学习情境三 中药中蒽醌类化学成分的提取分离技术

理论基础 任 务

理 论 基 础 一、结构与分类 二、理化性质 三、检识方法 四、提取与分离方法

醌类化合物是具有共轭体系的环己二烯二酮类化合物（不饱和环二酮结构）。 一、结构与分类 醌类化合物是具有共轭体系的环己二烯二酮类化合物（不饱和环二酮结构）。 天然醌类化合物主要为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。 不饱和环己二烯二酮结构

蒽醌类（anthraquinones）化合物主要集中分布于蓼科、茜草科、豆科、鼠李科、百合科、紫葳科等植物中。天然药物如大黄、虎杖、何首乌、决明子、丹参、番泻叶、芦荟、紫草中的有效成分都是醌类化合物。天然的醌类化合物的生物活性是多方面的，如泻下、抗菌、抗病毒、止血、利尿和抗肿瘤作用，还有一些用于治疗高血压及心脏病，是一类很有前途的生物活性成分。

（一）蒽醌类成分的结构类型 蒽醌类成分包括蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物，如：氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、二蒽酮。 蒽 醌 基 本 母 核

1、羟基蒽醌类 羟基分布在两侧的苯环 （1）大黄素型 ，多数化合物呈黄色。 例如常用中药大黄中的主要蒽醌成分。 大黄为蓼科多年生草本植物掌叶大黄、唐古特大黄、 药用大黄的干燥根和根茎 具有清热泻下、活血化瘀等多种作用 羟基分布在两侧的苯环

掌叶大黄 唐古特大黄 R1 R2 大黄酸（rhein） —H —COOH 大黄素（emodin） —OH —OH 芦荟大黄素（alos- emodin）—H —CH3 大黄素甲醚（physcion） — OCH3 —CH3 大黄酚（chrysophanol） —H —CH2OH 掌叶大黄 唐古特大黄

（2）茜草素型 羟基分布在一侧的苯环上 ，化合物颜色较深，多为橙黄色至橙红色。 例如：中药茜草的主要成分茜草素 茜草为茜草科植物茜草的干燥根及根茎 具有凉血、止血、祛瘀、通经的作用 羟基分布在一侧的苯环上

茜草及茜草根茎、饮片 R1 R2 R3 茜草素（alizarin） —OH —H —H 羟基茜草（purpurin） —OH —H —OH 伪羟基茜草（pseudopurpurin） —OH —COOH —OH 茜草及茜草根茎、饮片

2、蒽酚和蒽酮类 蒽酚、蒽酮是蒽醌的还原产物，常与蒽醌同时存在于药材中，且能相互转化。还原型的蒽酚、蒽酮多存在于新鲜药材中，对粘膜有很强的刺激性，可引起呕吐（副作用）。

如：鼠李科植物长叶冻绿 长叶冻绿主要成分柯桠素为蒽酚类型； 具有清扫解毒、杀虫利湿作用； 长叶冻绿

如：蓼科多年生草本植物大黄的干燥根及根茎 大黄中含有大黄酚蒽酮成分； 具有清热泻下、活血化瘀等多种作用；

蒽酚及蒽酮的性质 蒽酚及蒽酮类一般只存在于新鲜植物中，存放期间易被氧化，生成蒽醌类。 蒽酚的中位羟基与糖缩合成苷后，则难以被氧化，较稳定，因为形成的苷只有被水解除去糖才易被氧化而转变为蒽醌衍生物。而苷的水解是需要一定条件的。 羟基蒽酚抑菌作用较强，可治疗疥癣之类皮肤病。

3、二蒽酮类 由两分子蒽酮脱去一分子氢，通过C-C结合而成的化合物。结合方式多为C10-C10′连接。

例如：豆科植物狭叶番泻或尖叶番泻的干燥小叶 番泻叶中致泻的主要有效成分番泻苷类。 具有泻热行滞、通便、利水作用。 番 泻 叶

二蒽酮类性质 C10-C10′键容易水解而断裂，生成较稳定的蒽酮游离基，继而氧化成蒽醌类化合物。 一般随着植物原料储存时间延长，二蒽酮类含量下降，单蒽酮类含量上升。

4、二蒽醌类 为两分子蒽醌通过碳-碳键结合而成的化合物。天然二蒽醌类化合物中的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：鼠李科植物翼核果 翼核果干燥茎主要成分醌茜素为二蒽醌类化合物； 具有补益气血，祛风活络作用

蒽醌类化合物的其他生物活性 1、泻下作用 大黄、番泻叶含有蒽醌类成分，其中以番泻苷的作用最强。 2、抗菌作用 蒽醌类成分大多 有抗菌作用，其中以大黄酸的活性最强。 3、抗肿瘤作用

二、理化性质 （一）性状 醌类化合物如果母核上没有酚羟基取代，基本上无色，但随着酚羟基等助色团的引入则表现有一定颜色，取代基的助色团越多，颜色也就越深。多为黄色至橙红色固体。一般都具荧光，并在不同PH时显示不同的颜色。 游离形式多为完好结晶。 结合成苷则难以得到完好结晶，多呈粉末状。

（二）升华性 （三）挥发性 （四）溶解性 游离醌类多具有升华性。一般来说其升华温度随酸性增强而升高。 小分子苯醌及萘醌具挥发性，可随水蒸气蒸馏。 （四）溶解性 游离醌：溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，难溶于水。 醌苷类：易溶于甲醇、乙醇、溶于热水，不溶于乙醚、苯、氯仿。

（五）酸碱性 1、酸性 蒽醌类化合物多具有酚羟基，因此具有酚的通性，呈弱酸性，但酸性强弱与分子中是否存在羧基、酚羟基的数目及结合位置有关。 （1）含有 的醌类化合物的酸性强于不含羧基者；一般蒽核上羧基的酸性与芳香酸相同。 羧基

（2）醌类化合物母核上β-OH的酸性强于α-OH。

（3）酚羟基数目增多，酸性增强。但酚羟基若形成分子内氢键，则酸性下降。下列化合物的酸性依次递减。

游离蒽醌类的酸性强弱规律如下： 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH 含-COOH>含2个以上β-OH>含一个β-OH>含两个α-OH>含一个α-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH

2、碱性 由于羰基上的氧原子具有微弱的碱性，能溶于浓硫酸中生成盐再转成阳碳离子，同时颜色显著加深。

三、检识方法 （一）碱液呈色反应 （二）醋酸镁显色反应 羟基蒽醌类遇碱显红—紫红色 检识羟基蒽醌成分的最常用方法 显色反应与形成共轭体系的酚羟基和羰基有关。 （二）醋酸镁显色反应 羟基蒽醌和0.5%醋酸镁的甲醇或乙醇液生成稳定的橙红色或紫色络合物。 在蒽醌类化合物中，如果有α-酚羟基或邻位二酚羟基结构时，则可与Pb+、Mg2+等金属离子形成络合物。 当蒽醌类化合物上的羟基位置不同时，与醋酸镁形成的络合物具有不同的颜色，不仅可作为蒽醌的一般定性检查，而且可以提供羟基取代位置的线索，有利于结构的推测。多用作PPC、TLC显色剂。

（三）对亚硝基二甲苯胺反应 蒽酮类化合物尤其是1，8-二羟基蒽酮衍生物的专属反应（具有一个活性次甲基）。 1，8-二羟基蒽酮衍生物的羰基对位亚甲基上的氢很活泼，可与对亚硝基二甲基苯胺吡啶溶液反应缩合而成共轭体系较长的化合物，呈现不同颜色。（ 1，8-二羟基蒽酮类均为绿色）

（四）色谱检识 （一）薄层色谱 1、吸附剂：硅胶或聚酰胺（禁用碱性吸附剂） 2、展开剂：氯仿-醋酸-乙酯（游离蒽醌） 醋酸乙酯-甲醇-冰醋酸（蒽醌苷类）（100∶17∶13） 显色剂：碳酸钠、0.5%醋酸镁甲醇喷雾剂 （二）纸色谱 1、展开剂：石油醚-乙醇-水（1∶1∶3） 2、显色剂：0.5%醋酸镁甲醇喷雾剂

四、 提取与分离方法 （一）提取方法 1、有机溶剂提取法 （1）亲脂性有机溶剂提取法（任务一 大黄中蒽醌类的提取方法） 四、 提取与分离方法 （一）提取方法 1、有机溶剂提取法 （1）亲脂性有机溶剂提取法（任务一 大黄中蒽醌类的提取方法） （2）醇提取法（任务二 番泻叶中蒽醌类的提取方法） 2、碱提酸沉法 3、水蒸气蒸馏法 4、其它方法 超临界流体萃取法、超声波提取法等，既提高了提出率，又避免醌类成分的分解）。

（二）分离方法 1、蒽醌苷类和游离蒽醌衍生物的分离 含醌的醇提取液 ↓ 浓缩 ↓ 水分散 蒽醌苷类 游离蒽醌类

（二）分离方法 2、游离羟基蒽醌的分离 （1）羟基蒽醌的酸性差别很大时，采用PH梯度萃取法（大黄中游离蒽醌类成分的分离方法）。 （2）羟基蒽醌的酸性差别不大时，采用色谱方法，可得到彻底分离。

(1)PH梯度萃取法 5%NaHCO3液 → 含-COOH及两个以上β-酚OH 5%Na2CO3液 → 含一个β-酚OH蒽醌类 1%NaOH液 → 含两个a-酚OH蒽醌类 5% NaOH液 → 含一个a-酚OH蒽醌类 （2）色谱分离法 多用吸附柱层析，以硅胶、磷酸氢钙、聚酰胺粉为吸附剂，不宜用氧化铝，尤其是碱性氧化铝，因为羟基蒽醌能与氧化铝形成牢固螯合物，难以洗脱。 知识链接

任务一 大黄中蒽醌类化学成分的提取分离技术 任务一 大黄中蒽醌类化学成分的提取分离技术 1、大黄为蓼科多年生草本植物掌叶大黄、唐古特大黄或药用大黄的干燥根及根茎。 2、化学成分 （1）生大黄：番泻苷类等蒽醌类化合物（泻下作用）、蒽酚或蒽酮衍生物（刺激、致呕作用）、鞣质类多元酚化合物（止泻作用）、土大黄苷（杂质）。 （2）炮制大黄：苷类水解，产生大黄素类苷元，不同的炮制方法，所含的主要成分不同，作用也不同。

任务一 大黄中蒽醌类化学成分的提取分离技术 任务一 大黄中蒽醌类化学成分的提取分离技术 根据大黄中的羟基蒽醌苷经酸水解成游离苷元，苷元可溶于氯仿而被提出的原理。再利用各羟基蒽醌类化合物酸性不同，采用PH梯度萃取法分离而得各单体苷元。

任务二 番泻叶中蒽醌类化学成分的提取分离技术 任务二 番泻叶中蒽醌类化学成分的提取分离技术 1、番泻叶为豆科植物狭叶番泻叶或尖叶番泻的干燥小叶。有泻热行滞，通便，利水的功效。主治热结积滞、便秘腹痛、水肿胀满。 2、番泻叶主要活性成分：番泻苷A、番泻苷B、番泻苷C、番泻苷D。

番泻苷A不溶于水、苯、乙醚或氯仿，难溶于甲醇、乙醇或丙酮，，但在与水相混的有机溶剂中的溶解度随含水量的增加而增大，溶剂中含水量达30%时溶解度最大。 采用大孔吸附树脂法进行分离。

知识链接 大孔吸附树脂法

大孔吸附树脂法 （1）特点：白色球形颗粒，分为非极性和极性两类，理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶媒中 （2）原理：吸附性和分子筛性相结合。吸附性由范德华引力或产生氢键的结果；分子筛是其多孔性结构性质 （3）影响吸附因素：溶剂本身的性质；物质在溶剂中的溶解度（溶解度大，树脂对其吸附力降低）；化合物的性质

复习思考题 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？ 4、用化学方法区别下列两种化合物。 2、8-二羟基蒽醌 2、8-二羟基蒽酮

再 见 茜 草