[农学]4醌类-山东大学天然药物化学课件.ppt
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- 农学 醌类 山东大学 天然 药物 化学课件
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1、王小宁王小宁山东大学药学院天然药物化学教研室山东大学药学院天然药物化学教研室第四章第四章 醌类化合物醌类化合物Quinones主要内容主要内容结构类型结构类型1 1理化性质与呈色反应理化性质与呈色反应2 2提取分离提取分离3 3结构测定结构测定4 4 第一节第一节 醌类化合物的结构类型醌类化合物的结构类型蒽醌蒽醌(anthraquinones)苯醌苯醌(benzoquinones)萘醌萘醌(naphthoquinones)醌类化合物醌类化合物(quinones)菲醌菲醌(phenanthraquinone)是具有醌型结构的最简单化合物是具有醌型结构的最简单化合物;按其结构可分为按其结构可分为邻
2、苯醌邻苯醌及及对苯醌对苯醌两大类两大类;邻苯醌不稳定,故天然存在的苯醌化合物多为对苯醌衍邻苯醌不稳定,故天然存在的苯醌化合物多为对苯醌衍生物,其母核上常有生物,其母核上常有-OH、-OCH3、-CH3等基团取代等基团取代;一、一、苯醌类苯醌类(benzoquinones)OOOO对苯醌邻苯醌 苯醌类化合物具有一定的生物活性。苯醌类化合物具有一定的生物活性。中药凤眼草的果实中得到的中药凤眼草的果实中得到的2,6-二甲氧基苯醌二甲氧基苯醌有抗菌有抗菌作用;作用;白花酸藤果中得到的白花酸藤果中得到的信筒子醌信筒子醌有驱肠内寄生虫作用。有驱肠内寄生虫作用。OOOCH3H3COOO(CH2)10CH3H
3、OOH2,6-二甲氧基苯醌2,6-dimethoxybenzoquinone信筒子醌embelin 邻苯醌和对苯醌均可由相应的二元酚氧化制得邻苯醌和对苯醌均可由相应的二元酚氧化制得;OHOHOOOOHOHOOO二、二、萘醌类萘醌类(naphthoquinones)-(1,4)萘醌萘醌 -(1,2)萘醌萘醌 amphi-(2,6)萘醌萘醌 目前从自然界得到的几乎均为目前从自然界得到的几乎均为-萘醌萘醌类。类。-萘醌类是黄色结晶,可升华,微溶于水,能溶于乙萘醌类是黄色结晶,可升华,微溶于水,能溶于乙醇和乙醚。醇和乙醚。天然萘醌衍生物多为天然萘醌衍生物多为橙黄色橙黄色或或橙红色橙红色结晶,个别为结晶
4、,个别为紫紫色色结晶。结晶。许多萘醌类有很明显的生物活性。许多萘醌类有很明显的生物活性。OOOOOO 从热带柿科一植物中分得的从热带柿科一植物中分得的三色柿醌三色柿醌为一橙红色针晶,为一橙红色针晶,属邻醌衍生物,该植物在非洲曾用作治疗属邻醌衍生物,该植物在非洲曾用作治疗麻风病麻风病。胡桃醌胡桃醌、拉帕醌拉帕醌有抗癌活性。有抗癌活性。OOOHOOOHOOCH3CH3OH三色柿醌胡桃醌拉帕醌 从中药紫草及软紫草中分得一系列萘醌类衍生物,从中药紫草及软紫草中分得一系列萘醌类衍生物,有有止血、抗炎、抗菌、抗病毒止血、抗炎、抗菌、抗病毒及及抗癌抗癌作用。作用。紫紫 草草Lithospermum eryt
5、hrorhizonOOOHOHCHCH2CHRCCH3CH3紫草素 R=异紫草素 R=OHOH软紫草软紫草Arnebia euchroma 维生素维生素K类类是一类自然界存在的萘醌衍生物,主要包括是一类自然界存在的萘醌衍生物,主要包括VK1、VK2(肠道细菌合成肠道细菌合成)、VK3,具有,具有促进血液凝固促进血液凝固作作用,可用于新生儿出血、肝硬化及闭塞性黄疸出血等。用,可用于新生儿出血、肝硬化及闭塞性黄疸出血等。OOCH3H3OOCH3HnOOCH3K1K2K3三、菲醌类三、菲醌类(phenanthraquinone)邻菲醌邻菲醌(I)邻菲醌邻菲醌(II)对菲醌对菲醌OOOOOO天然菲醌衍
6、生物包括邻醌及对醌两种类型。天然菲醌衍生物包括邻醌及对醌两种类型。OOO丹参醌 IIAtanshinoone IIA丹参丹参Salvia miltiorrhiza 抗菌、扩张冠状动脉;抗菌、扩张冠状动脉;治疗冠心病和心肌梗塞;治疗冠心病和心肌梗塞;四、蒽醌类四、蒽醌类(anthraquinones)蒽醌衍生物蒽醌衍生物茜草素型茜草素型大黄素型大黄素型蒽醌类蒽醌类蒽酚衍生物蒽酚衍生物二蒽酮类衍生物二蒽酮类衍生物(一一)蒽醌类蒽醌类(anthraquinones)OO123456788a9a4a10a9101,4,5,8-位为位为-位位;2,3,6,7-位为位为-位位;9,10-位为位为meso-
7、位位;OOHOOOHHOOOH蒽醌氧化蒽酚蒽酮蒽酚大黄素型大黄素型:羟基分布在两侧羟基分布在两侧苯环上,多数化苯环上,多数化合物呈黄色。合物呈黄色。茜草素型茜草素型:羟基分布在一侧羟基分布在一侧苯环上,多数化苯环上,多数化合物呈橙黄至橙合物呈橙黄至橙红色。红色。蒽醌衍生物:天然蒽醌有蒽醌衍生物:天然蒽醌有1,2-蒽醌蒽醌、1,4-蒽醌蒽醌、9,10-蒽醌蒽醌,但由于,但由于C-9、C-10位氧化产物较为稳定,故位氧化产物较为稳定,故9,10-蒽醌蒽醌最为常见。蒽醌母核上多有羟基取代,根据最为常见。蒽醌母核上多有羟基取代,根据羟基取代位置不同,可将羟基蒽醌分为两大类羟基取代位置不同,可将羟基蒽醌
8、分为两大类:大黄素型羟基蒽醌大黄素型羟基蒽醌OOOHOHR1R2R1=CH3 R2=H 大黄酚R1=CH3 R2=OH 大黄素R1=CH3 R2=OCH3 大黄素甲醚R1=H R2=CH2OH 芦荟大黄素R1=H R2=COOH 大黄酸大黄大黄Rheum palmatum 虎杖虎杖Polygonum cuspidatum 茜草素型羟基蒽醌茜草素型羟基蒽醌茜茜 草草Rubia cordifoliaR1=OH R2=H R3=H 茜草素R1=OH R2=H R3=OH 羟基茜草素R1=OH R2=COOH R3=OH 伪羟基茜草素OOOHR1R2R3 蒽醌在酸性条件下被还原,生成蒽醌在酸性条件下被
9、还原,生成蒽酚蒽酚及其互变异构及其互变异构体体蒽酮蒽酮;蒽酚及蒽酮类一般只在存于新鲜植物中,存放期间蒽酚及蒽酮类一般只在存于新鲜植物中,存放期间易被氧化,生成蒽醌类;易被氧化,生成蒽醌类;蒽酚的中位羟基与糖缩合成苷后,则难以被氧化,蒽酚的中位羟基与糖缩合成苷后,则难以被氧化,较稳定,因为形成的苷只有被水解除去糖才易被氧较稳定,因为形成的苷只有被水解除去糖才易被氧化而转变为蒽醌衍生物;化而转变为蒽醌衍生物;(二二)蒽酚及蒽酮蒽酚及蒽酮OOH 可看作是两分子的蒽酮脱去一分子氢后相互结合而成。可看作是两分子的蒽酮脱去一分子氢后相互结合而成。又分为又分为中位连接中位连接(C-10 C10)和和位位(C
10、-1 C-1或或C-4 C-4)相连相连;这类物质多为这类物质多为黄色黄色结晶,多以结晶,多以苷苷的形式存在,若催化的形式存在,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蒽醌分子蒽醌;(三三)二蒽酮衍生物二蒽酮衍生物OOHHOO中位 二蒽 酮位 二蒽 酮番泻叶番泻叶Folium Sennae(Senna Leaf)OOHOOOOHCOOHCOOHglcglcHHOOHOOOOHCOOHCOOHglcglcHHOOHOOOOHCH2OHCOOHglcglcHHOOHOOOOHCH2OHCOOHglcglcHH番泻苷 Asennosi
11、de A番泻苷 Bsennoside B番泻苷 Csennoside C番泻苷 Dsennoside DOOHOOOOHCOOHCOOHglcglcHHOOHOHCOOH番泻苷A大黄酸蒽酮 葡萄糖苷2肠道微生物+2 glucose 现在已知道,大黄泻下作用的有效成分不下现在已知道,大黄泻下作用的有效成分不下20余种,余种,在体内真正起泻下作用的物质是大黄中的番泻苷在体内真正起泻下作用的物质是大黄中的番泻苷A受大受大肠内细菌作用的还原产物,但不是番泻苷元,而是肠内细菌作用的还原产物,但不是番泻苷元,而是大黄大黄酸蒽酮或其酸蒽酮或其8-葡萄糖苷葡萄糖苷。但这仍不能完全代表大黄的泻。但这仍不能完全代
12、表大黄的泻下效力,大黄中还有起协同作用的物质或其它泻下作用下效力,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。较强的物质存在。(四四)萘骈二蒽酮衍生物萘骈二蒽酮衍生物OOOOOOOO 金丝桃属某些植物如贯叶连翘、金丝桃属某些植物如贯叶连翘、小连翘中含有的金丝桃素小连翘中含有的金丝桃素(hypericin)、假金丝桃素假金丝桃素(pseudohypericin)均为萘骈二蒽酮均为萘骈二蒽酮衍生物。衍生物。贯叶连翘贯叶连翘 Hypericum perforatumSt Johns Wort 抗抑郁、抗病毒抗抑郁、抗病毒 贯叶连翘很早在欧洲被用于镇静、抗抑郁及其他中枢神贯叶连翘很早在欧洲
13、被用于镇静、抗抑郁及其他中枢神经系统疾病。德国于经系统疾病。德国于1991年年6月上市了一个以金丝桃素为月上市了一个以金丝桃素为标准的新的抗抑郁药。目前,贯叶连翘的标准化水提取物标准的新的抗抑郁药。目前,贯叶连翘的标准化水提取物含有含有0.15%的金丝桃素的金丝桃素和和5%的的hyperforin。目前国际上对金丝桃属植物的兴趣,很大程度上是由于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
14、病毒(HIV),有报道认为金丝桃素在细胞内的,有报道认为金丝桃素在细胞内的HIV-1抑制作抑制作用是由于其与感染细胞中残留的毒粒成分相结合所致,是用是由于其与感染细胞中残留的毒粒成分相结合所致,是一种有杀病毒作用的药物。一种有杀病毒作用的药物。第二节第二节 醌类的理化性质与呈色反应醌类的理化性质与呈色反应理化性质理化性质 物理性质物理性质化学性质化学性质一、物理性质一、物理性质物理性质物理性质物理性质性状性状醌类化合物母核引醌类化合物母核引入酚羟基等助色团,入酚羟基等助色团,表现一定的颜色,表现一定的颜色,取代越多,颜色越取代越多,颜色越深。深。升华性升华性游离的醌类化合物游离的醌类化合物具升
15、华性。小分子具升华性。小分子苯醌及萘醌还具挥苯醌及萘醌还具挥发性,可随水蒸气发性,可随水蒸气蒸馏蒸馏。溶解度溶解度游离醌类极性较小,游离醌类极性较小,一般溶于乙醇、乙一般溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿。醚、苯、氯仿。成苷后极性增大,成苷后极性增大,易溶于乙醇、甲醇。易溶于乙醇、甲醇。二、化学性质二、化学性质(一一)酸性酸性OOOHOOOH 醌核上的羟基取代相当于醌核上的羟基取代相当于插烯酸插烯酸结构,酸性与羧结构,酸性与羧基取代相当,可溶于基取代相当,可溶于5%NaHCO3溶液。溶液。酸性强弱顺序:酸性强弱顺序:含含-COOH 含含2个以上个以上-OH 含含1个个-OH 含含2个个-OH 含含1个个
16、-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH OOHOOOOH-OH -OH(二二)颜色反应颜色反应Feigl金属离子无色亚甲蓝次甲基试剂Borntragers1.Feigl反应反应取醌类化合物水或苯溶液取醌类化合物水或苯溶液1滴,加入滴,加入25Na2CO3水溶液,水溶液,4HCHO及及5邻二硝基苯的苯溶液各邻二硝基苯的苯溶液各1滴,混合后置水浴加热,滴,混合后置水浴加热,14分钟内产生分钟内产生紫色紫色。在该反应中,醌类只起到电子传递的作在该反应中,醌类只起到电子传递的作用。用。OO+2HCHO+2OH-OHOH+2HCOO-OHOH+NO2NO2OH-OO+NO
17、2-NO2-2.无色亚甲蓝显色试验:无色亚甲蓝显色试验:无色亚甲蓝溶液可作为喷雾剂无色亚甲蓝溶液可作为喷雾剂用于用于PPC和和TLC显色,显色,专用专用于检出于检出苯醌及萘醌苯醌及萘醌,区别,区别于蒽醌。于蒽醌。3.碱性条件下的呈色反应碱性条件下的呈色反应(羟基蒽醌的反应称为羟基蒽醌的反应称为Borntragers反应反应):羟基苯醌、萘醌、蒽醌羟基苯醌、萘醌、蒽醌均可与碱均可与碱性试剂反应呈现一定颜色,蒽酮及蒽酚衍生物氧化成性试剂反应呈现一定颜色,蒽酮及蒽酚衍生物氧化成蒽醌后才可发生碱性试剂的呈色反应。蒽醌后才可发生碱性试剂的呈色反应。OOOHOOO-O-OO红色红色Borntragers反
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