蒽醌类化合物理化性质
蒽醌类化合物
二、结构类型 —蒽醌
O OH
O R3
O OH OH
OH
R1
R1 茜 草 素
OH
羟 基茜 草素 OH
R2 伪羟 基茜 草素 OH
H2 OC
OO
OH
OH OH
OH O
R2 R3
HH H OH COOH OH
O
二、结构类型 —蒽醌
（二） 氧化蒽酚衍生物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。
另外，大黄药材中含有的五种主要的羟基蒽醌类 成分，其相应的蒽酚衍生物都可能存在于新鲜的大黄 根茎中。但贮存三年以上的大黄，就不再检出这些蒽 酚类成分了。
二、结构类型 —蒽醌
新鲜的虎杖根中存在少量大黄酚、蒽酚是 以苷的形式存在的，但在生长三年以后的根 中，此种蒽酚特别是苷的形式显著减少。
但是，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，除去糖才容易被氧化为蒽醌衍生物。大 黄中含有此种蒽酚苷类，只是不易提纯，研 究起来较难。
小知识：芦荟简介
芦荟的起源与发展
芦荟（Aloe），原产于非洲或地中海干燥地区，性寒味苦，
入心、肝、脾径，是一种集医药医疗、美容化妆、保健护肤、
食用和观赏功能为一体的经济作物，百合科芦荟属多年生常绿
多肉质草本植物。
芦荟的药理作用及应用
目前，芦荟的应用主要集中在三个方面：化妆品、保健食品
和药品。在芦荟产业发展过程中，发展最快、最易被消费者接
二、结构类型 —蒽醌
(四)蒽醌(anthraquinones)
蒽醌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。目前已经发现的蒽醌 类化合物近200种，主要分布于高等植物中，其他则主要 存在于真菌及地衣类中，在动物及细菌中也偶有发现，而 且在真菌、地衣和动物中存在的蒽醌类化合物的结构也往 往比较特殊，这类化合物具有多方面的生理活性，是醌类 化合物中最重要的一类物质。
天然药物化学 第五章 蒽醌类化合物
第四节 鉴定
一、薄层色谱 二、纸色谱
第五节 结构测定
四大波谱： 紫外光谱（UV） 红外光谱 (IR） 核磁共振谱（NMR） 质谱（MS）
第六节 实例
大黄中游离蒽醌化合物的提取分离
Байду номын сангаас
OH O OH
大黄酸(rhein)
R1
R2
-H
-COOH
大黄素(emodin)
-OH -CH3
R1
O
芦荟大黄素(aloe-emodin) R2 大黄素甲醚(physcion)
-H
-CH2OH
-OCH3 -CH3
大黄酚(chrysophanol) -H
-CH3
蒽醌类化合物酸性强弱规律如下：
含有羧基的醌类化合>物的酸性强。
>
醌类化合物母核上β-羟基的酸性强于α-羟基。 ..酚酸羟性基顺O 数序OO目：H 增-COO多O，H酸＞性2增个强以O 。上β-羟O基＞O 1个HβO-羟基
HO＞2个以上α-羟基＞O1个α-羟基
1依%N次aO可H溶、5于%N：aO5%H水Na溶H液CO3 、 5%Na2CO3 、
两侧苯环上 一侧苯环上
蒽酮
O
二蒽酮
HH
1、蒽醌类
O
8
1
7
9
2
6
10
3
5
O
4
1、4、5、8 — α位 2、3、6、7 —β位 9、10 — γ位，又称中位
根据羟基在蒽醌母核上的分布情况，可将 其分为两种类型：大黄素型、茜草素型。
大黄素
大黄、虎杖、何首乌、 决明子等中有泻下 作用的1，8-二羟 基蒽醌衍生物均属 大黄素型。
snhclohohchohohohoh大黄酚蒽酮蒽酚或蒽酮不稳定易氧化ohglohgl番泻苷a反式番泻苷c反式番泻苷b顺式番泻苷d顺式二升华性游离蒽醌有升华性提取鉴别三溶解性羟基蒽醌及苷可溶于碱性溶液用于提取分离四酸碱性一酸性酸性顺序
天然药物化学第五章_蒽醌类化合物
应用： 可用于提取分离。
（二）碱性
蒽醌类化合物羰基上的氧原子有微弱的碱 性，能溶于浓硫酸中成盐，再转成阳碳离 子，同时伴有颜色的显著变化。
五、显色反应
（一）Borntrager’s reaction(碱液试验) 羟基蒽醌类遇碱显红-紫红色，这是蒽醌类一个很 重要的鉴别反应。 反应机理如下：
四、酸碱性 （一） 酸性
蒽醌类化合物多数带有羧基、酚羟基，因 此具有酚的通性，呈弱酸性。 规律如下：
1.有-COOH的酸性> 无-COOH（Ph-OH) 2. β-OH>Ph-OH >α-OH
H O OH OH O O
>
O
>
O
β-羟基蒽醌 Pka 7.6
α-羟基蒽 9.9
α-羟基蒽醌 11.5
3．酚-OH数目增多，酸性↑
第五章 蒽醌类化合物
一、结构类型
8 7 6 5
O
9 10
1 2 3 4
位—— 1，4，5，8 位—— 2，3，6，7 meso（中位）—— 9， 10
O
依据其还原程度的不同，将其分成以下几类：
蒽醌
O [H]
OH
O
OH
O
COOH O
[O] O
大黄酸
O OH
互变异构
OH
蒽醌
蒽酮
O
茜草素
蒽酚
glc O
OH
OH
OH CH2CH2CH C CH3 CH3
OH
OH
异构体 O OH
CH3
蒽酚
柯桠素
glc
O
蒽酮
OH
OH
O
OH + g lu c o se
第六章蒽醌类
茜草素
10
结构类型——羟基蒽醌类
（1）大黄素型：羟基分布于两侧苯环上
OH O
OH
O
大黄酸
COOH
抗菌
A
11
泻下
结构类型——羟基蒽醌类
（1）大黄素型：羟基分布于两侧苯环上
OH O OH
大黄酚
大黄素
大黄 素甲醚
R1
R2 芦 荟 大 黄 素
O
大黄酸
R1 H
OH OCH3
H H
R2 CH3 CH3 CH3 C H 2O H COOH
O
Zn HCl
O
蒽 醌
还原蒽醌类
O H
蒽 酚
O
蒽 酮
该类衍生物一般存在于 新鲜植物中。
A
16
结构类型——蒽酚和蒽酮类
O
O
蒽醌
O [H]
OH OH OH
[O]
CH3
互变异构体
CH3
蒽酮
蒽酚
柯桠素-----治疗皮肤 病的良药，外用治 疗疥癣
A
17
二蒽酮
O OH
glc O O OH
H H
COOH COOH
A
40
提取分离
1、游离蒽衍生物与蒽苷类的分离：
根据它们的溶解性不同分离。 苷元 极性小，难溶于水，易溶于乙醚、氯仿 等有机溶剂。 苷极性大，溶于水，难溶于乙醚、氯仿等有 机溶剂。
A
41
实例
虎杖
乙醇提取，回收乙醇, 加适量水分散
虎杖浸膏的水溶液
氯仿回流
氯仿液
（含大黄素等 游离蒽醌脂溶成分）
水液（蒽醌苷） EtOAc萃取
OH O OH
HH
中药化学3.3 蒽醌类化学成分的提取分离技术
基者具绿色。 用途：蒽酮化合物的定性检查。
反应机理：
（2）色谱检识
方法：硅胶薄层检识、聚酰胺薄层检识 展开剂：混合溶剂
游离蒽醌——亲脂性溶剂系统 蒽醌苷——亲水性溶剂系统 显色：①日光：多显黄色 ②紫外：黄棕、红、橙色荧光 ③氨水、碱溶液：颜色加深/变红 ④0.5%醋酸镁甲醇溶液：橙色/紫色
5、以pH梯度萃取法从大黄的CHCl3提取 液中用5%NaHCO3萃取，碱水层含有的 成分是
A、大黄酚
B、大黄素
C、大黄酸
D、大黄素甲醚
E、芦荟大黄素
多选
1、蒽醌类化合物，一般 A、游离蒽醌多为有色结晶 B、游离蒽醌类多具升华性 C、蒽醌类化合物多以苷的形式存在于植
试剂：0.5％乙酸镁的甲醇或乙醇溶液。 作用基团：羟基蒽醌（有α-OH或邻位二OH）。 反应现象：
游离蒽醌化合物 1个α-OH或1个β-OH，或二个OH不在同环时
已有1个α-OH，并且在间位有另一个-OH 已有1个α-OH，并且在邻位有另一个-OH 已有1个α-OH，并且在对位有另一个-OH
红 1,8-二OH
红
2-OH 橙-红 1,2,3-三OH 绿
1,2-二OH 紫-蓝 1,2,4-三OH 紫-红
1,3-二OH 红 1,4,5-三OH 紫
1,4-二OH 紫 1,4,5,8-四OH 蓝
1,5-二OH 红
反应机理：
②醋酸镁显色反应
羟基蒽醌和0.5%醋酸镁甲醇或乙醇溶 液生成稳定的橙红色、紫红色或紫色的 络合物，反应灵敏，可作色谱显色用。
合物。 方法：用碱溶液进行提取，提取液用酸酸化
后蒽醌类化合物形成沉淀析出。
蒽醌类化合物的名词解释
蒽醌类化合物的名词解释蒽醌类化合物是一类具有特殊结构和化学性质的有机化合物。
它们的分子结构包含蒽环和醌基团，是由两个芳香性环和一个氧原子组成的。
蒽醌类化合物广泛存在于自然界和人工合成产物中，具有多样的应用领域和潜在的生物活性。
一、蒽醌的基本结构蒽醌是由两个蒽环通过一个醌基团连接而成的。
蒽环是一种具有三对共轭的环状结构，由10个碳原子和4个氢原子组成。
蒽醌中的醌基团是一个含有羰基（C=O）的环状结构，由一个碳原子和两个氧原子组成。
蒽醌类化合物中，醌基团的位置和取代基的变化会导致化合物性质的差异。
二、蒽醌的性质和应用1. 光学性质和颜色蒽醌类化合物具有丰富的光学性质，可显示出不同的颜色。
这是由于蒽环和醌基团之间的共轭作用，使得电子在分子中形成非常稳定的共轭体系，吸收和发射特定波长的光，反映出不同的颜色。
因此，蒽醌类化合物经常被用作有机染料、颜料和显示器件。
2. 电化学性质蒽醌类化合物在电化学领域有广泛应用。
它们能够在电极表面进行氧化还原反应，并表现出良好的电导性。
这种性质使得蒽醌类化合物成为电子器件、化学传感器和催化剂等领域的重要候选物质。
3. 荧光性质和生物应用蒽醌类化合物在生物学研究中也有重要应用。
由于其特殊的化学结构和荧光性质，蒽醌类化合物可以作为生物标记物质，用于探测生物样品中的分子和细胞。
此外，一些蒽醌类化合物还具有抗肿瘤和抗病毒活性，被认为是药物研究的有潜力的候选物。
4. 合成和改性蒽醌类化合物的合成通常通过有机合成的方法进行。
可以通过选择合适的底物和反应条件，在化学实验室中制备蒽醌类化合物。
此外，还可以对蒽醌进行化学修饰和改性，以调控其物理和化学性质，满足不同应用的需求。
总结：蒽醌类化合物作为一类具有特殊结构和化学性质的有机化合物，在材料科学、生物学和药物研究中有着广泛的应用前景。
通过对蒽醌类化合物的深入了解，并利用其特殊的性质和结构，我们可以进一步挖掘出它们在新材料合成、生物医学和电子器件等领域的潜在应用，为人类的生活和科学研究带来更多的惊喜和突破。
天然药物化学 第四章 醌类化合物(2)
一、醌类化合物结构类型-蒽醌
Andira inermis
一、醌类化合物结构类型-蒽醌
OH O OH
OH OH OH
CH 3
CH 3
柯桠素:黄色针状结晶体 用柯桠素调制成的软膏曾用于 治疗金钱癣、皮癣等皮肤病。
一、醌类化合物结构类型-蒽醌
蒽酚和蒽酮生理作用
（1）蒽酮对粘膜有强烈的刺激作 用，内服
大黄酸
一、醌类化合物结构类型-蒽醌
1、蒽醌衍生物—(1)大黄素型
羟基蒽醌衍生物多与葡萄糖、鼠李糖结合成苷， 有单糖苷，也有双糖苷，如
一、醌类化合物结构类型-蒽醌 1、蒽醌衍生物—(1)大黄素型
举例：大黄 (Rheum palmatum L.)
用其根及根茎做药，主要是作为一种泻下药， 因而可治疗便秘
会促进激烈的呕吐。正因为有这样的作用， 所以，有些中药必须贮存，让蒽酮氧化掉。
（2）蒽酮还有泻下的作用。
（3）羟基蒽酚类化合物对霉菌有较强的作 用，故是治疗皮肤癣病较常用的外用药。
一、醌类化合物结构类型-蒽醌
3、二蒽酮类衍生物
可看作是两分子的蒽酮脱去一分子氢后相互结 合而成。又分为中位连接(C10-C10’)和α位(C1-C1’ 或C4-C4’)相连。多为C10-C10’连接，不同于一般 的C-C键，易于断裂，生成稳定的蒽酮类化合物。
O HO
H
O O
O
H O O
〉
OH O
O O H
H
〉
O
二、 醌类化合物的理化性质-化学性质
酸性
强
游离蒽醌的酸性强弱顺序为： 含COOH 含2个以上β-羟基 可溶于NaHCO3 含1个β-羟基 可溶于Na2CO3 含2个以上α-羟基 可溶于1%NaOH 含1个α-羟基 可溶于5%NaOH
蒽醌类化合物
第四章醌类化合物醌类化合物包括醌类或容易转化为具有醌类性质的化合物，以及在生物合成方面与醌类有密切联系的化合物。
醌类化合物基本上具有αβ-不饱和酮的结构，当其分子中连有OH， OCH3等助色团时，多显示黄、红、紫等颜色。
在许多常用中药中，如大黄、虎杖、丹参、紫草等存在此类化合物，其中许多有明显的生物活性。
第一节结构与分类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、苯醌类苯醌类化合物从结构上可分为邻苯醌和对苯醌两大类，由于前者不稳定，故天然存在的苯醌类化合物多为对苯醌的衍生物，且醌核上多有-OH、-CH3、-OCH3等基团取代。
从中药软紫草（Arnebia euchroma）中分得的几个对前列腺素 PEG2生物合成有抑制作用的活性物质arnebinol、arnebinone等就属于对苯醌化合物。
二、萘醌类从结构上考虑可以有α（1，4），β（1，2）及amphi（2，6）三种类型。
但迄今为止自然界得到的几乎均为α-萘醌类。
萘醌类还原后即得到无色的萘氢醌，后者又可重新氧化得到萘醌，并重新显色。
许多萘醌类化合物具有明显的生物活性，如从中药紫草及软紫草中分得一系列紫草素及异紫草素衍生物，具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用，与其清热凉血的药性相符，可认为这些萘醌化合物为紫草的有效成分。
三、菲醌类天然菲醌类行生物包括邻醌及对醌两种类型。
如从中药丹参（Salvia miltionrrhiza）根中提取得到多种菲醌衍生物，其中丹参醌ⅡA 。
、丹参醌ⅡB、隐丹参醌、丹参酸甲酯、羟基丹参醌ⅡA等为邻醌类衍生物，而丹参新醌甲、丹参新醌乙、丹参新醌丙则为对醌类化合物。
丹参中菲醌类的鉴别方法是取少量样品，加浓硫酸2滴，丹参醌ⅡA显绿色，隐丹参醌显棕色。
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制得的丹参醌磺酸钠注射液已用于临床，用于治疗冠心病、心肌梗死。
丹参醌类结构上具有菲醌母核，但生源却属于二萜类。
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蒽醌 蒽酮 （蒽酚） （+） 红色
碱液
（-）
理化性质——显色反应2
乙酸镁反应
O O Mg O O H O O H O O
O
O Mg O
O
O
条件：具有α -OH或邻二酚羟基的蒽醌 现象：只有一个α -OH显橙色；每个苯环 各有一个α -OH或还有间位酚羟基显橙红 至红色；对二酚羟基生成红至紫红色； 邻二酚羟基显蓝紫色。
3.羟基数目
D>C>A>B
羟基数目增多，酸性也增强
还与羟基位置有关
OH O OH O OH
O
OH
O
A
O OH OH
B
O OH
HO O O
C
D
含-COOH或两个以上β-酚羟基
溶于5%NaHCO3
含一个β-酚羟基
含两个以上α-酚羟基 含一个α-酚羟基
溶于5%Na2CO3
溶于1%NaOH 溶于5%NaOH
O
乙酸镁反应
应用：鉴别，及TLC，P.C 显色剂 1.鉴别：
空白对照
Mg(AC)2
乙酸镁反应
2.区别化合物：
大黄素型 茜草素型
醋酸镁试液（+） 橙红色 （+） 蓝色
理化性质——显色反应3
对亚硝基-二甲苯胺反应
OH OH O OH NO O OH
+
CH 3 H H N(CH 3)2 N
CH 3
+
R1 O
R2
Glu Glu>O OH ≈大黄酚 O 大黄酸 >大黄素 大黄素甲醚 OR2 >芦荟大黄素 OBorntrager’s反应)
羟基蒽醌类遇碱显红—紫红色。
O OH _ OH O _ O _ O O
O
O
O
α -羟基蒽醌
红色
碱液呈色反应（Borntrager’s反应)
理化性质——酸性
醌类化合物多具酚羟基或羧基，故多具有酸性。其酸性 强弱取决于是否有羧基及酚羟基的数目、位置。
1.有-COOH的酸性 > 无-COOH（Ph-OH)
可溶于5%NaHCO3溶液中 >-OH 2. β-OH α
O
H
..
OH
O
O
O
O
β -OH蒽醌
5% Na2CO3
α -OH蒽醌
5% NaOH
H2O
N(CH 3)2
条件：蒽酮类化合物，1,8二羟基蒽酮 现象：各种颜色， 1,8二羟基蒽酮——绿色。 应用：蒽酮类化合物的鉴别
对亚硝基-二甲苯胺反应
蒽 醌 蒽 酮
对亚硝基-二甲苯胺试剂
（+） 橙红色 （+） 蓝色
课下作业：请用显色反应区别这三种化合物 ?
因此对蒽醌类成分的分离，常用梯度pH萃取 法，用不同碱液萃取。
请对下列化合物的酸性进行排序：
O OH HO O
O
OH OH
OH
O
A
O OH
C>A>D>B
OH O
B
OH
COOH OH O
OH OH O
C
D
课堂活动：
比较大黄中5种游离羟基蒽醌化合物 的酸性。
OH O OH 大 大 大 芦 大 黄 黄 黄 荟 黄 酚 素 素 甲 醚 大 黄 素 酸 R1 H OH OCH3 H H R2 CH3 CH3 CH3 CH2OH COOH
理化性质——物理性质
3、溶解度：
苷元：亲脂性强，通常可（易）溶于苯、乙醚、氯仿，
在碱性有机溶剂如吡啶 、N-二甲基甲酰胺中溶解度也较 大，可溶于丙酮、甲醇及乙醇，不溶或难溶于水。
蒽醌的氧苷：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。 蒽醌的碳苷：在水中的溶解度很小，难溶于亲脂性有 机溶剂而易溶于吡啶中。
蒽醌类化合物理化性质
Anthraquinones
理化性质——物理性质
1、性状 颜色: 多为黄色至橙红色固体，与助色基的多少有关 形态：多为固体 荧光：具荧光，在不同pH值时显示不同的颜色 2 升华性 游离蒽醌具有升华性，常压下加热可升华而不分解。
一般升华温度随酸度的增强而升高
如：大黄酚≈大黄酚甲醚<芦荟大黄素<大黄素<大黄酸