蒽醌类
一、化学结构与理化性质
蒽醌类(anthraquinones)化合物按母核的结构分为单蒽核及双蒽核两大类。单蒽核类包括蒽醌及其苷类,蒽酚或蒽酮衍生物。双蒽核类包括二蒽酮类、二蒽醌类、去氢二蒽酮类、日照蒽酮类、中位萘骈二蒽酮类等。
天然蒽酿(anthraquinone)以9,10-惠醌最为常见。分子式为C14H8O2,分子量为208.22,CAS号为84-65-1。由于整个分子形成一共扼体系,C9、C10又处于最高氧化水平,比较稳定。
蒽醌的化学结构
天然存在的蒽酿类化合物在蒽醌母核上常有羟基、羟甲基、甲基、甲氧基和竣基取代。它们以游离形式或糖苷形式存在于植物体内。蒽醌苷(anthraquinone glucosides)大多为氧苷,也可为碳苷,如芦荟苷。
根据羟基在蒽醌母核上的分布情况,可将经基蒽醌衍生物分为大黄素型和茜草素型两种。大黄素型的羟基分布在两侧的苯环上,多数化合物呈黄色。例如大黄中的主要蒽醌成分多属于这一类型。
大黄酚(chrysophanol) R1=H, R2= CH3
大黄素(emodin) R1=OH, R2=CH3
大黄素甲醚(physcion) R1=OCH3, R2=CH3
芦荟大黄素(aloe-emodin) R1=H, R2=CH2OH
大黄酸(rhein) R1=H, R2=COOH
大黄素型蒽醌的化学结构
茜草素型的羟基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。例如茜草中的茜草素等化合物即属此型。
二蒽酮类成分可以看成是2分子蒽酮脱去一分子氢,通过碳碳键结合而成的化合物。其结合方式多为C10-C10',也有其他位置连接。例如大黄及番泻叶中致泻的主要有效成分番泻苷A、B、C、D等皆为二蒽酮衍生物。
茜草素(alizarin) R1=OH R2=H R3=H
羟基茜草素(purpurin) R1=OH R2=H R3=OH
伪羟基茜草素 R1=OH R2=COOH R3=OH
(pseudopurpurin)
茜草素型蒽醌的化学结构
番泻苷的化学结构
番泻苷A (sennoside A)的苷元A是2分子的大黄酸蒽酮通过C10-C10'相互结合成的二蒽酮类衍生物。其C10-C10'为反式连接。
番泻苷B是番泻苷A的异构体,水解和番泻苷元B(sennidinB),其 C10-C10'为顺式连接。
番泻苷C是1分子大黄酸蒽酮与1分子芦荟大黄素蒽酮通过C10-C10'反式连接而形成的二蒽酮二葡萄糖苷。
番泻苷D为番泻苷C的异构体,其C10-C10'为顺式连接。
四者水解均后生成2分子葡萄糖。
9,10-蒽酿为稍带淡黄色的单斜针状晶体,熔点为 286℃,沸点 377℃,密度 1.438g/cm3 (4℃),可升华。易溶于热苯和热甲苯,难溶于冷苯,不溶于水,微溶于乙醇、乙醚和氯仿,能溶于浓硫酸,不易被氧化,能发生硝化、磺化和溴化反应。
蒽酿类化合物多为黄色至橙红色固体。游离苷元为结晶,苷多为粉末。多具荧光如橙色、红色等。游离蒽醌具升华性,升华所需温度随化合物酸性增强而升高。游离苷元为亲脂性,易溶于乙醚、氯仿、苯,碱水,可溶于丙酮、甲醇、乙醇,难溶于水。苷易溶于醇类,可溶于热水,难溶于亲脂性有机溶剂。蒽醌苷和苷元如羧基或酚羟基,则可溶于碱水中。二蒽酮苷类和碳苷的溶解性较特殊。
二、主要来源与生产制备方法
主要来源 蒽醌类化合物在天然药用植物中较为常见,主要分布于蓼科(如大黄、番泻叶、酸模、虎杖、何首乌等)、鼠李科、豆科(如决明子)、茜草科、玄参科、百合科(如芦荟)等。
生产制备方法 制取蒽醌的方法主要有苯酐法、萘酿法、苯乙烯法和蒽直接氧化法4种。其中蒽直接氧化法最为常用。植物中游离蒽醌类的提取方法主要有有机溶剂提取法、碱溶酸沉法、水蒸气蒸馏法和色谱法。蒽醌苷类的分离主要有Pb2+沉淀法、溶剂法、色谱法。传统常用水煎煮、沸水浸泡、醇回馏等提取方法来获得番泻叶有效成分番泻苷。
三、生理功能及作用
致泄作用 致泄作用是蒽醌类化合物主要的生物活性,其作用强度与结构有关,蒽醌苷的致泄作用强于苷元,苷元蒽酚的作用强于相应蒽醌类;若蒽酚类的酚羟基被酯化,则泻下作用消失。分子中含竣基的蒽苷,其致泄作用强于相应的不含羧基的蒽苷。含羧基的蒽苷中,二蒽酮的活性强于蒽醌苷。番泻苷类致泄活性较高,芦荟大黄素、大黄酸及它们的8-葡萄糖苷活性较低,而大黄素甲醚及大黄素则无作用。有文献报道,番泻苷类是经过回肠、盲肠和结肠中的细菌转化为大黄酸蒽酮而发挥其致泄作用。
抗菌作用 蒽醌类化合物大多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、芦荟大黄素等对多种细菌具有抗菌作用。有些蒽酚类成分具有抗真菌作用,是治疗某些皮肤病的有效药物。
抗肿瘤作用 多种蒽酿类化合物具有明显的抗肿瘤作用。如大黄提取物大黄酸对小鼠黑色素瘤、艾氏腹水癌有明显的抑制作用,大黄素对大鼠乳癌有明显的抑制作用;大黄素对多种癌细胞具有抑制增殖作用,它可通过增加Bu25TK细胞核凝聚、膜联蛋白黏合及DNA断裂而抑制宫颈癌细胞的DNA合成并诱导凋亡,其途径是caspase介导的线粒体途径,表现在caspase3、caspase9的激活和多糖酶的断裂。
其他 某些蒽醌类化合物还有其他方面的生物活性。如对CAMP磷酸二酯酶有显著的抑制作用,对异常高的免疫反应有强烈的抑制作用。大黄酸和大黄素有利尿作用。大黄蒽醌衍生物吸收后在体内的分布以肝、肾和胆囊为最多,具有保肝、利胆作用。萘骈二蒽酮衍生物金丝桃素(hypericin)具有抑制中枢神经及抗病毒的作用。
四、安全性研究
人群资料 未査见相关文献资料。
代谢情况 未査见相关文献资料。
急性毒性 小鼠一次性静脉注射药物后观察7天内的死亡情况,得出米托蒽醌的LD50是(11.27±2.21)mg/kg.
遗传毒性 蒽醌(100%纯度)对TA98、TA100、TA102没有致突变作用。2-羟基蒽醌有明显致突变作用。1-羟基蒽醌无致突变作用,微核试验结果阴性。
亚慢性毒性 F344/N大鼠,雌雄各半,分别给予0、1875ppm、3750ppm、7500ppm、15000ppm、30000ppm的蒽酿(相当于每日摄人135ppm、275ppm、555ppm、1130ppm、2350mg/kg),持续14周。结果未见死亡,其中试验组雌性大鼠的平均体重均明显低于对照组,试验结束后无差异。试验组肝、肾质量大于对照组,其中雄性7500ppm试验组的大鼠最大。大于3750ppm的试验组从试验26天开始出现轻微贫血。试验组试验期间,尿中蛋白和糖的浓度增加,剂量15000ppm和30000ppm组的雌性大鼠,发情期延后,且肾病的发病率大于对照组。
B6C3F小鼠,雌雄各半,分别给予O、1 875 ppm、3750ppm, 1500ppm,15000ppm和30000ppm蒽醌(相当于雄性每日摄入0.250mg/kg、500mg/kg、1050mg/kg,2150mg/kg和4300mg/kg,雌性每日摄人0、300mg/kg,640mg/kg,1260mg/kg,2600mg/kg和5300mg/kg),持续14周。结果:未见死亡,对照组、剂量组平均体重无差异,试验14周出现贫血,肝的重量试验组大于对照组。
慢性毒性与致癌性 F344/N大鼠,雌雄各半(各50只),分别给予4695ppm,9385ppm、1875ppm的蒽醌,持续105周。F344/N大鼠,雌雄各半(各60只),分别给予0、3750ppm蒽醌,持续105周。F344/N大鼠,雌雄各半(各5只),分别给予0、3750ppm蒽醌,在3个月时对其进行组织病理学和α2u-球蛋白浓度评价,在12月时对器官重量和组织病理进行评价。结果雄性大鼠各组存活率无差异,雌性大鼠剂量组大于对照组。平均体重,剂量组后期小于对照组,摄食量差异不明显。肾病的发病率试验组大于对照组,其中,3 750ppm组的α2u-球蛋白浓度明显大于对照组,1 875ppm雄性大鼠膀胱上皮瘤明显大于对照组,938ppm的发病率大于对照组。
B6C3F小鼠,雌雄各半(各50只),分别给予0、833ppm,2500ppm和7500ppm蒽醌(相当于雄性每日摄入0、90mg/kg、265mg/kg和825mg/kg,雌性每日摄入0.80mg/kg、235mg/kg 和745mg/kg),持续105周。另加36只雄性小鼠,给予833ppm、2500 ppm和7500ppm,持续8天。20只(雌雄各半)给予833ppm、2 500ppm 和 7 500ppm,持续12月。7500ppm的存活率较对照组短,7500ppm雄性小鼠在试验后6个月和雌性小鼠在试验末期体重明显小于对照组,摄食量无差异。所有剂量组肝细胞瘤的发病率明显增加,且非肿瘤引起的肝损伤增加。
生殖与发育毒性 有研究发现给怀孕大鼠喂以芦荟干叶,其后代死胎和骨胳异常的概率增加。在另一项大鼠和小鼠研究中,虽然没有增加胎儿死亡率,但是却观察到类似发育毒性的现象。
其他 未查见相关文献资料。
五、常见使用方法与调査/推荐摄入量
常见使用方法
食品 可作为食品着色剂,广泛应用于食品中。
保健食品 部分可作为标志性成分或功能性成分标签使用。
其他 未査见相关文献资料。
调查/推荐摄入量
调查摄入量 未査见相关文献资料。
推荐摄入量 未查见相关文献资料。
六、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况
中国 规定决明胶(食品添加剂)中蒽醌的含量小于0.5mg/kg。
美国 1993年批准1,4-双[4-(2-.甲基丙烯酰氧基乙基)苯氨基-9,10-蒽醌共聚体为食品着色剂73.3106(21CFR)。9,10-蒽酿用于食品接触物质的间接添加剂名单。
欧盟 未查见相关文献资料。
澳/新 未査见相关文献资料。
七、注意事项和禁忌
不适宜人群 由于蒽醌类化合物能刺激子宫收缩并在乳汁中有分泌,一般建议妇女在怀孕期和哺乳期不要服用,12岁以下儿童亦不宜口服芦荟和芦荟素。
禁忌 未査见相关文献资料。
与药物相互作用 缓泻剂的过量使用造成的低钾可能干扰强心剂和其他抗心律失常的药物,由于与噻嗪类利尿剂、肾上腺皮质类固醇或欧亚苷草根同时使用可加剧钾缺乏,因此,对于糖尿病人,在服用芦荟缓泻剂时应当慎用降血糖药物。蒽醌类缓泻剂可增加氢化可的松的吸收。
其他 未査见相关文献资料。