第四章醌类化合物优秀 (2)优秀课件.ppt

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1、第四章醌类化合物第1页，此课件共56页哦（Quinones）第2页，此课件共56页哦本章内容本章内容 4 4-1-1醌类化合物的结构类型醌类化合物的结构类型醌类化合物的结构类型醌类化合物的结构类型 4 4-2-2醌类化合物的理化性质醌类化合物的理化性质醌类化合物的理化性质醌类化合物的理化性质 4 4-3-3醌类化合物的提取与分离醌类化合物的提取与分离醌类化合物的提取与分离醌类化合物的提取与分离 4 4-4-4醌类化合物的醌类化合物的醌类化合物的醌类化合物的结构测定结构测定结构测定结构测定 4 4-5-5醌类化合物的生理活性醌类化合物的生理活性醌类化合物的生理活性醌类化合物的生理活性第3页，此课

2、件共56页哦4 4-1 -1 醌类化合物的结构类型醌类化合物的结构类型定义定义 醌类化合物是指分子内具有不醌类化合物是指分子内具有不饱和二酮结构饱和二酮结构(醌式结构醌式结构)或容易转或容易转变成这样结构的天然有机化合物。变成这样结构的天然有机化合物。天然醌类主要有天然醌类主要有四种四种类型类型苯醌苯醌(benzoquinones)萘醌萘醌(naphthoquinones)菲醌菲醌(phenanthraquinones):蒽醌及蒽醌及其衍生物其衍生物的类型较多。的类型较多。蒽醌蒽醌(anthraquinones)第4页，此课件共56页哦一、苯 醌 类（benzoquinones）:黄色或橙黄色

3、结晶黄色或橙黄色结晶体体邻苯醌不安定，故天然界存在的大多为邻苯醌不安定，故天然界存在的大多为对苯醌对苯醌对苯醌对苯醌P-quinone邻苯醌邻苯醌O-quinone第5页，此课件共56页哦二、萘 醌 类（naphthoquinones）按理论，结构上有按理论，结构上有(1,4)，(1,2)，amphi(2,6)三种三种类类型萘型萘醌。醌。但目前从自然界得到的多为但目前从自然界得到的多为但目前从自然界得到的多为但目前从自然界得到的多为-萘醌萘醌萘醌萘醌类。类。-(1,4)萘醌萘醌-(1,2)萘醌萘醌amphi-(2,6)萘醌萘醌第6页，此课件共56页哦 三、菲 醌 类（phenanthraqui

4、nones）天然的菲醌类：包括天然的菲醌类：包括邻菲醌邻菲醌和和对菲醌对菲醌两种类型两种类型如：丹参醌类成分如：丹参醌类成分具有活血化瘀、消炎抗菌、抗肿具有活血化瘀、消炎抗菌、抗肿瘤、扩张血管等多种作用，近几十年来，中日学者深入研究，从中得到了瘤、扩张血管等多种作用，近几十年来，中日学者深入研究，从中得到了几十种菲醌衍生物。几十种菲醌衍生物。邻醌邻醌对醌对醌第7页，此课件共56页哦丹参酮丹参酮A A有增加冠流量的作用，由其有增加冠流量的作用，由其制得的制得的丹参酮丹参酮A A磺酸钠注射液磺酸钠注射液已投入生已投入生产，临床上可治疗冠心病、心梗等。产，临床上可治疗冠心病、心梗等。丹参酮丹参酮A丹

5、参新醌丙丹参新醌丙第8页，此课件共56页哦四、蒽醌类（anthraquinones）1、4、5、8位位 2、3、6、7位位 9、10 meso 位位 （也称中位）（也称中位）依据其还原程度的不同，将其分成以依据其还原程度的不同，将其分成以下下三类：三类：第9页，此课件共56页哦如：氧化蒽酚、蒽酚（如：氧化蒽酚、蒽酚（anthranol）、）、蒽酮（蒽酮（anthranone）及蒽酮二聚体等。）及蒽酮二聚体等。（一）蒽醌衍生物（一）蒽醌衍生物 根据根据-OH在蒽醌母核中位置不同，可在蒽醌母核中位置不同，可将将羟基蒽醌羟基蒽醌衍生物衍生物分为两类：分为两类：包括：蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物包

6、括：蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物1大黄素型大黄素型 -OH分布在两侧的苯环上，多呈分布在两侧的苯环上，多呈黄黄色色。第10页，此课件共56页哦例：大黄中的主要蒽醌成分多属于例：大黄中的主要蒽醌成分多属于大黄素型大黄素型（五种（五种苷元）苷元）大黄酚（大黄酚（chrysophanolchrysophanol）R R1 1=CH=CH3 3 R R2 2=H=H 大黄素（大黄素（emodinemodin）R R1 1=CH=CH3 3 R R2 2=OH=OH 大黄素甲醚（大黄素甲醚（physcionphyscion）R R1 1=CH=CH3 3 R R2 2=OCH=OCH3 3大黄酸（大

7、黄酸（rheinrhein）R R1 1=COOH=COOH R R2 2=H=H 芦荟大黄素芦荟大黄素芦荟大黄素芦荟大黄素(aloe-emodin)aloe-emodin)R R1 1=CH=CH2 2OHOH R R2 2=H=H 第11页，此课件共56页哦2茜草素型茜草素型 -OH分布在一侧的苯环上，分布在一侧的苯环上，颜色较深，多为颜色较深，多为橙黄橙黄或或橙红色橙红色。羟基茜草素羟基茜草素第12页，此课件共56页哦 （二）蒽酚（二）蒽酚(或蒽酮或蒽酮)衍生物衍生物蒽醌在酸性下易被蒽醌在酸性下易被还原还原成蒽酚及其成蒽酚及其互变异互变异构体构体蒽酮。蒽酮。蒽醌蒽醌 蒽酚蒽酚 蒽酮蒽酮蒽

8、酮、蒽酚性质不稳定，故只蒽酮、蒽酚性质不稳定，故只存在于存在于新新鲜植物中。鲜植物中。第13页，此课件共56页哦（三）二蒽酮类衍生物（三）二蒽酮类衍生物二蒽酮类是二蒽酮类是两分子蒽酮在两分子蒽酮在C10C10位或其他位或其他位脱氢而形成的化合物。位脱氢而形成的化合物。如如如如:番泻叶中致泻的有效成分番泻叶中致泻的有效成分番泻叶中致泻的有效成分番泻叶中致泻的有效成分番泻苷番泻苷番泻苷番泻苷A A、B B、C C、D D等等等等 番泻苷番泻苷A 大黄酸蒽酮大黄酸蒽酮OOCOOHCOOHOHOOOHglcglcHHOOHOHCOOH+2glucose第14页，此课件共56页哦4 4-2-2醌类化合物

9、的理化性质醌类化合物的理化性质 一、物一、物 理理 性性 质质（一）性状（一）性状颜色颜色无无Ar-OH近乎于无色近乎于无色助色团越多，助色团越多，颜色越颜色越深深如：如：如：如：黄黄黄黄、红红红红、橙橙橙橙、紫红紫红紫红紫红等等等等多为多为多为多为有色有色有色有色晶体晶体晶体晶体第15页，此课件共56页哦 （二）升华性（二）升华性游离醌类多有升华性游离醌类多有升华性，可得到最纯的结晶。可得到最纯的结晶。应用：应用：用于用于提取、精制提取、精制 小分子的苯醌、萘醌，小分子的苯醌、萘醌，能随水蒸气蒸馏。能随水蒸气蒸馏。（三）挥发性（三）挥发性（四）溶解度（四）溶解度游离醌：游离醌：溶于乙醇、乙醚

10、、苯、氯仿等有机溶剂，溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，难溶于水。难溶于水。醌苷类：醌苷类：易溶于甲醇、乙醇，溶于热水，不溶易溶于甲醇、乙醇，溶于热水，不溶于乙醚、苯、氯仿。于乙醚、苯、氯仿。第16页，此课件共56页哦 二、化二、化 学学 性性 质质 （一）酸性（一）酸性 有机化合物中有显酸性基团：有机化合物中有显酸性基团：1 Ar-OH的存在的存在显显酸性酸性用于用于碱提酸沉碱提酸沉 分子中分子中Ar-OH的数目、位置不同则酸性强弱的数目、位置不同则酸性强弱有差异有差异。COOH，Ph-OH，溶于溶于5%NaHCO3溶于溶于5%Na2CO3溶于溶于5%NaOH第17页，此课件共56页哦1.

11、有-COOH的酸性 无-COOH（Ph-OH)2.-OHPh-OH -OH-羟基蒽醌羟基蒽醌 -羟基蒽羟基蒽 -羟基蒽醌羟基蒽醌 Pka 7.6 9.9 11.5 第18页，此课件共56页哦3酚酚-OH数目增多，酸性数目增多，酸性 3 3，6-6-二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌 3-3-羟基蒽醌羟基蒽醌羟基蒽醌羟基蒽醌 1 1，2-2-二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌二羟基蒽醌第19页，此课件共56页哦醛及邻二硝基苯醛及邻二硝基苯紫色化合物紫色化合物(二二)、颜色反应：颜色反应：1、Feiglreaction:醌类衍生物在醌类衍生物在碱性条件碱性条件下加热能迅速与下加热能迅速与醛类及邻

12、二醛类及邻二硝基苯硝基苯反应生成反应生成紫色紫色化合物。在这个反应中醌类化合物。在这个反应中醌类在反应前后并无变化，只起传递电子的作用。在反应前后并无变化，只起传递电子的作用。醌类醌类OH-醛及邻二硝基苯醛及邻二硝基苯紫色化合物紫色化合物第20页，此课件共56页哦 2.无色亚甲蓝显色试验无色亚甲蓝显色试验 苯醌苯醌 PPC 喷雾喷雾 蓝色蓝色斑点斑点 萘醌萘醌 TLC 无色亚甲蓝无色亚甲蓝苯醌、萘醌苯醌、萘醌区别于蒽醌区别于蒽醌TLC、PPC第21页，此课件共56页哦3.碱液呈色反应（碱液呈色反应（Borntragers反应）反应）羟基蒽醌遇碱液显羟基蒽醌遇碱液显红红或或紫红色紫红色反应机理如

13、下：反应机理如下：-羟基蒽醌羟基蒽醌 红色红色 第22页，此课件共56页哦专属性：专属性：羟基蒽醌及具有游离酚羟基蒽醌及具有游离酚-OH的的蒽醌苷均可呈色蒽醌苷均可呈色（+）蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物 氧化氧化 蒽醌蒽醌（+）因呈色反应与形成共轭体系的因呈色反应与形成共轭体系的酚酚-OH和和C=O有关。有关。此反应也适用于此反应也适用于P.C显色。显色。第23页，此课件共56页哦4.与活性次甲基试剂的反应与活性次甲基试剂的反应 专属性：专属性：苯醌及无苯醌及无2,3位取代的萘醌位取代的萘醌（+）蒽醌蒽醌（-）第24页，此课件共56页哦5.与金属离子的反应与金属离子的反

14、应具有具有-OH或邻二或邻二Ph-OH的蒽醌的蒽醌醋酸镁反应醋酸镁反应 特点：特点：有颜色（生成有颜色（生成橙红橙红、紫红紫红、或或蓝紫色蓝紫色络合物），灵敏。络合物），灵敏。应用：应用：鉴别，及鉴别，及TLC，P.C 显色剂显色剂第25页，此课件共56页哦与与PbPb2+2+络合络合 一定一定pH条件下能条件下能 ，用于精制。，用于精制。与醋酸镁形成的络合物与醋酸镁形成的络合物第26页，此课件共56页哦4 4-3-3醌类化合物的提取与分离醌类化合物的提取与分离一、游离醌类的提取方法一、游离醌类的提取方法 1有机溶剂提取法有机溶剂提取法 A.将药粉用有机溶剂提取，取液浓缩，可能析出将药粉用有机

15、溶剂提取，取液浓缩，可能析出结晶，再重结晶。结晶，再重结晶。B.游离形式蒽醌成分游离形式蒽醌成分可用不同极性溶剂依次提取，可用不同极性溶剂依次提取，溶剂极性由小到大，在提取过程中可得到初步分溶剂极性由小到大，在提取过程中可得到初步分离。如极性较小的蒽醌如大黄酚、大黄素甲醚可离。如极性较小的蒽醌如大黄酚、大黄素甲醚可被石油醚提出，而极性较大的多羟基蒽醌则需乙被石油醚提出，而极性较大的多羟基蒽醌则需乙醇提出。醇提出。第27页，此课件共56页哦2碱提酸沉法碱提酸沉法3水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 用于具挥发性的用于具挥发性的小分子小分子苯醌苯醌及及萘萘醌醌类类化合物。化合物。用于提取含酸性基团用于提取含

16、酸性基团（Ar-OH、-COOH)的化合物。的化合物。第28页，此课件共56页哦二、游离羟基蒽醌的分离二、游离羟基蒽醌的分离1pH梯度萃取法梯度萃取法有酸性差异有酸性差异（见（见p153）2层析法层析法利用利用(苷元苷元)的极性差异的极性差异吸附剂吸附剂 硅胶、磷酸氢钙、硅胶、磷酸氢钙、聚酰胺粉、葡聚糖凝胶聚酰胺粉、葡聚糖凝胶 *不用氧化铝，尤其不用碱性氧化铝不用氧化铝，尤其不用碱性氧化铝5%NaHCO3液液含含-COOH及两个以上及两个以上-酚酚OH5%Na2CO3液液含一个含一个-酚酚OH蒽醌类蒽醌类1%NaOH液液含两个含两个a-酚酚OH蒽醌类蒽醌类5%NaOH液液含一个含一个a-酚酚O

17、H蒽醌类蒽醌类第29页，此课件共56页哦pH梯度萃取法梯度萃取法EtOH提取液提取液浸膏浸膏Et2O溶解溶解Et2O溶解溶解不溶物不溶物OH-/H2O萃取萃取碱性由弱到碱性由弱到强继续萃取强继续萃取OH-/H2OH+/H2OH+/H2O沉淀沉淀第30页，此课件共56页哦例一例一大黄中蒽醌甙的提取分离大黄中蒽醌甙的提取分离（利用（利用（利用（利用PHPH梯度萃取法，酚酚羟基的酸性）梯度萃取法，酚酚羟基的酸性）梯度萃取法，酚酚羟基的酸性）梯度萃取法，酚酚羟基的酸性）第31页，此课件共56页哦第32页，此课件共56页哦三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离在有机溶剂中（

18、在有机溶剂中（CHCl3）的）的溶解度溶解度不同不同 蒽苷蒽苷不溶于不溶于CHCl3游离蒽醌游离蒽醌溶于溶于CHCl3第33页，此课件共56页哦 四、蒽醌苷类的分离四、蒽醌苷类的分离由于蒽醌苷类水溶性较强，分离精制较困由于蒽醌苷类水溶性较强，分离精制较困难，故现多用柱色谱进行分离。难，故现多用柱色谱进行分离。柱层析载体常用有柱层析载体常用有：硅胶、聚酰胺、葡萄糖凝胶、纤维素硅胶、聚酰胺、葡萄糖凝胶、纤维素等等分离前，多进行预处理分离前，多进行预处理除部分杂质除部分杂质 溶剂法溶剂法 用极性较大的溶剂将苷从提取液中提取用极性较大的溶剂将苷从提取液中提取（萃取）出来。（萃取）出来。第34页，此课件

19、共56页哦铅盐法铅盐法蒽醌苷蒽醌苷/H2O醋酸铅醋酸铅滤液滤液沉淀（蒽醌苷沉淀（蒽醌苷+醋酸铅）醋酸铅）加水加水通入通入H2S气体使沉淀分解气体使沉淀分解硫化铅硫化铅蒽醌苷蒽醌苷/H2O放置放置苷类析出苷类析出第35页，此课件共56页哦色谱法色谱法聚酰胺聚酰胺：反相硅胶柱层析反相硅胶柱层析：葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶：氢键吸附氢键吸附:（分离具酚（分离具酚-OH）Ar-OH少，先洗下来少，先洗下来MW大小大小MW大大,先洗下来先洗下来Rp-8等等第36页，此课件共56页哦4 4-4 -4 醌类化合物的结构测定醌类化合物的结构测定结构测定步骤：结构测定步骤：1化学鉴别反应：化学鉴别反应：确定确定p.的

20、类型的类型 2纯度检查纯度检查：TLC（氨熏、碘熏）（氨熏、碘熏）3MW测定：测定：MS，（元素分析），（元素分析）苷苷 水解水解 苷元（水解产物）鉴定苷元（水解产物）鉴定第37页，此课件共56页哦 4光谱分析：光谱分析：UV、IR、MS、1H-NMR、13C-NMR 5衍生物制备：衍生物制备：甲基化甲基化 乙酰化乙酰化 了解母核上的取代基了解母核上的取代基第38页，此课件共56页哦一、蒽醌类的紫外光谱一、蒽醌类的紫外光谱蒽醌母核可分为蒽醌母核可分为 a、b两部分两部分 蒽醌有四个吸收峰蒽醌有四个吸收峰252nm325nm苯样结构苯样结构(a)272nm405nm 醌样结构醌样结构(b)第39

21、页，此课件共56页哦羟基蒽醌类可有羟基蒽醌类可有五个五个主要吸收峰主要吸收峰 第第峰峰 230nm左右左右-OH取代将影响相应的吸收带向红位移 第第峰峰 400nm（对醌结构中的（对醌结构中的C=O引起）引起）第第峰峰 305389nm（苯样结构引起）（苯样结构引起）第第峰峰 262295nm（醌样结构引起）（醌样结构引起）第第峰峰 240260nm（苯样结构引起）（苯样结构引起）第40页，此课件共56页哦各吸收谱带与结构的关系各吸收谱带与结构的关系 1峰峰230nm左右左右与与-OH数目有关数目有关-OH数目数目max(nm)1 222.52 2253 2302.54 236第41页，此课件

22、共56页哦2峰峰(262295nm)受受酚羟基酚羟基的影响的影响 具有具有OHOH的峰的峰发生发生红移红移，吸收强，吸收强度也增强。度也增强。峰峰的吸收强度的吸收强度log值值4.1 有有酚羟基酚羟基log值值400nm400nm）受受酚羟基的影响酚羟基的影响 酚羟基越多，峰酚羟基越多，峰红移红移值越大值越大 第43页，此课件共56页哦二、醌类化合物的红外光谱二、醌类化合物的红外光谱C=O 16751653cm1OH 36003130cm1 芳环芳环 16001480cm11羟基蒽醌类化合物的红外区域有：羟基蒽醌类化合物的红外区域有：第44页，此课件共56页哦2蒽醌类蒽醌类C=O吸收峰位与吸收

23、峰位与酚羟基的数酚羟基的数目关系目关系 OHOH数数数数 蒽醌类型蒽醌类型蒽醌类型蒽醌类型 游离游离游离游离C=OC=O频率频率频率频率缔合缔合缔合缔合C=OC=O频率频率频率频率C=OC=O频率差频率差频率差频率差(cm(cm1 1)(cm(cm1 1)(cm(cm1 1)0无无-OH 16781653 11OH 1675164716371621242821,1,4 4或或或或1,5-1,5-二二二二OHOH 16451608 21,8-二二OH 1678166116261616405731,4,5-三三OH 1616159241,4,5,8-四四OH 159215723-OH的的IR光谱光

24、谱-OH 3150 cm-1-OH 36003150 cm-1第45页，此课件共56页哦三、醌类化合物的核磁共振光谱（三、醌类化合物的核磁共振光谱（NMR）1H-NMR(1)醌环上的质子醌环上的质子第46页，此课件共56页哦1H-NMR(2)芳环质子芳环质子当有取代基时，峰的数目及峰位都将改变。当有取代基时，峰的数目及峰位都将改变。第47页，此课件共56页哦三、醌类化合物的核磁共振光谱（三、醌类化合物的核磁共振光谱（NMR）13C-NMR（1）1,4-萘醌类萘醌类第48页，此课件共56页哦13C-NMR（2 2）9,10-9,10-蒽醌类蒽醌类蒽醌类蒽醌类第49页，此课件共56页哦四、醌类化合

25、物的质谱四、醌类化合物的质谱 蒽醌类质谱（蒽醌类质谱（MS）特征是：）特征是：得到得到m/z 180、152的强峰，的强峰，m/z 90、76的的双电荷峰。双电荷峰。2游离蒽醌相继脱去二分子游离蒽醌相继脱去二分子CO，1分子离子峰多为基峰分子离子峰多为基峰m/z 208 m/z 180m/z 152第50页，此课件共56页哦五、醌类衍生物的制备五、醌类衍生物的制备1甲基化反应甲基化反应条件条件:（1）反应物甲基化易难：）反应物甲基化易难：-COOH-OHAr-OH-OHR-OH(酸性越强，质子易解离，甲基化易酸性越强，质子易解离，甲基化易)（2）试剂的活性：）试剂的活性：CH3I(CH3)2S

26、O4CH2N2目的目的:保护保护-OH、测定、测定-OH数目及成苷的位置数目及成苷的位置第51页，此课件共56页哦 利用醋酐利用醋酐-硼酸作为酰化剂，硼酸作为酰化剂，可以可以保护保护-酚羟基酚羟基不被乙酰化，得不被乙酰化，得到到-羟基乙酰化产物。羟基乙酰化产物。反应意义：反应意义：（5 5）-OH性质对乙酰化反应的影响因素性质对乙酰化反应的影响因素 （4 4）反应环境）反应环境（3）溶剂：）溶剂：溶剂的极性强，甲基化能力增强溶剂的极性强，甲基化能力增强第52页，此课件共56页哦 2乙酰化反应乙酰化反应（2）乙酰化试剂的乙酰化能力强弱：）乙酰化试剂的乙酰化能力强弱：CH3COCl(CH3CO)2

27、OCH3COORCH3COOH（1）反应物的活性：（易与羰基形成氢键）反应物的活性：（易与羰基形成氢键）强强R-OH-OH-OH弱弱（亲核性越强，越容易被酰化）（亲核性越强，越容易被酰化）第53页，此课件共56页哦Arnebinone的的1HNMR第54页，此课件共56页哦Arnebinone的的13CNMR第55页，此课件共56页哦实例实例4（P163）8.087.187.467.372.04+8+34.45,1H,d,J=7.0Hz5.26,1H,d,J=7.0Hz1,3,6-三羟基三羟基-2-甲基蒽醌甲基蒽醌-3-O-D吡喃木糖吡喃木糖(12)-D-(6O-乙酰基乙酰基)吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷第56页，此课件共56页哦