果實(shí)中。在莖、種子、果實(shí)中。多和糖結(jié)合多和糖結(jié)合 成苷成苷，或以游離態(tài)存在?；蛞杂坞x態(tài)存在。生理活性顯著：生理活性顯著：1.1.瀉下作用瀉下作用: :天然蒽醌類化合物多具有致瀉作天然蒽醌類化合物多具有致瀉作用用, ,其強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)有如下關(guān)系其強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)有如下關(guān)系: :蒽醌苷蒽醌苷的致瀉作用強(qiáng)于的致瀉作用強(qiáng)于苷元苷元含羧基蒽醌苷的致瀉作用強(qiáng)于相應(yīng)的不含含羧基蒽醌苷的致瀉作用強(qiáng)于相應(yīng)的不含羧基蒽醌苷羧基蒽醌苷. . 2.抗菌作用抗菌

9、作用: :化合物蒽醌類化合物蒽醌類( (如大黃酸等如大黃酸等) )有有抑菌作用抑菌作用, ,苷元的作用強(qiáng)于苷類苷元的作用強(qiáng)于苷類. .中藥大中藥大黃對多種動(dòng)物實(shí)驗(yàn)性炎癥有明顯抑制作黃對多種動(dòng)物實(shí)驗(yàn)性炎癥有明顯抑制作用用. .實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明大黃素大黃素在體內(nèi)容易吸收在體內(nèi)容易吸收, ,起效快起效快, ,對早期炎癥滲出、毛細(xì)血管通透對早期炎癥滲出、毛細(xì)血管通透性增高等有較好的對抗作用性增高等有較好的對抗作用. .3.3.抗癌活性抗癌活性: :蒽環(huán)酮類抗菌素蒽環(huán)酮類抗菌素(anthracyclinones(anthracyclinones) )可以通過作用于可以通過作用于DNADNA而而達(dá)

10、到抗腫瘤目的達(dá)到抗腫瘤目的. .多柔比星多柔比星(doxorubicin)(doxorubicin)是廣譜抗腫瘤藥是廣譜抗腫瘤藥, ,臨床上主要用于治療乳腺臨床上主要用于治療乳腺癌、甲狀腺癌、肺癌、卵巢癌癌、甲狀腺癌、肺癌、卵巢癌. .OCH3OOOHOHOHOOH3COHNH2CO CH2OH 頂生醌頂生醌(tectoquinone)來源于馬鞭來源于馬鞭草科的柚木、茜草科的羊角藤等植物。草科的柚木、茜草科的羊角藤等植物。頂生醌是少數(shù)頂生醌是少數(shù)無羥基取代無羥基取代的蒽醌之一，的蒽醌之一，它具有驅(qū)趕白蟻和其他昆蟲的作用，它具有驅(qū)趕白蟻和其他昆蟲的作用，柚木、榆木由于存在頂生醌，所以可柚木、榆木

11、由于存在頂生醌，所以可以以長期保存長期保存。其他植物的保存可借鑒。其他植物的保存可借鑒。OOCH3結(jié)構(gòu)分類：單蒽核類結(jié)構(gòu)分類：單蒽核類 雙蒽核類雙蒽核類 1，4，5，8位為位為位位 2，3，6，7位為位為位位 9，10位為位為meso位（中位）位（中位） 天然蒽醌在母核上均有天然蒽醌在母核上均有-OH，-CH2OH，-CH3，-OCH3，-COOH取代或與糖成苷。取代或與糖成苷。87654321OO(一一) 單蒽核類單蒽核類CH3OHOOOHOHOOOHCH2Oglc大黃酚大黃酚蘆薈大黃素葡萄糖苷蘆薈大黃素葡萄糖苷（1）大黃素型）大黃素型：羥基分布在兩側(cè)的苯環(huán)上，：羥基分布在兩側(cè)的苯環(huán)上， 呈

12、黃色。主要存在于蓼科植物中。呈黃色。主要存在于蓼科植物中。 （2）茜草素型）茜草素型：羥基分布在同一側(cè)的苯環(huán)羥基分布在同一側(cè)的苯環(huán)上，多為橙黃或橙紅色，主要存在于茜上，多為橙黃或橙紅色，主要存在于茜草科植物中。草科植物中。O HO HOO蒽酚或蒽酮衍生物蒽酚或蒽酮衍生物（二）雙蒽核（二）雙蒽核 1. 二蒽酮二蒽酮 二蒽酮衍生物可看作是兩分子的蒽酮脫去二蒽酮衍生物可看作是兩分子的蒽酮脫去一分子氫后相互結(jié)合而成。又分為一分子氫后相互結(jié)合而成。又分為中位連接中位連接(C10-C10)和和位位(C1-C1或或C4-C4)連接連接. 這類這類物質(zhì)多為黃色結(jié)晶，多以苷的形式存在，若催物質(zhì)多為黃色結(jié)晶，多以

13、苷的形式存在，若催化加氫還原則生成二分子蒽酮，用三氯化鐵氧化加氫還原則生成二分子蒽酮，用三氯化鐵氧化則生成二分子蒽醌?；瘎t生成二分子蒽醌。 C10-C10,鍵容易鍵容易水解水解而斷裂，生成較而斷裂，生成較穩(wěn)定的穩(wěn)定的蒽酮游離基蒽酮游離基，繼而，繼而氧化氧化成蒽醌類化成蒽醌類化合物。一般隨著植物原料儲存時(shí)間延長，合物。一般隨著植物原料儲存時(shí)間延長，二蒽酮類含量下降，單蒽酮類含量上升。二蒽酮類含量下降，單蒽酮類含量上升。 最重要的二蒽酮類化合物是從番瀉葉中得最重要的二蒽酮類化合物是從番瀉葉中得到的番瀉苷到的番瀉苷A,B,C,D. 其苷元是由二分子大其苷元是由二分子大黃酸蒽酮通過黃酸蒽酮通過C10-

14、C10相互結(jié)合而成，苷相互結(jié)合而成，苷元元A為反式排列為反式排列,苷元苷元B為順式排列為順式排列. 番瀉苷番瀉苷C和番瀉苷和番瀉苷D也是一對同分異構(gòu)體，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蒽酮衍生物通過 C10-C10鍵結(jié)合而成，其鍵結(jié)合而成，其中苷中苷C為反式，苷為反式，苷D為順式。為順式。 現(xiàn)在已知道，大黃瀉下作用的有效成現(xiàn)在已知道，大黃瀉下作用的有效成分不下分不下20余種，在體內(nèi)真正起瀉下作用余種，在體內(nèi)真正起瀉下作用的物質(zhì)是大黃中的番瀉苷的物質(zhì)是大黃中的番瀉苷A受大腸內(nèi)細(xì)菌受大腸內(nèi)細(xì)菌作用的還原產(chǎn)物，但作用的還原產(chǎn)物

15、，但不是番瀉苷元不是番瀉苷元，而，而是是大黃酸蒽酮大黃酸蒽酮或其或其8-葡萄糖苷葡萄糖苷。但這仍不。但這仍不能完全代表大黃的瀉下效力。能完全代表大黃的瀉下效力。 實(shí)驗(yàn)證明，番瀉苷實(shí)驗(yàn)證明，番瀉苷A瀉下作用的瀉下作用的ED50比大黃粉或浸膏瀉下作用的比大黃粉或浸膏瀉下作用的ED50要大得要大得多，即使以番瀉苷多，即使以番瀉苷A加上蒽醌苷的瀉下作加上蒽醌苷的瀉下作用的用的ED50也比大黃粉要大，可見大黃中也比大黃粉要大，可見大黃中還有起還有起協(xié)同協(xié)同作用的物質(zhì)或作用的物質(zhì)或其它瀉下其它瀉下作用作用較強(qiáng)的物質(zhì)存在。較強(qiáng)的物質(zhì)存在。2. 其它二蒽酮類其它二蒽酮類 去氫二蒽酮類去氫二蒽酮類 日照蒽酮類日

16、照蒽酮類 中位萘駢二蒽酮類中位萘駢二蒽酮類5.4 理化性質(zhì)理化性質(zhì)（一）物理性質(zhì)（一）物理性質(zhì)1、性狀、性狀 天然醌類多為有色結(jié)晶體，一般為黃、橙、天然醌類多為有色結(jié)晶體，一般為黃、橙、棕紅至紫紅色。棕紅至紫紅色。 苯醌，萘醌多以游離態(tài)存在；蒽醌多以苷苯醌，萘醌多以游離態(tài)存在；蒽醌多以苷的形式存在，苷極性大較難得到結(jié)晶。的形式存在，苷極性大較難得到結(jié)晶。2、揮發(fā)性和升華性、揮發(fā)性和升華性 游離的醌類化合物大多數(shù)具有升華性。小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。能隨水蒸汽分子的苯醌、萘醌還具有揮發(fā)性。能隨水蒸汽蒸餾。蒸餾。 3、溶解性、溶解性（1 1）游離醌類游離醌

17、類極性較小極性較小，一般溶于甲醇、，一般溶于甲醇、乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，不溶于水。乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，不溶于水。（2 2）成苷后，極性增大，易溶于醇、熱水，）成苷后，極性增大，易溶于醇、熱水，不溶于冷水不溶于冷水及極性小的有機(jī)溶劑。蒽醌及極性小的有機(jī)溶劑。蒽醌的的碳苷碳苷在水及有機(jī)溶劑中溶解度都小，在水及有機(jī)溶劑中溶解度都小，只溶于吡啶中。只溶于吡啶中。蒽醌鹽蒽醌鹽在水中溶解度也在水中溶解度也小。小。（二）化學(xué)性質(zhì)（二）化學(xué)性質(zhì) 1、酸性、酸性 醌類化合物由于多具有酚羥基，表現(xiàn)出醌類化合物由于多具有酚羥基，表現(xiàn)出一定的酸性，易溶于堿水中，加酸酸化又可重一定的酸性，易溶于堿水中，加酸酸化又可重

18、新析出。新析出。 a. 帶有帶有羧基羧基的醌類化合物酸性強(qiáng)于不帶羧基者；的醌類化合物酸性強(qiáng)于不帶羧基者；b. 酚羥基數(shù)目增多，酸性增強(qiáng)；酚羥基數(shù)目增多，酸性增強(qiáng)；c.-羥基羥基蒽醌的酸性強(qiáng)于蒽醌的酸性強(qiáng)于-羥基羥基蒽醌。蒽醌。OOOHOOHO-羥 基 蒽 醌-羥 基 蒽 醌OOHOOHOOHOOHOOOHOOHOOHOOOHOOOHOH-羥 基 蒽 醌-羥 基 蒽 醌OOHOOHCH3HOOOHOOHCOOHOOHOOHCH2OHOOHOOHCH3OOHOOHCH3CH3O酸性強(qiáng)弱按下列順序排列：酸性強(qiáng)弱按下列順序排列： 含含-COOH -COOH （溶于（溶于 5%NaHCO5%NaHCO3

19、 3）含含2 2個(gè)（不相鄰）以上個(gè)（不相鄰）以上-OH （溶于（溶于 5%NaHCO5%NaHCO3 3）含含1個(gè)個(gè)-OH （溶于（溶于 5%Na5%Na2 2COCO3 3）含含2 2個(gè)以上個(gè)以上-OH （溶于（溶于 1%NaOH1%NaOH）含含1 1個(gè)個(gè)-OH （溶于（溶于 5%NaOH5%NaOH） OOOHOHOOOHOHOHOOOHOOOHOHABCDOOOHCH3E下列蒽醌類化合物，溶解于下列蒽醌類化合物，溶解于5%Na2CO3的是：的是：藥粉藥粉酸水熱提酸水熱提酸水液酸水液 Et2O萃取萃取萃取液萃取液加加5%NaOH堿水液（顯紅色）堿水液（顯紅色）醚層（變?yōu)闊o色）醚層（變?yōu)闊o

20、色）2、顏色反應(yīng)、顏色反應(yīng)（1）Borntrger反應(yīng)：羥基蒽醌遇堿性溶液顯紅-紅紫色。但羥基蒽酚、蒽酮、二蒽酮類化合物則需氧化成蒽醌后，才顯示特征的顏色。OH-OOOHOH-OOO-OO-OOOOHOH-OOO-O-OO羥基蒽醌(NaOH, Na2CO3, NH4OH)紅紅紫色（與-OH的數(shù)目、位置有關(guān)）e 轉(zhuǎn)移e 轉(zhuǎn)移（2）醋酸鎂反應(yīng)）醋酸鎂反應(yīng) 羥基蒽醌羥基蒽醌類化合物能和類化合物能和0.5%醋酸鎂醋酸鎂的醇溶液生成穩(wěn)定橙紅色、紫紅色或紫色的醇溶液生成穩(wěn)定橙紅色、紫紅色或紫色絡(luò)合物。絡(luò)合物。 酚羥基數(shù)目、位置不同，顯的顏色不同：酚羥基數(shù)目、位置不同，顯的顏色不同：環(huán)上有環(huán)上有1個(gè)個(gè)-羥基

21、羥基橙色橙色鄰二酚羥基鄰二酚羥基藍(lán)紫色藍(lán)紫色對二酚羥基對二酚羥基顯紫到紫紅色顯紫到紫紅色各有各有1個(gè)個(gè)-羥基或還有間位羥基羥基或還有間位羥基橙紅色至紅色橙紅色至紅色OOOOOOMgOOOOOOOOHMgH（3）對亞硝基二甲苯胺反應(yīng)）對亞硝基二甲苯胺反應(yīng) 羥基蒽酮類化合物羥基蒽酮類化合物9位或位或10位的亞甲基很位的亞甲基很活潑，易與對亞硝基二甲苯胺發(fā)生縮合，產(chǎn)活潑，易與對亞硝基二甲苯胺發(fā)生縮合，產(chǎn)生各種顏色。用于生各種顏色。用于蒽酮類蒽酮類化合物的定性鑒別。化合物的定性鑒別。OHHNON+ONN 此反應(yīng)不僅可用于蒽酮類化合物的定此反應(yīng)不僅可用于蒽酮類化合物的定性檢查，而且還可用于性檢查，而且還

22、可用于微量測定微量測定。本。本反應(yīng)不受蒽醌類、黃酮類、香豆素類、反應(yīng)不受蒽醌類、黃酮類、香豆素類、糖類及酚類的干擾。糖類及酚類的干擾。5.5 醌類化合物的提取分離醌類化合物的提取分離一、醌類的提取一、醌類的提取 1、有機(jī)溶劑提取法、有機(jī)溶劑提取法 由于游離醌類化合物極性較小，故由于游離醌類化合物極性較小，故可用有機(jī)溶劑提取，多用甲醇或乙醇?？捎糜袡C(jī)溶劑提取，多用甲醇或乙醇。 2、堿提酸沉法、堿提酸沉法 用于具有游離酚羥基的。用于具有游離酚羥基的。 3、水蒸氣蒸餾法、水蒸氣蒸餾法 用于分子量較小的游離苯醌及萘醌用于分子量較小的游離苯醌及萘醌化合物（具有揮發(fā)性）?；衔铮ň哂袚]發(fā)性）。 二、醌類化合物的分離二、醌類化合物的分離（一）蒽醌苷與游離蒽醌的分離（一）蒽醌苷與游離蒽醌的分離 利用溶解度差異，將總蒽醌分散在利用溶解度差異，將總蒽醌分散在酸水中，使游離蒽醌充分游離，在用氯酸水中，使游離蒽醌充分游離，在用氯仿或乙醚萃取，苷元溶在有機(jī)溶劑層，仿或乙醚萃取，苷元溶在有機(jī)溶劑層，苷則留在水層。苷則留在水層。 或?qū)⒖偺嵛镏没亓魈崛∑髦?，用氯或?qū)⒖偺嵛镏没亓魈崛∑髦?，用氯仿或乙醚等有機(jī)溶劑回提苷元，苷留在仿或乙醚等有機(jī)溶劑回提苷元，苷留在殘?jiān)小堅(jiān)?。醇濃縮液CHCl3, ben., Et2O萃取CHCl3,