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1、,1,,,,,,,,第四章 醌類(lèi)化合物 Quinonoid,2,一、概述,二、 結(jié)構(gòu)類(lèi)型,三、醌類(lèi)化合物的理化性質(zhì),四、蒽醌類(lèi)化合物的提取與分離,,五、醌類(lèi)化合物的光譜特征,定義指醌類(lèi)(具有不飽和環(huán)二酮結(jié)構(gòu))或容易轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂? 醌類(lèi)性質(zhì)的化合物，以及在生物合成方面與醌類(lèi)有 密切聯(lián)系的化合物。,分布,常見(jiàn)科：蓼科、茜草科、紫葳科、百合科、豆科等 常見(jiàn)中藥材：大黃、何首烏、虎杖、決明子、丹參、蘆薈、紫草,一、概 述,4,應(yīng)用醌類(lèi)化合物具有多方面的生理活性，如致瀉、抗菌、利尿和止血等，還有一些醌類(lèi)化合物具有抗癌、抗病毒、解痙平喘等作用，是一類(lèi)很有前途的天然藥物。 從結(jié)構(gòu)上講，醌類(lèi)化合物可分

2、為苯醌、萘醌和蒽醌等。其中蒽醌及其衍生物種類(lèi)較多，生理活性也較廣泛。,5,一、概述,二、 結(jié)構(gòu)類(lèi)型,三、醌類(lèi)化合物的理化性質(zhì),四、蒽醌類(lèi)化合物的提取與分離,,五、醌類(lèi)化合物的光譜特征,（一）苯醌類(lèi),鄰苯醌不安定，故天然界存在的大多為對(duì)苯醌。 醌核上多有-OH、-OMe、-Me等基團(tuán)取代。,二、結(jié)構(gòu)類(lèi)型,（二）萘醌類(lèi),從結(jié)構(gòu)上可分為：,從天然界得到的幾乎均為-萘醌類(lèi)。,常見(jiàn)科：紫草科、柿科、藍(lán)雪科、紫葳科等,分布：20個(gè)科的高等植物中，低等植物地衣和藻類(lèi)中也有。,8,如中藥丹參根中所含多種化合物都是菲醌的衍生物，包括鄰菲醌和對(duì)菲醌兩種。,鄰醌,,（三）菲醌類(lèi),9,（四） 蒽醌類(lèi) 蒽醌廣泛存在于

3、植物界，是許多中藥如大黃、何首烏、虎杖等的有效成分。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的蒽醌類(lèi)化合物近200種，這類(lèi)化合物具有多方面的生理活性，是醌類(lèi)化合物中最重要的一類(lèi)物質(zhì)。 在植物中的蒽醌衍生物主要分布于根、皮、葉及心材，也可在莖、種子、果實(shí)中。多和糖結(jié)合成苷，或以游離態(tài)存在。,10,1、 單蒽核類(lèi) 依據(jù)其還原程度的不同，將其分成以下二類(lèi)：蒽醌衍生物和蒽酚衍生物,1,4,5,8位為位 2,3,6,7位為位 9,10位為meso位，又叫中位,（1）蒽醌衍生物,常見(jiàn)取代基：羥基、甲基、羥甲基、甲氧基、醛基或羧基 根據(jù)蒽醌衍生物上的取代基的特點(diǎn)不同又分為大黃素型和茜素型。 1）大黃素型（-

4、OH分布在羰基的兩側(cè)，多呈黃色。）,2）茜草素型（-OH在分布羰基的一側(cè)，顏色較深，多呈橙黃色至橙紅色。 ）,（2）蒽酚（或蒽酮）衍生物,依其還原程度的不同而分為蒽酚和蒽酮。,蒽酚或蒽酮衍生物不穩(wěn)定，易被氧化為相應(yīng)的蒽醌類(lèi)衍生物，故只存在于新鮮植物中,2008-6-4,14,小知識(shí)：蘆薈簡(jiǎn)介,蘆薈（Aloe）, 原產(chǎn)于非洲或地中海干燥地區(qū)，性寒味苦，入心、肝、脾徑，是一種集醫(yī)藥醫(yī)療、美容化妝、保健護(hù)膚、食用和觀賞功能為一體的經(jīng)濟(jì)作物,百合科蘆薈屬多年生常綠多肉質(zhì)草本植物。,15,蘆薈的藥理作用及應(yīng)用目前，蘆薈的應(yīng)用主要集中在三個(gè)方面：化妝品、保健食品和藥品。在蘆薈產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，發(fā)展最快、最易

5、被消費(fèi)者接受的是蘆薈化妝品。 一、殺菌作用 二、潤(rùn)濕美容作用 三、抗衰老作用 四、防曬作用,16,五、健胃下泄作用 六、免疫與再生作用 七、防蟲(chóng)、防腐作用 八、防臭作用,17,最重要的二蒽酮類(lèi)化合物是從番瀉葉中得到的番瀉苷A,B,C,D.,2、 雙蒽核類(lèi) （1）二蒽酮衍生物 可看作是兩分子的蒽酮脫去一分子氫后相互結(jié)合而成。又分為中位連接(C10-C10)和位(C1-C1或C4-C4)相連。,18,番瀉葉中含蒽衍生物約1.5，主要成分為番瀉苷AD，以及大黃酸葡萄糖苷和大黃酚等。 番瀉苷A和B互為異構(gòu)體,19,20,國(guó)產(chǎn)大黃中含番瀉苷類(lèi)約0.87， 主要是苷A和B，是大黃瀉下作用最 有

6、效的有效成分，瀉效最強(qiáng)。,番瀉苷C和番瀉苷D也是一對(duì)同分異構(gòu)體,21,近來(lái)，大黃對(duì)腎功能的藥理和臨床作用受到重視，研究表明，大黃提取物能有效地延緩慢性腎衰的進(jìn)展，同時(shí)發(fā)現(xiàn)大黃酸治療糖尿病腎病，大黃素治療尿毒癥均有良好的療效。,22,（2）萘駢二蒽酮衍生物：,金絲桃屬某些植物如貫葉連翹、小連翹中含有的金絲桃素(hypericin)、假金絲桃素(pseudohypericin)均 為萘駢二蒽酮衍生物，,23,金絲桃素和假金絲桃素存在于多種金絲桃屬植物中，以貫葉連翹中含量居多。 貫葉連翹很早在歐洲被用于鎮(zhèn)靜、抗抑郁及其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。研究表明，在金絲桃科中普遍存在的一些xanthone類(lèi)化合物

7、能抑制A型和B型單胺氧化酶，德國(guó)于1991年6月上市了一個(gè)以金絲桃素為標(biāo)準(zhǔn)的新的抗抑郁藥。,24,一、概述,二、 結(jié)構(gòu)類(lèi)型,三、醌類(lèi)化合物的理化性質(zhì),四、蒽醌類(lèi)化合物的提取與分離,,五、醌類(lèi)化合物的光譜特征,25,三、醌類(lèi)化合物的理化性質(zhì),（一） 物理性質(zhì) 1、性狀 顏色: 與助色基的多少有關(guān)，助色團(tuán)越多，顏色越深。 形態(tài)：多為固體 存在狀態(tài)：苯醌、萘醌多以游離狀態(tài)存在； 蒽醌類(lèi)則往往結(jié)合成苷而存在于植物中。 2、升華性 游離醌多具升華性。 小分子的苯醌、萘醌類(lèi)具有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾，可據(jù)此進(jìn)行提取、精制工作。,26,3、溶解度 H2O MeOH EtOH Et

8、2O CHCl3 游離醌 - + + + + 成 苷 +（熱） + + - -,1、酸性 Ar-OH/-COOH的存在顯酸性用于堿提酸沉 分子中Ar-OH/-COOH的數(shù)目、位置不同則酸性強(qiáng)弱有差異,,-OH：插烯酸結(jié)構(gòu),-OH： 與羰基形成分子內(nèi)氫鍵,（二）化學(xué)性質(zhì)與呈色反應(yīng),以游離蒽醌類(lèi)衍生物為例，酸性強(qiáng)弱將按下列順序排列： 含-COOH 2個(gè)以上-OH 1個(gè)-OH 2個(gè)-OH 1個(gè)-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH 可用于提取分離,,,,,溶于5%NaHCO3,溶于5%Na2CO3,溶于5%NaOH,,,29,2、顏色反應(yīng)

9、：（1）Feigl reaction:各種醌類(lèi)（+）,30,+ 2HCHO + OH-,,+ 2HCOO-,+,,+,紫色,OH-,31,（2）無(wú)色亞甲蘭顯色試驗(yàn)： 無(wú)色亞甲藍(lán)是檢出苯醌及萘醌的專(zhuān)用顯色劑。 醌類(lèi)衍生物層析展開(kāi)后，噴以無(wú)色亞甲蘭溶液， 若出現(xiàn)蘭色斑點(diǎn) 可能含苯醌或萘醌 不顯色 可能含蒽醌,,,,,,,32,,,（3）堿性條件下顯色反應(yīng)Borntragers reaction (保恩特萊格反應(yīng)) : 羥基蒽醌類(lèi)遇堿顯紅紫紅色。,,這是羥基蒽醌及具有游離酚羥基蒽醌苷類(lèi)一個(gè)很重要的鑒別反應(yīng)。,33,（4）與活性次甲基試劑的反應(yīng) （Kesting-Craven reac

10、tion）對(duì)于醌環(huán)尚未完全取代的苯醌或萘醌，可在氨的堿性環(huán)境中與活性次甲基試劑（乙酰醋酸酯、丙二酸酯、丙二腈等）的溶液反應(yīng)，生成蘭綠或蘭紫色。,苯醌、萘醌（無(wú)2，3位取代）區(qū)別于蒽醌,,（4）與活性次甲基試劑反應(yīng) （Kesting-Craven法）,35,與活性次甲級(jí)試劑的反應(yīng)機(jī)理,（1）,（2）,蒽醌類(lèi)無(wú)此反應(yīng)。 萘醌苯環(huán)上有羥基取代時(shí)，此反應(yīng)受抑制。,36,（5）與金屬離子的反應(yīng) 醋酸鎂反應(yīng)(Magnesium acetate reaction) 定性檢查羥基蒽醌 羥基蒽醌和0.5%醋酸鎂的甲醇或乙醇液生成穩(wěn)定的橙紅色或紫色絡(luò)合物。 生成的顏色隨分子中羥基的位置而有所不同。,37,38,3

11、9,一、概述,二、 結(jié)構(gòu)類(lèi)型,三、醌類(lèi)化合物的理化性質(zhì),四、蒽醌類(lèi)化合物的提取與分離,,五、醌類(lèi)化合物的光譜特征,40,（一）醌類(lèi)成分的提取 1、有機(jī)溶劑提取法： A .將藥粉用有機(jī)溶劑提取，取液濃縮，可能析出結(jié)晶，再重結(jié)晶。 B. 游離形式蒽醌成分可用不同極性溶劑依次提取，溶劑極性由小到大，在提取過(guò)程中可得到初步分離。,41,2、堿提酸沉法：適于具酚羥基或羧基的醌類(lèi)成分。它們可溶于堿性水液中，加酸后又沉淀析出。3、水蒸氣蒸餾法：適于分子量較小的苯醌及萘醌類(lèi)。它們具揮發(fā)性，可隨水蒸氣蒸餾出來(lái)，同時(shí)可與不具揮發(fā)性的醌類(lèi)分離 4、其他方法 超臨界提取法（supercritical fluid e

12、xtraction SFE） 超聲提取法,42,（二）醌類(lèi)成分的分離 1、游離蒽醌衍生物的分離： 1) 采用梯度pH萃取法(經(jīng)典方法) 由于蒽醌羥基位置、數(shù)目及羧基的有無(wú)，其酸度大小是有區(qū)別的，可分別溶于不同堿性的水液。 5%NaHCO3液 含-COOH及兩個(gè)以上-酚OH 5%Na2CO3液 含一個(gè)-酚OH蒽醌類(lèi) 1%NaOH液 含兩個(gè)a-酚OH蒽醌類(lèi) 5% NaOH液 含一個(gè)a-酚OH蒽醌類(lèi),,,,,43,決明蒽醌,大黃酚,大黃酸,決明蒽醌甲醚,例：,44,2）色譜法 pH梯度萃取法對(duì)蒽衍生物進(jìn)行初步分離，精細(xì)分離還需進(jìn)一步借助層析法。（最有效手段） 吸附劑硅膠、聚酰

13、胺 *不易用氧化鋁，尤其不易用堿性氧化鋁，因?yàn)樗嵝缘牧u基蒽醌易與堿性氧化鋁產(chǎn)生化學(xué)吸附而難以洗脫。,45,2、游離蒽衍生物與蒽苷類(lèi)的分離： 根據(jù)它們的溶解性不同分離。 苷元 極性小，難溶于水，易溶于乙醚、氯仿等有機(jī)溶劑。 苷極性大，溶于水，難溶于乙醚、氯仿等有機(jī)溶劑。,溶劑法：,46,3、蒽醌苷類(lèi)的分離 這類(lèi)成分水溶性強(qiáng)，分離及精制工作都較為困難，先用鉛鹽法或溶劑法處理，得較純總苷后再用層析法進(jìn)一步分離。 溶劑法是用中等極性的有機(jī)溶劑如乙酸乙酯、正丁醇等，從除去游離蒽醌衍生物的水溶液中，將蒽醌苷萃取出來(lái)，再作進(jìn)一步分離。,47,鉛鹽法：,,,48,色譜法：Sephadex LH-20柱色譜,

14、49,一、概述,二、 結(jié)構(gòu)類(lèi)型,三、醌類(lèi)化合物的理化性質(zhì),四、蒽醌類(lèi)化合物的提取與分離,,五、醌類(lèi)化合物的光譜特征,2008-6-4,50,主要有三個(gè)吸收峰：240nm 強(qiáng) 285nm 中強(qiáng) 400nm弱,主要有四個(gè)吸收峰：257nm 由醌樣結(jié)構(gòu)引起 245nm 251nm 335nm 由苯樣結(jié)構(gòu)引起,（一）UV: 1.苯醌和萘醌：,51,,苯甲?；Y(jié)構(gòu)（苯樣結(jié)構(gòu)）252nm 325nm,醌樣結(jié)構(gòu) 272nm 405nm,.蒽醌：,52,對(duì)于蒽醌類(lèi)母核上多具羥基取代，對(duì)于羥基蒽醌類(lèi)主要有五個(gè)吸收峰：.230nm左右 與OH有關(guān)對(duì)推斷母核上酚羥基的數(shù)目很有意義一般來(lái)

15、說(shuō)，酚OH越多，吸收峰紅移越多，吸收峰波長(zhǎng)越長(zhǎng) .240nm260nm 由苯?；Y(jié)構(gòu)引起,3.羥基蒽醌：,53,,,具有-酚OH 不具有-酚OH,262nm----295nm 由醌樣結(jié)構(gòu)引起與-酚OH有關(guān)主要標(biāo)志是吸收強(qiáng)度的增加 -酚OH可通過(guò)蒽醌母核向羰基供電，形成一系列共振結(jié)構(gòu)，電子躍遷很大，吸收強(qiáng)度與躍進(jìn)距的平方成正比,lg4.1 lg4.1,54,. 305nm----389nm 由苯?；Y(jié)構(gòu)引起與苯環(huán)上供電基取代有關(guān)位-CH3, -OCH3, -OH 取代，峰位紅移，強(qiáng)度降低位 -CH3, -OCH3, -OH 取代，強(qiáng)度增加,55,.400nm---由醌樣結(jié)構(gòu)中的羰基引起與a-酚

16、OH 有關(guān)因?yàn)閍-酚OH 與羰基形成分子內(nèi)氫鍵，分散了羰基上的電子，從而使羰基具有更大的吸電子能力，故引起峰位變化 a-酚OH 越多，最大位移值紅移越多,56,分子中由一個(gè)a-OH和羰基形成一個(gè)締合羰基，還存在一個(gè)正常羰基。因此有兩個(gè)羰基峰。 正常者：1675-1647cm-1 締合者：1637-1621cm-1 ： 24---38cm-1,（二）IR:具a-酚OH羥基蒽醌中羰基的吸收頻率： a-酚OH 可與羰基締合，從而使羰基的吸收波數(shù)降低，分以下幾種情況加以說(shuō)明：,57,1,8-二OH,有兩個(gè)a-OH和同一個(gè)羰基形成一個(gè)締合羰基， 使得此羰基更向低波數(shù)移動(dòng)，為1626-1616cm-1

17、， 另一正常峰在1678-1661cm-1 ：40--57 cm-1,,58,1,4-二OH,1,5- 二OH,兩個(gè)羰基都分別和一個(gè)-OH成締合狀態(tài)， 故只有一個(gè)單一的締合峰，1645-1608cm-1.,,59,1,4,5-三OH,兩個(gè)羰基都成締合狀態(tài)，但其中一個(gè)與兩個(gè)-OH締合，波數(shù)更低，1616-1592cm-1. 另一個(gè)與一個(gè)a-OH締合，羰基的伸縮振動(dòng)頻率在1645-1608 cm-1。,,60,1,4,5,8-四OH,兩個(gè)羰基分別與兩個(gè)a-OH締合，出現(xiàn)單一的 低波數(shù)峰，在1592-1572 cm-1，與C=C骨架 振動(dòng)頻率重疊，難以分辨。,,61,2.羥基蒽醌的羥

18、基頻率：（1） a-OH與相鄰的羰基締合，其吸收頻率移至3150 cm-1以下，多與不飽和C-H伸縮振動(dòng)頻率相重疊。（2）-OH伸縮振動(dòng)頻率在3600-3150 cm-. 僅一個(gè)-OH，3300-3390 cm-. 兩個(gè)以上-OH，3600-3150 cm-.,62,（三）1H-NMR,1.醌環(huán)上的質(zhì)子,對(duì)苯醌,1，4萘醌,當(dāng)醌環(huán)上有一供電取代基時(shí)，醌環(huán)上其它質(zhì)子移向高場(chǎng)，位移大小順序如下：-OCH3-OH-OCOCH3-CH3,63,2.芳環(huán)上的質(zhì)子,1，4萘醌,蒽醌,a-H因處于C=O的負(fù)屏蔽區(qū)，受影響較大，共振信號(hào)出現(xiàn)在低場(chǎng)，化學(xué)位移值較大；-H受C=O的影響較小，共振信號(hào)出現(xiàn)在較高場(chǎng)，化學(xué)位移值較小。,64,3.取代基質(zhì)子,甲氧基 ：3.84.2，s 芳香甲基 ： 一般2.12.5，s；a-CH3 2.72.8，s -CH2OH：CH2在4.44.7，s；OH在4.06.0 -CH2-O-CH2-CH3：與芳環(huán)相連的CH2 4.45.0，s；乙基中的CH2 3.63.8，q；CH3 1.31.4，t 酚羥基： 在10以上。,65,（四）13C-NMR,1，4萘醌類(lèi)化合物,9，10-蒽醌類(lèi)化合物,66,蒽醌的質(zhì)譜特征,（五）MS 共同特征：分子離子峰通常為基峰，且出現(xiàn)1-2分子CO的碎片離子峰,