天然药物蒽醌类化合物大黄素
天然药物化学-第3章-醌类化合物可编辑全文
三、溶解性： 游离蒽醌类：极性小，溶于乙醇、乙醚、苯、氯
仿等有机溶剂，难溶于水。 蒽醌苷类：和糖结合成苷后，极性增大，易溶于
甲醇、乙醇，溶于热水，不溶于乙醚、苯、氯仿。
蒽醌类化合物因分子中多含有羟基而显酸性， 可与碱成盐而溶于碱液中，加酸酸化后能析出 沉淀，常用于蒽醌类化合物的提取、分离。
Mg2+生成稳定的橙红色或紫色络合物。
生成的颜色随分子中羟基的位置而有所不同。
➢母核上只有一个α-羟基或有两个α-羟基不在同环上时，显橙 黄色至橙色； ➢有邻二酚羟基时，显蓝色至蓝紫色； ➢有间位酚羟基时显橙红色至红色； ➢有对位酚羟基时显紫红色至紫色。
8 7
6 5
若母核有一个α-OH或 两个α-OH不在同一环
单项选择题
4、在总游离蒽醌的乙醚液中，用5%Na2CO3水溶液可萃 取到（ B ）
A.带一个α-酚羟基的
B.带一个β-酚羟基的
C.带两个α-酚羟基的
D.不带酚羟基的
5、下列几种成分，其酸性大小顺序为（ D ）
①1,2-二羟基蒽醌 ②1，4-二羟基蒽醌 ③1,8-二羟基 蒽醌 ④2-羟基蒽醌
A.④＞③＞②＞①
理活性较强。
结构类型
苯醌类
萘醌类
菲醌类
蒽醌衍生物
蒽醌类
蒽酚衍生物
二蒽酮类衍生物
8
1 4
苯醌
O
O
菲醌
O
1 4
O O
9 10
O
萘醌 蒽醌
蒽醌类
❖ （一）蒽醌类衍生物 ❖ 根据羟基在蒽醌母核上的位置不同，可将羟基蒽
大黄中蒽醌类成分的提取、分离和鉴定
大黄中游离蒽醌类成分的提取、分离与鉴定一、实验目的1.掌握蒽醌苷元的提取方法--双相酸水减法2.掌握梯度PH萃取法提取分离大黄中各种蒽醌苷元的原理及操作方法3.掌握羟基蒽醌类化合物的颜色反应及薄层色谱鉴别方法二、实验原理1.提取原理双向酸水解法，为一相与酸水不相互溶的有机溶剂，另一相为酸水，加热回流水解的方法。
由于大黄中的羟基蒽醌类化合物多以苷的形式存在，所以首先要将苷水解成苷元，本实验选用硫酸和乙酸乙酯作为双向酸水解的溶剂，采用加热回流方法，提取大黄药材中的游离蒽醌类化合物。
根据苷元不溶于水，可溶于乙醚、乙酸乙酯等亲脂性有机溶剂的性质，即在加热回流提取过程中，稀硫酸可将蒽醌苷元水解成苷元，游离出来的蒽醌苷元随即溶于乙酸乙酯中，从而将蒽醌苷元提取出来。
2.分离原理pH梯度萃取法羟基蒽醌类化合物酸性强弱不同，用pH梯度法进行分离。
具有羧基或多个β位酚羟基的蒽醌可溶于5%碳酸氢钠溶液；具有一个β位酚羟基的蒽醌可溶于5%碳酸钠溶液；只具有α位酚羟基的蒽醌，酸性弱，只溶于氢氧化钠溶液。
以分离酸度不同的蒽醌苷元。
也可利用游离蒽醌的极性不同，采用硅胶柱色谱法进行分离。
（1）大黄中游离蒽醌的酸性强弱顺序大黄酸（-COOH）＞大黄素（β酚-OH）＞芦荟大黄素（醇-OH）＞大黄素甲醚（-OCH3）≈大黄酚（-CH3）（2）大黄中游离蒽醌的极性大小顺序大黄酸＞大黄素＞芦荟大黄素＞大黄素甲醚＞大黄酚大黄酚和大黄素甲醚酸性相近，但极性不同，可用硅胶柱色谱法进行分离。
三、实验方法四、 1.总蒽醌苷元的提取、分离工艺流程大黄药材（粗粉）50g乙酸乙酯提取液药渣去除下层酸水层，再用蒸馏水水洗2次（50ml/次）直至乙酸乙酯层pH值呈中性乙酸乙酯提取液碱水层乙酸乙酯层滴加浓盐酸，调节pH=2，放置 5%Na2CO3溶液萃取三次（40ml/次）沉淀物（黄色结晶或黄色絮状沉淀）碱水层沉淀过滤，冰醋酸精制滴加浓盐酸，调节溶液萃黄色结晶（大黄酸）沉淀物（橙色结晶或40ml/次）橙色絮状沉淀）沉淀过滤，碱水层丙酮精制橙色结晶（大黄素）节pH=2沉淀物（橙色絮状沉淀）黄色沉淀物乙酸乙酯层沉淀过滤，乙酸乙酯精制硅胶柱色谱黄色针晶洗脱剂为石油醚（60-90℃）（芦荟大黄素）-乙酸乙酯（15：1）大黄酚和大黄素甲醚混合物2.总蒽醌苷元的提取大黄粗粉50g，置500ml烧瓶中，加20%硫酸溶液100ml和乙酸乙酯250ml，水浴回流提取2h，放置，冷后过滤，残渣弃去，乙酸乙酯提取液置分液漏斗中，分出酸水层，乙酸乙酯提取液用蒸馏水洗2次（20ml/次），将乙酸乙酯放置在锥形瓶中，密封。
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
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
醌类化合物天然药物化学
第19页
二、化学性质
1 酸性:
醌类化合物因分子中酚羟基数目及 位置不一样，酸性强弱有一定差异。
(1) 酚羟基数目增多，酸性增强；
(2) 萘醌和蒽醌苯环上羟基酸性:
β-羟基>α-羟基
β-羟基蒽醌酸性较普通酚类要强， 能溶于碳酸钠溶液中。 α-羟基蒽 醌只能溶于氢氧化钠溶液。
(3)有羧基取代蒽醌类化合物酸性大于
二 游离蒽醌提取:
酸解后用亲脂性有机溶剂回流提取
醌类化合物天然药物化学
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二、分离方法:
1 蒽醌苷类和游离蒽醌衍生物分 离: 用分步提取法（如前述）
2 游离蒽醌衍生物分离: 可选取 分步结晶法、梯度pH萃取法或层 析法进行。梯度pH萃取法是分离 游离蒽醌衍生物经典方法:
醌类化合物天然药物化学
第25页
第18页
3 溶解度:
苷元: 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。
醌类化合物天然药物化学
O O
1 2
6
O
1
O
2
β-(1,2) 萘醌 amphi-(2,6) 萘醌
醌类化合物天然药物化学
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中药紫草中紫草素、维生素K类化合 物属于α-萘醌。
OH O
OH O
CH3
CHCH2CH OH
C CH3
O CH3
[
] 3H
O
紫草素
维生素K1
醌类化合物天然药物化学
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大黄的主要成分及其临床药理研究进展
大黄的主要成分及其临床药理研究进展大黄（Rheum palmatum）是一种被广泛应用于中药领域的药用植物，其主要成分包括大黄素、蒽醌类化合物等。
本文将对大黄的主要成分及其临床药理研究进展进行探讨。
一、大黄的主要成分大黄的根部是其主要药用部位，主要含有大黄素和蒽醌类化合物。
大黄素是大黄的主要活性成分，具有极强的泻药作用。
蒽醌类化合物则是大黄的另一个重要成分，具有抗炎、抗肿瘤等多种药理作用。
大黄素具有强烈的泻药作用，能刺激结肠运动及分泌，增加肠蠕动，促进排便。
此外，大黄素还具有抗菌、抗炎、抗氧化、抗肿瘤等多种作用。
蒽醌类化合物包括大黄素、大黄酚、大黄酸等。
这些化合物具有抗炎、抗菌、抗肿瘤等多种生物学活性。
大黄中的蒽醌类化合物还具有抑制肿瘤细胞增殖和诱导肿瘤细胞凋亡的作用，对多种癌症具有潜在治疗作用。
二、大黄的临床药理研究进展1. 消炎作用：大黄具有明显的抗炎作用，可以抑制炎症反应的发生和发展。
研究表明，大黄中的蒽醌类化合物能够抑制多种炎症介质的合成和释放，减轻炎症反应。
2. 抗菌作用：大黄中的大黄素具有抑制多种细菌和真菌的生长作用，对某些耐药菌也有一定的抑制效果。
大黄素通过影响细菌的细胞膜透性和DNA复制等机制，发挥其抗菌作用。
3. 润肠作用：大黄中的大黄素能够增加肠道分泌液，促进肠蠕动，缓解便秘。
此外，大黄还能增加胆汁分泌，促进胆汁排泄，起到润肠通便的作用。
4. 抗肿瘤作用：大黄中的蒽醌类化合物具有抗肿瘤活性，能够抑制肿瘤细胞的增殖和诱导肿瘤细胞凋亡。
研究表明，大黄中的蒽醌类化合物对多种癌症细胞线有抑制作用，并且对多药耐药的肿瘤细胞也具有一定的抑制效果。
5. 抗病毒作用：大黄中的大黄素对多种病毒具有抑制活性，包括乙型肝炎病毒、流感病毒等。
研究发现，大黄素通过抑制病毒的侵入、复制和传播等多个环节，发挥其抗病毒作用。
三、总结大黄作为一种重要的中药材，其主要成分包括大黄素和蒽醌类化合物。
大黄的临床药理研究表明，大黄具有显著的抗炎、抗菌、抗肿瘤等多种药理活性。
大黄素生成大黄酸的原理
大黄素生成大黄酸的原理大黄素是一种植物中存在的有机化合物，也是大黄根部和茎部的主要成分之一。
大黄酸是从大黄素中生成的一种有机酸，具有抗炎、抗肿瘤等药理作用。
下面将详细介绍大黄素生成大黄酸的原理。
首先，大黄素属于蒽醌类化合物，它由多环芳香核心和两个对位的羟基组成。
大黄素的分子式为C15H10O5，分子量为270.23 g/mol。
它主要存在于大黄根部和茎部的细胞中，通过酶的作用逐步转化为大黄酸。
大黄素在细胞中首先经过酚类物质的合成途径生成酚酞（Emodin）和芳香醌（Anthraquinone）。
酚酞是一种有机酸，它由大黄素的芳香环上的一个羟基与一个酮基相连，分子式为C15H10O3，分子量为250.24 g/mol。
酚酞与环化酶的作用下转化为另一种酸类化合物，即大黄素酸。
大黄素酸是大黄素与酸类物质结合形成的产物，它的化学结构中存在有一个羧基，分子式为C15H10O4，分子量为270.23 g/mol。
大黄素酸是大黄素生成过程中的中间产物，它通过水解反应将羧基断裂，形成大黄酸。
大黄酸是一种蒽醌类有机酸，它由大黄素酸的羧基与一个氢离子相结合形成。
大黄酸的化学结构与大黄素酸相似，只是在结构上少了一个羧基。
大黄酸的分子式为C15H10O3，分子量为250.24 g/mol。
大黄素生成大黄酸的过程中，关键的反应是水解反应。
这是一个加水分子的反应，通过酶的作用下引发分子内部发生断裂，从而产生大黄酸。
在细胞中，该反应可能由水解酶或酶类催化剂催化进行。
大黄酸在生物体内具有多种药理作用，研究表明它具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、清热解毒等作用。
大黄酸可以通过多种途径发挥其药理活性，例如与信号传导通路中的蛋白质结合，调节细胞生理功能的进程。
综上所述，大黄素生成大黄酸的过程主要涉及酚类物质的合成和水解反应。
大黄酸是大黄素经过水解反应形成的一种蒽醌类有机酸。
大黄酸在生物体内具有多种药理作用，为草药领域的重要活性成分之一。
研究大黄素生成大黄酸的机理，有助于深入了解草药的有效成分及其作用机制。
大黄中蒽醌类化合物的提取分离和鉴定
大黄中蒽醌类化合物的提取分离和鉴定
大黄（Rhizoma Rhei）是一种常用中药，主要含有蒽醌类化合物，如大黄素、大黄酚、大黄酸等。
提取、分离和鉴定大黄中的蒽醌类化合物的常用方法如下：
1. 提取：将大黄粉末与适量的乙醇或乙醚等有机溶剂进行浸泡提取，较常用的是乙醚提取。
在恒温搅拌的条件下，将大黄与乙醚按一定比例混合30分钟以上，然后进行过滤，过滤液即为提取液。
2. 分离：提取液中含有大黄中的多种化合物，其中包括蒽醌类化合物。
为了分离和纯化蒽醌类化合物，通常采用柱层析、薄层层析等技术。
柱层析是将提取液通过填料（如硅胶、活性炭等）柱进行洗脱，根据化合物在柱上的亲疏性和相互间作用力的差异，逐步分离目标化合物。
薄层层析则是将提取液涂抹在硅胶或其他载体上的薄层，再通过浸泡，将化合物分离开。
3. 鉴定：分离到目标化合物后，可以通过理化性质和光谱分析进行鉴定。
常用的鉴定方法有红外光谱（IR）、质谱（MS）和核磁共振（NMR）等。
红外光谱可以用于确定化合物的官能团，质谱可以用于分析分子的质量和结构信息，核磁共振则可以提供化合物的详细结构信息。
以上是大黄中蒽醌类化合物的提取、分离和鉴定的常用方法，通过这些方法可以对大黄中的蒽醌类化合物进行有效地提取、分离和鉴定。
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（1）列出该天然药物的结构，并指出你所列举的天然药物属于哪种结构类型?
大黄素是一种蒽醌类化合物类化合物,化学式：C15H10O5。
大黄素为蓼科植物虎杖的干燥根茎和根或掌叶大黄的根茎。
（2）结合课程中所学及结构分析，探讨一下你所列举的药物一般可从天然药用植物中采用何种提取和分离方法获得？
大黄素主要从虎杖、大黄等天然药材中获得，其他植物如何首乌、决明子、首乌藤等天然植物中也有存在。
用虎杖提取大黄素时可用乙醇作溶剂提取，可用薄层层析法分离或者用硅胶柱层析分离。
用大黄提取大黄素时可先用回流法提取，用溶剂提取法根据其特性分离。
以大黄举例：
从大黄中提取分离大黄素（举例）:
提取原理：大黄其主要有效成分为大黄素、芦荟大黄素、大黄素甲醚等蒽醌类化合物 ,其中大部分为结合的蒽醌,少量为游离的蒽醌。
在做乙酸乙酯提取液一步时用回流提取法，因为大黄成分提取稳定，所以可用回流提取法提高效率。
（也可用渗漉法，但是操作时间较长。
）
分离原理：结合的蒽醌故弱酸性,能溶于水、乙醇、碳酸氢钠溶液,但在有机溶剂中的溶解度很小。
游离的蒽醌易溶于氯仿、乙醚等有机溶剂而不溶于水。
其中，大黄酸性﹥大黄素酸性﹥芦荟大黄素酸性﹥大黄素甲醚与大黄酚的酸性。
可以根据“相似者相容”原理根据以上化合物的酸度差异，可用碱性强弱不同的溶液进行梯度萃取分离。
大黄素提取分离流程图：
（3）你所列举的药物主要临床应用是什么？临床上有哪些药用剂型？
大黄素在肠内易于吸收，常用于治疗便秘，治疗肠梗阻，术后肠功能恢复，肠道准备等。
大黄素对抑菌有着很好的作用，它对很多细菌如各种葡萄球菌，溶血性链球菌伤寒杆菌、痢疾杆菌等多种菌种皆有抑制作用。
在临床上，用大黄素还应用于纯品治疗肿癌，主要用于白血病、胃癌等肿瘤等。
大黄素有栓剂、洗剂、片剂、胶囊等口服剂型。
亦有人把它制成注射剂，用于肌肉和静脉注射。
（4）在资源获得，临床使用等方面有何优势，或者是否存在问题或不足？
大黄素从虎杖大黄等药材中皆能提取，与其他珍贵药物相比更容易获得且疗效显著。
大黄素如果在使用中用量适当不会引起不良反应，长期口服可能引起甲状腺瘤性变肝细胞变性等，故不宜久服。