醌类化合物结构类型
一、理化性质
(一)性状
醌类化合物如无酚羟基,则近乎无色。随着助色团酚羟基的引入而表现出一定的颜色,引入的助色团越多,颜色则越深。天然醌类多为有色晶体。苯醌及萘醌多以游离状态存在,而蒽醌类则往往结合成苷,存在于植物体中。
(二)升华性
游离的醌类多具升华性,小分子的苯醌类及萘醌类具有挥发性,能随水蒸气蒸馏出,可据此进行提取、精制。
(三)溶解性
游离醌类多溶于乙醇、**、苯、***等有机溶剂,微溶或不溶于水。而醌类成苷后,极性增大,易溶于甲醇、乙醇、热水,几乎不溶于苯、**等非极性溶剂。
(四)酸碱性
蒽醌类衍生物多具有酚羟基,故具有酸性,易溶于碱性溶剂。分子中酚羟基的数目及位置不同,酸性强弱也不一样。其规律如下:
1.带有羧基的蒽醌类衍生物酸性强于不带羧基者,一般蒽核上羧基的酸性与芳香酸相同,能溶于NaHCO3水溶液。
2.如羟基位于苯醌或萘醌的醌核上则属插烯酸结构,酸性与带羧基的蒽醌类衍生物类似。
3.由于α-羟基蒽醌中的一OH与C=O形成分子内氢键,故B-羟基蒽醌的酸性强于α-羟基蒽醌衍生物。α-羟基蒽醌的酸性很弱,不但较苯酚及β-羟基蒽醌弱,且不及碳酸第一步解离时的酸性,故不溶解于碳酸氢钠及碳酸钠溶液。
4.羟基数目越多,酸性越强。无论α位或β位,随着羟基数目的增加,其酸性都有一定程度的增加。如1,5与1,4-二羟基蒽醌虽各自均能形成氢键,但酸性仍有增加。1,8-二羟基蒽醌因两个羟基中只有一个与羰基形成氢键,故酸性大大增强,较碳酸第二步解离时的酸性高出近百倍,所以大黄酚能溶于沸碳酸钠溶液。
综上所述,蒽醌类衍生物酸性强弱的排列顺序为:含COOH>含2个以上B一0H>含1个β-OH>含2个以上α-OH>含1个α-H。在分离工作中,常采取碱梯度萃取法来分离蒽醌类化合物。如用碱性不同的水溶液(5%碳酸氢钠溶液、5%碳酸钠溶液、1%氢氧化钠溶液、5%氢氧化钠溶液)依次提取,其结果为酸性较强的化合物(含COOH或2个β—OH)被碳酸氢钠提出;酸性较弱的化合物(含1个β—OH)被碳酸钠提出;酸性更弱的化合物(含2个或多个α-OH)只能被1%氢氧化钠提出;酸性最弱的化合物(含1个α一OH)则只能溶于5%氢氧化钠。
由于氧原子的存在,蒽醌类衍生物也具有微弱的碱性,能溶于浓H2SO4成烊盐后再转成阳离子,并伴有颜色的改变。