第四章醌类化合物
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天然药物化学第四章醌类化合物(YH)
OH O OH OH No O OH
+
H H CH3 N N(CH3)3 CH3
绿色 N(CH3)3
三、醌类化合物的提取分离
醌类化合物由于结构及性质具很大差异，于植物体内的 存在状态也不同，故提取分离方法多样。 （一）、游离醌类成分的提取 1、有机溶剂提取法
A、将药粉用有机溶剂提取，提取液浓缩，可能析出结 晶，再重结晶。
glc O O OH
H H
COOH COOH
Sennoside A
O glc
O
HO
NOTE：
C10-C10,键容易水解而断裂，生成较稳定的蒽酮游离基，
继而氧化成蒽醌类化合物。
随着植物原料储存时间延长，二蒽酮类含量下降，单蒽酮
类含量上升。
glc O O OH
OH
O
OH
OH O OH
H H
COOH COOH
O OH
O O O OH
OH
1
2（名称？）
柿树的新鲜根中含有多种萘醌衍生物：蓝雪醌 (plumbagin)，7-甲基胡桃醌和一些萘醌的二聚物等。其
中蓝雪醌有刺激性臭气，并能刺激皮肤发泡，为一种植
物抗菌素，曾供临床静脉给药以治疗葡萄球菌感染所引
起的疖和痤疮。
O CH3 H3 C OH O
OH
O OMe
(三）菲醌（phenanthraquinones）类
天然菲醌衍生物主要包括邻醌及对醌两大类。 唇形科植物丹参具有活血化瘀、消炎抗菌、抗肿瘤、扩 张血管等多种作用，近几十年来，中日学者深入研究， 从中得到了几十种菲醌衍生物。
O O O
O
邻醌
对醌
丹参中的醌类化合物具有抗菌及扩张冠状动脉的作用， 是中药丹参的主要有效成分，总丹参酮可用于治疗金黄 色葡萄球菌等引起的疖，痈，蜂窝组织炎、痤疮等疾病。 由凡丹参酮IIA制得的丹参酮IIA磺酸钠注射液可增加冠 脉流量，临床上治疗冠心病、心肌梗塞有效。
+
H H CH3 N N(CH3)3 CH3
绿色 N(CH3)3
三、醌类化合物的提取分离
醌类化合物由于结构及性质具很大差异，于植物体内的 存在状态也不同，故提取分离方法多样。 （一）、游离醌类成分的提取 1、有机溶剂提取法
A、将药粉用有机溶剂提取，提取液浓缩，可能析出结 晶，再重结晶。
glc O O OH
H H
COOH COOH
Sennoside A
O glc
O
HO
NOTE：
C10-C10,键容易水解而断裂，生成较稳定的蒽酮游离基，
继而氧化成蒽醌类化合物。
随着植物原料储存时间延长，二蒽酮类含量下降，单蒽酮
类含量上升。
glc O O OH
OH
O
OH
OH O OH
H H
COOH COOH
O OH
O O O OH
OH
1
2（名称？）
柿树的新鲜根中含有多种萘醌衍生物：蓝雪醌 (plumbagin)，7-甲基胡桃醌和一些萘醌的二聚物等。其
中蓝雪醌有刺激性臭气，并能刺激皮肤发泡，为一种植
物抗菌素，曾供临床静脉给药以治疗葡萄球菌感染所引
起的疖和痤疮。
O CH3 H3 C OH O
OH
O OMe
(三）菲醌（phenanthraquinones）类
天然菲醌衍生物主要包括邻醌及对醌两大类。 唇形科植物丹参具有活血化瘀、消炎抗菌、抗肿瘤、扩 张血管等多种作用，近几十年来，中日学者深入研究， 从中得到了几十种菲醌衍生物。
O O O
O
邻醌
对醌
丹参中的醌类化合物具有抗菌及扩张冠状动脉的作用， 是中药丹参的主要有效成分，总丹参酮可用于治疗金黄 色葡萄球菌等引起的疖，痈，蜂窝组织炎、痤疮等疾病。 由凡丹参酮IIA制得的丹参酮IIA磺酸钠注射液可增加冠 脉流量，临床上治疗冠心病、心肌梗塞有效。
第4章醌类化合物
– 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
一、物理性质
• 颜色
– 苯醌、萘酯
• 无Ar-OH的：近乎于无色 • 引入OH：黄色、橙色
• 荧光
O
OH
-
OH
[O]
O OH 氢醌 hydroguinones
• 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)
O
8 7 6 5 1 4 2 1 3 2
O O
6
1 2
O
O
O
O
-(1,4)-萘醌
-(1,2)-萘醌
amphi-(2,6)-萘醌
OH O 胡桃醌 juglon
– – – – 苯醌→粉红色 萘醌→紫红色 OH取代：反应受阻 蒽醌：阴性
O H O COOEt COOEt COOEt O O H COOEt COOEt COOEt O O COOEt O
-
+
O O
COOEt H2C COOEt
OH
-
O
-
O O
-
O
COOEt O
-
O
OEt COOEt O O
-
+
• 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
分类
• 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
O
6 5 1 4 2 6 3 5 4
• 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
一、物理性质
• 颜色
– 苯醌、萘酯
• 无Ar-OH的：近乎于无色 • 引入OH：黄色、橙色
• 荧光
O
OH
-
OH
[O]
O OH 氢醌 hydroguinones
• 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)
O
8 7 6 5 1 4 2 1 3 2
O O
6
1 2
O
O
O
O
-(1,4)-萘醌
-(1,2)-萘醌
amphi-(2,6)-萘醌
OH O 胡桃醌 juglon
– – – – 苯醌→粉红色 萘醌→紫红色 OH取代：反应受阻 蒽醌：阴性
O H O COOEt COOEt COOEt O O H COOEt COOEt COOEt O O COOEt O
-
+
O O
COOEt H2C COOEt
OH
-
O
-
O O
-
O
COOEt O
-
O
OEt COOEt O O
-
+
• 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
分类
• 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
O
6 5 1 4 2 6 3 5 4
第四章醌类
分离前，多进行预处理——除部分杂质。 预处理方法： 1.铅盐法 2.溶剂法：用极性较大的溶剂将苷从提取液中提取 （萃取）出来。
填空
• 1．醌类化合物在中药中主要分为（ ）、（ ）、（ ）、 （ ）四种类型。 • 2．大黄中游离蒽醌类成分主要为（ ）、（ ）、（ ）、 （ ）和（ ）。 • 3．新鲜大黄含有（ ）和（ ）较多，这些成分对粘膜有刺 激作用，存放二年以上，使其氧化成为（ ）就可入药。 • 4．根据羟基在蒽醌母核上位置不同，羟基蒽醌可分为（ ） 和（ ）两种。 • 5．Bornträ ger反应主要用于检查中药中是否含（ ）及其（ ） 化合物。 • 6．对亚硝基-二甲苯胺反应常用于检查植物中是否含（ ）的 专属性反应。 • 7.小分子的苯醌和萘醌具有（ ）。 • 8.游离醌类化合物一般具有（ ）。
结构与分类
一、苯醌类 苯醌类化合物分为邻苯醌和对苯醌两大类。邻苯醌结构不稳 定，故天然存在的苯醌化合物多数为对苯醌的衍生物。 对苯醌 邻苯醌
O
1 6 5 4 2 3
O
1 6 5
O
2
3 二、萘醌类 O 4 萘醌类化合物分为α（1，4）、β（1，2）及amphi（2，6） 三种类型。但天然存在的大多为α-萘醌类衍生物，它们多为橙色或 橙红色结晶，少数呈紫色。 α -（1，4）萘醌 β -（1，2）萘醌 amphi-（2，6）萘醌
OH O OH
番泻苷A
2
+
COOH
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 类化合物中的两个蒽醌环都是相同而对称的，由于空间位阻的相互 排斥，故两个蒽环呈反向排列，如：
天精（skyrin）
OH O OH
山扁豆双醌（cassiamine）
填空
• 1．醌类化合物在中药中主要分为（ ）、（ ）、（ ）、 （ ）四种类型。 • 2．大黄中游离蒽醌类成分主要为（ ）、（ ）、（ ）、 （ ）和（ ）。 • 3．新鲜大黄含有（ ）和（ ）较多，这些成分对粘膜有刺 激作用，存放二年以上，使其氧化成为（ ）就可入药。 • 4．根据羟基在蒽醌母核上位置不同，羟基蒽醌可分为（ ） 和（ ）两种。 • 5．Bornträ ger反应主要用于检查中药中是否含（ ）及其（ ） 化合物。 • 6．对亚硝基-二甲苯胺反应常用于检查植物中是否含（ ）的 专属性反应。 • 7.小分子的苯醌和萘醌具有（ ）。 • 8.游离醌类化合物一般具有（ ）。
结构与分类
一、苯醌类 苯醌类化合物分为邻苯醌和对苯醌两大类。邻苯醌结构不稳 定，故天然存在的苯醌化合物多数为对苯醌的衍生物。 对苯醌 邻苯醌
O
1 6 5 4 2 3
O
1 6 5
O
2
3 二、萘醌类 O 4 萘醌类化合物分为α（1，4）、β（1，2）及amphi（2，6） 三种类型。但天然存在的大多为α-萘醌类衍生物，它们多为橙色或 橙红色结晶，少数呈紫色。 α -（1，4）萘醌 β -（1，2）萘醌 amphi-（2，6）萘醌
OH O OH
番泻苷A
2
+
COOH
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 类化合物中的两个蒽醌环都是相同而对称的，由于空间位阻的相互 排斥，故两个蒽环呈反向排列，如：
天精（skyrin）
OH O OH
山扁豆双醌（cassiamine）
第四章醌类化合物
O
1 2 3 4
O O
8 7 6 5
9
1 2 3 4
10
10
10
O
α -(1,4)萘醌
β -(l,2)萘醌
amphi-(2,6)萘醌
胡桃叶及未成熟的果实中含有α-萘醌基本母核 的胡桃醌(juglon)具有抗菌、抗肿瘤及中枢神经镇 静作用；中药紫草的有效成分紫草素(shikonin)具 有止血、抗菌及抗肿瘤作用；维生素K类也属于萘 醌类成分。 唇形科植物红根草中的红根草邻醌(saprothoquinone)属邻萘醌，具有抗菌活性及对P-388白血 病细胞有细胞毒性；从子囊菌纲竹红菌中分离得到 的竹红菌甲素(hypocrellin A)属二萘酮化合物，具 显著的光敏活性，有望发展成新型的治疗肿瘤、艾 滋病的光疗药物。
第一节结构与分类
醌类化合物主要分为苯醌、萘醌、菲醌和 蒽醌四种类型。 一、苯醌类 苯醌类(benzoquinones) 化合物分为邻苯醌和对苯醌 两大类。邻苯醌不稳定，故 天然存在的苯醌多数为对苯 对苯醌 邻苯醌 醌的衍生物。
天然的苯醌类衍生物多为黄色或橙色的结晶 体，如中药凤眼草果实中具有抗菌作用的2,6-二 甲氧基对苯醌，及白花酸藤果和木桂花果实中具 有解热、镇痛、驱绦虫作用的信筒子醌 (embelin)。具有苯醌结构的泛醌类(ubiquinones) 又称辅酶Q(coenzymes Q)类，广泛存在于生物 界，参与生物体内氧化还原过程，其中辅酶Q10 （n=10）用于高血压及心脏病等疾病的辅助治疗。
R1 R2 -H -COOH -OH -CH3 -H -CH2OH -OCH3 -CH3 -H -CH3
R1 O
R2
大黄中的羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖结合成 苷类，一般为单糖苷和双糖苷。
第四章——醌类化合物
2．乙酰化反应
（1）反应物的活性：（易与羰基形成氢键） 强 R-OH > -OH > -OH 弱
羟基茜草素
（二）蒽酚(或蒽酮)衍生物
蒽醌在酸性下易被还原成蒽酚及其互变 异构体蒽酮。
O
OH
O
Sn / HCl 还原
O
蒽醌
蒽酚
HH
蒽酮
蒽酮、蒽酚性质不稳定，故只存在于 新鲜植物中。
（三）二蒽酮类衍生物
二蒽酮类是两分子蒽酮在C10–C10’位或其 他位脱氢而形成的化合物。
如:番泻叶中致泻的有效成分——番泻苷A、B、C、D
O
O
CO
CO
O
m/z 208
m/z 180
m/z 152
四、醌类衍生物的制备
1．甲基化反应 目的: 保护-OH、测定-OH数目及成苷的位置 条件:（1）反应物甲基化易难：
-COOH > -OH > Ar-OH > -OH > R-OH ( 酸性越强，质子易解离，甲基化易 )
（2）试剂的活性： CH3I > (CH3)2SO4 > CH2N2 （3）溶剂： 溶剂的极性强，甲基化能力增强
等、临床上最常用的泻下药之一
g lc O
O
OH
H H
COOH
OH O
OH
COOH
2
+ glucose COOH
glc O
O
OH
番泻苷A
大黄酸蒽酮
第二节 理化性质与呈色反应 一、物 理 性 质 （一）性状
颜色—— 无Ar-OH近乎于无色，助色团越 多，颜色越深如：黄、红、橙、紫红等。多 为有色结晶
（二）存在状态
α－OH数 蒽醌类型 游离C=O频率 缔合C=O频率
第四章-醌类化合物
C O
的相对位置也可分为：邻醌和对醌两种类型。
O O4 3
O4 3
2
2
5
1
5
6
1
6
O
7 8
10 9
7 8
10 9
邻醌
对醌
3，4—菲醌 1，4—菲醌
5 6
7 8
O
3 4
2
1
10 9
O
3，9—菲醌
例：
O
OH CH3
O
丹参新醌丙
O O
O
丹参醌IIA
四、蒽醌类（anthraquinones）
三个苯环以直线方式稠合的化合物称为“蒽”，蒽醌类化合物系指具有如下基本结构的 化合物，其碳原子编号为：
（1）大黄素型：
结构特点是—OH分布在两侧的苯环上。例：
OH O OH
OH O OH
OH O OH
OH O OH
H3C
H3C
O
大黄酚 chrysophanol
OH O OH
OH H3C O
大黄素 emodin
glc O O OH
O CH3 O
CH2OH O
大黄素甲醚 physcion
glc-o-glc O
芦荟大黄素 aloe emodin
O OH
O
大黄酸 rhein
COOH
CH3 O
大黄酚-8-O-β-D-葡萄糖苷
H3CO
CH3 O
大黄素甲醚-8-O-β-D-龙胆双糖苷
（2）茜草素型 与大黄素型相比，结构特点是羟基分布在一侧苯环上。
O OH OH
茜草素 alizarin
O
O OH
OH
--第四章醌类化合物-
O
[
]
nH
O
O
维生素K2
[
维生素K1
]
O
3H
三、菲醌类(phenanthraquinones)
1、天然菲醌衍生物有邻菲醌与对菲醌两种
O O
O
O
O O
邻菲醌（Ⅰ） 邻菲醌（Ⅱ） 对菲醌
2、举例
O O
O
OH
O
Me
O
CH3
丹参醌ⅡA
丹 参新醌丙
◈ 丹参醌ⅡA磺酸钠注射液可治疗 冠心病、心肌梗死。
O O R2
沉淀
重 结晶 晶体
NaOH 溶 液
乙 醚液
（含β-OH的 羟基蒽醌类）
酸化
沉淀 重 结 晶 残留 物
5%NaOH NaOH 溶 液
酸化 晶体
沉淀
（含两个α-OH的 羟基蒽醌类） （含有一个α-OH 重 结 晶
的羟基蒽醌类）晶 体
2.层析法 ① 吸附剂: 硅胶、聚酰胺 ② 洗脱剂：苯、乙酸乙酯等
三、蒽醌苷与游离蒽醌衍生物的分离
CO2Et C CO2Et
（5）与金属离子反应
O
H
O
OO Mg
OO
O
H
O
O
OO Mg
OO
O
※ 不同结构蒽醌类化合物与醋酸镁形成 的络合物，具有不同的颜色，可用于羟基 位置的确定。
OH O
O
-OH O -OH
HO
O
O
O
1个α-OH 或 1个β-OH 或 2个-OH不在同环时
O
OH
OH 兰 ~ 兰 紫 (邻位有-OH）
OMe
OMe
乙醚液
CH3 O
第四章醌类化合物详解
HO
(CH2)10CH3 CH3O
CH3
H3C
OH
OH O embellin
CH3O
(CH2CH=C(CH3)CH2)n H
O
coenzymes Q
OMe O fumigatin
泛醌类(ubiquinones)是一类广泛存在于自然界包括微生物、 高等植物和动物体中，能参与细胞的基本生化反应，主要作用在于
醌类化合物具有多方面的生理活性，如致泻、抗菌、 利尿和止血等，还有一些醌类化合物具有抗癌、抗病 毒、解痉平喘等作用，是一类很有前途的天然药物。
从结构上讲，醌类化合物可分为苯醌、萘醌和蒽醌 等。其中蒽醌及其衍生物种类较多，生理活性也较广 泛。
第四章 醌类化合物 一、概述 二、 结构类型 三、醌类化合物的理化性质 四、蒽醌类化合物的提取与分离 五、醌类化合物的光谱特征
二、结构类型
一 苯醌类（benzoquinones)
O
有邻苯醌和对苯醌两种
O O
天然的多为对苯醌
常见的取代基为OH，OMe
O
Me和烷基等
对苯醌
邻苯醌
较简单的对苯醌多为黄色或橙黄色结晶，能随水蒸气
蒸馏，常有令人不适的臭味，对皮肤和粘膜有刺激性， 易被还原成相应的对苯二酚。
中草药中含有对醌衍生物的种类不多。
氧化磷酰化反应中的电子传导，是生物氧化反应中的一种辅酶，又 称同辅系酶物已Q类全（部c合oe成n制zy得m，es治Q疗）某。些自血然液界疾存病在和的肌是肉辅疾酶病Q6。---Q10，其
一些霉菌的代谢产物中，亦曾发现的对苯醌的存在，例如具有
强烈抗菌作用的夫霉醌(fumigatin)，是得自霉菌Aspergilus fumigatus培养液中的一种抗菌素。
第四章醌类化合物
R2 伪 羟 基 茜 草 素 R1=OH R2=COOH R3=OH
O
R3
(二)蒽酚(或蒽酮)衍生物
OH
O
蒽酚
蒽酮
醌类化合物的结构类型
OH
OH
OH
OH
O
OH
CH3
CH3
柯桠素
(三)二蒽酮类衍生物
醌类化合物的结构类型
glc O
O
OH
glc O
O
OH
10
H
H
10`
COOH COOH
H
COOH
H COOH
glc O
O
OH
番泻苷A
glc O
O
OH
番泻苷B
glc O
O
OH
醌类化合物的结构类型
glc O
O
OH
10
H
H
10`
COOH CH2OH
H
COOH
H CH2OH
glc O
O
OH
番泻苷C
glc O
O
OH
番泻苷D
glc O
O
OH
10
H
H
10`
COOH COOH
glc O
O
OH
醌类化合物的结构类型
OH
O
O O
O
O
红色
醌类化合物的理化性质
• 4.与活性次甲基试剂的反应（Kesting-Craven法） （苯醌、萘醌） （乙酰乙酸酯、内二酸酯、丙二腈）
O O
CO2Et CH CO2Et O
O
CO2Et C CO2Et O
CO2Et C CO2Et O
第四章醌类化合物
O
H
..
O H
O
O
O
O
β -OH蒽 醌
-OH蒽 醌 α
二、醌类化合物的理化性质
β-羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强，能溶于Na2CO3溶液中。 羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强，能溶于 溶液中。 羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强 尤其是热溶液中。 尤其是热溶液中。 α-羟基因与 ＝O基形成氢键缔合，所以酸性很弱 羟基因与C＝ 基形成氢键缔合 所以酸性很弱(pKa 基形成氢键缔合， 羟基因与 11.5)，不但比苯酚的酸性弱，而且不及碳酸第二步解离的 ，不但比苯酚的酸性弱， 酸性(pKa210.3),因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中。 酸性 因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中。 因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中 羟基数目增多，酸性也增强。 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 位或β-位有羟基 位有羟基， 的增加而增加，无论是α- 位或 位有羟基，其酸性都有一 定程度的递增 。
概
述
定义——指分子中具有不饱和环二酮（醌式结构） 定义——指分子中具有不饱和环二酮（醌式结构） ——指分子中具有不饱和环二酮 或容易转变成这样结构的化合物。 或容易转变成这样结构的化合物。 基本骨架：不饱和环二酮（醌式结构）。 基本骨架：不饱和环二酮（醌式结构）。 分布——鼠李科、百合科、豆科等。 分布——鼠李科、百合科、豆科等。 ——鼠李科 大黄、何首乌、虎杖、决明子、 大黄、何首乌、虎杖、决明子、芦 荟、 丹参等 醌类化合物的生物活性多样 醌类化合物的生物活性多样
二、理化性质 （一）酸性
（二）化学性质
的存在——显酸性 显酸性——用于碱提酸沉 酚OH的存在 的存在 显酸性 用于碱提酸沉 分子中酚 分子中酚OH的数目、位置不同则酸性强弱有差异 的数目、位置不同则酸性强弱有差异 (1) 苯醌和萘醌的醌核上的羟基酸性类似于羧基； 苯醌和萘醌的醌核上的羟基酸性类似于羧基； (2) 萘醌和蒽醌的苯环上的羟基酸性：β-羟基 >α-羟基 萘醌和蒽醌的苯环上的羟基酸性： 羟基 羟基
H
..
O H
O
O
O
O
β -OH蒽 醌
-OH蒽 醌 α
二、醌类化合物的理化性质
β-羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强，能溶于Na2CO3溶液中。 羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强，能溶于 溶液中。 羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强 尤其是热溶液中。 尤其是热溶液中。 α-羟基因与 ＝O基形成氢键缔合，所以酸性很弱 羟基因与C＝ 基形成氢键缔合 所以酸性很弱(pKa 基形成氢键缔合， 羟基因与 11.5)，不但比苯酚的酸性弱，而且不及碳酸第二步解离的 ，不但比苯酚的酸性弱， 酸性(pKa210.3),因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中。 酸性 因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中。 因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中 羟基数目增多，酸性也增强。 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 位或β-位有羟基 位有羟基， 的增加而增加，无论是α- 位或 位有羟基，其酸性都有一 定程度的递增 。
概
述
定义——指分子中具有不饱和环二酮（醌式结构） 定义——指分子中具有不饱和环二酮（醌式结构） ——指分子中具有不饱和环二酮 或容易转变成这样结构的化合物。 或容易转变成这样结构的化合物。 基本骨架：不饱和环二酮（醌式结构）。 基本骨架：不饱和环二酮（醌式结构）。 分布——鼠李科、百合科、豆科等。 分布——鼠李科、百合科、豆科等。 ——鼠李科 大黄、何首乌、虎杖、决明子、 大黄、何首乌、虎杖、决明子、芦 荟、 丹参等 醌类化合物的生物活性多样 醌类化合物的生物活性多样
二、理化性质 （一）酸性
（二）化学性质
的存在——显酸性 显酸性——用于碱提酸沉 酚OH的存在 的存在 显酸性 用于碱提酸沉 分子中酚 分子中酚OH的数目、位置不同则酸性强弱有差异 的数目、位置不同则酸性强弱有差异 (1) 苯醌和萘醌的醌核上的羟基酸性类似于羧基； 苯醌和萘醌的醌核上的羟基酸性类似于羧基； (2) 萘醌和蒽醌的苯环上的羟基酸性：β-羟基 >α-羟基 萘醌和蒽醌的苯环上的羟基酸性： 羟基 羟基
中药化学第四章_：醌类化合物
O
O
CH3
CH3
nH
O O
两者的差别只在于侧链不同(K1 n=3,K2 n=2)，维生素K1为 黄色油状液体，维生素K2为黄色晶体, 其在绿色植物（如菠 菜）、蛋黄、肝脏等含量丰富；二者主要作用是能促进血液的 凝固，所以可用作止血剂。
在研究维生素K1和K2及其衍生物的化学构造与凝血作用的 关系时，发现2-甲基-1,4-萘醌具有更强的凝血能力，称之为 维生素K3，可由合成方法制得。
OH 氧 化 蒽酚
[O] [H]
OH
O
互变
蒽酚
蒽酮
蒽醌
❖ 四、蒽醌类
按母核的结构分为两大类。
Add your Title
单
双
蒽
蒽
核
核
1.单蒽核类
1.1蒽醌及其苷类 天然蒽醌以9,10-蒽醌最为常见。由于整个分子形成一共轭体 系，C9、C10又处于最高氧化水平，比较稳定。
8 7
O
9
1
2
10
5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4
O
1,4,5,8位为α位 2,3,6,7位为β位 9,10位为meso位，又叫中位
（四） 蒽醌(anthraquinones)*****
蒽醌是许多中药如大黄、何首乌、虎杖等的有效 成分。目前已发现的蒽醌类化合物近200种，主要分 布于高等植物中，其他则主要存在于真菌及地衣类中， 在动物及细菌中也偶有发现，而且在真菌、地衣和动 物中存在的蒽醌类化合物的结构也往往比较特殊，这 类化合物具有多方面的生理活性，是醌类化合物中最 重要的一类物质。
在植物中的蒽醌衍生物主要分布于根、皮、叶及 心材，也可在茎、种子、果实中。多和糖结合成苷， 或以游离态存在。
O
CH3
CH3
nH
O O
两者的差别只在于侧链不同(K1 n=3,K2 n=2)，维生素K1为 黄色油状液体，维生素K2为黄色晶体, 其在绿色植物（如菠 菜）、蛋黄、肝脏等含量丰富；二者主要作用是能促进血液的 凝固，所以可用作止血剂。
在研究维生素K1和K2及其衍生物的化学构造与凝血作用的 关系时，发现2-甲基-1,4-萘醌具有更强的凝血能力，称之为 维生素K3，可由合成方法制得。
OH 氧 化 蒽酚
[O] [H]
OH
O
互变
蒽酚
蒽酮
蒽醌
❖ 四、蒽醌类
按母核的结构分为两大类。
Add your Title
单
双
蒽
蒽
核
核
1.单蒽核类
1.1蒽醌及其苷类 天然蒽醌以9,10-蒽醌最为常见。由于整个分子形成一共轭体 系，C9、C10又处于最高氧化水平，比较稳定。
8 7
O
9
1
2
10
5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4
O
1,4,5,8位为α位 2,3,6,7位为β位 9,10位为meso位，又叫中位
（四） 蒽醌(anthraquinones)*****
蒽醌是许多中药如大黄、何首乌、虎杖等的有效 成分。目前已发现的蒽醌类化合物近200种，主要分 布于高等植物中，其他则主要存在于真菌及地衣类中， 在动物及细菌中也偶有发现，而且在真菌、地衣和动 物中存在的蒽醌类化合物的结构也往往比较特殊，这 类化合物具有多方面的生理活性，是醌类化合物中最 重要的一类物质。
在植物中的蒽醌衍生物主要分布于根、皮、叶及 心材，也可在茎、种子、果实中。多和糖结合成苷， 或以游离态存在。
第四章醌类化合物
O HO (CH2)10CH3
OH
O
O
2，6-二甲氧基苯醌
信筒子醌
一、结构类型
二、萘醌（naphthoquinones）类
按理论，结构上有α(1,4)，β(1,2)，αmphi(2,6) 三种 类型萘醌。
O
8 8 7 9 1 1 2 3 4 3 3 6 5 4 3 7 2
O O
7
8
1 2
O
O
6 5 4
O
O CH3
n
CH3
H
O
O
维生素K1和K2的主要作用是能促进血液的凝固，所以 可用作止血剂。 在研究维生素K1和K2及其衍生物的化学构造与凝血作 用的关系时，发现2-甲基-1，4-萘醌具有更强的凝血能力 ，称之为维生素K3，维生素K3是油溶性维生素。
一、结构类型
三、菲醌(phenanthraquinones)类
O OH
O OH
O
O
溶于5%NαHCO3
二、理化性质
O HO
β
溶于5%Nα2CO3
O
OH
O
α
溶于5%NαOH
O
二、理化性质
含-COOH或两个以上β-酚羟基
含一个β-酚羟基 含两个以上α-酚羟基 含一个α-酚羟基
溶于5%NαHCO3
溶于5%Nα2CO3
溶于1%NαOH 溶于5%NαOH
因此对蒽醌类成分的提取分离，常用梯度pH萃取法， 用不同碱液提取。
二、理化性质
2.升华性、挥发性 小分子的苯醌、萘醌类具有挥发性，能随水蒸气蒸 馏，可据此进行提取、精制工作。游离的醌类多具有
升华性，蒽衍生物在常压下加热即能升华。
3.溶解度 H 2O MeOH EtOH Et2O CHCl3
4醌类化合物
（一）苯醌类（benzoquinones）
◆邻苯醌结构不稳定，故天然界存在的大多为对苯醌的衍生 物。
◆苯醌母核上常见的取代基：有-OH、-OMe、-Me或其它烃基
侧链。如：
O
O
HO
(CH2)10CH3
OH O
信筒子醌（embelin） 橙红色结晶
驱除肠寄生虫作用
H3CO
CH3
CH3
H3CO
(CH2 CH C CH2)n H
O－
形成了新的共轭体系
三、理化性质
（二）化学性质
2、颜色反应： （3）碱性条件下的显色反应
Borntrager’s反应： 应用：（1）羟基蒽醌及具有游离酚羟基的蒽醌苷均可呈色。
（2）蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物需要形成羟基蒽 醌类化合物后才能呈色。
三、理化性质
（二）化学性质
（3）碱性条件下的显色反应 检查中药中蒽醌类成分的方法：
三、理化性质
（二）化学性质
（4）与活性次甲基试剂反应 （Kesting-Craven法）
机理：苯醌及萘醌类化合物当其醌环上有未被 取代的位置时，可在氨碱性条件下与一些含有活性 次甲基试剂的醇溶液反应，生成蓝绿色或蓝紫色。
注意：（1）萘醌的苯环上如有羟基取代，此 反应即会受到抑制。（2）蒽醌类化合物因醌环两 侧有苯环，不能发生该反应，故可加以区别。
第四章 醌类化合物
本章内容
一、定 义 二、分 类 三、理化性质 四、提取分离 五、结构测定
一、定义
醌类（Quinonoids）：
醌类化合物是指分子内具有不饱和环二酮结
构（醌式结构）或容易转变成这样结构的天然有机
化合物。
O
O
醌式结构
第四篇醌类化合物
蒽苷：极性较大，易溶于甲醇及乙醇，也能溶 解于水，在热水中更易溶解，但在冷水中溶解 度较小，几乎不溶于乙醚、苯、氯仿等溶剂。
蒽醌的碳苷：在水中的溶解度很小，难溶于亲 脂性有机溶剂而易溶于吡啶中。
二、化学性质
1 酸性：
醌类化合物因分子中酚羟基的数目及位置 不同，酸性强弱有一定差别。
(1) 苯醌和萘醌的醌核上的羟基酸性类似于羧基； (2) 萘醌和蒽醌的苯环上的羟基酸性：
10-蒽醌，但由于C9、C10位氧化产物 较为稳定，故9，10-蒽醌最为常见。
多数蒽醌母核上有不同数目的羟基取 代，其中以二元羟基为多。
根据羟基在蒽醌母核上的位置不同， 可将羟基蒽醌分为两大类：
1.大黄素型： 羟基分布在两侧的苯环上。
OH O OH
大 黄 酚 R1=CH2 R2=H
大 黄 素 R1=CH3 R2=OH
-OCH3、-CH3 或其它烃基侧链。
O
O
H 3C O
OCH3
HO
(CH2)12CH3
O
O
2, 6-二甲氧基对苯醌
密花醌
天然苯醌类化合物多为黄色或橙黄色结晶体。
二、萘醌类
分为α-(1,4)、β-(1,2)及amphi-(2,6)三 种类型。自然界中绝大多数为α-萘 醌类。
8 7
O
12
6 5
43
O
α-(1,4)萘醌
(1) Feigl反应----醌的通性，所有具醌核的化 合物均可反应。方法、机理：见书150页
(2)无色亚甲蓝显色试验----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， 而蒽醌无。
(3)与碱的反应(Bornträger反应----可区别含 羟基的蒽醌与蒽酚衍生物反应、机理、应用： 见书151 页。该反应是检识中药中羟基蒽醌类 成分存在的最常用的方法之一。对羟基蒽醌的 结构判定也有一定的辅助作用。
蒽醌的碳苷：在水中的溶解度很小，难溶于亲 脂性有机溶剂而易溶于吡啶中。
二、化学性质
1 酸性：
醌类化合物因分子中酚羟基的数目及位置 不同，酸性强弱有一定差别。
(1) 苯醌和萘醌的醌核上的羟基酸性类似于羧基； (2) 萘醌和蒽醌的苯环上的羟基酸性：
10-蒽醌，但由于C9、C10位氧化产物 较为稳定，故9，10-蒽醌最为常见。
多数蒽醌母核上有不同数目的羟基取 代，其中以二元羟基为多。
根据羟基在蒽醌母核上的位置不同， 可将羟基蒽醌分为两大类：
1.大黄素型： 羟基分布在两侧的苯环上。
OH O OH
大 黄 酚 R1=CH2 R2=H
大 黄 素 R1=CH3 R2=OH
-OCH3、-CH3 或其它烃基侧链。
O
O
H 3C O
OCH3
HO
(CH2)12CH3
O
O
2, 6-二甲氧基对苯醌
密花醌
天然苯醌类化合物多为黄色或橙黄色结晶体。
二、萘醌类
分为α-(1,4)、β-(1,2)及amphi-(2,6)三 种类型。自然界中绝大多数为α-萘 醌类。
8 7
O
12
6 5
43
O
α-(1,4)萘醌
(1) Feigl反应----醌的通性，所有具醌核的化 合物均可反应。方法、机理：见书150页
(2)无色亚甲蓝显色试验----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， 而蒽醌无。
(3)与碱的反应(Bornträger反应----可区别含 羟基的蒽醌与蒽酚衍生物反应、机理、应用： 见书151 页。该反应是检识中药中羟基蒽醌类 成分存在的最常用的方法之一。对羟基蒽醌的 结构判定也有一定的辅助作用。
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R1 O R5
6 OH OCH3 OCH3 OH OCH3
R2
R4 7 OCH3 OCH3 OCH3 OH OH
R3
CH3 8 OH OCH3 OCH3 OH OH
O
9 OCH3 OCH3 OCH3 OH OCH3
10 OH OCH3 OH OH OCH3
11 OH OCH3 OH OH OH
12 OCH3 H OH H OH
❖ 蒽醌的UV 光谱
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
蒽类化合物的IR光谱
H
H
OOO
HO
第四章醌类化合物
OH
O
❖ 醌环质子 ❖ 芳环质子 ❖ 取代基质子
1HNMR
H
d 6.67 H
d 8.07
OH
H
H
d 8.06
HO
d 7.73 H
CH3 O
d 6.72(s)-6.95
H 第四章醌类化合物 O
红色
OO
O
O O
O
与活性次甲基的反应 （Kesting-Craven法）
第四章醌类化合物
与金属离子反应
第四章醌类化合物
提取分离
❖ 有机溶剂提取法 ❖ 碱提取-酸沉淀 ❖ 水蒸气蒸馏 ❖ pH梯度萃取法 ❖ 色谱法
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
结构鉴定
❖ 苯醌、萘醌的UV 光谱
第四章醌类化合物
O
a位
b位
7
8 8a
9 9a 1
2
6
5 10a 10 4a 4
3
O
第四章醌类化合物
O
O
蒽醌
O
[H] [O] [H]
[O]
O
OH
氧化蒽酚
OH
蒽酮
第四章醌类化合物
蒽酚
蒽醌衍生物பைடு நூலகம்
❖ 大黄素型
OH O OH
大黄酚 R1=CH3 R2=H
大黄素 R1=CH3 R2=OH
大黄素甲醚 R1=CH3 R2=OCH3
R1
R2 芦荟大黄素 R1=H R2=CH2OH
O
大黄酸 R1=H R2=COOH
第四章醌类化合物
❖ 茜草素型
O OH R1
R2 O R3
茜草素
R1=OH R2=H R3=H
羟基茜草素 R1=OH R2=H R3=OH
伪羟基茜草素 R1=OH R2=COOH R3=OH
第四章醌类化合物
蒽酚（或蒽酮）衍生物
第四章醌类化合物
O OH R1
R2 O R3
茜草素
R1=OH R2=H R3=H
羟基茜草素 R1=OH R2=H R3=OH
伪羟基茜草素 R1=OH R2=COOH R3=OH
第四章醌类化合物
R1 1 OH
R2 R3 HH
R4 R5 H OH
2 OH H OCH3 H OH
5 OH H H OH OCH3
g lc
O
O
OH
H
H
COOH COOH
肠菌代谢
g lc O
O
OH
OH O
OH
COOH
第四章醌类化合物
理化性质
❖ 物理性质（性状、升华、溶解度）
❖ 化学性质 酸性
O
HO
(CH2)10CH 3
OH O OH HO
OH O
H
H
OOO
HO
OH O
第四章醌类化合物
OH O
OH O OH
R1
R2
O
大黄酚 R1=CH3 R2=H 大黄素 R1=CH3 R2=OH 大黄素甲醚 R1=CH3 R2=OCH3 芦荟大黄素 R1=H R2=CH2OH 大黄酸 R1=H R2=COOH
第四章 醌类化合物 Quinones
O
O
O
O
O
O
第四章醌类化合物
结构类型
❖ 苯醌类(benzoquinones)
O O
O
H 3CO
OCH 3
O
O
HO
(CH2)10CH 3
OH O
邻苯醌 2，6-二甲氧基苯醌
信筒子醌
第四章醌类化合物
O H3CO
H3CO O
CH3 CH3
(CH2-CH=C-CH2)n-H
R1
OH
O
R
O
丹参醌IIA
R1=CH3 R2=H
丹参醌IIB
R1=CH2OH R2=H
羟基丹参醌IIA R1=CH3 R2=OH
丹参酸甲酯 R1=COOCH3 R2=H
丹参新醌甲 R=CH(CH3)CH2OH 丹参新醌乙 R=CH(CH3)2 丹参新醌丙 R=CH3
第四章醌类化合物
❖ 蒽醌类（anthraquinones）
OH OH OH
OH O OH
CH3
CH3
柯桠素（chrysarobin）
第四章醌类化合物
OH O
OH
C H 2O H O
OH
C H 2O H CH3
OH OH
芦荟苷（barbaloin）
第四章醌类化合物
二蒽酮类衍生物
g lc
O
O
OH
H
H
COOH COOH
番泻苷A
g lc O
O
OH
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
取代基
❖ 甲氧基 d 3.8-4.2 (3H,s) ❖ 芳香甲基 d 2.1-2.5 ❖ a-甲基 d 2.7-2.8 ❖ 羟甲基 d 4.4-4.7(2H,s,CH2), d 4.0-6.0(1H,br.s,OH) ❖ a-酚羟基 d 12.25(1H,br.s,OH) ❖ 2个a-酚羟基 d 11.6-12.1(1H,br.s,OH) ❖ b-酚羟基 d 11.1-11.4(1H,br.s,无取代) ❖ b-酚羟基 < d 10.9(1H,br.s,有取代)
第四章醌类化合物
颜色反应
❖ Feigl 反应
O
OH
+
2HCHO +
2OH
+ 2HCOO -
O OH
+
OH
OH
O NO 2
+ NO 2
O
第四章醌类化合物
NO 2
NO
紫色
无色亚甲蓝 反应
Borntrager’s 反应
O OH OH-
OO
O
a-羟基蒽醌
O OH OH-
O
b-羟基蒽醌
O
红色
O O
O
第四章醌类化合物
1,4-萘醌类化合物MS
第四章醌类化合物
9,10-蒽醌类化合物MS
第四章醌类化合物
甲基化反应
❖ 醇羟基 < a-酚羟基 < b-酚羟基 < 羧基
第四章醌类化合物
乙酰化反应
❖ CH3COCl > (CH3CO)2O > CH3COOR > CH3COOH
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
❖ HR-MS: 302.1518
第四章醌类化合物
13CNMR
❖ 1,4萘醌醌环上 2-OH: dC2(+20) dC3(-30) 2-R: dC2(+10) dC3(-8)
第四章醌类化合物
❖ 1,4萘醌苯环上
8-OH 8-OMe 8-OAc
❖ 9,10-蒽醌
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
MS
❖ P-苯醌的MS特征
第四章醌类化合物
辅酶Q10(n=10)
O
H
OCH 3
O O
isospongiaquinone
第四章醌类化合物
萘醌类（naphtoquinones）
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
第四章醌类化合物
❖ 菲醌类（phenanthraquinones）
O O
O O
邻菲醌
第四章醌类化合物
对菲醌
O O R2