云南省楚雄卫生学校
2005学年第二学期天然药物化学教案
授课专业及班级药剂76 ,77,78班 授课人李洪文
第六章 蒽醌类化合物
第一节 概述
醌类(quinonoid )化合物主要有苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。
其中以蒽醌类数量较多,分布较广,生物活性亦较强。
蒽醌类(anthraquinones)在植物界的分布 蒽醌类化合物的生物活性。
第二节 蒽醌类化合物的结构与分类
天然蒽醌类的基本母核是蒽的中位羰基衍生物。
蒽醌类化合物根据其氧化、还原状态不同及聚合与否分为以下几类。
一、羟基蒽醌衍生物。
二、蒽酚或蒽酮衍生物
O O
1
23
4
5
6
78910。
蒽
醌 蒽
酮
蒽酚三、 酮或二蒽醌衍生物
二蒽酮衍生物是由两分子蒽酮脱去一分子氢聚合而成的化合物,其结合方式有
C 10-C 10´连接等,多以苷的状态存在。
如从番泻叶、
大黄中提取出具有泻下作用的成分番泻苷A ,就是一种中位连接的二蒽酮苷。
C-C 键聚合而成的化合物。
如变质的大米或花生中存在的黄色霉素即属此类。
此成分毒性极大,微量即可引起
肝硬化。
第三节 蒽醌类化合物的理化性质
一、性状
游离蒽醌化合物大多为结晶状,而其苷类多呈粉末状。
两者一般均具有黄、橙、红等颜色。
羟基分布于两侧苯环的蒽醌颜色较浅,多为黄色;羟基分布于一侧苯环的蒽醌颜色较深,多为橙或红色。
蒽醌类化合物多具有荧光。
二、升华性
游离蒽醌衍生物多具有升华性,常压下加热可升华且不被分解。
利用此性质可检查药材中有无蒽醌类化合物的存在。
如将大黄药材粉末加热升华,可得到黄色菱状针晶或羽状结晶,是大黄药材的一种鉴别方法。
互变
[H]
[O]
O
O
O
OH
O
O
O
glc O
OH
COOH
COOH glc
OH
H
H
OH
OH
OH
O
OH OH
OH
O
OH
O
O
OH
C
H 3CH 3
三、溶解性
游离蒽醌类化合物具有亲脂性,可溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿及苯等有机溶剂,难溶于水。
但与糖结合成苷后极性增大,易溶于甲醇、乙醇中,也能溶于水,在热水中溶解度增大,几乎不溶于氯仿、苯、乙醚等亲脂性有机溶剂中。
蒽醌类化合物因分子中具有酚羟基,可与碱成盐而溶于碱性水溶液,加酸酸化后又可重新沉淀析出,利用此性质可用于蒽醌类化合物的提取与分离。
四、酸性
蒽醌类化合物结构中多具有酚羟基,有些还带有羧基,故表现出一定的酸性。
其酸性的强弱与分子中是否含有羧基以及酚羟基的数目及位置有关。
有羧基取代的蒽醌类化合物,酸性较强。
由于羧基中质子离解度高,故酸性较强,此类化合物能溶于碳酸氢钠水溶液中。
β-羟基蒽醌的酸性强于α-羟基蒽醌。
在蒽醌化合物质结构中,由于β-羟基受羰基吸电子的影响,使羟基上氧原子的电子云密度降低,从而质子离解度增高,酸性较强;而α-羟基上氢与相邻的羰基易形成分子内氢键,降低了质子的离解度,故酸性较弱,如下所示:
β-羟基蒽醌 α-羟基蒽醌
酚羟基数目增多则酸性增强。
羟基蒽醌类的酸性一般随羟基数目的增多而增强,如3.6-二羟基蒽醌的酸性强于3-羟基蒽醌的酸性。
同时与羟基的位置也有关,如1,8-二羟基蒽醌的酸性大于1.5-二羟基蒽醌。
3,6-二羟基蒽醌 3-羟基蒽醌
综上所述,羟基蒽醌类化合物的酸性强弱顺序排列如下:
含COOH >含二个以上β-OH >含一个β-OH >含二个以上α-OH >含一个α
O
H O
O
OH
O
O
OH
O
O O
H
-OH 。
不同酸性的蒽醌类化合物,可溶于不同碱性的碱性溶液中,酸性较强的蒽醌类可溶于弱碱性水溶液中,酸性较弱的蒽醌类只能溶于碱性较强的水溶液中。
上述不同类型的蒽醌类可依次溶于5%NaHCO 3、热的5%NaHCO 3、5%Na 2CO 3、1%NaOH 、5%NaOH 溶液中。
蒽醌类化合物的酸性强弱及其在碱液中的溶解性,是pH 梯度萃取法分离蒽醌类化合物的基础。
第四节 蒽醌类化合物的检识
一、化学检识
(一)碱液反应
α-羟基蒽醌 红色
β-羟基蒽醌 红色 (二)醋酸镁反应
(三)对亚硝基二甲苯胺反应
二、色谱检识
第五节 蒽醌类化合物的提取与分离
O
O
OH
OH -
O
O
--
O
O
O
-O
O O
Mg O
O
O O
O
O O O
O
O
O
Mg
H
H
一、提取与分离
(一)游离蒽醌的提取与分离
基本操作流程如下:
5%NaHCO3溶液萃取
碱液苯液
酸化
沉淀
(含羧基蒽醌)碱液
酸化1
沉淀
(含β-羟基蒽醌)碱液苯液
酸化
沉淀
(含α-羟基蒽醌)(二)蒽醌苷的提取与分离
药材粗粉
95%乙醇加热回流
醇提取液
浓缩、回收乙醇
浓缩液
(游离蒽醌)
正丁醇层水层
回收正丁醇(水溶性杂质)
B 二、实例——大黄中羟基蒽醌化合物的提取与分离
化学成分
大黄中化学成分较复杂,以蒽醌类化合物为主。
主要有游离蒽醌、蒽醌苷及二蒽酮苷类,此外还含有单宁等。
游离蒽醌的结构属于大黄素型,主要化合物有大黄酚、大黄素、大黄素甲醚、芦荟大黄素、大黄酸。
它们的结构为:
R 1
323
(一) 提取与分离
从药材大黄中提取羟基蒽醌类化合物可采用20%硫酸和苯的混合液(1:5)加热回流,使游离蒽醌转溶于有机溶剂中,然后利用羟基蒽醌化合物酸性强弱的不同,用p H 梯度萃取法分离,操作流程如下: 大黄粗粉
药渣 苯液
碱液 酸化 黄色固体物
重结晶 碱液 黄色细针状结晶 酸化 0.5 (大黄酸) 固体物
重结晶 碱液 橙色大针状结晶 酸化 回收苯 (主含大黄素) 固体物 固体物 重结晶 (主含大黄酚
O O
O
H OH
R 2
R 1
橙色长针状结晶 及大黄素甲醚) (主含芦荟大黄素)
大黄酚及大黄素甲醚的酸性差异很小,不能采用pH 梯度萃取法分离,可使用柱色谱法,常以硅胶为吸附剂,以石油醚与苯的混合溶剂洗脱,大黄酚先洗脱下来而大黄素甲醚后洗脱下来。
思考题:
1.简述蒽醌类化合物的酸性与分子结构的关系。
2.简述羟基蒽醌类化合物提取分离的基本方法及注意事项。
3.为什么大黄药材要贮藏二年以上才可供临床药用?试说明其原因。
4.已知虎杖根中主要含有大黄素、大黄酚、大黄素甲醚及其它们的苷,试问怎样分离出大黄素?
5.用化学方法区别下列两种化合物:
(雷黎明)
OH
O
OH
O OH
O
OH。