天然藥化--醌類及其化合物課件

1、天然(tinrn)藥物化學(xué)講 授：張 辰 露第1-11周第一頁，共四十七頁。第四章第四章 醌類化合物醌類化合物1 概述概述 定義定義天然產(chǎn)物中一類具有醌式（不飽和環(huán)二酮）天然產(chǎn)物中一類具有醌式（不飽和環(huán)二酮）結(jié)構(gòu)的化學(xué)成分。蒽醌、苯醌、萘醌、菲醌等都屬于結(jié)構(gòu)的化學(xué)成分。蒽醌、苯醌、萘醌、菲醌等都屬于醌類衍生物，其中蒽醌及其衍生物種類較多。醌類衍生物，其中蒽醌及其衍生物種類較多。 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)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（后（-OH、-OMe等）多有顏色，故常作為動(dòng)植物、微生物的色等）多有顏色，故常作為動(dòng)植物、微生物的色素而存在于自然

2、界中，表現(xiàn)有多方面生理活性。醌類成分容易素而存在于自然界中，表現(xiàn)有多方面生理活性。醌類成分容易被還原成二酚類衍生物，氧化又恢復(fù)為原來的醌類，起到傳遞被還原成二酚類衍生物，氧化又恢復(fù)為原來的醌類，起到傳遞電子的作用，能促進(jìn)或干擾電子的作用，能促進(jìn)或干擾(gnro)某些生化反應(yīng)。某些生化反應(yīng)。第二頁，共四十七頁。2 醌類化合物的結(jié)構(gòu)類型醌類化合物的結(jié)構(gòu)類型(lixng)2.12.1苯醌類苯醌類 分為對(duì)苯醌和鄰苯醌二類，基本結(jié)構(gòu)：分為對(duì)苯醌和鄰苯醌二類，基本結(jié)構(gòu)：OO123456對(duì)苯醌P-quinoneOO123456鄰苯醌O-quinone第三頁，共四十七頁。 鄰苯二酚不穩(wěn)定，故中藥中常鄰苯二酚不

3、穩(wěn)定，故中藥中常(zhngchng)以以對(duì)苯醌對(duì)苯醌衍生衍生物存在，如物存在，如2，6-二甲氧基對(duì)苯醌、黃金醌。醌核上多有二甲氧基對(duì)苯醌、黃金醌。醌核上多有-OH、-OMe、-Me等基團(tuán)取代。等基團(tuán)取代。鳳眼鳳眼(fn yn)草草朱砂根朱砂根白花白花(bihu)酸酸藤果藤果OOOHOH(CH2)10CH3信筒子醌embelin第四頁，共四十七頁。OOMeMeOMeOCH2CHCCH2CH3H()n輔酶Q10(n=10)coenzymes Q10 可治療可治療(zhlio)心臟病、高血壓及癌心臟病、高血壓及癌癥癥第五頁，共四十七頁。對(duì)苯醌類在堿性(jin xn)下可被次亞硫酸鈉還原為氫醌。 醌類

4、通過這種可逆的氧化還原過程醌類通過這種可逆的氧化還原過程(guchng)，在，在生物體內(nèi)起著重要的電子傳遞媒介作用。生物體內(nèi)起著重要的電子傳遞媒介作用。OOOHOH對(duì)苯醌氫醌hydroguinonesOHO-第六頁，共四十七頁。從結(jié)構(gòu)(jigu)上可分為：從天然界得到從天然界得到(d do)的幾乎的幾乎均為均為 -萘醌類。如：具有抗萘醌類。如：具有抗菌、抗癌及中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜作菌、抗癌及中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜作用的胡桃醌。用的胡桃醌。OOOOOO1234567812612-(1,4)-(1,2)amphi-(2,6)萘醌萘醌萘醌OOOH胡桃醌juglon第七頁，共四十七頁。 萘醌大致分布在萘醌大致分布在20

5、科的高等植物中，較富有科的高等植物中，較富有(fyu)的科的科委紫草科、柿科、藍(lán)雪科、紫葳科等。在低等植物地衣委紫草科、柿科、藍(lán)雪科、紫葳科等。在低等植物地衣類、藻類中也有分布。許多萘醌類化合物具有顯著的類、藻類中也有分布。許多萘醌類化合物具有顯著的生生物活性物活性。第八頁，共四十七頁。第九頁，共四十七頁。2.3菲醌類菲醌類 天然菲醌衍生物包括鄰醌及對(duì)醌兩種類型，含非醌類的天然菲醌衍生物包括鄰醌及對(duì)醌兩種類型，含非醌類的植物分布在唇形科、蘭科植物分布在唇形科、蘭科(ln k)、豆科、番荔枝科、使君子科、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。蓼科、杉科等高等植物中，

6、在地衣中也有分布。第十頁，共四十七頁。丹參丹參(dn cn)第十一頁，共四十七頁。2.4蒽醌類蒽醌類 包括蒽醌衍生物及不同程度的還原產(chǎn)物包括蒽醌衍生物及不同程度的還原產(chǎn)物(chnw)，如氧，如氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮及蒽酮的二聚體等?；旆?、蒽酚、蒽酮及蒽酮的二聚體等。OO123456789a8a4a10a910位 1，4，5，8位 2，3，6，7meso（中位） 9，10第十二頁，共四十七頁。2.4.1蒽醌衍生物蒽醌衍生物 在蒽醌母核上常有羥基、羥甲基、甲氧基和羧基取在蒽醌母核上常有羥基、羥甲基、甲氧基和羧基取代，以游離態(tài)及與糖結(jié)合苷兩種形式存在。代，以游離態(tài)及與糖結(jié)合苷兩種形式存在。大黃素型大

7、黃素型 羥基分布在兩側(cè)的苯環(huán)羥基分布在兩側(cè)的苯環(huán)(bn hun)(bn hun)上，多數(shù)化合物呈黃色。上，多數(shù)化合物呈黃色。第十三頁，共四十七頁。茜草素型茜草素型 羥基分布羥基分布(fnb)(fnb)在一側(cè)的苯環(huán)上，多為呈黃色至橙紅色。在一側(cè)的苯環(huán)上，多為呈黃色至橙紅色。第十四頁，共四十七頁。2.4.2蒽酚（或蒽酮）衍生物蒽酚（或蒽酮）衍生物 蒽醌在酸性蒽醌在酸性(sun xn)條件下被還原，生成蒽酚及其互條件下被還原，生成蒽酚及其互變異構(gòu)體蒽酮。變異構(gòu)體蒽酮。OOOOHHO蒽醌蒽酮蒽酚互變異構(gòu)體第十五頁，共四十七頁。2.4.3二蒽酮類衍生物二蒽酮類衍生物第十六頁，共四十七頁。第十七頁，共四十

8、七頁。3 醌類化合物的理化醌類化合物的理化(lhu)性質(zhì)性質(zhì)3.1物理性質(zhì)物理性質(zhì) 性狀性狀 升華性升華性 溶解度溶解度第十八頁，共四十七頁。性狀性狀 顏色 無Ar-OH近乎(jn hu)于無色 助色團(tuán)越多，顏色越深 如：黃黃、紅紅、橙橙、等 多為有色晶體多為有色晶體 存在狀態(tài)存在狀態(tài)苯醌、萘醌苯醌、萘醌多以游離狀態(tài)存在；多以游離狀態(tài)存在； 蒽醌類蒽醌類則往往結(jié)合成苷而存在于則往往結(jié)合成苷而存在于植物中。植物中。第十九頁，共四十七頁。2.溶解度 H2O MeOH EtOH Et2O CHCl3游離(yul)醌 + + + +成 苷 +（熱） + + 3.揮發(fā)性揮發(fā)性 小分子小分子(fnz)的苯

9、醌、萘醌類具有揮發(fā)性，能隨水的苯醌、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。蒸氣蒸餾，可據(jù)此進(jìn)行提取、精制工作。第二十頁，共四十七頁。4.升華(shnghu)性 游離的醌類多具有升華性，蒽衍生物在常壓下加熱即能升華。5.不同pH條件下顯不同的顏色(yns) 中性 紫草 紫紫 紅紅 大黃 紅紅 黃黃第二十一頁，共四十七頁。 含含COOH 含含2個(gè)以上個(gè)以上-OH -OH 含一個(gè)含一個(gè)-OH -OH 含兩個(gè)含兩個(gè)- -OH OH 含一個(gè)含一個(gè)-OH -OH 。 根據(jù)醌類酸性強(qiáng)弱的差別，可用堿梯度萃取法進(jìn)行根據(jù)醌類酸性強(qiáng)弱的差別，可用堿梯度萃取法進(jìn)行(jnxng)(jnxng)這

10、類化合物的分離工作。這類化合物的分離工作。3.23.2化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(huxu xngzh)(huxu xngzh) 酸性酸性第二十二頁，共四十七頁。 以游離蒽醌類衍生物為例，酸性強(qiáng)弱將按下列以游離蒽醌類衍生物為例，酸性強(qiáng)弱將按下列(xili)順順序排列：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 第二十三頁，共四十七頁。2.2.顏色顏色(yns)(yns)反應(yīng)反應(yīng) 主要取決于其氧化還原性質(zhì)以及分子主要取決于其氧化還原性質(zhì)以及分子(fnz)中的酚

11、羥基性質(zhì)。中的酚羥基性質(zhì)。（1）Feigl反應(yīng)反應(yīng)OOOHOH+2HCHO+2OH-H+2HCOO-醛類堿氫醌OHOHNO2NO2OONO2NO+OOH-+-鄰二硝基苯氧化劑還原劑催化劑紫紫色色第二十四頁，共四十七頁。無色無色(w s)(w s)亞甲藍(lán)顯色試驗(yàn)亞甲藍(lán)顯色試驗(yàn) 苯醌、萘醌苯醌、萘醌區(qū)別于蒽醌區(qū)別于蒽醌無色亞甲蘭試劑苯醌、萘醌顯顯色色劑劑TLC、PPC第二十五頁，共四十七頁。堿性條件下的呈色反應(yīng)堿性條件下的呈色反應(yīng) 羥基羥基(qingj)(qingj)醌類在堿性溶液中發(fā)生顏色改變，會(huì)使顏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。色加深。多呈橙、紅、紫紅色

12、及藍(lán)色。第二十六頁，共四十七頁。堿性條件下堿性條件下 的顯色的顯色(xin s)(xin s)反應(yīng)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第二十七頁，共四十七頁。2.2.顏色顏色(yns)(yns)反應(yīng)反應(yīng) 與活性次甲基試劑與活性次甲基試劑(shj)(shj)反應(yīng)反應(yīng) （Kesting-CravenKesting-Craven法）法） 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

13、位置第二十八頁，共四十七頁。2.2.顏色顏色(yns)(yns)反應(yīng)反應(yīng) 與金屬與金屬(jnsh)離子反應(yīng)離子反應(yīng)OOOOOOMgOOOOHOOOOHMg與醋酸鎂形成的絡(luò)合物第二十九頁，共四十七頁。與金屬與金屬(jnsh)(jnsh)離子反應(yīng)離子反應(yīng)與醋酸鎂形成的絡(luò)合物具有一定的顏色鑒定OOOHOOOHOO-OH-OH橙黃橙黃 橙色橙色OOOHOHOHOH蘭蘭 蘭蘭紫紫橙橙紅紅紅紅 紫紫紅紅 紫紫第三十頁，共四十七頁。 濃硫酸反應(yīng)濃硫酸反應(yīng) 羥基蒽醌類化合物能與強(qiáng)酸形成羥基蒽醌類化合物能與強(qiáng)酸形成(xngchng)(xngchng)烊鹽，使分子烊鹽，使分子內(nèi)共軛體系發(fā)生變化出現(xiàn)不同顏色，可用于

14、檢識(shí)。如大黃內(nèi)共軛體系發(fā)生變化出現(xiàn)不同顏色，可用于檢識(shí)。如大黃酚由暗黃色變?yōu)榧t色。酚由暗黃色變?yōu)榧t色。第三十一頁，共四十七頁。 對(duì)亞硝基二甲苯胺反應(yīng)對(duì)亞硝基二甲苯胺反應(yīng) 此反應(yīng)用于鑒定此反應(yīng)用于鑒定蒽醌類化合物，與此反應(yīng)呈現(xiàn)不蒽醌類化合物，與此反應(yīng)呈現(xiàn)不同顏色，如紫、綠、藍(lán)等色。同顏色，如紫、綠、藍(lán)等色。 9 9位或位或1010位未取代的羥基蒽酮類化合物，尤其位未取代的羥基蒽酮類化合物，尤其1,8-1,8-二羥基衍生物，其羰基對(duì)位的亞甲基上的氫很活潑，二羥基衍生物，其羰基對(duì)位的亞甲基上的氫很活潑，可與對(duì)亞硝基二甲苯胺反應(yīng)縮合產(chǎn)生可與對(duì)亞硝基二甲苯胺反應(yīng)縮合產(chǎn)生(chnshng)(chnshng

15、)各種顏色各種顏色紫色、綠色、蘭色及灰色等。紫色、綠色、蘭色及灰色等。第三十二頁，共四十七頁。4 4 醌類化合物的提取分離醌類化合物的提取分離4.14.1提取提取 中藥中的蒽醌類一般以結(jié)合成甙的狀態(tài)存在要比游離狀中藥中的蒽醌類一般以結(jié)合成甙的狀態(tài)存在要比游離狀態(tài)多，因此多采用態(tài)多，因此多采用(ciyng)(ciyng)乙醇為溶劑甙和甙元均可以提取出來，乙醇為溶劑甙和甙元均可以提取出來，將提取液濃縮后再進(jìn)一步分離。若只提取將提取液濃縮后再進(jìn)一步分離。若只提取游離蒽醌類游離蒽醌類則可先則可先水解，使之全部轉(zhuǎn)為蒽醌甙元，然后用有機(jī)溶劑提取，使蒽水解，使之全部轉(zhuǎn)為蒽醌甙元，然后用有機(jī)溶劑提取，使蒽醌轉(zhuǎn)

16、入有機(jī)相中。醌轉(zhuǎn)入有機(jī)相中。有機(jī)溶劑提取法有機(jī)溶劑提取法 極性小極性小第三十三頁，共四十七頁。第四節(jié)第四節(jié) 提取提取(tq)(tq)分離分離（一）游離醌類的提取方法（一）游離醌類的提取方法(fngf)(fngf) （二）游離羥基蒽醌的分離（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（三）蒽醌苷類與游離蒽醌衍生物的分離（四）蒽醌苷類的分離（四）蒽醌苷類的分離第三十四頁，共四十七頁。有機(jī)溶劑 （一）游離（一）游離(yul)醌類的提取方法醌類的提取方法2.2.堿提取酸沉淀法堿提取酸沉淀法 用于提取含用于提取含酸性酸性(sun xn)(sun xn)基團(tuán)基團(tuán)（Ar-OHAr-OH、-C

17、OOH)-COOH)的化合物。的化合物。3.3.水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法 適用于適用于小分子小分子的苯醌及萘醌類化合物。的苯醌及萘醌類化合物。 提取液濃縮(nn su)結(jié)晶氯仿等溶劑濃縮液1.有機(jī)溶劑提取法有機(jī)溶劑提取法第三十五頁，共四十七頁。1.pH1.pH梯度梯度(t d)(t d)萃取法萃取法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)萃取提取液第三十六頁，共四十七頁。2.2.層析法層析法 吸附劑吸附劑硅膠、聚酰胺硅膠、聚酰胺 不易用氧化鋁，尤其不易用氧化鋁，尤其(yuq)(yuq)不易用

18、堿性氧化鋁。不易用堿性氧化鋁。第三十七頁，共四十七頁。第三十八頁，共四十七頁。 常用的有機(jī)溶劑如氯仿、苯和常用的有機(jī)溶劑如氯仿、苯和20%20%硫酸硫酸(li sun)(li sun)加熱回加熱回流，水解后是游離蒽醌全部轉(zhuǎn)入有機(jī)相中，然后采用流，水解后是游離蒽醌全部轉(zhuǎn)入有機(jī)相中，然后采用pHpH梯度分離法或柱層析分離法分離。梯度分離法或柱層析分離法分離。（三）蒽醌苷類與蒽醌衍生物苷元分離（三）蒽醌苷類與蒽醌衍生物苷元分離第三十九頁，共四十七頁。濕潤(rùn)、風(fēng)干；氯仿提HOAc藥渣95%EtOH提5%KOH；沉淀洗濾液減壓蒸干CHCl3（苷元及游離蒽醌）（蒽酸苷的鉀鹽）藥材EtOH藥渣過濾濾液95%E

19、tOHK 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）第四十頁，共四十七頁。由于蒽醌苷類水溶性較強(qiáng)，分離精制較困難，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。故現(xiàn)多用柱色譜進(jìn)行分離。柱層析載體常用柱層析載體常用(chn yn)有：有：分離前，多進(jìn)行預(yù)處理分離前，多進(jìn)行預(yù)處理除部分雜質(zhì)。除部分雜質(zhì)。預(yù)處理方法預(yù)處理方法(fngf)(fngf)： 1. 1.鉛鹽法鉛鹽法 2. 2.溶劑法溶劑法硅膠、聚酰胺、葡萄糖凝膠、纖維素等第四十一頁，共四十七頁。預(yù)處理方法預(yù)處理方法(fngf)(fngf)：1. 1.鉛鹽法鉛鹽法2.2.溶劑溶

20、劑(rngj)(rngj)法法用極性較大的溶劑將苷從提取液中提?。ㄝ腿。┏鰜?。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；通入硫化氫氣體使沉淀分解硫化鉛蒽醌苷放置苷類析出/ H2O第四十二頁，共四十七頁。第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)鑒定鑒定一、衍生物的制備一、衍生物的制備 1. 1. 甲基化反應(yīng)甲基化反應(yīng) 2. 2. 乙?；磻?yīng)乙?；磻?yīng)二、波譜學(xué)方法二、波譜學(xué)方法 1. 1. 紫外光譜紫外光譜(gungp)(gungp)（UVUV） 2. 2. 紅外光譜（紅外光譜（IRIR） 3. 3. 核磁共振（核磁共振（NMRNMR）