第四章 醌类化合物

1. 第四章 醌类化合物

2. 概述 • 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、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。是许多天然药物如大黄、何首乌、虎杖、决明子、芦荟、丹参等药材的有效成分。 • 醌类化合物具有多方面的生理活性，如致泻、抗菌、利尿和止血等，还有一些醌类化合物具有抗癌、抗病毒、解痉平喘等作用，是一类很有前途的天然药物。 • 从结构上讲，醌类化合物可分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌等。其中蒽醌及其衍生物种类较多，生理活性也较广泛。

3. 第一节 醌类化合物的结构类型 • 醌类化合物是指分子内具有不饱和环二酮结构（醌式结构）或容易转变成这样结构的天然有机化合物。

4. 天然醌类主要有四种类型 苯醌 benzoquinones萘醌 naphthoquinones菲醌 phenanthraquinones蒽醌 anthraquinones

5. 一、苯醌类 分为邻苯醌和对苯醌两大类，邻苯醌不稳定，天然存在的多为对苯醌。 对苯醌 邻苯醌

6. 苯醌母核上常见的取代基有-OH、 -OCH3、-CH3或其它烃基侧链。 2, 6-二甲氧基对苯醌 密花醌 天然苯醌类化合物多为黄色或橙黄色结晶体。

7. 二、萘醌类 分为α-(1,4)、β-(1,2)及amphi-(2,6)三种类型。自然界中绝大多数为α-萘醌类。

8. 中药紫草中的紫草素、维生素K类化合物属于α-萘醌。中药紫草中的紫草素、维生素K类化合物属于α-萘醌。 紫草素 维生素K1

9. 从热带柿科一植物中分得的三色柿醌为一橙红色针晶，属邻醌衍生物，该植物在非洲曾用作治疗麻风病。胡桃醌、拉帕醌有抗癌活性。从热带柿科一植物中分得的三色柿醌为一橙红色针晶，属邻醌衍生物，该植物在非洲曾用作治疗麻风病。胡桃醌、拉帕醌有抗癌活性。 三色柿醌 胡桃醌 拉帕醌

10. 三、菲醌类 天然菲醌衍生物包括邻菲醌和对菲醌两种类型。 邻菲醌Ⅰ 邻菲醌Ⅱ 对菲醌

11. 如丹参中所含有的丹参醌ⅡA,丹参新醌甲等。 丹参新醌甲 丹参醌ⅡA

12. 四、蒽醌类 包括蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物。如氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、二蒽酮。

14. （一）蒽醌衍生物 • 天然蒽醌有1，2-蒽醌、1，4-蒽醌、9，10-蒽醌，但由于C9、C10位氧化产物较为稳定，故9，10-蒽醌最为常见。多数蒽醌母核上有不同数目的羟基取代，其中以二元羟基为多。

15. 根据羟基在蒽醌母核上的位置不同，可将羟基蒽醌分为两大类：根据羟基在蒽醌母核上的位置不同，可将羟基蒽醌分为两大类： 1.大黄素型： 羟基分布在两侧的苯环上。

16. 2.茜草素型： 羟基分布在一侧的苯环上。

17. （二）蒽酚（或蒽酮）衍生物 蒽醌在酸性条件下被还原，生成蒽酚及其互变异构体蒽酮。

18. （1）蒽酚及蒽酮类一般只存在于新鲜植物中，存放期间易被氧化，生成蒽醌类。（2）蒽酚的中位羟基与糖缩合成苷后，则难以被氧化，较稳定，因为形成的苷只有被水解，除去糖才易被氧化而转变为蒽醌衍生物。而苷的水解是需要一定条件的。（3）羟基蒽酚抑菌作用较强，对霉菌有较强的杀灭作用，可治疗疥癣之类皮肤病。（1）蒽酚及蒽酮类一般只存在于新鲜植物中，存放期间易被氧化，生成蒽醌类。（2）蒽酚的中位羟基与糖缩合成苷后，则难以被氧化，较稳定，因为形成的苷只有被水解，除去糖才易被氧化而转变为蒽醌衍生物。而苷的水解是需要一定条件的。（3）羟基蒽酚抑菌作用较强，对霉菌有较强的杀灭作用，可治疗疥癣之类皮肤病。

19. （三）二蒽酮类衍生物 二蒽酮类成分可以看成是两分子蒽酮相互结合的产物。 番泻苷A

20. C10-C10,键容易水解而断裂，生成较稳定的蒽酮游离基，继而氧化成蒽醌类化合物。一般随着植物原料储存时间延长，二蒽酮类含量下降，单蒽酮类含量上升。C10-C10,键容易水解而断裂，生成较稳定的蒽酮游离基，继而氧化成蒽醌类化合物。一般随着植物原料储存时间延长，二蒽酮类含量下降，单蒽酮类含量上升。

21. 小知识：芦荟简介 • 芦荟的起源与发展：芦荟（Aloe）, 原产于非洲或地中海干燥地区，性寒味苦，入心、肝、脾径，是一种集医药医疗、美容化妆、保健护肤、食用和观赏功能为一体的经济作物,百合科芦荟属多年生常绿多肉质草本植物。 • 芦荟的药理作用及应用：目前，芦荟的应用主要集中在三个方面：化妆品、保健食品和药品。在芦荟产业发展过程中，发展最快、最易被消费者接受的是芦荟化妆品。一、杀菌作用；二、润湿美容作用；三、抗衰老作用；四、防晒作用；五、健胃下泄作用；六、免疫与再生作用；七、防虫、防腐作用；八、防臭作用。

22. 第二节 醌类化合物的理化性质 一、物理性质 • 1 性状：p 149 • 颜色: 与助色基的多少有关 • 形态： • 2 升华性：游离蒽醌具有升华性，常压下加热可升华而不分解。 • 如：大黄酚与大黄酚甲醚的升华温度在124°C芦荟大黄素185 °C大黄素206 °C大黄酸210 °C一般升华温度随酸度的增强而升高

23. 3 溶解度： • 苷元：通常可（易）溶于苯、乙醚、氯仿，在碱性有机溶剂如吡啶、N-二甲基甲酰胺中溶解度也较大，可溶于丙酮、甲醇及乙醇，不溶或难溶于水。 • 蒽苷：极性较大，易溶于甲醇及乙醇，也能溶解于水，在热水中更易溶解，但在冷水中溶解度较小，几乎不溶于乙醚、苯、氯仿等溶剂。 • 蒽醌的碳苷：在水中的溶解度很小，难溶于亲脂性有机溶剂而易溶于吡啶中。

24. 二、化学性质 • 1 酸性： 　　　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。 (1) 苯醌和萘醌的醌核上的羟基酸性类似于羧基； (2) 萘醌和蒽醌的苯环上的羟基酸性： β-羟基>α-羟基 • β-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。 • α-羟基的酸性很弱(pKa11.5)，不但比苯酚的酸性弱，而且不及碳酸第二步解离的酸性(pKa210.3),因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中。

25. 2 颜色反应:取决于其氧化还原性质以及分子中的酚羟基的性质。 • (1) Feigl反应----醌的通性，所有具醌核的化合物均可反应。方法、机理：见书150页 • (2)无色亚甲蓝显色试验----可区别蒽醌与苯醌萘醌苯醌和萘醌因醌核上有活泼质子，可反应，而蒽醌无。 • (3)与碱的反应(Bornträger反应----可区别含羟基的蒽醌与蒽酚衍生物反应、机理、应用：见书151 页。该反应是检识中药中羟基蒽醌类成分存在的最常用的方法之一。对羟基蒽醌的结构判定也有一定的辅助作用。

26. (4)与活性次甲基试剂的反应----可区别蒽醌与苯醌萘醌反应、机理、应用：见书151 页。 • (5)与金属离子的反应----可初步鉴定蒽醌的取代情况机理：见书151 页常用0.5％醋酸镁的乙醇溶液，可根据结果初步判断取代情况：

27. 第三节　醌类化合物的提取和分离 一、提取方法: 一般选用甲醇或乙醇为溶剂，可同时将游离态和成苷的蒽醌类化合物从药材中提取出来，浓缩后再依次用有机溶剂提取（多用索氏提取法），可根据极性大小不同进行初步分离（如将苷和苷元分开）。 　　　对于多羟基蒽醌或具有羧基的蒽醌（如大黄酸），在植物体内多以盐的形式存在，难以被有机溶剂溶出，提取前应先酸化使之游离。 二、分离方法： 1 蒽醌苷类和游离蒽醌衍生物的分离：用分步提取法（如前述） 2 游离蒽醌衍生物的分离：可选用分步结晶法、梯度pH萃取法或层析法进行。梯度pH萃取法是分离游离蒽醌衍生物的经典方法：

28. 1.原理： • 2.局限性；性质相似，酸性差别不大的混合物不适用 • 3.有些蒽酮虽然存在酚羟基，但在稀碱溶液中较相应的蒽醌难溶，如大黄酚蒽酮-9，故蒽醌衍生物的苯提取液用极稀的NaOH液萃取，可除去蒽醌而使蒽酮留在苯液中。 • 示例色谱法在蒽醌苷元分离中的应用：一般先用经典方法（如梯度pH萃取）对其进行初步分离，再结合柱色谱法或制备性TLC法作进一步的分离，多用硅胶吸附色谱，而氧化铝一般不用，也常用聚酰胺作为柱色谱的填料。

30. 3 蒽醌苷的分离： • 较苷元的分离困难，一般先用铅盐法或溶剂法除去大部分杂质，制得较纯的总苷后，再进一步用聚酰胺、硅胶或葡聚糖凝胶柱色谱反复分离纯化。应用聚酰胺色谱法及葡聚糖凝胶柱色谱法对蒽醌苷的分离均能取得良好的效果。

32. Thank you !