一、醌類化合物的結構類型醌類化合物在天然植物中分布較廣,如大黃、何首烏、蘆薈、紫草、番瀉葉、決明子和虎杖中都含有醌類成分,主要分布在植物的根、皮、葉及心材中,也可在莖、種子、果實中。醌類化合物通常具有消炎、抗菌、抗病毒、能凝血和抑製癌症等生物活性。醌類按其化學結構可以分為四類:苯醌類(benzoquinones)、萘醌類(naphthoquinones)、蒽醌類(anthraquinones)、菲醌類(phenanthraquinones)。
(一)苯醌類
苯醌類化合物從結構上可分為鄰苯醌(O-quinone)和對苯醌(p-quinones)兩大類。
由於鄰苯醌結構不穩定,所以天然植物中存在的苯醌類物質多為對醌的衍生物,並且在苯醌母核上常帶有—OH、—OCH3和—CH3基團和更長的烴類側鏈。如2,6-二甲氧基苯醌是黃色結晶體,熔點260℃,存在於中藥鳳眼草(Ailanthus altissima Swingle)和於春福壽草(Adonis vernalis L.)中,具有較強的抗菌作用;信筒子醌是橙紅色發亮的板狀結晶體,熔點147℃,存在於白花酸藤果(Embelia ribes Burm.)的果實和木桂花(E.oblongifolia Hemsl.)果實中,具有驅除絛蟲的作用;麝香草醌(thymoquinone)是黃色片狀結晶體,熔點48℃,存在於苦茴香(Seseli hippomarathrum)等揮發油中。
泛醌類(ubiquinones)物質廣泛存在於自然界包括微生物、植物和動物體,如酵母、植物葉子、種子以及動物的心髒、肝髒和腎髒中,它能參與細胞的基本生化反應,是生物氧化反應的一類輔酶,又稱輔酶Q(coenzymes Q),其中輔酶Q10是人們關注的熱點。輔酶Q10為黃色或淡黃色晶體,無臭無味,易溶於氯仿、苯和四氯化碳,可溶於丙酮、石油醚及乙醚,微溶於乙醇,不溶於水與甲醇,熔點為49℃,它對心髒病、惡性腫瘤、高血壓、腦血管障礙、壞血病和急性肝炎疾病有極好的療效,可作為肌體非特異性免疫增強劑、細胞代謝及細胞呼吸激活劑。輔酶Q10的製備方法有:動植物細胞提取法、植物細胞培養法、化學合成法和微生物發酵法。
對苯醌在堿性條件下可被次亞硫酸鈉等還原為氫醌(hydroquinones),但氫醌在光、熱或其他氧化劑作用下容易被重新氧化成對苯醌類。泛醌正是通過這種可逆的氧化還原過程,在生物機體內起著重要的電子傳遞媒介作用,參與生物機體內的氧化磷酰化反應等。
(二)萘醌類
從結構上考慮,萘醌類化合物可以有α-(1,4)、β-(1,2)及amphi-(2,6)三種類型。但從自然界得到的幾乎都是α-萘醌類。萘醌物質多帶有羥基。
胡桃醌(juglone)是橙色針狀結晶體,熔點159℃,有抗出血的生物活性,臨床上用作抗菌、抗癌及中樞神經鎮靜藥劑。存在於胡桃(Juglans regia L.)未成熟的果皮中。它的幾種還原衍生物也都具有抗菌的生物活性,如α-氫化胡桃醌(α-hydrojuglone),熔點170℃,α-氫化胡桃醌4-葡萄糖苷,熔點216℃(分解),β-氫化胡桃醌(β-hydrojuglone)等。
蘭雪醌(plumbagin)是橙色結晶體,熔點77℃,有刺激性臭氣,並能刺激皮膚起泡,具有鎮咳祛痰作用,臨床上作為抗菌素,靜脈給藥用於治療葡萄糖球菌感染所引起的癤和痤瘡,存在於白雪花(Plumbago zeylanica L.)全草中。拉帕醌(lapachol)是黃色晶體,熔點143℃,能抑製促性腺激素對不成熟鼠卵巢的影響,臨床發現有抗癌作用,存在於拉帕心材(lapacho heartwood)中。
紫草素(shikonin)又稱紫草根、紫草醌、紫草寧,由傳統中藥紫草而得,是紫棕色片狀結晶或結晶性粉末,熔點149℃;乙酰紫草素(Acetylshikonin)又稱乙酰紫草醌,紅色針狀結晶(石油醚),熔點92~94℃。紫草素和乙酰紫草素均不溶於水,溶於醇、有機溶劑和植物油。易溶於堿水,加酸又沉澱析出。多結合成酯存在,具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用。衍生物還有異丁酰紫草素(O-isobutyryl shikonin),熔點90℃,O-β,β-二甲基丙烯酰紫草素(O-β,β-dimethyl-acryl shikonin),熔點114℃,O-β-羥基異戊酰紫草素(O-β-hydroxyiso valeryl shikonin),熔點92℃,三甲基丙烯酰紫草素(teracryl shikonin)為油狀液體。
(三)菲醌類
菲醌衍生物包括鄰醌和對醌兩種類型。
中藥丹參(Salvia miltiorrhiza Bge.)根中含有多種菲醌衍生物。如丹參醌Ⅰ(tanshinoneⅠ)又稱丹參酮Ⅰ,亮棕紅色的柱狀結晶(甲醇),熔點232℃;丹參醌ⅡA(tanshinone ⅡA)又稱丹參酮ⅡA,紅色小葉片狀晶體(甲醇),熔點198℃;丹參醌ⅡB(tanshinone ⅡB)又稱丹參酮ⅡB,熔點200℃,紫紅色針狀結晶(甲醇);隱丹參醌(cryptotanshinone)橙色片狀結晶體(甲醇),熔點182℃,它們具有抗菌和擴張冠狀動脈血管的作用,用於治療金黃色葡萄糖球菌等引起的癤、癰、蜂窩組織炎和痤瘡等疾病,對冠心病和心肌梗死也有一定療效。
(四)蒽醌類