2022医学课件天然药化-第四章-醌类及其化合物

1、天然药物化学讲 授：张 辰 露第1-11周第一页，共四十七页。第四章 醌类化合物1 概述 定义天然产物中一类具有醌式不饱和环二酮结构的化学成分。蒽醌、苯醌、萘醌、菲醌等都属于醌类衍生物，其中蒽醌及其衍生物种类较多。 分布由于醌类具有不饱和酮结构，当其分子中连接助色团后-OH、-OMe等多有颜色，故常作为动植物、微生物的色素而存在于自然界中，表现有多方面生理活性。醌类成分容易被复原成二酚类衍生物，氧化又恢复为原来的醌类，起到传递电子的作用，能促进或干扰某些生化反响。第二页，共四十七页。2 醌类化合物的结构类型2.1苯醌类 分为对苯醌和邻苯醌二类，根本结构：第三页，共四十七页。 邻苯二酚不稳定，故

2、中药中常以对苯醌衍生物存在，如2，6-二甲氧基对苯醌、黄金醌。醌核上多有-OH、-OMe、-Me等基团取代。凤眼草朱砂根白花酸藤果第四页，共四十七页。 可治疗心脏病、高血压及癌症第五页，共四十七页。对苯醌类在碱性下可被次亚硫酸钠复原为氢醌。 醌类通过这种可逆的氧化复原过程，在生物体内起着重要的电子传递媒介作用。第六页，共四十七页。2.2萘醌类从结构上可分为：从天然界得到的几乎均为-萘醌类。如：具有抗菌、抗癌及中枢神经镇静作用的胡桃醌。第七页，共四十七页。 萘醌大致分布在20科的高等植物中，较富有的科委紫草科、柿科、蓝雪科、紫葳科等。在低等植物地衣类、藻类中也有分布。许多萘醌类化合物具有显著的生

3、物活性。第八页，共四十七页。第九页，共四十七页。2.3菲醌类 天然菲醌衍生物包括邻醌及对醌两种类型，含非醌类的植物分布在唇形科、兰科、豆科、番荔枝科、使君子科、蓼科、杉科等高等植物中，在地衣中也有分布。第十页，共四十七页。丹参第十一页，共四十七页。2.4蒽醌类 包括蒽醌衍生物及不同程度的复原产物，如氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮及蒽酮的二聚体等。位 1，4，5，8位 2，3，6，7meso中位 9，10第十二页，共四十七页。2.4.1蒽醌衍生物 在蒽醌母核上常有羟基、羟甲基、甲氧基和羧基取代，以游离态及与糖结合苷两种形式存在。大黄素型 羟基分布在两侧的苯环上，多数化合物呈黄色。第十三页，共四十七页。茜草

4、素型 羟基分布在一侧的苯环上，多为呈黄色至橙红色。第十四页，共四十七页。2.4.2蒽酚或蒽酮衍生物 蒽醌在酸性条件下被复原，生成蒽酚及其互变异构体蒽酮。第十五页，共四十七页。2.4.3二蒽酮类衍生物第十六页，共四十七页。第十七页，共四十七页。3 醌类化合物的理化性质3.1物理性质 性状 升华性 溶解度第十八页，共四十七页。性状 颜色 无Ar-OH近乎于无色 助色团越多，颜色越深 如：黄、红、橙、紫红等 多为有色晶体 存在状态苯醌、萘醌多以游离状态存在； 蒽醌类那么往往结合成苷而存在于植物中。第十九页，共四十七页。2.溶解度 H2O MeOH EtOH Et2O CHCl3游离醌 + + + +

5、成 苷 +热 + + 3.挥发性 小分子的苯醌、萘醌类具有挥发性，能随水蒸气蒸馏，可据此进行提取、精制工作。第二十页，共四十七页。4.升华性 游离的醌类多具有升华性，蒽衍生物在常压下加热即能升华。5.不同pH条件下显不同的颜色 OH- 中性 H+ 紫草 兰 紫 红 大黄 红 黄第二十一页，共四十七页。 含COOH 含2个以上-OH 含一个-OH 含两个-OH 含一个-OH 。 根据醌类酸性强弱的差异，可用碱梯度萃取法进行这类化合物的别离工作。3.2化学性质 酸性第二十二页，共四十七页。 以游离蒽醌类衍生物为例，酸性强弱将按以下顺序排列： 含-COOH 2个以上-OH 1个-OH 2个-OH 1

6、个-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH 可用于提取别离 第二十三页，共四十七页。2.颜色反响 主要取决于其氧化复原性质以及分子中的酚羟基性质。1Feigl反响第二十四页，共四十七页。无色亚甲蓝显色试验 苯醌、萘醌区别于蒽醌第二十五页，共四十七页。碱性条件下的呈色反响 羟基醌类在碱性溶液中发生颜色改变，会使颜色加深。多呈橙、红、紫红色及蓝色。第二十六页，共四十七页。化学性质碱性条件下 的显色反响 第二十七页，共四十七页。2.颜色反响 与活性次甲基试剂反响 Kesting-Craven法 苯醌、萘醌区别于蒽醌第二十八页，共四十七页。2.颜色反响 与金属离子反响第二

7、十九页，共四十七页。与金属离子反响第三十页，共四十七页。 浓硫酸反响 羟基蒽醌类化合物能与强酸形成烊盐，使分子内共轭体系发生变化出现不同颜色，可用于检识。如大黄酚由暗黄色变为红色。第三十一页，共四十七页。 对亚硝基二甲苯胺反响 此反响用于鉴定蒽醌类化合物，与此反响呈现不同颜色，如紫、绿、蓝等色。 9位或10位未取代的羟基蒽酮类化合物，尤其1,8-二羟基衍生物，其羰基对位的亚甲基上的氢很活泼，可与对亚硝基二甲苯胺反响缩合产生各种颜色紫色、绿色、兰色及灰色等。第三十二页，共四十七页。4 醌类化合物的提取别离4.1提取 中药中的蒽醌类一般以结合成甙的状态存在要比游离状态多，因此多采用乙醇为溶剂甙和甙

8、元均可以提取出来，将提取液浓缩后再进一步别离。假设只提取游离蒽醌类那么可先水解，使之全部转为蒽醌甙元，然后用有机溶剂提取，使蒽醌转入有机相中。有机溶剂提取法 极性小第三十三页，共四十七页。第四节 提取别离一游离醌类的提取方法 二游离羟基蒽醌的别离三蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的别离四蒽醌苷类的别离第三十四页，共四十七页。有机溶剂 一游离醌类的提取方法2.碱提取酸沉淀法 用于提取含酸性基团Ar-OH、-COOH)的化合物。3.水蒸气蒸馏法 适用于小分子的苯醌及萘醌类化合物。 提取液浓缩结晶氯仿等溶剂浓缩液1.有机溶剂提取法第三十五页，共四十七页。二游离羟基蒽醌的别离1.pH梯度萃取法第三十六页，共四

9、十七页。2.层析法 吸附剂硅胶、聚酰胺 不易用氧化铝，尤其不易用碱性氧化铝。第三十七页，共四十七页。第三十八页，共四十七页。 常用的有机溶剂如氯仿、苯和20%硫酸加热回流，水解后是游离蒽醌全部转入有机相中，然后采用pH梯度别离法或柱层析别离法别离。三蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元别离第三十九页，共四十七页。第四十页，共四十七页。四蒽醌苷类的别离由于蒽醌苷类水溶性较强，别离精制较困难，故现多用柱色谱进行别离。柱层析载体常用有：别离前，多进行预处理除局部杂质。预处理方法： 1.铅盐法 2.溶剂法硅胶、聚酰胺、葡萄糖凝胶、纤维素等第四十一页，共四十七页。预处理方法：1.铅盐法2.溶剂法用极性较大的溶剂将苷

10、从提取液中提取萃取出来。第四十二页，共四十七页。第五节 结构鉴定一、衍生物的制备 1. 甲基化反响 2. 乙酰化反响二、波谱学方法 1. 紫外光谱UV 2. 红外光谱IR 3. 核磁共振NMR 4. 质谱MS第四十三页，共四十七页。一泻下作用 如：大黄中主要泻下成分为二蒽酮类成分二抗菌作用 大黄酸、大黄素、芦荟大黄素等具有此作用三抗肿瘤作用 抑制大鼠乳癌及艾氏腹水癌有明显作用 对cAMP磷酸二酯酶有显著的抑制作用第五节 生物活性第四十四页，共四十七页。药用大黄原植物第四十五页，共四十七页。作 业1.写出苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌、蒽酚、蒽酮的根本结构。2.简述醌类和蒽醌类的主要理化性质及其与分子结构的关系。第四十六页，共四十七页。内容总结天然药物化学。定义天然产物中一类具有醌式不饱和环