任务3.1 醌类的生物活性及结构类型
3.1.1 生物活性
（1）泻下作用
蒽醌及其苷类化合物具有较强的致泻作用，其中苷类的活性最强，许多常见植物如大黄、何首乌、决明子、芦荟等致泻的活性成分多为蒽醌中的大黄素苷，而番泻叶的致泻成分为二蒽酮类。
天然蒽醌的致泻强度与结构有一定关系。
①蒽醌苷的致泻作用强于苷元，这可能是由于游离的羟基蒽醌衍生物内服后，未到达大肠前，绝大部分已经被分解破坏，所以致泻作用减弱。蒽醌苷类由于结合有糖分子，保护苷元不被破坏，并且蒽醌苷在胃酸中不易分解，只有到大肠中才被水解，所以表现出明显的致泻作用。
②分子中含有羧基的蒽苷，其致泻作用最强，在含羧基的蒽苷中，二蒽酮苷强于蒽醌苷。
（2）抗菌作用
蒽醌类化合物常具有一定的抗菌活性，苷元的活性一般比苷类强。如大黄酸、大黄素等对葡萄球菌、淋球菌、链球菌等多种细菌具有抑制作用，并且对真菌、病毒、原虫也有效。有些蒽酚类成分，比如柯桠素（chrysarobin）具有较强的抗霉菌作用，是治疗某些皮肤病的有效药物。另外，库拉索芦荟中蒽醌类物质对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌及金黄色葡萄球菌有一定抑菌性。
（3）其他作用
①解痉作用 大黄素具有解痉作用，金丝桃素具有中枢神经的抑制作用。
②抗癌作用 大黄素或大黄酸对小鼠黑色素瘤有明显的抑制作用，大黄素还能抑制小鼠乳腺癌。
③扩张冠状动脉作用 丹参醌Ⅱ用于治疗冠心病、心肌梗死，辅酶Q类用于治疗心脏病、高血压。
④活血止血作用 紫草中的萘醌、茜草素具有活血、止血作用。
3.1.2 结构类型
3.1.2.1 苯醌类
苯醌类化合物是醌类中最简单的一类化合物，从结构上分为邻苯醌和对苯醌两大类，前者结构不稳定，故天然存在的大多为对苯醌类化合物。
天然存在的对苯醌类化合物醌核上常带有—OH、—CH3、—OCH3和碳链长短不一、饱和程度不同的烃基等取代基，因而该类物质多呈黄色或橙色。
苯醌类化合物主要分布于高等植物中，并具有广泛的生物活性。如中药凤眼草为苦木科植物臭椿的果实，其含有的2，6-二甲氧基对苯醌具有较强的抗菌作用，此外，该成分还分布于木兰科、桑科、菊科中。
紫金牛科植物白花酸藤果的果实中分离得到的信筒子醌（embelin）及同科植物朱砂根的根中分离得到的密花醌（rapanone），均有驱虫作用。
具有苯醌结构的泛醌（ubiquinone）类，又称辅酶Q类（coenzyme Q），是生物体内广泛存在的脂溶性醌类化合物。其中辅酶Q10用于心血管疾病、肝炎、癌症等疾病的辅助治疗。
3.1.2.2 萘醌类
萘醌类化合物根据酮羰基取代位置可分为α（1，4）、β（1，2）及amphi（2，6）三种类型，但目前人们从自然界得到的几乎均为α-萘醌类，其衍生物多为橙黄色或橙红色，个别呈紫色。
萘醌类分布在20科的高等植物中，较丰富的科为紫草科、柿科、紫葳科等，在低等植物地衣类、藻类也有分布。许多萘醌类化合物具有显著生物活性，柿科植物君迁子果实中含有的7-甲基胡桃醌（7-methyljuglone）具有抗菌作用。
从中药紫草及软紫草中分得的一系列紫草素（shikonin）及异紫草素（alkannin）类衍生物具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用，为中药紫草中的主要有效成分。
维生素K类化合物，如维生素K1、维生素K2也属于萘醌类化合物，不仅与凝血有关，还是一种多功能维生素，特别是对钙的代谢起着举足轻重的作用，可作用于成骨细胞，促进骨组织钙化，从而增加骨密度，防治骨质疏松。
3.1.2.3 菲醌类
天然菲醌衍生物包括邻菲醌及对菲醌两种类型，主要分布在唇形科、豆科、兰科、等高等植物中，在地衣中也有分布。例如从唇形科植物丹参根中分离得到的多种菲醌衍生物，均属于邻菲醌和对菲醌类化合物。
丹参具有活血化瘀、消炎抗肿等作用，其含有的丹参醌（tanshinone）类成分具有抗菌及扩张冠状动脉作用，由丹参醌ⅡA制得的丹参醌ⅡA磺酸钠注射液可增加冠脉流量，治疗冠心病、心肌梗死等疾病。
3.1.2.4 蒽醌类
蒽醌类成分的基本结构母核为：
蒽醌母核上多有取代基，结构较其他醌类更为复杂，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、蒽酮及二蒽酮等，并以多糖苷的形式存在于植物中。蒽醌类化合物大致分布在30科高等植物中，含量较多的有蓼科、鼠李科、茜草科、豆科、百合科、玄参科等。根据氧化型、还原型以及聚合型的不同，蒽醌化合物的结构类型及实例如下：
（1）蒽醌衍生物
天然存在的蒽醌类成分在蒽醌母核上常有羟基、羟甲基、甲基和羧基取代，其中以羟基蒽醌类化合物为主。多以游离或与糖结合成苷两种形式存在于植物体内，以糖苷为主，结合的糖常有葡萄糖。
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大黄素型和茜草素型两类。
①大黄素型 羟基分布在两侧的苯环上，是蒽醌衍生物中最多的一种类型，多数化合物呈黄色。常见的大黄素型苷元结构如下：
中药大黄中的有效成分多属于这个类型，并常与葡萄糖结合成单糖苷或双糖苷存在。
②茜草素型 茜草素型羟基蒽醌衍生物的羟基取代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。中药茜草中的茜草素（alizarin）等化合物即属于这种类型的蒽醌。茜草中除含有游离蒽醌苷元外，还含有与木糖或葡萄糖结合形成的蒽醌单糖苷或双糖苷类化合物。
（2）蒽酚（或蒽酮）衍生物
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，新鲜大黄贮存两年以上就很难检测到蒽酚类成分，是由于蒽酚及其互变异构体蒽酮易被氧化成蒽醌，上述氧化还原反应也可以在生物体内发生，大黄及鼠李果实等新鲜药材长时间贮存后，其含有的蒽酚、蒽酮类慢慢被氧化成蒽醌类，因而检测不到蒽酚的存在。
在南美有一种植物叫巴西柯桠树（Andira raroba），从其干品渗出物中分离得到一些化学成分，其中有一种柯桠素（chrysarobin），又称果阿粉（Goa Powder），为剧烈的泻药，但少实用；一般外用以杀寄生虫。治疗各种皮肤病如癣疥的效果显著，但对皮肤的刺激性大，因而需慎用。
（3）二蒽酮类
该类成分可以看成是两分子蒽酮通过碳碳键结合而成的化合物，一般其两个蒽酮环的结合方式多为C10与C10'连接（称为中位连接），也有其他位置连接。如大黄及番泻叶中致泻的主要有效成分番泻苷A、B、C、D均为二蒽酮衍生物。
二蒽酮类化合物的C10—C10'键与一般碳碳键不同，容易断裂生成稳定的蒽酮类化合物。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。
（4）二蒽醌类
蒽醌类脱氢缩合或者二蒽酮类氧化都可以生成二蒽醌类。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，两个蒽环呈反向排列，如山扁豆双醌（cassiamine）。鼠李科植物翼核果（Ventilago leiocarpa Benth.）的干燥茎中也存在二蒽醌类化合物醌茜素（endothianine）。
