蒽醌的提取分离

关于蒽醌的提取分离本章节要求掌握蒽醌的概念，熟悉蒽醌类化合物的母核结构，了解蒽醌类化合物的分类及其基本结构类型。掌握蒽醌类化合物的理化性质和检识方法。掌握醌类的提取分离。第2页,共65页，2024年2月25日，星期天简介：

醌类是指分子中具有不饱和环二酮结构的一类化合物，在许多中药中都含有醌类。中药中所含的醌类化合物按其结构可分为苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌4种类型。第3页,共65页，2024年2月25日，星期天分布与生理活性目前已发现的蒽醌类主要包括蒽醌衍生物及其不同还原程度的产物。在高等植物中主要分布在蓼科、鼠李科、茜草科、豆科等植物中，是许多中药如大黄、何首乌、虎杖、决明子、芦荟、茜草等中的有效成分，也是一类重要的天然色素。大黄芦荟番泻叶第4页,共65页，2024年2月25日，星期天蒽醌类化合物具有多方面的生理活性，如具泻下作用（番泻叶中的番泻苷类化合物）、抗菌作用（大黄中游离的羟基蒽醌类化合物）、止血作用（茜草中的茜草素类成分）等等。茜草虎杖何首乌第5页,共65页，2024年2月25日，星期天

第一节必备知识

第6页,共65页，2024年2月25日，星期天一、结构和分类第7页,共65页，2024年2月25日，星期天1、基本结构蒽醌：蒽的中位羰基衍生物1、4、5、8：α位2、3、6、7：β位第8页,共65页，2024年2月25日，星期天

取代基：在蒽醌母核上可有不同数目的羟基取代，其中以二元羟基取代的蒽醌化合物为多，如大黄中的几种蒽醌类成分。在其两侧苯环上多有－CH3、－CH2OH、－CHO、－COOH等基团取代，个别蒽醌化合物还有两个C原子以上的侧链取代。第9页,共65页，2024年2月25日，星期天2、分类根据母核中蒽核的数量分为单蒽核类和双蒽核类；大黄素（单蒽核类）番泻苷A（双蒽核类）第10页,共65页，2024年2月25日，星期天单蒽核类单蒽核类根据羟基在蒽醌母核上位置的不同，可将羟基蒽醌衍生物分为大黄素型和茜草素型两类。蒽醌可在酸性条件下被还原，生成蒽酚及其互变异构体蒽酮。第11页,共65页，2024年2月25日，星期天（1）蒽醌衍生物——①大黄素型这种类型的蒽醌的取代基分布在两侧苯环上，多数呈黄-棕黄色，许多重要的中药如大黄中的蒽醌多属此类型。第12页,共65页，2024年2月25日，星期天大黄酚大黄素甲醚大黄素芦荟大黄素大黄酸第13页,共65页，2024年2月25日，星期天

以上五种大黄素型羟基蒽醌在中药中分布比较广泛。羟基蒽醌衍生物大多与葡萄糖、鼠李糖等结合成苷，有单糖苷，也有双糖苷。

R1=glc

R2=H

芦荟大黄素葡萄糖苷大黄素甲醚－8-O-β-D-龙胆双糖苷第14页,共65页，2024年2月25日，星期天（1）蒽醌衍生物——②茜草素型此类羟基蒽醌化合物其羟基分布在一侧苯环上，呈色以橙黄－橙红为主，主要存在于茜草中，具有止血活血作用。第15页,共65页，2024年2月25日，星期天茜草素羟基茜草素伪羟基茜草素第16页,共65页，2024年2月25日，星期天（2）蒽酚（或蒽酮）衍生物类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。

蒽酚（或蒽酮）衍生物一般存在于新鲜植物中，其羟基衍生物常以游离态或结合态与相应的羟基蒽醌共存于植物中，新鲜大黄经2年以上贮存就检识不到蒽酚。

第17页,共65页，2024年2月25日，星期天（3）二蒽酮类二蒽酮类是由2分子蒽酮脱去1分子氢后而成，上下两环的结构相同而且对称，又分为中位连接（即C10－C10′）和α位连接（C1－C1′或C4－C4′）等形式。多为黄色结晶。第18页,共65页，2024年2月25日，星期天番泻苷A番泻苷B番泻苷C番泻苷D第19页,共65页，2024年2月25日，星期天番泻苷A是由2分子大黄酸蒽酮通过C10－C10′反式结合而成。易被酸水解生成2分子葡萄糖和1分子番泻苷元A，具有右旋性。番泻苷B性质与番泻苷A相似，是番泻苷A的异构体，水解后生成2分子葡萄糖和番泻苷元B。苷元B是苷元A的内消旋体。番泻苷C是由1分子大黄酸蒽酮与1分子芦荟大黄素蒽酮通过C10－C10′反式结合而成，番泻苷D是苷C的异构体。第20页,共65页，2024年2月25日，星期天二蒽酮多以苷的形式存在，若催化加氢还原则生成２分子蒽酮，用三氯化铁氧化则生成２分子蒽醌，比较重要的二蒽酮是从番泻叶中得到的番泻苷A、B、C、D。在某些新鲜植物药中，所含的二蒽酮苷随着贮藏时间的增加，其含量将逐渐减少，而相应的单蒽酮含量则随之增加，如果贮藏时间超过1年，则单蒽酮苷也能变成蒽醌苷及其苷元。第21页,共65页，2024年2月25日，星期天二、理化性质第22页,共65页，2024年2月25日，星期天1.性状颜色：蒽醌类化合物均为黄色或橙红色固体，有一定的熔点。结晶：游离的蒽醌类具有完好的晶形，成苷后则晶形不好。荧光：蒽醌类化合物大多有荧光，并在不同pH时显示不同的颜色。第23页,共65页，2024年2月25日，星期天2.升华性

游离蒽醌类化合物具有升华性，常压下加热可升华而不分解。

升华性：可利用此性质来提取分离、精制蒽醌类化合物。一般升华温度随酸性增强而升高。

第24页,共65页，2024年2月25日，星期天3.溶解度游离蒽醌类化合物：具亲脂性，易溶于苯、乙醚、氯仿和碱性有机溶剂中，可溶于丙酮、甲醇及乙醇，不溶或难溶于水。蒽醌苷类：极性较大，易溶于甲醇、乙醇及热水，难溶于冷水，几乎不溶于乙醚、苯及氯仿等溶剂。羟基蒽醌苷及苷元，因具有酚羟基，可溶于碱性溶液中，加酸酸化后又可析出沉淀，此性质可用于提取分离。蒽醌类化合物的钙、钡、铅、铁及铝盐均难溶于水。第25页,共65页，2024年2月25日，星期天4.酸碱性——酸性蒽醌类化合物大多具有2个以上的酚羟基，因此具有酚的通性，呈弱酸性。蒽醌类化合物在碱性水溶液中成盐溶解，加酸酸化后被游离又可重新析出沉淀。第26页,共65页，2024年2月25日，星期天酸性强弱规律——是否存在羧基及酚羟基的数目及位置有关（1）带羧基者酸性强于不带羧基者，带羧基者可溶于NaHCO3水液中。（2）β-羟基蒽醌的酸性强于α-羟基蒽醌衍生物（α-羟基易与醌基形成分子内氢键），故β-羟基蒽醌可溶于Na2CO3中，而α-羟基蒽醌则不溶。第27页,共65页，2024年2月25日，星期天（3）羟基数目增多时，酸性增强。1,5-OH和1,4-OH<1,8-OH（-OH和不同的氧形成分子内氢键）（只能与同一羟基形成氢键）

1,2-OH<β-OH（分子内形成连续氢键）（无分子内氢键）第28页,共65页，2024年2月25日，星期天故蒽醌类成分的酸性按强弱顺序大致排列为：含-COOH＞含2个以上β-OH＞含1个β-OH＞含2个以上α-OH＞1个α-OH第29页,共65页，2024年2月25日，星期天根据蒽醌类化合物的酸性强弱的不同，可用梯度pH萃取法来分离。酚羟（羧）基种类碱溶液-COOH或2个以上β-OH5%NaHCO31个β-OH5%Na2CO32个或多个α-OH1%NaOH1个α-OH5%NaOH酸性碱性第30页,共65页，2024年2月25日，星期天4.酸碱性——碱性由于氧原子的存在，蒽醌类成分也具有微弱的碱性，表现为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改变，一般显红至紫红色。大黄酚：暗黄色红色大黄素：橙红色红色浓H2SO4浓H2SO4第31页,共65页，2024年2月25日，星期天5.蒽醌类化合物的检识反应（1）显色反应①碱显色反应：羟基蒽醌衍生物遇碱显红色或红紫色等，颜色与分子中羟基所在位置有关。是检识中药中羟基蒽醌成分存在的最常用方法之一，对羟基蒽醌结构的判定有辅助作用。第32页,共65页，2024年2月25日，星期天试剂：碱性溶液（氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化铵）。作用基团：羟基蒽醌衍生物（有游离羟基者）。现象：羟基蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物遇碱呈黄色且带绿色荧光，需在空气中或经3％H2O2氧化成蒽醌后，才显示上述颜色。第33页,共65页，2024年2月25日，星期天羟基蒽醌的Bornträger反应蒽醌化合物颜色蒽醌化合物颜色1-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红第34页,共65页，2024年2月25日，星期天反应机理：第35页,共65页，2024年2月25日，星期天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。第36页,共65页，2024年2月25日，星期天试剂：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：游离蒽醌化合物颜色1个α-OH或1个β-OH，或二个OH不在同环时橙黄~橙色已有1个α-OH，并且在间位有另一个-OH橙红~红色已有1个α-OH，并且在邻位有另一个-OH蓝~蓝紫色已有1个α-OH，并且在对位有另一个-OH紫红~紫色邻位二β-OH蓝色第37页,共65页，2024年2月25日，星期天反应机理：蒽醌镁络合物（橙色）第38页,共65页，2024年2月25日，星期天③对亚硝基二甲苯胺反应

9、10位上未取代的羟基蒽酮类化合物，酮基对位亚甲基上的H很活泼，可与0.1%对亚硝基-二甲苯胺吡啶溶液反应缩合而产生各种颜色。第39页,共65页，2024年2月25日，星期天试剂：0.1％对亚硝基二甲苯胺吡啶溶液。作用基团：9位或10位未被取代的羟基蒽酮类化合物。反应现象：随分子结构而不同，如1,8-二羟基者具绿色。用途：蒽酮化合物的定性检查。第40页,共65页，2024年2月25日，星期天反应机理：第41页,共65页，2024年2月25日，星期天（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/紫色第42页,共65页，2024年2月25日，星期天第二节蒽醌类化合物的提取与分离第43页,共65页，2024年2月25日，星期天一、蒽醌类化合物的提取溶剂提取法

适用范围：游离蒽醌类——用亲脂性有机溶剂提取，如苯、氯仿等蒽醌苷类——用亲水性有机溶剂提取，如甲醇、乙醇或沸水通常使用甲醇或乙醇作为提取溶剂

方法：回流提取法、渗漉法第44页,共65页，2024年2月25日，星期天特殊情况下，需选用下列方法进行提取：

（1）富含油脂的种子类，先用石油醚脱脂，再用醇类溶剂提取，但要注意，低极性的大黄酚等也可能被石油醚提出。

（2）用极性由小到大的溶剂依次进行提取，适合于游离形式蒽醌成分的提取，并可得到初步分离，但由于羟基蒽醌在亲脂性溶剂中的溶解度很小，故提取时间较长。

第45页,共65页，2024年2月25日，星期天

（3）提取羟基蒽醌或具有羧基的蒽醌时，宜先将其用酸转化为游离状态，再用醇提取。（4）用热水提取含糖较多的植物材料时，应避免加温过高，以免糊化；提取蒽醌苷时应注意酸、碱、酶的作用；提取如蒽酮类的还原型蒽衍生物时，最好在惰性气体下操作，并要用新鲜材料。（5）只需提取游离蒽醌，可先用稀硫酸进行水解，再用有机溶剂进行提取。第46页,共65页，2024年2月25日，星期天碱提酸沉法适用范围：带游离酚羟基或羧基的蒽醌类化合物方法：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第47页,共65页，2024年2月25日，星期天二、蒽醌类化合物的分离1.蒽醌苷与游离蒽醌衍生物的分离

原理：利用蒽醌苷与游离蒽醌衍生物的极性不同进行分离

方法：（1）两相溶剂萃取法（水层：蒽醌苷；有机溶剂层：游离蒽醌）（2）有机溶剂提取法（有机溶剂：游离蒽醌；残渣：蒽醌苷）第48页,共65页，2024年2月25日，星期天方法1：

含有蒽醌的乙醇提取液

│

│浓缩

浓缩液

│与水不相混溶的有机溶剂（氯仿、

│苯、乙醚等）反复萃取

┌─────┴─────┐

↓↓

有机溶剂层水层

（游离蒽醌）（蒽醌苷）

第49页,共65页，2024年2月25日，星期天方法2：中药的乙醇提取液

│

│减压浓缩至干

残留物

│

│在回流提取器内用氯仿提取

┌─────┴─────┐

↓↓

氯仿提取液残渣

（游离蒽醌衍生物）（蒽醌苷）

第50页,共65页，2024年2月25日，星期天2.游离蒽醌衍生物的分离原理：利用游离蒽醌衍生物的酸性强弱差异和结构差异方法：（1）溶剂分步结晶法（2）pH梯度萃取法（3）色谱法第51页,共65页，2024年2月25日，星期天（1）溶剂分步结晶法是利用化合物溶解度差异将粗品溶于适宜的溶剂中，经处理使先析出结晶Ⅰ过滤得到，分出结晶的母液浓缩后再析出结晶Ⅱ，滤取结晶Ⅱ后的母液再浓缩析出结晶Ⅲ……，如此一步一步结晶可达到分离目的。分步结晶法得到的各个结晶纯度不高，尚需反复重结晶才可得到高纯度结晶。第52页,共65页，2024年2月25日，星期天（2）pH梯度萃取法此法是分离游离蒽醌的经典方法，也是最常用的方法。是根据蒽醌的酸性差异而利用不同强弱的碱液，自有机溶剂中分别提取不同酸性蒽醌类成分，可使混合物得到一定程度的分离。但对于结构相似、酸性相差不大的羟基蒽醌混合物存在着局限性。第53页,共65页，2024年2月25日，星期天根据蒽醌类化合物的酸性强弱的不同，可用梯度pH萃取法来分离。酚羟（羧）基种类碱溶液-COOH或2个以上β-OH5%NaHCO31个β-OH5%Na2CO32个或多个α-OH1%NaOH1个α-OH5%NaOH酸性碱性第54页,共65页，2024年2月25日，星期天（3）色谱法色谱法对蒽醌类成分的分离效果较好，一般先用经典方法经过初步分离再用色谱法作进一步分离。分离游离蒽醌衍生物常用的吸附剂有硅胶和聚酰胺粉等，慎用氧化铝，因羟基蒽醌能与氧化铝形成牢固的螯合物，难以洗脱。第55页,共65页，2024年2月25日，星期天

蒽苷的分离比苷元困难，一般不易得到纯品，常用的方法是利用吸附或分配柱色谱进行分离，在分离前，需用铅盐法或溶剂法除去大部分杂质，制得较纯的总苷后，再上柱分离。常用的吸附剂有硅胶、聚酰胺和葡聚糖凝胶等。如在SepHadexLH-20凝胶柱上分离大黄的70％甲醇提取液，用70％甲醇洗脱，分段收集，则依次得到二蒽酮苷（番泻苷A、B、C、D）、蒽醌二葡萄糖苷、蒽醌单葡萄糖苷、游离苷元。第56页,共65页，2024年2月25日，星期天第三节应用第57页,共65页，2024年2月25日，星期天大黄中蒽醌类化合物的提取分离大黄为重要中药之一，具通里攻下、清热解毒、活血通瘀等各种功能。其