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第三章 醌类化合物


此外,醌类化合物还具有止血、扩张冠状动脉、驱绦虫、 解痉、利尿、利胆、镇咳、平喘抗氧化等作用
第二节 醌类化合物的结构与分类
一 苯醌类
可分为邻苯醌和对苯醌,前者不稳定,天然存在者 以后者为多见。天然苯醌类化合物多为黄色或橙色结晶。 从天然药物软紫草(Arnebia euchroma)根中分得 的arnebinone和arnebifuranon属于此类化合物,对前列 腺素PGE2的生物合成具有抑制作用。
1. 二蒽酮类
二蒽酮以苷的形式存在。若催化加氢还原则生成二分 子蒽酮,用FeCl3氧化则生成二分子蒽醌。大黄、番泻叶 中致泻的主要成分番泻苷A、B、C、D等皆为二蒽酮类衍 生物。 二蒽酮类化合物C10-C10’键易于断裂,生成蒽酮类化合 物。大黄中致泻的主要成分番泻苷A,就是因其在肠内转 变为大黄酸蒽酮而发挥作用。
2. 二蒽醌类 蒽醌类脱氢缩合或二蒽酮类氧化均可形成二蒽醌类。 天然二蒽醌类化合物两个蒽环呈反向排列如天精(skyrin) 和山扁豆双醌(cassiamine)。
3. 去氢二蒽酮类 4. 日照蒽酮类 5. 中位萘骈二蒽酮类 这一类化合物是天然蒽衍生物中具有最高氧化水平的 结构形式。 如具有抑制中枢神经及抗病毒的作用的金丝桃素 (hypericin)等。
三 醌醌类化合物制备原理
提取方法: 1. 有机溶剂提取法 对于极性较小的游离醌类,可用氯仿、 乙酸乙酯等有机溶剂进行提取。 2. 碱提取-酸沉淀法 对于带酚羟基的醌类化合物,酚羟基 与碱液成盐溶出,提取液酸化后,醌类化合物游离而沉淀析 出。 3. 水蒸气蒸馏法 对于分子量小、具有挥发性的苯醌及萘醌 类化合物适合。
二 色谱检识
(一)薄层色谱 吸附剂 多采用硅胶、聚酰胺 展开剂 多采用苯或苯-甲醇(9∶1)、庚烷-苯-氯仿 (1∶1∶1)等混合溶剂 显色剂 10%氢氧化钾甲醇溶液、3%氢氧化钠或碳酸钠溶液 注:蒽醌苷需采用极性较大的溶剂系统蒽 醌类及其苷在可见光下多显黄色,在紫外光下则显黄 棕、红、橙色等荧光,一般不需显色。
二 萘醌类
可分为α(1,4)、β(1,2)和amphi(2,6)三种类 型,天然产物中存在最多的是α-萘醌。 紫草中的紫草素、异紫草素属于萘醌化合物,为紫草 的有效成分,具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用。
三 菲醌类
可分为邻菲醌和对菲醌。 丹参含有多种菲醌衍生物,其中丹参醌ⅡA、丹参ⅡB、隐 丹参醌、丹参酸甲酯、羟基丹参醌ⅡA等为邻醌类衍生物, 丹参新醌甲、丹参新醌乙、丹参新醌丙为对醌类化合物。 丹参醌类结构上具有菲醌母核,但生源属于二萜类。 丹参菲醌类成分的鉴别可用浓硫酸试剂。
第二节 醌类化合物制备与鉴定实例 三 醌醌类化合物制备原理
(二)醌类化合物的分离 醌类化合物分离依据:酸性强弱、极性差异、分子量大小等。 1、游离羟基蒽醌的分离 采用pH梯度萃取法 根据蒽醌的酸性差异(α与β位羟基、羧基 的影响),使用不同的碱性水溶液,从有机溶剂中提取蒽醌类成 分。 层析法 此法分离游离醌类衍生物,常用的吸附剂主要是硅胶。 注意:一般不用氧化铝,尤其不用碱性氧化铝,以避免发生化学 吸附而难以洗脱。
① 大黄素型 羟基分布于两侧的 苯环上。多数化合物 呈黄色。大黄中的大 黄酸、大黄素、大黄 酚、大黄素甲醚和芦 荟大黄素属于此类。 虎杖也含有此类成分。
② 茜草素型
羟基分布在一侧苯环上,颜色为橙黄至橙红。茜草中 的茜草素、羟基茜草素和伪羟基茜草素属于此类。
2. 蒽酚或蒽酮衍生物 蒽醌在酸性环境中被还原,可生成蒽酚及其互变异构体 蒽酮。一般蒽酚(蒽酮)仅存在于新鲜植物中,如贮存时 间较长,则基本检识不到蒽酚或蒽酮的存在。
三 醌醌类化合物制备原理
第二节 醌类化合物制备与鉴定实例
2、蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的分离 分离机制:利用蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的极性差异,苷 在氯仿中不溶,苷元及其他游离蒽醌衍生物则易溶于氯仿, 据此进行分离。 注意:一般羟基蒽醌类衍生物及其相应的苷类在植物体内多 通过酚羟基或羧基结合成镁、钾、钠、钙盐形式存在,为充 分提取出蒽醌类衍生物,必须预先加酸酸化使之全部游离后 再进行提取。
当分子中具有羟基、甲氧基等助色团时,可引起分子 中相应的吸收峰红移。
举例:1,4-萘醌,当醌环上引入+I或+M取代基时,只影 响257 nm峰红移,而不影响来源于苯环的三个吸收带。但 当苯环上引入上述取代基时,如α-羟基时将使335 nm的吸 收峰红移至427 nm。
2. 蒽醌类的紫外光谱特征 蒽醌母核有四个吸收峰,羟基蒽醌衍生物的紫外光谱 与蒽醌母核相似,此外,多数在230 nm附近还有一强峰, 故羟基蒽醌类化合物有以下五个主要吸收带。 • • • • • 第Ⅰ峰:230 nm左右; 第Ⅱ峰:240~260 nm(由苯样结构引起); 第Ⅲ峰:262~295 nm(由醌样结构引起); 第Ⅳ峰:305~389 nm(由苯样结构引起); 第Ⅴ峰:>400 nm(由醌样结构中的C=O引起)。
三 醌醌类化合物制备原理
第二节 醌类化合物制备与鉴定实例
3. 蒽醌苷类的分离 蒽醌苷类特点:极性大,水溶性较强,分离较为困难。
分离方法:
(1)层析法:层析之前,采用溶剂法萃取提取物,除去大部 分杂质,制得较纯的总苷后再进行分离。
柱层析常用载体:硅胶、聚酰胺、纤维素及葡聚糖凝胶等 。
三 醌醌类化合物制备原理
第三节 醌类化合物的理化性质
一 物理性质
(一)颜色
醌类化合物随着酚羟基等助色团的引入逐渐显现颜色。 取代的助色团越多,颜色也就越深。天然醌类化合物多为 有色晶体。
(二)性状 苯醌和萘醌多以游离态存在,多为结晶。蒽醌一般结 合成苷存在于植物体中,因极性较大难以得到结晶。
(三)溶解性 游离醌类多溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂, 微溶或不溶于水。 醌类成苷后,极性增大,易溶于甲醇、乙醇、热水, 几乎不溶于苯、乙醚等非极性溶剂。 (四)升华性 游离的醌类化合物一般具有升华性,升华温度一般随 化合物极性的增加而升高。 (五)挥发性 小分子的苯醌类及萘醌类能随水蒸气蒸馏,具有挥发 性。可以利用此性质进行提取分离。 有些醌类成分不稳定,应注意避光储存。
第三章 醌类化合物
第三章 醌类化合物
第一节 概 述
第三节 醌类化合物的理化性质 第二节 醌类化合物的结构与分类 第四节 醌类化合物的检识
第一节 概 述
醌的概念
醌类化合物是指分子内具有不饱和环二酮结构(醌式 结构)的一类天然有机化合物,主要分为苯醌、萘醌、菲 醌和蒽醌四种类型。
生物活性
泻下作用 抗菌作用 番泻苷类化合物 大黄中游离的羟基蒽醌类化合物---显著抗菌 茜草中的茜草素---抗结核杆菌 紫草中的萘醌类---抗肿瘤
(2)葡聚糖凝胶法:根据分子大小的不同进行洗脱。如用 Sephadex LH-20凝胶柱分离大黄蒽醌苷类:将大黄的70%甲醇 提取液,加到凝胶柱上,并用70%甲醇洗脱,分段收集,先后 得到二蒽酮苷→蒽醌二葡萄糖苷→蒽醌单糖苷→游离苷元。 注意:羟基蒽醌类衍生物聚酰胺分离效果较好。根据其羟基 数目和位置不同,与聚酰胺形成氢键的能力不同,因而吸附 强度也不相同。
四 醌类化合物的波谱特征 (一)UV谱
1.苯醌和萘醌类的UV谱特征 苯醌类的主要吸收峰有三个: ①~240 nm,强峰 ② ~285 nm,中强峰 ③ ~400 nm,弱峰 萘醌主要有四个吸收峰: ① ~245 nm,强峰 ②~251 nm,强峰 ③ ~257 nm,中强峰,往往 作为肩峰出现 ④ ~335 nm,弱峰
四 蒽醌类
蒽醌类(anthraquinones)成分包括蒽醌衍生物及其不 同程度的还原产物,如氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮及二蒽酮等。 蒽醌按母核分为单蒽核及双蒽核两大类。
(一)单蒽核类
1.蒽醌及其苷类 天然蒽醌以9,10-蒽醌最为常见。蒽醌母核上常有羟 基、羟甲基、甲氧基以及羧基等取代,根据羟基在蒽醌 母核上的分布情况,可将羟基蒽醌衍生物分为大黄素型 和茜草素型。
3. Bornträ ger 在碱性溶液中,羟基蒽醌类化合物颜色变红 ~紫红。蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物需氧化形成蒽醌后 才能呈色。
4. Kesting-Craven反应 苯醌及萘醌类化合物的醌环上有末被 取代的位置时,在碱性条件下与含活性次甲基试剂,呈蓝 绿色或蓝紫色。可用以与苯醌及萘醌类化合物区别。
峰带Ⅰ的最大吸收波长(λmax)随分子中酚羟基数目的 增多而向红移,但该红移与酚羟基的位置无关。峰带Ⅰ的 具体位置与分子中的酚羟基数目间的关系如下表所示:
峰带Ⅲ(262~295 nm)受β-酚羟基的影响,β-酚羟基的存在 可使该带红移,且吸收强度增加。蒽醌母核上具有β-酚羟 基则第三峰吸收强度logε值均在4.1以上,若低于4.1,表 示无β-酚羟基。 峰带Ⅳ(305~389 nm)受供电基影响,一般规律是α位有CH3、-OH、-OCH3时,峰位红移,强度降低;而当取代 基处于β位时,则吸收峰强度增大。 峰带Ⅴ主要受α-羟基的影响,α-羟基数目越多,峰带Ⅴ红移 值也越大,如表所示。
四 醌类化合物的波谱特征 (一)UV谱
1.苯醌和萘醌类的紫外光谱特征 苯醌类的主要吸收峰有三个: ①~240 nm,强峰 ② ~285 nm,中强峰 ③ ~400 nm,弱峰萘醌主要有四个吸收峰,① ~245 nm, 强峰;②~251 nm,强峰;③ ~257 nm,中强峰,往往 作为肩峰出现;④ ~335 nm,弱峰(图3-9)。
(二)碱性 由于羰基上氧原子的存在,蒽醌类成分也具有微弱的 碱性,能溶于浓硫酸中成zaozi003盐再转成阳碳离子,同 时伴有颜色的显著改变。
(三)呈色反应
1. Feigl反应 醌类衍生物在碱性条件下经加热能迅速与醛 类及邻二硝基苯反应生成紫色化合物。
2. 无色亚甲蓝反应 专用于鉴别苯醌类及萘醌类化合物。此 反应可在PC或TLC上进行,样品呈蓝色斑点,可与蒽醌 类化合物相区别。
羟基蒽酚类化合物对真菌有较强的杀灭作用,是治疗 皮肤病的有效药物,如柯桠素(chrysarobin)治疗疥癣效 果良好。
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