天然药物化学醌类化合物

O OH
OH O III
（二）碱性
来源于羰基氧原子，能接受质子表现微弱 的 碱性，能溶于浓硫酸生成红色洋盐。
（三）显色反应
主要取决于其氧化还原的性质及分子中的 酚-OH的性质。
（三）显色反应
(1) Feigl反应 醌的通性，所有具醌核的化合物均可反应。 醌类衍生物在碱性条件下经加热能迅速与
醛类及邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。
1.致泻作用（番泻叶中的番泻苷类化合物）
2.抗菌作用（大黄中游离的羟基蒽醌类化 合物）
3.止血作用（茜草中的茜草素类成分）
4.扩张冠状动脉的作用，用于治疗冠心病、 心肌梗死等（ 丹参中丹参醌类）
5.其他作用（驱虫、解痉、利尿、利胆、 镇咳、平喘等）
结构：
O
O
O
苯醌
O
萘醌
O
O
蒽醌
O O
菲醌
----可区别含羟基的蒽醌与蒽酚衍生物
O OH -
OH
O
O OH -
OH O
O O-
O- O
O
显红色 O
O
O-
O-
O
O
显红色
O
形成了新的共轭体系
显然，该显色反应与形成共轭体系的酚羟 基和羰基有关，因此羟基蒽醌以及具有游 离酚羟基的蒽醌苷均可显色，但蒽酚、蒽 酮、二蒽酮类化合物则需氧化形成羟基蒽 醌类化合物才能显色，可用于区别。
O
III
O
OH
小
： 由大到小：
ⅡⅢⅠⅥⅤⅣ H O O
V
OH O OH
OH O
COOH Ⅱ
O
OH
O IV
HO O OH
O VI
O OH OH
2.
O OH OH
O I
O OH OH
COOH O OH III
O OH II
O
O O
CH2 O
OH O
O IV
3. O OH
O OH OH
COOH
O
O
I
II
O
β-羟基蒽醌
H
O
O
>
O
α-羟基蒽醌
处于邻位的二羟基蒽醌其酸性比只有一个羟基 蒽醌的酸性还弱，这是由于相邻酚羟基缔合的 影响。
O OH
H
H OO
HH O OO
H OO
＞
O＞
＞
O
β-羟基 蒽醌
O
1,2-二羟 基蒽醌
O
1,8-二羟 基蒽醌
OO H
1,5-二羟 基蒽醌
以游离蒽醌类衍生物为例，酸性强弱将
第一节 结构类型
基本结构母核：
O
8
1
1，4，5，8 ——位
7
9
2 2，3，6，7 ——位
6
10
3 9，10 —— meso（中位）
5
4
O
蒽醌类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。
蒽醌类成分包括蒽醌衍生物及其不同程度的 还原产物，如氧化蒽酚，蒽酚，蒽酮及蒽酮 的二聚体。 按母核的结构分为单蒽核及双蒽核两大类。 （一）单蒽核类
与金属离 子
对亚硝基二甲基苯 胺反应
醋酸镁 （铅）
0.1%对亚 硝基-二甲 基苯胺吡 啶液
橙黄、橙红、蒽醌（α-酚 羟基取代位
紫、红紫、 羟基、邻二 置的鉴别
蓝色
酚羟基）
紫、绿、蓝、 蒽 酮 灰色
1，8-二羟 基
蒽酮呈绿色
练习：用化学法区别下列各组化合物：
1.
OH O OH H3CO
H3CO
O A
O
+ 2HCHO + 2OH-
[H]
O
氧化剂
醛类
碱
还原剂 催化剂
OH
NO2
[O]
+
NO2
OH -
OH
邻二硝基苯
OH +
2HCOO -
OH
氢醌
O
NO-
+
2
NO-
O
2
紫色
2、与碱液的反应（Bornträge反应）
羟基蒽醌类在碱性溶液中发生颜色改变， 会使颜色加深。多呈橙、红、紫红色。是 检识中药中羟基蒽醌类成分存在的最常用 的方法之一。对羟基蒽醌的结构判定也有 一定的辅助作用。
H H
COOH COOH
COOH H H
COOH
glc O O OH
番泻苷A
2分子的大黄酸蒽酮通过 C10-C10′相互结合成的二 蒽酮类衍生物。其C10-
C10′为反式连接。
glc O O O H
番泻苷B
是番泻苷A的异构体，其 C10-C10′为顺式连接
glc O O OH
glc O
O
OH
H H
O
OH R1
茜草素
R1=OH R2=H R3=H
羟基茜草素 R1=OH R2=H
R 2
O R3
R3=OH
伪羟基茜草素R1=OH R2=COOH
R3=OH
2.蒽酚或蒽酮衍生物 蒽醌在酸性环境中被还原，可生成蒽酚及其互变 异构体—蒽酮。如：柯亚素，大黄酚蒽酮。
O
O 蒽醌
OH Sn.HCl 还原
蒽酚
O
HH 蒽酮
1-αOH或1-βOH或二个OH不在同环时，显
橙黄~橙色。
有一个α-OH，而且另一个OH在其邻位时，
显蓝~蓝紫色。 若两个在间位时，显橙红~ 红色。 若两个在对位时，显紫红~ 紫色。
4.对亚硝基-二甲基苯胺反应
羟基蒽酮类化合物，尤其是1,8-二羟基蒽酮 衍生物，当9位或10位未取代时，能与0.1% 的对亚硝基二甲苯胺的吡啶溶液反应而呈色。
（必须掌握下面五个结构式）比较这几个结构式的极性大小。
OH O R
1 O
抗菌抗
OH
大黄酚 肿瘤R1=H R2= CH3
大黄素 R1=OH R2= CH3
大 黄 素 甲 醚 R1=OCH3R2=
R2
CH3 芦荟大黄素 R1=H
R大有2黄=毒C酸H2ORH1=H
（2）茜草素型
羟基分布在一侧的苯环上，此类化合物颜色较 深，多为橙黄色至橙红色。例如茜草中的茜草素 等化合OH
O B
OCH3
OH O OH
2.
COOH
OA OH O OH
对亚硝基-二 甲基苯胺反应
COOH B
第三节 提取与分离
一、提取方法
（一）有机溶剂提取法
一般选用甲醇或乙醇为溶剂，可同时将游离 态和成苷的蒽醌类化合物从药材中提取出 来，浓缩后再依次用有机溶剂提取（多用 索氏提取法），可根据极性大小不同进行 初步分离（如将苷和苷元分开）。
羟基蒽醌苷及苷元：碱溶酸沉
二、化学性质
（一）酸性
(1)酸性来源—— 羧基(COOH)、酚羟基（OH）
(2)影响酸性强弱的因素—
酸性基团的种类、数目 及连接位置。
(3)酸性规律:
①含羧基的醌类酸性强于不含羧基者。 ②酚羟基的数目越多，酸性越强，但与位置有关。 ③β-羟基的酸性强于α-羟基的酸性。
O .. HO
蒽酚（或蒽酮）的羟基衍生物常以游离状 态或结合状态与相应的羟基蒽醌共存于植物 中。
蒽酚（或蒽酮）衍生物一般存在于新鲜植 物中，该类成分可以慢慢被氧化成蒽醌类成 分。新鲜大黄经两年以上贮存则检识不到蒽 酚。
如果蒽酚衍生物的meso位羟基与糖缩合成 苷，则性质比较稳定，只有经过水解除去糖 才能易于被氧化转变成蒽醌衍生物。
用本反应检查天然药物中是否有蒽醌类成分：
方法：取中草药粉末约 0.1g，加10%硫酸水溶
中草药粉末
液5ml，置水浴上加热2 10%硫酸+乙醚
至10分钟，冷却后加
2ml乙醚振摇，静置后
乙醚（黄色）
酸水
分取醚层溶液，加入
1ml5%NaOH水溶液， 振摇。如有羟基蒽醌存
5%Na OH
在，醚层则有黄色褪为 碱水层
天然药物化学醌类化合物
学习目的：
通过天然药物中蒽醌类化学成分的结构类 型、理化性质、提取分离鉴定技术及应用 实例的学习，为培养学生提取、分离、鉴 定蒽醌类化学成分的操作技术奠定基础。
概述
定义：
醌类化合物指具有 共轭体系的环己二 烯二酮类化合物 （即不饱和环二酮 结构）或易转变成 这种醌式结构的化 合物。
索 氏 提 取 器
（二）碱溶酸沉法
用于提取含酸性基团（Ar-OH、-COOH) 的蒽醌类化合物。
二、分离方法
（一）蒽醌苷与游离蒽醌苷元的分离
利用苷与苷元的极性不同，溶解度不同的特 点进行分离。（分步提取法）
先将蒽醌苷或苷元的混合物用水分散，用苯、 氯仿、乙醚萃取可得到游离蒽醌，再用正丁醇 萃取可得到蒽醌苷类，也可将苷或苷元的混合 物直接用苯、氯仿等有机溶剂回流提取游离蒽 醌，蒽醌苷则留在母液中。
HO O
H3C
CH3
山扁豆双醌
O
O
OH
CH3 OH O OH
OH O OH
天精
OH O OH H3C O
第二节 理化性质
一、物理性质 （一）性状
多为有色结晶，无Ar-OH近乎于无色,助色 团越多，颜色越深如：黄、红、橙、紫红等。 蒽醌苷难以得到结晶。 一般都有荧光，并在不同PH时显示不同的 颜色。
分布：在自然界分布广泛。 1.蓼科的大黄、何首乌、虎杖。 2.茜草科的茜草 3.豆科的决明子、番泻叶。 4.鼠李科的鼠李。 5.百合科的芦荟。 6.唇形科的丹参 7.紫草科的紫草。 醌类在一些低等植物中也有存在。
番泻叶图片
丹参图片
紫草图片
大黄图片
生物活性：
醌类化合物的生物活性是多方面的。
如：
OH- 中性 H+
紫草 兰 紫 红
大黄 红
黄
（二）升华性：
游离蒽醌具有升华性，常压下加热可升华而 不分解。
如：大黄酚与大黄酚甲醚的升华温度在 124C；芦荟大黄素185C；大黄素206C； 大黄酸210C。一般升华温度随酸度的增强 而升高。
小分子的苯醌类和萘醌类还具有挥发性，能 随水蒸气蒸馏。
1．蒽醌及其苷类 天然存在的蒽醌类成分在蒽醌母核上常有OH, -CH2OH,-OCH3和-COOH取代，通常 以游离形式及与糖结合成苷两种形式存在于 植物体内。
根据-OH在母核上分布的位置不同分两类：
（1）大黄素型
羟基分布在两侧的苯环上，多数化合物呈黄色。例如大 黄中的主要蒽醌成分多属于这一类型。
试比较下大黄中各类成分的酸性大小：
OH O R1
O
OH
大黄酚 R1=H R2= CH3
大黄素 R1=OH R2= CH3
大 黄 素 甲 醚 R1=OCH3 R2=
CH3
R2 芦荟大黄素 R1=H
R2=CH2OH
大黄酸 R1=H R2=COOH
试 1.
O OH
比
OH
较
下
各
O
I
化
合 物
O OH
的
酸 HO 性 大
（二）双蒽核类
1．二蒽酮类
二蒽酮类成分可以看成是2分子蒽酮脱去一 分子氢，通过碳碳键结合而成的化合物。其 结合方式多为C10-C10′，也有其它位置连结。 例如大黄及番泻叶中致泻的主要有效成分番 泻苷A、B、C、D等皆为二蒽酮衍生物。 （认识这几个番泻苷的结构式）
glc O O OH
glc O O O H
由于蒽酮化合物酮基对位的次甲基上的氢 很活泼，易与对亚硝基二甲基苯胺上的亚硝 基氧原子脱去一分子水，缩合成共轭体系较 长的有色化合物。其颜色可为紫红、绿、蓝 以及灰、亮红、紫等，随分子结构而不同。 此反应可用于蒽酮类化合物的定性检查。
本反应不受蒽醌类、黄酮类、香豆素类、 糖类及酚类的干扰。
OH O OH +
CH3
NO2 N(CH 3) 2
OH O OH
CH3
N
N(CH3)2
OH O OH
CH3
N
N+(CH3)2
不同颜色反应鉴别特点及意义
反应类型 Feigl反应
Bornträg e反应
反应试剂 甲醛、邻 硝基苯
碱液
反应特征 紫色
橙、红、 紫红、蓝
鉴别特点
意义
苯、萘、菲、非醌成分 蒽醌
羟基蒽醌类 羟基蒽醌 呈红色
按下列顺序排列：
含-COOH > 2个以上-OH > 1个-OH > 2个-OH > 1个-OH
由于蒽醌类化合物多数有酸性，在碱性水 溶液中可成盐而溶解，加酸酸化后析出因此 可利用碱溶酸沉法从有机溶剂中依次用 5%NaHCO3，5%Na2CO3，1%NaOH及 5%NaOH水溶液进行萃取，达到分离的目 的。
COOH CH 2O H
COOH H H
C H 2O H
glc O O O H
番泻苷C
是1分子大黄酸蒽酮 与1分子芦荟大黄素 蒽酮通过C10-C10′反 式连接而形成的二蒽
酮二葡萄糖苷。
glc O
O
OH
番泻苷D
为番泻苷C的异构体， 其C10-C10′为顺式连
接。
二蒽酮类化合物的C10-C10'键与通常C-C 键不同，易于断裂，生成相应的蒽酮类化
（三）溶解性： 符合苷类溶解性的一般规律 。 苷元：通常可（易）溶于苯、乙醚、氯仿，可溶于
丙酮、甲醇及乙醇，不溶或难溶于水。 蒽苷：极性较大，易溶于甲醇及乙醇，也能溶解于
水，在热水中更易溶解，但在冷水中溶解度较小，几 乎不溶于乙醚、苯、氯仿等溶剂。
蒽醌碳苷：在水、有机溶剂中的溶解度都很小，但 易于吡啶中。
物。如大黄及番泻叶中含有的番泻苷A的致泻作
用是因其在肠内变为大黄酸蒽酮所致。
番泻苷A
OH O OH
2
大黄酸蒽酮
+ COOH
2glc
2．二蒽醌类 蒽醌类脱氢缩合或二蒽酮类氧化均可形成二蒽醌类。 天然二蒽醌类化合物中的两个蒽醌环都是相同而对称的 ，由于空间位阻的相互排斥，故两个蒽环呈反向排列， 如：
OH O OH
乙醚层
无色，而水层显红色。 （红色）
（无色）
3.醋酸镁反应（与金属离子的反应）
在蒽醌类化合物中，如果有α-酚羟基或邻位二酚羟 基结构式，则可以与Pb2+ Mg2+等金属离子形成络 合物，以醋酸镁为例生成物可能具有下列结构：
O
OO Mg
OO
O
O O
橙色
H
O
OO Mg
OO
H
O
蓝色
当蒽醌化合物具有不同的结构时，与醋酸镁 形成的络合物也有不同的颜色，可用于鉴别：