天然药化-第四章-醌类及其化合物.ppt

天然药物化学 讲授 张辰露第1 11周 第四章醌类化合物 1概述定义 天然产物中一类具有醌式 不饱和环二酮 结构的化学成分 蒽醌 苯醌 萘醌 菲醌等都属于醌类衍生物 其中蒽醌及其衍生物种类较多 分布 由于醌类具有不饱和酮结构 当其分子中连接助色团后 OH OMe等 多有颜色 故常作为动植物 微生物的色素而存在于自然界中 表现有多方面生理活性 醌类成分容易被还原成二酚类衍生物 氧化又恢复为原来的醌类 起到传递电子的作用 能促进或干扰某些生化反应 2醌类化合物的结构类型2 1苯醌类分为对苯醌和邻苯醌二类 基本结构 邻苯二酚不稳定 故中药中常以对苯醌衍生物存在 如2 6 二甲氧基对苯醌 黄金醌 醌核上多有 OH OMe Me等基团取代 凤眼草 朱砂根 白花酸藤果 可治疗心脏病 高血压及癌症 对苯醌类在碱性下可被次亚硫酸钠还原为氢醌 醌类通过这种可逆的氧化还原过程 在生物体内起着重要的电子传递媒介作用 2 2萘醌类 从结构上可分为 从天然界得到的几乎均为 萘醌类 如 具有抗菌 抗癌及中枢神经镇静作用的胡桃醌 萘醌大致分布在20科的高等植物中 较富有的科委紫草科 柿科 蓝雪科 紫葳科等 在低等植物地衣类 藻类中也有分布 许多萘醌类化合物具有显著的生物活性 2 3菲醌类天然菲醌衍生物包括邻醌及对醌两种类型 含非醌类的植物分布在唇形科 兰科 豆科 番荔枝科 使君子科 蓼科 杉科等高等植物中 在地衣中也有分布 丹参 2 4蒽醌类包括蒽醌衍生物及不同程度的还原产物 如氧化蒽酚 蒽酚 蒽酮及蒽酮的二聚体等 位 1 4 5 8 位 2 3 6 7meso 中位 9 10 2 4 1蒽醌衍生物在蒽醌母核上常有羟基 羟甲基 甲氧基和羧基取代 以游离态及与糖结合苷两种形式存在 大黄素型羟基分布在两侧的苯环上 多数化合物呈黄色 茜草素型羟基分布在一侧的苯环上 多为呈黄色至橙红色 2 4 2蒽酚 或蒽酮 衍生物蒽醌在酸性条件下被还原 生成蒽酚及其互变异构体蒽酮 2 4 3二蒽酮类衍生物 3醌类化合物的理化性质3 1物理性质 性状 升华性 溶解度 性状颜色 无Ar OH近乎于无色助色团越多 颜色越深如 黄 红 橙 紫红等多为有色晶体存在状态苯醌 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 溶解度H2OMeOHEtOHEt2OCHCl3游离醌 成苷 热 3 挥发性小分子的苯醌 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 4 升华性游离的醌类多具有升华性 蒽衍生物在常压下加热即能升华 5 不同pH条件下显不同的颜色OH 中性H 紫草兰紫红大黄红黄 含COOH 含2个以上 OH含一个 OH 含两个 OH 含一个 OH 根据醌类酸性强弱的差别 可用碱梯度萃取法进行这类化合物的分离工作 3 2化学性质 酸性 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 NaHCO35 Na2CO31 NaOH5 NaOH 可用于提取分离 2 颜色反应 主要取决于其氧化还原性质以及分子中的酚羟基性质 1 Feigl反应 无色亚甲蓝显色试验苯醌 萘醌 区别于蒽醌 碱性条件下的呈色反应羟基醌类在碱性溶液中发生颜色改变 会使颜色加深 多呈橙 红 紫红色及蓝色 化学性质 碱性条件下的显色反应 2 颜色反应 与活性次甲基试剂反应 Kesting Craven法 苯醌 萘醌 区别于蒽醌 2 颜色反应 与金属离子反应 与金属离子反应 浓硫酸反应羟基蒽醌类化合物能与强酸形成烊盐 使分子内共轭体系发生变化出现不同颜色 可用于检识 如大黄酚由暗黄色变为红色 对亚硝基二甲苯胺反应此反应用于鉴定蒽醌类化合物 与此反应呈现不同颜色 如紫 绿 蓝等色 9位或10位未取代的羟基蒽酮类化合物 尤其1 8 二羟基衍生物 其羰基对位的亚甲基上的氢很活泼 可与对亚硝基二甲苯胺反应缩合产生各种颜色 紫色 绿色 兰色及灰色等 4醌类化合物的提取分离4 1提取中药中的蒽醌类一般以结合成甙的状态存在要比游离状态多 因此多采用乙醇为溶剂甙和甙元均可以提取出来 将提取液浓缩后再进一步分离 若只提取游离蒽醌类则可先水解 使之全部转为蒽醌甙元 然后用有机溶剂提取 使蒽醌转入有机相中 有机溶剂提取法极性小 第四节提取分离 一 游离醌类的提取方法 二 游离羟基蒽醌的分离 三 蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的分离 四 蒽醌苷类的分离 有机溶剂 一 游离醌类的提取方法 2 碱提取酸沉淀法用于提取含酸性基团 Ar OH COOH 的化合物 3 水蒸气蒸馏法适用于小分子的苯醌及萘醌类化合物 提取液 浓缩 结晶 氯仿等溶剂 浓缩液 1 有机溶剂提取法 二 游离羟基蒽醌的分离 1 pH梯度萃取法 2 层析法吸附剂 硅胶 聚酰胺不易用氧化铝 尤其不易用碱性氧化铝 常用的有机溶剂如氯仿 苯和20 硫酸加热回流 水解后是游离蒽醌全部转入有机相中 然后采用pH梯度分离法或柱层析分离法分离 三 蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元分离 四 蒽醌苷类的分离 由于蒽醌苷类水溶性较强 分离精制较困难 故现多用柱色谱进行分离 柱层析载体常用有 分离前 多进行预处理 除部分杂质 预处理方法 1 铅盐法2 溶剂法 硅胶 聚酰胺 葡萄糖凝胶 纤维素等 预处理方法 1 铅盐法 2 溶剂法用极性较大的溶剂将苷从提取液中提取 萃取 出来 第五节结构鉴定 一 衍生物的制备1 甲基化反应2 乙酰化反应二 波谱学方法1 紫外光谱 UV 2 红外光谱 IR 3 核磁共振 NMR 4 质谱 MS 一 泻下作用如 大黄中主要泻下成分为 二蒽酮类成分 二 抗菌作用大黄酸 大黄素 芦荟大黄素等具有此作用 三 抗肿瘤作用抑制大鼠乳癌及艾氏腹水癌有明显作用对cAMP