第四章醌类化合物PPT学习教案

1、会计学1第四章醌类化合物第四章醌类化合物一、结构类型一、结构类型二、理化性质二、理化性质三、提取分离三、提取分离四、结构鉴定四、结构鉴定五、生物活性五、生物活性第四章第四章 醌类化合物醌类化合物第1页/共82页（一）苯醌类（一）苯醌类（二）萘醌类（二）萘醌类（三）菲醌类（三）菲醌类（四）蒽醌类（四）蒽醌类 1 1、蒽醌衍生物、蒽醌衍生物 2 2、蒽酚衍生物、蒽酚衍生物 3 3、二蒽酮类衍生物、二蒽酮类衍生物 4 4、C-C-糖基衍生物糖基衍生物一、结构类型一、结构类型第2页/共82页一、苯醌（一、苯醌（benzoquinonesbenzoquinones）常有常有-OH-OH、-OCH-OCH

2、3 3、- CH- CH3 3等等基团取代。基团取代。一、结构类型一、结构类型第3页/共82页162534O8O7邻苯醌（邻苯醌（ ortho-）天然苯醌类化合物多为天然苯醌类化合物多为黄色或橙黄色黄色或橙黄色结晶体。结晶体。OO一、结构类型一、结构类型第4页/共82页OOHOOH(CH2)10CH32，6-二甲氧基苯醌二甲氧基苯醌信筒子醌信筒子醌OOOCH3H3CO一、结构类型一、结构类型第5页/共82页OOOOOO1234567891031234567812345678但目前从自然界得到的几乎均为但目前从自然界得到的几乎均为-萘醌类。萘醌类。 按理论，结构上有按理论，结构上有(1,4)(1

3、,4)，(1,2)(1,2)，mphi(2,6) mphi(2,6) 三三种种类型萘醌。类型萘醌。一、结构类型一、结构类型第6页/共82页中药中的萘醌多带有羟基，多呈橙色至黄色。一些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。化合物具有较强的生理活性。胡桃醌胡桃醌( juglone)( juglone)存在于核桃未成熟的果皮（青皮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）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，如有抗菌的生物活性，如-氢化胡桃醌及其氢化胡桃醌及其4-4-葡萄糖苷等葡萄糖苷等。OOOHOHOOH

4、O胡桃醌胡桃醌一、结构类型一、结构类型第7页/共82页柿树的新鲜根中含有多种萘醌的衍生物包括蓝雪柿树的新鲜根中含有多种萘醌的衍生物包括蓝雪醌醌(plumbgin)(plumbgin)，7-7-甲基胡桃醌和一些萘醌的二聚物和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，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。菌感染所引起的疖和痤疮。一、结构类型一、结构类型第8页/共82页 也有不含羟基的萘也有不含羟基的萘 醌衍生物，维生素醌衍生物，维生素

5、K K类即是一例。例类即是一例。例如维生素如维生素K K1 1和和K K2 2。 维生素维生素K1K1和和K2K2的主要作用是能促进血液的凝固，所的主要作用是能促进血液的凝固，所以可用作止血剂。以可用作止血剂。 在研究维生素在研究维生素K1K1和和K2K2及其衍生物的化学构造与凝血及其衍生物的化学构造与凝血作用的关系时，发现作用的关系时，发现2-2-甲基甲基-1-1，4-4-萘醌具有更强的凝血萘醌具有更强的凝血能力，称之为维生素能力，称之为维生素K3K3，维生素，维生素K3K3是油溶性维生素是油溶性维生素。 OOCH3Hn OOC H3一、结构类型一、结构类型第9页/共82页三、菲醌三、菲醌(

6、phenanthraquinones)(phenanthraquinones)类类天然菲醌衍生物主要包括天然菲醌衍生物主要包括邻醌邻醌及及对醌对醌两大类。唇形科植两大类。唇形科植物物丹参丹参具有活血化瘀、消炎抗菌、抗肿瘤、扩张血管等具有活血化瘀、消炎抗菌、抗肿瘤、扩张血管等多种作用，近几十年来，中日学者深入研究，从中得到多种作用，近几十年来，中日学者深入研究，从中得到了几十种菲醌衍生物。了几十种菲醌衍生物。OOOO邻醌对醌一、结构类型一、结构类型第10页/共82页 丹参中的醌类化合物具有抗菌及扩张冠状动脉的作用，丹参中的醌类化合物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

7、可用于治疗金黄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、痤疮等疾病色葡萄球菌等引起的疖，痈，蜂窝组织炎、痤疮等疾病。由丹参酮。由丹参酮IIII制得的丹参酮制得的丹参酮IIII磺酸钠注射液可增加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。冠脉流量，临床上治疗冠心病、心肌梗塞有效。 OOOROHOOCH2OH丹参 酮 IIA R=H丹参 酮 IIA 磺 酸 钠 盐 R=-SO3Na丹参 新 酮 甲一、结构类型一、结构类型第11页/共82页OO123456789101，4，5，8-2，3，6，7位位 9，10meso位位四、蒽醌类四、蒽醌类

8、蒽醌类成分包括蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物，蒽醌类成分包括蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物，如：如：氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、二蒽酮。氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、二蒽酮。一、结构类型一、结构类型第12页/共82页OOOOHOOHHOHO蒽醌蒽醌氧化蒽酚氧化蒽酚蒽酮蒽酮蒽酚蒽酚一、结构类型一、结构类型第13页/共82页OOOHOHCH3OH( (一）、蒽醌衍生物一）、蒽醌衍生物一、结构类型一、结构类型第14页/共82页OOOR1OR2CH3OOOOHCH3GluMeOGluOOOHOHR1R2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

9、-O- -D-龙 胆双 糖 R1 R2大 黄 酚 H CH3大 黄 素 OH CH3大 黄 素 甲 醚 OCH3 CH3芦 荟 大 黄 素 H CH2OH大 黄 酸 H COOH第15页/共82页OOOHOH茜草素茜草素一、结构类型一、结构类型第16页/共82页OOO HOSn,HclSn,Hcl还原还原蒽酚蒽酚蒽酮蒽酮一、结构类型一、结构类型第17页/共82页一、结构类型一、结构类型第18页/共82页HOCOOHOOHOHOOCOOHglcglcHSennoside 一、结构类型一、结构类型第19页/共82页HOCOOHOOHOHOOCOOHglcglcHOO HO HCOOHH.OOHOH

10、COOHO水解水解O大黄酸大黄酸一、结构类型一、结构类型第20页/共82页一、结构类型一、结构类型第21页/共82页（四）（四）C-C-糖基衍生物糖基衍生物是蒽醌的碳苷，即糖作为侧链通过是蒽醌的碳苷，即糖作为侧链通过C-CC-C键直接与键直接与蒽环相连。例如芦荟致泻的主要有效成分芦荟蒽环相连。例如芦荟致泻的主要有效成分芦荟苷苷(barbaloin)(barbaloin)即属此类化合物。即属此类化合物。OCH2OHOHOHOHOHOHOCH2OHCH3芦荟苷芦荟苷一、结构类型一、结构类型第22页/共82页OOHOHCH3OOHOHCH3OHOHOOHOHCH3OOHOHCH2OHOHOHhype

11、ricinpseudohypericin金丝桃属某些植物如贯叶连翘、小连翘中含有的金丝桃金丝桃属某些植物如贯叶连翘、小连翘中含有的金丝桃素素(hypericin)(hypericin)、假金丝桃素、假金丝桃素(pseudohypericin)(pseudohypericin)均为均为萘骈二蒽酮衍生物萘骈二蒽酮衍生物一、结构类型一、结构类型第23页/共82页二、理化性质二、理化性质（一）物理性质（一）物理性质 1.1.性状性状 2.2.升华性、挥发性升华性、挥发性 3.3.溶解度溶解度（二）化学性质（二）化学性质 1.1.酸性酸性 2.2.颜色反应颜色反应第24页/共82页1.1.性状性状 颜色

12、颜色 无无r-OHr-OH近乎于无色近乎于无色 助色团越多，颜色越深助色团越多，颜色越深 如如：黄黄、红红、橙橙、等等 多为有色晶体多为有色晶体 存在状态：苯醌、萘醌存在状态：苯醌、萘醌多以游离状态存在；多以游离状态存在； 蒽醌类蒽醌类则往往结合成苷而存在于植物中则往往结合成苷而存在于植物中。（一）物理性质（一）物理性质二、理化性质二、理化性质第25页/共82页3.3.溶解度溶解度 H H2 2O MeOH EtOH EtO MeOH EtOH Et2 2O CHClO CHCl3 3游离醌游离醌 + + + + + + + +成成 苷苷 + +（热）（热） + + + + 2.2.升华性、挥

13、发性升华性、挥发性 小分子的苯醌、萘醌类具有挥发性，能随水蒸气小分子的苯醌、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。蒸馏，可据此进行提取、精制工作。游离的醌类多具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。有升华性，蒽衍生物在常压下加热即能升华。二、理化性质二、理化性质第26页/共82页OOOHOOOH溶于溶于5%NHCO31.1.酸性酸性 Ar-OHAr-OH的存在的存在显酸性显酸性用于碱提酸沉用于碱提酸沉分子中分子中Ar-OHAr-OH的数目、位置不同则酸性强弱有差异的数目、位置不同则酸性强弱有差异（二）化学性质（二）化学性质二、理化性质二、理化性质第27页/

14、共82页OOOHOOOH溶于溶于5%N2CO3溶于溶于5%NOH二、理化性质二、理化性质第28页/共82页溶于溶于5%NHCO3溶于溶于5%N2CO3溶于溶于1%NOH溶于溶于5%NOH二、理化性质二、理化性质第29页/共82页醌类醌类醛及邻二硝基苯醛及邻二硝基苯OH-紫色化合物紫色化合物2 2 颜色反应：颜色反应：（1 1） Feigl reaction:Feigl reaction:醌类衍生物在醌类衍生物在碱性条件碱性条件下加热能迅速与下加热能迅速与醛类及邻二硝基醛类及邻二硝基苯苯反应生成反应生成紫色紫色化合物。在这个反应中醌类在反应前后化合物。在这个反应中醌类在反应前后并无变化，只起传递

15、电子的作用。并无变化，只起传递电子的作用。二、理化性质二、理化性质第30页/共82页OO+2HCHO+2OH-HOHOH+2HCOO-醛类碱氢醌OHOH+NO2NO2OOH-OO+NO2NO-邻二硝基苯氧化剂还原剂催化剂紫紫色色25% Na2CO34% HCHO5%邻二硝基苯紫色紫色样品液1滴 (in 水或苯) 1 4第31页/共82页（2 2）无色亚甲蓝显色试验）无色亚甲蓝显色试验苯醌、萘醌苯醌、萘醌区别于蒽醌区别于蒽醌醌类衍生物层析展开后，喷以醌类衍生物层析展开后，喷以无色亚甲兰溶液无色亚甲兰溶液，若出现若出现兰色兰色斑点斑点 可能含苯醌或萘醌可能含苯醌或萘醌不不显色不显色显色不显色 可能

16、含蒽醌可能含蒽醌TLC、PPC显色剂显色剂无色亚甲兰试剂苯醌、萘醌二、理化性质二、理化性质第32页/共82页.Borntragers反应 羟基蒽醌类化合物遇碱显红羟基蒽醌类化合物遇碱显红 紫红色的反应。紫红色的反应。 反应机理如下：反应机理如下：(博恩特雷格反应)二、理化性质二、理化性质第33页/共82页OOOHOOOOOO-显红色显红色OH-OOOHOOOOOO-显红色OH-形成了新的共轭体系形成了新的共轭体系二、理化性质二、理化性质第34页/共82页中药粉 末0.1g10%硫酸 5ml2- 10H+H2O放 冷加乙醚2mlH+H2OEt2O5%NaOH 1mlEt2OH2OOH-黄黄无色无

17、色红色红色检查中药中蒽醌类成分二、理化性质二、理化性质第35页/共82页OOOO活性次甲 基试剂在氨碱性下（ 丙 二酸酯、乙酰醋 酸脂/醇液）兰兰绿绿色色兰兰紫紫色色或+ +醌环 上未取代位置二、理化性质二、理化性质第36页/共82页OOOOOOMgOOOOHOOOOHMg与醋 酸镁形成的络合物二、理化性质二、理化性质第37页/共82页与醋 酸镁形成的络合物具有一定 的颜色鉴定OOOHOOOHOO-OH-OH橙黄橙色OOOHOHOHOH兰兰 兰兰紫紫橙橙红红红红 紫紫红红 紫紫二、理化性质二、理化性质第38页/共82页C9C9或或C10C10位为取代的羟基蒽酮类化合物，尤其是位为取代的羟基蒽酮

18、类化合物，尤其是1 1，8-8-二羟基衍生二羟基衍生物，其酮基对位的亚甲基上的氢很活泼，可与物，其酮基对位的亚甲基上的氢很活泼，可与0.1%.0.1%.对亚硝基二甲对亚硝基二甲苯胺的吡啶溶液反应，缩和而产生各种颜色。缩合物的颜色可以苯胺的吡啶溶液反应，缩和而产生各种颜色。缩合物的颜色可以是紫色、绿色、蓝色及灰色等。是紫色、绿色、蓝色及灰色等。OOHOHHHCH3NoN(CH3)3NOOHOHCH3N(CH3)3+绿色(6)(6)对亚硝基二甲苯胺反应对亚硝基二甲苯胺反应二、理化性质二、理化性质第39页/共82页醌类化合物由于结构及性质具很大差异，于植物体内的醌类化合物由于结构及性质具很大差异，于

19、植物体内的存在状态也不同，故提取分离方法多样。存在状态也不同，故提取分离方法多样。一、游离醌类的提取方法一、游离醌类的提取方法1 1、有机溶剂提取法：、有机溶剂提取法：A A、将药粉用有机溶剂提取、将药粉用有机溶剂提取, ,提取液浓缩提取液浓缩, ,可能析出结晶，可能析出结晶，再重结晶。再重结晶。第40页/共82页第41页/共82页2 2、碱提酸沉法碱提酸沉法：适于适于具酚羟基的醌类具酚羟基的醌类成分。它们可溶成分。它们可溶于碱性水液中，加酸后又沉淀析出。于碱性水液中，加酸后又沉淀析出。3 3、水蒸气蒸馏法：水蒸气蒸馏法：适于适于分子量较小的苯醌及萘醌类分子量较小的苯醌及萘醌类。它们具挥发性，

20、可随水蒸气蒸馏出来，同时可与不具挥它们具挥发性，可随水蒸气蒸馏出来，同时可与不具挥发性的醌类分离。发性的醌类分离。4 4、其他方法：、其他方法：第42页/共82页二、游离羟基蒽醌的分离：二、游离羟基蒽醌的分离：第43页/共82页二、游离羟基蒽醌的分离：二、游离羟基蒽醌的分离：第44页/共82页OOHOCH3OMeOMeOOHOHOCH3OOHOHOCOOHOOHCH3OOMeOH第45页/共82页第46页/共82页三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离：三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离： 利用极性差异利用极性差异, ,如苷元溶于氯仿如苷元溶于氯仿, ,苷不溶于氯仿。苷不溶于氯仿。 羟基及含羧基蒽

21、醌在植物体内常以盐的形式存在，提羟基及含羧基蒽醌在植物体内常以盐的形式存在，提取时应先取时应先酸化酸化成游离状态，再提取。成游离状态，再提取。第47页/共82页第48页/共82页 铅盐法：铅盐法：中药粉中药粉90%90%乙醇加热提取乙醇加热提取提取提取液液浓缩浓缩浓缩液浓缩液氯仿（或乙醚、苯）萃取氯仿（或乙醚、苯）萃取 氯仿液氯仿液（游离蒽醌）（游离蒽醌）水水层层加加Pb(Oc)Pb(Oc)2 2液，过滤液，过滤滤液滤液沉淀沉淀水洗，悬浮于水中，通水洗，悬浮于水中，通H H2 2S S脱铅过滤脱铅过滤沉淀（沉淀（PbPb2 2S S）滤液滤液蒽醌苷蒽醌苷第49页/共82页虎杖浸膏虎杖浸膏的水溶

22、液的水溶液氯仿回流氯仿回流氯仿液氯仿液 （含大黄素等（含大黄素等游离蒽醌游离蒽醌脂溶成分）脂溶成分）水液水液EtOACEtOAC萃取萃取 EtOAC EtOAC液液（含大黄素苷等（含大黄素苷等蒽醌苷蒽醌苷极性成分）极性成分） 溶剂法：溶剂法：第50页/共82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 AD) 分子量由大至小

23、依次洗脱分子量由大至小依次洗脱 层析法层析法第51页/共82页蒽醌类化合物的结构研究，一般是在进行蒽醌类化合物的结构研究，一般是在进行BorntragerBorntrager反反应、醋酸镁反应应、醋酸镁反应初步确定为蒽醌化合物后，再依据初步确定为蒽醌化合物后，再依据光谱光谱分析分析，同时辅以，同时辅以衍生物制备衍生物制备等经典化学方法作出判断。等经典化学方法作出判断。第52页/共82页OO主要有三个吸收峰主要有三个吸收峰：240nm 240nm 强强285nm 285nm 中强中强400nm400nm弱弱OO主要有四个吸收峰：主要有四个吸收峰：257nm257nm 由由醌样结构醌样结构引起引起

24、245nm 251nm 335nm245nm 251nm 335nm 由由苯样结构苯样结构引起引起第53页/共82页OO苯甲酰基结构（苯样结构）苯甲酰基结构（苯样结构）252nm252nm 322nm 322nmOO醌样结构醌样结构 272nm 272nm 405nm 405nm第54页/共82页第55页/共82页具有具有不具有不具有第56页/共82页第57页/共82页第58页/共82页OOOH（1 1）分子中由）分子中由一个一个-OH-OH和羰基和羰基形成形成一个缔合羰基一个缔合羰基，还存在，还存在一个一个正常羰基正常羰基。因此有两个羰基峰。因此有两个羰基峰。正常者：正常者：1675-164

25、7cm1675-1647cm-1-1缔合者：缔合者：1637-1621cm1637-1621cm-1-1 第59页/共82页OOOHOHOOOHOH1,4-1,4-二二OHOH1,5- 1,5- 二二OHOH（2 2）两个羰基都分别和）两个羰基都分别和一个一个-OH-OH成缔合状态成缔合状态，故只有一，故只有一个单一的缔合峰，个单一的缔合峰，1645-16081645-1608第60页/共82页OOOHOH1,8-1,8-二二OHOH（3 3）、有）、有两个两个-OH-OH和同一个羰基和同一个羰基形成形成一个缔合羰基，一个缔合羰基，使得此羰基更使得此羰基更向低波数移动，为向低波数移动，为162

26、6-1616cm1626-1616cm-1-1， 另一正常峰在另一正常峰在1678-1661cm1678-1661cm-1-1第61页/共82页OOOHOHOH1,4,5-1,4,5-三三OHOH两个羰基都成缔合状态，但其中一个与两个两个羰基都成缔合状态，但其中一个与两个-OH-OH缔合，波缔合，波数更低，数更低，1616-15921616-1592另一个与一个另一个与一个-OH-OH缔合，羰基的伸缩振动频率缔合，羰基的伸缩振动频率在在1645-1608 cm1645-1608 cm-1-1。第62页/共82页OOOHOHOHOH1,4,5,8-1,4,5,8-四四OHOH（5 5）两个羰基分

27、别与两个）两个羰基分别与两个-OH-OH缔合，出现单一的低波缔合，出现单一的低波数峰，在数峰，在1592-1572 cm1592-1572 cm-1-1，与，与C=CC=C骨架振动频率骨架振动频率重叠，难重叠，难以分辨。以分辨。第63页/共82页第64页/共82页OOHHOOHHHH6.72 (s)6.95 (s)R供电取代基向高场位移向高场位移第65页/共82页位移顺序(1,4-萘醌）6.952-OMe6.172-OH6.372-OCOMe6.762-Me6.79H-3位移幅 度加大H2-第66页/共82页OOHHHHOOHHHH8.067.738.076.67处处于于 C C= =O O负

28、负屏屏蔽蔽 区区在在低低场场第67页/共82页第68页/共82页第69页/共82页OO-COO-COm/z 208 m/z 180 m/z 152第70页/共82页第71页/共82页第72页/共82页第73页/共82页 甲基化试剂的组成甲基化试剂的组成 反应官能团反应官能团 CH2N2/Et2O -酚酚OH、-COOH、-CHO CH2N2/Et2O+MeOH -酚酚OH、-COOH、-CHO、两个两个-酚酚OH 之一之一 (CH3)2SO4+K2CO3+丙酮丙酮 b-b-酚酚OH、-酚酚OH CH3I+Ag2O 所有的酚所有的酚OH、-COOH、-CHO、醇、醇OH 第74页/共82页因此，采用不同的甲基化试剂，按因此，采用不同的甲基化试剂，按不同的反应条件不同的反应条件进行进行选择性的甲基化反应，可得到甲基化不同的衍生物，对选择性的甲基化反应，可得到甲基化不同的衍生物，对衍生物作光谱分析，确定衍生物中衍生物作光谱分析，确定衍生物中甲氧基的数目、位置甲氧基的