第六章 蒽醌类
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一、名词解释:1.醌类化合物:是具有共轭体系的环己二烯二酮类化合物。
2..大黄素型蒽醌:羟基分布在两侧的苯环上3.茜草素型蒽醌:羟基分布在一侧的苯环上4.二蒽酮类:两分子的蒽酮在C10—C10上位或其它位脱去一分子氢而形成的化合物5.Feigl反应:醌类化合物在碱性条件下加热,能迅速被醛类还原,再与邻二硝基苯反应,生成紫色化合物。
二、填空6.醌类化合物在中药中主要分为(苯醌)、(萘醌)、(菲醌)、(蒽醌)四种类型。
7.中药中苯醌类化合物主要分为(对苯醌)和(邻苯醌)两大类。
8.萘醌类化合物分为(α萘醌)、(β萘醌)T (2,6-萘醌)三种类型。
9.中药中具抗菌、抗癌及中枢神经镇静作用的胡桃醌属于(萘醌)结构类型。
10.中药紫草中的紫草素属于(萘醌)结构类型。
6.中药丹参中得到的30多种醌类成分均属于(菲醌类)化合物。
7.维生素K1、、、K2属于(醌类)成分。
8.大黄中游离蒽醌类成分主要为(大黄酸)、(大黄素)、(大黄酚)、(大黄素甲醚)和(芦荟大黄素)。
9.新鲜大黄含有(蒽酚)和(蒽酮)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(蒽醌)就可入药。
10.根据羟基在蒽醌母核上位置不同,羟基蒽醌可分为(大黄素型)和(茜草素型)两种。
11.Bornträger反应主要用于检查中药中是否含(羟基蒽醌)及其(苷类)化合物。
12.天然药物中的苯醌主要是(对苯醌)。
13.天然醌类化合物集中分布于(蓼科)、(茜草科)(豆科)等植物中。
14.天然药物大黄、何首乌、丹参、芦荟等中的中药成分都是(醌)类化合物。
15.对亚硝基-二甲苯胺反应常用于检查植物中是否含(蒽酮)的专属性反应。
16.游离蒽醌的分离常用(PH梯度萃取法)和(液相色谱法)两种方法。
17.用色谱法分离游离羟基蒽醌衍生物时常用的吸附剂为(硅胶)。
18. 醌类结构中羰基上的氧原子有微弱的碱性,可与强酸形成(氧盐)。
19.游离醌类化合物一般具有(升华性)。
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 O12345678910。
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]OOOOHOOOglc OOHCOOHCOOH glcOHHHOHOHOHOOH OHOHOOHOOOHCH 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。
走近醌类化合物姓名:学号:专业:生物技术一.引言醌类化合物即指醌类或易转变为具醌类性质的化合物,及在生物合成方面与醌类有密切联系的化合物。
其分子中含不饱和环二酮结构(醌式结构)或具有容易转变成这样结构的部分,包括苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌等,因不饱和酮结构,醌类分子与助色团(-OH、-OMe等)连接后多显色,故常作动植物、微生物色素而广泛存在于自然界中。
诸多醌类化合物中,以蒽醌及其形成的衍生物最为重要,构成不少中药的有效成分,如蓼科大黄、何首乌、虎杖、茜草科茜草、豆科决明子、番泻叶、百合科芦荟、唇形科丹参、紫草科紫草等。
本文将对蒽醌类化合物作详细介绍,并进一步探讨其生物活性的应用前景。
关键词:醌类化合物、环二酮结构、蒽醌类化合物、紫外光谱、红外光谱、质谱、1H-NMR二.蒽醌类化合物结构类型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,其C-9、C-10为最高氧化状态,较为稳定。
根据羟基在蒽醌母核的分布,可将羟基总醌分为两类。
1.1.1. 大黄素型此类蒽醌其羟基分布于两侧的苯环上,多数化合物呈黄色。
1.1.2. 茜素型这一类蒽醌的所有羟基均分布于苯环一侧。
1.2. 氧化蒽酚衍生物蒽醌在碱性溶液中可被锌粉还原生成氧化蒽酚及其互变异构体蒽二酚,二者均不稳定易氧化。
1.3. 蒽酚或蒽酮衍生物蒽酮在酸性溶液中被还原或氧化,生成蒽酚及互变异构体蒽酮。
1.4. C-糖基蒽衍生物这类蒽衍生物是以糖作为侧链通过碳-碳键直接与苷元相连而成。
2.双蒽核类2.1. 二蒽酮类衍生物即二分子蒽酮脱去一分子氢后相互结合而成的化合物,其上下两环的结构相同且对称,又可分为中位连接体和α位连接体等形式。
2.2. 二蒽醌蒽醌类脱氢缩合或二蒽酮类氧化均可形成二蒽醌类。
天然二蒽醌类中两个蒽醌环都是相同且对称的,呈反向排列。
三.蒽醌类化合物理化特征1. 化学性质1.1. 酸性蒽醌类衍生物多具酚羟基,呈酸性,易溶于碱性溶剂。
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。