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1、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
2、 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
3、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
4、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
5、(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，
6、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
7、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
8、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
9、为基峰 失去12分子CO 特征碎片峰 p-苯醌：82、80、54、52 1,4-萘醌：104、76、50 9,10-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,