天然产物化学--醌类化合物

第八章醌化合物、崔光芬、醌、醌、正义：醌是天然产物中比较重要的活性成分，分子内有不饱和环二酮结构(醌结构)，或容易转化成这种醌结构的天然有机化合物，苯并醌、萘醌、吡喹酮、蒽醌、蒽醌都具有一定的生理活性，I，苯醌，苯醌等化合物在结构上可分为对苯醌和儿茶酚，由于苯醌的结构不稳定，自然存在的苯醌大部分是对苯醌衍生物，一般取代物是-OH，-OCH3，-CH3或其他碳氢化合物侧链。对苯并醌，苯并醌存在于27种高等植物中，在低植物褐色海藻中也发现了苯并醌等化合物。天然苯并醌大部分是黄色或橙色晶体，是像奉安过剩这样的中药中存在的2，6-二甲氧基对苯并醌、黄色晶体，抗菌效果很强。存在于生物界的帕奎农可能参与体内氧化还原过程，作为生物氧化反应的辅酶(辅酶q)类，辅酶Q10被用于治疗心脏病、高血压、癌症。2，6-二甲氧基苯并醌，2，萘醌，萘醌化合物在结构上可以有1，4，1，2和2，6-萘醌三种类型。但是自然存在的萘醌化合物大部分是1，4-萘醌的衍生物。萘醌分布在大约20科的高等植物中，其含量高的科目是紫杉，柿子，蓝雪克。核桃叶和未成熟的果实中含有核桃醌，橙色针状晶体，具有抗菌、抗癌和中枢神经镇静的作用。母乳和白雪菜中的蓝眼睛醌结晶为橙色，具有抗菌、咳嗽和祛痰作用。紫草中分配的紫草和紫草衍生物具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒和抗癌作用，是紫草的主要成分。iii，fequinone，天然吡喹酮衍生物为o-fequinone和p-fequinone两种类型，基本结构：比奎农等植物分布在嘴唇、兰花、豆科、豆科、瓜类、瓜类、瓜类、瓜类等高等植物上，在地衣中也有分离。从丹参根中提取的几种吡喹酮衍生物都是o-fequinone和p-fequinone化合物。丹参醌是抗菌和冠状动脉扩张的，对冠心病、心肌梗塞的临床治疗有效。salvia miltiorrhiza quinone，iv、蒽醌、蒽醌衍生物和蒽氧化用苯酚、蒽、蒽等还原度不同的蒽衍生物。天然蒽醌是9，10-蒽醌最常见，相对稳定。蒽醌大体分布在30滤的高等植物上，在地衣和真菌中也发现。大部分蒽醌的母核有不同数量的羟基取代，其中双性羟基蒽醌较多，取代了-CH3，-ch20h，-CHO，-coh等。(1)蒽醌衍生物，蒽醌的结构类型具有一定的规律性。根据羟基在母核中的位置，羟蒽醌衍生物可以分为两类。1，大黄素这种类型的蒽醌羟基分布在两个苯环上，大部分是黄褐色。大黄、决明子等许多重要中药包括引起腹泻的1，8-二羟基蒽醌衍生物，以下几种莫丁羟蒽醌衍生物在中药中广泛分布。羟基蒽醌衍生物大部分与葡萄糖，rhamnose结合，有单糖和二糖。2.茜素分子中的羟基分布在一侧的苯环上，从橙色到橙色。中药茜草中的茜素及其苷等是除药用外重要的天然染料。(2)蒽醌(或蒽醌)衍生物，蒽醌在酸性条件下还原，产生蒽及其相互转化异构蒽。蒽衍生物也以普里阿辛德和糖苷两种形式存在。羟蒽酚对霉菌有很强的杀灭作用，作为治疗疥疮等皮肤病的有效外药，效果良好。芦荟中的芦荟苷是蒽衍生物。阿洛素、柯阿隆、(3)二蒽衍生物，二蒽酮可以看作是蒽环中碳原子相互结合而形成的衍生物。在易安特拉森衍生物中，更常见、更重要的是易安特拉森衍生物。例如，大黄和番泻叶中腹泻的主要成分反腹泻苷a、b、c、d等都是易安特拉森衍生物，易安特拉森衍生物除了C10-C10以外还有其他形式。金丝桃素是萘二蒽衍生物。在存在和金丝桃部分植物中起到抑制中枢神经的作用。最近几年发现，金丝桃素具有抗HIV病毒活性作用。hypericin，醌等化合物的特性1，一般特性醌大部分是黄色到橙色固体，取代酚羟基等辅助组分后颜色较深。自由醌化合物一般具有升华性。小分子苯并醌和萘醌也具有挥发性物质，与水蒸气一起蒸馏，因此可以进行分离和钝化操作。玻璃醌类化合物极性较小，一般溶于乙醇、醚、苯、氯仿等有机溶剂，基本不溶于水。糖和糖苷结合后，极性大大增加，容易溶于甲醇、乙醇，在热水中溶解，但在冷水中溶解能力明显降低，很少溶于苯、乙醚、氯仿等极性较少的有机溶剂。2，酸性，醌化合物多为酚羟基或羧基，大部分呈酸性。其酸性的强弱取决于羧基和酚羟基的数量、位置。以玻璃蒽醌衍生物为例，酸性强弱按以下顺序排列。包含两个或多个-OH的人-OH包含两个或多个-OH的人，包含alpha-OH的人，以及包含alpha-OH的人。3，颜色反应，醌化合物的颜色反应如下。(1)在碱性条件下，着色反应羟基醌类在碱性溶液中发生颜色反应，可以加深颜色。橙色、红色、紫红色和蓝色。例如，羟基蒽醌被碱红-紫反应称为Borntragers反应，该发色反应与形成共轭体系的酚羟基和羰基有关。(2)无彩亚甲蓝颜色反应无色亚甲蓝溶液是以PPC和TLC为喷雾，检测苯并醌和萘醌类的专用显色剂。在醌衍生物色谱后，用无色的亚加兰溶液喷洒，如果蓝斑不含苯并醌或萘醌，则可能含有蒽醌，(3)与金属离子反应，在蒽醌化合物中，如果有-酚羟基或相邻的双酚羟基结构，则可能与Mg2、Pb2等金属离子形成复合物。以醋酸镁为例：羟基蒽醌和0.5%醋酸镁的甲醇或乙醇液体产生稳定的橙色或紫色复合物。生成的颜色取决于分子中羟基的位置。因此，该反应不仅起到了蒽醌的一般定性检查作用，还能提供羟取代位置的线索，有利于结构性推测。(4)对硝基二甲基苯胺反应，羟基蒽醌化合物，尤其是1，8-二羟基蒽衍生物可与对硝基二甲基苯胺的吡啶溶液0.1%反应。这种反应不受黄酮、香豆素、碳水化合物和苯酚的干扰。醌和化合物的提取和分离，醌等结构在物理和化学性质上的差异很大，以游离肌苷和糖苷两种形式存在于植物中，特别是极性和溶解性的差异很大，没有一般的提取和分离方法。一、醌萃取(1)水蒸气蒸馏适用于分子量小的苯醌和萘醌化合物。有可与水蒸气蒸馏的挥发性成分，可以用这种方法提取。从白色雪花中提取蓝眼睛醌，将白色雪花粗粉浸入水中蒸馏水蒸气，放置馏出液后，有结晶析出，萃取，甲醇再结晶，制成蓝眼睛醌。(2)有机溶剂萃取自由蒽醌成分一般按顺序提取不同极性的溶剂，可获得初步分离。但是，羟蒽醌在石油醚、苯、醚和氯仿中的溶解度不大，提取需要很长时间。(3)碱提取-酸沉降法用于提取具有游离酚羟基的醌化合物。酚羟基变成碱和盐，溶解在碱液中，酸化后酚羟基通过玻璃沉淀沉淀沉淀。(4)近年来，其他方法也应用于超临界流体萃取和超声波提取醌成分。也就是说，提高提案率，避免醌成分的分解。2，醌类化合物的分离，(1)玻璃醌类化合物的多种方法提取，往往是性质相似的几种醌类化合物，需要进一步分离，一般可以采用溶剂分布结晶法、梯度PH提取和色谱。结构极性大的蒽醌混合物可以利用极性不同的溶剂分别提取和分离。梯度PH提取a .根据蒽醌羟基的位置、数量以及是否有羧基，酸度大小不同，分别溶解在不同的碱性液体中，因此可以使用梯度PH提取方法。这是分离自由蒽衍生物的经典方法和常用方法。5%NaHCO3溶液-coh和两个或多个-酚OH5%Na2CO3溶液中包含1%-酚oantra quinon 1% NaOH溶液中2个-酚oantra quinon 5% NaOH溶液中包含1个alpha-酚oantra quinon。B. ph梯度萃取法初步分离蒽衍生物，具有相似性质的酸性强弱差异不大的羟基蒽醌，不容易分离，因此通过早期分蘖后色谱方法进一步分离。因为在氧化铝(尤其是碱性氧化铝)的情况下，羟基蒽醌形成氧化铝和坚固的螯合物，难以溶出，所以采用吸附柱色谱法将硅胶、磷酸氢钙、聚酰胺粉用作吸附剂。(2)自由蒽衍生物和蒽衍生物分离：根据它们的溶解度分离。苷元极性小，不溶于水，易溶于醚、氯仿等有机溶剂。糖苷具有较大的极性，可溶于水，不溶于醚、氯仿和其他有机溶剂。(3)蒽醌苷分离，一般为色谱。这种成分水溶性强，更难分离和精制。用铅盐法或溶剂色谱前处理，在纯苷后进一步分离。溶剂法采用乙酸乙酯、正丁醇等重极性有机溶剂，从去除游离蒽醌衍生物的水溶液中提取蒽醌苷，进一步分离。醌的结构测定是困难的，在结构分析中，通常通过颜色反应确定它属于醌，而不是紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱和质谱。(a) UV:醌等化合物由于相对较长的共轭体系的存在，紫外线吸收很强。苯并醌：主要有3个吸收峰：240nm强285nm强400nm弱萘醌：主要有4个吸收峰。257nm由醌类结构引起，245nm251nm335nm由苯类结构引起。蒽醌：蒽醌母核中有大量羟基取代，对羟基蒽醌主要有5个吸收峰：230nm左右-与oh相关的240nm-260nm，由苯甲酰结构引起。262 nm - 295nm，B-酚oh相关，由醌类似结构。262 nm - 295 nm是苯甲酰结构引起的，与苯环的供电基础替代有关，为400nm，醌类似结构的羰基对a-酚五相关(2) IR醌化合物的红外光谱的主要特征是羰基吸收峰和双键，以及苯环的吸收峰。(1)羟基蒽醌的红外区域 vC=O 1675 1653cm-1(伸缩振动) v-oh3600 3130cm-1(伸缩振动)V芳环1600 1480cm，2)未被蒽醌母核取代的情况下，两个c=o仅提供一个吸收峰：1675cm-1；3)芳环中引入-oh后，两个C=O吸收峰：1675 1647cm-1(自由)；1637 1608cm-1(关联C=O)，(c) NMR光谱13C-NMR(1)醌羰基碳原子的化学位移为182 188ppm(2)对称羰基只会出现一个共振峰。(3)如果-位置有羟基，则羰基和羟基形成氢键，因此羰基碳原子的化学位移偏向190200ppm的低场。(4)醌核中的碳在化学位移比苯环中的碳低的领域。(4) MS谱的主要特征如下。(1)分子离子峰一般是基本峰；(2) 12分子co的损失；苯醌特征碎片峰：(m/z)P-苯醌82，80，54，52萘醌特征碎片峰：(m/z)1，4-萘醌3354104，72，醌天然产物，1，大黄和蓼，大黄和药用大黄的干根和根大黄的化学成分为蒽，乳制品苷等，其中蒽醌成分占主导地位。大黄的化学成分因品种而异。羟基蒽醌衍生物的总量约为2%-5%，其中游离羟基蒽醌含量少，一般占大黄酚、大黄素、大硫酸、大黄素甲醚等总量的1/10-1/5。大黄的羟基蒽醌衍生物主要以糖苷的形式存在，大黄的五重游离蒽醌可以与葡萄糖结合。大黄中还有三种双葡萄糖，它们是大黄素、芦荟大黄素和大黄酸的衍生物。大黄中蒽醌衍生物的种类、存在形态、含量与品种、收集时间和存储时间相对相关，新鲜大黄中含有大量还原状态的蒽和蒽，在存储过程中逐渐氧化成蒽醌。并且大黄中含有少量大黄苷及其肌苷酸肌苷酶，结构上是苯乙烯的衍生物。由于劣等大黄中大黄的含量高，一般认为含有大黄的大黄质量更高，许多国家药典规定在大黄中不能检测到这种成分。大黄中含有10%-30%的单宁，主要有大黄单宁及其相关物质没食子酸、儿茶素和大黄四聚胺。大黄单宁有止泻作用，与蒽止泻作用相反。另外，大黄还包含树脂物质。大黄对腹泻、抗菌、抗惊厥剂等有多种药理作用，玻璃蒽醌具有抗菌活性，安特拉丁具有腹泻作用。因为结合型苷有保护作用，可以通过消化道到达大肠，通过酶或细菌分解成伊诺孔，刺激大肠，从而增加肠扭转。2，丹参是唇部和植物丹参的干根和根茎。有血瘀镇痛药、调节血液循环、消除营养及烦人等效果。对冠心病、心肌梗塞、肝脾肿大有一定的效果。药理作用表明丹参对心血管系统有多种作用，有助于增加冠状动脉流量，扩张主血管，降低血压。丹参还具有抗菌作用，对中枢神经系统有镇静镇痛作用。丹参根中多种皮托醌衍生物的分离，其中丹参醌、丹参醌 a、丹参醌 b、丹参醌丹参新醌a，b，c属于p-醌类型的吡喹酮。丹参除了含有脂溶性苯醌外，还含有丹参素、原儿茶醛、原儿茶酸等水溶性活性成分。丹参酚大部分被结晶为紫色、红色、橙色等，不溶于水，溶于有机溶剂。大部分是中性的，但丹参新醌a和b-c结构在醌环中含有羟基，呈酸性，可溶于碱性水溶液。丹参酚的提取分离以尿素为溶剂，萃取提取物为5% Na2CO3溶液，尿素层含有中性成分，通过硅胶柱层析和薄层分离得到丹参醌、 a、 b和恩-丹参醌等丹参醌的鉴定一般用作二氧化硅薄层色谱。丹参酚和原儿茶酸具有抗菌作用，丹参素有改善心脏功能，延长冠状动脉平滑肌，原儿茶醛有增加冠状动脉流量的作用。丹参酮 a经过