五灵子 2006-12-20 13:54
执业中药师考试化学总结
醌类化合物--中药化学（十二）
北京中医药大学中药学院 刘 斌
中药中含有的醌类化合物的主要结构类型有哪些？代表性的化合物是什么？
中药中含有的醌类化合物从结构上分主要有苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌等四类。
一、苯醌类。可分为邻苯醌和对苯醌两大类，前者不稳定，天然存在者以后者为多见。软紫草中含有的arnebinol、arnebinone属于此类，具有抑制前列腺素PGE2生物合成的作用。
二、萘醌类。紫草及软紫草中的紫草素、异紫草素属于萘醌化合物，为紫草的有效成分，具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用。
三、菲醌类。丹参含有多种菲醌衍生物，其中丹参醌ⅡA、丹参ⅡB、隐丹参醌、丹参酸甲酯、羟基丹参醌ⅡA等为邻醌类衍生物，丹参新醌甲、丹参新醌乙、丹参新醌丙为对醌类化合物。丹参醌类结构上具有菲醌母核，但生源属于二萜类。
丹参菲醌类成分的鉴别可用浓硫酸试剂。
四、蒽醌类。蒽醌类成分包括蒽酮及其不同还原程度的产物。按母核可分为
单蒽核类及双蒽核类，按氧化程度又可分为氧化蒽酚、蒽酮、蒽酚及蒽酮的二聚物。
（一）单蒽核类
1、蒽醌及其苷类。天然蒽醌以9，10-蒽醌最为常见，其C-9、C-10为最高氧化状态，较为稳定。①大黄素型。羟基分布于两侧的苯环上。多数化合物呈黄色。大黄中的大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚和芦荟大黄素属于此类。虎杖也含有此类成分。②茜草素型。羟基分布在一侧苯环上，颜色为橙黄至橙红色，种类较少，如茜草中的茜草素、羟基茜草素和伪羟基茜草素等。
2、氧化蒽酚类。蒽醌在碱性溶液中可被锌粉还原生成氧化蒽酚及其互变异构体蒽二酚，氧化蒽酚及蒽二酚均不稳定，氧化蒽酚易氧化成蒽酮或蒽酚，蒽二酚易氧化成蒽醌。
3、蒽酚或蒽酮类。蒽醌在酸性溶液中被还原，则生成蒽酚及其互变异构体蒽酮。
4、C-糖基蒽类。
（二）双蒽核类
l、二蒽酮类衍生物。二蒽酮以苷的形式存在。若催化加氢还原则生成二分子蒽酮，用FeCl3氧化则生成二分子蒽醌。大黄、番泻叶中致泻的主要成分番泻苷A、B、C、D等皆为二蒽酮类衍生物。
二蒽酮类化合物C10-C10'键易于断裂，生成蒽酮类化合物。大黄中致泻的主要成分番泻苷A，就是因其在肠内转变为大黄酸蒽酮而发挥作用。
2、二蒽醌类。
3、去氢二蒽酮类。
醌类化合物有哪些主要物理性质？
1、性状。醌类化合物如无酚羟基，则近乎无色。随着助色团酚羟基的引入而表现出一定的颜色。引入的助色团越多，颜色越深。天然醌类多为有色晶体。苯醌及萘醌多以游离状态存在，蒽醌往往结合成苷。
2、升华性。游离的醌类多具升华性，小分子的苯醌类及萘醌类具有挥发性，能随水蒸气蒸馏。
3、溶解性。游离醌类多溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，微溶或不溶于水。而醌类成苷后，极性增大，易溶于甲醇、乙醇、热水，几乎不溶于苯、乙醚等非极性溶剂。
醌类化合物的酸性大小与结构有何关系？
醌类化合物多具有酚羟基，呈酸性，易溶于碱性溶剂。分子中酚羟基的数目及位置不同，酸性强弱也不一样。一般规律如下：
（1）带有羧基的蒽醌类衍生物酸性强于不带羧基者，一般蒽核上羧基的酸性与芳香酸相同，能溶于NaHCO3水溶液。
（2）如羟基位于苯醌或萘醌的醌核上，属插烯酸结构，酸性与羧基类似。
（3）由于α-羟基蒽醌中的OH与C＝O 形成分子内氢键，β-羟基蒽醌的酸性强于α-羟基蒽醌衍生物。α-羟基蒽醌的酸性较弱，不溶于碳酸氢钠及碳酸钠溶液。
（4）羟基数目越多，酸性越强。随着羟基数目的增加，无论α位或β位，其酸性都有一定程度的增强。
蒽醌类衍生物酸性强弱的排列顺序为：含COOH＞含二个以上β-OH＞含一个β-OH＞含二个以上α-OH＞含一个α-OH。据此可采用pH梯度萃取法分离蒽醌类化合物：用碱性不同的水溶液（5%碳酸氢钠溶液、5%碳酸钠溶液、1%氢氧化钠溶液、5%氢氧化钠溶液）依次提取，其结果为酸性较强的化合物（带COOH或二个β-OH）被碳酸氢钠提出；酸性较弱的化合物（带一个β-OH）被碳酸钠提出；酸性更弱的化合物（带二个或多个α-OH）只能被1%氢氧化钠提出；酸性最弱的化合物（带一个α-OH）则只能溶于5%氢氧化钠。
醌类化合物有哪些重要显色反应？
（1）Feigl的反应 醌类衍生物在碱性条件下加热与醛类、邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。
（2）无色亚甲蓝显色试验 无色亚甲蓝乙醇溶液专用于鉴别苯醌及萘醌。样品在白色背景下呈现出蓝色斑点，可与蒽醌类区别。
（3）Borntrager反应 在碱性溶液中，羟基蒽醌类化合物显红色至紫红色。蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物需氧化形成蒽醌后才能呈色。
（4）Kesting-Craven反应 当苯醌及萘醌类化合物的醌环上有末被取代的位置时，在碱性条件下与含活性次甲基试剂，呈蓝绿色或蓝紫色，可用以与苯醌及萘醌类化合物区别。
（5）与金属离子的反应 蒽醌类化合物如具有α-酚羟基或邻二酚羟基，则可与Pb2+、Mg2+等金属离子形成络合物。其中与Mg2+形成的络合物具有一定的颜色，可用于鉴别。如果核上只有一个α-OH或一个β-OH或二个OH不在同环上，显橙黄色至橙色；如已有一个α-OH，并另有一个OH在邻位显蓝色至蓝紫色，若在间位则显橙红色至红色，在对位则显紫红色至紫色。
如何从中药中提取分离蒽醌类化合物？
1、提取。一般选用甲醇、乙醇作为提取溶剂。
2、分离。
①蒽醌苷类和游离蒽醌衍生物的分离：蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的溶解性不一样，后者易溶于有机溶剂如氯仿，前者易溶于水。
②游离蒽醌衍生物的分离：一般采用溶剂分步结晶法、梯度pH 萃取法和色谱法。梯度pH 萃取法是最常用的手段。另外柱色谱也是常用手段，常用的吸附剂有硅胶、磷酸氢钙、聚酰胺，一般不用氧化铝，以免发生不可逆的化学吸附。
从中药大黄中提取分离游离蒽醌衍生物时，可采用以下方法：大黄用乙醇回流提取-乙醇提取物用乙醚溶解-乙醚溶液依次用5%碳酸氢钠、5%碳酸钠和5%氢氧化钠萃取-碱水液分别酸化，过滤，依次得到大黄酸、大黄素以及大黄素甲醚、大黄酚、芦荟大黄素三者的混合物-后三者混合物用热异戊二醇溶解分离出芦荟大黄素-大黄素甲醚、大黄酚的分离采用聚酰胺柱色谱，先洗脱得到大黄酚，后洗脱得到大黄素甲醚。
③蒽醌苷类的分离：常用载体有聚酰胺、硅胶及葡聚糖凝胶。
蒽醌类化合物的紫外光谱、红外光谱和质谱有何特征？
1、紫外光谱。蒽醌母核可划分成具有苯甲酰基结构的部分和具有醌样结构的部分。苯甲酰基结构部分给出第II和IV峰，醌样结构部分给出第III和V峰。5个吸收谱带范围大致如下：230nm左右（第Ⅰ峰）、240～260nm（第Ⅱ峰）、262～295nm（第Ⅲ峰）、305～389nm（第Ⅳ峰）、400nm以上（第Ⅴ峰）。
①第Ⅰ峰：羟基蒽醌母核上羟基数目越多，吸收峰波长越长。第Ⅰ峰的波长与羟基所在的位置是α、β无关，吸收强度主要取决于α羟基的数目。
②第Ⅲ峰：为醌样结构所引起，β-酚羟基取代，吸收峰红移，吸收强度增加。若吸收强度lgε值大于4.l，提示蒽醌母核上具有β-酚羟基，否则β-酚羟基不存在。
③第Ⅳ峰：如蒽醌母核α位有供电子基，峰位红移，强度降低；如取代基处于β位，则吸收峰强度增大。
④第V峰：主要受α-酚羟基数目的影响，数目越多，红移越多。
2、红外光谱。1，8-二羟基蒽醌和1-羟基蒽醌具有2个羰基峰，其中1，8-二羟基蒽醌的2个羰基峰相差大于40cm-1，1-羟基蒽醌的2个羰基峰相差小于40cm-1。其他类型的羟基蒽醌均为1个羰基峰。
3、质谱。蒽醌类衍生物的质谱特征是分子离子峰为基峰，游离醌依次脱去两分子CO，得到M－CO及M－2CO的强峰以及它们的双电荷峰。B17
香豆素与木脂素--中药化学（十三）
北京中医药大学中药学院 刘 斌
1、常见香豆素的结构类型有哪些？
香豆素属于天然苯丙素类成分。苯丙素类成分在植物体内由醋酸或苯丙氨酸和酪氨酸衍生而成，后两种物质脱氨生成桂皮酸的衍生物。
香豆素是邻羟基桂皮酸的内酯。香豆素的母核为苯骈α-吡喃酮。根据其结构特征可分为五大类，即简单香豆素类、呋喃香豆素类、吡喃香豆素、异香豆素类和其他香豆素。
（1）简单香豆素：代表化合物是伞形花内酯。
（2）呋喃香豆素：分为6，7-呋喃香豆素（线型）和7，8-呋喃香豆素（角型）。前者以补骨脂内酯为代表，又称补骨脂内酯型；后者以白芷内酯为代表，又称异补骨脂内酯型。
（3）吡喃香豆素：分为6，7-吡喃香豆素（线型）和7，8-吡喃香豆素（角型）。前者以花椒内酯为代表，后者以邪蒿内酯为代表。
（4）异香豆素：香豆素的异构体，代表化合物有茵陈炔内酯、仙鹤草内酯等。
（5）其他香豆素
2.香豆素类化合物有哪些重要理化性质？
（1）性状：游离香豆素多数有较好的结晶，且大多有香味。香豆素中分子量小的有挥发性，能随水蒸气蒸馏，并能升华。香豆素苷多数无香味和挥发性，也不能升华。
（2）荧光：香豆素母体本身无荧光，而羟基香豆素在紫外光下多显现蓝色荧光，在碱溶液中荧光更为显著。香豆素类成分荧光强弱与分子结构中取代基的种类和位置有一定关系：一般在C-7位引入羟基即有强烈的蓝色荧光，加碱可变为绿色荧光；但在C-8位再引入一羟基，则荧光减至极弱，甚至不显荧光。呋喃香豆素多显蓝色荧光，但较弱。
（3）溶解性：游离香豆素能溶于沸水，难溶于冷水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿和乙醚；香豆素苷能溶于水、甲醇和乙醇，而难溶于乙醚等极性小的有机溶剂。
（4）与碱的作用：香豆素及其苷因分子中具有内酯环，在强碱溶液中内酯环可以开环生成顺邻羟基桂皮酸盐，加酸又可重新闭环成为原来的内酯。但如与碱长时间加热，则可转变为稳定的反邻羟基桂皮酸盐。因此用碱提取香豆素时，必须注意碱液的浓度，并应避免长时间加热，以防破坏内酯环。
3.香豆素类化合物有哪些重要检识反应？
（1）异羟肟酸铁反应
由于香豆素类具有内酯环，在碱性条件下可开环，与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，然后再于酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。
（2）三氯化铁反应
具有酚羟基的香豆素可与三氯化铁试剂产生颜色反应。
（3）Gibbs反应
Gibbs试剂是2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，它在弱碱性条件下可与酚羟基对位的活泼氢缩合成蓝色化合物。
（4）Emnerson反应
Emerson试剂是氨基安替比林和铁氰化钾，它可与酚羟基对位的活泼氢缩合成红色化合物。
Gibbs反应和Emerson反应都要求必须有游离的酚羟基，且酚羟基的对位要无取代才显阳性，如7-羟香豆素就呈阴性反应。判断香豆素的C－6位是否有取代基的存在，可先水解，使其内酯环打开生成一个新的酚羟基，然后再用Gibbs或Emerson反应加以鉴别，如为阳性反应表示C-6位无取代。
4.如何从中药中提取分离香豆素类成分？
游离香豆素大多是低极性和亲脂性的，一部分与糖结合的极性较大，故开始提取时先用系统溶剂法较好。在提取分离时，可利用其内酯环的性质以酸碱处理，或利用游离香豆素的挥发性采用真空升华法或水蒸气蒸馏法。
（1）水蒸气蒸馏法：小分子的香豆素类因具有挥发性，可采用水蒸气蒸馏法进行提取。
（2）碱溶酸沉法：由于香豆素类可溶于热碱液中，加酸又析出，故可用0.5%氢氧化钠水溶液（或醇溶液）加热提取，提取液冷却后再用乙醚除去杂质，然后加酸调节pH至中性，适当浓缩，再酸化，则香豆素类即可沉淀析出。
（3）系统溶剂法：采用系统溶剂提取法，常用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇顺次萃取。
（4）色谱方法：吸附剂可用中性和酸性氧化铝以及硅胶，碱性氧化铝慎用。
5.香豆素类化合物的1HMNR谱有何主要特征？
（1）H-3和H-4约在δ6.l～7.8产生两组二重峰（J值约为9Hz），其中H-3的化学位移值约为6.l～6.4，H-4的化学位移值均为7.5～8.3。
（2）多数香豆素C7-位氧化，苯环上的其余三个芳质子，H-5呈d峰，δ7.38，H-6和H-8在较高场处，δ6.87，2H，m峰，这组信号夹在H-3和H-4信号之间。
（3）芳香环上的甲氧基信号一般出现在δ3.8~4.0。
6.含香豆素类成分的常见中药有哪些？
（1）秦皮：含有七叶内酯和七叶苷，白蜡素和白蜡树苷等，属于简单香豆素。
（2）补骨脂：含有多种香豆素类成分，包括补骨脂内酯（呋喃骈香豆素，6，7-呋喃香豆素），异补骨脂内酯（异呋喃骈香豆素，7，8-呋喃香豆素）等。
7.木脂素常见结构类型有哪些？
木脂素是一类由苯丙素双分子聚合而成的天然成分，组成木脂素的单体有四种：①桂皮酸，偶有桂皮醛；②桂皮醇；③丙烯苯；④烯丙苯。
木脂素可分为二类，一类由前两种单体组成，γ-碳原子氧化型的，称为木脂素或Haworth木脂素。另一类由后二种单体组成，γ-碳原子未氧化型的，称为新木脂素。
已知的木脂素按其基本骨架及综合情况，可分为八种类型：
①简单木脂素：如叶下珠脂素。
②单氧环木脂素
③木脂内酯：如牛蒡子苷。
④环木脂素
⑤环木脂内酯：上向的称4-苯代-2，3-萘内酯；下向的称为1-苯代-2，3-萘内酯。
⑥双环氧木脂素：如连翘脂素、连翘苷。
⑦联苯环辛烯型木脂素：如五味子素、五味子醇。
⑧新木脂素：如厚朴酚、和厚朴酚。
8.木脂素有何主要理化性质？
（1）物理性质
木脂素多数为无色或白色结晶（新木脂素除外）。多数无挥发性，少数能升华，如去甲二氢愈创酸。游离木脂素偏亲脂性，难溶于水，能溶于苯、氯仿、乙醚、乙醇等。与糖结合成苷者水溶性增大，并易被酶或酸水解。
（2）化学性质
木脂素分子结构中常含醇羟基、酚羟基、甲氧基、亚甲二氧基及内脂环等官能团，具有这些官能团所具有的化学性质。如具亚甲二氧基者，可发生Labat反应等。
9.含木脂素类成分的常见中药有哪些？
（1）五味子：含有多种联苯环辛烯型木脂素，如五味子醇，五味子素，以及五味子
ningliu60 2007-3-14 18:04
辛苦了,谢谢!!!!!!!!