第1节 醌类化合物的结构类型
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醌类化合物第五章醌类化合物第一节概述醌类化合物(quinonoids )是指包括醌类及其容易转变为具有醌式结构的化合物。
主要分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。
第二节醌类化合物的结构与分类一、苯醌类苯醌类(benzoquinones )化合物从结构上可分为邻苯醌和对苯醌两大类,由于前者不稳定,故天然存在的苯醌类化合物多为对苯醌的衍生物,且醌核上多有-OH 、-CH 3、-OCH 3等基团取代。
苯醌类化合物数目不多。
天然苯醌类化合物多为黄色或橙黄色结晶,如中药凤眼草(Ailanthus altissima Swingle)果实中的2,6-二甲氧基苯醌, 具有较强的抗菌作用。
从白花藤果(Embelia ribes Burn.)的果实中及木桂花(E.oblongfolia Hemsl.)果实中分离得到的具驱绦虫作用的信筒子醌(embelin )为橙色的板状结晶,是带有高级烃基侧链的对苯醌衍生物。
广泛存在于生物体中的泛醌类(辅酶Q 类)具有参与生物体内氧化还原的作用,其中辅酶Q 10(coenzymes Q10)临床用于治疗心脏病、高血压及癌症等。
从中药软紫草(Arnebia euchroma)根中分得的几个对前列腺素PGE 2生物合成有抑制作用的活性物质arnebinone 和arnebifuranone 也属于对苯醌化合物。
二、萘醌类萘醌类(naphthoquinones)化合物从结构上考虑可以有α-(1,4)、β-(1,2)、及amphi-(2,6) 三种类型。
但迄今为止自然界得到的绝大多数均为a-萘醌类。
天然萘醌的衍生物多为橙黄或橙红色结晶,有的甚至呈紫红色。
萘醌类化合物大致分布在20多科的高等植物中,其中紫草科、柿科、蓝雪科等含量较丰富。
许多萘醌类化合物具有明显的生物活性,如胡桃醌(juglon )具有抗菌、抗癌及神经中枢镇静作用;蓝雪醌(plumbagin)有抗菌、止咳及祛痰作用;拉帕醌 (lapachol)有抗癌作用。
醌类物质结构分类醌类物质是一类具有骨架中含有醌基团的有机化合物。
醌基团是由两个相连的酮基构成,通常被称为”1,4-二酮”。
根据醌基团的位置和物质的化学性质,可以将醌类物质分为不同的结构类型。
1. 单醌类物质单醌类物质是指只含有一个醌基团的化合物。
最常见的例子是苯醌,其分子式为C6H4O2。
苯醌的结构中,两个酮基位于苯环的相邻碳原子上。
苯醌是一种黄色晶体,可用作染料、抗氧化剂和光敏材料等。
2. 双醌类物质双醌类物质是指含有两个相连的醌基团的化合物。
其中一个常见的例子是二氮杂苯并二恶唑二酮(简称NQ)。
NQ分子中,两个酮基团位于苯环和二恶唑环上。
NQ具有良好的电荷传输性能和光学性能,广泛应用于有机光电子器件中。
3. 多醌类物质多醌类物质是指含有多个醌基团的化合物。
这些化合物通常具有更复杂的分子结构和更丰富的化学性质。
其中一个重要的例子是萘醌,其分子式为C10H6O2。
萘醌分子中,两个酮基团位于萘环上。
萘醌可以通过氧化反应得到,是一种重要的合成中间体,在药物和染料工业中广泛应用。
4. 混合醌类物质混合醌类物质是指含有不同类型醌基团的化合物。
这些化合物具有更加复杂和多样的结构,因此在化学性质上也表现出更多样化的特性。
苯并三恶唑四酮(简称BTO)就是一种混合醌类物质。
BTO分子中,同时含有苯环和三恶唑环上的两个酮基团。
5. 衍生物除了以上几种基本类型的醌类物质外,还存在许多衍生物。
衍生物是通过在原始醌类分子中引入其他官能团而得到的化合物。
这些官能团可以改变醌类物质的化学性质和应用领域。
羟基苯醌和氨基苯醌就是苯醌的两种衍生物。
它们在染料工业和药物工业中具有广泛的应用。
总结起来,根据醌基团的位置和化学性质,醌类物质可以分为单醌类、双醌类、多醌类、混合醌类和衍生物等不同结构类型。
这些不同类型的醌类物质具有不同的化学性质和应用领域,对于进一步研究和开发新型有机材料具有重要意义。
参考文献: 1. Bredas, J.L. (2010). Organic semiconductors: A theoretical characterization of the basic parameters governing charge transport.Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(9), 3904-3909. 2. Li, Y., et al. (2019). A general strategy for designing high-performance organic thermoelectric materials. Science Advances, 5(6), eaaw0911. 3. Liu, Y., et al. (2020). Recent advances in n-type organic semiconductors for organic field-effect transistors. Journal of Materials Chemistry C, 8(10), 3317-3336. 4. Wang, X., et al. (2019). High-performance organic field-effect transistors based on naphthalene diimide derivatives: Recent advances and perspectives. Advanced Materials Interfaces, 6(5), 1801895.。
第四章醌类化合物醌类化合物包括醌类或容易转化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。
醌类化合物基本上具有αβ-不饱和酮的结构,当其分子中连有OH, OCH3等助色团时,多显示黄、红、紫等颜色。
在许多常用中药中,如大黄、虎杖、丹参、紫草等存在此类化合物,其中许多有明显的生物活性。
第一节结构与分类醌类化合物从结构上分主要有苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌等四类。
一、苯醌类苯醌类化合物从结构上可分为邻苯醌和对苯醌两大类,由于前者不稳定,故天然存在的苯醌类化合物多为对苯醌的衍生物,且醌核上多有-OH、-CH3、-OCH3等基团取代。
从中药软紫草(Arnebia euchroma)中分得的几个对前列腺素 PEG2生物合成有抑制作用的活性物质arnebinol、arnebinone等就属于对苯醌化合物。
二、萘醌类从结构上考虑可以有α(1,4),β(1,2)及amphi(2,6)三种类型。
但迄今为止自然界得到的几乎均为α-萘醌类。
萘醌类还原后即得到无色的萘氢醌,后者又可重新氧化得到萘醌,并重新显色。
许多萘醌类化合物具有明显的生物活性,如从中药紫草及软紫草中分得一系列紫草素及异紫草素衍生物,具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用,与其清热凉血的药性相符,可认为这些萘醌化合物为紫草的有效成分。
三、菲醌类天然菲醌类行生物包括邻醌及对醌两种类型。
如从中药丹参(Salvia miltionrrhiza)根中提取得到多种菲醌衍生物,其中丹参醌ⅡA 。
、丹参醌ⅡB、隐丹参醌、丹参酸甲酯、羟基丹参醌ⅡA等为邻醌类衍生物,而丹参新醌甲、丹参新醌乙、丹参新醌丙则为对醌类化合物。
丹参中菲醌类的鉴别方法是取少量样品,加浓硫酸2滴,丹参醌ⅡA显绿色,隐丹参醌显棕色。
丹参醌类成分具有抗菌及扩张冠状动脉的作用,由丹参醌ⅡA制得的丹参醌磺酸钠注射液已用于临床,用于治疗冠心病、心肌梗死。
丹参醌类结构上具有菲醌母核,但生源却属于二萜类。