醌类化合物的提取分离及结构测定PPT学习教案

1、会计学1 醌类化合物的提取分离及结构测定醌类化合物的提取分离及结构测定 萱草根乙醇提取浓缩液萱草根乙醇提取浓缩液 乙醚乙醚 残渣残渣( (蒽苷类蒽苷类) ) 乙醚液乙醚液( (游离蒽醌苷元游离蒽醌苷元) ) 5% NaHCO 5% NaHCO3 3 萃取萃取 乙醚层乙醚层 水溶液水溶液 5%Na 5%Na2 2COCO3 3 萃取萃取 HCl HCl 酸化酸化 水溶液水溶液 乙醚液乙醚液 橙红色沉淀橙红色沉淀 酸化酸化 1% NaOH 1% NaOH 萃取萃取 EtOH EtOH- -Py Py 重结晶重结晶 黄色沉淀黄色沉淀 浅黄色沉淀沉淀浅黄色沉淀沉淀 （决明蒽醌）（决明蒽醌） （大黄酸）

2、（大黄酸） 乙醚液乙醚液 NaOH NaOH 液液 浓缩浓缩 酸酸 化化 金黄色结晶金黄色结晶 橙黄色结晶橙黄色结晶 乙醚液乙醚液 ( (大黄酚大黄酚) ) （决明蒽醌甲醚）（决明蒽醌甲醚） （含含- -谷谷甾甾醇醇） OOH CH3 O OMe OH OOHOH O COOH OOH O CH3 OMe OMe OOHOH O CH3 四、醌类化合物的提取和分离四、醌类化合物的提取和分离 A B C D D B C A 第1页/共33页 2、羟基蒽醌的酸性差别不大时，采用色 谱方法，可得到彻底分离。 PH梯度萃取法对蒽衍生物进行初步 分离，对性质相似，酸性强弱相差不大 的羟基蒽醌类则不能很好

3、分离，故初分 后再结合色谱法进一步分离。 多用硅胶为吸附剂，有时也用聚酰 胺，不宜用氧化铝，尤其是碱性氧化铝 ，因为羟基蒽醌能与氧化铝形成牢固螯 合物，难以洗脱。 第2页/共33页 （二）蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离 根据其极性差别较大，在有机溶剂中的溶 解度不同进行分离。 苷元极性小，难溶于水，易溶于乙醚、氯仿 等有机溶剂。 苷极性大，溶于水，难溶于乙醚、氯仿等有 机溶剂。 注意点：一般羟基及羧基蒽醌类衍生物及其 相应的苷类在植物体内常以盐的形式存在， 为充分提取出蒽醌类衍生物，提取时应先将 其酸化成游离状态，再提取。 第3页/共33页 （三）蒽醌苷类的分离 常用色谱法。 这类成分水溶性强

4、，分离及精制工 作都较为困难，色谱前用铅盐法或溶剂 法处理，除去大部分杂质，得较纯总苷 后，再进一步用色谱反复分离。 第4页/共33页 预处理 溶剂法是用极性较大的有机溶剂如正 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 。 铅盐法 第5页/共33页 大黄药材粗粉大黄药材粗粉 70 70甲醇提取甲醇提取 提提 取取 液液 LH LH- -2020 葡聚糖凝胶柱色谱葡聚糖凝胶柱色谱 70 70甲醇洗脱甲醇洗脱 分段收集分段收集 二蒽酮苷二蒽酮苷 蒽醌二葡萄糖苷蒽醌二葡萄糖苷 蒽醌单糖苷蒽醌单糖苷 游离苷元游离苷元 (sennoside AD) (sennoside

5、 AD) 分子量由大至小依次洗脱分子量由大至小依次洗脱 第6页/共33页 醌类化合物的结构测定 紫外光谱 红外光谱 1H-NMR 13C-NMR MS 衍生物的制备 第7页/共33页 苯醌 O O O O 257 nm 245 nm 251 nm 335 nm 萘醌 240 nm 强 285 nm 中强 400 nm 弱 一、紫外光谱 醌类化合物由于存在较长的共轭体系，在紫外区域均 出现较强的紫外吸收； 第8页/共33页 蒽醌 O O 醌样结构： 第峰 272 nm 第峰 405 nm O O 苯样结构： 第峰 252 nm 第峰 325 nm 第9页/共33页 羟基蒽醌 羟基蒽醌有五个主要吸

6、收带: 第峰：230 nm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，红移越多。 第峰：240260 nm, 由苯样结构引起。 第峰：262295 nm, 由醌样结构引起，与-酚OH有关。 第峰：305389 nm, 由苯样结构引起，与苯环上供电基取代有关。 -位-CH3, -OCH3, -OH 取代，峰位红移，强度降低。-位-CH3, -OCH3, -OH取代，强度增加。 第峰： 400 nm，由醌样结构中的羰基引起，与-酚OH 有关， - 酚OH 越多，红移越多。 第10页/共33页 二、红外光谱 羰基 1645-1608cm-1 O O OH OH O

7、 O OH OH 1678-1653 cm-1 O O 1637-1621 cm-1 1675-1647 cm-1 O O OH 第11页/共33页 羰基 1616-1592 cm-1 O O OH OH OH 1592-1572 cm-1 O O OH OH OH OH O O 1678-1661 cm-1 OH 1626-1616 cm-1 OH 第12页/共33页 三、1H-NMR 醌环质子 O O H 6.72 (s) O O H 6.95 (s) O O O O O O OH H 6.37(s) O OCCH3 H 6.76(s) O O O CCH3 H 7.06(s) 3.89

8、(s) OCH3 H 6.17(s) O O 2.13 (s) CH3 H 6.79(s) 第13页/共33页 7.58 (m) O 芳环质子 O O 6.91 (s) H 7.08 (d) H 6.91 (s) 7.41 (d) H3C OH 11.17 O 6.92 (s) H H 6.92 (s) OH 11.83 Ja,b=7.56 Hz Ja,c=1.19 Hz Jb,c=8.44 Hz a b 7.60 (m) c 7.24 (m) 8.06 (m) O 7.73 (m) 7.73 (m) 8.06 (m) O 6.95 (s) H H 6.95 (s) AABB 90 MHz30

9、0 MHz 300 MHz 第14页/共33页 O OH H H 7.26 8.30 O 7.79 OH 12.81 300 MHz 400 MHz OH 8.07 H 7.67 AABB O 第15页/共33页 O OH OH 11.98 OH H 7.26 c Ja,b=7.51 Hz Ja,c=1.15 Hz H 7.64 b Jb,c=8.48 Hz 7.79 a 300 MHz Ja,b=7.51 Hz Ja,c=1.15 Hz Jb,c=8.48 Hz OOH 7.82 a H H 7.28 c H 7.66 b OH O 12.01 300 MHz 第16页/共33页 甲氧基：

10、3.84.2, s, 3H; 芳香甲基： 2.12.5, s, 3H；-CH3: 2.72.8; 羟甲基(-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); -酚OH位于较低场， 12.25；两个-OH与同一个羰基 成氢键时， 11.612.1； -酚OH在较高场，邻位无取代时， 11.111.4; 邻位 有取代时， -OH Ar-OH -OH R-OH (2)试剂的活性 CH3I (CH3)2SO4 CH2N2 (3)

11、溶剂溶剂的极性强，甲基化能力增强 六、衍生物制备 1、甲基化反应 目的保护-OH、测定-OH数目及成苷的位置。 反应条件： (1)反应物甲基化易难： 第22页/共33页 甲基化试剂的组成反应功能基团 CH N /Et O 2 2 2 -COOH、-酚OH、-CHO CH N /Et OMeOH 2 2 2 -COOH、-酚OH、两个-酚 OH之一、-CHO (CH ) SO K CO 丙酮 3 2 4 2 3 -酚OH、-酚OH CH IAg O 3 2 -COOH、所有的酚OH、醇OH、 - CHO 表：甲基化试剂与反应功能基的关系 第23页/共33页 O O OH OH CH2OH OH

12、HO OH OCH3 OCH3 CH2OH OCH3O H3CO OCH3O OCH3 OCH3 CH2OCH3 OCH3O H3CO OCH3O O O OH OCH3 CH2OH OH H3CO OH O O OH OCH3 CH2OH HO H3CO OH 甲基化反应 CH3 CH2N2 / Et2O CH2N2 / Et2O+MeOH CH3I+Ag2O (CH3)2SO4 K2CO3 CH3COCH3 第24页/共33页 2、乙酰化反应 (1)反应物的活性： R-OH -OH -OH 弱强 (2)酰化试剂的活性 乙酰氯醋酐酯冰醋酸 CH3COCl(CH3CO)2OCH3COORCH3

13、COOH (3)催化剂的催化能力 吡啶浓硫酸 第25页/共33页 乙酰化试剂和反应条件及作用位置 试剂组成反应条件作用位置 冰乙酸（加少 量乙酰氯） 冷置醇OH 乙酐 短时间 加热 长时间 醇OH、-酚OH 醇OH、-酚OH、两个-酚OH之一 乙酐硼酸冷置醇OH、-酚OH 乙酐浓硫酸室温放置过夜醇OH、-酚OH、-酚OH 乙酐吡啶室温放置过夜醇OH、及酚OH、烯醇式OH 第26页/共33页 曲菌素的乙酰化反应 第27页/共33页 乙酰化-硼酸保护 O O OH CH3 OH H3BO3+Ac2O O CH3 OH B OH O HO O Ac2O O O O CH3 OAc B OAc AcO

14、 H2O O O OH CH3 OAc 第28页/共33页 实例1: HRMS：分子离子峰m/z 270.0495，分子式： C15H10O5;1H-NMR: 4.03 (3H, s) 7.13 (d, J=8.0 Hz) 7.18 (d, J=8.4 Hz) 7.67 (t, J=8.0 Hz) 7.84 (d,J=8.0 Hz) 7.89 (d, J=8.4 Hz) 第29页/共33页 OCH3 O O OH OH 4.03 (3H, s) 7.18 (d, J=8.4 Hz) 7.89 (d, J=8.4 Hz) 7.84 (d,J=8.0 Hz) 7.67 (t, J=8.0 Hz)

15、7.13 (d, J=8.0 Hz) 1,5-二羟基-2-甲氧基-9,10-蒽醌 第30页/共33页 CH3 O 7.37 (s) 实例2: FD-MS结合同位素分析确定分子式，UV，IR确定化合物类 型。1H-NMR基本确定结构，13C-NMR苷化位移确定连接位 置。 O O OH 8.08 (d, J=8.5 Hz) 7.18 (dd, J=8.5, 2.5 Hz) HO 7.46 (d, J=2.5 Hz) 2.04 (3H, s) 5.26 (d, J=7.0 Hz) C -3 ppm O O C +3 ppm HO HO O HO HO O O C +8 ppm OH 4.45 (d, J =7.0 Hz) 第31页/共33页 节 某化合物，橙黄色针状结晶(石油醚/乙酸乙酯), mp 197198 。 UV在222, 269, 289, 433 nm 处有最大吸收；IR显示3438 cm- 1, 1630 cm- 1特征吸收峰。ESI-MS 显示m/z: 285 M+H+。 1H-NMR (CDCl3):2.44 (3H, s), 3.93 (3H, s), 6.67 (1H, s),