殷勇冠1996.9-2003.6 湖北中医学院本科，硕士研究生2003.6- 至今南方医科大学助教第5章醌类化合物（quinonoid）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征六、实例重点：1. 苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌的结构以及代表性化合物2. 醌类化合物的理化性质和显色反应3. 蒽醌提取分离方法4. 蒽醌类化合物结构测定难点：1. 羟基蒽醌类化合物的酸性2. 酸性强弱与结构的关系3.pH 梯度萃取法分离游离蒽醌化合物4. 红外在蒽醌结构鉴定中的作用概述　　醌类化合物是指分子内具有不饱和环二酮（醌式）结构或易转变为这样结构的化合物。由于醌类具有不饱和酮结构，当其分子中连接助色团后（-OH 、-OMe 等）多有颜色，故常作为动植物、微生物的色素而存在于自然界中（一）苯醌类（二）萘醌类（三）菲醌类（四）蒽醌类1. 蒽醌衍生物2. 蒽酚衍生物3. 二蒽酮类衍生物概述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、丹参等药材的有效成分。概述醌类化合物具有多方面的生理活性，如致泻、抗菌、利尿和止血等，还有一些醌类化合物具有抗癌、抗病毒、解痉平喘等作用，是一类很有前途的天然药物。从结构上讲，醌类化合物可分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌等。其中蒽醌及其衍生物种类较多，生理活性也较广泛。5.1 结构与分类1.苯醌类( benzoquinones) 2.萘醌类( naphthoquinones) 3. 菲醌类( phenanthraquinones) 4.蒽醌类( anthraquinones) 1.苯醌类(benzoquinones) 插烯酸1.苯醌类(benzoquinones) 此外，还有于对位处具有两个苯基或取代苯基的三联苯醌(terphenylquinones) 类化台物如多孔菌酸(polyporic acid) 等。这些多为担子菌类的色素，在碱性下经H202 进一步氧化，即可转变为地衣中常见的二苯基丁二烯类(diphenylbutadiene) 色素，如枕酸(vulpinic acld) 等。1.苯醌类(benzoquinones) 1.苯醌类(benzoquinones) 邻苯醌和对苯醌均可由相应的二元酚氧化制得。1.苯醌类(benzoquinones) 对苯醌类在碱性下可被次亚硫酸钠等还原为氢醌(hydroquinones) ，但后者极不安定，在光、热或适当氧化剂作用下很容易被重新氧化成对苯醌类，因而重新显色。醌类通过这种可逆的氧化还原过程，在生物体内起着重要的电子传递媒介作用1. 苯醌类1.苯醌类(benzoquinones) 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) . 1.苯醌类(benzoquinones) 泛醌类(ubiquinones) 是一类广泛存在于自然界包括微生物、高等植物和动物体中，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 ）很多醌类化合物，正是通过这种可逆的氧化还原过程，在生物体内起着重要的电子传递媒介作用，参与生物体内许多重要的氧化还原过程。自然界存在的是辅酶Q6-Q10 其同系物已全部合成制得，治疗某些血液疾病和肌肉疾病。1.苯醌类(benzoquinones) Arnebinone 和arnebifuranone 两个化合物是从中药软紫草（Arnebia euchroma) 的根中分得的对前列腺素PEG2 生物合成具有抑制作用的微量活性物质，属于对苯醌类化合物。2.萘醌类（naphthoquinones ）2.萘醌类（naphthoquinones ）萘醌（naphthoquinones) 有三种可能结构，但天然的萘醌仅有1 ，4- 萘醌。1 ，4- - 萘醌类是黄色结晶，可升华，微溶于水，能溶于乙醇和乙醚. 中药中的萘醌多带有羟基，多呈橙色至黄色。一些化合物具有较强的生理活性。2.萘醌类（naphthoquinones ）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，共存的其几种还原衍生物，都有抗菌的生物活性。2.萘醌类（naphthoquinones ）也有不含羟基的萘醌衍生物，维生素K 类即是一例。例如维生素K2 和K1 2.萘醌类（naphthoquinones ）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。2.萘醌类（naphthoquinones ）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。维生素K3 为黄色晶体，具有更强的凝血能力。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氢钠加成物。3.菲醌类（phenanthraquinones) 3.菲醌类（phenanthraquinones) 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。由凡丹参酮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。4.蒽醌类（anthraquinone) 4.蒽醌类（anthraquinone) 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，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。4.蒽醌类（anthraquinone) 分布广泛：高等植物中, 茜草科植物中的蒽醌类化合物最多, 蓼科（大黄）、豆科（番泻叶）等也较多. 霉菌中以曲霉属及青霉属中蒽醌类化合物较多。4.蒽醌类（anthraquinone) 生理活性显著：1. 泻下作用: 天然蒽醌类化合物多具有致泻作用, 其强度与结构有如下关系: ①蒽醌苷的致泻作用强于苷元②含羧基蒽醌苷的致泻作用强于相应的不含羧基蒽醌苷. 　　　　　　4.蒽醌类（anthraquinone) 2. 抗菌作用: 化合物蒽醌类( 如大黄酸等) 有抑菌作用, 苷元的作用强于苷类. 中药大黄对多种动物实验性炎症有明显抑制作用. 实验结果表明大黄素在体内容易吸收, 起效快, 对早期炎症渗出、毛细血管通透性增高等有较好的对抗作用. 4.蒽醌类（anthraquinone) 3. 抗癌活性: 蒽环酮类抗菌素(anthracyclinones) 可以通过作用于DNA 而达到抗肿瘤目的. 多柔比星(doxorubicin) 是广谱抗肿瘤药, 临床上主要用于治疗乳腺癌、甲状腺癌、肺癌、卵巢癌. 4.蒽醌类（anthraquinone) 多柔比星4.蒽醌类（anthraquinone) 顶生醌(tectoquinone) 来源于马鞭草科的柚木、茜草科的羊角藤等植物。顶生醌是少数无羟基取代的蒽醌之一，它具有驱赶白蚁和其他昆虫的作用，柚木、榆木由于存在顶生醌，所以可以长期保存。其他植物的保存可借鉴。可查有关报道。药物化学。结构分类：单蒽核类双蒽核类（1）单蒽核类蒽醌及其苷类大黄素型：羟基在苯环两侧（棕－黄色）茜草素型：羟基在苯环一侧（橙黄－橙红）（1）单蒽核类天然有1 ，2- 蒽醌、1 ，4- 蒽醌、9 ，10- 蒽醌，但由于C9 、C10 位氧化产物较为稳定，故9 ，10- 蒽醌最为常见。 多数蒽醌母核上有不同数目的羟基取代，其中以二元羟基为多。（1）单蒽核类植物中存在的蒽醌类成分，在β位常有一个甲基、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。（1）单蒽核类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。氧化蒽酚及蒽二酚不稳定，氧化蒽酚易还原为蒽酮（或蒽酚），蒽二酚易氧化为蒽醌，故较少存在于植物体中。（1）单蒽核类3. 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。（1）单蒽核类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。（1）单蒽核类对药用大黄根中各种蒽衍生物追踪一年的研究证明，蒽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。（1）单蒽核类另外，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。再如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。（1）单蒽核类柯桠素(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。（第一节完）（2）双蒽核类二蒽酮类中位二蒽酮：10-10’α位二蒽酮：1-1’或4-4’二蒽醌类去氢二蒽酮类日照蒽酮类中位萘骈二蒽酮类（2）双蒽核类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α位(C1-C1’或C4-C4’) 连接. 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蒽醌。（2）双蒽核类NOTE ：C10-C10, 键容易水解而断裂，生成较稳定的蒽酮游离基，继而氧化成蒽醌类化合物。一般随着植物原料储存时间延长，二蒽酮类含量下降，单蒽酮类含量上升。（2）双蒽核类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. 其苷元是由二分子大黄酸蒽酮通过C10-C10’相互结合而成，苷元A 为反式排列, 苷元B 为顺式排列. （2）双蒽核类番泻苷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-C10’键结合而成，其中苷C 为反式，苷D 为顺式。（2）双蒽核类现在已知道，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。（2）双蒽核类实验证明，番泻苷A 泻下作用的ED50 比大黄粉或浸膏泻下作用的ED50 要大