天然药物化学第九章蒸发与结晶设备

图1 1植物体内物质代谢与生物合成过程 目的要求 生物碱的定义 分类理化性质 溶解度 检识反应 碱性 C N键的裂解反应 提取分离方法波谱鉴定 一 生物碱的定义及类型二 生物合成三 分类四 理化性质五 提取分离六 结构鉴定 1803年 Derosones首先从鸦片中分离出第一个生物碱那可汀 narcotine 1806年 德国学者F W Serturner从鸦片中分出吗啡碱 morphine 1810年 西班牙医生Gomes从金鸡纳树皮中分得结晶 是奎宁 quinine 和辛可宁 cinchonine 的混合物1817年 发现士的宁 strychnine 吐根碱 emetine 一生物碱研究历史 第一节概述 1819年 发现马钱子碱 brucine 胡椒碱 piperine 咖啡碱 caffeine 1820年 发现奎宁 秋水仙碱 colchicine 等1870年 确定第一个生物碱毒芹碱的结构式我国赵学敏 本草纲目拾遗 记载 17世纪初 白猿经 一书中即记述了从乌头中提炼出砂糖样毒物作箭毒用 用现代的观点分析 该物质为乌头碱 aconitine 这比欧洲科学家发现的生物碱要早二百年左右 现从自然界中分离得到约10000种 全国医药产品大全 中收载的药物及其制剂达六十余种植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性 比较重要的具生物活性的生物碱 镇痛作用 吗啡 morphine 止咳作用 可待因 codeine 平喘 抗哮喘作用 麻黄碱 ephedrine 松弛平滑肌作用 罂粟碱 papaverine 抗菌消炎作用 小檗碱 berberine 解痉和解有机磷中毒的作用 阿托品 atropine 莨菪碱 hyoscyamine 降压作用 利血平 reserpine 抗疟作用 奎宁 quinidine 抗癌作用 长春碱 vinblastine 长春新碱 vincristine 喜树碱 美登木素等 比较重要的具生物活性的生物碱 关附甲素抗心律不齐 近年来 我国自主开发研制的成为新药的生物碱类化合物 石杉碱甲防治早老性痴呆症 广义指天然产物中的一类含氮的有机化合物 多数具有碱性且能和酸结合生成盐 大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内 多数有较强的生理活性 二生物碱的定义 例外 秋水仙碱 几乎没有碱性 氮原子不在环上 胡椒碱 为含氮杂环的衍生物 但不易与酸结合成盐 麻黄碱 氮原子不在环上 应属于芳烃胺衍生物 新的定义 指含有负氧化态氮原子存在于生物有机体中的环状化合物 负氧化态氮原子 胺 3 氮氧化物 1 酰胺 3 和季胺排除NO2 3 NO 1 生物有机体 限于植物 动物 其他生物有机体排除合成的等环状结构 排除小分子胺类 非环的多胺和酰胺 三生物碱的分布主要分布于植物界 在动物中发现的生物碱极少 1 系统发育较低级的类群中生物碱分布较少或无藻类 水生植物 异养植物 无生物碱菌类 少数 麦角菌含有麦角生物碱类地衣 苔藓 少数 简单吲哚类生物碱蕨类 简单型生物碱除外 结构复杂者集中于小叶型真蕨 木贼科 卷柏科 石松科等 2 生物碱集中分布在系统发育较高级的植物类群裸子植物 少数科属 紫杉科红豆杉属 麻黄科麻黄属等被子植物 单子叶植物 少数科 百合科 石蒜科和百部科等双子叶植物 较多科 毛茛科 木兰科 小檗科 防己科 罂粟科 茄科 夹竹桃科 马钱科 芸香科等3 生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植物类群中4 类型越特殊的生物碱 分布的植物类群越窄如二萜生物碱主要分布于毛茛科乌头属和翠雀属 同种植物中往往含有数种甚至数十种结构类型相同或不同的生物碱 同种植物中 生物碱的有无或含量的多少受到生长条件与气候等因素的影响 因此对于含生物碱类植物药材的采收应注意产地与季节 不同植物中生物碱的存在部位不同 如可能存在于皮 茎 根 花 种子等 在植物体的分布 麻黄生物碱 麻黄 髓部含量高防己生物碱 防己 根部较多黄柏生物碱 黄柏 树皮三尖杉酯碱 三尖杉 枝 叶 根 种子三棵针 小檗碱 9 金鸡纳树皮 生物碱 1 5 长春花 长春新碱 百万分之一美登木 美登木碱 千万分之二 存在部位 含量 在植物体的分布 1 游离碱 碱性极弱 以游离碱的形式存在 四存在形式 那可丁narcotine 2 成盐 有机酸 柠檬酸 酒石酸 苹果酸 草酸 琥珀酸等 特殊的酸 乌头酸 罂粟酸 奎宁酸 绿原酸 延胡索酸 黎芦酸 白屈菜酸 千里光酸等 无机酸 硫酸 盐酸 硝酸等 小檗碱盐酸盐 另外 尚有生物碱苷存在 3 酰胺类 如秋水仙碱 胡椒碱 4 N 氧化物 如氧化苦参碱 氧化苦参碱 colchicine秋水仙碱 5 氮杂缩醛类 O N混合缩醛 如阿替生 6 其它 如亚胺 C N 烯胺 N C CN CN 等 阿替生 N cyano seco pseudo strychinegeneserine N CN N O xylostostidineN S杂环 其他类 一 概述二 分类三 理化性质四 提取分离五 结构鉴定 第二节生物碱的分类及生源关系 1 按植物来源分类 如 石蒜生物碱 长春花生物碱 2 按化学结构分类 如 异喹啉生物碱 甾体生物碱 3 按生源结合化学分类 如 来源于鸟氨酸的吡咯生物碱 一 来源于鸟氨酸的生物碱主要分为 简单的吡咯烷类 吡咯里西丁类和托品类 1 简单吡咯烷类 pyrrolidines 结构较简单 数目较少 生理活性不太显著 吡咯烷水苏碱 stachydrine 党参碱 codonopsine 益母草 祛痰镇咳党参 降压作用 红古豆碱cuscohygrine 红古豆苦杏仁酸酯 无活性 有活性 似阿托品作用散瞳 舒张平滑肌等 1 简单吡咯烷类 pyrrolidines 野百合碱monocrotaline农吉利 有 抗癌活性 吡咯里西啶 2 吡咯里西丁类 pyrrolizidines 这类生物碱的生物活性较强 但毒性也较大 特别能导致肝中毒 主要分布在菊科千里光属植物中 3 莨菪烷 tropane 衍生物分 颠茄生物碱 belladonnaalkaloids 古柯生物碱 cocaalkaloids 莨菪碱是由莨菪醇 tuopine 与莨菪酸 tuopicacid 缩合而生成的酯 莨菪醇 莨菪酸 莨菪碱 阿托品 缩合 颠茄生物碱 belladonnaalkaloids 解痉镇痛解有机磷中毒散瞳 莨菪碱hyoscyamine 阿托品atropine 东莨菪碱scopolamine 山莨菪碱anisodamine 樟柳碱anisodine 颠茄生物碱 belladonnaalkaloids 古柯生物碱 cocaalkaloids 爱康宁ecgonine 古柯碱cocaine 哌啶类吲哚里西丁类喹诺里西丁类piperidinesindolizidinesquinolizidines 二 来源于赖氨酸的生物碱 1 哌啶类 piperidines 哌啶槟榔碱 arecoline 烟碱 nicotine 槟榔 驱绦虫烟草 杀虫 胡椒碱镇静 抗惊厥 石杉碱甲抗老年性痴呆 2 吲哚里西丁类 indolizidines 哌啶和吡咯啶共用一个氮原子的稠环衍生物 数目较少 但有较强的生物活性 吲哚里西丁indolizidine 一叶萩碱 securinine 一叶萩 中枢神经兴奋作用 娃儿藤碱抗癌 3 喹诺里西丁类 quinolizidines 两个哌啶共用一个N原子的稠环衍生物 数目不多 主要分布在豆科和千屈菜科 石松科 苦参碱 matrine 苦参 抗癌 金雀花碱 cytisine 野决明 兴奋呼吸 氧化苦参碱 oxymatrine 抗癌 抗心律失常 平喘 三 来源于邻氨基苯甲酸的生物碱 1 喹啉类生物碱 quinolines 喜树碱 camptothecine 喜树 抗癌活性白血病 直肠癌 喹啉 奎宁 quinine R OCH3金鸡宁 chiconine R H金鸡纳属植物 抗疟活性 三 来源于邻氨基苯甲酸的生物碱 1 喹啉类生物碱 quinolines 2 吖啶酮 acridone 衍生物 三 来源于邻氨基苯甲酸的生物碱 吖啶酮 四 来源于苯丙aa和酪aa的生物碱 1 苯丙胺类 phenylalkylamines 结构特点 氮原子不结合在环内的一类生物碱 秋水仙碱colchicine 治疗急性痛风 并有抑制癌细胞生长的作用 1 苯丙胺类 phenylalkylamines 四 来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱 四 来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱 2 异喹啉衍生物 isoquinolines 异喹啉isoquinoline 分 四氢异喹啉型苄基异喹啉型双苄基异喹啉型阿朴啡型吗啡烷型原小檗碱型苯乙基四氢异喹啉类菲啶类 2 异喹啉类生物碱 isoquinolines 1 四氢异喹啉类 tetrahydroisoquinolines 数量少 分布散 萨苏林R H萨苏里丁R CH3鹿尾草降血压 四氢异喹啉 四 来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱 厚朴碱 magnocurarine 解痉 去甲乌药碱 demethylcoclaurine 乌头 强心 罂粟碱 papaverine 解痉 苄基四氢异喹啉 2 苄基 四氢 异喹啉 benzyl tetrahydro isoquinolines 粉防己 粉防己碱 tetrandrine 镇痛 消炎 3 双苄基四氢异喹啉类 bisbenzyltetrahydroisoquinolines 2分子苄基异喹啉通过l 3个醚键 C O C 或C C相连接 以异喹啉为头 苄基为尾 则有头头相连 尾尾相连和头尾相连 单醚 1 尾尾相连 2 头头相连 3 头尾相连 二醚 1 头头 尾尾相连 2 头尾相连 三醚 4 阿朴菲类 aporphines 阿朴菲类生物碱数目较多 已近200多个 阿朴菲紫堇定 corydine 木兰碱 magnoflorine 番荔枝 抗癌马兜铃 降压 5 吗啡烷类 morphanes 具有部分饱和的菲核 吗啡烷鸦片 吗啡碱R H镇痛可待因R CH3镇咳 6 原小檗碱和小檗碱类 protoberberinesandberberines 可视为两个异喹啉环稠合而成 二者D环氢化程度不同 D环饱和为原小檗碱类 不饱和为小檗碱类 多为季铵碱 原小檗碱类小檗碱类 D 原小檗碱型 四氢黄连碱tetrahydrocoptisine 延胡索乙素corydalisB 小檗碱型 7 苯乙基四氢异喹啉类 phenethyltetrahydroisoquinolines 奥特那明 8 菲啶类 phenanthridines 苯骈菲啶类吡咯骈菲啶类 吡咯骈菲啶类 苯骈菲啶类 菲啶 8 菲啶苯骈菲啶类 吡咯骈菲啶类 白屈菜 镇痛 抗菌 催吐 祛痰 抗癌 五 来源于色氨酸的生物碱 1 吲哚 indoles 衍生物 吲哚 色氨酸 吲哚衍生物 麦角新碱 产后子宫收缩 ergonovineergometrine 2 半萜吲哚类 麦角碱类 生物碱 semiterpenoidindoles 利血平 reserpine 萝芙木 降压 镇静 士的宁 strychnine 番木鳖 中枢兴奋作用 3 单萜吲哚类生物碱 monoterpenoidindoles 长春碱 vinblastine R CH3长春新碱 vincristine R CHO长春花 抗癌 4 双吲哚类生物碱 bisindolealkanoids 六 萜类生物碱 terpenoidalkaloids 萜类生物碱形成过程中没有氨基酸参与生物合成 具有较强的生物活性 包括 单萜类生物碱倍半萜类生物碱二萜类生物碱三萜类生物碱 肉苁蓉碱龙胆碱 boschniakine gentianine 肉苁蓉 强壮龙胆 抗炎 镇痛 单萜类生物碱 monoterpenoidalkanoids 环烯醚萜和裂环环烯醚萜衍生 六 萜类生物碱 2 倍半萜类生物碱 sesqueterpenoidalkaloids 石斛碱dendrobine镇痛 退热 六 萜类生物碱 乌头碱 aconitine C19乌头 强心 止痛 局麻 二萜类生物碱 diterpenoidalkaloids 去甲二萜生物碱C19 二萜生物碱C20 六 萜类生物碱 乌头原碱 aconine 二萜类生物碱 diterpenoidalkaloids 植物源广谱抗肿瘤药 乳腺癌 卵巢癌 肺癌 宫颈癌 直肠癌 肝脏肿瘤 头部肿瘤 白血病等中晚期癌症等 二萜类生物碱 紫杉醇 Paclitaxel 4 三萜类 triterpenoidalkaloids C 30交让木科交让木属交让木碱 daphniphylline 六 萜类生物碱 七 甾体类生物碱 steroidalkaloids 孕甾烷C21生物碱环孕甾烷C24生物碱胆甾烷C27生物碱具有甾体母核 含有氮原子 氮原子可构成杂环 也可存在环外 但都不存在于甾体母核内 结构特点 锥丝碱 conessine 辣茄碱 solanocapsine 止泻木 杀原虫作用辣茄 减慢心率 抗菌 七 甾体类生物碱 八 大环类生物碱 macrocyclicalkaloides 美登木碱 maytansine 美登木 高效低毒 安全幅度大的抗癌成分 九 其他类生物碱1 嘌呤及黄嘌呤类生物碱 purineandxanthine 嘌呤 香菇嘌呤 降脂 黄嘌呤 咖啡因 R1 R2 R3 CH3中枢兴奋茶碱 R1 R2 CH3 R3 H平滑肌松弛用于支气管哮喘 利尿 扩冠可可碱 R1 H R2 R3 CH3利尿 扩冠 九 其他类生物碱1 嘌呤及黄嘌呤类生物碱 purineandxanthine 2 喹唑啉类生物碱 quizolinealkaloids 喹唑啉常山碱抗疟 九 其他类生物碱 3 咪唑类生物碱 mizonalkaloids 咪唑毛果芸香碱 匹鲁卡品 治疗青光眼 九 其他类生物碱 一 概述二 分类三 理化性质四 提取分离五 结构鉴定 一 性状 二 旋光 三 溶解度 四 检识 五 化学性质与反应碱性成盐C N键的裂解 第三节生物碱的理化性质 1 形态 多为结晶固体 少为粉末 有熔点 少数常温下 液体 多不含氧 若含多成酯键 一 性状 2 颜色 多为无色或白色 少数有色 一 性状 颜色与共轭系统有关 共轭系统长则颜色深 共轭系统短则颜色浅 2 颜色 一 性状 小檗红碱 红色 血根碱 红色 3 味觉 多具苦味 奎宁碱10 5克分子浓度 即具有显著的苦味 有些刺激唇舌有焦灼感 少数具有其他味觉 如甜菜碱具甜味 4 挥发性 多无挥发性 少数具挥发性 一 性状 凡是具有手性碳原子的生物碱 有旋光性质 多为左旋光性 有些存在变旋现象 A 与pH有关如 菸碱中性溶液 游离状态 左旋光性酸性溶液 成盐状态 右旋光性B 与溶剂有关麻黄碱氯仿 l 水 d C 存在状态有关氯仿中吐根碱 l 其盐酸盐 d 二 旋光性 D 旋光性与生理活性密切相关一般左旋体呈显著的生理活性 右旋体则无或弱l 莨菪碱散瞳作用是d 的100倍去甲乌药碱仅l 体有强心作用少数右旋活性大于左旋d 古柯碱局部麻醉作用大于l 古柯碱 二 旋光性 影响因素 N原子存在形式 游离生物碱 生物碱盐 极性基团 有无 数目和位置 分子大小溶剂等诸多因素 三 溶解度 1 游离生物碱脂溶性生物碱 大多数仲胺 叔胺溶于甲醇 乙醇 丙酮 乙醚 苯和卤代烷 CH2Cl2 CHCl3 CCl4 不溶于水和碱水 溶于酸水 例外 伪石蒜碱不溶于有机溶剂 溶于水 喜树碱仅溶于酸性氯仿 亲脂性的吗啡碱难溶于一般有机溶剂中 小分子的麻黄碱同时溶于有机溶剂和水 三 溶解度 水溶性生物碱 含N 氧化物的生物碱 氧化苦参碱分子中含COO 的 本身形成内盐溶于水 如槟榔次碱小分子叔胺和液体生物碱 烟碱溶于水苷类生物碱 水溶性较大 槟榔次碱 烟碱 三 溶解度 氧化苦参碱 2 季铵碱或生物碱盐类易溶于水 难溶于有机溶剂 但可以溶于甲醇和乙醇 生物碱盐的溶解度与酸的种类有关 无机酸盐 有机酸盐含氧酸盐 卤代酸盐 盐酸盐 氢溴酸盐 氢碘酸盐 小分子有机酸盐或多羟基酸盐 大分子有机酸盐 三 溶解度 小檗碱盐酸盐在水中溶解度很小 奎宁硫酸盐溶于氯仿 罂粟碱盐酸盐溶于氯仿 例外 3 其他分子中有酚性基团 溶于稀碱水含内酯环的生物碱 遇碱水 常需加热 内酯环开裂成盐而溶解 加酸还原 例外 少数酚性碱 由于各种原因而导致不溶碱水中 三 溶解度 四 检识 沉淀反应显色反应 沉淀反应用途 鉴别 试管 TLC或纸色谱显色剂 提取分离 检查是否提取完全 四 检识 1 沉淀试剂 大多数生物碱能和某些酸类 重金属盐类以及一些较大分子量的复盐反应 生成单盐 复盐或络盐沉淀 这些能与生物碱产生沉淀的试剂称为生物碱的沉淀试剂 四 检识 金属盐类碘 碘化钾 Wagner KI I2棕褐色沉淀碘化铋钾 Dragendoff BiI3 KI红棕色沉淀碘化汞钾 Mayer试剂 HgI2 2KI类白色沉淀 四 检识 1 沉淀试剂 1 沉淀试剂酸类 硅钨酸 Bertrand试剂 SiO2 12WO3乳白色酚酸类 苦味酸 Hager试剂 2 4 6 三硝基苯酚黄色复盐 雷氏铵盐 Ammoniumreineckate 硫氰酸铬铵试剂生成难溶性复盐紫红色 四 检识 2 沉淀反应条件 1 通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行 若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀 2 在稀醇溶液中时 含水量 50 当醇含量 50 时可使沉淀溶解 3 沉淀试剂不易加入多量 如 过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解 四 检识 3 结果的判断 1 鉴别时每种Alk需采用三种以上沉淀试剂 沉淀试剂对各种Alk的灵敏度不同 2 直接对中药酸提液进行沉淀反应阳性结果 不能判定Alk的存在阴性结果可判断无Alk存在氨基酸 蛋白质 多糖 鞣质等 沉淀试剂 沉淀 四 检识 注意 1 假阳性反应 蛋白质 多肽 氨基酸 多糖 鞣质 某些苷类及有共轭双键的羰基化合物 需排除干扰 进行预处理 2 极少数生物碱无沉淀反应麻黄碱 咖啡碱与碘化铋钾阴性 碱水层 中药提取物 碱化 氯仿萃取 氯仿层 酸水萃取 氯仿层酸水层 鞣质 蛋白 酸性皂苷等 亲脂性物质 进行生物碱定性试验 生物碱常用的显色反应 四 检识 无机酸可与一些生物碱显色 如浓硫酸 浓硝酸 浓盐酸等 浓硫酸可使秋水仙碱显黄色 可待因显淡蓝色 小檗碱显绿色 阿托品 古柯碱 吗啡及士的宁等不显色 生物碱与酸性染料如溴麝香草酚蓝 溴甲酚绿等 在一定pH的缓冲液中也可形成复合物而显色 此种复合物定量地被氯仿等有机溶剂提出而用于比色测定 是应用广泛的一种微量测定生物碱的方法 四 检识 五 化学性质与反应 碱性 1 碱性的来源 Bronsted酸碱质子理论 接受质子 H 碱给出质子 H 酸 Lewis酸碱电子理论 给出电子对 碱接受电子对 酸 2 碱性强弱的表示方法 碱性 pKa越大 碱性越强 碱的强度 接受质子或提供电子对的能力一般用酸式离解指数pKa表示 2 碱性强弱的表示方法 碱性 pKb越小 碱性越强 碱式离解指数pKb 碱性基团的pka值顺序 胍基 季铵碱 脂肪胺 芳杂环 吡啶 酰胺 吲哚 碱性 碱性强度与pKa值的关系 季铵碱羟基以负离子形式存在 强碱性 小檗碱pKa 11 53 OH H 3 影响碱性强弱的因素 1 N原子杂化方式 2 电子效应 诱导效应 诱导 场效应 共轭效应 3 空间效应 立体因素 4 分子内氢键 5 分子内互变异构 碱性 3 影响碱性强弱的因素 1 N原子杂化方式碱性随杂化度的升高而增强 氰基中的氮原子为SP杂化呈中性 吡啶 pKa 5 17 和异喹啉 pKa 5 4 的氮原子均为SP2杂化 其碱性较弱 吡咯啶的氮原子为SP3杂化 pKa 11 27 其碱性较强 碱性 3 影响碱性强弱的因素 1 N原子杂化方式 碱性 碱性 2 电子效应诱导效应 供电 吸电 共轭效应诱导 场效应 2 电子效应 诱导效应 连接供电基团 烷基 则使碱性增强 碱性 氨伯胺仲胺叔胺 2 电子效应 诱导效应 pKa9 0 pKa9 6 pKa9 3 碱性 去甲基麻黄碱 麻黄碱 甲基麻黄碱 2 电子效应 诱导效应 氮原子附近若有吸电基团 芳环 酰基 醚键 双键 羟基等 碱性减弱 碱性 氮原子孤电子对处于p 共轭体系 3种 酰胺 苯胺 烯胺 时 通常碱性减弱 2 电子效应 共轭效应 碱性 a 酰胺型 共轭效应b 苯胺型 pKa4 5810 14 毒扁豆碱 碱性 1 2 3 1 767 88 C 烯胺型enamines 仲烯胺 R或R H B不稳定向C进行碱性弱叔烯胺 R R 烷基 B稳定向B进行碱性强 pKa11 94 N 甲基 2 甲基二氢吡咯 A 叔烯胺若N处于稠环桥头 不能发生上述质子化 Bredt s规则限制 且因双键的吸电性 弱碱性 新士的宁pKa 3 8 注意 B 并非所有的p 共轭效应都降低碱性强度 如 胍 接受质子后形成季铵离子 存在共振平衡体系 稳定性增加 为碱性最强的碱 pKa 13 6 注意 C N孤对电子和共轭体系中的 电子要产生p 共轭 两者必须共平面 否则 这种共轭效应会减弱或消失 从而使碱性增强 注意 pKa4 395 152 93 A B C 2 电子效应 诱导 场效应 碱性 分子中同时含有2个氮原子时 第一个氮原子质子化后 产生一个强的吸电基团 NHR2 对第二个氮原子产生两种碱性降低的效应 诱导效应 通过碳链传递 碳链长 作用减弱 静电场效应 通过空间直接作用 空间近 作用强 诱导 场效应 碱性降低 碱性 2 电子效应 诱导 场效应 金雀花碱 pka8 1 吐根碱 pka0 89 碱性 3 立体因素 莨菪碱碱性较强pKa9 65 东莨菪碱碱性弱pKa7 50 碱性 4 分子内氢键 若成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键 可使碱性增强 和钩藤碱 异和钩藤碱 碱性 4 分子内氢键 10 羟基二氢去氧可待因 顺式 反式 碱性 4 分子内氢键 pKa9 58 pKa9 74 碱性 4 分子内氢键 碱性 5 分子内互变异构 蛇根碱 碱性 5 分子内互变异构 碱性 N原子处在稠环的 桥头 张力较大 5 分子内互变异构 碱性 例外 互变异构的条件 环叔胺分子 氮原子的 位有双键 环叔胺分子 氮原子的 位有 OH 处于稠环桥头的N 不能异构化 5 分子内互变异构 碱性 具体到某个化合物的碱性强弱的判断 需要将几个影响碱性强度的因素综合起来考察 一般来说 空间效应与诱导效应共存时 前者居主导地位 诱导效应与共轭效应共存时 后者居主导地位 碱性强弱小结 碱性 碱性强弱小结 供电 碱性 吸电 碱性 共轭 碱性 立体因素 碱性增强 降低 视结构而定 结构中有 COOH Ar OH基团 则为两性生物碱 碱性 比较碱性强弱 比较碱性强弱 A C B 一 溶剂法 二 离子交换树脂法 三 沉淀法 第四节生物碱的提取与分离 提取 提取速率与下列因素有关 溶剂用量原料粉碎度操作条件温度搅拌操作工艺 一 溶剂法 1 酸水提取法2 醇提法 醇 酸水 有机溶剂法 3 碱化 有机溶剂提取法 一 溶剂法 1 酸水提取法原理 生物碱盐类易溶于水溶剂 0 5 l 矿酸水溶液 HCl H2SO4 方法 冷提法 浸泡和渗滤 优点 简便 易行 安全 便宜缺点 体积大 难浓缩 水溶杂质多 难成盐的生物碱可能提取不完全纯化 离子交换树脂法 碱化后有机溶剂萃取 沉淀法 若不沉淀可用有机溶剂萃取 然后蒸去溶剂 2 醇提法 醇 酸水 有机溶剂法 原理 游离生物碱 生物碱盐均易溶于醇溶剂 甲醇 乙醇方法 冷提取 浸渍 渗漉 热提取 回流 连续回流 优点 溶剂易回收 水溶杂质少缺点 亲脂性杂质多纯化方法 酸碱处理后有机溶剂萃取 醇提浓缩液 MeOH EtOH 酸水溶液沉淀树脂 叶绿素油脂 甾萜 Na2CO3或NH4OH碱化 CHCl3萃取 有机溶剂层酸水层亲脂性杂质 有机溶剂萃取 有机溶剂层碱水层粗生物碱水溶性杂质水溶性生物碱 生药粗粉 加稀酸使生物碱成盐 放置 CHCl3 CH2Cl2Ether EtOAc 3 碱化 有机溶剂提取法前处理 药材粗粉用 NH4OH Na2CO3 石灰乳等 湿润方法 冷浸 回流 连续回流溶剂 氯仿 二氯甲烷 乙醚 苯等优点 溶剂回收容易 水溶性杂质少缺点 亲脂性杂质多纯化方法 酸碱处理方法 3 碱化 有机溶剂提取法 生药 残渣 CHCl3 CHCl3 H H2O 碱化 如NH4OH 使Alk游离 渗滤 或浸渍 如CHCl3等 H H2O OH H2O Alk沉淀 亲水性Alk 碱性较弱的Alk 二 离子交换树脂法 一叶萩叶及嫩茎粗粉 0 3 H2SO4 渗漉 渗漉液 阳离子交换树脂柱 流出液树脂不能产生交换作用的亲水性杂质 水洗 干燥10 NH4OH湿润碱化树脂 碱化的树脂 Et2O沙氏提取 Et2O提取液 回收Et2O 黄色一叶萩碱粗品 三 沉淀法 酸提取碱沉淀法 三 沉淀法 盐析法 适用于中等强度碱 黄藤1 H2SO4水溶液 H2O 沉淀 碱化至pH 9 加NaCl达饱和 掌叶防已碱 三 沉淀法 雷氏铵盐沉淀法 季铵碱的水溶液 水溶液 沉淀 雷氏复盐 雷氏铵盐沉淀 沉淀 滤液 滤液 B2SO4 硫酸钡沉淀 季铵碱的盐酸盐 加酸水调至弱酸性加新配制的雷氏铵盐饱和 H2O 溶丙酮 乙醇 中加Ag2SO4饱和水溶液 加入氯化钡 BaCl2 生物碱的分离 系统分离 特定分离 多用于基础研究 侧重于生产实用 总碱 单体Alk的分离 类别指酸碱性强弱 部位指极性不同 依据Alk的理化性质 分离 一 总生物碱的分离 二 生物碱单体的分离 分离 总生物碱 酸水提取 浓缩 氯仿 苯 水溶性生物碱 酸化沉淀剂 二 生物碱单体分离 1 利用生物碱碱性差异 pH梯度萃取法 2 利用生物碱及其盐的溶解度差异 3 利用特殊官能团分离 4 利用色谱法 二 生物碱单体分离1 利用生物碱碱性差异 pH梯度萃取法 脂溶生物碱总碱 CHCl3 弱酸液 中等 强酸 弱酸液中等酸液强酸液 强碱中强碱弱碱 总碱稀酸溶液 弱碱调pH CHCl3 CHCl3水液 弱碱 中强 强碱调pH CHCl3 中强碱强碱 1 Alk碱性不同 pH梯度萃取法首先考虑的问题 所选溶剂pH值多少为宜 萃取几次能完全 萃取溶剂的最佳体积 1乌藤碱insularine 2表千金藤碱epistephine 3千斤藤碱stephanine 千斤藤中生物碱的分离 千金藤总碱 千金藤总碱 溶液不溶物酚性生物碱非酚性生物碱 溶于CHCl3 CHCl3液 缓冲液萃取 pH5 8pH4 4pH2 8 10 NaOH碱化乙醚萃取 乙醚液 1 同左 2 3 5 NaOH溶解 2 利用生物碱及其盐的溶解度差异 麻黄草 水煎煮 草渣煎煮液 NaOH碱化pH10 12 碱液 甲苯萃取 甲苯溶液碱液 流经草酸溶液吸收塔 甲苯草酸溶液 减压浓缩 草酸麻黄碱结晶母液 CaCl2溶液 草酸钙沉淀溶液 盐酸麻黄碱 麻黄碱 草酸盐溶解度小伪麻黄碱 饱和CaCl2 盐酸伪麻黄碱 碘 金鸡纳树皮粉末 Ca OH 2湿润苯提取 苯提液 稀H2SO4 酸水液 NaOH调pH6 5 硫酸奎宁结晶母液 氨水碱化 奎宁 碱化 过滤 沉淀滤液 乙醚 不溶物乙醚液金鸡宁 稀HCl 酸水液乙醚液 酒石酸钾钠 酒石酸母液金鸡宁丁 碱化 金鸡宁丁 1 2 3 4 KI 氢碘酸母液奎尼丁 碱化 奎尼丁 3 利用特殊官能团分离 R HCH3吗啡可待因 1 酚 OH可溶于NaOH 2 COOH可溶于NaHCO3 槟榔次碱 3 内酯 内酰胺等加碱开环形成溶于水的羧酸盐 加酸环合自水溶液中析出 喜树碱 苦参碱 3 内酯 内酰胺等加碱开环形成溶于水的羧酸盐 加酸环合自水溶液中析出 4 利用色谱法 1 吸附色谱 2 分配色谱 3 离子交换树脂色谱 4 HPLC等 相似结构 双键多 含氧官能团多 则极性大 在含氧官能团中 1 吸附色谱吸附剂 硅胶和氧化铝溶剂 苯 氯仿 乙醚 乙酸乙酯等 有时需加碱 氨水 二乙胺 三乙胺等 化合物极性判断 五 提取分离 长春花全草粗粉 长春碱长春新碱 0 3倍水湿润 苯提取 总游离生物碱 Al2O3柱 苯 CHCl3 1 2 药渣苯提取物 经二次酸碱处理 长春碱R CH3长春新碱R CHO 混合生物碱 硅胶分配色谱Na2HPO4 枸橼酸 pH 5 为固定相CHCl3为流动相 高三尖杉碱三尖杉酯碱n 3n 2 2 分配色谱 极性较大的生物碱或苷或极性差别较小 3 离子交换树脂 洋金花粗粉 流出液树脂 水洗 干燥 10 NaHCO3碱化乙醚沙氏提取 0 1 HCl渗漉 渗漉液 磺酸型阳离子交换树脂 乙醚液树脂 干燥 回收溶剂 莨菪碱 母液结晶 HBr东莨菪碱 油状物 NH3 H2O碱化 洗脱 溶于3倍量丙酮 滴加40 HBr 使刚果红试纸显蓝色 冰箱放置 3 离子交换树脂 1R 2R 3R 4R LI ChrosorbSL 60 正相 正己烷 二氯甲烷 甲醇 二乙胺 85 40 1 0 6 1ml min 290nm 4 HPLC 提取分离实例 长春碱与长春新碱 五 提取分离 长春花全草 干粉80目 苯渗漉液 药渣 苯液 H H2O 苯渗漉 pH 4 6 酒石酸水溶液萃取 氨水碱化至pH 6 7CHCl3提 水杂 脂杂 五 提取分离 H2O CHCl3 Alk硫酸盐 回收氯仿 蒸干溶于无水乙醇H2SO4调pH 3 8 4 1Alk沉淀 溶于H2O 氨水碱化至pH 8 9CHCl3萃取 除脂杂 除水杂 精制 五 提取分离 碱性较强的成分 H2O CHCl3 游离Alk 长春碱 醛基长春碱 回收氯仿 溶于苯 氯仿 1 2 液中通过Al2O3吸附柱用苯 氯仿 1 2 洗脱 色谱分离 五 提取分离 某中药材中主要含有生物碱类成分 且已知在其总碱中含有如下成分 季铵碱 酚性叔胺碱 非酚性叔胺碱 水溶性杂质 脂溶性杂质现有下列分离流程 试将每种成分可能出现的部位填入括号中 习题 一 概述二 生物合成三 分类四 理化性质五 提取分离六 结构鉴定 鉴定纯度结构鉴定 一 化学方法 二 波谱方法 六 结构鉴定 步骤 1 外观 色泽均匀 晶型较一致 2 TLC 在三种以上溶剂系统中展开均为一个点 3 熔距 小于等于2 C 4 HPLC GC 单峰 鉴定纯度 六 结构鉴定 辅助用于功能团的测定酚羟基 FeCl3 兰或绿内酯的异羟戊酸铁反应 红亚甲二氧基 浓硫酸 没食子酸 翠绿色 Labat反应 化学方法 六 结构鉴定 六 结构鉴定 波谱法紫外光谱 红外光谱 质谱 核磁共振谱UV 反映分子中所含共轭系统情况 IR 利用特征吸收峰 鉴定结构中主要官能团 NMR 各种技术图谱测定结构 MS 依据文献 结合主要生物碱类型的质谱特征进行解析 确定分子量 HR MS 一 UV确定结构骨架类型当生色团组成分子的基本骨架 共轭体系 时 如吡啶 喹啉 吲哚碱等 其UV光谱可反映生物碱的基本骨架和类型特征 六 结构鉴定 毒藜碱261nm log 3 52 二 IR1 确定官能团OH 3200 3650 C O 1690 1760 正常 1660 1690 跨环效应Ar 1500 1600 六 结构鉴定 925 普罗托品1661 1658 反式喹喏里西丁 顺式喹喏里西丁 反式