第四章 醌类化合物
第一节 概 述
一, 分类
醌类化合物是中药中一类具有醌式结构的化学成分, 主要
分为苯醌, 萘醌, 菲醌和蒽醌四种类型 。 在中药中以蒽醌及其衍
生物尤为重要 。
二, 植物分布
醌类在植物中的分布非常广泛 。
1,蓼科的大黄, 何首乌, 虎杖 。
2,茜草科的茜草
3,豆科的决明子, 番泻叶 。
4,鼠李科的鼠李 。
5,百合科的芦荟 。
6,唇形科的丹参
7,紫草科的紫草 。
醌类在一些低等植物中也有存在 。
三、生物活性
醌类化合物的生物活性是多方面的。
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)
O
O
1
2
3
4
5
6
O
O
1
2
3
4
5
6
O
O
O
O
O
O
1
2
3
45
6
7
8
9
10
第二节 醌类化合物的结构与分
类一, 苯醌类
苯醌类 ( benzoquinones) 化合物分为邻苯醌和对苯醌两大类 。
邻苯醌结构不稳定, 故天然存在的苯醌化合物多数为对苯醌的衍生
物 。 对苯醌 邻苯醌
二, 萘醌类
萘醌类 ( naphthoquinones) 化合物分为 α( 1,4), β( 1
,2) 及 amphi( 2,6) 三种类型 。 但天然存在的大多为 α-萘醌类衍
生物, 它们多为橙色或橙红色结晶, 少数呈紫色 。
α -( 1,4) 萘醌 β -( 1,2) 萘醌 amphi-( 2,6) 萘醌
三, 菲醌类
天然菲醌 ( phenanthraquinone) 分为邻醌及对醌两种类型,
例如从中药丹参根中分得到的多种菲醌衍生物, 均属于邻菲醌类和
对菲醌类化合物 。
邻菲醌 对菲醌
举例:丹参中丹参醌类化合物
O
O
O
O
1,4,5,8位为 α位
2,3,6,7位为 β位
9,10位为 meso位, 又
叫中位
O
O
8a 9a
10a 4a
8
7
6
5
1
2
3
4
O
四, 蒽醌类 ( 重点掌握 )
按母核的结构分为单蒽核及双蒽核两大类 。
( 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, 由于整个分子形成一
共轭体系, C9,C10又处于最高氧化水平, 比较稳定 。
天然存在的蒽醌类化合物在蒽醌母核上常有羟基、羟甲基、甲
基、甲氧基和羧基取代。它们以游离形式或与糖结合成苷的形式存
在于植物体内。蒽醌苷大多为氧苷,但有的化合物为碳苷,如芦荟
苷。 根据羟基在蒽醌母核上的分布情况,可将羟基蒽醌衍生物分为
两种类型。
大黄酚 ( chrysophanol) R1=H R2= CH3
大黄素 ( emodin) R1= OH R2= CH3
大黄素甲醚 ( physcion) R1=OCH3 R2= CH3
芦荟大黄素 ( aloe-emodin) R1=H R2=CH2OH
大黄酸 ( rhein) R1=H R2=COOH
OH
R 1 R 2
OHO
O
( 1) 大黄素型
羟基分布在两侧的苯环上, 多数化合物呈黄色 。 例如大黄中的主
要蒽醌成分多属于这一类型 。
( 必须掌握下面五个结构式 ) 比较这几个结构式的极性大小 。
茜草素 ( alizarin) R1=OH R2=H R3=H
羟基茜草素 ( purpurin) R1=OH R2=H R3=OH
伪羟基茜草素 ( pseudopurpurin) R1=OH R2=COOH
R3=OH
O H
R
R
R
O
O
3
1
2
( 2) 茜草素型
羟基分布在一侧的苯环上, 此类化合物颜色较深, 多为橙黄
色至橙红色 。 例如茜草中的茜草素等化合物即属此型 。
2,蒽酚或蒽酮衍生物
蒽醌在酸性环境中被还原, 可生成蒽酚及其互变异构体 — 蒽酮 。
蒽醌 蒽酚 蒽酮
蒽酚(或蒽酮)的羟基衍生物常以游离状态或结合状态与相应
的羟基蒽醌共存于植物中。蒽酚(或蒽酮)衍生物一般存在于新鲜
植物中。新鲜大黄经两年以上贮存则检识不到蒽酚。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
去糖才能易于被氧化转变成蒽醌衍生物。
O
O
O H O
HH
S n,H C l
还原
( 二 ) 双蒽核类
1,二蒽酮类
二蒽酮类成分可以看成是 2分子蒽酮脱去一分子氢, 通过碳碳
键结合而成的化合物 。 其结合方式多为 C10-C10′,也有其它位置连结
。 例如大黄及番泻叶中致泻的主要有效成分番泻苷 A,B,C,D等
皆为二蒽酮衍生物 。 ( 认识这几个番泻苷的结构式 )
番泻苷 A( sennoside A) 的苷元 A是 2分子的大黄酸蒽酮通过 C10-
C10′相互结合成的二蒽酮类衍生物 。 其 C10-C10′为反式连接 。
番泻苷 B是番泻苷 A的异构体, 水解和番泻苷元 B( sennidin B)
,其 C10-C10′为顺式连接 。
番泻苷 C是 1分子大黄酸蒽酮与 1分子芦荟大黄素蒽酮通过 C10-
C10′反式连接而形成的二蒽酮二葡萄糖苷 。
番泻苷 D为番泻苷 C的异构体,其 C10-C10′ 为顺式连接。
四者水解均后生成 2分子葡萄糖。
OOg lc O H
C H
2
O H
OOg lc O H
C O O H
H
H
OOg lc O H
C H
2
O H
OOg lc O H
C O O H
H
H
OOg lc O H
C O O H
OOg lc O H
C O O H
H
H
OOg lc O H
C O O H
OOg lc O H
C O O H
H
H
番泻苷 A 番泻苷 B
番泻苷 C 番泻苷 D
二蒽酮类化合物的 C10-C10‘键与通常 C-C键不同,
易于断裂, 生成相应的蒽酮类化合物 。
如大黄及番泻叶中含有的番泻苷 A的致泻作用是
因其在肠内变为大黄酸蒽酮所致 。
番泻苷 A
大黄酸蒽酮
OO H O H
C O O H
2 2 g l c+
2,二蒽醌类
蒽醌类脱氢缩合或二蒽酮类氧化均可形成二蒽醌类 。 天然二蒽醌
类化合物中的两个蒽醌环都是相同而对称的, 由于空间位阻的相互
排斥, 故两个蒽环呈反向排列, 如:
天精( skyrin) 山扁豆双醌( cassiamine)
O
O
CH
3
O H O H
O H
O
O
O H
OH
O H
C H
3
O
O
CH
3
O H O H
O
O H O O H
C H
3
3,去氢二蒽酮类 中位二蒽酮再脱去 1分子氢即进一步氧化, 两
环之间以双键相连者称为去氢二蒽酮 。 此类化合物颜色多呈暗紫红
色 。 其羟基衍生物存在于自然界中, 如金丝桃属植物 。
4,日照蒽酮类 去氢二蒽酮进一步氧化, α与 α′位相连组成一新
六元环, 其多羟基衍生物也存在于金丝桃属植物中 。
5,中位萘骈二蒽酮类 这一类化合物是天然蒽衍生物中具有最高
氧化水平的结构形式, 也是天然产物中高度
稠合的多元环系统之一 ( 含 8个环 ) 。 如金丝桃素 ( hypericin) 为
萘骈二蒽酮衍生物, 存在于金丝桃属某些植物中, 具有抑制中枢神
经及抗病毒的作用 。
去氢二蒽酮 日照蒽酮 金丝桃素
O
O
O
O
O
O
OH
OH
C H
3
C H
3
O HO H
O H O H
第一节 概 述
一, 分类
醌类化合物是中药中一类具有醌式结构的化学成分, 主要
分为苯醌, 萘醌, 菲醌和蒽醌四种类型 。 在中药中以蒽醌及其衍
生物尤为重要 。
二, 植物分布
醌类在植物中的分布非常广泛 。
1,蓼科的大黄, 何首乌, 虎杖 。
2,茜草科的茜草
3,豆科的决明子, 番泻叶 。
4,鼠李科的鼠李 。
5,百合科的芦荟 。
6,唇形科的丹参
7,紫草科的紫草 。
醌类在一些低等植物中也有存在 。
三、生物活性
醌类化合物的生物活性是多方面的。
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)
O
O
1
2
3
4
5
6
O
O
1
2
3
4
5
6
O
O
O
O
O
O
1
2
3
45
6
7
8
9
10
第二节 醌类化合物的结构与分
类一, 苯醌类
苯醌类 ( benzoquinones) 化合物分为邻苯醌和对苯醌两大类 。
邻苯醌结构不稳定, 故天然存在的苯醌化合物多数为对苯醌的衍生
物 。 对苯醌 邻苯醌
二, 萘醌类
萘醌类 ( naphthoquinones) 化合物分为 α( 1,4), β( 1
,2) 及 amphi( 2,6) 三种类型 。 但天然存在的大多为 α-萘醌类衍
生物, 它们多为橙色或橙红色结晶, 少数呈紫色 。
α -( 1,4) 萘醌 β -( 1,2) 萘醌 amphi-( 2,6) 萘醌
三, 菲醌类
天然菲醌 ( phenanthraquinone) 分为邻醌及对醌两种类型,
例如从中药丹参根中分得到的多种菲醌衍生物, 均属于邻菲醌类和
对菲醌类化合物 。
邻菲醌 对菲醌
举例:丹参中丹参醌类化合物
O
O
O
O
1,4,5,8位为 α位
2,3,6,7位为 β位
9,10位为 meso位, 又
叫中位
O
O
8a 9a
10a 4a
8
7
6
5
1
2
3
4
O
四, 蒽醌类 ( 重点掌握 )
按母核的结构分为单蒽核及双蒽核两大类 。
( 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, 由于整个分子形成一
共轭体系, C9,C10又处于最高氧化水平, 比较稳定 。
天然存在的蒽醌类化合物在蒽醌母核上常有羟基、羟甲基、甲
基、甲氧基和羧基取代。它们以游离形式或与糖结合成苷的形式存
在于植物体内。蒽醌苷大多为氧苷,但有的化合物为碳苷,如芦荟
苷。 根据羟基在蒽醌母核上的分布情况,可将羟基蒽醌衍生物分为
两种类型。
大黄酚 ( chrysophanol) R1=H R2= CH3
大黄素 ( emodin) R1= OH R2= CH3
大黄素甲醚 ( physcion) R1=OCH3 R2= CH3
芦荟大黄素 ( aloe-emodin) R1=H R2=CH2OH
大黄酸 ( rhein) R1=H R2=COOH
OH
R 1 R 2
OHO
O
( 1) 大黄素型
羟基分布在两侧的苯环上, 多数化合物呈黄色 。 例如大黄中的主
要蒽醌成分多属于这一类型 。
( 必须掌握下面五个结构式 ) 比较这几个结构式的极性大小 。
茜草素 ( alizarin) R1=OH R2=H R3=H
羟基茜草素 ( purpurin) R1=OH R2=H R3=OH
伪羟基茜草素 ( pseudopurpurin) R1=OH R2=COOH
R3=OH
O H
R
R
R
O
O
3
1
2
( 2) 茜草素型
羟基分布在一侧的苯环上, 此类化合物颜色较深, 多为橙黄
色至橙红色 。 例如茜草中的茜草素等化合物即属此型 。
2,蒽酚或蒽酮衍生物
蒽醌在酸性环境中被还原, 可生成蒽酚及其互变异构体 — 蒽酮 。
蒽醌 蒽酚 蒽酮
蒽酚(或蒽酮)的羟基衍生物常以游离状态或结合状态与相应
的羟基蒽醌共存于植物中。蒽酚(或蒽酮)衍生物一般存在于新鲜
植物中。新鲜大黄经两年以上贮存则检识不到蒽酚。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
去糖才能易于被氧化转变成蒽醌衍生物。
O
O
O H O
HH
S n,H C l
还原
( 二 ) 双蒽核类
1,二蒽酮类
二蒽酮类成分可以看成是 2分子蒽酮脱去一分子氢, 通过碳碳
键结合而成的化合物 。 其结合方式多为 C10-C10′,也有其它位置连结
。 例如大黄及番泻叶中致泻的主要有效成分番泻苷 A,B,C,D等
皆为二蒽酮衍生物 。 ( 认识这几个番泻苷的结构式 )
番泻苷 A( sennoside A) 的苷元 A是 2分子的大黄酸蒽酮通过 C10-
C10′相互结合成的二蒽酮类衍生物 。 其 C10-C10′为反式连接 。
番泻苷 B是番泻苷 A的异构体, 水解和番泻苷元 B( sennidin B)
,其 C10-C10′为顺式连接 。
番泻苷 C是 1分子大黄酸蒽酮与 1分子芦荟大黄素蒽酮通过 C10-
C10′反式连接而形成的二蒽酮二葡萄糖苷 。
番泻苷 D为番泻苷 C的异构体,其 C10-C10′ 为顺式连接。
四者水解均后生成 2分子葡萄糖。
OOg lc O H
C H
2
O H
OOg lc O H
C O O H
H
H
OOg lc O H
C H
2
O H
OOg lc O H
C O O H
H
H
OOg lc O H
C O O H
OOg lc O H
C O O H
H
H
OOg lc O H
C O O H
OOg lc O H
C O O H
H
H
番泻苷 A 番泻苷 B
番泻苷 C 番泻苷 D
二蒽酮类化合物的 C10-C10‘键与通常 C-C键不同,
易于断裂, 生成相应的蒽酮类化合物 。
如大黄及番泻叶中含有的番泻苷 A的致泻作用是
因其在肠内变为大黄酸蒽酮所致 。
番泻苷 A
大黄酸蒽酮
OO H O H
C O O H
2 2 g l c+
2,二蒽醌类
蒽醌类脱氢缩合或二蒽酮类氧化均可形成二蒽醌类 。 天然二蒽醌
类化合物中的两个蒽醌环都是相同而对称的, 由于空间位阻的相互
排斥, 故两个蒽环呈反向排列, 如:
天精( skyrin) 山扁豆双醌( cassiamine)
O
O
CH
3
O H O H
O H
O
O
O H
OH
O H
C H
3
O
O
CH
3
O H O H
O
O H O O H
C H
3
3,去氢二蒽酮类 中位二蒽酮再脱去 1分子氢即进一步氧化, 两
环之间以双键相连者称为去氢二蒽酮 。 此类化合物颜色多呈暗紫红
色 。 其羟基衍生物存在于自然界中, 如金丝桃属植物 。
4,日照蒽酮类 去氢二蒽酮进一步氧化, α与 α′位相连组成一新
六元环, 其多羟基衍生物也存在于金丝桃属植物中 。
5,中位萘骈二蒽酮类 这一类化合物是天然蒽衍生物中具有最高
氧化水平的结构形式, 也是天然产物中高度
稠合的多元环系统之一 ( 含 8个环 ) 。 如金丝桃素 ( hypericin) 为
萘骈二蒽酮衍生物, 存在于金丝桃属某些植物中, 具有抑制中枢神
经及抗病毒的作用 。
去氢二蒽酮 日照蒽酮 金丝桃素
O
O
O
O
O
O
OH
OH
C H
3
C H
3
O HO H
O H O H