天然药物化学第四章.ppt

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Structure),胡桃醌,红根草邻醌,紫草素,维生素,K,1,苜宿,中的,维生素,K1,是黄色粘稠状油，熔点,-20,，,加热至,100-200,以上即被分解。,K-Vitamin,是一类自然界存在的萘醌衍生物，基本结构与,Vitamin K1,相似，只是,3,位,上的侧链有长有短，由,不同数目,的,异戊二烯,组成。,它的生物活性是兴奋或促进能合成凝血酶原,(phothrombin),的信使,RNA,形成，可,促进血液凝固,。该类属于,生物醌类,的一种。,3,H,第一节 结构类型（,Types of Structure),8,（三）菲醌类（,Phenanthraquinones,）,包括邻菲醌和对菲醌。,第一节 结构类型（,Types of Structure),丹参,酮,II,A,活性,丹参新醌甲（,A,）,9,（四）蒽醌类（,Anthraquinones,）,包括蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物，依据其,还原程度的不同，将其分成蒽醌、蒽酚及二蒽酮类。,1,，,4,，,5,，,8,位为,-,位,2,，,3,，,6,，,7,位为,-,位,9,，,10,位为,meso-,位,存在形式：游离或苷（,O-,苷，,C-,苷）,第一节 结构类型（,Types of Structure),10,1.,蒽醌衍生物,根据,-OH,在母核上分布的位置不同分两类：,大黄素型（,-OH,在羰基的两侧）,茜草素型（,-OH,在一侧苯环上）,大黄素型,茜草素型,第一节 结构类型（,Types of Structure),（四）蒽醌类（,Anthraquinones,）,11,R,1,R,2,Name of Compounds,H,COOH,大黄酸 （,Rhein,）,CH,3,OH,大黄素 （,Emodin,）,H,CH,2,OH,芦荟大黄素 （,Aloeemodin,）,CH,3,OCH,3,大黄素甲醚 （,Physcion,）,H,CH,3,大黄酚 （,Chrysophanol,）,第一节 结构类型（,Types of Structure),（四）蒽醌类（,Anthraquinones,）,12,2.,蒽酚（或蒽酮）衍生物,第一节 结构类型（,Types of Structure),（四）蒽醌类,蒽酮、蒽酚性质不稳定，故只,存在于新鲜植物中,13,蒽酚（或蒽酮）衍生物,柯桠素（,chrysarobin,）,第一节 结构类型（,Types of Structure),14,第一节 结构类型（,Types of Structure),3.,二蒽酮类衍生物,（四）蒽醌类,15,第一节 结构类型（,Types of Structure),番泻苷,A,金丝桃素,16,碳苷类,:,芦荟致泻成份芦荟苷,芦荟苷,第一节 结构类型（,Types of Structure),17,本 章 内 容,第一节 结构类型,第二节 理化性质,第三节 提取分离,第四节 结构鉴定,第五节 生物活性,18,一、性状、色泽,多为,黄,、,橙,、,红,色结晶等。苯醌和萘醌多以游,离态存在，蒽醌一般结合成苷。,二、升华性,游离醌类一般具有升华性。,小分子苯醌和萘醌类,具有挥发性，能随水蒸气蒸馏。,三、溶解性,苷元一般溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等，不溶于,水。苷类溶于甲醇、乙醇及热水,.,第二节 理化性质（,Physical and chemical Characters),蒽醌类多含有酚羟基，有弱酸性，易溶于碱性溶液中，难溶于酸水，可用于分离、精制。,19,四、酸性,酸性来源：,羧基和酚羟基,第二节 理化性质（,Physical and chemical Characters),20,四、酸性,酸性顺序：,COOH,醌环上,2-,OH,2,个,-OH 1,个,-OH,2,个,-OH,1,个,-OH,5%NaHCO,3,5%Na,2,CO,3,1%NaOH,5%NaOH,酸性与官能团种类和取代基个数,位置有关,-OH,多，酸性强；形成分子内氢键酸性降低,第二节 理化性质（,Physical and chemical Characters),pH,梯度萃取法,21,练习：比较下列化合物的酸性,第二节 理化性质（,Physical and chemical Characters),？,答案：由强到弱：,E,G,D,B C A F,22,五、显色反应,1.Feigl,反应,:,醌类衍生物,在碱性条件下经加热与,醛类,及,邻二硝基苯,反应,生成,紫色,化合物,.,原理,:,第二节 理化性质（,Physical and chemical Characters),紫色,23,五、显色反应,2.,无色亚甲蓝反应,:,适用于,苯醌和萘醌,用于,PC,TLC,的喷雾剂,显蓝色斑点,.,第二节 理化性质（,Physical and chemical Characters),24,3.,与活性次甲基试剂的反应,(Kesting-Craven,法,),苯醌及萘醌类,:,醌环上有,未被取代,的位置,可在氨碱性条件下与活性次甲基试剂,(,乙酰醋酸酯、丙二酸酯等,),反应生成,蓝绿或蓝紫色,.,第二节 理化性质（,Physical and chemical Characters),五、显色反应,25,五、显色反应,4.Borntrgers,反应,羟基蒽醌类和有游离羟基的蒽醌苷类,遇碱显红,-,紫红色的反应,.(NaOH,Na,2,CO,3,等,),羟基蒽醌,遇碱颜色加深,呈橙、红、紫红及兰色。,蒽酚、蒽酮、二蒽酮需氧化成羟基蒽醌后才显色。,第二节 理化性质（,Physical and chemical Characters),26,第二节 理化性质（,Physical and chemical Characters),形成新的共轭体系,27,2.,颜色反应,（,3,）碱性条件下的显色反应,黄色,无色,28,五、显色反应,5.,与金属离子的络合反应,具有,-OH,或邻二酚,OH,的蒽醌：,与,Pb,2+,、,Mg,2+,等金属离子形成络合物而呈色。,第二节 理化性质（,Physical and chemical Characters),29,与醋酸镁形成的络合物具有一定的颜色,鉴定,第二节 理化性质（,Physical and chemical Characters),30,用化学方法鉴别,A,B,C,31,本 章 内 容,第一节 结构类型,第二节 理化性质,第三节 提取分离,第四节 结构鉴定,第五节 生物活性,32,一、提取法,1.,溶剂提取法,游离醌类,苷元,极性小,难溶于水,易溶于氯,仿、苯、乙醚等；,苷,极性大,乙醇提取,第三节 提取分离,有机溶剂,提取液,浓缩,结晶,氯仿等溶剂,浓缩液,33,一、提取法,2.,碱提酸沉法,提取羟基醌类或,COOH,化合物，溶于碱水中，加酸后析出。,3.,水蒸气蒸馏法,适用于分子量小的苯醌及萘醌化合物。,第三节 提取分离,羟基及含羧基蒽醌常以镁、钾、钠、钙,盐,的形式存在。需预先加酸,酸化,使之游离，再用有机溶剂提取，否则提取不出来,34,第三节 提取分离,一般而言：,一、分离法,1.pH,梯度萃取法,-,分离蒽醌,根据酸性大小，采用,pH,不同的,碱性水溶液,进行萃取（,碱性由小到大,），再酸化得到沉淀。,-COOH5%NaHCO,3,-OH5%Na,2,CO,3,二个,-OH1%NaOH,一个,-OH5%NaOH,35,第三节 提取分离,例如：,萱草提取物中主要含有下面,4,种化合物，采用,pH,梯度萃取法对其进行分离的流程如下：,A B,C D,36,萱草根,乙醇浸膏,乙醚,乙醚溶液,不溶物,5%NaHCO,3,NaHCO,3,液,H,+,，,重结晶,乙醚液,5%Na,2,CO,3,Na,2,CO,3,液,乙醚液,1%NaOH,NaOH,液,乙醚液,（,）,（,）,（,）,（,）,重结晶,D,C,B,A,37,第三节 提取分离,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。分离前，多进行预处理,除部分杂质。,预处理方法：,1.,铅盐法,2.,溶剂法,硅胶、聚酰胺、葡萄糖凝胶、纤维素等,蒽醌苷类的分离,柱层析载体常用有：,38,预处理方法：,1.,铅盐法,2.,溶剂法,用极性较大的溶剂（正丁醇）将苷从提取液中萃取出来,蒽醌苷类的分离,第三节 提取分离,39,2.,色谱法,硅胶,聚酰胺,葡聚糖凝胶,(Sephadex LH-20),例如,:,用,Sephadex LH-20,分离大黄蒽醌,以,70%,甲醇提取液加样,并用,70%,甲醇洗脱,分段收集,依次得到二蒽酮苷,蒽醌二葡萄糖苷,蒽醌单糖苷,游离苷元,.,第三节 提取分离,一般不用氧化铝，尤其碱性氧化铝,40,本 章 内 容,第一节 结构类型,第二节 理化性质,第三节 提取分离,第四节 结构鉴定,第五节 生物活性,41,1.,紫外光谱（,UV,）,（,1,）苯醌类的紫外吸收特征,第四节 结构鉴定,一、谱学方法,42,（,2,）萘醌类的紫外吸收特征,第四节 结构鉴定,43,（,3,）蒽醌类的紫外吸收特征,第四节 结构鉴定,44,（,3,）蒽醌类的紫外吸收特征,羟基蒽醌,类有五个主要吸收带,峰,230 nm,左右（非母核强吸收峰）,峰,240 260 nm,（苯样结构引起）,峰,262 295 nm,（醌样结构引起）,峰,305 389 nm,（苯样结构引起）,峰,400 nm,（醌样中,C=O,引起）,-,OH,取代将影响相应的吸收带向红位移,第四节 结构鉴定,1,8-,二羟基蒽醌,45,2.,醌类化合物的红外光谱（,IR,）,羟基蒽醌类化合物的红外区域有：,V,C=O,1675 1653 cm,-1,（羰基的伸缩振动）,V,-OH,3600 3130 cm,-1,（羟基的伸缩振动）,V,芳环,1600 1480 cm,-1,（苯核的骨架振动）,母核上无取代：两个,C=O,只给出一个吸收峰,1675,芳环上引入一个,-OH,时，给出两个,C=O,吸收峰：,1675 1647（游离,C=O,）,1637 1608,（缔合,C=O,）,第四节 结构鉴定,46,2.,醌类化合物的红外光谱（,IR,）,第四节 结构鉴定,1,个峰,1678-1653,2,个峰,1675-1647,，,1637-1621,2,个峰位差值在,24-38,之间,1,个峰,1645-1608,2,个峰,1678-1661,，,1626-1616,2,个峰位差值在,40-57,之间,1,个峰,1616-1592,1,个峰,1592-1572,47,3.,醌类化合物的核磁共振光谱（,NMR,）,1,H-NMR,(1),醌环上的质子,第四节 结构鉴定,48,第四节 结构鉴定,3.,醌类化合物的核磁共振光谱（,NMR,）,1,H-NMR,(1),醌环上的质子,49,(2),芳环质子,当有取代基时，峰的数目及峰位都将改变。,第四节 结构鉴定,50,MeO-,d,3.8-4.2(3H,s),b,-Me,d,2.1-2.5,；,a,-Me,d,2.7-2.8,-CH,2,OH,d,4.4-4.7(2H,s,C,H,2,),d,4.0-6.0(1H,br.s,O,H,),a,-OH,d,12.25(1H,br.s,OH),；,1,8-,二,OH,d,11.6-12.1(1H,br.s,OH),b,-OH,d,11.1-11.4(1H,br.s,-OH,邻位无取代,);,b,-OH,-OH,Ar-OH,-OH,R-OH,(,酸性越强，质子易解离，甲基化易,),(2),试剂的活性,CH,3,I,(CH,3,),2,SO,4,CH,2,N,2,(3),溶剂,溶剂的极性强，甲基化能力增强,5.,衍生物的制备,第四节 结构鉴定,55,2.,乙酰化反应,(1),反应物的活性：（氢键的影响）,强,R-OH,-OH,-OH,弱,（亲核性越强，越容易被酰化）,(2),酰化试剂的活性,乙酰氯,醋酐,酯,冰醋酸,CH,3,COCl (CH,3,CO),2,O CH,3,COOR CH,3,COOH,(3),催化剂的催化能力,吡啶,浓硫酸,5.,衍生物的制备,第四节 结构鉴定,56,练习：,从茜草中分离得到一橙色针状结晶，,NaOH,反应呈红色，醋酸镁反应呈橙色。光谱数据如下：,UV,max(MeOH)nm:213,277,341,424.IR max(KBr)cm,-1,:3400,1664,1626,1590,1300.,1,H-NMR(DMSO-d,6,):13.32(1H,s),8.06(1H,d,J=8Hz),7.44(1H,d,J=3Hz),7.21(1H,dd,J=8,3Hz),7.13(1H,s),2.10(3H,s).MS,m/z,(rel.int.):270(M,+,100),242(M-CO).,全乙酰化物的,1,H-NMR,示有三个乙酰基。请推导该化合物可能的结构并对氢信号加以归属。,第四节 结构鉴定,57,第四节 结构鉴定,答案：,58,本 章 内 容,第一节 结构类型,第二节 理化性质,第三节 提取分离,第四节 结构鉴定,第五节 生物活性,59,第五节,生物活性,1.,泻下作用,如：大黄中主要泻下成分为,二蒽酮类成分,2.,抗菌作用,大黄酸、大黄素、芦荟大黄素等具有此作用,3.,其它作用,抑制大鼠乳癌及艾氏腹水癌有明显作用,对,cAMP,磷酸二酯酶有显著的抑制作用,60,基本内容,醌类化合物的基本结构类型（如苯醌、萘酯、菲醌及蒽,醌）、结构及常见的取代基图式。,重要物理化学性质及其在提取分离与结构测定中的意义,化学性质：酸性强弱与取代基位置的关系，以及重要的呈,色反应，如,Feigl,反应、,Borntrager,反应、醋酸镁反应等。,醌类化合物的提取分离方法。,醌类衍生物的波谱特征及结构测定。,61,基本要求,掌握,醌类化合物结构，影响酸性大小的规律和鉴,别方法。,熟悉,pH,梯度萃取的原理和方法。,掌握,蒽醌类化合物谱学特征。,62,药用大黄原植物,The End,