天然药物化学

苯丙素类Phenylpropanoids,第三章,一、概述,二、苯丙酸衍生物,三、香豆素 Coumarin,第三章 苯丙素类,概念：苯丙素是天然存在的一类含有一个或几个C6-C3基团的酚性物质。常见的有苯丙烯、苯丙酸、香豆素、木脂素等，广义的讲，黄酮类也是苯丙素的衍生物。大多数的天然芳香化合物生源由此而来。 香豆素类（1分子C6 C3 单元） 木脂素类（2分子C6 C3 单元） 木质素类（多分子C6 C3 单元） 黄酮类（C6 C3 C6 单元，另章介绍）取代方式：在苯核上常有羟基和烷氧基取代，有时会有烷基取代。生源：是由莽草酸（shikimic acid)通过芳香氨基酸（苯丙氨酸或酪氨酸）合成而来。,一、概 述,一、概 述,丁香酚 细辛醚 细辛醚（苯丙烯）,紫丁香苷（苯丙醇） 桂皮醛（苯丙醛）,咖啡酸 阿魏酸 丹参素（苯丙酸）,一、概述,二、苯丙酸衍生物,三、香豆素 Coumarin,第三章 苯丙素类,植物中存在的苯丙酸类成分主要是桂皮酸的衍生物。有四种羟基桂皮酸在植物中是广泛存在的： 1 对羟基桂皮酸 R1= H R2=H （p-hydroxy cinnamic acid) 2 咖啡酸 （caffeic acid) OH H 3 阿魏酸 (ferulic acid) OCH3 H 4 芥子酸 （sinapic acid) OCH3 OCH3至少还有六种桂皮酸衍生物，但较少见，如异阿魏酸(isoferulic acid)、邻羟基桂皮酸(o-hydroxy cinnamic acid)、对甲氧基桂皮酸(p-methoxy cinnamic acid)等。,二、苯丙酸衍生物,苯丙酸类化合物常与不同的醇、氨基酸、糖或有机酸等结合成酯存在，其中一些化合物还有较强的生理活性。 绿原酸（chlorogenic acid）绿原酸是3-咖啡酰奎宁酸，存在于很多中药如茵陈、金银花中，是其抗菌、利胆的有效成分。中华人民共和国药典一部（2000版）中收录的金银花，其含量测定方法是以绿原酸为对照品进行HPLC测定。同样，药典收录的复方制剂“双黄连口服液”是由金银花、黄芩和连翘组成的复方，其鉴别项中即以是否含的绿原酸作为鉴别金银花的依据。除此以外，常见含有苯丙酸成分的中药还有升麻(含阿魏酸等)、茵陈（含绿原酸）及川芎（含阿魏酸）等。,二、苯丙酸衍生物,一、概述,二、苯丙酸衍生物,三、香豆素 Coumarin,第三章 苯丙素类,香豆素是具有苯骈-吡喃酮母核的一类化合物的总称，在结构上可看作顺式邻羟基桂皮酸失水而成的内酯。香豆素类化合物也广泛分布于植物界，只有少数来自动物和微生物，在伞形科、豆科、芸香科、茄科和菊科等植物中分布更广泛。其中被药典收载的有秦皮、白芷、独活、前胡、菌陈、补骨脂等。在植物体内，香豆素类化合物常常以游离状态或与糖结合成苷的形式存在，大多存在于植物的花、叶、茎和果中，通常以幼嫩的叶芽中含量较高。,三、香豆素 Coumarin,三、香豆素 (一) 香豆素的结构类型,前已述及，香豆素在植物体内是由桂皮酸经氧化、环合而成，教材P111给出了香豆素在体内的衍生过程，从图中可以看出，几乎所有的香豆素都含有7-氧取代基。同时7-氧代使得6-和8-位电子云密度增大，易于被亲电的异戊烯基进攻，从而在6-或8-位形成 异戊烯基取代，并进一步环合成新的含氧环。,据此，我们常把香豆素类化合物进一步分成下列几个类型： 1 简单香豆素：只在苯环上有取代基，常为羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯基等，其中7-位总为含氧取代，6-位和8-位接异戊烯基较多。 ex. 广泛分布于被子植物各科如芸香科、菊科、茄科、豆科等多种植物的七叶内酯(亦称秦皮乙素，esculetin)及其葡萄糖苷七叶苷(亦称秦皮甲素，esculin)，药理实验证实二者均具有抗炎、镇痛和抗菌活性。,三、香豆素 (一) 香豆素的结构类型,ex. 伞形科植物欧前胡(尹波前胡, Peucedanum osth ruthium)根状茎中的王草质(ostruthin)，6位含有两个异戊烯基的十碳链，该化合物具抗细菌和抗真菌作用 简单香豆素一般在7位接含氧取代基，而异戊烯单元则存在于6位或8位。,三、香豆素 (一) 香豆素的结构类型,2 呋喃香豆素：苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃环。成环后常伴随着失去3个碳原子。分为线型(linear)和角型(angular)两种。 存在于豆科植物粉绿小冠花(Cornilla glauca)种子，补骨脂(Psoralea corylilolia)果实中的补骨脂内酯，是线型呋喃香豆素，可作为皮肤科用药，有光敏作用，注射或内服，再以长波紫外线或日光照射，可使受照射处皮肤红肿，色素增加。适用于白癜风、牛皮癣及斑秃。在紫外线存在时，可引起DNA合成损伤。另外还具有止血、抗菌等作用。,三、香豆素 (一) 香豆素的结构类型,存在于伞形科植物如牛防风的根和白芷属一些植物果实中的茴芹内酯(pimpinellin)是角型呋喃香豆素，为结核菌抑制剂，可抑制结核分支杆菌的生长。3 吡喃香豆素：苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合而成2,2-二甲基-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。也分为线型(linear)和角型(angular)两种。,三、香豆素 (一) 香豆素的结构类型,存在于芸香科植物美洲花椒树皮、芸香根、柠檬根等中的花椒内酯(xanthyletin)具解痉作用，还有抗癌和抗菌活性，体外对培养的人的宫颈癌Hela细胞的抑制作用。该化合物为线型吡喃香豆素。 存在于伞形科植物岩风和黄盔芹的根中的化合物黄盔芹素(xanthogalin)是一个角型吡喃香豆素，在吡喃环上还接有一个异戊烯取代基，该化合物能使胆固醇引起动脉粥样硬化的家兔的动脉压一时性下降和心率减慢，并有舒张血管及解除外周血管和小肠痉挛的作用。,三、香豆素 (一) 香豆素的结构类型,其它香豆素：在-吡喃酮环上有取代基。C3、C4上常有苯基、羟基、异戊烯基等取代。 教材 P118 亮菌甲素：得自于白蘑科真菌假蜜环菌菌丝体，对胆道系统的压力起到很好的调节作用，使胆汁能顺利地排出。对一些胆道运动障碍的疾患、胆道内小的结石、胆管及胆囊的炎症，能起良好的作用，临床效果良好。 海棠果内酯：得自藤黄科植物海棠果，具有抗炎活性，还有抗关节炎作用。 逆没食子酸，又称鞣花酸，得自大戟科、胡桃科、蔷薇科等多种植物，也常以游离态或结合态存在于许多植物的虫瘿或叶子中，为止血剂，有兴奋子宫的作用，对妊娠8, 12, 16天的小鼠，静脉注射1.2mg/kg时，可增加流产的发生率。,三、香豆素 (一) 香豆素的结构类型,其中4,7-二羟基香豆素易发生互变异构形成2,7-二羟基色原酮。,三、香豆素 (一) 香豆素的结构类型,1 性状 天然的香豆素多有完好的结晶，大多具香味。 小分子的香豆素有挥发性，能随水蒸气蒸出，并能升华。 但香豆素的苷则多无香味和挥发性，亦不能升华。2 溶解度 游离香豆素一般不溶或难溶于水，可溶于沸水，易溶于 苯、乙醚、氯仿和乙醇等有机溶剂。 香豆素苷能溶于水、醇，难溶于乙醚、苯等低极性有机溶剂。3 荧光 香豆素类在可见光下为无色或浅黄色结晶，在紫外光下可 见蓝色荧光。7-位导入羟基后，荧光增强，甚至在可见光下 也能看到荧光。一般香豆素遇碱后荧光加强。7-羟基香豆素 在8-位引入羟基，荧光则消失。 香豆素荧光与结构之间的关系尚不清楚。,三、香豆素 (二) 香豆素的理化性质,下列化合物荧光最强的是( ),4 内酯性质和碱水解反应,三、香豆素 (二) 香豆素的理化性质,顺式邻羟基桂皮酸不稳定，但一些特殊结构的香豆素却能形成稳定的顺式邻羟基桂皮酸衍生物。,三、香豆素 (二) 香豆素的理化性质,内酯环的性质（碱水解）,长时间加热,香豆素 顺邻羟基桂皮酸盐 反邻羟基桂皮酸盐 （S水 小） （S水大） （加酸不可逆）,应用：碱溶酸沉法提取香豆素碱溶酸沉法提取香豆素 注意：加热时间不宜太长 不能与浓碱共沸（裂解酚类或酚酸） 侧链有酯键的不宜（碱水解）,5 显色反应 （1）异羟肟酸铁反应-内酯的显色反应 碱性条件下，香豆素内酯开环，并与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，再在酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。 （2）与酚类试剂的反应 具有酚羟基，可与FeCl3试剂产生颜色反应； 若酚羟基的对位未被取代，或6-位上没有取代，其内酯环碱化开环后，可与Gibbs试剂、Emerson试剂反应。机制如下：,三、香豆素 (二) 香豆素的理化性质,Gibbs反应：符合以上条件的香豆素乙醇溶液在弱碱条件下，2,6-二氯(溴）醌氯亚胺试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成蓝色化合物。Emerson反应：符合以上条件的香豆素的碱性溶液中，加入2%的4-氨替比林和8%的铁氰化钾试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成红色化合物。,三、香豆素 (二) 香豆素的理化性质,显色反应,反应类型 反应试剂 反应特点 鉴别特点 鉴别意义,异羟 肟酸铁反应 盐酸羟胺、Fe+ 红色络合物 内酯结构 内酯环有无,三氯化铁反应 Fe+ Cl3溶液 绿色墨绿色 酚羟基 酚羟基有无,Emerson反应 4-氨基安替比林 红 色 同上 同上 铁氰化钾（OH）,Gibbs 反应 2，6-二氯苯醌 蓝 色 酚羟基对 6-有无取代 氯亚胺（OH） 位无取代,香豆素显色反应鉴别特点和意义,哪些化合物能发生三氯化铁反应反应( ),哪种化合物能发生Gibbs反应( ),双键的加成反应,顺序：非共轭的侧链双键、呋喃环或吡喃环双键、C3C4双键,氧化反应,高锰酸钾： C3C4双键断裂水杨酸的衍 生物铬酸：侧链、苯环醌式结构；吡喃酮环 不氧化臭氧：侧链双键、呋喃环或吡喃环双键、C3C4双键,一般利用香豆素的溶解性、挥发性及具有内酯结构的性质进行提取分离。1 系统溶剂法： 常用石油醚,苯,乙醚,EtOAc,丙酮和甲醇依次萃取。2 水蒸气蒸馏法： 适用于具有挥发性的小分子香豆素。3 碱溶酸沉法： 香豆素类化合物多呈中性或弱酸性，所以常与中性、弱酸性杂质混在一起。可利用内酯遇碱能开环溶解，加酸又环合沉淀的特性加以分离。4 色谱分离法：,三、香豆素 (三) 香豆素的提取分离,按题意填空,1、极性( )( )( )2、色谱分离,乙酸乙酯洗脱 分布收集回收溶剂,I II III （ ） （ ） （ ）,硅胶色谱,1 紫外光谱 香豆素 274nm 284nm 311nm (苯环引起) (,-不饱和内酯引起) 黄 酮 250285nm 304350nm (苯甲酰系统引起) (桂皮酰系统引起)2 红外吸收光谱 香豆素的红外吸收和-吡喃酮相似。与芳环共轭的-吡喃酮的羰基多位于16951725 cm-1，与羰基共轭的双键峰多位于16251640 cm-1 ，C1位氧原子所形成的C-O键的吸收多位于12601280 cm-1。另外，由于具有芳环结构，故在15001600和700900 cm-1之间有苯环的特征吸收峰。如果有羟基取代，则在32003600 cm-1有羟基的特征吸收峰。,三、香豆素 (四) 香豆素的波谱学特征,3 质谱 有较强的分子离子峰，基峰通常是失去CO的苯并呋喃离子。简单香豆素和呋喃香豆素的分子离子峰经常是基峰。 香豆素类化合物的质谱图中都有连续脱CO的碎片离子峰。含氧取代基越多，脱CO的峰越多。 7-甲氧基香豆素的分子离子峰是基峰，由于具有甲氧基，因此形成了M-CO-CH3+峰。,三、香豆素 (四) 香豆素的波谱学特征,三、香豆素 (四) 香豆素的波谱学特征,4 核磁共振谱 受内酯羰基吸电子共轭效应影响，3-,6-,8-H 信号位于较高场，4-,5-,7-H信号位于较低场。 7-位有氧取代时，由于其供电子共轭效应，使得C-3的电子云密度增大，3-H的化学位移向高场位移。 7-氧代，8-烷基取代的香豆素 与 7-氧代，6-烷基取代的香豆素，利用两个芳香质子的信号是可以区别的，如下表示：,呋喃环质子(AB系统 ,dd.)6.707.20 (1H,d.J=2.02.5)7.507.70 (1H,d.J=2.02.5),香豆素类化合物1H-NMR谱上具有鉴别特征的典型信号：,（1） 3，4-位无取代香豆素类成分，H-3、H-4构成AB系统， 以一组dd.峰出现，偶合常数较大(J9.5Hz), 由于受 羰基吸电共轭效应的影响，H-4位于较低场,化学位移 较大（7.508.20 )。,芳环质子 H-5 (1H, s.)H-8 (1H, s.),7-OH香豆素 H-5 (1H,d.J=8.0)（低场） H-6 (1H,dd.J=8.0;2.0) （高场 ） H-8 (1H,d.J=2.0) （高场 ） 5、7-二取代香豆素 H-6、H-8分别呈现 d 峰, J=2.02.5 (小、间偶) 6、7-二取代（线型呋喃和线型吡喃） H-5、H-8 分别呈现 s 峰 7、8-二取代（角型呋喃和角型吡喃） H-5、H-6 分别呈现d峰,J=8.0(大、邻偶),（2）芳环质子信号受芳环取代影响很大。,（3）香豆素母核H-8、H-4在高分辨谱上能观 察到远程偶合, J4 = 0.60 1.0 Hz。,（4）呋喃香豆素呋喃环上二个质子构成AB系 统，以一组d d. 峰出现，偶合常数较小 (J2.02.5Hz)。,（5）芳环上甲氧基质子呈现三个质子的单峰 (3H, s.) ，3.84.0ppm。,C-2 (C=O, s. 160ppm) C-7 (C-OH, s. 160ppm)，受羰基吸电共轭的影响C-9 (季碳，C-O-, s. 149.0154.0ppm) C-10 (季碳，s. 110.0113.0ppm)C-4 (C=C, d. 143.0145.0ppm)，受羰基吸电共轭的影响 C-3 (C=C, d. 110.0113.0ppm)C-2 C-7 C-9 C-4 C-5 C-6 C-3 C-10 C-8（160以上） （110.0 113.0 ） （110以下）,（1） 13C-NMR谱特征：,香豆素母核碳谱的 特征信号：,因此，用此法可以区别角型香豆素与线型香豆素。 另外，香豆素类化合物的1HNMR谱中也能观测到许多远程偶合信号。五 香豆素的生理活性,三、香豆素 (四) 香豆素的波谱学特征,第三节 木脂素,木脂素是一类由二分子苯丙素衍生物（单体）聚合而成的天然化合物，由于主要存在于植物的木质部或开始析出时呈树脂状，所以称木脂素。 依缩合位置不同,简单木脂素-缩合,7-79-9 7-9,单环氧木脂素,缩合,9-9内酯环,木酯内酯,9-7缩合,双环氧木脂素,6-7缩合,环木脂素,联苯环新烯型木脂素,两个苯环相连,联苯型木脂素,（非-缩合，两个苯环直接相连）,9-9内酯环,环木脂内酯,依环合方向,1-苯代萘内酯4-苯代萘内酯,其他类,简单木脂素,单环氧木脂素,环木脂素,木脂内酯,4-苯代萘内酯 1-苯代萘内酯,环木脂内酯,联苯环辛烯型木脂素 联苯型木脂素 双环氧木脂素,牛蒡子苷元R=H 牛蒡子苷R=glc 连翘脂素R=H 连翘苷R=glc,厚朴酚 五味子醇,二木脂素的性质,1性状 多数为无色结晶，一般无挥发性，少数具 升华性。,2溶解性：游离木脂素多具亲脂性，易溶于有机溶 剂（苯、乙醚、氯仿、乙醇），难溶于水，具酚 羟基的木脂素可溶于碱水液中。木脂素苷水溶性 增大。,3光学活性与异构化作用：木脂素常有不对称碳原 子或不对称中心，多数具有光学活性，遇酸易异 构化（双环氧木脂素），而木脂素的生物活性与 其立体结构有一定关系（鬼臼毒脂素-抗癌活性）， 因此，在木脂素的提取分离过程中应尽量避免与 酸碱的接触，以防止其构型的改变。,醇提物,1、系统溶剂（石油醚、乙醚、乙酸乙酯等）依次萃取， 按极性大小分离。 2、碱溶酸沉法 主要用于酚性、内酯结构的木脂 素的分离纯化。 3、色谱法（吸附原理、硅胶、中性氧化铝）用于难 分离木脂素的分离。,三木脂素的提取分离,原料,乙醇、丙酮提取、浓缩,1三氯化铁反应检查酚羟基2Labat反应（没食子酸、浓硫酸）检 查亚甲二氧基（阳性呈蓝绿色）3Ecgrine反应（变色酸、浓硫酸）检 查亚甲二氧基（阳性呈蓝紫色）,四木脂素的检识,木脂素没有特征性的理化检识方法，常用的检识方法主要是针对木脂素结构中的功能基检识：,木脂素的结构类型较多，这里仅就代表性类型的波谱特征予以介绍：1紫外（UV）光谱特征 多数木脂素有两个孤立的芳环发色团，其紫外光谱相似，一般在紫外区(200400nm) 出现两个吸收峰: 220240nm (lg 4.0) 280290nm (lg3.54.0) 如：五味子甲素 287、251、213 牛蒡子苷 278、230、204,五木脂素的结构测定,260nm ( lg 4.5) 最强峰225、290、310、355nm强吸收峰,而四苯代萘类（共轭程度增大）显示特征吸收：,2红外（IR）光谱特征 红外光谱特征区主要显示功能基的信息，木脂素结构中常有的羟基、甲氧基、亚甲二氧基、芳环及内酯环等基团均有相应的吸收峰。,中国远志脂粉 扁柏脂粉3520（-OH） 1745（- 内酯环） 17601780（- 内酯环）942（亚甲二氧基） 936（亚甲二氧基）800（1、2、4-取代芳环） 1600、1585、1500（芳环）,（1）1H-NMR谱特征及应用： a、典型木脂素的质子归属,3核磁共振（NMR）谱,1.05 (6H, d.) H-9、H-91.78 (2H, m.) H-8、H-84.61 (2H, d) H-7、H-75.96 (4H, s) 亚甲二氧基质子6.826.93 芳环质子,加尔巴新（单环氧木脂素）,B、用于鉴别4-苯代萘内酯（上向）和1 -苯代萘内酯（下向）,4-苯代萘内酯 1 -苯代萘内酯,H-1处于羰基去屏蔽区，位于低场，8.25ppm (较大)亚甲基质子处于羰基屏蔽区，位于高场，5.085.23ppm (较小),C、用于双环氧木脂素立体构型（两个苯环在同侧或异侧） 的判断,同 侧 （苯环） 异 侧 （苯环） J1 2 = J5 645Hz (反式偶合) J1 2 45Hz (反式偶合) J5 6 7Hz (顺式偶合),（2）13C-NMR谱特征 a、内酯环羰基碳原子位于最低场，165180ppm（最大）。 b、其次为芳环质子，110150ppm，其中连接取代基团的碳 原子较大。 C、烷烃类质子 80ppm以下，其中，与氧相连碳原子较大，季 碳 较大。 d、甲氧基质子55 .7ppm。,木 脂 内 酯,C-1 129.4 C-1 129.5 C-2 110.8 C-2 111.3C-3 146.6 C-3 146.5 （芳环与 氧相连）C-4 144.2 C-4 144.3 （芳环与 氧相连）C-5 113.9 C-5 114.3C-6 121.2 C-6 121.9C-7 38.3 C-7 34.5C-8 40.9 C-8 46.5C-9 71.3 C-9 178.6 （内酯环 羰基）OCH3 55.7,（1）多数木脂素可得到分子离子峰。（2）发生苄基裂解，产生相应的碎片离子。（3）木脂素苷可失去糖基，产生M+-162离 子峰。,4质谱（MS）特征,苯丙素类思考题：,1、香豆素有哪些鉴别反应？其鉴别特征 如何？2、举例说明苯丙素类成分的结构特征？,3、用化学方法鉴别下列各组化合物,醌类化合物Quinonoid,第四章,第四章 醌类化合物,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、概 述,醌类化合物是一类在自然界分布广泛的化合物，它包括醌类及容易转变为具有醌类性质的化合物。 醌类化合物主要存在于高等植物的蓼科、茜草科、鼠李科、百合科、豆科等科属以及低等植物地衣类和菌类的代谢产物中。是许多天然药物如大黄、何首乌、虎杖、决明子、芦荟、丹参等药材的有效成分。 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。,第四章 醌类化合物,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（benzoquinones) 有邻苯醌和对苯醌两种 天然的多为对苯醌 常见的取代基为OH，OMe Me和烷基等 对苯醌 邻苯醌 较简单的对苯醌多为黄色或橙黄色结晶，能随水蒸气蒸馏，常有令人不适的臭味，对皮肤和粘膜有刺激性，易被还原成相应的对苯二酚。 中草药中含有对醌衍生物的种类不多。,二、结构类型,对苯醌是黄色晶体，熔点115.7，能随水蒸气蒸出，具有刺激性臭味，有毒，能腐蚀皮肤，能溶于醇和醚中。对苯醌很容易被还原成对苯二酚。如将对苯醌的乙醇溶液和无色的对苯二酚的乙醇溶液混合，溶液颜色变为棕色，并有深绿色的晶体析出。这是一分子对苯醌和一分子对苯二酚结合而成的分子配合物，叫做醌氢醌，它的构造式表示如下：在醌氢醌溶液中插入一铂片，即组成醌氢醌电极，这个电极的电位与溶液中的氢离子浓度有关，可用于测定溶液的氢离子浓度。,二、结构类型,一些带有较高级直链烃基侧链的对醌衍生物有驱除肠内寄生虫的作用，如白花酸藤果和木桂花果实的驱绦虫有效成分证明是信筒子醌(embellin)。泛醌类(ubiquinones)是一类广泛存在于自然界包括微生物、高等植物和动物体中，能参与细胞的基本生化反应，主要作用在于氧化磷酰化反应中的电子传导，是生物氧化反应中的一种辅酶，又称辅酶Q类（coenzymes Q）。自然界存在的是辅酶Q6-Q10，其同系物已全部合成制得，治疗某些血液疾病和肌肉疾病。一些霉菌的代谢产物中，亦曾发现的对苯醌的存在，例如具有强烈抗菌作用的夫霉醌(fumigatin)，是得自霉菌Aspergilus fumigatus培养液中的一种抗菌素。,二、结构类型 -苯醌,二 萘醌（naphthoquinones) 有三种可能结构，但天然的萘醌仅有-萘醌 中药中的萘醌多带有羟基，多呈橙色至黄色。一些化合物具有较强的生理活性。 胡桃醌( juglone)存在于核桃未成熟的果皮（青皮）中，有抗出血的活性，共存的其几种还原衍生物，都有抗菌的生物活性，如-氢化胡桃醌及其4-葡萄糖苷等。,二、结构类型 -萘醌,指甲花醌(lawsone)得自指甲花的叶，其甲醚存在于凤仙花的花中，具有强烈的杀霉菌作用。 柿树的新鲜根中含有多种萘醌的衍生物包括蓝雪醌(plumbagin)，7-甲基胡桃醌和一些萘醌的二聚物和四聚物。其中蓝雪醌有刺激性臭气，并能刺激皮肤发泡，为一种植物抗菌素，曾供临床静脉给药以治疗葡萄球菌感染所引起的疖和痤疮。,二、结构类型 -萘醌,也有不含羟基的萘 醌衍生物，维生素K类即是一例。例如维生素K1和K2。 维生素K1和K2的差别只在于侧链有所不同(K1 n=3,K2 n=2)，维生素K1为黄色油状液体，维生素K2为黄色晶体。维生素K1和K2广泛存在于自然界中，绿色植物（如苜蓿、菠菜等）、蛋黄、肝脏等含量丰富。维生素K1和K2的主要作用是能促进血液的凝固，所以可用作止血剂。 在研究维生素K1和K2及其衍生物的化学构造与凝血作用的关系时，发现2-甲基-1，4-萘醌具有更强的凝血能力，称之为维生素K3，可由合成方法制得。,二、结构类型 -萘醌,维生素K3为黄色晶体，熔点105-107，难溶于水，可溶于植物油或其它有机溶剂。由于维生素K3是油溶性维生素，故医药上用的是它的可溶于水的亚硫酸氢钠加成物。 三 菲醌 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。,二、结构类型 -萘醌,丹参中的醌类化合物多为橙色、红色至棕红色的结晶，少数为黄色。具有抗菌及扩张冠状动脉的作用，是中药丹参的主要有效成分，总丹参酮可用于治疗金黄色葡萄球菌等引起的疖，痈，蜂窝组织炎、痤疮等疾病。由凡丹参酮IIA制得的丹参酮IIA磺酸钠注射液可增加冠脉流量，临床上治疗冠心病、心肌梗塞有效。,二、结构类型 -菲醌,四 蒽醌(anthraquinones) 蒽醌是广泛存在于植物界的一种色素，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，主要分布于高等植物中，其他则主要存在于真菌及地衣类中，在动物及细菌中也偶有发现，而且在真菌、地衣和动物中存在的蒽醌类化合物的结构也往往比较特殊，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。,二、结构类型 -蒽醌,植物中蒽醌衍生物种类较复杂，包括蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物：蒽醌，氧化蒽酚，蒽酚，蒽酮及蒽酮的二聚体。其中大黄素型是分布最广泛的一种蒽醌化合物。,二、结构类型 -蒽醌,一 单蒽核类 蒽醌及其苷类 天然蒽醌以9,10-蒽醌最为常见。 1,4,5,8位为位 2,3,6,7位为位 9,10位为meso位，又叫中位植物中存在的蒽醌类成分多在蒽醌母核上有不同数目的羟基取代，其中以二元羟基蒽醌为多，在位多有一个甲基、羟甲基、甲氧基、醛基或羧基取代，个别蒽醌化合物还有两个碳原子以上的侧链取代。可呈游离形式或与糖结合成苷的形式存在于植物体内。蒽醌的结构类型有一定的规律性，根据羟基在蒽醌母核上的分布状况不同，将羟基蒽醌分为两类：大黄素型和茜素型。,二、结构类型 -蒽醌,大黄素型：羟基分布于两侧苯环上，多呈黄色。许多重要的中药如大黄、决明中有致泻作用的1,8-二羟基蒽醌衍生物均属于这一类型。以下五种大黄素型羟基蒽醌在中药中分布比较广泛。 羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖、鼠李糖结合成苷，有单糖苷，也有双糖苷，如,二、结构类型 -蒽醌,(2) 茜素型：羟基分布于一侧苯环上，颜色较深，多呈橙黄色至橙红色。种类较少，最重要的中药是茜草。茜草的根能止血、活血，主治咳嗽、痰中带痰以及风湿性关节炎。从茜草根分离得到茜草素及其冬绿糖苷茜草苷、羟基茜草素、伪羟基茜草素等多种蒽衍生物，其中茜草素是重要的天然染料之一。在低年生茜草根中多以苷的形式存在，而在多年生的茜草根中主要以游离苷元的形式存在。,二、结构类型 -蒽醌,2 氧化蒽酚衍生物蒽醌在碱性溶液中可被锌粉还原生成氧化蒽酚及其互变异构体蒽二酚。氧化蒽酚及蒽二酚不稳定，氧化蒽酚易氧化为蒽酮（或蒽酚），蒽二酚易氧化为蒽醌，故较少存在于植物体中。,二、结构类型 -蒽醌,3 蒽酚和蒽酮衍生物 蒽醌在酸性条件被还原，生成蒽酚及其互变异构体蒽酮。 蒽酚或蒽酮的一些羟基衍生物可以游离态或结合成苷类存在于一些植物性泻药中，往往是和相应的羟基蒽醌衍生物共存。一般含量比较少，因为这类成分可以缓缓被氧化成蒽醌类成分，故该类衍生物一般存在于新鲜植物中。,二、结构类型 -蒽醌,对药用大黄根中各种蒽衍生物追踪一年的研究证明，蒽衍生物的总含量约为3.1。蒽醌化合物和蒽酮之间的含量比随季节而变化，所有蒽衍生物在夏天多以蒽醌（氧化型）存在，而冬季则以蒽酮（还原型）存在，其间转化时间约三周。在蒽 酮、蒽酮单糖苷、双糖苷之间的相对含量也有一循环变化，其间转换的条件是外界的温度。 另外，大黄药材中含有的五种主要的羟基蒽醌类成分，其相应的蒽酚衍生物都可能存在于新鲜的大黄根茎中。但贮存三年以上的大黄，就不再检出这些蒽酚类成分了。 再如新鲜的虎杖根中存在少量大黄酚蒽酚，是以苷的形式存在的，但在生长三年以后的根中，此种蒽酚特别是苷的形式显著减少。 但是，如果蒽酚衍生物的meso位羟基与糖缩合成苷，则性质比较稳定，只有经过水解，除去糖才容易被氧化为蒽醌衍生物。大黄和鼠李皮等中都含有此种蒽酚苷类，只是不易提纯，研究起来较难,二、结构类型 -蒽醌,柯桠素(chrysarobin)是大黄酚的还原产物，是剧烈的泻药，但少实用，一般作外用药，对治疗各种皮肤病有较好效果，但对皮肤刺激性太大，应用时要小心。 4 C-糖基衍生物: 是蒽醌的碳苷，即糖作为侧链通过C-C 键直接与蒽环相连。例如芦荟致泻的主要有效成分芦荟苷(barbaloin)即属此类化合物。,二、结构类型 -蒽醌,小知识：芦荟简介,芦荟的起源与发展芦荟（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。 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 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,二 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)和位(C1-C1或C4-C4)相连。这类物质多为黄色结晶，多以苷的形式存在，若催化加氢还原则生成二分子蒽酮，用三氯化铁氧化则生成二分子蒽醌。 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.,二、结构类型 -蒽醌,番泻叶中含蒽衍生物约1.5，主要成分为番泻苷AD，以及大黄酸葡萄糖苷和大黄酚等。其中番泻苷A和B互为异构体，水解后均生物二分子葡萄糖和一分子苷元，其苷元是由二分子大黄酸蒽酮通过C10C10相互结合而成，苷元A为反式排列，苷元B为顺式排列。从其结构可知其苷均有旋光性，而苷元则无旋光性。其苷经铂的催化加氢反应，可生成二分子大黄酸蒽酮葡萄糖苷，苷元被铬酸氧化可生成 两分子大黄酸。,二、结构类型 -蒽醌,二、结构类型 -蒽醌,番泻苷C和番泻苷D也是一对同分异构体，均由一分子大黄酸和一分子芦荟大黄素的蒽酮衍生物通过C10-C10键结合而成，其中苷C为反式，苷D为顺式。二者的苷和苷元均有旋光性。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。大黄中的大黄酸葡萄糖苷的泻下作用只有番泻苷类的三分之一，而其他的蒽醌苷类泻效很微弱，苷元的作用更弱。,二、结构类型 -蒽醌,现在已知道，大黄泻下作用的有效成分不下20余种，在体内真正起泻下作用的物质是大黄中的番泻苷A受大肠内细菌作用的还原产物，但不是番泻苷元，而是大黄酸蒽酮或其8-葡萄糖苷。但这仍不能完全代表大黄的泻下效力。实验证明，番泻苷A泻下作用的ED50比大黄粉或浸膏泻下作用的ED50要大得多，即使以番泻苷A加上蒽醌苷的泻下作用的ED50也比大黄粉要大，可见大黄中还有起协同作用的物质或其它泻下作用较强的物质存在。 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。,二、结构类型 -蒽醌,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，,二、结构类型 -蒽醌,金丝桃属(Hypericum Linn)归于金丝桃科(Guttiferae)，约有400余种，是温带分布植物。我国有55种，8亚种，全国均有分布，但主要分布于西南地区，国外的该属植物分布于世界各地。 金丝桃素和假金丝桃素是金丝桃属植物中最具代表性的活性物质，金丝桃素首次由Dietrich于1891年分离得到，由S. Czerny于1911年命名为hypericin。大约在19501951年间最终确定其结构为4,4,5,5,7,7-六羟基-2,2-二甲基-萘骈二蒽酮。该化合物为蓝黑色针状结晶，不溶于多数有机溶剂，易溶于吡啶或其他有机胺类呈橙红色并带红色荧光。可溶于碱性水溶液，在低于pH 11.5时呈红色溶液，高于此值时则为绿色溶液而带红色荧光。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。 抑郁症是三大精神疾病之一，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，增加中枢神经系统的神经递质浓度。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。,二、结构类型 -蒽醌,目前国际上对金丝桃属植物的兴趣，很大程度上是由于金丝桃素和假金丝桃素的抗病毒作用。研究表明，两种化合物在体外强烈地抑制各种逆转录病毒，包括人免疫缺陷病毒(HIV)，有报道认为金丝桃素在细胞内的HIV-1抑制作用是由于与其感染细胞中残留和毒粒成分相结合所致，是一种有杀病毒作用的药物。,二、结构类型 -蒽醌,第四章 醌类化合物,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 物理性质1 性状：p 149 颜色: 与助色基的多少有关 形态：2 升华性： 游离蒽醌具有升华性，常压下加热可升华而不分解。 如： 大黄酚与大黄酚甲醚的升华温度在124C 芦荟大黄素 185 C 大黄素 206 C 大黄酸 210 C 一般升华温度随酸度的增强而升高,三、醌类化合物的理化性质,3 溶解度： 苷元：通常可（易）溶于苯、乙醚、氯仿，在碱性有机溶剂如吡啶 、N-二甲基甲酰胺中溶解度也较大，可溶于丙酮、甲醇及乙醇，不溶或难溶于水。 蒽苷：极性较大，易溶于甲醇及乙醇，也能溶解于水，在热水中更易溶解，但在冷水中溶解度较小，几乎不溶于乙醚、苯、氯仿等溶剂。 蒽醌的碳苷：在水中的溶解度很小，难溶于亲脂性有机溶剂而易溶于吡啶中。二 化学性质1 酸性,三、醌类化合物的理化性质,酸性来源羧基(COOH)、酚羟基（OH）,影响酸性强弱的因素酸性基团的种类、数目及连接位置。,酸性规律 含羧基的醌类酸性强于不含羧基者， 酚羟基的数目越多，酸性越强， 羟基的酸性强于羟基的酸性。 应用 pH梯度萃取法进行分离。,醌类化合物因分子中酚羟基的数目及位置不同，酸性强弱有一定差别。,(1) 苯醌和萘醌的醌核上的羟基酸性类似于羧基；(2) 萘醌