第六章蒽醌类

83云南省楚雄卫生学校2005学年第二学期天然药物化学教案授课专业及班级药剂76，77，78班授课人李洪文单元：第六章周次：第七周课题：蒽醌类成分日期：课时目标：1、掌握蒽醌的升华性、溶解性、酸碱性和颜色反应了解层析检识法2、理解溶剂提取法提取蒽醌的原理3、了解PH梯度萃取分离方法4、了解大黄和虎杖提取分离实例第六章蒽醌类化合物第一节概述醌类（quinonoid）化合物主要有苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。其中以蒽醌类数量较多，分布较广，生物活性亦较强。蒽醌类(anthraquinones)在植物界的分布蒽醌类化合物的生物活性。第二节蒽醌类化合物的结构与分类天然蒽醌类的基本母核是蒽的中位羰基衍生物。蒽醌类化合物根据其氧化、还原状态不同及聚合与否分为以下几类。一、羟基蒽醌衍生物。二、蒽酚或蒽酮衍生物OOOHCH3OHOO123456789101、4、5、8位为α位2、3、6、7位为β位9、10位为meso位（又称中位）OOOHOH84。蒽醌蒽酮蒽酚三、酮或二蒽醌衍生物二蒽酮衍生物是由两分子蒽酮脱去一分子氢聚合而成的化合物，其结合方式有C10-C10´连接等，多以苷的状态存在。如从番泻叶、大黄中提取出具有泻下作用的成分番泻苷A，就是一种中位连接的二蒽酮苷。二蒽醌衍生物则为两分子蒽醌脱氢，通过C-C键聚合而成的化合物。如变质的大米或花生中存在的黄色霉素即属此类。此成分毒性极大，微量即可引起肝硬化。第三节蒽醌类化合物的理化性质一、性状游离蒽醌化合物大多为结晶状，而其苷类多呈粉末状。两者一般均具有黄、橙、红等颜色。羟基分布于两侧苯环的蒽醌颜色较浅，多为黄色；羟基分布于一侧苯环的蒽醌颜色较深，多为橙或红色。蒽醌类化合物多具有荧光。二、升华性游离蒽醌衍生物多具有升华性，常压下加热可升华且不被分解。利用此性质可检查药材中有无蒽醌类化合物的存在。如将大黄药材粉末加热升华，可得到黄色菱状针晶或羽状结晶，是大黄药材的一种鉴别方法。互变[H][O]OOOOH番泻苷A黄色霉素OOOglcOOHCOOHCOOHglcOHHHOHOHOHOOHOHOHOOHOOOHCH3CH385三、溶解性游离蒽醌类化合物具有亲脂性，可溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿及苯等有机溶剂，难溶于水。但与糖结合成苷后极性增大，易溶于甲醇、乙醇中，也能溶于水，在热水中溶解度增大，几乎不溶于氯仿、苯、乙醚等亲脂性有机溶剂中。蒽醌类化合物因分子中具有酚羟基，可与碱成盐而溶于碱性水溶液，加酸酸化后又可重新沉淀析出，利用此性质可用于蒽醌类化合物的提取与分离。四、酸性蒽醌类化合物结构中多具有酚羟基，有些还带有羧基，故表现出一定的酸性。其酸性的强弱与分子中是否含有羧基以及酚羟基的数目及位置有关。有羧基取代的蒽醌类化合物，酸性较强。由于羧基中质子离解度高，故酸性较强，此类化合物能溶于碳酸氢钠水溶液中。β-羟基蒽醌的酸性强于α-羟基蒽醌。在蒽醌化合物质结构中，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，从而质子离解度增高，酸性较强；而α-羟基上氢与相邻的羰基易形成分子内氢键，降低了质子的离解度，故酸性较弱，如下所示：β-羟基蒽醌α-羟基蒽醌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，如3.6-二羟基蒽醌的酸性强于3-羟基蒽醌的酸性。同时与羟基的位置也有关，如1，8-二羟基蒽醌的酸性大于1.5-二羟基蒽醌。3,6-二羟基蒽醌3-羟基蒽醌综上所述，羟基蒽醌类化合物的酸性强弱顺序排列如下：含COOH＞含二个以上β-OH＞含一个β-OH＞含二个以上α-OH＞含一个αOHOOOHOOOHOHOOOOOH86-OH。不同酸性的蒽醌类化合物，可溶于不同碱性的碱性溶液中，酸性较强的蒽醌类可溶于弱碱性水溶液中，酸性较弱的蒽醌类只能溶于碱性较强的水溶液中。上述不同类型的蒽醌类可依次溶于5％NaHCO3、热的5％NaHCO3、5％Na2CO3、1％NaOH、5％NaOH溶液中。蒽醌类化合物的酸性强弱及其在碱液中的溶解性，是pH梯度萃取法分离蒽醌类化合物的基础。第四节蒽醌类化合物的检识一、化学检识（一）碱液反应α-羟基蒽醌红色β-羟基蒽醌红色（二）醋酸镁反应（三）对亚硝基二甲苯胺反应二、色谱检识第五节蒽醌类化合物的提取与分离OOOHOH-OOOOOO--OHOHOOOOOOOO---OOOMgOOOOOOOOOOOMgHH87一、提取与分离（一）游离蒽醌的提取与分离基本操作流程如下：5％NaHCO3溶液萃取碱液苯液酸化5％Na2CO3溶液萃取沉淀（含羧基蒽醌）碱液苯液酸化1％~5％NaOH溶液萃取沉淀（含β-羟基蒽醌）碱液苯液酸化沉淀（含α-羟基蒽醌）（二）蒽醌苷的提取与分离药材粗粉95％乙醇加热回流醇提取液浓缩、回收乙醇浓缩液氯仿、乙醚或苯萃取有机溶剂层水层（游离蒽醌）正丁醇萃取正丁醇层水层回收正丁醇（水溶性杂质）88B二、实例——大黄中羟基蒽醌化合物的提取与分离化学成分大黄中化学成分较复杂，以蒽醌类化合物为主。主要有游离蒽醌、蒽醌苷及二蒽酮苷类，此外还含有单宁等。游离蒽醌的结构属于大黄素型，主要化合物有大黄酚、大黄素、大黄素甲醚、芦荟大黄素、大黄酸。它们的结构为：R1=CH3R2=OCH3大黄素甲醚（一）提取与分离从药材大黄中提取羟基蒽醌类化合物可采用20％硫酸和苯的混合液（1：5）加热回流，使游离蒽醌转溶于有机溶剂中，然后利用羟基蒽醌化合物酸性强弱的不同，用pH梯度萃取法分离，操作流程如下：大黄粗粉苯-20％H2SO4（5：1）回流药渣苯液5％NaHCO3水溶液萃取碱液苯液酸化5％Na2CO3水溶液萃取黄色固体物重结晶碱液苯液黄色细针状结晶酸化0.5％KOH水液萃取（大黄酸）固体物重结晶碱液苯液橙色大针状结晶酸化回收苯（主含大黄素）固体物固体物重结晶（主含大黄酚OOOHOHR2R1R1=CH3,R2=H大黄酚R1=CH2OH,R2=H芦荟大黄素R1=COOH,R2=H大黄酸R1=CH3,R2=OH大黄素89橙色长针状结晶及大黄素甲醚）（主含芦荟大黄素）大黄酚及大黄素甲醚的酸性差异很小，不能采用pH梯度萃取法分离，可使用柱色谱法，常以硅胶为吸附剂，以石油醚与苯的混合溶剂洗脱，大黄酚先洗脱下来而大黄素甲醚后洗脱下来。思考题：1.简述蒽醌类化合物的酸性与分子结构的关系。2.简述羟基蒽醌类化合物提取分离的基本方法及注意事项。3.为什么大黄药材要贮藏二年以上才可供临床药用？试说明其原因。4.已知虎杖根中主要含有大黄素、大黄酚、大黄素甲醚及其它们的苷，试问怎样分离出大黄素？5.用化学方法区别下列两种化合物：（雷黎明）OHOOHOOHOOH