天然药物化学 第四版

1. 天然药物化学 第四版 第五章 醌类化合物 Terpenoids and Volatile oils

2. [基本内容] • 醌类化合物的基本结构类型（如苯醌、萘醌、菲醌及蒽 醌）、结构及常见的取代基图式。 • 重要物理化学性质及其在提取分离与结构测定中的意义 • 化学性质：酸性强弱与取代基位置的关系，以及重要的呈 色反应，如Feigl反应、Bormtrager反应、醋酸镁反应等。 • 醌类化合物的提取分离方法。 • 醌类衍生物的波谱特征及结构测定。

3. [基本要求] • 掌握醌类化合物结构，影响酸性大小的规律和鉴 • 别方法。 • 熟悉pH梯度萃取的原理和方法。 • 了解蒽醌类化合物谱学特征。

4. 本 章 内 容 第一节 结构类型 第二节 理化性质 第三节 提取分离 第四节 结构鉴定 第五节 生物活性 

5. 简介 醌类化合物：是存在于自然界中一类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化合物总称。 分类：按芳环的数目、骈合情况，分四类。 即：苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌。 第一节 结构类型（Types of Structure)

6. 第一节 结构类型（Types of Structure) 一、结构分类 （一）苯醌类（Benzoquinones） 包括邻苯醌和对苯醌两类。

7. 第一节 结构类型（Types of Structure) （二）萘醌类（Naphthoquinones） 分为-(1,4)， -(1,2)及amphi-(2,6)萘醌，天然 以-(1,4)萘醌为主。 amphi-(2,6) -(1,4) -(1, 2)

8. 第一节 结构类型（Types of Structure) （二）萘醌类（Naphthoquinones） 胡桃醌 红根草邻醌 紫草素

9. 第一节 结构类型（Types of Structure) （三）菲醌类（Phenanthraquinones） 包括邻菲醌和对菲醌。 丹参醌IIA 丹参新醌甲

10. 第一节 结构类型（Types of Structure) （四）蒽醌类（Anthraquinones） 包括蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物，依据其 还原程度的不同，将其分成蒽醌、蒽酚及二蒽酮类。 1，4，5，8位为-位 2，3，6，7位为-位 9，10位为meso-位 • 存在形式：游离或苷（O-苷，C-苷）

11. 第一节 结构类型（Types of Structure) （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： 大黄素型（-OH在羰基的两侧） 茜草素型（-OH在一侧苯环上） 茜草素型 大黄素型

12. 第一节 结构类型（Types of Structure) （四）蒽醌类 2. 蒽酚（或蒽酮）衍生物 蒽酮、蒽酚性质不稳定，故只存在于新鲜植物中

13. 第一节 结构类型（Types of Structure) （四）蒽醌类 3. 二蒽酮类衍生物

14. 第一节 结构类型（Types of Structure) 番泻苷A 金丝桃素

15. 本 章 内 容 第一节 结构类型 第二节 理化性质 第三节 提取分离 第四节 结构鉴定 第五节 生物活性 

16. 第二节 理化性质（Physical and chemical Characters) 一、性状、色泽 多为黄、橙、红色结晶等。苯醌和萘醌多以游 离态存在，蒽醌一般结合成苷。 二、升华性 游离醌类一般具有升华性。小分子苯醌和萘醌类 具有挥发性，能随水蒸气蒸馏。 三、溶解性 苷元一般溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等，不溶于 水。苷类溶于甲醇、乙醇及热水.

17. 第二节 理化性质（Physical and chemical Characters) 四、酸性 酸性来源：羧基和酚羟基 酸性顺序： COOH > 醌环上-OH > -OH > 酚-OH > -OH OH多者酸性强

18. 第二节 理化性质（Physical and chemical Characters) ？ 练习：比较下列化合物的酸性 答案：由强到弱： E＞G ＞ B ＞ D ＞ C ＞A ＞F

19. 第二节 理化性质（Physical and chemical Characters) 五、显色反应 1. Feigl反应: 醌类衍生物在碱性条件下经加热与醛类及邻二硝基苯反应, 生成紫色化合物. 原理:

20. 第二节 理化性质（Physical and chemical Characters) 五、显色反应 2. 无色亚甲蓝反应: 适用于苯醌和萘醌,用于PC, TLC的喷雾剂, 显蓝色斑 点.

21. 第二节 理化性质（Physical and chemical Characters) 五、显色反应 3. 与活性次甲基试剂的反应(Kesting-Craven法) 苯醌及萘醌类: 醌环上有未被取代的位置,可在氨碱性条件下与活性次甲基试剂(乙酰醋酸酯、丙二酸酯等)反应生成蓝绿或蓝紫色.

22. 第二节 理化性质（Physical and chemical Characters) 五、显色反应 4. Borntrager’s反应 • 羟基蒽醌类遇碱显红-紫红色的反应. (NaOH,Na2CO3等) • 羟基醌类遇碱颜色加深,呈橙、红、紫红及兰色。 • 蒽酚、蒽酮、二蒽酮需氧化成羟基蒽醌后才显色。

23. 第二节 理化性质（Physical and chemical Characters)

24. 第二节 理化性质（Physical and chemical Characters) 五、显色反应 5. 与金属离子的络合反应 • 具有-OH或邻二酚OH的蒽醌：与Pb2+、Mg2+等金属离子形成络合物而呈色。

25. 第二节 理化性质（Physical and chemical Characters) 与醋酸镁形成的络合物具有一定的颜色——鉴定

26. 第二节 理化性质（Physical and chemical Characters) 五、显色反应 5. 对亚硝基二甲基苯胺反应 • 羟基蒽酮类(9或10位未取代) 绿色

27. 本 章 内 容 第一节 结构类型 第二节 理化性质 第三节 提取分离 第四节 结构鉴定 第五节 生物活性 

28. 第三节 提取分离 一、提取法 1. 溶剂提取法 游离醌类——氯仿、苯、乙醚等提取； 蒽醌及其苷——乙醇提取 2. 碱提取-酸沉淀法 提取羟基醌类或COOH化合物，溶于碱水中，加酸后析出。 3. 水蒸气蒸馏法 适用于分子量小的苯醌及萘醌化合物。

29. 第三节 提取分离 一、分离法 1. pH梯度萃取法----分离蒽醌 根据酸性大小，采用pH不同的碱性水溶液进行萃取（碱性由小到大），再酸化得到沉淀。 -COOH——5%NaHCO3； -OH——5%Na2CO3； 二个-OH——1%NaOH； 一个-OH——5%NaOH 一般而言：

30. 第三节 提取分离 例如：萱草提取物中主要含有下面4种化合物，采用pH梯度萃取法对其进行分离的流程如下： A B C D

31. 萱草根 乙醇浸膏 乙醚 乙醚溶液 不溶物 5%NaHCO3 乙醚液 NaHCO3液 5%Na2CO3 H+， 重结晶 Na2CO3液 乙醚液 1%NaOH （D） （C） 乙醚液 NaOH液 重结晶 （B） （A）

32. 第三节 提取分离 2. 色谱法 硅胶 聚酰胺 葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20) 例如: 用Sephadex LH-20分离大黄蒽醌, 以70%甲醇提取液加样, 并用70%甲醇洗脱, 分段收集, 依次得到二蒽酮苷, 蒽醌二葡萄糖苷, 蒽醌单糖苷, 游离苷元.

33. 本 章 内 容 第一节 结构类型 第二节 理化性质 第三节 提取分离 第四节 结构鉴定 第五节 生物活性 

34. 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，甲基化能力增强 第四节 结构鉴定 一、化学法--衍生物的制备

35. 第四节 结构鉴定 例：曲菌素的甲基化反应

36. 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 第四节 结构鉴定

37. 第四节 结构鉴定 例：曲菌素的乙酰化反应

38. 1.紫外光谱（UV） （1）苯醌类的紫外吸收特征 第四节 结构鉴定 二、谱学方法

39. （2）萘醌类的紫外吸收特征 第四节 结构鉴定

40. （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 醌环上引入助色团——影响257nm——红移 （不影响苯环引起的吸收） 苯环上引入-OH——影响335nm——红移到427nm 第四节 结构鉴定

41. （3）蒽醌类的紫外吸收特征 第四节 结构鉴定

42. （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 Ⅰ 峰—— 230 nm左右（比母核的强吸收峰） 第 Ⅱ 峰—— 240 ~ 260 nm （苯样结构引起） 第 Ⅲ 峰—— 262 ~ 295 nm （醌样结构引起） 第 Ⅳ 峰—— 305 ~ 389 nm （苯样结构引起） 第 Ⅴ 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 第四节 结构鉴定

43. 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 芳环上引入一个-OH时，给出两个>C=O吸收峰： 1675 ~ 1647 （游离>C=O） 1637 ~ 1608 （缔合>C=O） 第四节 结构鉴定

44. 3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR） 1H-NMR (1)醌环上的质子 第四节 结构鉴定

45. 第四节 结构鉴定 3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR） 1H-NMR (1)醌环上的质子

46. 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。 第四节 结构鉴定

47. 3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR） 13C-NMR （1）1,4-萘醌类 第四节 结构鉴定

48. 3.醌类化合物的核磁共振光谱（NMR） 13C-NMR （2）9,10-蒽醌类 第四节 结构鉴定

49. 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1~2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 第四节 结构鉴定

50. 第四节 结构鉴定 练习： 从茜草中分离得到一橙色针状结晶，NaOH反应呈红色，醋酸镁反应呈橙色。光谱数据如下： UV max(MeOH) nm: 213, 277, 341, 424. IR  max (KBr) cm-1: 3400, 1664, 1626, 1590, 1300. 1H-NMR (DMSO-d6): 13.32(1H,s), 8.06(1H, d, J=8Hz), 7.44(1H, d, J=3Hz), 7.21(1H, dd, J=8,3Hz), 7.20(1H, s), 2.10(3H, s). MS m/z (rel. int.): 270(M+,100), 242(M-CO). 全乙酰化物的1H-NMR 示有三个乙酰基。请推导该化合物可能的结构并对氢信号加以归属。