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1、天然药物化学第四章天然药物化学第四章 醌类醌类化合物化合物 PP PP课件课件概 述定义定义指分子内具有指分子内具有不饱和环二酮结构不饱和环二酮结构(醌式结醌式结构构)或容易转变成这样结构，以及在生物合成方或容易转变成这样结构，以及在生物合成方面与醌类有密切联系的化合物。有苯醌、萘醌、面与醌类有密切联系的化合物。有苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌之分。菲醌和蒽醌之分。分布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。一、结构类型 （三）菲醌类(phenanthraquinones)有两种类型：如：丹参醌类成分一、结构类型
2、 （四）蒽醌类(anthraquinones)位 1，4，5，8位 2，3，6，7meso（中位）9，10依据其还原程度的不同，将其分成以下三类：一、结构类型 （四）蒽醌类(anthraquinones)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）一、结构类型 （四）蒽醌类(anthraquinones)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存在于新鲜植物中一、结构类型 （四）蒽醌类(anthraquinones)3.二蒽酮类衍生物如：番泻叶中致泻的
3、主要有效成分番泻苷A、B、C、D属此类成分。二、理化性质（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 （一）物理性质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存在于 植物中。二、理化性质 （一）物理性质2.溶解度 H2O MeOH EtOH Et2O CHCl3游离醌 +成 苷 +（热）+3.挥发性 小分子的苯醌苯醌、萘醌萘醌类具有挥发性，能随水蒸气蒸馏，可据此进行
4、提取、精制工作。二、理化性质 （一）物理性质4.升华性 游离的醌类多具有升华性，蒽衍类在常压下加热即能升华。5.不同pH条件下显不同的颜色如：OH-中性 H+紫草 兰兰 紫紫 红红 大黄 红红 黄黄二、理化性质（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 （二）化学性质1.酸性 Ar-OH的存在显酸性用于碱提酸沉分子中Ar-OH的数目、位置不同则酸性强弱有差异二、理化性质 （二）化学性质1.酸性 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
5、-OH 1个个-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH 可用于提取分离可用于提取分离二、理化性质 （二）化学性质1.酸性 例：试比较下列化合物的酸性强弱DCAB二、理化性质 （二）化学性质2.颜色反应 （1）Feigl反应二、理化性质 （二）化学性质2.颜色反应 （1）Feigl反应试验：试验：二、理化性质 （二）化学性质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、理化性质 （二）化学性质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。
6、反应机理如下：Borntragers 反应(保恩特莱格反应)二、理化性质 （二）化学性质2.颜色反应 （3）碱性条件下的显色反应 二、理化性质 （二）化学性质2.颜色反应 （3）碱性条件下 的显色反应 二、理化性质 （二）化学性质2.颜色反应 （4）与活性次甲基试剂反应（Kesting-Craven法）苯醌、萘醌区别于蒽醌二、理化性质 （二）化学性质2.颜色反应 （5）与金属离子反应二、理化性质 （二）化学性质2.颜色反应 （5）与金属离子反应与醋酸镁形成的络合物具有一定的颜色鉴定三、提取分离（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
7、离有机溶剂三、提取分离 （一）游离醌类的提取方法1.有机溶剂提取法2.碱提取酸沉淀法 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三、提取分离 （二）游离羟基蒽醌的分离1.pH梯度萃取法三、提取分离 （二）游离羟基蒽醌的分离2.层析法 吸附剂硅胶、聚酰胺*不宜用氧化铝，尤其不宜用碱性氧化铝（三）蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的分离三、提取分离（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：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
8、胶、聚酰胺、葡萄糖凝胶、纤维素等三、提取分离（四）蒽醌苷类的分离预处理方法：1.铅盐法2.溶剂法用极性较大的溶剂将苷从提取液中提取（萃取）出来。四、结构鉴定（一）衍生物的制备 1.甲基化反应 2.乙酰化反应（二）波谱学方法 1.紫外光谱（UV）2.红外光谱（IR）3.核磁共振（NMR）4.质谱（MS）四、结构鉴定 （一）衍生物的制备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 (3)溶剂 溶剂的极性强，甲基化能力
9、增强例：曲菌素的甲基化反应四、结构鉴定 （一）衍生物的制备2.乙酰化反应 (1)反应物的活性：（易与羰基形成氢键）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 例：曲菌素的乙酰化反应四、结构鉴定（一）衍生物的制备 1.甲基化反应 2.乙酰化反应（二）波谱学方法 1.紫外光谱（UV）2.红外光谱（IR）3.核磁共振（NMR）4.质谱（MS）四、结构鉴定 （二）波谱学方法1.紫外光谱（UV）（1）苯醌类的紫外吸收特征苯醌主要吸收峰有
10、三个苯醌主要吸收峰有三个400 nm285 nm240 nm强峰中强峰弱峰四、结构鉴定（二）波谱学方法 1.紫外光谱（2）萘醌类的紫外吸收特征四、结构鉴定（二）波谱学方法 1.紫外光谱（2）萘醌类的紫外吸收特征 引入助色团（如-OH，-OMe）使相应吸收峰红移红移 醌环上引入助色团影响257 nm红移红移 （不影响苯环引起的吸收）苯环上引入-OH影响335 nm红移红移到427 nm四、结构鉴定（二）波谱学方法 1.紫外光谱（3）蒽醌类的紫外吸收特征四、结构鉴定（二）波谱学方法 1.紫外光谱（3）蒽醌类的紫外吸收特征 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
11、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）第 峰 400 nm（醌样结构中 C=O引起）-OH取代将影响相应的吸收带向红位移取代将影响相应的吸收带向红位移四、结构鉴定 （二）波谱学方法2.醌类化合物的红外光谱（IR）羟基蒽醌类化合物的红外区域有：VC=O 1675 1653 cm-1（羰基的伸缩振动）V-OH 3600 3130 cm-1（羟基的伸缩振动）V芳环 1600 1480 cm-1（苯核的骨架振动）母核上无取代：两个C=O只给出一个吸收峰1675 cm-1芳环上引入一个-OH时，给出两个C=O吸收峰：1
12、675 1647（游离C=O）1637 1608（缔合C=O）3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR）1H-NMR(1)醌环上的质子四、结构鉴定 （二）波谱学方法3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR）1H-NMR(1)醌环上的质子四、结构鉴定 （二）波谱学方法四、结构鉴定 （二）波谱学方法3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR）1H-NMR(2)芳环质子当有取代基时，峰的数目及峰位都将改变。OOHHHHOOHHHH8.067.738.076.67处于C=O去屏蔽区在低场四、结构鉴定 （二）波谱学方法3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR）13C-NMR（1）1,4-萘醌类四、结构鉴定 （二）波谱学方法3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR）13C-NMR（2）9,10-蒽醌类四、结构鉴定 （二）波谱学方法4.醌类化合物的质谱（MS）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：(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、生物活性（一）泻下作用 如：大黄中主要泻下成分为二蒽酮类成分（二）抗菌作用 大黄酸、大黄素、芦荟大黄素等具有此作用（三）其它作用 抑制大鼠乳癌及艾氏腹水癌有明显作用 对cAMP磷酸二酯酶有显著的抑制作用结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！57