第4章醌类化合物.ppt
第4章 醌类化合物,厦门大学医学院药学系丘鹰昆,定义与分类,醌类化合物(quinones)指醌类或容易转变为具有醌类性质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、-OMe等)多有颜色常作为动植物、微生物色素存在,第1节 醌类化合物的结构类型,分类,苯醌类萘醌类菲醌类蒽醌类蒽醌衍生物蒽酚衍生物二蒽酮类衍生物,一、苯醌类(benzoquinones),邻苯醌不安定，故天然界存在的大多为对苯醌多有-OH、-OMe、-Me取代,治疗心脏病高血压、癌症,橙红色结晶驱除肠寄生虫作用,碱性下可被次亚硫酸钠还原为氢醌醌类这种可逆的氧化还原过程，在生物体内起着重要的电子传递媒介作用,二、萘醌类(naphthoquinones),天然界得到的几乎均为-萘醌类如：胡桃醌(抗菌、抗癌及中枢神经镇静),三、菲醌类(phenanthraquinones),包括邻菲醌、对菲醌,四、蒽醌类(anthraquinones),依据其还原程度的不同蒽醌衍生物蒽酚(蒽酮)衍生物二蒽酮类衍生物,1、蒽醌衍生物,根据-OH在母核上分布的位置不同分2类大黄素型(-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,2、蒽酚(蒽酮)衍生物,蒽酮、蒽酚性质不稳定，只存在于新鲜植物中,3、二蒽酮类衍生物,如：番泻苷A、B、C、D(番泻叶中致泻的主要有效成分),第2节 醌类化合物的理化性质,一、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性状：多为结晶性固体挥发性、升华性小分子苯醌、萘醌：具有挥发性，可水蒸气蒸馏游离的醌类多具有升华性溶解度：相似相溶,颜色苯醌、萘酯无Ar-OH的：近乎于无色引入OH：黄色、橙色蒽醌、菲醌黄橙色助色团越多，颜色越深如：黄、红、橙、紫红等,荧光短共轭链：天兰色荧光长共轭链：黄色荧光(蒽醌),二、化学性质,酸性Ar-OH的存在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-OH 1个-OH 2个-OH 1个-OH提取分离：5%NaHCO3；5%Na2CO3；1%NaOH；5%NaOH,例,2、颜色反应,1)Feigl反应醌：传递e 媒介,2)无色亚甲蓝显色试验,苯醌、萘醌蓝色蒽醌用于TLC、PC,3)碱性条件下的呈色反应,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(Borntrgers 保恩特莱格反应),检查中药中的蒽醌,4)与活性次甲基试剂反应,Kesting-Craven法苯醌粉红色萘醌紫红色OH取代：反应受阻蒽醌：阴性,5)与金属离子反应(蒽醌),Fe3+紫色Mg2+含-OH or邻二酚-OH蒽醌有颜色络合物可用于蒽醌鉴别Pb2+含-OH or邻二酚-OH蒽醌桔黄色可用于蒽醌精制,6)对亚硝基苯胺反应,用于鉴别蒽酮蓝紫色,对亚硝基二甲苯胺,三、提取与分离,1、游离醌类的提取方法有机溶剂提取法碱提取酸沉淀法用于提取含酸性基团（Ar-OH、-COOH)的化合物。水蒸气蒸馏法适用于小分子的苯醌及萘醌类化合物,2、游离羟基蒽醌的分离,pH梯度萃取法层析法吸附剂：硅胶、聚酰胺不宜用氧化铝，尤其是碱性氧化铝,3、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,4、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、葡萄糖凝胶例：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,预处理,分离前，多进行预处理除部分杂质铅盐法酸式醋酸铅与酸性强的蒽醌先溶剂法,饱合Pb(Ac)2,沉淀,PbS,滤液,邻二-OH、COOH蒽醌苷,加水，通H2S,滤液,蒽醌苷/H2O,放置,PbOH(Ac),沉淀,滤液,放置,PbS,滤液,单酚-OH蒽醌苷,加水，通H2S,放置,第4节 醌类化合物的结构测定,一、UV,1、苯醌类的紫外吸收特征240 nm:强峰285 nm:中强峰400 nm:弱峰,2、萘醌类的紫外吸收特征,引入助色团(-OR)相应吸收峰红移醌环上引入助色团：影响257 nm红移苯环上引入助色团：影响335 nm红移引入-OH红移至427 nm!,3、蒽醌的UV特征,此外，羟基蒽醌多数在230 nm附近有一强峰,羟基蒽醌的UV,5个主要吸收带第 峰：230 nm左右（母核的强吸收峰）第 峰：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,二、醌类化合物的IR,羟基蒽醌类化合物C=O：1675 1653 cm-1（羰基的伸缩振动）-OH：3600 3130 cm-1（羟基的伸缩振动）芳环：1600 1480 cm-1（苯核的骨架振动）取代对C=O吸收峰的影响母核上无取代两个C=O只给出1个吸收峰：1675 cm-1引入一个-OH时2个C=O吸收峰1675 1647（游离C=O）1637 1608（缔合C=O）,三、醌类化合物的1H-NMR,1)醌环质子,位移幅度加大,2)芳环质子,当有取代基时，峰的数目及峰位都将改变,3)活泼质子,四、醌类化合物的13C-NMR,五、醌类化合物的MS,分子离子峰(M+)通常为基峰失去12分子CO特征碎片峰p-苯醌：82、80、54、521,4-萘醌：104、76、509,10-蒽醌：180、152、90、76,六、醌类化合物衍生物的制备,1、甲基化反应保护-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-OH Ar-OH-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,例：曲菌素的甲基化反应,2、乙酰化反应,反应活性：亲核性越强，越容易被酰化R-OH-OH-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,例,第5节 醌类化合物的生物活性,泻下作用活性规律苷苷元二蒽酮蒽酚蒽酮(含COOH含OHOH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它作用对cAMP磷酸二酯酶有显著的抑制作用,富含蒽醌的药用植物,大黄,虎杖,番泻叶,芦荟,
