醌类化合物课件

关于醌类化合物第1页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三（Quinones）第四章醌类化合物第2页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三本章内容§4-1醌类化合物的结构类型§4-2醌类化合物的理化性质§4-3醌类化合物的提取与分离§4-4醌类化合物的结构测定§4-5醌类化合物的生理活性第3页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三§4-1醌类化合物的结构类型定义

醌类化合物是指分子内具有不饱和二酮结构(醌式结构)或容易转变成这样结构的天然有机化合物。天然醌类主要有四种类型苯醌(benzoquinones)

萘醌

(naphthoquinones)菲醌(phenanthraquinones):蒽醌及其衍生物的类型较多。蒽醌(anthraquinones)第4页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三一、苯醌类（benzoquinones）:黄色或橙黄色结晶体邻苯醌不安定，故天然界存在的大多为对苯醌对苯醌P-quinone邻苯醌O-quinone第5页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

二、萘醌类（naphthoquinones）按理论，结构上有α(1,4)，β(1,2)，amphi(2,6)

三种类型萘醌。但目前从自然界得到的多为α-萘醌类。

α-(1,4)萘醌β-(1,2)萘醌amphi-(2,6)萘醌第6页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

三、菲醌类（phenanthraquinones）天然的菲醌类：包括邻菲醌和对菲醌两种类型如：丹参醌类成分具有活血化瘀、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，从中得到了几十种菲醌衍生物。邻醌对醌第7页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三丹参酮ⅡA有增加冠流量的作用，由其制得的丹参酮ⅡA磺酸钠注射液已投入生产，临床上可治疗冠心病、心梗等。丹参酮ⅡA丹参新醌丙第8页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三四、蒽醌类（anthraquinones）

1、4、5、8—α位

2、3、6、7—β位

9、10—

meso位（也称中位）

依据其还原程度的不同，将其分成以下三类：第9页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三如：氧化蒽酚、蒽酚（anthranol）、蒽酮（anthranone）及蒽酮二聚体等。（一）蒽醌衍生物

根据-OH在蒽醌母核中位置不同，可将羟基蒽醌衍生物分为两类：

包括：蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物1．大黄素型

-OH分布在两侧的苯环上，多呈黄色。

第10页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三例：大黄中的主要蒽醌成分多属于大黄素型（五种苷元）大黄酚（chrysophanol）

R1=CH3R2=H

大黄素（emodin）

R1=CH3R2=OH

大黄素甲醚（physcion）

R1=CH3R2=OCH3大黄酸（rhein）

R1=COOH

R2=H

芦荟大黄素(aloe-emodin)

R1=CH2OH

R2=H

第11页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三2．茜草素型

-OH分布在一侧的苯环上，颜色较深，多为橙黄或橙红色。

羟基茜草素第12页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

（二）蒽酚(或蒽酮)衍生物蒽醌在酸性下易被还原成蒽酚及其互变异构体蒽酮。

蒽醌

蒽酚

蒽酮蒽酮、蒽酚性质不稳定，故只存在于新鲜植物中。第13页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

（三）二蒽酮类衍生物二蒽酮类是两分子蒽酮在C10–C10’位或其他位脱氢而形成的化合物。

如:番泻叶中致泻的有效成分——番泻苷A、B、C、D等

番泻苷A大黄酸蒽酮OOCOOHCOOHOHOOOHglcglcHHOOHOHCOOH+2glucose第14页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三§4-2醌类化合物的理化性质

一、物理性质

（一）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

多为有色晶体第15页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

（二）升华性游离醌类多有升华性，可得到最纯的结晶。应用：用于提取、精制

小分子的苯醌、萘醌，能随水蒸气蒸馏。

（三）挥发性（四）溶解度游离醌：溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，难溶于水。醌苷类：易溶于甲醇、乙醇，溶于热水，不溶于乙醚、苯、氯仿。第16页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

二、化学性质

（一）酸性

有机化合物中有显酸性基团：1Ar-OH的存在——显酸性——用于碱提酸沉

分子中Ar-OH的数目、位置不同则酸性强弱有差异。—COOH，Ph-OH，溶于5%NaHCO3βα溶于5%Na2CO3溶于5%NaOH第17页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三1.有-COOH的酸性>无-COOH（Ph-OH)

2.β-OH>Ph-OH>α-OH

β-羟基蒽醌

α-羟基蒽

α-羟基蒽醌

Pka7.69.911.5第18页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三3．酚-OH数目增多，酸性↑

3，6-二羟基蒽醌

3-羟基蒽醌

1，2-二羟基蒽醌第19页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三醛及邻二硝基苯紫色化合物(二)

、颜色反应：

1、

Feiglreaction:

醌类衍生物在碱性条件下加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应生成紫色化合物。在这个反应中醌类在反应前后并无变化，只起传递电子的作用。醌类OH-醛及邻二硝基苯紫色化合物第20页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

2.无色亚甲蓝显色试验

苯醌

PPC喷雾

蓝色斑点

萘醌

TLC无色亚甲蓝苯醌、萘醌——区别于蒽醌TLC、PPC第21页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

3.碱液呈色反应（Borntrager’s反应）

—羟基蒽醌遇碱液显红或紫红色反应机理如下：α-羟基蒽醌

红色

第22页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三专属性：①

羟基蒽醌及具有游离酚-OH的蒽醌苷均可呈色（+）

②

蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物

氧化

蒽醌（+）

因呈色反应与形成共轭体系的酚

-OH和C=O有关。此反应也适用于P.C显色。第23页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

4.与活性次甲基试剂的反应

专属性：

苯醌及无2,3位取代的萘醌（+）蒽醌→（-）

第24页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

5.与金属离子的反应

—具有α-OH或邻二Ph-OH的蒽醌①醋酸镁反应

特点：有颜色（生成橙红、紫红、或蓝紫色络合物），灵敏。应用：鉴别，及TLC，P.C显色剂第25页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三②与Pb2+络合

一定pH条件下能↓

，用于精制。与醋酸镁形成的络合物第26页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三§4-3醌类化合物的提取与分离一、游离醌类的提取方法

1．有机溶剂提取法

A.将药粉用有机溶剂提取，取液浓缩，可能析出结晶，再重结晶。B.游离形式蒽醌成分可用不同极性溶剂依次提取，溶剂极性由小到大，在提取过程中可得到初步分离。如极性较小的蒽醌如大黄酚、大黄素甲醚可被石油醚提出，而极性较大的多羟基蒽醌则需乙醇提出。第27页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

2．碱提酸沉法3．水蒸气蒸馏法

用于具挥发性的小分子苯醌及萘醌类化合物。

用于提取含酸性基团（Ar-OH、

-COOH)

的化合物。第28页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三二、游离羟基蒽醌的分离1．pH梯度萃取法

—有酸性差异（见p153）2．层析法——利用(苷元)的极性差异吸附剂

—硅胶、磷酸氢钙、聚酰胺粉、葡聚糖凝胶

*不用氧化铝，尤其不用碱性氧化铝5%NaHCO3液

含-COOH及两个以上β-酚OH

5%Na2CO3液

含一个β-酚OH蒽醌类

1%NaOH液

含两个a-酚OH蒽醌类

5%NaOH液

含一个a-酚OH蒽醌类第29页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三pH梯度萃取法EtOH提取液浸膏Et2O溶解Et2O溶解不溶物OH-/H2O萃取碱性由弱到强继续萃取OH-/H2OH+/H2OH+/H2O沉淀第30页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三例一大黄中蒽醌甙的提取分离

（利用PH梯度萃取法，酚酚羟基的酸性）第31页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三第32页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离在有机溶剂中（CHCl3）的溶解度不同

蒽苷——不溶于CHCl3游离蒽醌——溶于CHCl3第33页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

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：硅胶、聚酰胺、葡萄糖凝胶、纤维素等分离前，多进行预处理——除部分杂质

①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34页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三②铅盐法蒽醌苷/H2O醋酸铅滤液沉淀（蒽醌苷+醋酸铅）加水通入H2S气体使沉淀分解硫化铅蒽醌苷/H2O放置苷类析出第35页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三③色谱法

聚酰胺：反相硅胶柱层析：葡聚糖凝胶：氢键吸附:（分离具酚-OH）Ar-OH少，先洗下来MW大小—MW大,先洗下来Rp-8等第36页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三§4-4醌类化合物的结构测定结构测定步骤：1．化学鉴别反应：确定comp.的类型

2．纯度检查：

TLC（氨熏、碘熏）

3．MW测定：MS，（元素分析）

苷

水解

苷元（水解产物）鉴定第37页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

4．光谱分析：

UV、IR、MS、1H-NMR、13C-NMR

5．衍生物制备：

甲基化

乙酰化

了解母核上的取代基第38页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三一、蒽醌类的紫外光谱蒽醌母核可分为

a、b两部分

蒽醌有四个吸收峰252nm325nm苯样结构(a)272nm405nm

醌样结构(b)第39页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三羟基蒽醌类可有五个主要吸收峰

第Ⅰ峰

230nm左右

-OH取代将影响相应的吸收带向红位移

第Ⅴ峰

>400nm（对醌结构中的C=O引起）第Ⅳ峰

305~389nm（苯样结构引起）

第Ⅲ峰

262~295nm（醌样结构引起）第Ⅱ峰

240~260nm（苯样结构引起）第40页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三各吸收谱带与结构的关系

1．峰Ⅰ230nm左右—与-OH数目有关-OH数目λmax(nm)1222.522253230±2.54236第41页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三2．峰Ⅲ

(262~295nm)

受β－酚羟基的影响

具有β－OH的峰Ⅲ发生红移，吸收强度也增强。

峰Ⅲ的吸收强度logε值>4.1有β－酚羟基logε值<4.1无β－酚羟基第42页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三3．峰Ⅴ（>400nm）——

受α－酚羟基的影响

α－酚羟基越多，峰Ⅴ红移值越大

第43页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三二、醌类化合物的红外光谱νC=O

1675~1653cm－1νOH

3600~3130cm－1

ν芳环

1600~1480cm－11．羟基蒽醌类化合物的红外区域有：第44页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三2．蒽醌类νC=O吸收峰位与α－酚羟基的数目关系

α－OH数

蒽醌类型

游离C=O频率

缔合C=O频率

C=O频率差

(cm－1)(cm－1)

(cm－1)0无α-OH

1678~1653—

—1

1－OH

1675~1647

1637~1621

24~282

1,4或1,5-二OH

—

1645~1608—

21,8-二OH

1678~1661

1626~1616

40~5731,4,5-三OH

—

1616~1592—41,4,5,8-四OH

—

1592~1572

—3．-OH的IR光谱α-OH3150cm-1↓

β-OH3600～3150cm-1第45页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三三、醌类化合物的核磁共振光谱（NMR）1H-NMR(1)醌环上的质子第46页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三1H-NMR(2)芳环质子当有取代基时，峰的数目及峰位都将改变。第47页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三三、醌类化合物的核磁共振光谱（NMR）13C-NMR（1）1,4-萘醌类第48页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三13C-NMR（2）9,10-蒽醌类第49页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三四、醌类化合物的质谱

蒽醌类质谱（MS）特征是：

得到m/z180、152的强峰，

m/z90、76的双电荷峰。

2．游离蒽醌相继脱去二分子CO，1．分子离子峰多为基峰m/z208

m/z180m/z152第50页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三五、醌类衍生物的制备

1．甲基化反应条件:（1）反应物甲基化易难：

-COOH>-OH>Ar-OH>-OH>R-OH

(酸性越强，质子易解离，甲基化易)

（2）试剂的活性：

CH3I>(CH3)2SO4>CH2N2目的:保护-OH、测定-OH数目及成苷的位置第51页，讲稿共59页，2023年5月2日，星期三

利用醋酐-硼酸作为酰化剂，可以保护α-酚羟基不被乙酰化，得到β-羟基乙酰化产物。反应意义：（