第三节 醌类化合物的提取分离 一、游离醌类的提取方法 1.有机溶剂提取法 2.碱提取酸沉淀法 有机溶剂 提取液 浓缩 浓缩液 氯仿等溶剂 第三节 醌类化合物的提取分离 一、游离醌类的提取方法 1.有机溶剂提取法 有机溶剂 提取液 浓缩 浓缩液 氯仿等溶剂 结晶 2.碱提取酸沉淀法 用于提取含酸性基团(Ar-OH、-COOH)的化合物。
3.水蒸气蒸馏法 适用于小分子的苯醌及萘醌类化合物。 4.超临界流体萃取法和超声波提取法
二、游离羟基蒽醌的分离 PH梯度萃取法
含有-COOH>β-OH>两个α-OH>一个α-OH, 可以分别被: 5%NaHCO3,5%Na2CO3,1%NaOH,5%NaOH萃取分离出来。
色谱法 游离羟基蒽醌衍生物常用硅胶、聚酰胺柱层析的方法进行分离。 一般不用氧化铝,因为酸性的羟基蒽醌易与碱性氧化铝产生化学吸附而难以洗脱。
三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物 苷元的分离 利用其极性的差别,苷元溶于极性较小的有机溶剂,而苷不溶,进行分离。 注意:蒽醌类化合物在植物体内多通过酚羟基或羧基与钠、钾、镁等成盐存在,所以提取前应先加酸酸化使其游离。
四、蒽醌苷类的分离 蒽醌苷极性较大,水溶性较强,分离纯化较困难,一般采用色谱法。 色谱分离之前的预处理方法: 铅盐法、溶剂法等。
1.铅盐法 2.溶剂法 用极性较大的溶剂将苷从提取液中提取(萃取)出来。
色谱分离常采用: 硅胶柱色谱和葡聚糖凝胶柱色谱。
第四节 醌类化合物的结构鉴定 一、紫外光谱 (一)苯醌的紫外光谱特征
(二)萘醌的紫外光谱特征
1,4-萘醌醌环上引入助色团,如-OH, -OMe等,257nm峰红移。 苯环引入α-OH ,335nm吸收峰红移至427nm。
(三)蒽醌类的紫外光谱特征
羟基蒽醌的主要吸收峰: Ⅰ峰:230nm左右 Ⅱ峰:240~260nm(由苯样结构引起) Ⅲ峰:262~295nm(由醌样结构引起) 不同位置、数目的羟基取代将引起相应吸收峰不同程度的红移。
如果9,10蒽醌母核上没有羟基取代时,羰基峰位为1675cm-1;如有α-OH取代,与羰基缔合,使羰基的伸缩振动显著向低频位移。 二、红外光谱 羟基蒽醌类化合物在红外区域有: VC=O 1675 ~ 1653 cm-1 V-OH 3600 ~ 3130 cm-1 V芳环 1600 ~ 1480 cm-1 如果9,10蒽醌母核上没有羟基取代时,羰基峰位为1675cm-1;如有α-OH取代,与羰基缔合,使羰基的伸缩振动显著向低频位移。
芳环上引入一个-OH时,给出两个>C=O吸收峰:
三、1H-NMR谱 (一)醌环上的质子
位移顺序在1,4-萘醌中为:
(二)芳环质子 有取代基时,峰的位置和峰数都会改变。
四、13C-NMR 谱 (一)1,4-萘醌
(二)9,10-蒽醌
五、醌类化合物的2D-NMR 由于蒽醌类化合物中季碳较多,所以13C-1H 远程相关谱和NOESY谱对于确定蒽醌类化合物中取代基的取代位置是一个强有力的工具。
六、醌类化合物的MS 游离醌类化合物,其MS的共同特征是分子离子峰通常为基峰,且出现丢失1-2个分子CO的碎片离子峰。 (一)对-苯醌的MS特征 有m/z 82、80、54、52碎片离子峰
(二)1,4-萘醌类化合物的MS特征 有m/z 104、76、50的碎片离子峰。 (三)9,10-蒽醌类化合物的MS特征 有m/z 180、152、90、76的碎片离子峰。
七、醌类化合物衍生物的制备 主要制备醌类化合物的甲基化和乙酰化的衍生物。来推测分子中羟基的数目和位置。
CH3I+Ag2O+CHCl3 的甲基化能力最强, CH2N2/Et2O的甲基化能力最弱。 (一)甲基化反应 羟基甲基化反应的由易至难顺序为: -COOH > -OH > -OH > R-OH 即酸性越强甲基化反应越容易。 CH3I+Ag2O+CHCl3 的甲基化能力最强, CH2N2/Et2O的甲基化能力最弱。
实际应用中醋酐-吡啶的能力最强, 冰醋酸最弱。 (二)乙酰化反应 羟基乙酰化由易到难的顺序为: 乙酰化试剂乙酰化能力的强弱顺序为: R-OH > -OH > -OH 乙酰化试剂乙酰化能力的强弱顺序为: CH3COCl>(CH3CO)2O>CH3COOR>CH3COOH 实际应用中醋酐-吡啶的能力最强, 冰醋酸最弱。
采用醋酐-硼酸作为乙酰化试剂,可以保护α-酚羟基不被乙酰化,仅使β-酚羟基乙酰化。
第五节 醌类化合物的生物活性 一、泻下作用 二、抗菌作用 三、其它作用:抗癌作用;对cAMP磷酸二酯酶有显著的抑制作用;抑制免疫反应;抗真菌活性等。
结构鉴定实例 从具有清热利湿、消肿止痛作用的黄花(又名金针菜)中分得多种蒽醌,其中一化合物的理化数据和波谱数据如下: 黄色结晶,mp 243~244C。 EIMS给出分子离子峰为m/z 300, 结合元素分析确定其分子式为C16H12O6。 在5%NaOH水溶液中呈深红色。 不溶于水,溶于5%Na2CO3水溶液,呈橙红色。 与乙酸镁甲醇液反应呈橙红色。
IR谱: 3320, 1655, 1634 , 840, 860cm-1. 1HNMR(in DMSO-d6, ppm): 12.85 (1H, s) , 10.50 (1H, s) 8.15 (1H, s) 7.75 (1H, d, J=8Hz) 7.61 (1H, m) 7.22 (1H, d, J=8Hz) 4.55 (2H, s) 3.76 (3H, s) 对该化合物进行全乙酰化,其产物的氢谱示有三个乙酰基信号:δ2.10, 2.36, 2.43 (each 3H,s)。且原有的δ4.55(2H,s)信号明显向低场移至δ5.18。
因此,该化合物可能有以下几种结构,从生源角度考虑,以D式的可能性较大.
用已知化合物做化学沟通 (NBS N-溴代丁二酰亚胺) 合成产物与该化合物三乙酰化物的TLC行为及IR谱完全一致,混合熔点也不下降,所以:
故该化合物的结构为 2,8-二羟基-1-甲氧基 -3-羟甲基-9,10-蒽醌。
小结: 第一节 醌类化合物的结构类型 掌握苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌类化合物的基本类型及其分类,并且要了解每一种类型当中代表性的或具有重要生理活性的化合物。 第二节 醌类化合物的理化性质 重点掌握醌类化合物的颜色、升华性、挥发性以及溶解性与结构之间的关系。掌握酸性强弱与结构的关系,颜色反应及其应用。
第三节 提取分离 熟悉游离醌类及其苷类的一般提取分离方法,重点掌握采用PH梯度萃取分离游离羟基蒽醌的方法。 第四节 醌类化合物的结构鉴定 重点掌握羟基蒽醌IR羰基的特征吸收和羟基蒽醌NMR的特性及其解析方法。