天然药物化学 醌类化合物

这是一个关于天然药物化学 醌类化合物的思维导图，包含醌类化合物的结构类型、 醌类化合物的理化性质、提取分离、 波谱特征、生物活性等。

醌类化合物

• 醌类化合物的结构类型
  • 定义
    • 具有或容易转变为具有不饱和环二酮结构的化合物，以及在生物合成方面与醌类有密切联系的化合物
  • 分布
    • 醌类具有不饱和酮结构，连接助色团后 (-OH、 -OCH3等) 多有颜色；常作为动植物、微生物色素存在
  • 分类
    • 苯醌类
      • 邻苯醌不稳定，自然界中主要是对苯醌，多有羟基、甲氧基、甲基取代
      • 信筒子醌：橙红色结晶，驱除肠寄生虫；辅酶Q10：治疗心脏病、高血压、癌症
      • 和氢醌的转化：在碱性条件下被次亚硫酸钠还原成氢醌；可逆，在生物体内起着重要的电子传递媒介作用
    • 萘醌类
      • 天然界得到的基本都是α-萘醌，如胡桃醌 (抗菌、抗癌及中枢神经镇静)
    • 菲醌类
      • 包括邻菲醌和对菲醌
    • 蒽醌类
      • 蒽醌衍生物
        • 大黄素型 (-OH在羰基的两侧)：多呈黄色
        • 茜草素型 (-OH在一侧苯环上)：颜色橙黄、橙红
      • 蒽酚 (蒽酮) 衍生物
        • 不稳定，只存在与新鲜植物中
      • 二蒽酮类衍生物
        • 番泻苷（番泻叶中主要致泻成分）
• 醌类化合物的理化性质
  • 物理性质
    • 存在状态： • 苯醌、萘醌：多以游离状态存在 • 蒽醌类：多结合成苷而存在于植物中 升华性：游离的醌类多具有升华性 挥发性：小分子苯醌、萘醌 荧光：共轭链：天兰色荧光，长共轭链：黄色荧光 (蒽醌)
  • 化学性质
    • 酸性
      • Ar-OH的数目、位置不同→酸性强弱，分子对称性好→缔合牢固→酸性↓
      • 酸性强弱顺序：含-COOH > 2个以上β-OH > 1个β-OH > 2个α-OH > 1个α-OH 提取分离： 5% NaHCO3； 5% Na2CO3； 1% NaOH； 5% NaOH
    • 颜色反应
      • Feigl反应（醌类衍生物）
        • 醌类衍生物在碱性条件下经加热能迅速与醛类和邻二硝基苯反应，生成紫色化合物
      • 无色亚甲蓝显色试验（苯醌、萘醌）
        • 苯醌和萘醌→蓝色，蒽醌×，用于TLC，PC
      • 碱性条件下的显色反应（羟基醌类）
        • 羟基醌类在碱性溶液→颜色加深，呈橙、红、紫红色及蓝色 羟基蒽醌类→红 ~ 紫红 (Bornträgers 保恩特莱格反应)
      • 与活性次甲基试剂反应（苯醌、萘醌）
        • Kesting-Craven法：苯醌→粉红色，萘醌→紫红色 OH取代：反应受阻 蒽醌：阴性
      • 与金属离子反应 （有α-酚羟基或邻二酚羟基的蒽醌）
        • 蒽醌类化合物如果有α-酚羟基或者邻二酚羟基结构时，可以与Fe3+（紫色）、Pb2+（桔黄色）、Mg2+等离子形成有颜色的络合物
      • 对亚硝基苯胺反应（C-9、10未取代的羟基蒽酮）
        • C-9、C-10未取代的羟基蒽酮：蓝紫色
• 提取分离
  • 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
  • 游离羟基蒽醌的分离
    • pH梯度萃取法
    • 层析法
      • 吸附剂：硅胶（酸性/中性）、聚酰胺（碱性/中性）；不宜用氧化铝，尤其是碱性氧化铝
  • 蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的分离
    • 提取：植物中常以Mg2+, K+, Na+, Ca2+形式存在，应充分酸化使之游离
    • 分离：极性差别大，萃取法
  • 蒽醌苷类的分离
    • 应用柱色谱进行分离，常用的载体：硅胶、聚酰胺、葡萄糖凝胶(分子大的先下来)
    • 例如：大黄，葡萄糖凝胶 (MW) • 二蒽酮苷 • 蒽醌二葡萄糖苷 • 蒽醌单糖苷 • 蒽醌苷元
• 波谱特征
  • 紫外
    • 苯醌：~240 nm: 强峰；~285 nm: 中强峰；~400 nm: 弱峰
    • 萘醌类：257nm，引入助色团向红位移
    • 蒽醌类： 第 Ⅰ 峰： 230 nm左右（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）
  • 红外
    • 羟基蒽醌类化合物
      • υC=O： 1675 ~ 1653 cm-1 （羰基的伸缩振动） υ-OH： 3600 ~ 3130 cm-1 （羟基的伸缩振动） υ芳环： 1600 ~ 1480 cm-1 （苯核的骨架振动）
  • 质谱
    • 分子离子峰通常为基峰，且出现丢失1-2个分子CO的碎片离子峰
  • 1H-NMR
    • 醌环上有供电取代基时，使其醌环上其他质子的化学位移向高场位移
      • OCH3 > OH > OCOCH3 > CH3
  • 13C-NMR
  • 醌类化合物衍生物的制备
    • 甲基化反应
      • 目的：保护-OH、测定-OH数目及成苷的位置
      • 甲基化易难：酸性越强，质子易解离，甲基化易 -COOH > β-OH > Ar-OH > α-OH > R-OH
      • 试剂的活性
        • CH3I > (CH3)2SO4 > CH2N2
      • 溶剂
        • 溶剂的极性强，甲基化能力增强
    • 乙酰化反应
      • 反应活性
        • 亲核性越强，越容易被酰化：R-OH > β-OH > α-OH
      • 酰化试剂的活性
        • 乙酰氯 > 醋酐 > 酯 > 冰醋酸
      • 催化剂的催化能力
        • 吡啶 > 浓硫酸
• 生物活性
  • 泻下作用
    • 活性规律：苷>苷元，二蒽酮>蒽酚>蒽醌 (含COOH>含OH>OH取代的) 大黄中主要泻下成分为：二蒽酮类成分
  • 抗菌作用
    • 苷元活性>苷；大黄酸、大黄素、芦荟大黄素等具有此作用
  • 抗肿瘤作用
    • 大黄酸、大黄素等抑制大鼠乳癌及艾氏腹水癌
  • 其他作用
    • 对cAMP磷酸二酯酶有显著的抑制作用