天然药物化学第四章醌类化合物.ppt

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1、天然药物化学第四章醌类化合物现在学习的是第1页，共56页定义基本骨架：不饱和环己二烯酮（醌式结构）。指醌类或容易转变为具有醌类性质的化合物，以及在生物合成方面与醌类有密切联系的化合物。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。概 述醌类化合物的生物活性多样现在学习的是第2页，共56页 (生物合成)一、结构类型 二、理化性质 三、提取分离 四、结构鉴定 五、生物活性本 章 内 容现在学习的是第3页，共56页（一）苯醌类（二）萘醌类（三）菲醌类（四）蒽醌类 1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮类衍生物 一

2、、结构类型现在学习的是第4页，共56页一、结构类型邻苯醌不稳定，故天然界存在的大多为对苯醌。醌核上多有-OH、-OMe、-Me等基团取代。如：（一）苯醌类(benzoquinones)对苯醌对苯醌邻苯醌邻苯醌现在学习的是第5页，共56页一、结构类型橙红色结晶 驱除肠寄生虫作用 治疗心脏病、高血压及癌症（一）苯醌类(benzoquinones)现在学习的是第6页，共56页一、结构类型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。起着重要的电子传递媒介作用。（一）苯醌类(benzoquino

3、nes)对苯醌 氢醌hydroquinones现在学习的是第7页，共56页一、结构类型从结构上可分为：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。（二）萘醌类(naphthoquinones)现在学习的是第8页，共56页一、结构类型有两种类型：如：丹参醌类成分（三）菲醌类(phenanthraquinones)现在学习的是第9页，共56页一、结构类型位 1，4，5，8 位 2，3，6，7 meso（中位）9，10 依据其还原程度的不同，将其分成以下三类：（四）蒽醌类(anthraquinones)9,10-蒽醌蒽醌大黄素型和茜草素型大黄素型和茜草素型现在学习的

4、是第10页，共56页一、结构类型1.蒽醌衍生物根据-OH在母核上分布的位置不同分两类：（1）大黄素型（-OH在羰基的两侧）（2）茜草素型（-OH在一侧苯环上）（四）蒽醌类(anthraquinones)现在学习的是第11页，共56页一、结构类型2.蒽酚（或蒽酮）衍生物依其还原程度的不同而分为蒽酚和蒽酮。蒽酮、蒽酚性质不稳定，故只存在于新鲜植物中 蒽酮碳苷类芦荟苷（四）蒽醌类(anthraquinones)现在学习的是第12页，共56页一、结构类型3.二蒽酮类衍生物（四）蒽醌类(anthraquinones)二蒽酮类 天精二蒽醌类现在学习的是第13页，共56页一、结构类型如：番泻叶中致泻的主要有

5、效成分番泻苷A、B、C、D（酚苷）属此类成分。（四）蒽醌类(anthraquinones)现在学习的是第14页，共56页一、结构类型 二、理化性质 三、提取分离 四、结构鉴定 五、生物活性本 章 内 容现在学习的是第15页，共56页（一）物理性质 1.性 状 2.溶解度 3.挥发性 4.升华性 5.不同pH条件下显色（二）化学性质 1.酸性 2.颜色反应二、理化性质现在学习的是第16页，共56页二、理化性质1.性状 颜色 无Ar-OH近乎于无色 助色团越多，颜色越深 如：黄黄、红红、橙橙、紫红紫红紫红紫红等 多为有色晶体多为有色晶体 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

6、存在于植物中。（一）物理性质现在学习的是第17页，共56页二、理化性质2.溶解性 H2O MeOH EtOH/正丁醇正丁醇 Et2O CHCl3 游离醌 苷元(亲脂性)+成 苷 苷(亲水性)+(热)+3.挥发性 小分子的苯醌、萘醌 水汽蒸馏 分离、精制（一）物理性质现在学习的是第18页，共56页二、理化性质4.升华性 游离的醌类多具有升华性，醌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 如：OHOH-中性 H H+紫草 兰兰兰兰 紫紫 红红 大黄 红红 黄黄（一）物理性质现在学习的是第19页，共56页二、理化性质1.酸性 Ar-OH的存在显酸性用于碱提酸沉 分子中Ar-OH的数

7、目、位置不同则酸性强弱有差异（二）化学性质现在学习的是第20页，共56页二、理化性质 以游离蒽醌类衍生物为例，酸性强弱将按下列顺序排列：含含-COOH 2个以上个以上-OH 1个个-OH 2个个-OH 1个个-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH（二）化学性质pH梯度萃取法分离醌类化合物-羟基蒽醌-羟基蒽-羟基蒽醌 pKa 11.5 9.9 7.6酸性:现在学习的是第21页，共56页二、理化性质2.颜色反应 （1）Feigl反应（二）化学性质现在学习的是第22页，共56页二、理化性质2.颜色反应 （1）Feigl反应 试验：试验：（二）化学性质现在学习的是第23

8、页，共56页二、理化性质2.颜色反应 （2）无色亚甲蓝显色试验 苯醌、萘醌区别于蒽醌（二）化学性质现在学习的是第24页，共56页二、理化性质2.颜色反应 （3）碱性条件下的显色反应 羟基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。羟基蒽醌类化合物遇碱显红 紫红色的反应。反应机理如下：(保恩特莱格反应)（二）化学性质现在学习的是第25页，共56页二、理化性质2.颜色反应 （3）碱性条件下的显色反应 （二）化学性质现在学习的是第26页，共56页二、理化性质2.颜色反应 （3）碱性条件下的显色反应（二）化学性质现在学习的是第27页，共56页二、理化性质2.颜色反应 （4

9、）与活性亚甲基试剂反应（Kesting-Craven法）苯醌、萘醌（含有醌环）区别于蒽醌（二）化学性质现在学习的是第28页，共56页二、理化性质2.颜色反应 （5）与金属离子反应（二）化学性质现在学习的是第29页，共56页二、理化性质（二）化学性质现在学习的是第30页，共56页（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）蒽醌苷类的分离三、提取分离现在学习的是第31页，共56页 溶解性 H2O MeOH EtOH/正丁醇正丁醇 Et2O CHCl3 游离醌 苷元(亲脂性)+成 苷 苷(亲水性)+(热)+现在学习的是第32页，共56页有机溶剂三、提取分

10、离1.有机溶剂提取法（针对苷元）2.碱提取酸沉淀法（碱溶酸沉）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（一）游离醌类的提取方法现在学习的是第33页，共56页二、理化性质 以游离蒽醌类衍生物为例，酸性强弱将按下列顺序排列：含含-COOH 2个以上个以上-OH 1个个-OH 2个个-OH 1个个-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH（二）化学性质pH梯度萃取法分离醌类化合物-羟基蒽醌-羟基蒽-羟基蒽醌 pKa 11.5 9.9 7.6酸性:现在学习的是第34页，共56页三

11、、提取分离1.pH梯度萃取法（二）游离羟基蒽醌的分离现在学习的是第35页，共56页三、提取分离2.层析法：反复层析，彻底分离 吸附剂硅胶、聚酰胺 *一般不用氧化铝，尤其不用碱性氧化铝 洗脱液亲脂性溶剂（二）游离羟基蒽醌的分离实 例现在学习的是第36页，共56页（三）蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离（蒽醌苷类）现在学习的是第37页，共56页三、提取分离 由于蒽醌苷类水溶性较强，分离精制较困难，故现多用反相柱色谱进行分离。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、纤维素等硅胶、聚酰胺、葡萄糖凝胶、纤维素等（四）蒽醌苷类的分离 柱层析载体常用有：现在学

12、习的是第38页，共56页三、提取分离预处理方法：1.铅盐法 2.溶剂法 用极性较大的溶剂（正丁醇）将苷从提取液中萃取出来（四）蒽醌苷类的分离现在学习的是第39页，共56页（一）紫外光谱（UV）（二）红外光谱（IR）（三）氢核磁共振（1H NMR）（四）碳核磁共振（13C NMR）（五）质谱（MS）（六）衍生物的制备（七）结构研究实例注意：取代基对吸收峰的影响四、结构鉴定现在学习的是第40页，共56页四、结构鉴定1.苯醌类的紫外吸收特征苯醌主要吸收峰有三个苯醌主要吸收峰有三个400 nm285 nm240 nm强峰中强峰弱峰（一）醌类化合物的紫外光谱（UV）现在学习的是第41页，共56页四、结构

13、鉴定2.萘醌类的紫外吸收特征现在学习的是第42页，共56页四、结构鉴定 引入助色团（如-OH，-OMe）使相应吸收峰红移红移红移红移 醌环上引入助色团影响257nm红移红移红移红移 （不影响苯环引起的吸收）苯环上引入-OH影响335nm红移红移红移红移到427nm2.萘醌类的紫外吸收特征现在学习的是第43页，共56页四、结构鉴定3.蒽醌类的紫外吸收特征现在学习的是第44页，共56页四、结构鉴定 羟基蒽醌类有五个主要吸收带 第 峰 230 nm左右（母核的强吸收峰）第 峰 240 260 nm（苯样结构引起）第 峰 262 295 nm（醌样结构引起）第 峰 305 389 nm（苯样结构引起）

14、第 峰 400 nm（醌样结构中 C=O引起）-OH-OH取代将影响相应的吸收带红移取代将影响相应的吸收带红移 3.蒽醌类的紫外吸收特征现在学习的是第45页，共56页四、结构鉴定羟基蒽醌类化合物的红外区域有：nC=O 1675 1653 cm-1（强，羰基的伸缩振动）n-OH 3600 3130 cm-1（强，羟基的伸缩振动）n芳环 1600 1480 cm-1（中强，苯核的骨架振动）（二）醌类化合物的红外光谱（IR）母核上无取代：两个C=O只给出一个吸收峰1675 芳环上引入一个-OH时，给出两个C=O吸收峰：1675 1647（游离C=O，高波数）1637 1608（缔合C=O，低波数）现

15、在学习的是第46页，共56页1.醌环上的质子四、结构鉴定（三）醌类化合物的1H-NMRd dH现在学习的是第47页，共56页四、结构鉴定1H-NMR（醌环取代基对化学位移的影响）2-Ac7.06现在学习的是第48页，共56页四、结构鉴定当有取代基时，峰的数目及峰位都将改变。2.芳环质子 3.取代基质子：酚羟基(有氢键：dH 12 ppm,s)甲氧基(dH 3.8 4.2 ppm,s)甲基(dH 2.1 2.5 ppm,s)现在学习的是第49页，共56页四、结构鉴定 1.1,4-萘醌类（四）醌类化合物的13C-NMR12345678910现在学习的是第50页，共56页四、结构鉴定 2.9,10-

16、蒽醌类899a1现在学习的是第51页，共56页四、结构鉴定 主要特征如下：（1）分子离子峰通常为基峰；（2）失去12分子CO；（3）特征碎片峰（无取代）：(m/z)p-苯醌82、80、54、52 1,4-萘醌104、76、50 9,10-蒽醌180、152、90、76（五）醌类化合物的质谱（MS）现在学习的是第52页，共56页四、结构鉴定1.甲基化反应 目的保护-OH、测定-OH数目及成苷的位置。条件:(1)反应物甲基化难易：-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 (3)溶剂 溶剂的极性强，甲基化能力增强（六）衍生物的制备现在学习的是第53页，共56页例：曲菌素的甲基化反应 现在学习的是第54页，共56页四、结构鉴定2.乙酰化反应 (1)反应物的活性：（氢键的影响）强 R-OH -OH -OH 弱 （亲核性越强，越容易被酰化）(2)酰化试剂的活性 乙酰氯 醋酐 酯 冰醋酸 CH3COCl (CH3CO)2O CH3COOR CH3COOH (3)催化剂的催化能力 吡啶 浓硫酸（六）衍生物的制备现在学习的是第55页，共56页现在学习的是第56页，共56页