第四章醌类

天然药物化学--第四章醌类：  1、掌握醌类化合物的基本结构及分类。  2、掌握蒽醌类化合物酸性大小的规律以及醌类重要的呈色反应 。  3、掌握pH梯度萃取的原理和方法。  4、掌握蒽醌类化合物波谱特征。

醌类

• 分类
  • 是指分子内具有不饱和醌式结构（不饱和环二酮结构）或容易转化成这种结构的天然色素有机化合物， 多呈黄、红、紫色。
  • • 萘醌
      • α-（1,4）
      • β-（1,2）
      • amphi-（2,6）
      • 但天然的萘醌仅有α-萘醌
      • α-萘醌类是黄色结晶，可升华，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚。 1.天然萘醌衍生物多为橙黄色或橙红色结晶，个别为紫色结晶。 2.许多萘醌类有很明显的生物活性
      • 维生素K类是一类自然界存在的萘醌衍生物，具有促进血液凝固作用
    • 菲醌
      • 邻菲醌
      • 对菲醌
      • 丹参
    • 蒽醌
      • 蒽醌衍生物
        • 大黄素型
          • 羟基在两侧苯环上，多为黄色
        • 茜草素型
          • 羟基在一侧苯环上，多为橙~橙红色
      • 蒽酚／蒽酮衍生物
        • 蒽酚
        • 蒽酮
        • 氧化蒽酚
      • 二蒽酮类衍生物
        • 番泻苷A，金丝桃素
        • 蒽酮二聚体
      • 其他
    • 苯醌
      • 邻苯醌
      • 对苯醌
      • 天然苯醌类化合物多为黄色或橙黄色结晶体
      • 均可由相应的二元酚氧化制得
• 显色反应
  • Feigi反应
    • 醌类衍生物在碱性条件下加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应生成紫色化合物
    • 在这个反应中醌类在反应前后并无变化，只起传递电子的作用
    • 醌的通性，所有具醌核的化合物均可反应
  • 无色亚甲蓝显色剂
    • 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，呈蓝色，而蒽醌无
  • 碱性条件下的呈色反应Bornträger反应
    • 红色
    • 可区别含羟基的蒽醌与蒽酚衍生物
    • 与形成共轭的体系的酚羟基和羰基有关
    • 羟基蒽醌，具有游离酚羟基的蒽醌苷才显阳性，蒽酚、蒽酮需氧化成蒽醌才显色
    • 反应检查天然药物中是否含有蒽醌类成分
  • 与活泼次甲基试剂的反应Kesting-Craven
    • 可区别蒽醌与苯醌萘醌
    • 苯醌和萘醌（醌环上有未被取代的位置）与具有活性次甲基试剂反应，呈蓝绿色或蓝紫色，可与蒽醌区别
    • 萘醌的苯环上如有羟基取代，此反应将受到抑制
  • 与金属离子的反应
    • 可初步鉴定蒽醌的取代情况
    • α-酚羟基或邻二酚羟基蒽醌与Pb2+，Mg2+等形成络合物而显色
    • 醋酸镁的显色反应
      • 羟基蒽醌和0.5%醋酸镁的甲醇或乙醇液生成稳定的橙红色或紫色络合物。
      • 定性检查，提供羟基取代位置的线索，有利于结构的推测 多用作 PC、TLC显色剂
      • 若母核只有α-OH或一个β-OH或两个OH不在同一环 橙黄-橙色 若一个α-OH，一个邻-OH 兰、兰紫色 若一个α-OH，一个间--OH橙红、红色 若一个α-OH，一个对--OH紫红、紫色
  • 对亚硝基二甲苯胺反应
    • 羟基蒽酮类(9或10位未取代)＋对亚硝基二甲苯胺吡啶→绿色产物
    • 羟基蒽酮的定性
• 结构鉴定
  • 紫外
    • A部分有苯甲酰基结构，可给出252及325nm的强峰和中强峰 B部分具有醌样结构，可给出272及405nm的吸收峰
  • 羰基VC=O 1675 ~ 1647 （游离） 1637 ~ 1608 （缔合）
  • 苯醌：醌环上的质子在6.72(s). 萘醌：醌环上的质子在6.95 (1,4萘醌)， 一般供电子取代基时，向高场位移
  • 游离醌类分子离子峰常为基峰
  • 醌类化合物衍生物制备
    • 甲基化
      • 羟基酸性越强，质子越易解离，甲基化反应越易进行
    • 乙酰化
      • 乙酰氯 > 醋酐＞ 醋酸酯> 冰醋酸
• 生物活性
  • 泻下作用:番泻苷类（大黄酸蒽酮
  • 抗菌作用:抗细菌、霉菌
  • 其它作用:抗癌、抗病毒、抗真菌
• 分离
  • 羟基及含羧基蒽醌在植物体内常以盐的形式存在，提取时应先酸化成游离状态，再提取
  • 羟基蒽醌苷元分离， 游离蒽醌衍生物的分离
    • pH梯度萃取法（含游离羧基，酚羟基蒽醌）
      • 含-COOH或两个以上β-酚羟基
        • 溶于5%NaHCO3
      • 含一个β-酚羟基
        • 溶于5%Na2CO3
      • 含两个以上α-酚羟基
        • 溶于1%NaOH
      • 含一个α-酚羟基
        • 溶于5%NaOH
    • pH梯度萃取法对蒽衍生物进行初步分离 →层析法进一步分离
      • 多用吸附柱层析，以硅胶、磷酸氢钙、聚酰胺粉为 吸附剂，不宜用氧化铝，尤其是碱性氧化铝，因为 羟基蒽醌能与氧化铝形成牢固螯合物，难以洗脱
  • 蒽醌苷分离
    • 层析前用铅盐法或溶剂法处理，得较纯总苷后再进一步分离。
    • 正丁醇萃取（乙酸乙酯
      • 从除去游离蒽醌衍生物的水溶液中， 将蒽醌苷萃取出来
    • 大孔吸附树脂
    • 反相色谱
  • 蒽醌苷与苷元分离
    • 溶解性不同分离
• 提取
  • 有机溶剂提取法
    • 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
    • 浓缩后再依次用有机溶剂提取（多用索氏提取法）
    • 游离形式蒽醌成分可用不同极性溶剂依次提取，溶剂极性由小到大
      • 极性较小的蒽醌如大黄酚、大黄素甲醚可被石油醚提出
      • 极性较大的多羟基蒽醌则需乙醇提
  • 碱溶酸沉法
    • 适于具酚羟基的醌类成分
  • 物理场强化提取
    • 超声波提取
  • 水蒸汽蒸馏法
    • 适于分子量较小的苯醌及萘醌类（挥发性
  • 超临界流体萃取法
• 理化性质
  • 植物中存在的醌类衍生物是一类醌类色素，故多 为有色晶体。随着酚-OH等助色团引入越多，颜色越深。
  • 苯醌、萘醌、菲醌---多以游离状态存在，多为完好结晶
    • 蒽醌 游离形式—多为完好结晶 结合成苷---难得到完好结晶，呈粉末
  • 游离醌类多具有升华性
  • 小分子苯醌及萘醌具挥发性，可随水蒸气蒸馏
  • 溶解度
    • 游离醌
      • 溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，难溶于水。
    • 醌苷类
      • 易溶于甲醇、乙醇，溶于热水， 不溶于乙醚、苯、氯仿
    • 糖上的羟基增加亲水性
  • 有些醌类对光不稳定
    • 醌类色素的处理应尽量避光
    • 丹参酮ⅡA
  • 酸性
    • 醌类化合物多具酚羟基或羧基，故多具有酸性。 其酸性的强弱取决于是否有羧基及酚羟基的数目、位置。
    • 越容易形成分子内氢键酸性越弱，邻位羟基🉑形成氢键
    • 苯醌上α-OH的酸性与-COOH近似，因为其为插烯酸结构
    • β-羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强，能溶于Na2CO3溶液中
    • α-羟基蒽醌
      • 不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中
      • 比苯酚的酸性弱
    • 处于邻位的二羟基蒽醌其酸性比只有一个羟基 蒽醌的酸性还弱，这是由于相邻酚羟基缔合的影响
    • 含-COOH > 含二个以上β酚-OH > 含一个β酚-OH >含两个α酚-OH > 含一个α-酚-OH
    • 羟基数目增多，酸性也增强。羟基蒽醌的酸性随羟基数目的增加而增加， 无论是α- 位或β-位有羟基，其酸性都有一定程度的递增
• 掌握醌类化合物的基本结构及分类。  2、掌握蒽醌类化合物酸性大小的规律以及醌 类重要的呈色反应 。  3、掌握pH梯度萃取的原理和方法。  4、掌握蒽醌类化合物波谱特征。

醌类

• 分类
  • 是指分子内具有不饱和醌式结构（不饱和环二酮结构）或容易转化成这种结构的天然色素有机化合物， 多呈黄、红、紫色。
  • • 萘醌
      • α-（1,4）
      • β-（1,2）
      • amphi-（2,6）
      • 但天然的萘醌仅有α-萘醌
      • α-萘醌类是黄色结晶，可升华，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚。 1.天然萘醌衍生物多为橙黄色或橙红色结晶，个别为紫色结晶。 2.许多萘醌类有很明显的生物活性
      • 维生素K类是一类自然界存在的萘醌衍生物，具有促进血液凝固作用
    • 菲醌
      • 邻菲醌
      • 对菲醌
      • 丹参
    • 蒽醌
      • 蒽醌衍生物
        • 大黄素型
          • 羟基在两侧苯环上，多为黄色
        • 茜草素型
          • 羟基在一侧苯环上，多为橙~橙红色
      • 蒽酚／蒽酮衍生物
        • 蒽酚
        • 蒽酮
        • 氧化蒽酚
      • 二蒽酮类衍生物
        • 番泻苷A，金丝桃素
        • 蒽酮二聚体
      • 其他
    • 苯醌
      • 邻苯醌
      • 对苯醌
      • 天然苯醌类化合物多为黄色或橙黄色结晶体
      • 均可由相应的二元酚氧化制得
• 显色反应
  • Feigi反应
    • 醌类衍生物在碱性条件下加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应生成紫色化合物
    • 在这个反应中醌类在反应前后并无变化，只起传递电子的作用
    • 醌的通性，所有具醌核的化合物均可反应
  • 无色亚甲蓝显色剂
    • 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，呈蓝色，而蒽醌无
  • 碱性条件下的呈色反应Bornträger反应
    • 红色
    • 可区别含羟基的蒽醌与蒽酚衍生物
    • 与形成共轭的体系的酚羟基和羰基有关
    • 羟基蒽醌，具有游离酚羟基的蒽醌苷才显阳性，蒽酚、蒽酮需氧化成蒽醌才显色
    • 反应检查天然药物中是否含有蒽醌类成分
  • 与活泼次甲基试剂的反应Kesting-Craven
    • 可区别蒽醌与苯醌萘醌
    • 苯醌和萘醌（醌环上有未被取代的位置）与具有活性次甲基试剂反应，呈蓝绿色或蓝紫色，可与蒽醌区别
    • 萘醌的苯环上如有羟基取代，此反应将受到抑制
  • 与金属离子的反应
    • 可初步鉴定蒽醌的取代情况
    • α-酚羟基或邻二酚羟基蒽醌与Pb2+，Mg2+等形成络合物而显色
    • 醋酸镁的显色反应
      • 羟基蒽醌和0.5%醋酸镁的甲醇或乙醇液生成稳定的橙红色或紫色络合物。
      • 定性检查，提供羟基取代位置的线索，有利于结构的推测 多用作 PC、TLC显色剂
      • 若母核只有α-OH或一个β-OH或两个OH不在同一环 橙黄-橙色 若一个α-OH，一个邻-OH 兰、兰紫色 若一个α-OH，一个间--OH橙红、红色 若一个α-OH，一个对--OH紫红、紫色
  • 对亚硝基二甲苯胺反应
    • 羟基蒽酮类(9或10位未取代)＋对亚硝基二甲苯胺吡啶→绿色产物
    • 羟基蒽酮的定性
• 结构鉴定
  • 紫外
    • A部分有苯甲酰基结构，可给出252及325nm的强峰和中强峰 B部分具有醌样结构，可给出272及405nm的吸收峰
  • 羰基VC=O 1675 ~ 1647 （游离） 1637 ~ 1608 （缔合）
  • 苯醌：醌环上的质子在6.72(s). 萘醌：醌环上的质子在6.95 (1,4萘醌)， 一般供电子取代基时，向高场位移
  • 游离醌类分子离子峰常为基峰
  • 醌类化合物衍生物制备
    • 甲基化
      • 羟基酸性越强，质子越易解离，甲基化反应越易进行
    • 乙酰化
      • 乙酰氯 > 醋酐＞ 醋酸酯> 冰醋酸
• 生物活性
  • 泻下作用:番泻苷类（大黄酸蒽酮
  • 抗菌作用:抗细菌、霉菌
  • 其它作用:抗癌、抗病毒、抗真菌
• 分离
  • 羟基及含羧基蒽醌在植物体内常以盐的形式存在，提取时应先酸化成游离状态，再提取
  • 羟基蒽醌苷元分离， 游离蒽醌衍生物的分离
    • pH梯度萃取法（含游离羧基，酚羟基蒽醌）
      • 含-COOH或两个以上β-酚羟基
        • 溶于5%NaHCO3
      • 含一个β-酚羟基
        • 溶于5%Na2CO3
      • 含两个以上α-酚羟基
        • 溶于1%NaOH
      • 含一个α-酚羟基
        • 溶于5%NaOH
    • pH梯度萃取法对蒽衍生物进行初步分离 →层析法进一步分离
      • 多用吸附柱层析，以硅胶、磷酸氢钙、聚酰胺粉为 吸附剂，不宜用氧化铝，尤其是碱性氧化铝，因为 羟基蒽醌能与氧化铝形成牢固螯合物，难以洗脱
  • 蒽醌苷分离
    • 层析前用铅盐法或溶剂法处理，得较纯总苷后再进一步分离。
    • 正丁醇萃取（乙酸乙酯
      • 从除去游离蒽醌衍生物的水溶液中， 将蒽醌苷萃取出来
    • 大孔吸附树脂
    • 反相色谱
  • 蒽醌苷与苷元分离
    • 溶解性不同分离
• 提取
  • 有机溶剂提取法
    • 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
    • 浓缩后再依次用有机溶剂提取（多用索氏提取法）
    • 游离形式蒽醌成分可用不同极性溶剂依次提取，溶剂极性由小到大
      • 极性较小的蒽醌如大黄酚、大黄素甲醚可被石油醚提出
      • 极性较大的多羟基蒽醌则需乙醇提
  • 碱溶酸沉法
    • 适于具酚羟基的醌类成分
  • 物理场强化提取
    • 超声波提取
  • 水蒸汽蒸馏法
    • 适于分子量较小的苯醌及萘醌类（挥发性
  • 超临界流体萃取法
• 理化性质
  • 植物中存在的醌类衍生物是一类醌类色素，故多 为有色晶体。随着酚-OH等助色团引入越多，颜色越深。
  • 苯醌、萘醌、菲醌---多以游离状态存在，多为完好结晶
    • 蒽醌 游离形式—多为完好结晶 结合成苷---难得到完好结晶，呈粉末
  • 游离醌类多具有升华性
  • 小分子苯醌及萘醌具挥发性，可随水蒸气蒸馏
  • 溶解度
    • 游离醌
      • 溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，难溶于水。
    • 醌苷类
      • 易溶于甲醇、乙醇，溶于热水， 不溶于乙醚、苯、氯仿
    • 糖上的羟基增加亲水性
  • 有些醌类对光不稳定
    • 醌类色素的处理应尽量避光
    • 丹参酮ⅡA
  • 酸性
    • 醌类化合物多具酚羟基或羧基，故多具有酸性。 其酸性的强弱取决于是否有羧基及酚羟基的数目、位置。
    • 越容易形成分子内氢键酸性越弱，邻位羟基🉑形成氢键
    • 苯醌上α-OH的酸性与-COOH近似，因为其为插烯酸结构
    • β-羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强，能溶于Na2CO3溶液中
    • α-羟基蒽醌
      • 不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中
      • 比苯酚的酸性弱
    • 处于邻位的二羟基蒽醌其酸性比只有一个羟基 蒽醌的酸性还弱，这是由于相邻酚羟基缔合的影响
    • 含-COOH > 含二个以上β酚-OH > 含一个β酚-OH >含两个α酚-OH > 含一个α-酚-OH
    • 羟基数目增多，酸性也增强。羟基蒽醌的酸性随羟基数目的增加而增加， 无论是α- 位或β-位有羟基，其酸性都有一定程度的递增
• 掌握醌类化合物的基本结构及分类。  2、掌握蒽醌类化合物酸性大小的规律以及醌 类重要的呈色反应 。  3、掌握pH梯度萃取的原理和方法。  4、掌握蒽醌类化合物波谱特征。