天然药物化学第四.ppt

1,天然药物化学 第四版,第五章 醌类化合物 Terpenoids and Volatile oils,2,基本内容 醌类化合物的基本结构类型（如苯醌、萘醌、菲醌及蒽 醌）、结构及常见的取代基图式。 重要物理化学性质及其在提取分离与结构测定中的意义 化学性质：酸性强弱与取代基位置的关系，以及重要的呈 色反应，如Feigl反应、Bormtrager反应、醋酸镁反应等。 醌类化合物的提取分离方法。 醌类衍生物的波谱特征及结构测定。,3,基本要求 掌握醌类化合物结构，影响酸性大小的规律和鉴 别方法。 熟悉pH梯度萃取的原理和方法。 了解蒽醌类化合物谱学特征。,4,本 章 内 容,第一节 结构类型 第二节 理化性质 第三节 提取分离 第四节 结构鉴定 第五节 生物活性,5,简介,醌类化合物：是存在于自然界中一类分子内具有不饱和环二酮结构（醌式结构）或容易转变成这样结构的化合物总称。 分类：按芳环的数目、骈合情况，分四类。 即：苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌。,第一节 结构类型（Types of Structure),6,一、结构分类 （一）苯醌类（Benzoquinones） 包括邻苯醌和对苯醌两类。,第一节 结构类型（Types of Structure),7,（二）萘醌类（Naphthoquinones） 分为-(1,4)， -(1,2)及amphi-(2,6)萘醌，天然 以-(1,4)萘醌为主。,第一节 结构类型（Types of Structure),-(1,4),-(1, 2),amphi-(2,6),8,（二）萘醌类（Naphthoquinones）,第一节 结构类型（Types of Structure),胡桃醌,红根草邻醌,紫草素,9,（三）菲醌类（Phenanthraquinones） 包括邻菲醌和对菲醌。,第一节 结构类型（Types of Structure),丹参醌IIA,丹参新醌甲,10,（四）蒽醌类（Anthraquinones） 包括蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物，依据其 还原程度的不同，将其分成蒽醌、蒽酚及二蒽酮类。,1，4，5，8位为-位 2，3，6，7位为-位 9，10位为meso-位,存在形式：游离或苷（O-苷，C-苷）,第一节 结构类型（Types of Structure),11,1. 蒽醌衍生物 根据-OH在母核上分布的位置不同分两类： 大黄素型（-OH在羰基的两侧） 茜草素型（-OH在一侧苯环上）,大黄素型,茜草素型,第一节 结构类型（Types of Structure),（四）蒽醌类（Anthraquinones）,12,2. 蒽酚（或蒽酮）衍生物,第一节 结构类型（Types of Structure),（四）蒽醌类,蒽酮、蒽酚性质不稳定，故只存在于新鲜植物中,13,第一节 结构类型（Types of Structure),3. 二蒽酮类衍生物,（四）蒽醌类,14,第一节 结构类型（Types of Structure),番泻苷A,金丝桃素,15,本 章 内 容,第一节 结构类型 第二节 理化性质 第三节 提取分离 第四节 结构鉴定 第五节 生物活性,16,一、性状、色泽 多为黄、橙、红色结晶等。苯醌和萘醌多以游 离态存在，蒽醌一般结合成苷。 二、升华性 游离醌类一般具有升华性。小分子苯醌和萘醌类 具有挥发性，能随水蒸气蒸馏。 三、溶解性 苷元一般溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等，不溶于 水。苷类溶于甲醇、乙醇及热水.,第二节 理化性质（Physical and chemical Characters),17,四、酸性 酸性来源：羧基和酚羟基,酸性顺序： COOH 醌环上-OH -OH 酚-OH -OH OH多者酸性强,第二节 理化性质（Physical and chemical Characters),18,练习：比较下列化合物的酸性,第二节 理化性质（Physical and chemical Characters),？,答案：由强到弱： EG B D C A F,19,五、显色反应 1. Feigl反应: 醌类衍生物在碱性条件下经加热与醛类及邻二硝基苯反应, 生成紫色化合物. 原理:,第二节 理化性质（Physical and chemical Characters),20,五、显色反应 2. 无色亚甲蓝反应: 适用于苯醌和萘醌,用于PC, TLC的喷雾剂, 显蓝色斑 点.,第二节 理化性质（Physical and chemical Characters),21,3. 与活性次甲基试剂的反应(Kesting-Craven法) 苯醌及萘醌类: 醌环上有未被取代的位置,可在氨碱性条件下与活性次甲基试剂(乙酰醋酸酯、丙二酸酯等)反应生成蓝绿或蓝紫色.,第二节 理化性质（Physical and chemical Characters),五、显色反应,22,五、显色反应 4. Borntragers反应 羟基蒽醌类遇碱显红-紫红色的反应. (NaOH,Na2CO3等) 羟基醌类遇碱颜色加深,呈橙、红、紫红及兰色。 蒽酚、蒽酮、二蒽酮需氧化成羟基蒽醌后才显色。,第二节 理化性质（Physical and chemical Characters),23,第二节 理化性质（Physical and chemical Characters),24,五、显色反应 5. 与金属离子的络合反应 具有-OH或邻二酚OH的蒽醌：与Pb2+、Mg2+等金属离子形成络合物而呈色。,第二节 理化性质（Physical and chemical Characters),25,与醋酸镁形成的络合物具有一定的颜色鉴定,第二节 理化性质（Physical and chemical Characters),26,五、显色反应 5. 对亚硝基二甲基苯胺反应 羟基蒽酮类(9或10位未取代),绿色,第二节 理化性质（Physical and chemical Characters),27,本 章 内 容,第一节 结构类型 第二节 理化性质 第三节 提取分离 第四节 结构鉴定 第五节 生物活性,28,一、提取法 1. 溶剂提取法 游离醌类氯仿、苯、乙醚等提取； 蒽醌及其苷乙醇提取 2. 碱提取-酸沉淀法 提取羟基醌类或COOH化合物，溶于碱水中，加酸后析出。 3. 水蒸气蒸馏法 适用于分子量小的苯醌及萘醌化合物。,第三节 提取分离,29,一、分离法 1. pH梯度萃取法-分离蒽醌 根据酸性大小，采用pH不同的碱性水溶液进行萃取（碱性由小到大），再酸化得到沉淀。 -COOH5%NaHCO3； -OH5%Na2CO3； 二个-OH1%NaOH； 一个-OH5%NaOH,第三节 提取分离,一般而言：,30,第三节 提取分离,例如：萱草提取物中主要含有下面4种化合物，采用pH梯度萃取法对其进行分离的流程如下：,A B,C D,31,萱草根,乙醇浸膏,乙醚,乙醚溶液,不溶物,5%NaHCO3,NaHCO3液,H+， 重结晶,（D）,乙醚液,5%Na2CO3,Na2CO3液,乙醚液,（C）,1%NaOH,NaOH液,乙醚液,（B）,（A）,重结晶,32,2. 色谱法 硅胶 聚酰胺 葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20) 例如: 用Sephadex LH-20分离大黄蒽醌, 以70%甲醇提取液加样, 并用70%甲醇洗脱, 分段收集, 依次得到二蒽酮苷, 蒽醌二葡萄糖苷, 蒽醌单糖苷, 游离苷元.,第三节 提取分离,33,本 章 内 容,第一节 结构类型 第二节 理化性质 第三节 提取分离 第四节 结构鉴定 第五节 生物活性,34,1.甲基化反应 目的保护-OH、测定-OH数目及成苷的位置。 条件：(1) 反应物甲基化易难： -COOH -OH Ar-OH -OH R-OH ( 酸性越强，质子易解离，甲基化易 ) (2)试剂的活性： CH3I (CH3)2SO4 CH2N2 (3)溶剂 溶剂的极性强，甲基化能力增强,第四节 结构鉴定,一、化学法-衍生物的制备,35,第四节 结构鉴定,例：曲菌素的甲基化反应,36,2.乙酰化反应 (1)反应物的活性（易与羰基形成氢键） 强 R-OH -OH -OH 弱 （亲核性越强，越容易被酰化） (2)酰化试剂的活性 乙酰氯 醋酐 酯 冰醋酸 CH3COCl (CH3CO)2O CH3COOR CH3COOH (3)催化剂的催化能力 吡啶 浓硫酸,第四节 结构鉴定,37,例：曲菌素的乙酰化反应,第四节 结构鉴定,38,1.紫外光谱（UV） （1）苯醌类的紫外吸收特征,第四节 结构鉴定,二、谱学方法,39,（2）萘醌类的紫外吸收特征,第四节 结构鉴定,40,（2）萘醌类的紫外吸收特征,引入助色团（如-OH，-OMe）使相应吸收峰红移 醌环上引入助色团影响257nm红移 （不影响苯环引起的吸收） 苯环上引入-OH影响335nm红移到427nm,第四节 结构鉴定,41,（3）蒽醌类的紫外吸收特征,第四节 结构鉴定,42,（3）蒽醌类的紫外吸收特征,羟基蒽醌类有五个主要吸收带 第 峰 230 nm左右（比母核的强吸收峰） 第 峰 240 260 nm （苯样结构引起） 第 峰 262 295 nm （醌样结构引起） 第 峰 305 389 nm （苯样结构引起） 第 峰 400 nm （醌样结构中 C=O引起） -OH取代将影响相应的吸收带向红位移,第四节 结构鉴定,43,2. 醌类化合物的红外光谱（IR）,羟基蒽醌类化合物的红外区域有： VC=O 1675 1653 cm-1 （羰基的伸缩振动） V-OH 3600 3130 cm-1 （羟基的伸缩振动） V芳环 1600 1480 cm-1 （苯核的骨架振动） 母核上无取代： 两个C=O只给出一个吸收峰1675 芳环上引入一个-OH时，给出两个C=O吸收峰： 1675 1647 （游离C=O） 1637 1608 （缔合C=O）,第四节 结构鉴定,44,3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR） 1H-NMR (1)醌环上的质子,第四节 结构鉴定,45,第四节 结构鉴定,3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR） 1H-NMR (1)醌环上的质子,46,3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR） 1H-NMR (2)芳环质子,当有取代基时，峰的数目及峰位都将改变。,第四节 结构鉴定,47,3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR） 13C-NMR （1）1,4-萘醌类,第四节 结构鉴定,48,3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR） 13C-NMR （2）9,10-蒽醌类,第四节 结构鉴定,49,4.醌类化合物的质谱（MS） 主要特征如下： （1）分子离子峰通常为基峰； （2）失去12分子CO； （3）特征碎片峰：(m/z) P-苯醌82、80、54、52 1,4-萘醌104、76、50 9,10-蒽醌180、152、90、76,第四节 结构鉴定,50,练习： 从茜草中分离得到一橙色针状结晶，NaOH反应呈红色，醋酸镁反应呈橙色。光谱数据如下： UV max(MeOH) nm: 213, 277, 341, 424. IR max (KBr) cm-1: 3400, 1664, 1626, 1590, 1300. 1H-NMR (DMSO-d6): 13.32(1H,s), 8.06(1H, d, J=8Hz), 7.44(1H, d, J=3Hz), 7.21(1H, dd, J=8,3Hz), 7.20(1H, s), 2.10(3H, s). MS m/z (rel. int.): 270(M+,100), 242(M-