《蒽醌类化合物》PPT课件.ppt

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1、第五章,蒽醌类化合物,目的要求：,1.了解天然存在的醌类化合物的结构及分类。2.重点掌握醌类化合物的结构类型、理化性质及鉴识反应。3.学会蒽醌类化合物的提取分离方法 4.了解醌类化合物的光谱鉴定。,第五章 蒽醌类化合物,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,一、概 述(一)分布,醌类化合物是一类在自然界分布广泛的化合物，它包括醌类及容易转变为具有醌类性质的化合物。醌类化合物主要存在于高等植物的蓼科、茜草科、鼠李科、百合科、豆科等科属以及低等植物地衣类和菌类的代谢产物中。是许多天然药物如大黄、何首乌、虎杖、决明子、芦荟、丹参等药材

2、的有效成分。,一.概 述(二)生物活性,致泻：番泻苷、大黄酸。蒽醌苷大于苷元，具有二蒽酮结构的番泻苷类泻下作用最强。抗菌、止咳、抗炎作用：大黄素（酸）、竹红菌甲素、紫草素 蒽醌类成分大多有抗菌活性，且苷元作用大于苷类；蒽酚具有较强的抗真菌活性，如柯亚素。活血和止血：紫草中的萘醌；茜草素；抗癌、抗病毒：紫草中的萘醌。大黄素、大黄酸、芦荟大黄素可抑制人肝癌细胞和小鼠腹水肝癌细胞的生长和运动，大黄素、大黄酸对小鼠黑色素瘤有明显的抑制作用，大黄素能抑制小鼠乳腺癌、大黄酸能抑制艾氏癌。扩张冠状动脉：丹参醌用于治疗冠心病、心肌梗死；辅酶Q类用于治疗心脏病、高血压；驱绦虫：信筒子醌（白花酸藤果）,一、概述,

3、二、结构与分类,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,第五章 蒽醌类化合物,二、结构与分类,1.苯醌2.萘醌3.菲醌4.蒽醌,(一)苯醌类（benzoquinones)有邻苯醌和对苯醌两种 天然的多为对苯醌 常见的取代基为OH，OMe和烷基等 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。,对苯醌 邻苯醌,二、结构类型 苯醌,对苯醌是黄色晶体，熔点115.7，能随水蒸气蒸出，具有刺激性臭味，有毒，能腐蚀皮肤，能溶于醇和醚中。对苯醌很容易被还原成对苯二酚。如将对苯醌的乙醇溶液和无色

4、的对苯二酚的乙醇溶液混合，溶液颜色变为棕色，并有深绿色的晶体析出。这是一分子对苯醌和一分子对苯二酚结合而成的分子配合物，叫做醌氢醌，它的构造式表示如下：,二、结构类型 苯醌,在醌氢醌溶液中插入一铂片，即组成醌氢醌电极，这个电极的电位与溶液中的氢离子浓度有关，可用于测定溶液的氢离子浓度。,二、结构类型 苯醌,一些带有较高级直链烃基侧链的对醌衍生物有驱除肠内寄生虫的作用，如白花酸藤果和木桂花果实的驱绦虫有效成分证明是信筒子醌(embellin)。此外还有解热镇痛、抗炎、抗生育作用。,二、结构类型 苯醌,信筒子醌,泛醌,夫霉醌,泛醌类(ubiquinones)是一类广泛存在于自然界包括微生物、高等植

5、物和动物体中，能参与细胞的基本生化反应，主要作用在于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，又称辅酶Q类（coenzymes Q）。自然界存在的是辅酶Q6Q10，其同系物已全部合成制得，治疗某些血液疾病和肌肉疾病。一些霉菌的代谢产物中，亦曾发现有对苯醌的存在，例如具有强烈抗菌作用的夫霉醌(fumigatin)，是来自霉菌Aspergilus（米曲霉）fumigatus（烟曲霉）培养液中的一种抗菌素。,二、结构类型 苯醌,(二)萘醌（naphthoquinones)有三种可能结构，但天然的萘醌仅有-萘醌。,二、结构类型 萘醌,中药中的萘醌多带有羟基，多呈橙色至黄色。一些化合物具有

6、较强的生理活性。,胡桃醌(juglone)存在于核桃未成熟的果皮（青皮）中，有抗出血的活性，共存的其它几种还原衍生物，都有抗菌的生物活性，如-氢化胡桃醌及其4-葡萄糖苷等。,二、结构类型 萘醌,指甲花醌(lawsone)得自指甲花的叶，其甲醚存在于凤仙花的花，具有强烈的杀霉菌作用。,柿树的新鲜根中含有多种萘醌的衍生物包括蓝雪醌(plumbagin)，7-甲基胡桃醌和一些萘醌的二聚物和四聚物。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。,二、结构类型 萘醌,蓝雪棍,胡桃叶醌,胡桃醌,也有不含羟基的萘醌衍生物，维生素K类即是一例。

7、如维生素K1和K2。,维生素K1和K2的差别只在于侧链有所不同(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。维生素K1和K2广泛存在于自然界中，绿色植物（如苜蓿、菠菜等）、蛋黄、肝脏等含量丰富。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。,二、结构类型 萘醌,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。维生素K3为黄色晶体，熔点105107，难溶于水，可溶于植物油或其它有机溶剂。由于维生素K3是油溶性维生素，故医药上用的是它的可溶于水的亚硫酸

8、氢钠加成物。,二、结构类型 萘醌,萘醌类及其合物具有明显清热凉血的生物活性，如从中药紫草及软紫草中分离得到的一系列紫草素的衍生物具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用。,二、结构类型 萘醌,如中药丹参根中所含多种化合物都是菲醌的衍生物，包括邻菲醌和对菲醌两种。,二、结构类型 菲醌,二、结构类型菲醌,丹参中的醌类化合物多为橙色、红色至棕红色的结晶，少数为黄色。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。,(四)蒽醌(ant

9、hraquinones)蒽醌是广泛存在于植物界的一种色素，是许多中药如大黄、何首乌、虎杖等的有效成分。目前已经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。,二、结构类型 蒽醌,植物中蒽醌衍生物种类较复杂，包括蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物：蒽醌，氧化蒽酚，蒽酚，蒽酮及蒽酮的二聚体。其中大黄素型（其羟

10、基分布于两侧苯环上）是分布最广泛的一种蒽醌化合物。,互变异构,二、结构类型 蒽醌,（一）单蒽核类 蒽醌及其苷类天然蒽醌以9，10-蒽醌最为常见。1，4，5，8位为位 2，3，6，7位为位9，10位为meso位，又叫中位 植物中存在的蒽醌类成分多在蒽醌母核上有不同数目的羟基取代，其中以二元羟基蒽醌为多，在位多有一个甲基、羟甲基、甲氧基、醛基或羧基取代，个别蒽醌化合物还有两个碳原子以上的侧链取代。可呈游离形式或与糖结合成苷的形式存在于植物体内。,3,6,二、结构类型 蒽醌,蒽醌的结构类型有一定的规律性，根据羟基在蒽醌母核上的分布状况不同，将羟基蒽醌分为两类：大黄素型和茜草素型。（1）大黄素型：羟基

11、分布于两侧苯环上，多呈黄色。许多重要的中药如大黄、决明中有致泻作用的1,8-二羟基蒽醌衍生物均属于这一类型。以下五种大黄素型羟基蒽醌在中药中分布比较广泛。,二、结构类型 蒽醌,二、结构类型 蒽醌,羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖、鼠李糖结合成苷，有单糖苷，也有双糖苷，如,(2)茜草素型：羟基分布于一侧苯环上，颜色较深，多呈橙黄色至橙红色。种类较少，最重要的中药是茜草。茜草的根能止血、活血，主治咳嗽、痰中带痰以及风湿性关节炎。从茜草根分离得到茜草素及其冬绿糖苷茜草苷、羟基茜草素、伪羟基茜草素等多种蒽衍生物，其中茜草素是重要的天然染料之一。在低年生茜草根中多以苷的形式存在，而在多年生的茜草根中主要以游离苷

12、元的形式存在。,二、结构类型 蒽醌,二、结构类型 蒽醌,（二）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。互变异构氧化蒽酚及蒽二酚不稳定，氧化蒽酚易氧化为蒽酮（或蒽酚），蒽二酚易氧化为蒽醌，故较少存在于植物体中。,蒽醌,氧化蒽酚,蒽二酚,二、结构类型 蒽醌,（三）蒽酚和蒽酮衍生物 蒽醌在酸性条件被还原，生成蒽酚及其互变异构体蒽酮。蒽酚或蒽酮的一些羟基衍生物可以游离态或结合成苷类存在于一些植物性泻药中，往往是和相应的羟基蒽醌衍生物共存。一般含量比较少，因为这类成分可以缓缓被氧化成蒽醌类成分，故该类衍生物一般存在于新鲜植物中。,二、结构类型 蒽醌,对药用大黄根中各种

13、蒽衍生物追踪一年的研究证明，蒽醌衍生物的总含量约为3.1。蒽醌化合物和蒽酮之间的含量比随季节而变化，所有蒽醌衍生物在夏天多以蒽醌（氧化型）存在，而冬季则以蒽酮（还原型）存在，其间转化时间约三周。在蒽酮、蒽酮单糖苷、双糖苷之间的相对含量也有一循环变化，其间转换的条件是外界的温度。另外，大黄药材中含有的五种主要的羟基蒽醌类成分，其相应的蒽酚衍生物都可能存在于新鲜的大黄根茎中。但贮存三年以上的大黄，就不再检出这些蒽酚类成分了。,二、结构类型 蒽醌,新鲜的虎杖根中存在少量大黄酚、蒽酚是以苷的形式存在的，但在生长三年以后的根中，此种蒽酚特别是苷的形式显著减少。但是，如果蒽酚衍生物的meso位羟基与糖缩合

14、成苷，则性质比较稳定，只有经过水解，除去糖才容易被氧化为蒽醌衍生物。大黄中含有此种蒽酚苷类，只是不易提纯，研究起来较难。,二、结构类型 蒽醌,柯桠素(chrysarobin)是大黄酚的还原产物，是剧烈的泻药，但少实用，一般作外用药，对治疗各种皮肤病有较好效果，但对皮肤刺激性太大，应用时要小心。(四)C-糖基衍生物:是蒽醌的碳苷，即糖作为侧链通过C-C键直接与蒽环相连。例如芦荟致泻的主要有效成分芦荟苷(barbaloin)即属此类化合物。,二、结构类型 蒽醌,小知识：芦荟简介,芦荟的起源与发展芦荟（Aloe），原产于非洲或地中海干燥地区，性寒味苦，入心、肝、脾径，是一种集医药医疗、美容化妆、保健

15、护肤、食用和观赏功能为一体的经济作物，百合科芦荟属多年生常绿多肉质草本植物。芦荟的药理作用及应用目前，芦荟的应用主要集中在三个方面：化妆品、保健食品和药品。在芦荟产业发展过程中，发展最快、最易被消费者接受的是芦荟化妆品。一、杀菌作用 二、润湿美容作用 三、抗衰老作用 四、防晒作用 五、健胃下泄作用 六、免疫与再生作用 七、防虫、防腐作用 八、防臭作用,（五）双蒽核类1.二蒽酮衍生物 可看作是两分子的蒽酮脱去一分子氢后相互结合而成。又分为中位连接(C10-C10)和位(C1-C1或C4-C4)相连。这类物质多为黄色结晶，多以苷的形式存在，若催化加氢还原则生成二分子蒽酮，用三氯化铁氧化则生成二分子

16、蒽醌。最重要的二蒽酮类化合物是从番泻叶中得到的番泻苷A，B，C，D。,二、结构类型 蒽醌,番泻叶中含蒽衍生物约1.5，主要成分为番泻苷AD，以及大黄酸葡萄糖苷和大黄酚等。其中番泻苷A和B互为异构体，水解后均生物二分子葡萄糖和一分子苷元，其苷元是由二分子大黄酸蒽酮通过C10C10相互结合而成，苷元A为反式排列，苷元B为顺式排列。从其结构可知其苷均有旋光性，而苷元则无旋光性。其苷经铂的催化加氢反应，可生成二分子大黄酸蒽酮葡萄糖苷，苷元被铬酸氧化可生成两分子大黄酸。,二、结构类型 蒽醌,二、结构类型 蒽醌,番泻苷C和番泻苷D也是一对同分异构体，均由一分子大黄酸和一分子芦荟大黄素的蒽酮衍生物通过C10

17、-C10键结合而成，其中苷C为反式，苷D为顺式。二者的苷和苷元均有旋光性。国产大黄中含番泻苷类约0.87，主要是苷A和B，是大黄泻下作用最有效的有效成分，泻效最强。大黄中的大黄酸葡萄糖苷的泻下作用只有番泻苷类的三分之一，而其他的蒽醌苷类泻效很微弱，苷元的作用更弱。,二、结构类型 蒽醌,现在已知道，大黄泻下作用的有效成分不下20余种，在体内真正起泻下作用的物质是大黄中的番泻苷A受大肠内细菌作用的还原产物，但不是番泻苷元，而是大黄酸蒽酮或其8-葡萄糖苷。但这仍不能完全代表大黄的泻下效力。实验证明，番泻苷A泻下作用的ED50比大黄酚或浸膏泻下作用的ED50要大得多，即使以番泻苷A加上蒽醌苷的泻下作用

18、的ED50也比大黄酚要大，可见大黄中还有起协同作用的物质或其它泻下作用较强的物质存在。近来，大黄对肾功能的药理和临床作用受到重视，研究表明，大黄提取物能有效地延缓慢性肾衰的进展，同时发现大黄酸治疗糖尿病肾病，大黄素治疗尿毒症均有良好的疗效。,二、结构类型 蒽醌,2.萘骈二蒽酮衍生物：,二、结构类型 蒽醌,金丝桃素,假金丝桃素,金丝桃属某些植物如贯叶连翘、小连翘中含有的金丝桃素(hypericin)、假金丝桃素(pseudohypericin)均为萘骈二蒽酮衍生物 金丝桃属(Hypericum Linn)归金丝桃科(Guttiferae)，约有400余种，是温带分布植物。我国有55种，8亚种，全

19、国均有分布，但主要分布于西南地区，国外的该属植物分布于世界各地。,二、结构类型 蒽醌,金丝桃素和假金丝桃素是金丝桃属植物中最具代表性的活性物质，金丝桃素、假金丝桃素等。对流感等病毒作用针对性强，效果显著。金丝桃素首次于1891年分离得到。大约在19501951年间最终确定其结构为4,4,5,5,7,7-六羟基-2,2-二甲基-萘骈二蒽酮。该化合物为蓝黑色针状结晶，不溶于多数有机溶剂，易溶于吡啶或其他有机胺类呈橙红色并带红色荧光。可溶于碱性水溶液，在低于pH 11.5时呈红色溶液，高于此值时则为绿色溶液而带红色荧光。金丝桃素和假金丝桃素存在于多种金丝桃属植物中，以贯叶连翘中含量居多。,二、结构类

20、型 蒽醌,抑郁症是三大精神疾病之一，贯叶连翘很早在欧洲被用于镇静、抗抑郁及其他中枢神经系统疾病。研究表明，在金丝桃科中普遍存在的一些xanthone（口山酮、氧化蒽酮、呫吨酮苷等）类化合物，能抑制A型和B型单胺氧化酶，增加中枢神经系统的神经递质浓度。德国于1991年6月上市了一个以金丝桃素为标准的新的抗抑郁药。,二、结构类型 蒽醌,目前国际上对金丝桃属植物的兴趣，很大程度上是由于金丝桃素和假金丝桃素的抗病毒作用。研究表明，两种化合物在体外强烈地抑制各种逆转录病毒，包括人免疫缺陷病毒(HIV)，有报道认为金丝桃素在细胞内的HIV-1抑制作用是由于与其感染细胞中残留和毒粒成分相结合所致，是一种有杀

21、病毒作用的药物。,二、结构类型 蒽醌,第五章 蒽醌类化合物,一、概述,二、结构与分类,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,（一）物理性质1.性状 多数为黄色至橙色，与助色基的多少有关；一般具有荧光（与pH）有关；游离蒽醌一般为结晶，多数蒽醌苷为无定形粉末。2.升华性 游离蒽醌具有升华性，常压下加热可升华而不分解。如：大黄酚与大黄酚甲醚的升华温度在124C、芦荟大黄素185C、大黄素206C、大黄酸210C。一般升华温度随酸度的增强而升高。,三、醌类化合物的理化性质,3.溶解度 苷元：通常可（易）溶于苯、乙醚、氯仿，乙酸乙酯；溶于碱性溶液，加酸后可析

22、出苷元；在碱性有机溶剂如吡啶、N，N-二甲基甲酰胺中溶解度也较大，可溶于丙酮、甲醇及乙醇，不溶或难溶于水。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。,三、醌类化合物的理化性质,（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：-羟基-羟基,三、醌类化合物的理化性质,-羟基蒽醌的酸性较一般酚类要强，能溶于Na2CO3溶液中。尤其是热溶液中。

23、-羟基的酸性很弱(pKa 11.5)，不但比苯酚的酸性弱，且不及碳酸第二步解离的酸性(pKa210.3)，因此不能溶解于碳酸氢钠和碳酸钠溶液中。,三、醌类化合物的理化性质,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-位有羟基，其酸性都有一定程度的递增。如：-羟基的酸性很弱(pKa 11.5)，而1,4-与1,5-二羟基蒽醌虽各自能形成氢键，但酸性仍有增加(pKa分别为10.4和9.5)。1,8-二羟基蒽醌因两个羟基只能与同一个羰基形成氢键，酸性增加很多(pKa 8.1)，较碳酸的K2高出约百倍，所以大黄酚能溶于沸Na2CO3 水溶液中。,三、醌类化合物的理化性

24、质,在系中，2,6-二羟基蒽醌(pKa 6.1)的酸性和碳酸的K1属同一数量级，所以1,3,6,8-四羟基蒽醌可溶于NaHCO3水溶液中，类似羧酸的性质。但是，处于邻位的二羟基蒽醌其酸性比只有一个羟基蒽醌的酸性还弱，这是由于相邻酚羟基缔合的影响。如茜草素(pKa1 8.2，pKa2 11.9)。,三、醌类化合物的理化性质,1,2-二羟基蒽醌pKa1 8.2,2,6-二羟基蒽醌pKa 6.1,1,3,6,8-四羟基蒽醌可溶于NaHCO3,_OH,HO_,因此，游离蒽醌的酸性强弱顺序为：COOH 2个以上-羟基 1个-羟基2个以上-羟基 1个-羟基 溶于 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%N

25、aOH 5%NaOH注意：由于氧原子的存在，蒽醌类衍生物有微弱的碱性，能溶于浓硫酸生存洋盐后再转成阳离子，并伴有颜色的改变。,三、醌类化合物的理化性质,2.颜色反应 取决于其氧化还原性质以及分子中的酚羟基的性质。(1)Feigl反应醌的通性，所有具醌核的化合物均可反应。醌类衍生物在碱性条件下加热与醛类（甲醛）和邻二硝其苯反应生成紫色化合物。机理：醌类在本反应前后无变化只是起个传递电子的媒介作用，醌类成分含量越高该反应就进行得越快。,三、醌类化合物的理化性质,Feigl反应：,溶液I：25碳酸钠溶液溶液：4甲醛的苯溶液溶液：5邻二硝基苯的苯溶液取1滴样品的苯溶液，加入上述3种试液各1滴，混匀，置

26、水浴上加热l4min，呈显著的紫色反应。,无色亚甲蓝显色试验区别蒽醌与苯醌、萘醌 无色亚甲蓝乙醇溶液（1mg/ml），样品在白色背景下呈现出蓝色斑点。与碱的(Borntrger）反应区别含羟基的蒽醌与蒽酚衍生物 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。,三、醌类化合物的理化性质,羟基蒽醌的颜色改变并加深，有以下规律：单羟基者呈色较浅，多为红橙色；非相邻双羟基多呈红色（1,5;1,8);1,4-二羟基呈紫色相邻双羟基多为蓝色蓝紫色(1,2-)；多取代基在同一环上，在碱液中易氧化，会逐渐变色，如1,2,3-三羟基蒽醌颜色从红棕经红紫再变绿。下

27、表为羟基蒽醌的(Borntrger反应）:,三、醌类化合物的理化性质,三、醌类化合物的理化性质,三、醌类化合物的理化性质,（4）与金属离子的反应初步鉴定蒽醌的取代情况 常用0.5醋酸镁的乙醇溶液，可根据结果初步判断取代情况：A.母核中只有一个-或-酚羟基，或有两个-酚羟基但不在同一环上，呈黄橙色至橙色。,-羟基-9,10-蒽醌;2,6-二羟基蒽醌,B.邻位酚羟基的蒽醌，呈蓝色蓝紫色。茜草素 没食子蒽醌 C.对位二酚羟基蒽醌，呈紫红色紫色。D.每个苯环上各有一个-酚羟基，或含有间位二羟基者，呈红色至紫色。,三、醌类化合物的理化性质,(5)对亚硝基二甲苯胺与活性次甲基试剂的反应区别蒽醌与苯醌、萘醌

28、 蒽醌类化合物尤其是1,8二羟基蒽酮衍生物，其羰基对位亚甲基上的氢很活泼，可与0.1%对亚硝基二甲苯胺吡啶溶液缩合而呈现出紫、绿、蓝、灰等色。1,8二羟基蒽酮类均为绿色。由此可做为蒽酮类化合物的鉴定。反应机理：,三、醌类化合物的理化性质,一、概述,二、结构与分类,三、醌类化合物的理化性质,四、蒽醌类化合物的提取与分离,第五章 蒽醌类化合物,五、醌类化合物的光谱特征,（一）提取方法:一般选用甲醇或乙醇为溶剂，可同时将游离态和成苷的蒽醌类化合物从药材中提取出来，浓缩后再依次用有机溶剂提取（多用索氏提取法），可根据极性大小不同进行初步分离（如将苷和苷元分开）。对于多羟基蒽醌或具有羧基的蒽醌（如大黄酸

29、），在植物体内多以盐的形式存在，难以被有机溶剂溶出，提取前应先酸化使之游离。（二）分离方法：1.蒽醌苷类和游离蒽醌衍生物的分离：用分步提取法（如前述）2.游离蒽醌衍生物的分离：可选用分步结晶法、梯度pH萃取法或层析法进行。,四、醌类化合物的提取和分离,梯度pH萃取法是分离游离蒽醌衍生物的经典方法：原理：含COOH 2个以上-羟基 1个-羟基2个以上-羟基 1个-羟基溶于 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH局限性：性质相似，酸性差别不大的混合物不适用有些蒽酮虽然存在酚羟基，但在稀碱溶液中较相应的蒽醌难溶，如大黄酚蒽酮-9，故蒽醌衍生物的苯提取液用极稀的NaOH液萃取，

30、可除去蒽醌而使蒽酮留在苯液中。示例：P95,四、醌类化合物的提取和分离,游离蒽醌的氯仿或乙醚液 5%NaHCO3 NaHCO3层 乙醚层 酸化 5%Na2CO3 黄色沉淀 Na2CO3层 乙醚层(含-COOH或2个-OH）酸化 5%NaOH 黄色沉淀 NaOH层 乙醚层(含1个-OH）酸化 回收乙醚，得残留物 石油醚-乙酯乙酯 黄色沉淀（9.5：0.5）洗脱（含1个-OH）大黄酚 大黄素甲醚,四、醌类化合物的提取和分离,四、醌类化合物的提取和分离,色谱法在蒽醌苷元分离中的应用：一般先用经典方法（如梯度pH萃取）对其进行初步分离，再结合柱色谱法或制备性TLC法作进一步的分离，多用硅胶吸附色谱，而

31、氧化铝一般不用，也常用聚酰胺作为柱色谱的填料。,四、醌类化合物的提取和分离,3、蒽醌苷的分离：较苷元的分离困难，一般先用铅盐法或溶剂法除去大部分杂质，制得较纯的总苷后，再进一步用聚酰胺、硅胶或葡聚糖凝胶柱色谱反复分离纯化。应用聚酰胺色谱法及葡聚糖凝胶柱色谱法对蒽醌苷的分离均能取得良好的效果。如,四、醌类化合物的提取和分离,一、概述,二、结构与分类,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,第五章 蒽醌类化合物,（一）蒽醌类化合物的紫外光谱特征 羟基蒽醌有五个吸收峰，分别由苯样结构和醌样结构引起 A部分有苯甲酰基结构，可给出252及325nm的强峰和中强峰

32、B部分具有醌样结构，可给出272及405nm的吸收峰 除此以外，在230nm处有一强吸收峰因此共有五峰,五、醌类化合物的光谱特征,峰1 230nm：与羟基数目有关峰2 240260nm(A)峰3 262295nm(B)：与羟基相关 峰4 305389nm(A)峰5 400nm：与羟基相关(B环中的羰基引起）,272 405nm，由醌样结构引起第、峰,252322nm，由苯甲酰结构C6H4C=O引起第、峰,与结构的关系：峰1与结构中羟基数目有关，羟基越多，其位置吸收峰波长越长，峰1波长与羟基位置(、)无关，强度主要取决于羟基的数目。当蒽醌母核上有14个酚羟基时，则表现出max222.5nm、22

33、5nm、230(2.5nm)、236nm（P98表5-5）。峰3由醌样结构引起，峰位和强度主要受酚羟基的影响，酚羟基能够通过蒽醌母核向羰基供电，使该峰红移，强度亦增强。一般蒽醌母核上具有酚羟基则峰3吸收强度均在4.1以上，若吸收强度lg低于4.1，表示无酚羟基。,五、醌类化合物的光谱特征,五、醌类化合物的光谱特征,峰4：如位有供电子基，则峰位红移，强度降低；如取代基处于位，则吸收峰强度增大。峰5：主要受羟基影响，羟基数目越多，max红移就越多一般有如下规律：无-OH，max为356362.5nm一个-OH，max为400420nm二个-OH，1,8位二羟基蒽醌max为400420nm，1,5位

34、二羟基蒽醌max为418440nm，1,4位二羟基蒽醌max为430500nm三个-OH，在max485530nm有两个或两个以上的吸收峰四个-OH，可在max540560nm出现多重峰,(二)蒽醌衍生物的红外光谱特征 主要是苯环、羰基和羟基的特征。一般范围：羟基OH 36003100 cm-1 羰基CO 16751653 cm-1 苯环Ar 16001480 cm-1 饱和直链C=O的伸缩频率为1715cm-1，由于蒽醌羰基的，位存在共轭体系，故未取代蒽醌的伸缩频率为1675cm-1。有了取代基，则羰基的伸缩频率和吸收强度都将改变。吸电子基团使频率变高，波数增加；供电子基团使频率变低，波数减

35、少。,五、醌类化合物的光谱特征,1.羰基的共振频率与羟基的数目有关,五、醌类化合物的光谱特征 与结构的关系:,2.羟基频率与结构的关系羟基蒽醌的羟基伸缩振动谱带与羟基位置密切相关：-羟基因与相邻的羰基缔合，吸收频率移至3150cm-1以下，多与不饱和C-H伸缩振动频率相重叠。-羟基振动频率较羟基高得多，在36003150cm-1之间，若只有一个-羟基，则大多在33003390cm-1间有一个峰。若有多个-羟基，则36003150cm-1之间可能有两上或多个峰。,五、醌类化合物的光谱特征,三.蒽醌类化合物的核磁共振谱特征1.母核芳氢的NMR信号 质子可分为两类，-芳氢处于羰基的负屏蔽区，处于较低

36、磁场，其峰中心在8.07左右。而-芳氢受羰基影响较小，共振发生在较高磁场，中心位于6.67左右。在取代蒽醌中：如有孤立芳氢，则应出现单峰；如有邻二芳氢，则出现相互偶合的两个二重峰(J69Hz)；,五、醌类化合物的光谱特征,如有间二芳氢，即两个芳氢之间有-OR或-OH，-COOH取代基，则出现相互偶合的两个二重峰(J13Hz)，这与邻位二芳氢的图谱有明显的区别；见下页图 若两个间位芳氢之间有甲基取代，则有烯丙远程偶合，两个芳氢均表现为两个宽峰，其半峰宽约为4Hz左右。若结构中有边位三个或四个芳氢，则表现为多重峰。2.取代基质子信号：（教材P99）蒽醌衍生物中取代基的种类、数目和位置不同，对芳氢的

37、化学位移、峰的细微结构均产生一定的影响；反过来，蒽醌母核对取代基的化学位移也有一定的影响。分析这种相互作用引起的NMR波谱特征，对结构鉴定是大为有益的。,五、醌类化合物的光谱特征,甲氧基：芳环上甲氧基质子的化学位移约为4.04.5ppm单峰。且甲氧基可向芳环供电子，使邻位及对位芳氢向高场位移约0.45ppm。,五、醌类化合物的光谱特征,芳香甲基：蒽醌核上的-CH3质子的化学位移约2.12.9ppm，为单峰，或受邻位质子的烯丙远程偶合而呈宽单峰，半峰宽约为2.2Hz，而正常甲基峰的半峰宽为11.5Hz。具体的峰位与甲基在母核上的位置(或)。,有关，并受其它取代基的影响.例如1，3，5-三羟基-6

38、-甲基蒽醌，甲基处于羟基的邻位，受其影响较大 2.16ppm。,1,3,5-三羟基-7-甲基蒽醌,甲基处于羟基的间位,受其影响较小 2.41ppm。,五、醌类化合物的光谱特征,羟甲基：与苯环相连的-CH2OH，其CH2质子化学位移约4.6ppm，(2H,d,这与-OCH3不同)，其-OH质子化学位移约5.6ppm。酚羟基及羧基：-酚羟基与CO形成分子内氢键，质子共振发生在较低磁场区，约1112ppm，单峰。当只有一个-酚羟基时，其化学位移一般大于12.25ppm，当两个羟基同处于羰基的位时，分子内氢键减弱，其信号在11.612.1ppm。-酚羟基化学位移多小于11ppm，位于较高场。COOH质

39、子的化学位移值范围与-酚羟基相同，但酚羟基为供电子基，可使邻位及对位芳氢信号向高场移动0.45ppm，而羧基则使邻位芳氢向低磁场移动约0.8ppm。,五、醌类化合物的光谱特征,（四）蒽醌类化合物的MS特征：蒽醌的质谱特征是相继失去二分子CO碎片，形成m/z 180(M-CO)及152(M-2CO)的强峰，并在m/z 90及76出现较强的双电荷离子,五、醌类化合物的光谱特征,如单羟基蒽醌和二羟基蒽醌分别失去三个CO和四个CO碎片而具有m/z 140与128的强峰。蒽醌的甲基取代物在裂解时，常伴随分子重排与环扩张，形成具有很高稳定性的m/z 139峰。,五、醌类化合物的光谱特征,（五）醌类化合物衍

40、生物的制备：1.甲基化反应：（常用的甲基化试剂，与反应官能团的关系)难易顺序：醇OH-酚羟基-酚羟基-COOH(与酸性有关）ex，曲菌素的甲基化反应：,五、醌类化合物的光谱特征,2.乙酰化反应：(乙酰化试剂，与反应条件及作用位置)常用乙酰化试剂的强弱次序：乙酰氯乙酸酐乙酸酯乙酸 ex，曲菌素的乙酰化,五、醌类化合物的光谱特征,采用醋酐时依据加热时间的长短，有不同的作用位置，但这种区别往往很难控制，因此可采用醋酐硼酸试剂。由于硼酸能与-酚羟基形成硼酸酯，使-酚羟基不参与乙酰化反应，被保护了下来。反应产物经水解后，-酚羟基的硼酸酯被水解，又恢复了游离的-酚羟基，这样就可以得到-酚羟基的乙酰化产物。

41、,五、醌类化合物的光谱特征,五、醌类化合物的光谱特征,醋酐加浓硫酸或醋酐加吡啶是作用很强的乙酰化试剂。由于硫酸或吡啶的催化作用，可使各种羟基(醇OH,-及-酚羟基)乙酰化。但两种试剂的作用有区别：后者作用更强，能使烯醇（与酮式互变）羟基也乙酰化。例如，番泻苷元A，用硫酸作催化剂时生成四乙酰化物，而用吡啶催化则生成六乙酰化物。,五、醌类化合物的光谱特征,结构鉴定举例:,1.牛西西中蒽醌化合物的鉴定 从具有止血作用的中草药牛西西(Rumex patientia L)根中提取出一种黄色结晶，测得分子式为C15H10O4。该成分与NaOH试液呈红色，遇0.5%醋酸镁呈橙红色。UV光谱吸收峰位于225(

42、4.57)，258(4.33)，279(4.01)，288(4.07)，432(4.08)；IR谱(cm-1)1675,1621。该化合物经锌粉蒸馏得2-甲基蒽，其乙酰化物用铬酸氧化生成1,8-二乙酰基大黄酸。推断其结构。,五、醌类化合物的光谱特征,结构推导：,遇碱呈红色，可知为蒽醌类化合物；与MgAc2呈橙红色，推测每个苯环上可能有一个-酚羟基，或存在间位酚羟基；紫外光谱225nm证有两个-酚羟基，第三峰279(1.04)峰强度小于4.1，推测无-酚羟基，第五峰432nm推测为1,5-或1,8-二羟基；IR谱1675，1621cm-1相差64，证明为1,8-二羟基；锌粉还原得2-甲基蒽，证存

43、在-位含一个碳的取代基；即有以下结构,五、醌类化合物的光谱特征,从分子式C15H10O4中减去已知的结构单元C15H7O4，剩三个氢，故推测-位取代基为甲基；乙酰化物的氧化反应证实了以上推测:故该化合物为大黄酚。结构鉴定举例2 教材P100 1,8-二羟基-3-甲基-9，10-蒽醌的测定,五、醌类化合物的光谱特征,结构鉴定举例,2.从具有清热利湿、消肿止痛作用的黄花（又名金针菜）中分得多种蒽醌，其中一化合物（黄花蒽醌）的理化数据和波谱数据如下：黄花蒽醌：黄色结晶，mp 243244C。EIMS给出分子离子峰为m/z 300，示分子式为C16H12O6；在5NaOH水溶液中呈深红色；不溶于水，溶

44、于5Na2CO3水溶液，呈橙红色；与乙酸镁甲醇液反应呈橙红色；,五、醌类化合物的光谱特征,对该化合物进行全乙酰化，其产物的氢谱示有三个乙酰基信号：2.10，2.36，2.43(each 3H，s)。且原有的4.55(2H，s)信号明显向低场移至5.18。,IR谱：3320，1655，1634,840,860cm-1；1HNMR(in DMSO-d6,ppm):12.85(1H,s),10.50(1H,s)8.15(1H,s)7.75(1H,d,J=8Hz)7.61(1H,m)7.22(1H,d,J=8Hz)4.55(2H,s)3.76(3H,s),五、醌类化合物的光谱特征,因此，该化合物可能有以下几种结构，从生源角度考虑，以D式的可能性较大,五、醌类化合物的光谱特征,用已知化合物做化学沟通（NBS N-溴代丁二酰亚胺）,五、醌类化合物的光谱特征,合成产物与该化合物三乙酰化物的TLC行为及IR谱完全一致，混合熔点也不下降，所以：故黄花蒽醌的结构为:2,8-二羟基-1-甲氧基-3-羟甲基-9，10-蒽醌。,五、醌类化合物的光谱特征,