天然藥物化學(xué)第四章 醌類化合物 PP課件

1、概 述定義定義指分子內(nèi)具有指分子內(nèi)具有不飽和環(huán)二酮結(jié)構(gòu)不飽和環(huán)二酮結(jié)構(gòu)(醌式結(jié)醌式結(jié)構(gòu)構(gòu))或容易轉(zhuǎn)變成這樣結(jié)構(gòu)，以及在生物合成方或容易轉(zhuǎn)變成這樣結(jié)構(gòu)，以及在生物合成方面與醌類有密切聯(lián)系的化合物。有苯醌、萘醌、面與醌類有密切聯(lián)系的化合物。有苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌之分。菲醌和蒽醌之分。分布分布由于醌類具有不飽和酮結(jié)構(gòu)，當(dāng)其分子中連接助色團后（-oh、-ome等）多有顏色，故常作為動植物、微生物的色素而存在于自然界中。本 章 內(nèi) 容一、結(jié)構(gòu)類型二、理化性質(zhì)三、提取分離四、結(jié)構(gòu)鑒定五、生物活性一、結(jié)構(gòu)類型（一）苯醌類（二）萘醌類（三）菲醌類（四）蒽醌類 1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮類衍生

2、物一、結(jié)構(gòu)類型 （一）苯醌類 (benzoquinones)鄰苯醌不穩(wěn)定，故天然界存在的大多為對苯醌。醌核上多有-oh、-ome、-me等基團取代。如：oo123456oo123456對苯醌p-quinone鄰苯醌o-quinone一、結(jié)構(gòu)類型 （一）苯醌類 (benzoquinones)橙紅色結(jié)晶驅(qū)除腸寄生蟲作用 治療心臟病、高血壓及癌癥ooohoh(ch2)10ch3oomemeomeoch2chcch2ch3h()n信筒子醌embelin輔酶q10(n=10)coenzymes q10一、結(jié)構(gòu)類型 （一）苯醌類 (benzoquinones)對苯醌類在堿性下可被次亞硫酸鈉還原為氫醌。 醌

3、類通過這種可逆的氧化還原過程，在生醌類通過這種可逆的氧化還原過程，在生物體內(nèi)起著重要的電子傳遞媒介作用。物體內(nèi)起著重要的電子傳遞媒介作用。ooohoh對苯醌氫醌hydroguinonesoho-一、結(jié)構(gòu)類型 （二）萘醌類 (naphthoquinones)從結(jié)構(gòu)上可分為：從天然界得到的幾乎均為-萘醌類。如：具有抗菌、抗癌及中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜作用的胡桃醌。oooooo1234567812612-(1,4)-(1,2)amphi-(2,6)萘醌萘醌萘醌oooh胡桃醌juglon一、結(jié)構(gòu)類型 （三）菲醌類 (phenanthraquinones)有兩種類型：如：丹參醌類成分oo鄰醌oo對醌oo丹參醌 io

4、oohme丹參新醌丙一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones)位 1，4，5，8位 2，3，6，7meso（中位） 9，10依據(jù)其還原程度的不同，將其分成以下三類：oo123456789a8a4a10a910一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones)1.蒽醌衍生物根據(jù)-oh在母核上分布的位置不同分兩類：（1）大黃素型（-oh在羰基的兩側(cè)）（2）茜草素型（-oh在一側(cè)苯環(huán)上）ooohohcooh大黃酸ooohoh茜草素一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones)2.蒽酚（或蒽酮）衍生物依其還原程度的不同而分為蒽酚和蒽酮。oooohho蒽醌蒽酮蒽

5、酚互變異構(gòu)體蒽酮、蒽酚性質(zhì)不穩(wěn)定，故只存在于新鮮植物中存在于新鮮植物中一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones)3.二蒽酮類衍生物如：番瀉葉中致瀉的主要有效成分番瀉苷a、b、c、d屬此類成分。oooho蒽醌類蒽酮游離基長時間貯存.2二蒽酮二、理化性質(zhì)（一）物理性質(zhì) 1.性 狀 2.溶解度 3.揮發(fā)性 4.升華性 5.不同ph條件下顯色（二）化學(xué)性質(zhì) 1.酸性 2.顏色反應(yīng)二、理化性質(zhì) （一）物理性質(zhì)1.性狀 顏色 無ar-oh近乎于無色 助色團越多，顏色越深 如：黃黃、紅紅、橙橙、紫紅紫紅等 多為有色晶體多為有色晶體 存在狀態(tài)：苯醌、萘醌多以游離狀態(tài)存在； 蒽醌類則往往結(jié)合成

6、苷而存在于 植物中。二、理化性質(zhì) （一）物理性質(zhì)2.溶解度 h2o meoh etoh et2o chcl3游離醌 + + + +成 苷 +（熱） + + 3.揮發(fā)性 小分子的苯醌苯醌、萘醌萘醌類具有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾，可據(jù)此進行提取、精制工作。二、理化性質(zhì) （一）物理性質(zhì)4.升華性 游離的醌類多具有升華性，蒽衍類在常壓下加熱即能升華。5.不同ph條件下顯不同的顏色如： oh- 中性 h+ 紫草 蘭蘭 紫紫 紅紅 大黃 紅紅 黃黃二、理化性質(zhì)（一）物理性質(zhì) 1.性 狀 2.溶解度 3.揮發(fā)性 4.升華性 5.不同ph條件下顯色（二）化學(xué)性質(zhì) 1.酸性 2.顏色反應(yīng)二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性

7、質(zhì)1.酸性 ar-oh的存在顯酸性用于堿提酸沉分子中ar-oh的數(shù)目、位置不同則酸性強弱有差異oooh.-oh蒽醌oooh-oh蒽醌二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)1.酸性 以游離蒽醌類衍生物為例，酸性強弱將按下列順序排列： 含含-cooh 2個以上個以上 -oh 1個個 -oh 2個個 -oh 1個個 -oh 5%nahco3 5%na2co3 1%naoh 5%naoh 可用于提取分離可用于提取分離二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)1.酸性 例：試比較下列化合物的酸性強弱ooohohooohohooohohooohohabcddcab二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)2.顏色反應(yīng) （1）feigl反應(yīng)oo

8、ohoh+2hcho+2oh-h+2hcoo-醛類堿氫醌ohohno2no2oono2no+ooh-+-鄰二硝基苯紫紫色色二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)2.顏色反應(yīng) （1）feigl反應(yīng)試驗：試驗：25% na2co34% hcho5%鄰二硝基苯樣品液1滴 （水或苯液）1 4紫色紫色二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)2.顏色反應(yīng) （2）無色亞甲藍顯色試驗苯醌、萘醌區(qū)別于蒽醌無色亞甲蘭試劑苯醌、萘醌顯顯色色劑劑tlc、ppc二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)2.顏色反應(yīng) （3）堿性條件下的顯色反應(yīng) 羥基羥基醌類在堿性溶液中發(fā)生顏色改變，會使顏色加深。多呈橙、紅、紫紅色及藍色。 羥基蒽醌類化合物遇堿顯紅 紫紅色

9、的反應(yīng)。 反應(yīng)機理如下：borntragers 反應(yīng)(保恩特萊格反應(yīng))二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)2.顏色反應(yīng) （3）堿性條件下的顯色反應(yīng) ooohoooooo-顯紅色顯紅色oh-ooohoooooo-顯紅色顯紅色oh-形形成成了了新新的的共共軛軛體體系系二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)2.顏色反應(yīng) （3）堿性條件下 的顯色反應(yīng) 中藥粉末0.1g10%硫酸 5ml2- 10h+h2o放冷 加乙醚2mlh+h2oet2o5%naoh 1mlet2oh2ooh-黃黃無色無色紅色紅色檢查中藥中蒽醌類成分二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)2.顏色反應(yīng) （4）與活性次甲基試劑反應(yīng) （kesting-craven法

10、） 苯醌、萘醌區(qū)別于蒽醌oooo活性次甲基試劑在氨堿性下（丙二酸酯、乙酰醋酸脂/醇液）蘭綠色蘭綠色蘭紫色蘭紫色或+ +醌環(huán)上未取代位置二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)2.顏色反應(yīng) （5）與金屬離子反應(yīng)oooooomgoooohoooohmg與醋酸鎂形成的絡(luò)合物二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì)2.顏色反應(yīng) （5）與金屬離子反應(yīng)ooohooohoo-oh-oh橙橙黃黃 橙橙色色ooohohohoh蘭蘭 蘭蘭紫紫橙橙紅紅紅紅 紫紫紅紅 紫紫與醋酸鎂形成的絡(luò)合物具有一定的顏色鑒定三、提取分離（一）游離醌類的提取方法 （二）游離羥基蒽醌的分離（三）蒽醌苷類與游離蒽醌衍生物的分離（四）蒽醌苷類的分離有機溶劑三、提

11、取分離 （一）游離醌類的提取方法1.有機溶劑提取法2.堿提取酸沉淀法 用于提取含酸性基團（ar-oh、-cooh)的化合物。3.水蒸氣蒸餾法 適用于小分子的苯醌及萘醌類化合物。 提取液濃縮結(jié)晶氯仿等溶劑濃縮液三、提取分離 （二）游離羥基蒽醌的分離1.ph梯度萃取法etoh浸膏et2o 溶oh-/h2o 萃取h+/ h2o沉淀重結(jié)晶母液結(jié)晶et2o不溶物et2ooh /h2oh+/ h2o-堿性由弱到強繼續(xù)萃取提取液三、提取分離 （二）游離羥基蒽醌的分離2.層析法 吸附劑硅膠、聚酰胺 *不宜用氧化鋁，尤其不宜用堿性氧化鋁濕潤、風(fēng)干；氯仿提hoac藥渣95%etoh 提5%koh；沉淀洗濾液減壓蒸

12、干chcl3（苷元及游離蒽醌）（蒽酸苷的鉀鹽）藥材etoh藥渣過濾濾液95%etohk 懸浮醇中用冰hoac 中和(除k+)不溶物（koac等）總蒽醌苷類（無機鹽不溶于乙醇溶液）（三）蒽醌苷類與游離蒽醌衍生物的分離三、提取分離（四）蒽醌苷類的分離由于蒽醌苷類水溶性較強，分離精制較困難，故現(xiàn)多用柱色譜進行分離。柱層析載體常用有：分離前，多進行預(yù)處理除部分雜質(zhì)。預(yù)處理方法： 1.鉛鹽法 2.溶劑法硅膠、聚酰胺、葡萄糖凝膠、纖維素等三、提取分離（四）蒽醌苷類的分離預(yù)處理方法：1.鉛鹽法2.溶劑法用極性較大的溶劑將苷從提取液中提取（萃?。┏鰜?。蒽醌苷/ h2o醋酸鉛濾液沉淀（蒽醌苷+醋酸鉛）加水；通入

13、硫化氫氣體使沉淀分解硫化鉛蒽醌苷放置苷類析出/ h2o四、結(jié)構(gòu)鑒定（一）衍生物的制備 1. 甲基化反應(yīng) 2. 乙酰化反應(yīng)（二）波譜學(xué)方法 1. 紫外光譜（uv） 2. 紅外光譜（ir） 3. 核磁共振（nmr） 4. 質(zhì)譜（ms）四、結(jié)構(gòu)鑒定 （一）衍生物的制備1.甲基化反應(yīng)目的保護-oh、測定-oh數(shù)目及成苷的位置。條件 (1)反應(yīng)物甲基化易難： -cooh -oh ar-oh -oh r-oh ( 酸性越強，質(zhì)子易解離，甲基化易 ) (2)試劑的活性 ch3i (ch3)2so4 ch2n2 (3)溶劑 溶劑的極性強，甲基化能力增強例：曲菌素的甲基化反應(yīng)ooohohohohohohoooh

14、ohohohmeoomeooohomemeoomeomeomeooomemeoomeomeomeomemeooohooohomemeoch2n2/et2och2n2/et2omeohch3i+ago(ch3)2so4 k2co3me2co四、結(jié)構(gòu)鑒定 （一）衍生物的制備2.乙?；磻?yīng) (1)反應(yīng)物的活性：（易與羰基形成氫鍵） 強 r-oh -oh -oh 弱 （親核性越強，越容易被?；?(2)?；噭┑幕钚?乙酰氯 醋酐 酯 冰醋酸 ch3cocl (ch3co)2o ch3coor ch3cooh (3)催化劑的催化能力吡啶 濃硫酸 例：曲菌素的乙酰化反應(yīng)ooohohohohohohooo

15、hohohoacohohoooacohacoohohoacoooacacooacoacoacoacacooohoooacoacacohoacac2o+h2so4ac2o少量乙酰氯少量乙酰氯回流2回流2ac2o回流20回流20或醋酐+吡啶或醋酐+吡啶四、結(jié)構(gòu)鑒定（一）衍生物的制備 1. 甲基化反應(yīng) 2. 乙?；磻?yīng)（二）波譜學(xué)方法 1. 紫外光譜（uv） 2. 紅外光譜（ir） 3. 核磁共振（nmr） 4. 質(zhì)譜（ms）四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法1.紫外光譜（uv）（1）苯醌類的紫外吸收特征苯醌主要吸收峰有三個苯醌主要吸收峰有三個400 nm285 nm240 nm強峰中強峰弱峰四、結(jié)構(gòu)鑒

16、定（二）波譜學(xué)方法 1.紫外光譜（2）萘醌類的紫外吸收特征oo257 nm（醌樣結(jié)構(gòu)引起）（醌樣結(jié)構(gòu)引起）245 nm251 nm335 nm（苯樣結(jié)構(gòu)引起）（苯樣結(jié)構(gòu)引起）有四個主要吸收峰有四個主要吸收峰四、結(jié)構(gòu)鑒定（二）波譜學(xué)方法 1.紫外光譜（2）萘醌類的紫外吸收特征 引入助色團（如-oh，-ome）使相應(yīng)吸收峰紅移紅移 醌環(huán)上引入助色團影響257 nm紅移紅移 （不影響苯環(huán)引起的吸收） 苯環(huán)上引入-oh影響335 nm紅移紅移到427 nm四、結(jié)構(gòu)鑒定（二）波譜學(xué)方法 1.紫外光譜（3）蒽醌類的紫外吸收特征oooo252 325 nm272 405 nm（苯樣結(jié)構(gòu)）（醌樣結(jié)構(gòu)）蒽醌有四

17、個吸收峰四、結(jié)構(gòu)鑒定（二）波譜學(xué)方法 1.紫外光譜（3）蒽醌類的紫外吸收特征 羥基蒽醌類有五個主要吸收帶第 峰 230 nm左右（母核的強吸收峰）第 峰 240 260 nm （苯樣結(jié)構(gòu)引起）第 峰 262 295 nm （醌樣結(jié)構(gòu)引起）第 峰 305 389 nm （苯樣結(jié)構(gòu)引起）第 峰 400 nm （醌樣結(jié)構(gòu)中 c=o引起）-oh取代將影響相應(yīng)的吸收帶向紅位移取代將影響相應(yīng)的吸收帶向紅位移四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法2.醌類化合物的紅外光譜（ir）羥基蒽醌類化合物的紅外區(qū)域有：vc=o 1675 1653 cm-1 （羰基的伸縮振動）v-oh 3600 3130 cm-1 （羥基的伸縮

18、振動）v芳環(huán) 1600 1480 cm-1 （苯核的骨架振動）母核上無取代： 兩個c=o只給出一個吸收峰1675 cm-1芳環(huán)上引入一個-oh時，給出兩個c=o吸收峰： 1675 1647 （游離c=o） 1637 1608 （締合c=o）3.醌類化合物的核磁共振光譜（nmr）1h-nmr(1)醌環(huán)上的質(zhì)子oohhoohhhhr6.72 (s)6.95 (s)供電取代基向高場位移向高場位移四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法3.醌類化合物的核磁共振光譜（nmr）1h-nmr(1)醌環(huán)上的質(zhì)子位移順序(1,4-萘醌）6.952-ome6.172-oh6.372-ocome6.762-me6.79h-3位移幅度加大h2-四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法3.醌類化合物的核磁共振光譜（nmr）1h-nm