第4章-醌類化合物課件

第四章醌類化合物

第一節(jié)

概述

一、分類

醌類化合物是中藥中一類具有醌式結(jié)構(gòu)的化學(xué)成分，主要分為苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四種類型。在中藥中以蒽醌及其衍生物尤為重要。二、植物分布

醌類在植物中的分布非常廣泛。

1、蓼科的大黃、何首烏、虎杖。

2、茜草科的茜草

3、豆科的決明子、番瀉葉。

4、鼠李科的鼠李。

5、百合科的蘆薈。

6、唇形科的丹參

7、紫草科的紫草。醌類在一些低等植物中也有存在。三、生物活性

醌類化合物的生物活性是多方面的。

1、致瀉作用（番瀉葉中的番瀉苷類化合物）

2、抗菌作用（大黃中游離的羥基蒽醌類化合物）

3、止血作用（茜草中的茜草素類成分）

4、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈的作用，用于治療冠心病、心肌梗死等（丹參中丹參醌類）

5、其他作用（驅(qū)蟲、解痙、利尿、利膽、鎮(zhèn)咳、平喘等）

第二節(jié)醌類化合物的結(jié)構(gòu)與分類

一、苯醌類

苯醌類（benzoquinones）化合物分為鄰苯醌和對(duì)苯醌兩大類。鄰苯醌結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，故天然存在的苯醌化合物多數(shù)為對(duì)苯醌的衍生物。對(duì)苯醌鄰苯醌二、萘醌類

萘醌類（naphthoquinones）化合物分為α（1，4）、β（1，2）及amphi（2，6）三種類型。但天然存在的大多為α-萘醌類衍生物，它們多為橙色或橙紅色結(jié)晶，少數(shù)呈紫色。

α-（1，4）萘醌

β-（1，2）萘醌

amphi-（2，6）萘醌

三、菲醌類天然菲醌（phenanthraquinone）分為鄰醌及對(duì)醌兩種類型，例如從中藥丹參根中分得到的多種菲醌衍生物

，均屬于鄰菲醌類和對(duì)菲醌類化合物。

鄰菲醌

對(duì)菲醌

舉例：丹參中丹參醌類化合物

1,4,5,8位為α位2,3,6,7位為β位9,10位為meso位，又叫中位四、蒽醌類（重點(diǎn)掌握）按母核的結(jié)構(gòu)分為單蒽核及雙蒽核兩大類。（一）單蒽核類

1．蒽醌及其苷類

天然蒽醌以9,10-蒽醌最為常見，由于整個(gè)分子形成一共軛體系，C9、C10又處于最高氧化水平，比較穩(wěn)定。天然存在的蒽醌類化合物在蒽醌母核上常有羥基、羥甲基、甲基、甲氧基和羧基取代。它們以游離形式或與糖結(jié)合成苷的形式存在于植物體內(nèi)。蒽醌苷大多為氧苷，但有的化合物為碳苷，如蘆薈苷。根據(jù)羥基在蒽醌母核上的分布情況，可將羥基蒽醌衍生物分為兩種類型。

大黃酚（chrysophanol） R1=H

R2=CH3大黃素（emodin） R1=OH

R2=CH3大黃素甲醚（physcion） R1=OCH3 R2=CH3蘆薈大黃素（aloe-emodin） R1=H

R2=CH2OH大黃酸（rhein） R1=H

R2=COOH（1）大黃素型

羥基分布在兩側(cè)的苯環(huán)上，多數(shù)化合物呈黃色。例如大黃中的主要蒽醌成分多屬于這一類型。（必須掌握下面五個(gè)結(jié)構(gòu)式）比較這幾個(gè)結(jié)構(gòu)式的極性大小。

茜草素（alizarin） R1=OH

R2=H

R3=H羥基茜草素（purpurin） R1=OH

R2=H

R3=OH偽羥基茜草素（pseudopurpurin）R1=OH

R2=COOHR3=OH（2）茜草素型

羥基分布在一側(cè)的苯環(huán)上，此類化合物顏色較深，多為橙黃色至橙紅色。例如茜草中的茜草素等化合物即屬此型。

2．蒽酚或蒽酮衍生物

蒽醌在酸性環(huán)境中被還原，可生成蒽酚及其互變異構(gòu)體—蒽酮。

蒽醌 蒽酚 蒽酮蒽酚（或蒽酮）的羥基衍生物常以游離狀態(tài)或結(jié)合狀態(tài)與相應(yīng)的羥基蒽醌共存于植物中。蒽酚（或蒽酮）衍生物一般存在于新鮮植物中。新鮮大黃經(jīng)兩年以上貯存則檢識(shí)不到蒽酚。如果蒽酚衍生物的meso位羥基與糖縮合成苷，則性質(zhì)比較穩(wěn)定，只有經(jīng)過水解除去糖才能易于被氧化轉(zhuǎn)變成蒽醌衍生物。

（二）雙蒽核類

1．二蒽酮類

二蒽酮類成分可以看成是2分子蒽酮脫去一分子氫，通過碳碳鍵結(jié)合而成的化合物。其結(jié)合方式多為C10-C10′，也有其它位置連結(jié)。例如大黃及番瀉葉中致瀉的主要有效成分番瀉苷A、B、C、D等皆為二蒽酮衍生物。（認(rèn)識(shí)這幾個(gè)番瀉苷的結(jié)構(gòu)式）番瀉苷A（sennosideA）的苷元A是2分子的大黃酸蒽酮通過C10-C10′相互結(jié)合成的二蒽酮類衍生物。其C10-C10′為反式連接。番瀉苷B是番瀉苷A的異構(gòu)體，水解和番瀉苷元B（sennidinB），其C10-C10′為順式連接。番瀉苷C是1分子大黃酸蒽酮與1分子蘆薈大黃素蒽酮通過C10-C10′反式連接而形成的二蒽酮二葡萄糖苷。番瀉苷D為番瀉苷C的異構(gòu)體，其C10-C10′為順式連接。

四者水解均后生成2分子葡萄糖。

番瀉苷A 番瀉苷B

番瀉苷C

番瀉苷D二蒽酮類化合物的C10-C10‘鍵與通常C-C鍵不同，易于斷裂，生成相應(yīng)的蒽酮類化合物。如大黃及番瀉葉中含有的番瀉苷A的致瀉作用是因其在腸內(nèi)變?yōu)榇簏S酸蒽酮所致。

番瀉苷A

大黃酸蒽酮2．二蒽醌類

蒽醌類脫氫縮合或二蒽酮類氧化均可形成二蒽醌類。天然二蒽醌類化合物中的兩個(gè)蒽醌環(huán)都是相同而對(duì)稱的，由于空間位阻的相互排斥，故兩個(gè)蒽環(huán)呈反向排列，如：

天精（skyrin）

山扁豆雙醌（cassiamine）

3．去氫二蒽酮類中位二蒽酮再脫去1分子氫即進(jìn)一步氧化，兩環(huán)之間以雙鍵相連者稱為去氫二蒽酮。此類化合物顏色多呈暗紫紅色。其羥基衍生物存在于自然界中，如金絲桃屬植物。

4．日照蒽酮類去氫二蒽酮進(jìn)一步氧化，α與α′位相連組成一新六元環(huán)，其多羥基衍生物也存在于金絲桃屬植物中。

5．中位萘駢二蒽酮類

這一類化合物是天然蒽衍生物中具有最高氧化水平的結(jié)構(gòu)形式，也是天然產(chǎn)物中高度稠合的多元環(huán)系統(tǒng)之一（含8個(gè)環(huán)）。如金絲桃素（hypericin）為萘駢二蒽酮衍生物，存在于金絲桃屬某些植物中，具有抑制中樞神經(jīng)及抗病毒的作用。

去氫二蒽酮

日照蒽酮

金絲桃素

第二節(jié)醌類化合物的理化性質(zhì)物理性質(zhì)性狀：為天然色素、顏色隨助色團(tuán)的增加而加深。升華性：游離醌類化合物一般有升華性，小分子的苯醌類還具有揮發(fā)性。溶解度：游離醌類具有親酯性，不溶于水，成苷后極性增大易溶于水及親水性有機(jī)溶劑?；瘜W(xué)性質(zhì)

1、酸性醌類化合物具有酚羥基，故具有酸性酸性大小規(guī)律：含-COOH>含2個(gè)以上β-OH>含1個(gè)β-OH>含2個(gè)α-OH>含1個(gè)α-OH為什么？2、顏色反應(yīng)

A、Feigl反應(yīng)醌類化合物在堿性條件下經(jīng)加熱能很快與醛類及鄰二硝基苯反應(yīng)，生成紫色化合物。醌類醌類化合物在反應(yīng)中起電子傳遞作用。B、無(wú)色亞甲藍(lán)顯色實(shí)驗(yàn)一般作為苯醌和萘醌的專用顯色劑C、Borntrager’s反應(yīng)

該反應(yīng)與形成共軛體系的酚羥基和羰基有關(guān)。

D、活性次甲基反應(yīng)

苯醌及萘醌類化合物當(dāng)其醌環(huán)上有未被取代的位置時(shí)，在氨堿性條件下可與活性次甲基試劑的醇溶液反應(yīng)，生成藍(lán)綠色或藍(lán)紫色E、與金屬離子的反應(yīng)蒽醌類化合物如果有-酚羥基或鄰二酚羥基時(shí)，可與金屬離子絡(luò)合。如醋酸鎂反應(yīng)。第三節(jié)醌類化合物的提取分離游離醌類的提取方法有機(jī)溶劑提取法堿提酸沉法水蒸氣蒸餾法游離羥基蒽醌的分離藥材乙醇提取乙醇浸膏乙醚捏溶乙醚溶液不溶物

5%碳酸氫鈉堿液乙醚液酸化5%碳酸鈉結(jié)晶乙醚液堿液

1%氫氧化鈉酸化結(jié)晶堿液乙醚液酸化5%氫氧化鈉結(jié)晶堿液殘留物酸化結(jié)晶第四節(jié)醌類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定苯醌和萘醌的UV(高效液相色譜)

苯醌的主要吸收峰：~240nm，強(qiáng)峰；~285nm，中強(qiáng)峰；~400nm，弱峰。萘醌的吸收峰：羥基蒽醌與木核相似，多數(shù)在230nm附近還有一強(qiáng)峰，故有五個(gè)主要吸收帶。蒽醌的UV

蒽醌母核有四個(gè)吸收峰，分別由苯樣結(jié)構(gòu)和醌樣結(jié)構(gòu)引起。羥基蒽醌與木核相似，多數(shù)在230nm附近還有一強(qiáng)峰，故有五個(gè)主要吸收帶。其他檢測(cè)方法也都可以檢測(cè)醌類（紅外．核磁）實(shí)例牛西西中蒽醌化合物的鑒別從具有止血作用的中草藥牛西西根中提取出一黃色結(jié)晶測(cè)的分子式為Ｃ15Ｈ10Ｏ4該成分與氫氧化鈉試液呈紅色，遇0.5%醋酸鎂呈橙紅色．ＵＶ光譜：225(4.57),258(4.33),279(4.01),288(4.07),432(4.08).IR:1675(游離C=O),1621(締合C=O）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果推定結(jié)構(gòu)，步驟如下：１.母核的確定：檢品遇堿呈紅色，遇醋酸鎂呈橙紅色，并根據(jù)ＵＶ，ＩＲ光譜主要吸收峰的特點(diǎn)，可初步推定該化合物為蒽醌類衍生物．２.羥基排布方式的確定：ＵＶ光譜第一峰（255)示蒽醌分子中可能有兩個(gè)酚羥基，432示有兩個(gè)α－酚羥基．ＩＲ光譜在31