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(tuán)后（-oh、-ome等）多有顏色，故常作為動(dòng)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(duì)苯醌。醌核上多有-oh、-ome、-me等基團(tuán)取代。如：oo123456oo123456對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)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(tuán)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(jìn)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(qiáng)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(qiáng)弱將按下列順序排列： 含含-cooh 2個(gè)以上個(gè)以上 -oh 1個(gè)個(gè) -oh 2個(gè)個(gè) -oh 1個(gè)個(gè) -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(qiáng)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(yàn)：試驗(yàn)：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(lán)顯色試驗(yàn)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(huì)使顏色加深。多呈橙、紅、紫紅色及藍(lán)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(jī)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(jī)溶劑三、提

11、取分離 （一）游離醌類的提取方法1.有機(jī)溶劑提取法2.堿提取酸沉淀法 用于提取含酸性基團(tuán)（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(qiáng)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(jī)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(qiáng)，分離精制較困難，故現(xiàn)多用柱色譜進(jìn)行分離。柱層析載體常用有：分離前，多進(jìn)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?。ㄝ腿。┏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?；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 （一）衍生物的制備1.甲基化反應(yīng)目的保護(hù)-oh、測(cè)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(qiáng)，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(qiáng)，甲基化能力增強(qiáng)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.乙酰化反應(yīng) (1)反應(yīng)物的活性：（易與羰基形成氫鍵） 強(qiáng) r-oh -oh -oh 弱 （親核性越強(qiáng)，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?；磻?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(gè)苯醌主要吸收峰有三個(gè)400 nm285 nm240 nm強(qiáng)峰中強(qiáng)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(gè)主要吸收峰有四個(gè)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(tuán)（如-oh，-ome）使相應(yīng)吸收峰紅移紅移 醌環(huán)上引入助色團(tuán)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(gè)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(gè)主要吸收帶第 峰 230 nm左右（母核的強(qiáng)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(dòng)）v-oh 3600 3130 cm-1 （羥基的伸縮

18、振動(dòng)）v芳環(huán) 1600 1480 cm-1 （苯核的骨架振動(dòng)）母核上無取代： 兩個(gè)c=o只給出一個(gè)吸收峰1675 cm-1芳環(huán)上引入一個(gè)-oh時(shí)，給出兩個(gè)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(chǎng)位移向高場(chǎng)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