1、第四章 醌類化合物Quinones主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型1理化性質(zhì)與呈色反應2提取分離3結(jié)構(gòu)測定42 第一節(jié) 醌類化合物的結(jié)構(gòu)類型蒽醌（anthraquinones）苯醌（benzoquinones）萘醌（naphthoquinones）醌類化合物（quinones）菲醌（phenanthraquinone）3 是具有醌型結(jié)構(gòu)的最簡單化合物; 按其結(jié)構(gòu)可分為鄰苯醌及對苯醌兩大類; 鄰苯醌不穩(wěn)定，故天然存在的苯醌化合物多為對苯醌衍生物，其母核上常有-OH、-OCH3、-CH3等基團取代;一、 苯醌類 (benzoquinones)4 苯醌類化合物具有一定的生物活性。 中藥鳳眼草的果實中得到的2,6-二

2、甲氧基苯醌有抗菌作用； 白花酸藤果中得到的信筒子醌有驅(qū)腸內(nèi)寄生蟲作用。5 鄰苯醌和對苯醌均可由相應的二元酚氧化制得;6二、 萘醌類 (naphthoquinones) -(1,4)萘醌 -(1,2)萘醌 amphi-(2,6)萘醌 目前從自然界得到的幾乎均為-萘醌類。 -萘醌類是黃色結(jié)晶，可升華，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚。 天然萘醌衍生物多為橙黃色或橙紅色結(jié)晶，個別為紫色結(jié)晶。 許多萘醌類有很明顯的生物活性。7從熱帶柿科一植物中分得的三色柿醌為一橙紅色針晶，屬鄰醌衍生物，該植物在非洲曾用作治療麻風病。胡桃醌、拉帕醌有抗癌活性。8從中藥紫草及軟紫草中分得一系列萘醌類衍生物，有止血、抗炎、抗菌、

3、抗病毒及抗癌作用。紫 草Lithospermum erythrorhizon軟紫草Arnebiaeuchroma 9維生素K類是一類自然界存在的萘醌衍生物，主要包括VK1、VK2 (腸道細菌合成)、VK3，具有促進血液凝固作用，可用于新生兒出血、肝硬化及閉塞性黃疸出血等。10三、菲醌類 (phenanthraquinone)鄰菲醌 (I) 鄰菲醌 (II) 對菲醌天然菲醌衍生物包括鄰醌及對醌兩種類型。11丹參Salvia miltiorrhiza抗菌、擴張冠狀動脈；治療冠心病和心肌梗塞；12四、蒽醌類 (anthraquinones)蒽醌衍生物茜草素型大黃素型蒽醌類蒽酚衍生物二蒽酮類衍生物13

4、(一) 蒽醌類 (anthraquinones)1, 4, 5, 8-位為-位;2, 3, 6, 7-位為-位;9, 10-位為meso-位;14大黃素型:羥基分布在兩側(cè)苯環(huán)上，多數(shù)化合物呈黃色。茜草素型:羥基分布在一側(cè)苯環(huán)上，多數(shù)化合物呈橙黃至橙紅色。蒽醌衍生物：天然蒽醌有1,2-蒽醌、1,4-蒽醌、9,10-蒽醌，但由于C-9、C-10位氧化產(chǎn)物較為穩(wěn)定，故9,10-蒽醌最為常見。蒽醌母核上多有羥基取代，根據(jù)羥基取代位置不同，可將羥基蒽醌分為兩大類:15大黃素型羥基蒽醌大黃Rheum palmatum 虎杖Polygonum cuspidatum 16茜草素型羥基蒽醌茜 草Rubia co

5、rdifolia17蒽醌在酸性條件下被還原，生成蒽酚及其互變異構(gòu)體蒽酮；蒽酚及蒽酮類一般只在存于新鮮植物中，存放期間易被氧化，生成蒽醌類；蒽酚的中位羥基與糖縮合成苷后，則難以被氧化，較穩(wěn)定，因為形成的苷只有被水解除去糖才易被氧化而轉(zhuǎn)變?yōu)檩祯苌铮?二) 蒽酚及蒽酮18 可看作是兩分子的蒽酮脫去一分子氫后相互結(jié)合而成。又分為中位連接(C-10C10)和位(C-1C-1或C-4C-4)相連；這類物質(zhì)多為黃色結(jié)晶，多以苷的形式存在，若催化加氫還原則生成二分子蒽酮，用三氯化鐵氧化則生成二分子蒽醌; (三) 二蒽酮衍生物19番瀉葉Folium Sennae (Senna Leaf )20 現(xiàn)在已知道，

6、大黃瀉下作用的有效成分不下20余種，在體內(nèi)真正起瀉下作用的物質(zhì)是大黃中的番瀉苷A受大腸內(nèi)細菌作用的還原產(chǎn)物，但不是番瀉苷元，而是大黃酸蒽酮或其8-葡萄糖苷。但這仍不能完全代表大黃的瀉下效力，大黃中還有起協(xié)同作用的物質(zhì)或其它瀉下作用較強的物質(zhì)存在。 21(四) 萘駢二蒽酮衍生物22 金絲桃屬某些植物如貫葉連翹、小連翹中含有的金絲桃素(hypericin)、假金絲桃素(pseudohypericin)均為萘駢二蒽酮衍生物。貫葉連翹 Hypericum perforatumSt Johns Wort 抗抑郁、抗病毒23 貫葉連翹很早在歐洲被用于鎮(zhèn)靜、抗抑郁及其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。德國于1991年6月

7、上市了一個以金絲桃素為標準的新的抗抑郁藥。目前，貫葉連翹的標準化水提取物含有0.15%的金絲桃素和5%的hyperforin。 目前國際上對金絲桃屬植物的興趣，很大程度上是由于金絲桃素和假金絲桃素的抗病毒作用。研究表明，兩種化合物在體外強烈地抑制各種逆轉(zhuǎn)錄病毒，包括人免疫缺陷病毒(HIV)，有報道認為金絲桃素在細胞內(nèi)的HIV-1抑制作用是由于其與感染細胞中殘留的毒粒成分相結(jié)合所致，是一種有殺病毒作用的藥物。24第二節(jié) 醌類的理化性質(zhì)與呈色反應理化性質(zhì)物理性質(zhì)化學性質(zhì)25一、物理性質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)性狀醌類化合物母核引入酚羥基等助色團，表現(xiàn)一定的顏色，取代越多，顏色越深。升華性游離的醌類

8、化合物具升華性。小分子苯醌及萘醌還具揮發(fā)性，可隨水蒸氣蒸餾。溶解度游離醌類極性較小，一般溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿。成苷后極性增大，易溶于乙醇、甲醇。26二、化學性質(zhì)(一) 酸性 醌核上的羥基取代相當于插烯酸結(jié)構(gòu)，酸性與羧基取代相當，可溶于5% NaHCO3溶液。27酸性強弱順序：含-COOH 含2個以上-OH 含1個-OH 含2個-OH 含1個-OH 5% NaHCO3 5% Na2CO3 1% NaOH 5% NaOH -OH -OH28顯色性質(zhì)(二) 顏色反應Feigl金屬離子無色亞甲藍次甲基試劑Borntragers291. Feigl反應取醌類化合物水或苯溶液1滴，加入25Na2CO3

9、水溶液，4HCHO及5鄰二硝基苯的苯溶液各1滴，混合后置水浴加熱，14分鐘內(nèi)產(chǎn)生紫色。在該反應中，醌類只起到電子傳遞的作用。302. 無色亞甲藍顯色試驗：無色亞甲藍溶液可作為噴霧劑用于PPC和TLC顯色，專用于檢出苯醌及萘醌，區(qū)別于蒽醌。3. 堿性條件下的呈色反應 (羥基蒽醌的反應稱為Borntragers反應)：羥基苯醌、萘醌、蒽醌均可與堿性試劑反應呈現(xiàn)一定顏色，蒽酮及蒽酚衍生物氧化成蒽醌后才可發(fā)生堿性試劑的呈色反應。紅色31Borntragers反應：用于檢查中草藥中是否含蒽醌32 對于醌環(huán)尚未完全取代的苯醌或萘醌，可在氨的堿性環(huán)境中與活性次甲基試劑（乙酰乙酸酯、丙二酸酯、丙二腈等）的溶液

10、反應，生成藍綠或藍紫色； 蒽醌類無此反應； 萘醌苯環(huán)上有羥基取代時，此反應受抑制；4. 與活性次甲基試劑的反應335. 與金屬離子的反應34第三節(jié) 醌類化合物的提取分離游離醌類的提取1游離羥基蒽醌的分離2蒽醌苷類與苷元的分離3蒽醌苷類的分離435一、游離醌類的提取有機溶劑提?。郝确?、乙酸乙酯堿提取-酸沉淀法：帶游離酚羥基的醌類水蒸氣蒸餾法：分子量小的苯醌及萘醌超臨界流體萃取、超聲提取36二、游離羥基蒽醌的分離1. pH梯度萃取法372. 色譜法 硅膠、聚酰胺；一般不用氧化鋁；38三、蒽醌苷類與苷元的分離根據(jù)它們的溶解性不同分離。 苷元： 極性小，難溶于水，易溶于乙醚、氯仿等有機溶劑。 苷： 極

11、性大，溶于水，難溶于乙醚、氯仿等有機溶劑。39四、蒽醌苷類的分離 這類成分水溶性強，分離及精制工作都較為困難，層析前用鉛鹽法或溶劑法處理，得較純總苷后再進一步分離，常用層析法。 鉛鹽法：加入醋酸鉛溶液，使之沉淀，分離后用硫化氫脫鉛，得總蒽醌苷類； 溶劑法：是用中等極性的有機溶劑如乙酸乙酯、正丁醇等，從除去游離蒽醌衍生物的水溶液中，將蒽醌苷萃取出來，再作進一步分離； 層析法：硅膠、反相硅膠、凝膠、HPLC、MPLC；40第四節(jié) 醌類化合物的結(jié)構(gòu)測定 紫外光譜 紅外光譜 1H-NMR 13C-NMR MS 衍生物的制備41一、紫外光譜苯醌240 nm 強285 nm 中強400 nm 弱萘醌醌類化

12、合物由于存在較長的共軛體系，在紫外區(qū)域均出現(xiàn)較強的紫外吸收；42蒽醌醌樣結(jié)構(gòu)：第峰 272 nm第峰 405 nm苯樣結(jié)構(gòu)：第峰 252 nm第峰 325 nm43羥基蒽醌羥基蒽醌有五個主要吸收帶:第峰：230 nm左右，與-OH有關(guān)，對推斷母核上酚羥基的數(shù)目很有 意義，一般來說，酚-OH越多，紅移越多。第峰：240260 nm, 由苯樣結(jié)構(gòu)引起。第峰：262295 nm, 由醌樣結(jié)構(gòu)引起，與b-酚OH有關(guān)。第峰：305389 nm, 由苯樣結(jié)構(gòu)引起，與苯環(huán)上供電基取代有關(guān)。 -位-CH3, -OCH3, -OH 取代，峰位紅移，強度降低。-位-CH3, -OCH3, -OH取代，強度增加。第

13、峰： 400 nm，由醌樣結(jié)構(gòu)中的羰基引起，與-酚OH 有關(guān)， - 酚OH 越多，紅移越多。44二、紅外光譜羰基1645-1608cm-11645-1608 cm-11678-1653 cm-11637-1621 cm-11675-1647 cm-145羰基1616-1592 cm-11592-1572 cm-11678-1661 cm-11626-1616 cm-146三、1H-NMR醌環(huán)質(zhì)子47芳環(huán)質(zhì)子90 MHz300 MHz300 MHz48300 MHz400 MHz49300 MHz300 MHz50甲氧基： 3.84.2, s, 3H;芳香甲基： 2.12.5, s, 3H；a-

14、CH3: 2.72.8;羥甲基(-CH2OH)： 4.44.7 (-CH2)；4.06.0 (-OH);乙氧甲基(-CH2-O-CH2-CH3)： 4.45.0, s (-CH2-)；3.63.8, q (-CH2-)；1.31.4, t (-CH3);a-酚OH位于較低場， 12.25；兩個-OH與同一個羰基成氫鍵時， 11.612.1；-酚OH在較高場，鄰位無取代時， 11.111.4; 鄰位有取代時， (CH3CO)2O CH3COOR CH3COOH;羥基類型：醇羥基， b-OH，a-OH;冰醋酸，冷置：醇羥基;醋酐，加熱：短時間 醇羥基， b-OH； 長時間 醇羥基， b-OH， 兩

15、個a-OH之一；醋酐+硼酸，冷置：醇羥基， b-OH； 醋酐+濃硫酸，r.t.放置：醇羥基， b-OH， a-OH；醋酐+吡啶，r.t.放置：醇羥基， b-OH， 烯醇式羥基；乙?；?7乙酰化反應58乙?；?硼酸保護59實例1:HRMS：分子離子峰m/z 270.0495，分子式：C15H10O5;1H-NMR:601,5-二羥基-2-甲氧基-9,10-蒽醌61FD-MS結(jié)合同位素分析確定分子式，UV，IR確定化合物類型。1H-NMR基本確定結(jié)構(gòu)，13C-NMR苷化位移確定連接位置。實例2:62第四節(jié) 醌類化合物的結(jié)構(gòu)測定某化合物，橙黃色針狀結(jié)晶(石油醚/乙酸乙酯), mp 197198 。U

16、V在222, 269, 289, 433 nm 處有最大吸收；IR顯示3438 cm- 1, 1630 cm- 1特征吸收峰。ESI-MS 顯示m/z: 285 M+H+。1H-NMR (CDCl3):2.44 (3H, s), 3.93 (3H, s), 6.67 (1H, s), 7.06 (1H, s), 7.61 (1H, s), 7.34 (1H, s), 12.09 (1H, s), 12.29 (1H, s);13C-NMR (CDCl3): 190.8, 181.9, 166.6, 165.2, 162.5, 148.4, 135.3, 133.2, 124.5 (d), 12

17、1.3 (d), 113.7, 110.3, 108.2 (d), 106.7 (d), 56.0, 22.1;試推導化合物結(jié)構(gòu)，并對NMR信號進行歸屬。實例3:63 從具有清熱利濕、消腫止痛作用的藥材中分得多種蒽醌，其中一化合物的理化數(shù)據(jù)和波譜數(shù)據(jù)如下： 黃色結(jié)晶，mp 243244 C； EIMS給出M+為m/z 300, 示分子式為C16H12O6； 在5NaOH水溶液中呈深紅色；不溶于水，溶于5Na2CO3水溶液，呈橙紅色；與乙酸鎂甲醇液反應呈橙紅色； IR譜： 3320， 1655， 1634 , 840, 860 cm-1; 1H-NMR (in DMSO-d6): 12.85 (1H, s), 10.50 (1H, s), 8.15 (1H, s), 7.75 (1H, d, J=8 Hz), 7.61 (1H, m), 7.22 (1H,