天然藥物化學(xué)第四章醌類化合物

天然藥物化學(xué)第四章醌類化合物第1頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四定義——基本骨架：不飽和環(huán)己二烯酮（醌式結(jié)構(gòu)）。指醌類或容易轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂絮愋再|(zhì)的化合物，以及在生物合成方面與醌類有密切聯(lián)系的化合物。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。概

述醌類化合物的生物活性多樣第2頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(生物合成)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、生物活性本

章

內(nèi)

容第3頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（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

3.二蒽酮類衍生物一、結(jié)構(gòu)類型第4頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)類型鄰苯醌不穩(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：（一）苯醌類(benzoquinones)對(duì)苯醌鄰苯醌第5頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)類型橙紅色結(jié)晶驅(qū)除腸寄生蟲作用

治療心臟病、高血壓及癌癥（一）苯醌類(benzoquinones)第6頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)類型對(duì)苯醌類在堿性下可被次亞硫酸鈉還原為氫醌。

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。（一）苯醌類(benzoquinones)對(duì)苯醌

氫醌hydroquinones第7頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)類型從結(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。（二）萘醌類

(naphthoquinones)第8頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)類型有兩種類型：如：丹參醌類成分（三）菲醌類

(phenanthraquinones)第9頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)類型位——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：（四）蒽醌類

(anthraquinones)9,10-蒽醌大黃素型和茜草素型第10頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)類型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）（四）蒽醌類

(anthraquinones)第11頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)類型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。蒽酮、蒽酚性質(zhì)不穩(wěn)定，故只存在于新鮮植物中蒽酮碳苷類——蘆薈苷（四）蒽醌類

(anthraquinones)第12頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)類型3.二蒽酮類衍生物（四）蒽醌類

(anthraquinones)二蒽酮類

天精二蒽醌類第13頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)類型如：番瀉葉中致瀉的主要有效成分——番瀉苷A、B、C、D（酚苷）屬此類成分。（四）蒽醌類

(anthraquinones)第14頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、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、生物活性本

章

內(nèi)

容第15頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（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)第16頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(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、紅、橙、紫紅等

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—?jiǎng)t往往結(jié)合成苷而存在于植物中。（一）物理性質(zhì)第17頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)2.溶解性

H2OMeOHEtOH/正丁醇Et2OCHCl3

游離醌

苷元(親脂性)—++++

成

苷

苷(親水性)+(熱)

++——

3.揮發(fā)性

小分子的苯醌、萘醌→水汽蒸餾→分離、精制（一）物理性質(zhì)第18頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)4.升華性

游離的醌類多具有升華性，醌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如：

OH-

中性

H+

紫草

蘭

紫

紅

大黃

紅

黃（一）物理性質(zhì)第19頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(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

（二）化學(xué)性質(zhì)第20頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)

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-COOH

>2個(gè)以上-OH>1個(gè)-OH>

2個(gè)-OH

>

1個(gè)-OH

5%NaHCO3

5%Na2CO3

1%NaOH

5%NaOH（二）化學(xué)性質(zhì)—————pH梯度萃取法分離醌類化合物—————a-羥基蒽醌a-羥基蒽b-羥基蒽醌pKa11.59.97.6＜＜酸性:第21頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)2.顏色反應(yīng)

（1）Feigl反應(yīng)（二）化學(xué)性質(zhì)第22頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)2.顏色反應(yīng)

（1）Feigl反應(yīng)試驗(yàn)：

（二）化學(xué)性質(zhì)第23頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(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

（二）化學(xué)性質(zhì)第24頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)2.顏色反應(yīng)

（3）堿性條件下的顯色反應(yīng)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

~紫紅色的反應(yīng)。

反應(yīng)機(jī)理如下：

(保恩特萊格反應(yīng))（二）化學(xué)性質(zhì)第25頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)2.顏色反應(yīng)

（3）堿性條件下的顯色反應(yīng)

（二）化學(xué)性質(zhì)第26頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)2.顏色反應(yīng)

（3）堿性條件下的顯色反應(yīng)（二）化學(xué)性質(zhì)第27頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)2.顏色反應(yīng)

（4）與活性亞甲基試劑反應(yīng)

（Kesting-Craven法）

苯醌、萘醌（含有醌環(huán)）——區(qū)別于蒽醌（二）化學(xué)性質(zhì)第28頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)2.顏色反應(yīng)

（5）與金屬離子反應(yīng)（二）化學(xué)性質(zhì)第29頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)（二）化學(xué)性質(zhì)第30頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（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）蒽醌苷類的分離三、提取分離第31頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

溶解性

H2OMeOHEtOH/正丁醇Et2OCHCl3

游離醌

苷元(親脂性)—++++

成

苷

苷(親水性)+(熱)

++——

第32頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四有機(jī)溶劑三、提取分離1.有機(jī)溶劑提取法（針對(duì)苷元）2.堿提取酸沉淀法（堿溶酸沉）

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（一）游離醌類的提取方法第33頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、理化性質(zhì)

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-COOH

>2個(gè)以上-OH>1個(gè)-OH>

2個(gè)-OH

>

1個(gè)-OH

5%NaHCO3

5%Na2CO3

1%NaOH

5%NaOH（二）化學(xué)性質(zhì)—————pH梯度萃取法分離醌類化合物—————a-羥基蒽醌a-羥基蒽b-羥基蒽醌pKa11.59.97.6＜＜酸性:第34頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、提取分離1.pH梯度萃取法（二）游離羥基蒽醌的分離第35頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、提取分離2.層析法：反復(fù)層析，徹底分離

吸附劑——硅膠、聚酰胺*一般不用氧化鋁，尤其不用堿性氧化鋁

洗脫液——親脂性溶劑（二）游離羥基蒽醌的分離實(shí)例第36頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（三）蒽醌苷類與蒽醌衍生物苷元的分離（蒽醌苷類）第37頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、提取分離

由于蒽醌苷類水溶性較強(qiáng)，分離精制較困難，故現(xiàn)多用反相柱色譜進(jìn)行分離。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（四）蒽醌苷類的分離

柱層析載體常用有：第38頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、提取分離預(yù)處理方法：1.鉛鹽法2.溶劑法用極性較大的溶劑（正丁醇）將苷從提取液中萃取出來（四）蒽醌苷類的分離第39頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（一）紫外光譜（UV）（二）紅外光譜（IR）（三）氫核磁共振（1HNMR）（四）碳核磁共振（13CNMR）（五）質(zhì)譜（MS）（六）衍生物的制備（七）結(jié)構(gòu)研究實(shí)例注意：取代基對(duì)吸收峰的影響四、結(jié)構(gòu)鑒定第40頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、結(jié)構(gòu)鑒定1.苯醌類的紫外吸收特征苯醌主要吸收峰有三個(gè)~400nm~285nm~240nm強(qiáng)峰中強(qiáng)峰弱峰（一）醌類化合物的紫外光譜（UV）第41頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、結(jié)構(gòu)鑒定2.萘醌類的紫外吸收特征第42頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、結(jié)構(gòu)鑒定

引入助色團(tuán)（如-OH，-OMe）使相應(yīng)吸收峰——紅移

醌環(huán)上引入助色團(tuán)——影響257nm——紅移

（不影響苯環(huán)引起的吸收）

苯環(huán)上引入-OH——影響335nm——紅移到427nm2.萘醌類的紫外吸收特征第43頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、結(jié)構(gòu)鑒定3.蒽醌類的紫外吸收特征第44頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、結(jié)構(gòu)鑒定

羥基蒽醌類有五個(gè)主要吸收帶第

Ⅰ

峰——230nm左右（母核的強(qiáng)吸收峰）第

Ⅱ

峰——240~260nm（苯樣結(jié)構(gòu)引起）第

Ⅲ

峰——262~295nm（醌樣結(jié)構(gòu)引起）第

Ⅳ

峰——305~389nm（苯樣結(jié)構(gòu)引起）第

Ⅴ

峰——>400

nm（醌樣結(jié)構(gòu)中

>C=O引起）-OH取代將影響相應(yīng)的吸收帶紅移3.蒽醌類的紫外吸收特征第45頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、結(jié)構(gòu)鑒定羥基蒽醌類化合物的紅外區(qū)域有：

nC=O1675~1653cm-1

（強(qiáng)，羰基的伸縮振動(dòng)）

n-OH3600~3130cm-1

（強(qiáng)，羥基的伸縮振動(dòng)）

n芳環(huán)

1600~1480cm-1

（中強(qiáng)，苯核的骨架振動(dòng)）（二）醌類化合物的紅外光譜（IR）母核上無取代：

兩個(gè)>C=O只給出一個(gè)吸收峰1675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，高波數(shù)）

1637~1608（締合>C=O，低波數(shù)）第46頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.醌環(huán)上的質(zhì)子四、結(jié)構(gòu)鑒定（三）醌類化合物的1H-NMRdH第47頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、結(jié)構(gòu)鑒定1H-NMR（醌環(huán)取代基對(duì)化學(xué)位移的影響）2-Ac7.06第48頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、結(jié)構(gòu)鑒定當(dāng)有取代基時(shí)，峰的數(shù)目及峰位都將改變。2.芳環(huán)質(zhì)子3.取代基質(zhì)子：酚羥基(有氫鍵：dH~12ppm,s)

甲氧基(dH3.8~4.2ppm,s)

甲基(dH2.1~2.5ppm,s)ab第49頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、結(jié)構(gòu)鑒定

1.

1,4-萘醌類（四）醌類化合物的13C-NMR12345678910第50頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、結(jié)構(gòu)鑒定

2.

9,10-蒽醌類899a1第51頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、結(jié)構(gòu)鑒定

主要特征如下：（1）分子離子峰通常為基峰；（2）失去1~2分子CO；（3）特征碎片峰（無取代）：(m/z)

p-苯醌——82、80、54、521,4-萘醌——104、76、509,10-