2013初级药师天然药物化学

　　第四节　醌类化合物

　　醌类化合物在植物界分布比较广泛，许多天然药物如大黄、何首乌、虎杖、决明子、丹参、芦荟、紫草中的有效成分都是醌类化合物。

　　(一)醌类化合物的典型化合物及生物活性

　　1.苯醌类：可分为邻苯醌和对苯醌两类。但邻苯醌不稳定。辅酶Q类，属于对苯醌，能参与生物体内的氧化还原反应过程，其中辅酶Q10已经用于治疗高血压、心脏病及癌症。维生素K1也属于苯醌类药。

　　2.萘醌类：中药紫草和软紫草中的有效成分为紫草素及异紫草素衍生物，具有止血、抗感染、抗菌、抗癌及抗病毒等作用。

　　3.菲醌类：天然的菲醌类包括邻菲醌和对菲醌两种类型。丹参根中分离出的菲醌衍生物，属于对菲醌型的如丹参新醌甲、乙、丙等。丹参醌类成分具有抗菌及扩张冠状动脉的作用。由丹参醌ⅡA磺酸钠注射液已应用于临床，用于治疗冠心病、心肌梗死。

　　4.蒽醌类：包括羟基蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物，蒽酚、蒽酮及蒽酮二聚体等。

　　(1)羟基蒽醌类：可以游离形式或与糖结合成苷的形式存在于植物体内。如大黄中的有效成分大黄素、大黄酸、大黄酚、大黄素甲醚、芦荟大黄素均属于这一类型，对多种细菌具有抗菌作用。

　　A型题：

　　主要有效成分为醌类化合物的是(　)

　　A.银杏

　　B.人参

　　C.灵芝

　　D.甘草

　　E.大黄

　　『正确答案』E

　　『答案解析』大黄的有效成分大黄素、大黄酸、大黄酚、大黄素甲醚、芦荟大黄素均属于羟基葸醌类。

　　(2)蒽酚或蒽酮类：蒽醌在酸性下易被还原成蒽酚及其互变异构体蒽酮。该类物质主要存在新鲜植物中，长时间贮存后被氧化成蒽醌类成分。蒽酮类成分芦荟苷属于碳苷类化合物。

　　(3)二蒽酮类：可看成是两分子蒽酮在C10-C,10位或其他位脱氢而形成的化合物。如二蒽酮类成分番泻苷A、B、C、D等为大黄及番泻叶中致泻的有效成分。

　　(二)醌类化合物的理化性质与呈色反应

　　1.理化性质

　　(1)一般性状：天然醌类化合物多是 有色结晶体，随着分子中酚羟基等助色团的增多颜色逐渐加深，由黄、橙、棕红以至紫红色。苯醌、萘醌、菲醌多以游离状态存在，蒽醌往往以苷的形式存在。游离的蒽醌类多为结晶状，苷类多数难以得到完好的结晶。

　　(2)升华性：游离醌类化合物大多具有升华性。小分子的苯醌及萘醌类还具有挥发性，能随 水蒸气蒸馏。此性质可用于提取精制。

　　(3)溶解性：游离醌类化合物 易溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿及苯等有机溶剂，几乎不溶于水。成苷后极性增大，易溶于甲醇、乙醇中，在热水中也可溶解，但在冷水中溶解度减小，不溶或难溶乙醚、氯仿及苯等有机溶剂。

　　(4)酸性：醌类化合物多数具有酚羟基，有的带有羧基，所以表现出一定的酸性，易溶于碱性溶剂，酸性的强弱与分子结构中羧基、酚羟基的数目及位置有关，其规律如下：

　　1)具有羧基的醌类化合物酸性较强：2-羟基苯醌或位于萘醌醌核上的羟基为插烯酸结构，也会显示出类似羧基的酸性。

　　2)蒽醌及萘醌苯环上的α-羟基酸性弱于β-羟基酸性：由于β-羟基受羰基吸电子的影响，使羟基上氧原子的电子云密度降低，故质子解离度增高，酸性较强。而α-羟基上的氢与相邻的羰基易形成分子内氢键，降低了质子的解离度，故酸性较弱。

　　3)酚羟基数目增多则酸性增强：羟基蒽醌类的酸性一般随羟基数目的增多而增强。

　　综上所述，羟基蒽醌类化合物的酸性强弱排列如下：

　　含CO0H>含两个以上β-OH>含一个β-OH>含两个α-OH>含一个α-OH

　　2.显色反应

　　(1)菲格尔(Feigl)反应：醌类衍生物(包括苯醌、萘醌、菲醌及蒽醌)在 碱性下加热能迅速被醛类还原，再与邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。

　　(2)碱液呈色反应(Borntrager反应)：羟基蒽醌及其苷类遇碱液呈红色或紫红色。呈色反应与形成共轭体系的羟基和羰基有关。因此，羟基蒽醌及具有游离酚羟基的蒽醌苷均可呈色;而蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物则需经过氧化成蒽醌后才能呈色。

　　A型题：

　　要让蒽酚在Borntrager反应中显色，需要经过的反应是(　)

　　A.还原

　　B.酰化

　　C.去甲基

　　D.氧化

　　E.缩合

　　『正确答案』D

　　『答案解析』Borntrager反应即碱液呈色反应，羟基蒽醌及其苷类遇碱液呈红色或紫红色，而蒽酚、蒽酮类化合物需经过氧化成蒽醌才能显色。

　　(三)醌类化合物的提取与分离

　　1.醌类化合物的提取

　　(1)醇提取法：多以乙醇或甲醇为溶剂可将游离蒽醌及苷提取出来。

　　(2)亲脂性有机溶剂提取法：天然苯醌和萘醌多呈游离状态极性较小，多用氯仿、苯等亲脂性有机溶剂提取。

　　(3)碱提酸沉法：对于含有酚羟基、羧基显酸性的醌类化合物可用碱液进行提取，再酸化使其沉淀析出。

　　(4)水蒸气蒸馏法：用于具挥发性的小分子苯醌及萘醌类化合物的提取。

　　2.醌类化合物的分离

　　(1)游离蒽醌及蒽醌苷类的分离：可将醇提液浓缩后的混合物在氯仿-水、乙醚-水两相溶剂中进行液液萃取，苷元极性小，易溶于有机溶剂层，而苷极性大，则留在水层里。也可将混合物置于回流或连续回流提取器中，以氯仿或乙醚等有机溶剂提取游离的蒽醌衍生物，蒽醌苷类仍留在残渣中。

　　(2)游离蒽衍生物的分离：通常多采用梯度pH萃取法。

　　梯度pH萃取法是分离游离蒽衍生物的经典方法。根据蒽醌的α与β位羟基酸性差异及羧基的有无， 使用不同碱液(5%NaHCO3、5%Na2O3、1%NaOH、5%NaOH)依次从有机溶剂中萃取蒽醌类成分，再分别酸化碱液，蒽醌类成分即可析出沉淀。

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