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四章醌类化合物四章醌类化合物QuinonoidsPQuinonoidsP第四章醌类化合物第四章醌类化合物概述概述第一节结构与分类第一节结构与分类第二节理化性质第二节理化性质第三节检识方法第三节检识方法第四节提取与分离方法第四节提取与分离方法第五节蒽醌类化合物的结构测定第五节蒽醌类化合物的结构测定三、菲醌类 天然菲醌(Phenanthraquinone)分为邻菲醌及对菲醌两种类型，如从中药丹参根中分离得到的多种菲醌衍生物，具有抗菌和扩张冠状动脉作用，均属于邻菲醌类和对菲醌类化合物 邻菲醌 对菲醌四、蒽醌类蒽醌类（anthraquinones）成分按母核的结构分为单蒽核及双蒽核两大类一）单蒽核类1．蒽醌及其苷类 天然蒽醌以9,10-蒽醌最为常见，由于整个分子形成共轭体系，C9、C10又处于最高氧化状态，因此比较稳定位: 1，4，5，8位:2，3，6，7meso（中位）: 9，10根据取代基在蒽醌母核上的分布情况，可将羟基蒽醌衍生物分为两种类型1）大黄素型：取代基分布在两侧的苯环上如大黄中的主要蒽醌成分属于这种类型。

                                              R1        R2大黄酸(rhein)                        -H      -COOH大黄素(emodin)                    -OH     -CH3芦荟大黄素(aloe-emodin)     -H      -CH2OH大黄素甲醚(physcion)          -OCH3    -CH3大黄酚(chrysophanol)            -H      -CH3  大黄中的羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖结合成苷类，一般为单糖苷和双糖苷 （2）茜草素型：这种类型的蒽醌取代基分布在一侧的苯环上，如茜草中的茜草素等化合物即属此种类型 R1 R2 R3茜草素(alizarin) -OH -H -H羟基茜草素(purpurin) -OH -H -OH伪羟基茜草素(pseudopurpurin) -OH -COOH -OH 茜草中蒽醌主要以游离的苷元形式存在，部分与葡萄糖和木糖结合生成单糖苷或双糖苷。

2．蒽酚或蒽酮衍生物 蒽醌可被酶或在酸性条件下被还原，生成蒽酚及其互变异构体蒽酮用于治疗疥癣的柯桠素(chrysarobin)属于此类衍生物 蒽醌 蒽酚 蒽酮柯桠素 蒽酚（或蒽酮）不稳定，易氧化成蒽醌，因此蒽酚（或蒽酮）衍生物一般只存在于新鲜植物中（二）双蒽核类1．二蒽酮类 二蒽酮类是由两分子蒽酮脱去一分子氢，通过碳-碳键结合而成的化合物其结合方式多为C10-C10′连接例如大黄及番泻叶中致泻的主要有效成分番泻苷A、B、C、D等皆为二蒽酮衍生物的二糖链苷  番泻苷A 番泻苷B2．二蒽醌类 为两分子蒽醌通过碳-碳键结合而成的化合物天然二蒽醌类化合物中的两个蒽醌环都是相同而对称的，由于空间位阻的相互排斥，故两个蒽环呈反向排列，如：         黄色霉素 （三）蒽醌类化合物的生物活性1．泻下作用 番泻叶、生大黄等常作为泻药应用于临床，泻下作用的主要活性成分是蒽醌类，经研究分析大黄中各种蒽醌成分的泻下作用，具有二蒽酮结构的番泻苷类泻下作用最强。

2．抗菌作用 蒽酮类成分大多有抗菌活性，且苷元作用大于蒽醌苷类在常见苷元中，大黄酸的抗菌作用最强3．抗肿瘤作用 蒽醌类化合物有一定的抗肿瘤活性 第二节 理化性质 一、性状： 天然的醌类成分多为有色结晶，且随着母核上酚羟基等助色团增多，可显黄、橙、棕红色以至紫红色；蒽醌类化合物中茜草素型颜色（红→紫）较大黄素型（橙→黄）深蒽醌类化合物多有荧光，并且在不同的pH条件下所呈的荧光不同 二、升华性：游离的醌类化合物一般具有升华性将药材粉末加热升华，再检识升华物可用来判断药材中有无醌类化合物的存在 三、溶解性： 游离醌类极性较小，一般溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯、氯仿、乙醚、苯等有机溶剂，不溶或难溶于水；与糖结合成苷后极性显著增大，易溶于甲醇、乙醇中，溶于热水，但在冷水中溶解度较小，几乎不溶于乙醚、苯、氯仿等极性较小的有机溶剂中四、酸碱性（一）酸性：醌类化合物多具有酚羟基、羧基，故具有一定的酸性醌类化合物因分子中羧基的有无和酚羟基的数目以及位置的不同，酸性强弱表现出显著的差异其规律如下：1．含有羧基的醌类化合物的酸性强于不含羧基者 2．醌类化合物母核上β-羟基的酸性强于α-羟基3．酚羟基数目增多，酸性增强。

酸性顺序：-COOH＞2个β-羟基＞1个β-羟基＞2个α-羟基＞1个α-羟基 （二）碱性：由于羰基上的氧原子具有微弱的碱性，能溶于浓硫酸中生成yang盐再转成阳碳离子，同时颜色显著加深，羟基蒽醌在浓硫酸中一般呈红至红紫色如大黄酚为暗黄色，溶于浓硫酸中转为红色，大黄素由橙红色变为红色生成的yang盐不稳定，加水即分解（颜色褪去）第三节 检识方法一、显色反应 醌类的颜色反应主要是由于其氧化还原性质以及分子中的酚羟基性质而引起颜色的变化一）无色亚甲蓝显色试验：本试验为苯醌类及萘醌类的专属性反应，可在PC或TLC上进行试样在白色背景上与无色亚甲蓝乙醇（1mg/ml）溶液呈现蓝色斑点，蒽醌类化合物无此反应，可用于区别二）菲格尔(Feigl)反应：醌类化合物包括苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌，在碱性条件下加热，能迅速与醛类及邻二硝基苯反应生成紫色化合物三）碱液呈色反应(Bornträger反应)：羟基蒽醌类在碱性溶液中颜色加深，多呈红色或紫红色此种红色物质不溶于有机溶剂，加酸则颜色褪去 （四）与金属离子的反应在蒽醌类化合物中，如果有α-酚羟基或邻二酚羟基结构时，则可与Pb2+、Mg2+等金属离子形成螯合物。

（五）对亚硝基二甲苯胺反应此反应是蒽酮类化合物的专属反应，尤其是1,8-二羟基蒽酮衍生物，其羰基对位的亚甲基上的氢很活泼，可与0.1％对亚硝基二甲苯胺吡啶溶液反应立即显色 二、色谱检识（一）薄层色谱 羟基蒽醌苷元及其苷类的薄层色谱，常用硅胶作为吸附剂，也可选用聚酰胺，一般不使用氧化铝，因羟基蒽醌能与氧化铝形成螯合物，吸附性强，难以展开 展开剂多用混合溶剂，对于极性较弱的游离蒽醌可用亲脂性溶剂系统展开如氯仿-醋酸乙酯（75∶25），石油醚（30～60℃）-醋酸乙酯-甲酸（15∶5∶1的上层）等蒽醌苷类可采用极性较大的溶剂系统，如醋酸乙酯-甲醇-冰醋酸（l00∶17∶13）等 蒽醌类及其苷在可见光下多显黄色，在紫外光下则显黄棕、红、橙色等荧光，可用氨熏或用碳酸钠、氢氧化钾甲醇溶液喷雾，亦可喷醋酸镁甲醇溶液，观察颜色变化 （二）纸色谱 游离蒽醌的纸色谱一般在中性溶剂系统中进行，展开剂常用水或甲醇饱和的石油醚，如石油醚-丙酮-水（1∶1∶3上层），97％甲醇饱和的石油醚；也可用酸性溶剂系统，如正丁醇-醋酸-水（4∶1∶5上层）；非水溶剂系统，如以10％甲酰胺的乙醇液处理滤纸，石油醚-氯仿（94∶6 ）为展开剂，羟基蒽醌苷元可获得较好的色谱效果。

显色方法可参照薄层色谱法 蒽醌苷类极性较强，需要选用极性较大的溶剂系统，如正丁醇-醋酸乙酯-水（4∶3∶3上层），氯仿-甲醇-水（2∶1∶1下层） 第四节 提取与分离方法一、提取方法（一）有机溶剂提取法：游离醌类的极性较小，可用苯、氯仿、乙醚等极性较小的有机溶剂提取苷类极性较大，可用甲醇、乙醇和水提取实际工作中，常选甲醇或乙醇加热提取，可以把各种醌类苷及苷元都提取出来，所得的醌类混合物再进一步纯化与分离二）碱提酸沉法：用于提取具有游离酚羟基的醌类化合物酚羟基与碱成盐而溶于碱水中，酸化后酚羟基游离而沉淀析出三）水蒸气蒸馏法适用于分子量小具有挥发性的游离苯醌及萘醌类化合物的提取二、分离方法（一）初步分离：可将蒽醌苷或苷元的混合物用水分散，用苯、氯仿、乙醚萃取可得到游离蒽醌，再用正丁醇萃取可得到蒽醌苷类，也可将苷或苷元的混合物直接用苯等有机溶剂回流提取游离蒽醌，蒽醌苷则留在母液中二）游离蒽醌的分离1．pH梯度萃取法 对于酸性强弱明显的游离蒽醌，pH梯度萃取法是最常采用的方法其流程如下：                   药材乙醇提取，回收乙醇乙醇浸膏乙醚搅拌不溶物乙醚溶液5%NaHCO3NaHCO3液5%Na2CO3酸化沉淀重结晶结晶(含-COOH或二个β-OH)Na2CO3液乙醚液酸化沉淀重结晶结晶(含一个β-OH)1%NaOHNaOH液乙醚液酸化沉淀重结晶结晶(含二个α-OH)5%NaOHNaOH液乙醚液酸化沉淀重结晶结晶(含一个α-OH)乙醚液 2．色谱法 当游离蒽醌混合物性质相近时，需通过柱色谱才能达到分离目的。

常用的吸附剂有硅胶、磷酸氢钙、聚酰胺等（见实例大黄酚和大黄素甲醚的分离）三）蒽醌苷类的分离蒽醌苷类因其分子中含有糖，故极性较大，水溶性较强，分离和纯化都比较困难，主要采用色谱方法在进行色谱分离之前，往往用经典方法分离提取物，除去大部分杂质，如用正丁醇、醋酸乙酯等极性较大的亲脂性有机溶剂，将蒽醌苷类从水溶液中萃取出来，使其与水溶性杂质相互分离，制得较纯的蒽醌苷后再用硅胶吸附柱色谱或反相硅胶附柱色谱分离 第五节 蒽醌类化合物的结构测定蒽醌类化合物的结构测定，一般是在进行Feigl反应、Bornträger反应初步判断为醌类化合物之后，再进行必要的化学试验和波谱分析才能确定其化学结构一、紫外光谱：羟基蒽醌的紫外光谱主要是由a、b两个部分引起的      （a） （b）  a部分具有苯甲酰基结构，可给出两组吸收峰；b部分具有苯醌样结构，也给出两组吸收峰，此外羟基蒽醌多在230nm附近有一强大的吸收峰，故羟基蒽醌类可有五个主要吸收峰：第一峰 230nm左右（由羟基蒽醌引起）第二峰240～260nm（由苯甲酰基结构引起）第三峰262～295nm（由对醌结构引起）第四峰305～389nm（由苯甲酰基结构引起）第五峰400nm以上（由对醌结构中的C＝O引起）二、红外光谱：羟基蒽醌类化合物红外光谱的主要特征是有羰基、羟基和芳环的吸收峰。

如υc=o（1675～1653cm-1）、υOH（3600～3130 cm-1）、υ芳环（1600～1480cm-1）其中υc=o吸收峰与分子中α-酚羟基的数目及位置有较强的规律性，对推测结构中α-酚羟基的取代情况有重要的参考价值一）羰基的频率当蒽醌母核上无取代时，两个羰基的化学环境相同，在1675cm-1处只显示一个羰基吸收峰当α-位有羟基取代时，能和羰基形成氢键缔合，则出现缔合羰基峰，其频率低于正常峰 羟基蒽醌类衍生物羰基红外光谱数据α-酚OH数羟基位置游离C=O频率（cm-1）缔合C=O频率（cm-1）C=O频率差（cm-1）0无α-OH1678～1653－－11-OH1675～16471637～162124～3821,4或1,5-OH－1645～1608－21,8-二OH1678～16611626～161640～5731,4,5-三OH－1616～1592－41,4,5,8-四OH－1592～1572－ （二）羟基的频率1．α-羟基 因与相邻的羰基缔合，其吸收频率均在3150 cm-1以下2．β-羟基 振动频率比α-羟基高得多，在3600～3150cm-1区间若出现一个吸收峰，提示有1个β-羟基（包括-CH2OH），若有几个吸收峰，则有可能有两个或多个β-羟基。

三、1H-NMR谱1．1H-NMR谱可以提供蒽醌母核上的芳氢、取代基上氢及两者间相互影响产生化学位移的信息，可以帮助判断取代基的位置及性质蒽醌母核共有8个芳氢，分属α-H、β-H，属于A2B2系统，出现两个双峰α-H处于羰基的负屏蔽区，化学位移向低磁场移动，峰中心在8.07ppm左右；β-H受羰基影响较小，共振发生在较高场，峰中心在 6.67ppm左右 取代蒽醌衍生物，如果有孤立芳氢则应出现单峰，而相邻芳氢则应出现邻偶两个双峰（J邻＝6～9.4Hz），间位芳氢则出现远程偶合的两个双峰（J间＝0.8～3.1Hz）；两个间位芳氢之间如有甲基取代，则因烯丙偶合，芳氢与甲基均为宽峰 2．取代基的化学位移及对芳氢的影响 蒽醌衍生物中取代基的性质、数目和位置对芳氢的化学位移、峰的细微结构均能产生一定的影响 表4-7 取代基的化学位移及对芳氢的影响 取代基化学位移（ppm）及峰形对芳氢化学位移的影响（ppm）无取代基 α-OH（8.07）, β-OH（6.67）-CH32.1～2.9（s or brs）-0.15-CH2OH4.6（-CH2- s）、5.6（-OH s） -OCH34.0～4.5（s）-0.45α-OH11～12（s）-0.45β-OH<11（s）-0.45-COOH<11（s）+0.8四、质谱：蒽醌质谱可以提供分子量信息，其特征是分子离子峰多为基峰，未取代蒽醌的［M］为208。

裂解时相继失去2分子CO得到m/z180 ［M-CO］及152 ［M-2CO］的强峰，并在 m/z 90及76处出现较强的双电荷离子峰此为m/z为 180的碎片丢失 2个电子及152碎片丢失2个电子的碎片峰  m/z 208 m/z 180 m/z 152 结束语结束语谢谢大家聆听！！！谢谢大家聆听！！！36。