天然药物化学-醌类化合物-4学时

1、 一一 概概 述述 醌类化合物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。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、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。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。是许多天然药物如是许多天然药物如大黄、何首乌、虎杖、决明子、芦荟、丹参大黄、何首乌、虎杖、决明子、芦荟、丹参等药材的有效成分。等药材的有效成分。 醌类化合物具有多方面的生理活性，醌类化合物具

2、有多方面的生理活性，如致泻、抗菌、利尿和如致泻、抗菌、利尿和止血等止血等，还有一些醌类化合物具有，还有一些醌类化合物具有抗癌、抗病毒、解痉平喘等抗癌、抗病毒、解痉平喘等作用作用，是一类很有前途的天然药物。，是一类很有前途的天然药物。 OOOOOOOObenzo quinonesnaphtho quinonesphenanthra quinonesanthra quinones其中蒽醌及其衍生物的类型较多。其中蒽醌及其衍生物的类型较多。对苯醌对苯醌邻苯醌邻苯醌（ para-） （ ortho-） OO123456OO123456较简单的对苯醌多为黄色或橙黄色结晶，能随水蒸气蒸馏，常有令人较简单的

3、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。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。OOOCH3H3COOO(CH2)12CH3HO2, 6-二甲氧基对苯醌醌密花醌醌 rapanone （酸金牛醌）凤眼草的果实凤眼草的果实白花酸藤果白花酸藤果OOOHOH(CH2)10CH3OOMeMeOMeOCH2CHCCH2CH3H()n信筒子醌embelin辅酶Q10(n=10)coenzymes Q10（naphthoquinones)OOOOOO1234567812612-(1,4)-(1,2)amphi-(2,6

4、)萘醌萘醌萘醌-萘醌类是黄色结晶，可升华，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚。萘醌类是黄色结晶，可升华，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚。天然萘醌衍生物多为橙黄色或橙红色结晶，个别为紫色结晶。天然萘醌衍生物多为橙黄色或橙红色结晶，个别为紫色结晶。胡桃醌(juglone)存在于核桃未成熟的果皮（青皮）中，有抗癌、抗菌和中枢神经镇静的活性，共存的其几种还原衍生物，都有抗菌的生物活性。蓝雪醌（plumbagin）主要分布于白花丹属植物中如蓝雪花，具有抗菌、止咳、祛痰作用。 萘醌萘醌OOOHCH3兰雪醌胡桃醌 萘醌萘醌异紫草素异紫草素性味：性寒，味甘、咸。 归经：归心、肝经。 功效分类： 止血药；凉血药；清热解毒药

5、 功能主治： 凉血，活血，解毒透疹。用于血热毒盛、斑疹紫黑、麻疹不透、疮疡、湿疹、水火烫伤。清热凉血，用于麻疹，热病癍疹，湿疹，尿血，血淋，血痢，疮疡，丹毒，烧伤，热结便秘。 萘醌萘醌OOCH33H维生素K1OOOOOO邻菲醌邻菲醌邻菲醌邻菲醌对菲醌对菲醌OOR1R2丹参醌IIA R1=CH3 R2=H丹参醌IIB R1=CH2OH R2=H羟基丹参醌IIA R1=CH3 R2=OH丹参酸甲酯 R1=COOCH3 R2=HOOHRO丹参新醌甲 R=CH(CH3)CH2OH丹参新醌乙 R=CH(CH3)2丹参新醌丙 R=CH3 唇形科植物丹参中的醌类化合物多具有抗菌及扩张冠状动脉的作用，是中药丹

6、参的主要有效成分。唇形科植物丹参中的醌类化合物多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。丹参酮丹参酮A有增加冠流量的作用，由其制得的丹参酮有增加冠流量的作用，由其制得的丹参酮A磺酸钠注射液已投入生产，临床上可治疗冠磺酸钠注射液已投入生产，临床上可治疗冠心病、心梗等。心病、心梗等。OOHOOOHHO蒽醌氧化蒽酚OO123456789108a9a10a4a1,4,5,8位为 -位2,3,6,7位为 -位9,10位为meso-位OOH蒽酮蒽酚蒽醌衍生物OOOHOHR1R2大黄酚 R1=CH2 R2=H大黄素 R1=CH3 R2=OH大黄素甲醚 R1=CH3 R2=OCH3芦荟大黄素

7、R1=H R2=CH2OH大黄酸 R1=H R2=COOH羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖、鼠李糖结合成苷，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：有单糖苷，也有双糖苷：OOOR1O R2CH3OOOO HOCH3Glu CH3Glu大黄酚葡萄糖苷 glu H大黄酚-1-O- H glu -D-葡萄糖苷R1 R2大黄素甲醚-8-O-D-龙胆双糖 蒽醌苷蒽醌苷OOOHR1R2R3OOOHOOOHOHOHOCH2OHOHOHO茜 草 素 OH H H羟 基茜 草素 OH H OH伪 羟 基茜 草素 OH COOH OH R1 R2 R3 蒽醌衍生物蒽醌衍生物2 2茜草素型茜草素型：

8、羟基分布于一侧苯环上，颜色较深，多呈橙黄色至橙红色。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。OOOOHHO蒽醌蒽酮蒽酚互变异构体 蒽酚衍生物蒽酚衍生物OHOHCH3OHOOHCH3OH柯桠素（柯桠素（chrysarobin）番泻苷番泻苷AOOHOOCOOHCOOHHHOHOglcglc1010这类物质多为黄色结晶，多以苷的形式存在这类物质多为黄色结晶，多以苷的形式存在番泻叶中含蒽衍生物约番泻叶中含蒽衍生物约1.5，主要成分为番泻苷，主要成分为番泻苷AD，以及大，以及大黄酸葡萄糖苷和大黄酚等。其苷元是由二分子大黄酸蒽酮通过黄酸葡萄糖苷和大黄酚等。其苷元是由二分子大黄酸蒽酮通过C

9、10C10相互结合而成。相互结合而成。OOHOOOOHCOOHCOOHglcglcHHOOHOOOOHCOOHCOOHglcglcHHsennoside Asennoside B 二、结构类型二、结构类型 -二蒽酮二蒽酮番泻苷番泻苷C和番泻苷和番泻苷D也是一对同分异构体，均由一分子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大黄酸和一分子芦荟大黄素的蒽酮衍生物通过C10C10键结合而成，二者的苷和苷元均有旋光性。键结合而成，二者的苷和苷元均有旋光性。OOHOOOOHCH2OHCOOHglcglcHHOOHOOOOHCH2OHCOOHglcglcHHsennoside

10、Csennoside D 二、结构类型二、结构类型 -二蒽酮二蒽酮OOOHO蒽醌类蒽酮游离基长时间贮存.2二蒽酮二蒽酮类化合物的C10-C10键与通常的C-C键不同，易于断裂，生成稳定的蒽酮类化合物。OCOOHglc-OOHHHOOHCOOHHOOOHCOOHglc-O2+2glucose肠内肠内大黄酸蒽酮大黄酸蒽酮1010蒽醌类化合物蒽醌类化合物鞣质鞣质大黄酸大黄酸在减少蛋白尿、减轻肾组织损伤、延缓糖尿病肾病进展等方面具有一定的作用。同时大黄酸在改善糖代谢异常，抑制葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）的过度表达，逆转高糖高脂饮食所致大鼠的胰岛素抵抗状态具有良好作用。大黄素大黄素对高糖引起的肾小球系

11、膜细胞p38丝裂原活化蛋白激酶（ p38MAPK）活性增加均有明显的对抗作用，可以降低肥胖小鼠的血糖和血清胰岛素含量，可能是一种潜在的11-羟类固醇脱氢酶（11-HSD1）抑制剂。原花青素的低聚物等鞣质原花青素的低聚物等鞣质能有效降低血清肌酐（Cr）水平，具有抑制血管紧张素转换酶作用，可使肾小球滤过率、肾血浆流量以及肾血流量均有明显增加。苯骈二蒽酮衍生物苯骈二蒽酮衍生物OOOHOHHOHOCH3CH3OHOH金丝桃素金丝桃素广泛存在金丝桃属广泛存在金丝桃属植物中，具有抑制植物中，具有抑制中枢神经系统及抗中枢神经系统及抗病毒的作用。病毒的作用。 特殊结构特殊结构 -蒽酚和蒽酮衍生物蒽酚和蒽酮衍生

12、物OOHCH2OHOHCH3OCH2OHOHOHOH芦荟苷（芦荟苷（barbaloin） 一一 物理性质物理性质 二二 升华性升华性 游离醌类多有游离醌类多有升华性升华性，可得到最纯的结晶。可得到最纯的结晶。 应用：用于提取、精制应用：用于提取、精制 小分子的苯醌、萘醌小分子的苯醌、萘醌挥发性，能随水挥发性，能随水蒸气蒸馏。蒸气蒸馏。二、化学性质二、化学性质（一）（一） 酸性酸性 蒽醌类化合物多带有蒽醌类化合物多带有ArAr-OH-OH，一般在，一般在2 2个以上、个以上、因此具有酚类化合物的通性，呈弱酸性反应。因此具有酚类化合物的通性，呈弱酸性反应。特点特点碱溶酸沉碱溶酸沉 醌类化合物因分子

13、中酚羟基的数目及位置不同，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。酸性强弱有一定差别。1、有COOH 无-COOH，可溶于NaHCO3中。2、-羟基羟基 -羟基羟基 -羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强，能溶于羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强，能溶于Na2CO3溶液中，尤其是热溶液中。溶液中，尤其是热溶液中。OOOHOOOHOOO.-三、醌类化合物的理化性质三、醌类化合物的理化性质3 羟基数目增多，酸性也增强。羟基蒽醌羟基数目增多，酸性也增强。羟基蒽醌的酸性随羟基数目的增加而增加，无论的酸性随羟基数目的增加而增加，无论是是- 位或位或-位有羟基，其酸性都有一定位有羟基，其酸性都有一

14、定程度的递增程度的递增 。三、醌类化合物的理化性质三、醌类化合物的理化性质OOOHOHOHOHOOOHOH 苯醌、萘醌显显色色剂剂无色亚甲兰试剂 OOOH_OOO_OOO_OH显色反应与形成共轭体系的显色反应与形成共轭体系的Ar-OH和羰基有关，在碱液中和羰基有关，在碱液中Ar-OH中氧受羰基吸电子影中氧受羰基吸电子影响，通过共轭效应，转移至羰基氧原子上，形成新的共轭体系，发生颜色变化。响，通过共轭效应，转移至羰基氧原子上，形成新的共轭体系，发生颜色变化。药粉药粉酸水热提酸水热提酸水液酸水液 乙醚乙醚萃取萃取萃取液萃取液加加5%NaOH5%NaOH碱水液（显碱水液（显红色红色）醚层（变为无色）

15、醚层（变为无色）这是羟基蒽醌及具有游离酚羟基蒽醌苷类一个很重这是羟基蒽醌及具有游离酚羟基蒽醌苷类一个很重要的鉴别反应。要的鉴别反应。 （+） OOOO活性次甲基试剂在氨碱性下（丙二酸酯、乙酰醋酸脂/醇液）兰绿色兰绿色兰紫色兰紫色或+ +醌环上未取代位置 具有具有-OH或邻二或邻二酚OH的蒽醌的蒽醌 OOOOHOOOHOMgOOOOOOMg有机溶剂提取液浓缩结晶氯仿等溶剂浓缩液药材药材乙醇提取乙醇提取乙醇浸膏乙醇浸膏乙醚捏溶乙醚捏溶不溶物不溶物乙醚溶液乙醚溶液5NaHCO3NaHCO3液液乙醚液乙醚液酸化酸化沉淀沉淀重结晶重结晶结晶（含结晶（含-COOH的羟基的羟基蒽醌成分）蒽醌成分）5NaCO

16、3NaCO3液液乙醚液乙醚液酸化酸化沉淀沉淀重结晶重结晶结晶（结晶（ -OH蒽醌成分）蒽醌成分）1NaOHNaOH液液乙醚液乙醚液5NaOH二、游离羟基蒽醌的分离二、游离羟基蒽醌的分离 ：（分离具酚（分离具酚-OH） 醌类化合物的提取和分离醌类化合物的提取和分离Rotary Evaporator HPLC; High Performance Liquid Chromatography Fraction Collector Open Column Chromatography 一、紫外光谱（一、紫外光谱（UV）概述：概述：UV是用不同波长（是用不同波长（200-700nm）的紫外）的紫外及可见光

17、为光源，一次照射一定浓度的试样及可见光为光源，一次照射一定浓度的试样溶液，化合物分子因吸收紫外及可见光而产溶液，化合物分子因吸收紫外及可见光而产生电子跃迁，在不同波长下测量物质的吸收生电子跃迁，在不同波长下测量物质的吸收度，按吸收强度（度，按吸收强度（A）和吸收波长（）和吸收波长（）作图）作图所得的吸收光谱。所得的吸收光谱。 复习复习UV苯醌主要吸收峰有三个苯醌主要吸收峰有三个400 nm285 nm240 nm强峰强峰中强峰中强峰弱峰弱峰OO257 nm（醌样结构引起）（醌样结构引起）245 nm251 nm335 nm（苯样结构引起）（苯样结构引起）有四个主要吸收峰有四个主要吸收峰 引入助

18、色团（如-OH，-OMe）使相应吸收峰红移红移 醌环上引入助色团影响257nm红移红移 （不影响苯环引起的吸收） 苯环上引入-OH影响335nm红移红移到427nmOOOO252 325 nm272 405 nm（苯样结构）（醌样结构）蒽醌有四个吸收峰 1 与结构的关系与结构的关系 峰峰1与结构中羟基数目有关，羟基越多，与结构中羟基数目有关，羟基越多，位置越偏长波方向。具体波长与羟基位置位置越偏长波方向。具体波长与羟基位置()无关，但强度主要取决于无关，但强度主要取决于 羟基的数目。羟基的数目。 峰峰3的峰位和强度主要受的峰位和强度主要受酚羟基的影响，酚羟基的影响， 酚羟基能够通过蒽醌母核向羰

19、基供电，使该酚羟基能够通过蒽醌母核向羰基供电，使该峰红移，强度亦增强。一般蒽醌母核上具有峰红移，强度亦增强。一般蒽醌母核上具有酚羟基则峰酚羟基则峰3吸收强度均在吸收强度均在4.1以上，若低于此以上，若低于此值，表示无值，表示无酚羟基。酚羟基。 峰峰5主要受主要受羟基影响羟基影响， 羟基数目越多羟基数目越多，max红移就越多。红移就越多。醌类化合物的光谱特征总结醌类化合物的光谱特征总结如果9,10蒽醌母核上没有羟基取代时，羰基峰位为；如有-OH取代，与羰基缔合，使羰基的伸缩振动显著向低频位移。羟基频率与结构的关系羟基频率与结构的关系羟基因与相邻的羰基缔合，吸收频率移至羟基因与相邻的羰基缔合，吸收频率移至3150cm-1以下，多与不饱和以下，多与不饱和CH伸缩振动频率相重叠伸缩振动频率相重叠羟基振动频率较羟基振动频率较羟基高得多羟基高得多，在，在36003150cm-1之之间，若只有一个，则大多在间，若只有一个，则大多在33003390 cm-1间有一个间有一个峰。若有多个，则峰。若有多个，则3600 3150cm-1之间可能有两上或之间可能有两上或多个峰多个峰OOHHOOHHHHR6.72 (s)6.95 (s)供电取代基向高场位移向高场位移6.17 6.37 6.76 7.06OOHROCH3OHOCOCH3