《中藥化學(xué)》課件第四章醌類化合物

1、 第四章 醌類化合物授課教師:北京中醫(yī)藥大學(xué) 李強目標(biāo)與要求掌握蒽醌類化合物的提取、分離方法，pH梯度萃取掌握醌類化合物的理、化性質(zhì)（酸性與溶解度的關(guān)系及顏色反應(yīng)）掌握UV、IR、1NMR波譜特點及結(jié)構(gòu)解析掌握化學(xué)結(jié)構(gòu)5個熟悉醌類化合物的分類了解醌類化合物的分布和生理活性第一節(jié) 概 述 一 定義: 醌類化合物是分子中具有不飽和環(huán)二酮結(jié)構(gòu)的一類天然色素有機化合物。中藥的有效成分中醌類化合物多為-蒽醌及其衍生物。 二 植物中的分布:蓼科大黃、何首烏、虎杖。茜草科茜草豆科決明子、番瀉葉百合科蘆薈唇形科丹參紫草科的紫草等醌類在一些低等植物也有存在。 三 生理活性醌類具有致瀉，抗菌，抗病毒，止血，擴冠等

2、多方面的生理活性 。第二節(jié) 醌類化合物的結(jié)構(gòu)與分類一、苯醌類 分為鄰苯醌，對苯醌兩類。鄰苯醌不穩(wěn)定，天然產(chǎn)物中存在的主要為對苯醌的衍生物。 天然苯醌化合物多為黃色或橙色的結(jié)晶。2,6-二四氧基苯醌(鳳眼草果實)信筒子醌(白花酸藤果和木桂花果實)具有苯醌結(jié)構(gòu)的泛醌能參與生物體內(nèi)氧化還原過程，是生物氧化還原的一類輔酶，已用于治療心臟病、高血壓和癌癥。稱為輔酶Q類。輔酶Q10二、萘醌類 萘醌類化合物分為 a（1，4） （1，2）amphi（2，6）三種。自然界存在的只有a-萘醌。 它們多為橙色或橙紅色。易被還原成萘氫醌。三、菲醌類 鄰菲醌和對菲醌。如丹參醌類（73頁）。四、蒽醌類（一）單蒽核類1、蒽

3、醌及其苷類結(jié)構(gòu)特點1，4，5，8位為位2，3，6，7位為位 9，10位為meso位（中位） 天然蒽醌在母核上均有取代-OH， -OCH3，-COOH或糖苷。根據(jù)母核上取代情況分為：（1）大黃素型 羥基分布在苯核兩側(cè)。 羥基蒽醌衍生物多與葡萄糖，鼠李糖結(jié)合成苷而存在，有單糖苷也有雙糖苷大黃酚蘆薈大黃素苷 （2）茜草素型：化合物羥基分布在一側(cè)的苯環(huán)上，顏色較深，多為橙黃或橙紅，主存在茜草科。2. 蒽酚或蒽酮衍生物 蒽醌在酸性條件下易被還原成蒽酚及其互變異構(gòu)體蒽酮。 蒽酚，蒽酮常存于新鮮植物中，在加工貯藏中會緩緩氧化為蒽醌。但蒽酮的苷類不易被氧化。（二）雙蒽核類1、二蒽酮類 二蒽酮類可以看成是二分子

4、蒽酮脫去一分子氫，通過碳碳鍵相連而成的化合物。這類物質(zhì)多以苷的形式存在。 二蒽酮類化合物C10-C10鍵與一般C-C鍵不同，易于斷裂。 某些新鮮藥材所含二蒽酮隨貯存時間的延長會逐漸分解成單蒽酮。代表性的成分為番瀉苷類。（76）2、二蒽醌類 3、去氫二蒽酮類4、日照蒽酮類5、中位萘駢二蒽酮類第三節(jié) 理化性質(zhì)與呈色反應(yīng)一、物理性質(zhì)1.性狀 天然產(chǎn)物醌類多為有色結(jié)晶體，一般為黃橙，棕紅。 苯醌，萘醌常以游離態(tài)存在，蒽醌多以苷的形式存在。2.升華性及揮發(fā)性 游離的醌類化合物大多數(shù)具有升華性。 小分子的苯醌，萘醌還具有揮發(fā)性。能隨水蒸汽蒸出。 3.溶解性二、化學(xué)性質(zhì) 1.酸性 醌類化合物由于在結(jié)構(gòu)中多具

5、酚羥基，表現(xiàn)出一定酸性，易溶于堿水中，加酸酸化又可重新析出。酸性強弱規(guī)律：（1）帶有COOH的醌類酸性較強，可溶在碳酸氫鈉中。（2）酸性:-OH-OH。含-羥基可溶在Na2CO3中，含-羥基須用氫氧化鈉水溶液將其溶解。（3）酚羥基數(shù)目增多則酸性增強。含-COOH含二個以上-OH含一個-OH含二個以上-OH含一個-OH。相應(yīng)的在堿性溶液中的溶解順序： 5% NaHCO3 ,5% Na2CO3 , 1%NaOH ,5% NaOH2.顏色反應(yīng)（1）菲格爾反應(yīng)（Feigl） 醌類衍生物在堿性下加熱能迅速與醛類及鄰二硝基苯反應(yīng)，生成紫色化合物。 試驗時可取醌類化合物的水或苯溶液1滴，加入25%碳酸鈉水溶

6、液，4%甲醛及5%鄰二硝基苯的苯溶液各1滴，混合后置水浴上加熱，于1-4分鐘內(nèi)產(chǎn)生顯著的紫色。(2)無色亞甲藍(lán)反應(yīng) 苯醌與萘醌專用顯色劑。顯蘭色斑點，用于色譜檢識。 （3）堿液反應(yīng)（Borntrager） 羥基醌類在堿性溶液中會引起顏色改變，顯紅紫色。 （4）Kesting-craven 反應(yīng) 活性亞甲基反應(yīng)。反應(yīng)官能團(tuán)：苯醌和萘醌中未被取代的位置?，F(xiàn)象：藍(lán)綠色或藍(lán)紫色試劑：堿性條件下，乙酰乙酸酯、丙二酸酯醇溶液應(yīng)用：區(qū)分蒽醌和苯醌、萘醌。（5）醋酸鎂反應(yīng) 羥基蒽醌類化合物（具有 -OH或鄰二OH）能和0.5%醋酸鎂的醇溶液生成穩(wěn)定的橙紅色、紫紅色或紫色絡(luò)合物。不同酚羥基，顯色不一樣。（6）對

7、亞硝基二甲苯胺反應(yīng)官能團(tuán)：羰基對位的活潑氫現(xiàn)象：紫色、綠色、藍(lán)色及灰色等。應(yīng)用：蒽酮的定性檢查第四節(jié) 醌類化合物的提取分離一、醌類的提取方法 1.有機溶劑提取法游離醌類極性較小，多用氯仿、苯等有機溶劑進(jìn)行提取。苷類：甲醇、乙醇和水。 2.堿提酸沉法 3.水蒸氣蒸餾法 二、蒽醌類化合物的提取與分離1.提取方法 （1）乙醇為溶劑提取總蒽醌 （2）用石油醚脫脂。 （3）游離狀態(tài)的蒽醌可用不同極性的溶劑順次梯度提取，并可得到初步分離2. 分離方法 （ 1 ）蒽醌苷與游離蒽醌的分離 利用溶解度差異，苷元-有機溶劑層苷-水層。 （2）游離蒽醌衍生物的分離 通常多采用梯度PH萃取法及色譜法。 A 、PH萃取

8、法是分離游離蒽醌衍生物的經(jīng)典方法。 P82頁流程。 B、色譜法 一般用硅膠、聚酰胺等為吸附劑，聚酰胺吸附柱層析，可根據(jù)羥基數(shù)目和位置不同進(jìn)行分離。（3）蒽醌苷的分離 蒽苷水溶性較強，需色譜方法進(jìn)行分離。第五節(jié) 醌類化合物的檢識一、理化檢識苯醌和萘醌：Feigl、無色亞甲藍(lán)和Keisting-Craven反應(yīng)。羥基蒽醌：Borntrager反應(yīng)蒽酮：對亞硝基二甲苯胺二、色譜鑒定1.薄層色譜 TLC多用硅膠作吸附劑。 游離蒽醌用親脂性溶劑展開，如苯-甲醇；石油醚-乙酸乙酯等。 蒽醌苷類化合物用極性較大的溶劑系統(tǒng)展開，例：乙酸乙酯-甲醇-冰乙酸等。顯色：日光（黃色），紫外光（顯黃棕、紅等色），氨薰或

9、3%的氫氧化鈉，紅色。0.5%醋酸鎂甲醇，90度加溫5分鐘。 第七節(jié) 中藥研究實例一、大黃 蓼科掌葉大黃、唐古特大黃或藥用大黃的干燥根及根莖。另有炮制品酒大黃、熟大黃和大黃炭。 大黃具有瀉熱通腸、涼血解毒、逐瘀通經(jīng)、利膽退黃。 大黃屬全世界約有60種，我國45種?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)明確的至少136種以上。 （一）化學(xué)成分主成分蒽醌類化合物，總含量2%5%。游離的占10%20%。大多數(shù)羥基蒽醌類化合物是以苷類存在。1、游離蒽醌類 大黃酸、大黃素、大黃酚、大黃素甲醚、蘆薈大黃素。2、結(jié)合蒽醌類 單糖苷有大黃酸-8-葡萄糖苷、大黃素葡萄糖苷、大黃酚-8-葡萄糖苷、大黃素甲醚葡萄糖苷、蘆薈大黃素8-葡萄糖苷。雙

10、糖苷有：大黃酸、大黃酚、蘆薈大黃素雙葡萄糖苷及大黃素甲醚-8-O-龍膽糖苷。3、二蒽酮類番瀉苷A、B、C、D、E、F。（三）主要成分提取分離1.游離蒽醌與結(jié)合蒽醌的分離加適量水，分別用乙醚、正丁醇萃取正丁醇層（結(jié)合蒽醌）大黃粗粉 醇浸膏乙醚層 （游離蒽醌） 大黃酸大黃酚大黃素蘆薈大黃素大黃素甲醚2.游離蒽醌的分離（95頁）大黃粉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殘留物氯仿液堿液堿液硅膠色譜柱石油醚-苯混合溶劑洗脫堿液大黃酚大黃素甲醚鹽酸酸化沉淀重結(jié)晶大黃酸鹽酸酸化沉淀重結(jié)晶蘆薈大黃素

11、鹽酸酸化沉淀重結(jié)晶大黃素第六節(jié) 結(jié)構(gòu)研究一 波譜分析1.UV光譜第峰230nm第峰240-260 nm由苯樣結(jié)構(gòu)引起第峰262-295 nm由醌樣結(jié)構(gòu)引起第峰305-389 nm由苯樣結(jié)構(gòu)引起第峰400由醌樣結(jié)構(gòu)中的C=O引起帶:位置與PH-OH數(shù)目正相關(guān)(表4-3)帶:強度與-OH的有無相關(guān)帶4:取代基在位強度低,位強度高帶:與-OH數(shù)目正相關(guān)P862 IR光譜主要特征是C=O峰、C=C及苯環(huán)吸收峰， OHC=O吸收峰與-OH之間的關(guān)系-OH數(shù)蒽醌類型游離C=O頻率締合C=O頻率差值0無-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個-OH，則峰在3300-3390 多個-OH，則峰在3600-3150間有幾個峰 3 1H-NMR芳環(huán)質(zhì)子：-H，值大（8.07)；-H, 值小(7.67)；有取代基時，峰形及峰位會有變化。取代基質(zhì)子:兩方面:自身及對環(huán)境影響-CH3：2.1-2.9,s,或Brs.可使鄰位芳H降低0.15,間位降低0.10可與鄰位芳H形成烯丙偶合-OCH3: 4.0-4.5,s.3H, 可使鄰位芳H降低0.45-

13、CH2OH:4.6,s(偶而雙峰).2H, -OH質(zhì)子 4.0-6.0;可使鄰位芳H降低0.45-OH: -OH:11-12,-OH11;可使鄰位芳H降低0.45-COOH:自身H同上;可使鄰位芳H升高0.8MS:游離蒽醌常見的MS為M+,M+-CO,M+-CO-CO練習(xí)題一 橙紅色針晶,分子式為C15H14O5,與NaOH反應(yīng)呈紅色,醋酸鎂反應(yīng)陽性,Molish反應(yīng)陰性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)二橙紅色針晶,分子量254,分子式為C15H10O4,與10%NaOH溶液反應(yīng)紅色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(