醌類化合物(2)資料

1、醌類化合物(2)5.1 結(jié)構(gòu)與分類1.苯醌類(benzpquinones)2.萘醌類(naphthoquinones)3.菲醌類(phenanthraquinones)4.蒽醌類(anthraquinones)1.苯醌類OOOCH3CH3O2,6-二甲氧基苯醌 （抗菌作用 ）OOCH3CH3OCH3O輔酶Q10( n=10)OO(CH2)10CH3HO信筒子醌( 驅(qū)絳蟲 )OHCH2CHCCH2HCH3nOOCH3OarnebinoneCH3OOOCH3OarnebifuranonCH3OO( 抑制PGE2合成 )OOOO 鄰苯醌（不穩(wěn)定）對苯醌1234562.萘醌類OO1,4-萘醌OO 胡桃

2、醌（抗菌抗癌鎮(zhèn)靜）OHOOCH3 藍雪醌(抗菌止咳祛痰)OO1,2-萘醌OO2,6-萘醌OHOOCHCH2CH=C(CH3)2 紫草素(止血抗菌消炎)OHOHOH123456783.菲醌類OO對菲醌OO鄰菲醌OOOCH3丹參醌 II AOOCHCH2OHCH3丹參新醌甲4.蒽醌類OO123456789104a8a9a10a1,4,5,8為-位2,3,6,7為 -位9,10為meso-位OH蒽 酚O蒽 酮HH分布廣泛：蓼科（大黃）、豆科（番瀉葉）等生理活性顯著：瀉下作用 抗菌作用 抗癌活性結(jié)構(gòu)分類：單蒽核類 雙蒽核類 （1）單蒽核類v蒽醌及其苷類 大黃素型：羥基在苯環(huán)兩側(cè)（棕黃色） 茜草素型：羥

3、基在苯環(huán)一側(cè)（橙黃橙紅）v蒽酚或蒽酮衍生物OO大黃酚HOOHCH3OOOHOH茜草素OOHOHOHCH2OHOHOOHCH2OHH蘆薈苷OOHOO茜草苷OOHOHOHOCH2OOHOHOHOO蒽醌OHOH氧化蒽酚（不穩(wěn)定）OH蒽酚O蒽酮HHHOHOOH柯椏素OOHOHCH3OHOHCH3 （2）雙蒽核類v二蒽酮類 中位二蒽酮：10-10 位二蒽酮：1-1或4-4v二蒽醌類v去氫二蒽酮類v日照蒽酮類v中位萘駢二蒽酮類OOHHOOOOHHglc-Oglc-OOHOHCOOHCOOHOOHHglc-Oglc-OOHOHCH2OHCOOH中位二蒽酮番瀉葉甙AHBH番瀉葉甙CD 位二蒽酮OOOHOHCH

4、3OOOHOHH3C二蒽醌OOOOOOOO去氫二蒽酮日照蒽酮中位萘駢二蒽酮5.2 醌類化合物的理化性質(zhì)1.物理性質(zhì)2.化學性質(zhì)3.顯色反應(yīng)1.物理性質(zhì)外觀：多為有色結(jié)晶，如苯醌多為黃色結(jié)晶，萘醌為橙色或橙紅色結(jié)晶，蒽醌多為黃色至橙紅色固體。隨助色團的引入，顏色越深。蒽醌類化合物大多有熒光。性質(zhì)：（1）升華性。苯醌和萘醌多以游離態(tài)存在，蒽醌多以苷的形式存在。游離醌類一般有升華性，升華溫度隨酸性增強而升高。（2）揮發(fā)性。小分子的醌類化合物有揮發(fā)性。（3）光不穩(wěn)定性。有些醌類成分不穩(wěn)定，如丹參酮，注意避光保存。溶解度：（1）游離醌類極性較小，一般溶于甲醇、乙醇、乙醚等有機溶劑，不溶于水。（2）成苷后

5、，極性增大，易溶于醇、熱水，不溶于冷水及極性小的有機溶劑。蒽醌的碳苷在水及有機溶劑中溶解度都小，只溶于吡啶中。蒽醌鹽在水中溶解度也小。 2.化學性質(zhì)（1）酸性帶有羧基的醌類化合物酸性強于不帶羧基者；酚羥基數(shù)目增多，酸性增強；-羥基蒽醌的酸性強于-羥基蒽醌。OOOHOOHO-羥基蒽醌-羥基蒽醌OOHOOHOOHOOHOOOHOOHOOHOOOHOOOHOH-羥基蒽醌-羥基蒽醌OOHOOHCH3HOOOHOOHCOOHOOHOOHCH2OHOOHOOHCH3OOHOOHCH3CH3O酸性強弱按下列順序排列：含-COOH （溶于 5%NaHCO3）含2個（不相鄰）以上-OH （溶于 5%NaHCO3

6、）含1個-OH （溶于 5%Na2CO3）含2個以上-OH （溶于 1%NaOH）含1個-OH （溶于 5%NaOH） 2.化學性質(zhì)（2）堿性能溶于濃硫酸中成yang鹽再轉(zhuǎn)成陽碳離子，同時伴有顏色的顯著改變。大黃酚由暗黃色變?yōu)榧t色；大黃素由橙紅變?yōu)榧t色；其他羥基蒽醌在濃硫酸中一般呈紅至紅紫色。OOOH+OH+OHOHc. H2SO4+3.顯色反應(yīng)（1）Feigl反應(yīng)：苯醌、萘醌在堿性條件下，與甲醛和鄰二硝基苯加熱，發(fā)生氧化還原反應(yīng)而呈紫色。OOHCHOOH-OHOHNO2NO2OH-OONO2-NO2-+紫色3.顯色反應(yīng)（2）與活性亞甲基試劑反應(yīng)：苯醌和萘醌類化合物在堿性條件下，能與一些含活潑

7、亞甲基的化合物先發(fā)生加成反應(yīng)，再經(jīng)氧化而呈藍色或藍紫色，可與蒽醌區(qū)別。OOH2CCOOEtCOOEtOH-OOHCCOOEtCOOEtOOOHCCOOEtCOOEt暗紅黃色3.顯色反應(yīng)（3）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3.顯色反應(yīng)（4）乙酸鎂反應(yīng)：蒽醌類化合物中如有-酚羥基或鄰位二酚羥基結(jié)構(gòu)時，可與Mg2+等形成有色的絡(luò)合物?？捎米魃?/p>

8、譜顯色劑。OOOOOOMg羥基蒽醌0.5%Mg(OAc)2有色絡(luò)合物MeOH環(huán)上單羥基，間位二羥基：棕紅色對位二羥基：紫-紫紅色鄰位二羥基：藍紫色3.顯色反應(yīng)（5）對亞硝基二甲苯胺反應(yīng)：羥基蒽酮，可與0.1對亞硝基二甲苯胺吡啶溶液反應(yīng)縮合而產(chǎn)生各種顏色?？捎米魃V顯色劑。OOHOHHHCH3NON(CH3)2OOHOHCH3NN(CH3)20.1%對亞硝基二甲苯胺吡啶+ 羥基蒽酮（含活潑亞甲基）有色化合物5.3 醌類化合物的提取與分離1.提取方法：溶劑提取 堿溶酸沉 水蒸氣蒸餾2.分離方法：游離蒽醌與蒽苷的分離1.提取方法（1）有機溶劑提取法：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

9、離態(tài)再提取。游離醌類極性小，用極性較小的有機溶劑提??；苷類極性較大，可醇、水等提取。一般常用甲醇或乙醇提取，再純化。（2）堿提酸沉法：提取具有酚OH的醌類化合物。（3）水蒸氣蒸餾法：適用于分子量小的具有揮發(fā)性的苯醌及萘醌類化合物。2.分離方法（1）蒽苷類和游離蒽醌的分離：二者極性不同，故在有機溶劑中溶解度不同。將含有蒽醌類成分的乙醇提取液，濃縮后，用與水不相混溶的有機溶劑反復萃取，游離蒽醌則轉(zhuǎn)溶于有機溶劑中，蒽苷仍留于水溶液中。醇濃縮液CHCl3, ben., Et2O萃取CHCl3, ben., Et2O熱提水層（苷）有機層（苷元）藥渣（苷）有機層（苷元）2.分離方法（2）游離蒽醌的分離梯度

10、pH萃取法：是初步分離游離蒽醌的經(jīng)典方法。色譜法：對蒽醌類成分的分離效果好。游離蒽醌多用吸附柱色譜加以分離，一般用硅膠、磷酸氫鈣、聚酰胺（羥基蒽醌）等為吸附劑。藥材乙醇提取乙醇浸膏乙醚捏溶乙醚液5%NaHCO3萃取不溶物堿水層酸化沉淀乙醚液5%Na2CO3H萃取重結(jié)晶結(jié)晶(含-COOH或2個-OH)堿水層酸化沉淀乙醚液1%NaOHH萃取重結(jié)晶結(jié)晶(含1個-OH)堿水層酸化沉淀乙醚液5%NaOHH萃取重結(jié)晶結(jié)晶(2個-OH)堿水層酸化沉淀乙醚液重結(jié)晶結(jié)晶(1個-OH)2.分離方法（3）蒽苷的分離溶劑法：常用乙酸乙酯、正丁醇等，將蒽醌苷從水溶液中提取出，與水溶性雜質(zhì)分開，再進行色譜分離。色譜法：分

11、離蒽醌苷最有效的方法。硅膠柱色譜、葡聚糖凝膠柱色譜、反相硅膠等。如大黃蒽醌苷的分離，將大黃的70甲醇提取液加到Sephadex LH-20凝膠柱上，并用70甲醇沖洗，依次得到二蒽酮苷（番瀉苷A、B、C、D）、蒽醌二葡萄糖苷、蒽醌單糖苷、游離苷元。5.4 醌類化合物的檢識1.理化檢識2.色譜檢識1.理化檢識苯醌、萘醌：Feigl反應(yīng)、活潑亞甲基反應(yīng)。羥基蒽醌：Borntrger反應(yīng)。蒽酮：對亞硝基二甲苯胺反應(yīng)。2.色譜檢識（1）TLC吸附劑：硅膠、聚酰胺展開劑：多采用混合系統(tǒng)，如苯-甲醇（9:1）等顯色劑：在可見光（呈黃色）或紫外光下（有熒光）0.5%乙酸鎂甲醇噴，90加熱5min，觀察（2）P

12、C展開劑：游離蒽醌，水飽和的有機層系統(tǒng)，如甲醇飽和的石油醚蒽苷，含水量較大的系統(tǒng)，如苯-丙酮-水（4:1:2）顯色劑：0.5%乙酸鎂甲醇溶液1-2%氫氧化鈉溶液5.5 醌類化合物的結(jié)構(gòu)研究1.化學方法：鋅粉干餾 氧化反應(yīng) 甲基化反應(yīng) 乙?；磻?yīng)2.波譜分析：UV IR NMR MS3.實例 1.化學方法（1）鋅粉干鎦：羥基蒽醌與鋅粉混合干餾，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。用于確定母核類型、側(cè)鏈的有無及某些取代基的位置。OOHOOHCOOHOOCH3CH3鋅粉干鎦鋅粉干鎦（2）氧化反應(yīng)：環(huán)上有羥基取代的蒽醌，不同氧化劑和不同的反應(yīng)條件，生成不同的產(chǎn)物。有利于判斷取代基的有無

13、及位置。最常用的氧化劑是堿性KMnO4和CrO3。 OOCH3OOHCH3H3COKMnO4OH-CH3OH3COCOOHCOOHOOOHOHOCOOHCOOHOOHOOC2H5CH3H3COCrO3COOHOC2H5CH3COOH（3）甲基化反應(yīng)：判斷羥基的數(shù)目及位置。 難易順序：醇OH、-酚OH、-酚OH、-COOH 甲基化試劑： CH2N2/Et2O：-COOH、-酚OH、-CHO CH2N2/Et2O+MeOH：-COOH、-OH、2個-OH之一、-CHO (CH3)2SO4/K2CO3+丙酮：-酚OH、-酚OH CH3I/Ag2O：-COOH、所有酚OH、醇-OH、-CHOOOHOO

14、HCH2OHOHHOOOH3COOCH3CH2OHOCH3CH3O(CH3)2SO4K2CO3+丙酮OHOCH3（4）乙?；磻?yīng)：判斷羥基的數(shù)目及位置。 難易順序：-酚OH、-酚OH、醇OH乙?；噭?CH3COCl (CH3CO)2O CH3COOR CH3COOH CH3COCl/HAc冷置：醇OH (CH3CO)2O/短時間加熱：醇OH,-酚OH /長時間加熱：醇OH,-酚OH,2個-酚OH之一 (CH3CO)2O/硼酸冷置：醇OH,-酚OH (CH3CO)2O/濃硫酸室溫：醇OH,-酚OH,-酚OH (CH3CO)2O/吡啶室溫：醇OH, 及及-酚OH,烯醇式OH OOOHOHCH3

15、Ac2O回流，2minOOOHOAcCH3OOOOAcCH3BOHHOOOOOAcCH3BOAcAcOH2O, H+Ac2O+H3BO3Ac2O 2.波譜分析（1）UV 苯醌：240nm，強峰；285nm，中強峰；400nm，弱峰。 萘醌：245nm，251nm，257nm，335nm。 OO257nm245nm251nm335nm蒽醌：由苯樣結(jié)構(gòu)（a）和醌樣結(jié)構(gòu)（b）引起。 a.苯樣 252nm（強） 322nm（中強） b.醌樣 272nm 405nmOOOOab 羥基蒽醌： 第一峰230nm左右 第二峰240260nm（由苯樣結(jié)構(gòu)引起） 第三峰262295nm（由醌樣結(jié)構(gòu)引起） 第四峰3

16、05389nm（由苯樣結(jié)構(gòu)引起） 第五峰400nm以上（由醌樣結(jié)構(gòu)中的羰基引起）規(guī)律： 第一峰：隨酚羥基數(shù)目增多而向紅移，但與酚OH取代位置無關(guān)。1個-OH，222.5nm 2個-OH，225nm3個-OH，2302.5nm 4個-OH，236nm 第三峰：受-酚羥基影響，紅移且強度增加（4.1，4.1則無-OH）。第四峰：受供電基影響紅移。在位，強度降低；在位，強度增加。 第五峰：受-酚羥基影響，數(shù)目越多，紅移越大。 無，356-362.5（3.30-3.88） 1個-OH，400-420 2個-OH，420-440(1,5)、430-450(1,8)、470-500(1,4) 3個-OH，

17、485-530 4個-OH，540-560 2.波譜分析（2）IR主要特征是CO、C-OH及苯環(huán)的吸收峰。如羥基蒽醌：CO（1675-1653cm-1）C-OH（3600-3100cm-1）芳環(huán)（1600-1480cm-1）OOHOOH （2）IR無取代基：1675cm-1(共軛體系) 有取代基：供電基,波數(shù)減少;吸電基,波數(shù)增加。 1個-OH,1675-1647和1637-1621cm-1，差24-38cm-1 2個-OH(1,4或1,5),1645-1608cm-1 (1,8),1678-1661(強度低)和1626-1616cm-1，差40-57cm-1 3個-OH,1616-1592c

18、m-1 4個-OH,1592-1572cm-1（與CC骨架振動頻率重疊難以分辨）-OH -OH與羰基締合, 3150cm-1（多與不飽和CH伸縮振動頻率相重疊） -OH 3600-3150cm-1 1個-OH 3300-3390cm-1單峰 多個-OH 3600-3150cm-1 數(shù)峰 1480-1620cm-1 (骨架) 3100-3000cm-1 (C=H)CO OOOOOHHOOH1675-1647cm-11675cm-11637-1621cm-1OOOH1645-1608cm-1OOOHHO1678-1661cm-11626-1616cm-1OOOH1616-1592cm-1HOOHO

19、OOHHO1592-1572cm-1HO 2.波譜分析（3）1H-NMR醌環(huán)質(zhì)子：對苯醌：6.72（s）1,4-萘醌：6.95（s） 芳環(huán)質(zhì)子：1,4-萘醌：8.06(-H)、7.73(-H) 蒽醌：8.07（-H）、7.67（-H） -H處于CO的負屏蔽區(qū)，位于較低場 -H受CO影響小OOOOOO（3）1H-NMR取代基質(zhì)子及對芳環(huán)質(zhì)子的影響： -CH3：2.1-2.9(s)。供電基，使相鄰芳氫向-0.15ppm，間位芳氫-0.10。 -OCH3：4.0-4.5(s)。供電基，使鄰位及對位芳氫-0.45ppm。 -CH2OH：-CH2-為4.6ppm，一般為單峰，與-OH偶合呈現(xiàn)雙峰； -O

20、H為5.6ppm。 -ArOH及-COOH：-OH約11-12ppm(C=O),-OH小于11ppm,-COOH同酚OH 酚羥基為供電基，使鄰位及對位芳氫-0.45ppm -COOH為吸電基，使鄰位芳氫+0.8ppm。OOH()H() 2.波譜分析（4） 13C-NMR 蒽醌 萘醌-C：126.6126.2-C：134.3136.6 C=O：182.5184.6 季C：132.9131.7 CH： 138.6OO126.6134.3132.9182.5OO126.6184.6136.6131.7138.6 2.波譜分析（5）MS 游離醌類，分子離子峰多為基峰，且出現(xiàn)強的M-CO峰、 M-2CO

21、峰及較強的雙電荷離子峰。 醌苷用EI-MS得不到分子離子峰，基峰常為苷元離子。（5）MS對苯醌：1,4-萘醌：9,10-蒽醌：OO m/z 82m/z 54m/z 8oOOCO+.OCO+.+.m/z 52m/z 108m/z 80OOOM+ 208m/z 180m/z 152+.+.+. CO COOOm/z 156m/z 104m/z 50+.OCO+.+.m/z 76 3.實例（1）從中藥虎刺中分得一橙紅色針晶，該化合物的HR-MS給出M270.0495（分子式為C15H10O5）。其UV有5個吸收帶（羥基蒽醌），IR有CO吸收峰及苯環(huán)特征吸收峰，均和羥基蒽醌類化合物相符。UV：第五峰的

22、max（lg）為438nm（1,5或1,8-二羥基蒽醌）。IR：1630（有締合），說明為1,5-二羥基蒽醌。1HNMR：4.03（3H,s -OCH3，位置可能是2、3、4位)。OOOHOHOCH3OOOHOHH3CO1HNMR：7.18（1H,d,J=8.4）和7.89（1H,d,J=8.4）為相鄰芳氫信號，其中7.89是-H。7.13（1H,d,J=8.0Hz）、7.67（1H,t,J=8.0Hz）、7.8（1H,d,J=8.0Hz）三個芳香質(zhì)子組成ABC系統(tǒng)，其中7.84是-H。以上表明蒽醌母核上有兩個-H，有兩個相鄰芳氫，有三個連續(xù)芳H。由此可知，結(jié)構(gòu)如下。OOOHOHOCH3 3.

23、實例 （2）黃花中分得黃花蒽醌,黃色結(jié)晶,mp243-244,分子式C16H12O6(M+300). 5%NaOH：深紅色，提示為蒽醌化合物。 Molish反應(yīng)：陰性，提示為游離蒽醌。 5%Na2CO3：溶解且顯橙紅色，提示有一個-OH。 乙酸鎂：橙紅色，提示有環(huán)上有單-OH或間位二羥基，不可能為對位（紫色）或鄰位二羥基（藍紫）。 IR：3320（游離-OH），1655和1633（游離及締合C=O差22，1-OH）。 1HNMR：3.76(3H,s,-OCH3)；4.55(2H,s,-CH2OH)；7.22(1H,d,J=8)，7.75(1H,d,J=8),7.61(1H,m),提示有3個相鄰

24、芳H且經(jīng)IR證實(750-800)；8.15(1H,s),提示為1個孤立芳H(去屏蔽，靠近C=O，鄰位不可能連接供電基OH或OCH3);10.5(1H,s)為非締合-OH質(zhì)子;12.85(1H,s)為締合-OH質(zhì)子。 -OH,-OH,-OCH3,-CH2OH,3個相鄰芳H,1個孤立芳H,分子式滿足。基團：-OH,-OH,-OCH3,-CH2OH,3個相鄰芳H,1個孤立芳H OOOHOHOOOHOOOHHOHOOOOHOHOOOHOOOHHOHOOOOHOHHOH2CHOH2COOOHHOCH2OHHOH2CCH2OHOOOHHOHOH2COOOHHOHOCH2CH3OOOOHHOHOCH2CH

25、3OB0C0ABC 乙?；锏?HNMR提示有3個乙?；?OH,-OH,-CH2OH），且4.55信號移至5.18,表明為-CH2OH。 從生源角度，可能為C0。用合成產(chǎn)物證明，合成的乙?；锱c黃花蒽醌C0的乙?；锏谋由VRf值、IR一致，混合mp.也不下降，證明該化合物為C0。 2,8-二羥基-1-甲氧基-3-羥甲基-9,10-蒽醌。 13CNMR完全符合。OOOHHOCH3CH3OOOOAcAcOCH3CH3ONBSOOOAcAcOCH2BrCH3OOOOAcAcOCH2OAcCH3O醋酐吡啶醋酸銀OOOHHOHOCH2CH3O5.5 含醌類成分中藥的實例1.紫草2.丹參3.大黃4.

26、決明子5.何首烏1.紫草（1）化學成分ORCHCHCH(CH3)2OHOHOO紫草根95%EtOH浸泡EtOH浸泡液回收EtOH濃縮液加2%NaOH(1/3量),過濾 沉淀（棄去）濾液加HCl酸化,過濾 濾液（棄去） 沉淀水洗至中性，60 以下干燥紫草素混合物OOOHOHCH CH2ORCH=C(CH3) 2（2）提取分離2.丹參（1）化學成分丹參的主要化學成分為脂溶性成分和水溶性成分，脂溶性成分為菲醌衍生物，如丹參醌A等。水溶性成分為丹參素等。OOOCH3CH3丹參醌 IOOOR1R2丹參醌IIAR1CH3R2H丹參醌IIBR1CH2OHR2H2.丹參（2）理化性質(zhì)丹參醌A為紅色小片狀結(jié)晶，丹參醌B為紫色針狀結(jié)晶，隱丹參醌為橙色針狀結(jié)晶，丹參新醌甲為橙黃色粉末，丹參新醌乙為橙紅色針晶，丹參新醌丙為紅色針晶。丹參醌類化合物不溶于水，溶于有機溶劑