《中药化学》课件第四章醌类化合物

1、 第四章 醌类化合物授课教师:北京中医药大学 李强目标与要求掌握蒽醌类化合物的提取、分离方法，pH梯度萃取掌握醌类化合物的理、化性质（酸性与溶解度的关系及颜色反应）掌握UV、IR、1NMR波谱特点及结构解析掌握化学结构5个熟悉醌类化合物的分类了解醌类化合物的分布和生理活性第一节 概 述 一 定义: 醌类化合物是分子中具有不饱和环二酮结构的一类天然色素有机化合物。中药的有效成分中醌类化合物多为-蒽醌及其衍生物。 二 植物中的分布:蓼科大黄、何首乌、虎杖。茜草科茜草豆科决明子、番泻叶百合科芦荟唇形科丹参紫草科的紫草等醌类在一些低等植物也有存在。 三 生理活性醌类具有致泻，抗菌，抗病毒，止血，扩冠等

2、多方面的生理活性 。第二节 醌类化合物的结构与分类一、苯醌类 分为邻苯醌，对苯醌两类。邻苯醌不稳定，天然产物中存在的主要为对苯醌的衍生物。 天然苯醌化合物多为黄色或橙色的结晶。2,6-二四氧基苯醌(凤眼草果实)信筒子醌(白花酸藤果和木桂花果实)具有苯醌结构的泛醌能参与生物体内氧化还原过程，是生物氧化还原的一类辅酶，已用于治疗心脏病、高血压和癌症。称为辅酶Q类。辅酶Q10二、萘醌类 萘醌类化合物分为 a（1，4） （1，2）amphi（2，6）三种。自然界存在的只有a-萘醌。 它们多为橙色或橙红色。易被还原成萘氢醌。三、菲醌类 邻菲醌和对菲醌。如丹参醌类（73页）。四、蒽醌类（一）单蒽核类1、蒽

3、醌及其苷类结构特点1，4，5，8位为位2，3，6，7位为位 9，10位为meso位（中位） 天然蒽醌在母核上均有取代-OH， -OCH3，-COOH或糖苷。根据母核上取代情况分为：（1）大黄素型 羟基分布在苯核两侧。 羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖，鼠李糖结合成苷而存在，有单糖苷也有双糖苷大黄酚芦荟大黄素苷 （2）茜草素型：化合物羟基分布在一侧的苯环上，颜色较深，多为橙黄或橙红，主存在茜草科。2. 蒽酚或蒽酮衍生物 蒽醌在酸性条件下易被还原成蒽酚及其互变异构体蒽酮。 蒽酚，蒽酮常存于新鲜植物中，在加工贮藏中会缓缓氧化为蒽醌。但蒽酮的苷类不易被氧化。（二）双蒽核类1、二蒽酮类 二蒽酮类可以看成是二分子

4、蒽酮脱去一分子氢，通过碳碳键相连而成的化合物。这类物质多以苷的形式存在。 二蒽酮类化合物C10-C10键与一般C-C键不同，易于断裂。 某些新鲜药材所含二蒽酮随贮存时间的延长会逐渐分解成单蒽酮。代表性的成分为番泻苷类。（76）2、二蒽醌类 3、去氢二蒽酮类4、日照蒽酮类5、中位萘骈二蒽酮类第三节 理化性质与呈色反应一、物理性质1.性状 天然产物醌类多为有色结晶体，一般为黄橙，棕红。 苯醌，萘醌常以游离态存在，蒽醌多以苷的形式存在。2.升华性及挥发性 游离的醌类化合物大多数具有升华性。 小分子的苯醌，萘醌还具有挥发性。能随水蒸汽蒸出。 3.溶解性二、化学性质 1.酸性 醌类化合物由于在结构中多具

5、酚羟基，表现出一定酸性，易溶于碱水中，加酸酸化又可重新析出。酸性强弱规律：（1）带有COOH的醌类酸性较强，可溶在碳酸氢钠中。（2）酸性:-OH-OH。含-羟基可溶在Na2CO3中，含-羟基须用氢氧化钠水溶液将其溶解。（3）酚羟基数目增多则酸性增强。含-COOH含二个以上-OH含一个-OH含二个以上-OH含一个-OH。相应的在碱性溶液中的溶解顺序： 5% NaHCO3 ,5% Na2CO3 , 1%NaOH ,5% NaOH2.颜色反应（1）菲格尔反应（Feigl） 醌类衍生物在碱性下加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。 试验时可取醌类化合物的水或苯溶液1滴，加入25%碳酸钠水溶

6、液，4%甲醛及5%邻二硝基苯的苯溶液各1滴，混合后置水浴上加热，于1-4分钟内产生显著的紫色。(2)无色亚甲蓝反应 苯醌与萘醌专用显色剂。显兰色斑点，用于色谱检识。 （3）碱液反应（Borntrager） 羟基醌类在碱性溶液中会引起颜色改变，显红紫色。 （4）Kesting-craven 反应 活性亚甲基反应。反应官能团：苯醌和萘醌中未被取代的位置。现象：蓝绿色或蓝紫色试剂：碱性条件下，乙酰乙酸酯、丙二酸酯醇溶液应用：区分蒽醌和苯醌、萘醌。（5）醋酸镁反应 羟基蒽醌类化合物（具有 -OH或邻二OH）能和0.5%醋酸镁的醇溶液生成稳定的橙红色、紫红色或紫色络合物。不同酚羟基，显色不一样。（6）对

7、亚硝基二甲苯胺反应官能团：羰基对位的活泼氢现象：紫色、绿色、蓝色及灰色等。应用：蒽酮的定性检查第四节 醌类化合物的提取分离一、醌类的提取方法 1.有机溶剂提取法游离醌类极性较小，多用氯仿、苯等有机溶剂进行提取。苷类：甲醇、乙醇和水。 2.碱提酸沉法 3.水蒸气蒸馏法 二、蒽醌类化合物的提取与分离1.提取方法 （1）乙醇为溶剂提取总蒽醌 （2）用石油醚脱脂。 （3）游离状态的蒽醌可用不同极性的溶剂顺次梯度提取，并可得到初步分离2. 分离方法 （ 1 ）蒽醌苷与游离蒽醌的分离 利用溶解度差异，苷元-有机溶剂层苷-水层。 （2）游离蒽醌衍生物的分离 通常多采用梯度PH萃取法及色谱法。 A 、PH萃取

8、法是分离游离蒽醌衍生物的经典方法。 P82页流程。 B、色谱法 一般用硅胶、聚酰胺等为吸附剂，聚酰胺吸附柱层析，可根据羟基数目和位置不同进行分离。（3）蒽醌苷的分离 蒽苷水溶性较强，需色谱方法进行分离。第五节 醌类化合物的检识一、理化检识苯醌和萘醌：Feigl、无色亚甲蓝和Keisting-Craven反应。羟基蒽醌：Borntrager反应蒽酮：对亚硝基二甲苯胺二、色谱鉴定1.薄层色谱 TLC多用硅胶作吸附剂。 游离蒽醌用亲脂性溶剂展开，如苯-甲醇；石油醚-乙酸乙酯等。 蒽醌苷类化合物用极性较大的溶剂系统展开，例：乙酸乙酯-甲醇-冰乙酸等。显色：日光（黄色），紫外光（显黄棕、红等色），氨薰或

9、3%的氢氧化钠，红色。0.5%醋酸镁甲醇，90度加温5分钟。 第七节 中药研究实例一、大黄 蓼科掌叶大黄、唐古特大黄或药用大黄的干燥根及根茎。另有炮制品酒大黄、熟大黄和大黄炭。 大黄具有泻热通肠、凉血解毒、逐瘀通经、利胆退黄。 大黄属全世界约有60种，我国45种。化学结构明确的至少136种以上。 （一）化学成分主成分蒽醌类化合物，总含量2%5%。游离的占10%20%。大多数羟基蒽醌类化合物是以苷类存在。1、游离蒽醌类 大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚、芦荟大黄素。2、结合蒽醌类 单糖苷有大黄酸-8-葡萄糖苷、大黄素葡萄糖苷、大黄酚-8-葡萄糖苷、大黄素甲醚葡萄糖苷、芦荟大黄素8-葡萄糖苷。双

10、糖苷有：大黄酸、大黄酚、芦荟大黄素双葡萄糖苷及大黄素甲醚-8-O-龙胆糖苷。3、二蒽酮类番泻苷A、B、C、D、E、F。（三）主要成分提取分离1.游离蒽醌与结合蒽醌的分离加适量水，分别用乙醚、正丁醇萃取正丁醇层（结合蒽醌）大黄粗粉 醇浸膏乙醚层 （游离蒽醌） 大黄酸大黄酚大黄素芦荟大黄素大黄素甲醚2.游离蒽醌的分离（95页）大黄粉20%H2SO4-CHCl3(1:5)回流5%NaHCO3水溶液萃取5%Na2CO3水溶液萃取回收氯仿0.5%NaOH水溶液萃取氯仿液氯仿液氯仿液残留物氯仿液碱液碱液硅胶色谱柱石油醚-苯混合溶剂洗脱碱液大黄酚大黄素甲醚盐酸酸化沉淀重结晶大黄酸盐酸酸化沉淀重结晶芦荟大黄素

11、盐酸酸化沉淀重结晶大黄素第六节 结构研究一 波谱分析1.UV光谱第峰230nm第峰240-260 nm由苯样结构引起第峰262-295 nm由醌样结构引起第峰305-389 nm由苯样结构引起第峰400由醌样结构中的C=O引起带:位置与PH-OH数目正相关(表4-3)带:强度与-OH的有无相关带4:取代基在位强度低,位强度高带:与-OH数目正相关P862 IR光谱主要特征是C=O峰、C=C及苯环吸收峰， OHC=O吸收峰与-OH之间的关系-OH数蒽醌类型游离C=O频率缔合C=O频率差值0无-OH1678-1653-11-OH1675-16471637-162124-3821，4或1，5-二OH

12、-1645-160821，8-二OH1678-16611626-161640-5731，4，5-三OH-1616-159241，4，5，8-四OH-1592-1572OH峰-OH：3150-OH：1个-OH，则峰在3300-3390 多个-OH，则峰在3600-3150间有几个峰 3 1H-NMR芳环质子：-H，值大（8.07)；-H, 值小(7.67)；有取代基时，峰形及峰位会有变化。取代基质子:两方面:自身及对环境影响-CH3：2.1-2.9,s,或Brs.可使邻位芳H降低0.15,间位降低0.10可与邻位芳H形成烯丙偶合-OCH3: 4.0-4.5,s.3H, 可使邻位芳H降低0.45-

13、CH2OH:4.6,s(偶而双峰).2H, -OH质子 4.0-6.0;可使邻位芳H降低0.45-OH: -OH:11-12,-OH11;可使邻位芳H降低0.45-COOH:自身H同上;可使邻位芳H升高0.8MS:游离蒽醌常见的MS为M+,M+-CO,M+-CO-CO练习题一 橙红色针晶,分子式为C15H14O5,与NaOH反应呈红色,醋酸镁反应阳性,Molish反应阴性UV:231(4.47),257(4.26),269(4.18),380(4.20),440(3.94)IR:3400,1678,16251H-NMR:12.06(1H,S),11.82(1H,S),11.20(1H,S),7.30(1H,br,), 7.17(1H,d,J=2.0Hz),6.98(1H,br),6.27(1H, d,J=2.0Hz),2.42(3H,br)二橙红色针晶,分子量254,分子式为C15H10O4,与10%NaOH溶液反应红色UV:225(4.37),256(4.33),279(4.01),356(4.07),432(4.08)IR:3100,1657,16211H-NMR:7.30(1H,br,), 7.75(1H,d,J=2.0Hz),7.51,(1H,dd,J1=2.0Hz, J2=8.5Hz),6.98(1H,br),7.23(