[工程科技]天然药物化学改-4.ppt

1 第四章 醌类化合物 Quinonoid2 一、概述二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质四、蒽醌类化合物的提取与分离五、醌类化合物的光谱特征定义——指醌类(具有不饱和环二酮结构)或容易转变为具 有醌类性质的化合物，以及在生物合成方面与醌类 有密切联系的化合物分布——常见科：蓼科、茜草科、紫葳科、百合科、豆科等 常见中药材：大黄、何首乌、虎杖、决明子、丹参 、芦荟、紫草一、概 述4 应用——醌类化合物具有多方面的生理活性， 如致泻、抗菌、利尿和止血等，还有一些醌类化 合物具有抗癌、抗病毒、解痉平喘等作用，是一 类很有前途的天然药物 从结构上讲，醌类化合物可分为苯醌、萘醌 和蒽醌等其中蒽醌及其衍生物种类较多，生理 活性也较广泛 5 一、概述二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质四、蒽醌类化合物的提取与分离五、醌类化合物的光谱特征（一）苯醌类邻苯醌不安定，故天然界存在的大多为对苯醌醌核上多有-OH、-OMe、-Me等基团取代二、结构类型（二）萘醌类从结构上可分为：从天然界得到的几乎均为-萘醌类常见科：紫草科、柿科、蓝雪科、紫葳科等分布：20个科的高等植物中，低等植物地衣和藻类中也有。

8 如中药丹参根中所含多种化合物都是菲醌的衍生物，包括邻菲醌和对菲醌两种 邻醌ⅡⅠ （三）菲醌类9 （四） 蒽醌类蒽醌广泛存在于植物界，是许多中药如大黄、何首乌、虎杖等的有效成分目前已经发现的蒽醌类化合物近200种，这类化合物具有多方面的生理活性，是醌类化合物中最重要的一类物质 在植物中的蒽醌衍生物主要分布于根、皮、叶及心材，也可在茎、种子、果实中多和糖结合成苷，或以游离态存在 10 1、 单蒽核类 依据其还原程度的不同，将其分成以下二类：蒽醌衍生物和蒽酚衍生物1,4,5,8位为α位 2,3,6,7位为β位 9,10位为meso位，又叫中位（1）蒽醌衍生物常见取代基：羟基、甲基、羟甲基、甲氧基、醛基或羧基 根据蒽醌衍生物上的取代基的特点不同又分为大黄素型和茜 素型1）大黄素型（-OH分布在羰基的两侧，多呈黄色R1R2COOH大黄酚大黄素大黄酸大黄素甲醚芦荟大黄素HOHCH3HOCH3CH3HCH2OHCH32）茜草素型（-OH在分布羰基的一侧，颜色较深，多呈橙黄色至橙红色 ）茜草素羟基茜草素伪羟基茜草素R1R2R3OHOHOHOHHHHOHCOOH（2）蒽酚（或蒽酮）衍生物依其还原程度的不同而分为蒽酚和蒽酮。

蒽酚或蒽酮衍生物不稳定，易被氧化为相应的蒽醌类衍生物 ，故只存在于新鲜植物中2008-6-4 14 小知识：芦荟简介 芦荟（Aloe）, 原产于非洲或地中海干燥地区，性寒味苦，入心、肝、脾径，是一种集医药医疗、美容化妆、保健护肤、食用和观赏功能为一体的经济作物,百合科芦荟属多年生常绿多肉质草本植物 15 芦荟的药理作用及应用目前，芦荟的应用主要集中在三个方面：化妆品、保健食品和药品在芦荟产业发展过程中，发展最快、最易被消费者接受的是芦荟化妆品 一、杀菌作用 二、润湿美容作用 三、抗衰老作用 四、防晒作用 16 五、健胃下泄作用 六、免疫与再生作用 七、防虫、防腐作用 八、防臭作用 17 最重要的二蒽酮类化合物是从番泻叶中得到的番泻苷A,B,C,D. 2、 双蒽核类 （1）二蒽酮衍生物 可看作是两分子的蒽酮脱去一分子氢后相互结合而成又 分为中位连接(C10-C10’)和α位(C1-C1’或C4-C4’)相连18 番泻叶中含蒽衍生物约1.5％，主要成分为番泻苷A～D ，以及大黄酸葡萄糖苷和大黄酚等 番泻苷A和B互为异构体19 20 国产大黄中含番泻苷类约0.87％， 主要是苷A和B，是大黄泻下作用最 有效的有效成分，泻效最强。

番泻苷C和番泻苷D也是一对同分异构体21 近来，大黄对肾功能的药理和临床作用受到重视，研究 表明，大黄提取物能有效地延缓慢性肾衰的进展，同时 发现大黄酸治疗糖尿病肾病，大黄素治疗尿毒症均有良 好的疗效22 （2）萘骈二蒽酮衍生物：金丝桃属某些植物如贯叶连翘、小连翘中含有的金丝 桃素(hypericin)、假金丝桃素(pseudohypericin)均 为萘骈二蒽酮衍生物，23 金丝桃素和假金丝桃素存在于多种金丝桃属植物中，以贯叶连翘中含量居多 贯叶连翘很早在欧洲被用于镇静、抗抑郁及其他中枢神经系统疾病研究表明，在金丝桃科中普遍存在的一 些xanthone类化合物能抑制A型和B型单胺氧化酶，德国 于1991年6月上市了一个以金丝桃素为标准的新的抗抑郁药24 一、概述二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质四、蒽醌类化合物的提取与分离五、醌类化合物的光谱特征25 三、醌类化合物的理化性质（一） 物理性质 1、性状 颜色: 与助色基的多少有关，助色团越多，颜色越深形态：多为固体 存在状态：苯醌、萘醌—多以游离状态存在；蒽醌类—则往往结合成苷而存在于植物中2、升华性 游离醌多具升华性小分子的苯醌、萘醌类具有挥发性，能随水蒸气蒸馏， 可据此进行提取、精制工作。

26 3、溶解度H2O MeOH EtOH Et2O CHCl3游离醌 - + + + +成 苷 +（热） + + - -1、酸性Ar-OH/-COOH的存在——显酸性——用于碱提酸沉分子中Ar-OH/-COOH的数目、位置不同则酸性强弱有差异-OH：插烯酸结构-OH： 与羰基形成分子内氢键（二）化学性质与呈色反应 以游离蒽醌类衍生物为例，酸性强弱将按下列顺序排列：含-COOH > 2个以上-OH > 1个-OH > 2个-OH > 1个-OH5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH————————可用于提取分离——————————溶于5%NaHCO3 溶于5%Na2CO3 溶于5%NaOH βα29 2、颜色反应： （1） Feigl reaction:各种醌类（+）醌类碱性 加热HCHO邻二硝基苯紫色紫色化合物化合物30 + 2HCHO + OH- + 2HCOO- + + 紫色 OH- 31 （2）无色亚甲兰显色试验： 无色亚甲蓝是检出苯醌及萘醌的专用显色剂。

醌类衍生物层析展开后，喷以无色亚甲兰溶液， 若出现兰色斑点 可能含苯醌或萘醌 不显色 可能含蒽醌 32 药粉 酸水热提 酸水液 乙醚 萃取 萃取液 加5%NaOH 碱水液（显红色） 醚层（变为无色） （3）碱性条件下显色反应－Borntrager’s reaction ( 保恩特莱格反应) :羟基蒽醌类遇碱显红—紫红色 ·· 这是羟基蒽醌及具有游离酚羟基蒽醌苷类一个很 重要的鉴别反应33 （4）与活性次甲基试剂的反应（Kesting-Craven reaction）对于醌环尚未完全取代的苯醌或萘醌，可在氨的碱性环境中与活性次甲基试剂（乙酰醋酸酯、丙二酸酯、丙二腈等）的溶液反应， 生成兰绿或兰紫色 苯醌、萘醌（无2，3位取代）——区别于蒽醌（4）与活性次甲基试剂反应 （Kesting-Craven法）35 与活性次甲级试剂的反应机理（1）（2）|蒽醌类无此反应 |萘醌苯环上有羟基取代时，此反应受抑制36 （5）与金属离子的反应 醋酸镁反应(Magnesium acetate reaction) v定性检查羟基蒽醌 v羟基蒽醌和0.5%醋酸镁的甲醇或乙醇液生成稳定的橙红色或紫色络合物。

v生成的颜色随分子中羟基的位置而有所不同 37 羟基蒽醌乙醇液 点于滤纸上 干燥 喷0.5%醋酸镁甲醇液 90 ℃加热5min 显色 38 若母核只有a-OH或一 个b-OH或两个OH不在 同一环 显橙黄-橙色 若一个a-OH，邻-OH 显兰、兰紫色 间--OH 橙红、红色 对--OH 紫红、紫色 39 一、概述二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质四、蒽醌类化合物的提取与分离五、醌类化合物的光谱特征40 （一）醌类成分的提取 1、有机溶剂提取法：A .将药粉用有机溶剂提取，取液浓缩，可能析出结晶，再重结晶 B. 游离形式蒽醌成分可用不同极性溶剂依次提取，溶剂极性由小到大，在提取过程中可得到初步分离提取液浓缩结晶氯仿、苯等溶剂浓缩液有机溶剂提取药材41 2、碱提酸沉法：适于具酚羟基或羧基的醌类成分它们可溶于碱性水液中，加酸后又沉淀析出3、水蒸气蒸馏法：适于分子量较小的苯醌及萘醌类它们具挥发性，可随水蒸气蒸馏出来，同时可与不具挥发性的醌类分离 4、其他方法 |超临界提取法（supercritical fluid extraction SFE） |超声提取法 42 （二）醌类成分的分离 1、游离蒽醌衍生物的分离： 1) 采用梯度pH萃取法(经典方法) 由于蒽醌羟基位置、数目及羧基的有无，其酸度大小是有区别的，可分别溶于不同碱性的水液。

5%NaHCO3液 含-COOH及两个以上β-酚OH5%Na2CO3液 含一个β-酚OH蒽醌类1%NaOH液 含两个a-酚OH蒽醌类5% NaOH液 含一个a-酚OH蒽醌类43 萱草根乙醇提取浓缩液 乙醚不溶物乙醚溶液 5％NaHCO3NaHCO3液乙醚液酸化 黄色沉淀重结晶淡黄色结晶1 5％NaCO3NaCO3液乙醚液 酸化 黄色沉淀 重结晶橙黄色结晶2 NaOH液乙醚液1％NaOH酸化黄色沉淀重结晶金黄色结晶3 浓缩结晶 重结晶橙黄色结晶4 乙醚液决明蒽醌大黄酚大黄酸决明蒽醌甲醚例：44 2）色谱法pH梯度萃取法对蒽衍生物进行初步分离，精细分离还需进一步借助层析法最有效手段）吸附剂——硅胶、聚酰胺*不易用氧化铝，尤其不易用碱性氧化铝，因为酸性的羟基蒽醌易与碱性氧化铝产生化学吸附而难以洗 脱45 2、游离蒽衍生物与蒽苷类的分离： 根据它们的溶解性不同分离 Ø 苷元 极性小，难溶于水，易溶于乙醚、氯仿等有机 溶剂 Ø 苷极性大，溶于水，难溶于乙醚、氯仿等有机溶剂 虎杖浸膏的水溶液 氯仿回流 氯仿液 （含大黄素等游离蒽醌脂溶成分） 水液 EtOAc萃取 EtOAc液（含大黄素苷 等蒽醌苷极性成分） Ø 溶剂法： 46 3、蒽醌苷类的分离这类成分水溶性强，分离及精制工作都较为困难，先用铅盐法或溶剂法处理，得较纯总苷后再用层析 法进一步分离。

Ø 溶剂法是用中等极性的有机溶剂如乙酸乙酯、 正丁醇等，从除去游离蒽醌衍生物的水溶液中 ，将蒽醌苷萃取出来，再作进一步分离 47 Ø 铅盐法： 中药粉 90%乙醇加热提取 提取液 浓缩 浓缩液 氯仿（或乙醚、苯）萃取 氯仿液 （游离蒽醌） 加Pb(OAc)2液,过滤 沉淀（Pb2S） 水层 滤液 水洗,悬浮于水中,通H2S脱铅过滤 沉淀 滤液 蒽醌苷 48 Ø 色谱法：Sephadex LH-20柱色谱 49 一、概述二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质四、蒽醌类化合物的提取与分离五、醌类化合物的光谱特征2008-6-4 50 主要有三个吸收峰：240nm 强 285nm 中强 400nm 弱 主要有四个吸收峰：257nm 由醌样结构引起 245nm 251nm 335nm 由苯样结构引起 （一）UV: 1.苯醌和萘醌： 51 苯甲酰基结构（苯样结构）252nm 325nm 醌样结构 272nm 405nm ２.蒽醌： 52 对于蒽醌类母核上多具羟基取代，对于羟基蒽 醌类主要有五个吸收峰：Ⅰ.230nm左右 与－OH有关．对推断母核上酚 羟基的数目很有意义．一般来说，酚－OH越多 ，吸收峰红移越多，吸收峰波长越长．Ⅱ.240nm—260nm 由苯酰基结。