天然药物化学第十一章生物碱PPT课件

1、第十一章 生物碱知识要求 掌握生物碱的理化性质、提取、分离及鉴定的基本知识。 熟悉生物碱的结构特征和实际应用。 了解生物碱的含义、生源途径、分类、分布和生理活性。能力要求 熟练掌握生物碱的提取分离基本操作技能，能提出合理的提取分离步骤和方案。 学会化学检识法和色谱法初步鉴别生物碱的基本技术概述生物碱的含义及特点 1 含义 生物碱指来源于生物界的一类含氮有机化合物。 2 特点 大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内；多呈碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理活性。 下列除外：低分子胺类：甲胺、乙胺；氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸、卟啉类、维生素； 生物碱的在生物界的分布二生物碱在生物界

2、的分布生物界植物界动物界：极少1.在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、异养植物中未发现生物碱菌类植物如麦角菌等少数植物含有生物碱地衣、苔藓类中仅发现少数简单的吲哚类生物碱蕨类中除简单类型的生物碱如烟碱外，结构复杂的生物碱集中分布在小叶型的真蕨如木贼科、卷柏科石松科等植物中（很少）单子叶植物中，主要分布在百合科、石蒜科、百部科2.生物碱集中分布在系统发育较高级的类群中裸子植物中，仅红豆杉属、松属、云杉属、油杉属、麻黄属、三尖杉属等植物中含生物碱（较少）双子叶植物中，主要分布在防己科、毛莨科、茄科、NCH2CH2NCH3CH3二生物碱在生物界的分布生物界植物界动物界：极少1.

3、在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、异养植物中未发现生物碱菌类植物如麦角菌等少数植物含有生物碱地衣、苔藓类中仅发现少数简单的吲哚类生物碱蕨类中除简单类型的生物碱如烟碱外，结构复杂的生物碱集中分布在小叶型的真蕨如木贼科、卷柏科石松科等植物中（很少）单子叶植物中，主要分布在百合科、石蒜科、百部科2.生物碱集中分布在系统发育较高级的类群中裸子植物中，仅红豆杉属、松属、云杉属、油杉属、麻黄属、三尖杉属等植物中含生物碱（较少）双子叶植物中，主要分布在防己科、毛莨科、茄科、NCH2CH2NCH3CH3二生物碱在生物界的分布生 物 界植 物 界 动 物 界 ： 极 少1.在 系 统 发

4、 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 中 未 发 现 生 物 碱菌 类 植 物 如 麦 角 菌 等 少 数 植 物 含 有 生 物 碱地 衣 、 苔 藓 类 中 仅 发 现 少 数 简 单 的 吲 哚 类 生 物 碱蕨 类 中 除 简 单 类 型 的 生 物 碱 如 烟 碱 外 ， 结 构 复 杂 的生 物 碱 集 中 分 布 在 小 叶 型 的 真 蕨 如 木 贼 科 、 卷 柏 科石 松 科 等 植 物 中（ 很 少 ）单 子 叶 植 物 中 ， 主 要 分 布 在 百 合 科 、 石 蒜 科 、 百 部 科2.生

5、 物 碱 集 中 分 布 在 系 统 发 育 较 高 级 的 类 群 中裸 子 植 物 中 ， 仅 红 豆 杉 属 、 松 属 、 云 杉 属 、 油 杉 属 、麻 黄 属 、 三 尖 杉 属 等 植 物 中 含 生 物 碱（ 较 少 ）双 子 叶 植 物 中 ， 主 要 分 布 在 防 己 科 、 毛 莨 科 、 茄 科 、NCH2CH2NCH3CH3植物界二生物碱在生物界的分布生 物 界植 物 界 动 物 界 ： 极 少1.在 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 中 未 发 现 生 物 碱菌 类 植 物

6、 如 麦 角 菌 等 少 数 植 物 含 有 生 物 碱地 衣 、 苔 藓 类 中 仅 发 现 少 数 简 单 的 吲 哚 类 生 物 碱蕨 类 中 除 简 单 类 型 的 生 物 碱 如 烟 碱 外 ， 结 构 复 杂 的生 物 碱 集 中 分 布 在 小 叶 型 的 真 蕨 如 木 贼 科 、 卷 柏 科石 松 科 等 植 物 中（ 很 少 ）单 子 叶 植 物 中 ， 主 要 分 布 在 百 合 科 、 石 蒜 科 、 百 部 科2.生 物 碱 集 中 分 布 在 系 统 发 育 较 高 级 的 类 群 中裸 子 植 物 中 ， 仅 红 豆 杉 属 、 松 属 、 云 杉 属 、 油 杉

7、 属 、麻 黄 属 、 三 尖 杉 属 等 植 物 中 含 生 物 碱（ 较 少 ）双 子 叶 植 物 中 ， 主 要 分 布 在 防 己 科 、 毛 莨 科 、 茄 科 、NCH2CH2NCH3CH3二生物碱在生物界的分布生 物 界植 物 界 动物 界 ： 极 少1.在 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 中 未 发现 生 物 碱菌类 植 物 如麦 角 菌 等少 数 植 物含 有 生 物 碱地 衣、 苔 藓 类中 仅 发 现少 数 简 单的 吲 哚 类 生物 碱蕨 类中 除 简 单类 型 的 生物 碱 如 烟碱 外 ，

8、结 构复 杂 的生 物碱 集 中 分布 在 小 叶型 的 真 蕨如 木 贼 科 、卷 柏 科石 松科 等 植 物中（ 很 少）单 子 叶植 物 中 ，主 要 分 布在 百 合 科、 石 蒜 科 、百 部 科2.生 物碱 集 中 分 布在 系 统 发 育较 高 级 的类 群 中裸 子植 物 中 ，仅 红 豆 杉属 、 松 属、 云 杉 属 、油 杉 属 、麻 黄属 、 三 尖杉 属 等 植物 中 含 生物 碱（ 较 少 ）双 子 叶植 物 中 ，主 要 分 布在 防 己 科、 毛 莨 科 、茄 科 、NCH2CH2NCH3CH3动物界生物碱极少如：麝香中的麝香吡啶生物碱在植物体中的积累和储藏1.

9、生物碱的代谢分为积累、转移、储藏三个阶段，不同阶段是在植物的不同细胞内进行的；2.生物碱的积累主要在生长活跃的组织如子房、心皮等；3.生物碱的储藏主要是在液泡细胞、乳汁管细胞中进行；因此，不同植物中生物碱存在的部位不同；4.生物碱在转移阶段往往发生许多甲基化、氧化、去甲基化等次级结构修饰；存在形式 1.游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。2.成 盐：有机酸（绝大多数）有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸类：乌头酸、绿原酸等；无机酸（少数）：硫酸、盐酸等。3.苷 类：以苷的形式存在于植物中；4.酯 类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲酯形式存在。5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。生物

10、碱的生物活性 生物碱多具有显著而特殊的生物活性。如吗啡、延胡索乙素具有镇痛作用；阿托品具有解痉作用；小檗碱、苦参生物碱、蝙蝠葛碱有抗菌消炎作用；利血平有降血压作用；麻黄碱有止咳平喘作用；奎宁有抗疟作用；苦参碱、氧化苦参碱等有抗心律失常作用；喜树碱、秋水仙碱、长春新碱、三尖杉碱、紫杉醇等有不同程度的抗癌作用等。 结构特点结构特点第一章 结 构 类 型有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸） 氮原子不结合在环内的一类生物碱。CHCHOHCH3NHCH3CHCHOHCH3NHCH3麻黄碱伪麻黄碱(1R,2S)(1S,2S)ephedrinepseudoephedrine麻黄碱的特点麻黄碱的特点: :有机胺类（苯

11、丙氨酸/酪氨酸） 游离时可溶于水，能与酸生成稳定的盐，有挥发性，不易与大多数生物碱沉淀试剂反应生成沉淀。MeOHCS2CuSO4NaOH麻+棕或黄色沉淀棕或黄色沉淀NHCOCH3OOMeMeOMeOOMe秋水仙碱秋水仙碱colchicine治疗急性痛风，并有治疗急性痛风，并有抑制癌细胞生长的作用抑制癌细胞生长的作用MeOHMeOCOO(CH2)4NHNH2NH益母草碱益母草碱leonurine对动物子宫有增加其对动物子宫有增加其紧张性与节律性的作用紧张性与节律性的作用吡咯衍生物由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。 NHNH吡咯四氢吡咯重要的分：简单的吡咯衍生物 吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶） 吲

12、哚里西啶衍生物。简单的吡咯衍生物NNOMeMeNNMeMeOOOCOMe红古豆碱红古豆碱cuscohygrine红古豆苦杏仁酸酯红古豆苦杏仁酸酯（无活性）（有活性）似阿托品药物的散瞳等作用NOONMeMeMeHOHOHOO野百合碱野百合碱monocrotaline（有抗癌活性）吡咯里西啶吡咯里西啶吡咯里西啶（pyrrolizidine）衍生物吲哚里西啶（indolizidine）衍生物NNOO吲哚里西啶吲哚里西啶indolizidine一叶萩碱一叶萩碱securinine吡啶衍生物由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。分：简单吡啶衍生物、喹诺里西啶（quinolizidine）NN吡啶喹诺里西啶吡啶衍

13、生物NMeMeNOOMeCNMeNNHO猕猴桃碱蓖麻碱金雀花碱actinidinericininecytisineNNONNOO苦参碱氧化苦参碱matrineoxymatrine莨菪烷（tropane）衍生物由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环。分：颠茄生物碱（belladonna alkaloids） 古柯生物碱（coca alkaloids）NCH3HHNCH3HHNCH3HH莨菪烷 莨菪碱是由莨菪醇（tuopine）与莨菪酸（tuopic acid）缩合而生成的酯：NCH3HOHCHHOOCCH2OHCHCH2OHNCH3HOCO莨菪醇莨菪醇莨菪酸莨菪酸莨菪碱莨菪碱（阿托品）+缩合（五）喹啉衍生

14、物N12345678喹 啉NNOOOOH喜树碱喜树碱camptothecine治白血病和直肠癌内酯结构碱化开环成盐溶于水（六）异喹啉衍生物分：1-苯甲基异喹啉型 双苯甲基异喹啉型 原小檗碱型 阿朴啡型 原阿朴啡型 吗啡烷型 原托品碱型N67123458异喹啉异喹啉isoquinoline 1-苯甲基异喹啉型OONOOMeOOMeOMeMeH那可丁那可丁narcotine存在于鸦片中，具有镇咳作用与可待因相似，但无成瘾性，可替代可待因。N1-苯甲基异喹啉1-benzyl-isoquinoline双苯甲基异喹啉型NMeOMeOMeOMeHNHOMeOMeOMeMeOMeO唐松草碱唐松草碱thali

15、carpine原小檗碱型 protoberberineNNOOOMeOMeOHMeONOMeOMe+OH-+OH-小檗碱（黄连素）小檗碱（黄连素）berberine药根碱药根碱jatrorrhizine 阿朴啡型NMeNHCH3OOHCH3O阿朴啡阿朴啡aporphine土藤碱土藤碱tuduranine 原阿朴啡型N MeONHOMeOMeO原阿朴啡原阿朴啡proaporphineStepharine（存在于千金藤中）吗啡烷型N12345678910111213141516吗啡烷吗啡烷morphinaneOHONCH3OHNCH3OOHMeOOMe吗啡碱吗啡碱morphine青藤碱青藤碱sin

16、omenine 原托品碱型NOOOOOCH3原托品碱原托品碱protopine（七）菲啶（phenanthridine）衍生物属异喹啉类衍生物，重要的类型有：苯骈菲啶类吡咯骈菲啶类NN苯骈菲啶苯骈菲啶benzo-phenanthridine菲啶菲啶NOOOOOHCH3NOOOHOH白屈菜碱白屈菜碱chelidonine石蒜碱石蒜碱lycorine（八）吖啶酮（acridone）衍生物N12345678910吖啶吖啶NOMeOOMe山油柑碱山油柑碱acronycine具有显著抗癌作用，抗瘤谱较广，现已有人工合成品。（九）吲哚（yinduo）衍生物NH1234567吲哚吲哚NHNHCONHMeMe

17、CH2OH麦角新碱麦角新碱ergonovineergometrineNNCH3CH3CH3COOCH3NHNHNCH3CH3毒扁豆碱毒扁豆碱physostigmine治疗青光眼玫瑰树碱玫瑰树碱ellipticine抗癌作用，低毒。（十）咪唑（imidazole）衍生物NNONNOMe咪唑咪唑毛果芸香碱毛果芸香碱pilocarpine治疗青光眼治疗青光眼(十一) 喹唑酮（quinazolidone）衍生物NNONNNHOOOH喹唑酮喹唑酮常山碱常山碱 -dichroinefebrifugine抗疟作用抗疟作用(十二) 嘌呤（purine）衍生物NNNN123456789嘌呤嘌呤NNNNNH2HO

18、HOHHCOOH香菇嘌呤香菇嘌呤eritadenine具降脂作用具降脂作用(十三) 甾体生物碱类NHHOHHHHHHOHHOHH贝母碱贝母碱peimineverticine（十四）萜生物碱类NOMeOMeOCH3OHOHONCH3CH2OCH3OCH3OCCH3OOCH3COOH石斛碱石斛碱dendrobine乌头碱乌头碱aconitine(十五) 大环生物碱类ClNMeOOONMeOMeHMeNHOOMeOOMeHMeOHMeOMe美登碱美登碱maytansine高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分(十六) 其他类型生物碱NNMeMeMeMeOOHClOMeONOMeOMeMeONCH3CH3

19、OCH3OOOHHNH四甲基吡嗪（川芎嗪）四甲基吡嗪（川芎嗪）tetramethylpyrazine莲氏花烷莲氏花烷hasubanane间千金藤碱间千金藤碱metaphanine短防已碱短防已碱acutumine第二节 理 化 性 质一、性状 1 形态 生物碱多数为结晶形固体， 少数为非晶形粉末；个别为液体， 如烟碱(nicotine)、槟榔碱等。 2 味 生物碱多具苦味。 3 颜色 生物碱一般无色或白色，少数有颜色，如小檗碱、蛇根碱呈黄色等。 有机化合物产生颜色一般要具备长链共轭结构，并有助色团，或同时为离子型。 一叶萩碱为淡黄色，是因为氮原子上孤电子对与共轭系统形成跨环共轭。4 挥发性与升

20、华性 少数液体状态及个别小分子固体生物碱如麻黄碱、烟碱等具挥发性，可用水蒸汽蒸馏提取。咖啡因等个别生物碱具有升华性。二、旋光性生物碱结构中如有手性碳原子或本身为手性分子即有旋光性。 生物碱的生理活性与其旋光性密切相关，通常左旋体的生理活性比右旋体强。如l-莨菪碱的散瞳作用比d-莨菪碱大100倍。去甲乌药碱（higenaenine）仅左旋体具强心作用。 三、碱 性（一）碱性的产生与强度表示： 碱性由来：N上孤对电子，与质子H+结合强度表示：pKaN+ HN H pKa与碱性的关系： pKa越大，碱性越强用Bronsted（勃朗斯德）理论解释：BHBH ：生物碱盐的浓度；B B：游离生物碱的浓度。

21、p pK Ka a值越大， BHBH越大，表示生物碱的碱性越强 BHB + H3O+B BH Ka=B H3OBH pKa= pH+ log各种强度生物碱的pKa范围pKa值值碱度碱度结构结构 特征特征pKa2极弱碱极弱碱酰胺类、部分杂环酰胺类、部分杂环pKa 27弱弱 碱碱芳香胺、芳杂胺芳香胺、芳杂胺pKa 711中强碱中强碱脂肪胺、脂杂胺、季铵脂肪胺、脂杂胺、季铵pKa 11强强 碱碱季铵、胍类季铵、胍类 碱性基团的pKa值大小顺序：胍基-NH(C=NH)NH2 季铵碱N-烷杂环脂肪胺基 N-芳杂环（吡啶）酰胺基吡咯R4NOHNHR-NH2NNR-CO-NH2NH+-R4NOHNHR-NH

22、2NNR-CO-NH2NH+-（二）碱性与分子结构的关系杂化度诱导效应诱导-场效应共轭效应空间效应氢键效应 杂化度：SP3 SP2 SPP电子比例：3/4 2/3 1/2NCH3CH3NCNpKa 10.26 pKa 5.6 中 性 又如异喹啉（sp2）杂化成四氢异喹啉（sp3）后，碱性增强（ pKa 9.5）。季氨碱（如小檗碱）因羟基以负离子形式存在而显强碱性（ pKa 11.5）氰基（sp）吡啶2-甲基-甲基吡咯（sp3 ）诱导效应：（碱性减弱或增强）供电子基团：使 N 电子云密度增高，碱性增强 CH3CH2CH3,OHC OOOCC,吸电子基团：使N 电子云密度降低，碱性减弱 NH3Me

23、 NH2NHMeMeMe N MeMe仲胺叔胺伯胺胺pka9.310.610.79.74氮原子附近有吸电性基团，碱性减弱；托哌可卡因9.88PKa=8.31cocaineNMeOCOBzNMeCOOMeOCOBzPKa=6.4PKa=8.4石蒜碱二氢石蒜碱NOHHOHHOONOHHOHHOONCH3HCOOCH3OCON CH3HOCO可卡因托哌可卡因pKa = 8.31pKa = 9.88 前提：生物碱中2个N原子l 诱导场效应：l结果：2个N原子碱度差异较大pKal原因：？因为一旦第一个氮原子质子化后，就产生一个强的吸电子基团-+NHR2。此时，它对第二个氮原子产生两种碱性降低的效应：诱导

24、效应和静电场效应。前者通过碳链传递，且随碳链增长而逐渐降低。后者则是通过空间直接作用的，故又称为直接效应。二者统称诱导-场效应。 共轭效应 （苯胺型、烯胺型、酰胺型）若生物碱分子中氮原子孤电子对成p- 共轭体系时，碱性较弱。常见的p-共轭效应主要有三种类型：苯胺型、烯胺型和酰胺型 苯胺型：如毒扁豆碱（physostigmine）分子中的N1和N2碱性相差悬殊，前者为pKa 7.88,后者仅为1.76。PKa2=7.88PKa1=1.76N2MeN1MeMeHNCOO毒扁豆碱毒扁豆碱NHNHHNHH 苯胺pKa 4.58 pKa 10.14 pKa 11.2 烯胺(enamines)型:仲烯胺（

25、R或R=H）A的共轭酸B极不稳定，平衡向C发展，碱性较弱。反之，如叔胺 (R,R为烷基)A的共轭酸B比较稳定，平衡易向B进行，碱性较强。酰胺型： 若氮原子处于酰胺结构中，由于氮原子孤电子对与酰胺羰基的p-共轭效应，其碱性很弱。NCOR.酰胺结构OONONNONNMeMeOMe胡椒碱咖啡因（ pKa=1.22）（pKa=1.42） 但胍例外，由于接受质子后形成季铵离子，故呈强碱性。 空间效应尽管质子的体积很小，但生物碱氮原子质子化后，仍受到空间效应的影响，使其碱性增强或减弱。附近取代基的空间立体障碍或分子构象因素，可使质子难于接近氮原子。PKa=9.30PKa=9.56COHCCH3HNCH3H

26、CH3Methyl-EphedrineCOHCCH3HNHCH3HEphedrine(t)PKa=2.93PKa=4.81NMeMeC4H9PKa=5.15PKa=4.39NMeMeMeMeNMeMeMeNMeMe莨菪碱pKa 9.65NHOCOCHCH2OHCH3东莨菪碱pKa 7.5NHOCOCHCH2OHOCH3山莨菪碱 NHOCOCHCH2OHCH3HO 分子内氢键碱性增强生物碱的盐（共轭酸）中的H与生物碱结构中O形成氢键，使得生物碱的盐稳定，故碱性增强异和构藤碱pKa 5.27NHHOCH3COOCH3CH2CH3HHNOH和构藤碱 pKa 6.32NNOHHHOCH3COOCH3C

27、H2CH3HH7 对具体化合物，上述几种影响生物碱强度的因素须综合考虑。一般来说，空间效应和诱导效应共存时，前者居于主导地位。诱导效应和共轭效应共存时，往往后者的影响为大。Ar-NH2N+OHN HNH2NONH季铵季铵仲胺仲胺伯胺伯胺叔胺叔胺芳胺芳胺酰胺酰胺-供电-碱性共轭、诱导吸电-碱性NNNMeMeH123brevicollineA3 2 1NNNOMeH123evodiamine吴茱萸碱B1 3 2NNHCONHCHMeHCH2OHMeC123麦角新碱ergonovineN2 1 3四、溶解性 （1）绝大多数仲胺和叔胺生物碱的游离碱具亲脂性； （2）绝大多数生物碱盐具亲水性； （3）季

28、铵生物碱具亲水性； （4）具酚羟基、羧基等酸性基团的生物碱具酸碱两性； （5）具内酯基的生物碱，遇碱水开环成盐而溶解，遇酸又闭环而析出； (6) 生物碱成盐后多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂。（一）亲脂性生物碱：仲胺、叔胺等游离生物碱（二） 亲水性生物碱：季胺碱，N-氧化物，生物碱盐等 含氧酸盐的水溶性往往较大。 与大分子有机酸所形成的盐水溶性差。 与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好。 生物碱盐具有特殊的溶解性质，如高石蒜碱 的盐酸盐不溶于水，而溶于氯仿，盐酸小檗碱难溶于水；五、检识反应（一）沉淀反应 生物碱在酸性水溶液或稀醇液中能和某些试剂生成难溶于水的复盐或者分子络合物的反应称为生物碱沉淀

29、反应，这些试剂被称为生物碱沉淀试剂。 反应意义和作用 1）用于检查生物碱的有无，在生物碱的定性鉴别时，这些试剂可用于试管定性反应和作为平面色谱的显色剂。 2）另外在生物碱的提取分离中还可指示提取、分离终点。 3）个别沉淀试剂可用于分离纯化生物碱，如雷氏铵盐可用于沉淀分离季铵碱。常见沉淀试剂金属盐类碘-碘化钾（Wagner）KI-I2 棕褐色沉淀碘化铋钾（Dragendoff）BiI3KI 红棕色沉淀碘化汞钾（Mayer试剂）HgI22KI 类白色沉淀 若加过量试剂，沉淀又被溶解氯化金(3%)（Suric chloride）HAuCl4 黄色晶形沉淀酸类硅钨酸(Bertrand试剂)SiO212

30、WO3 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 紫红色反应原理：生成更大多分子复盐和络盐NHKBiI4NH BiI4+-+K+生物碱盐碘化铋钾NHOHNO2NO2O2NOO2NNO2O2NNH+生物碱盐+ -苦味酸沉淀反应条件（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）在稀醇或脂溶性溶液中时，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）结果的判断（1）鉴别时每种A

31、lk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，则 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 + 沉淀试剂沉淀注意事项： 1 反应一定要在酸性条件下，生物碱成盐溶于水方可反应。 2 对生物碱的有无定性时，应用三种以上试剂分别进行反应，均阳性或阴性方有可信性。 3 仲胺一般不与生物碱沉淀试剂反应。如麻黄碱。 4 水溶液中如有蛋白质、鞣质亦可与此类试剂产生阳性反应，应在被检液中除掉这些成分。除掉方法工艺如下：小结试剂名称试剂名称试剂组成试剂组成现象现象 Dragendorff 试剂试剂KBiI4试剂试

32、剂橘红橘红Mayer试剂试剂K2HgI4白色白色Wagner 试剂试剂KI.I2红棕色红棕色Bertrad 试剂试剂SiO2.12WO3.nH2O灰白色灰白色（雷氏铵盐）（雷氏铵盐）硫氰酸铬铵试剂硫氰酸铬铵试剂NH4+Cr(NH3)2(SCN)4红色红色 思考？ 生物碱沉淀反应所需的环境和净化处理的方法有哪些？ 如何用化学方法鉴别苦参中的总生物碱？（二）显色反应 有些生物碱能和某些试剂反应生成特殊的颜色，叫做显色反应，常用于鉴识某种生物碱。这种生物试剂称为生物碱的显色试剂 但显色反应受生物碱纯度的影响很大，生物碱愈纯，颜色愈明显。 生物碱的显色反应原理尚不太明了，一般认为是氧化反应、脱水反应、

33、缩合反应或氧化、脱水与缩合的共同反应。 常用的显色剂 （1）矾酸铵一浓硫酸溶液（Mandelin试剂）为1矾酸铵的浓硫酸溶液。如遇阿托品显红色，可待因显蓝色，士的宁显紫色到红色。 （2）钼酸铵一浓硫酸溶液（Frohde试剂）为1钼酸钠或钼酸铵的浓硫酸溶液，如遇乌头碱显黄棕色，小檗碱显棕绿色，阿托品不显色。 （3）甲醛一浓硫酸试剂（Marquis试剂）为30甲醛溶液0.2ml与10ml浓硫酸的混合溶液。医学教|育网|收集整理如遇吗啡显橙色至紫色，可待因显红色至黄棕色。 （4）浓硫酸如遇乌头碱显紫色、小檗碱显绿色，阿托品不显色。 （5）浓硝酸 如遇小檗碱显棕红色，秋水仙碱显蓝色，咖啡碱不显色。补充

34、：成盐（Alk成盐的机理） 生物碱与酸成盐，对质子化来说，仲胺、叔胺生物碱成盐时，质子多结合于氮原子。 季胺碱、氮杂缩醛、烯胺以及具有涉及氮原子的跨环效应形式存在的生物碱，质子化则往往并非发生在氮原子上。1.季胺碱的成盐NOHOHN+-H X-+X.-+HOH季胺碱盐水质子与OH-结合成水2.含氮杂缩醛Alk的成盐质子与RO-结合成H-OR(醇或水）N CHORNCHH OH XOH 或 HOR+X-+R氮杂缩醛生物碱亚胺盐醇或水2.含氮杂缩醛Alk的成盐NNOOOCH2CH3NNOCH2CH3COOHHOH+-斯米生（亚胺盐）（内脂环开裂，质子与COO 结合）-3.具有烯胺结构Alk的成盐N

35、CCNCCH.+H+烯胺亚胺盐Alk质子化多在碳上，而非氮原子3.具有烯胺结构Alk的成盐NONHHMeOOCNONHHMeOOCH+HClOH-二氢奥斯冬宁亚胺盐*稠环桥头N原子不能形成亚胺形式的盐。NNOHHHHHO有烯胺结构新士的宁NNMeOHOHH含氮杂缩醛结构阿马林碱4.涉及氮原子跨环效应Alk的成盐N ONCOH+OH-H+具有酮基的Alk成盐N原子孤电子对空间上靠近酮基时，则产生跨环效应原子孤电子对空间上靠近酮基时，则产生跨环效应4.涉及氮原子跨环效应Alk的成盐NONHMeOOCOMeMeOMeOONHMeOOCMeMeOMeONOHH+.+产生跨环效应生成的盐二甲氧基皮拉菲林

36、dimethoxy picraphylline（一）提取 1.酸水提取法 （离子交换树脂法、沉淀法） 2.醇类溶剂提取法 3.与水不相混溶的有机溶剂提取法第四节 提取与分离1.酸水提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法）原理：利用生物碱盐易溶于水，难溶于或不 溶于亲脂性有机溶剂的溶解性能，用 水进行提取 酸性水0.5% 1%H2SO4、HCl、HOAc等 生药H+/H2O药渣Alk OH-/H2OH+/H2OOH-弱碱及杂质亲水性Alk提取过程： 优点： 将生物碱的大分子有机盐转变为小分子无机盐，增大在水中溶解度 方法简单 溶剂廉价 此法缺点： 提取液体积较大（浓缩困难） 提取液中水溶性杂质多 解决方

37、法： （1）离子交换树脂法 （2）沉淀法（1）离子交换树脂法RSO3HNHRSO3NHHNH4OHRSO3NH4NOH2+-+-+氢离子型阳生物碱盐阳离子交换树脂的铵盐游离生物碱OH-如：有机溶剂提取Alk离子交换树脂方法优点: 生物碱纯度高 有机溶剂用量少 离子交换树脂再生后可以反复使用（2）沉淀法 酸提碱沉法适用于碱性弱的生物碱药 材沉 淀H2OH+/H2O提取；加碱碱化水溶性Alk、杂质不溶或难溶性Alk（2）沉淀法 盐析法：适用中等弱碱。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（2）沉淀法 雷氏铵盐沉淀法适用于季铵碱B+ NH4Cr(NH3)2(SC

38、N)4(BCr(NH3)2(SCN)4)Ag2SO4B2SO4+ AgCr(NH3)2(SCN)4BaCl2BaSO4+ B . Cl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）2、有机溶剂萃取法 酸水提取液用碱液碱化得生物碱 亲脂性有机溶剂萃取 合并萃取液，回收有机溶剂得总生物碱 醇类溶剂提取法 原理：游离生物碱及其盐一般都能溶于乙醇和 甲醇 提取方法：浸渍法、渗漉法、加热回流（连续 回流）提取法提取过程生 药H+ / H2O药 渣醇 液

39、OH-/H2O醇或酸性醇挥醇；加酸水碱性较弱的碱亲水性AlkCHCl3沉 淀AlkOH-/H2O CHCl3 优点： 应用范围广，对生物碱和生物碱盐均、可溶解，水溶性杂质较少。 缺点：脂溶性杂质多 纯化方法： 酸水溶解，碱化，有机溶剂萃取法纯化总生物碱 3.亲脂性有机溶剂提取法原理：利用游离生物碱易溶于低极性有机溶剂，提取时，先用碱水（氨水、石灰乳等）将药材湿润，既可使药材吸水膨胀，又能使生物碱游离，再用亲脂性有机溶剂（三氯甲烷、苯、乙醚等）进行提取提取方法：冷浸法、加热回流（连续回流）提取法 提取过程生 药残 渣CHCl3CHCl3H+/H2O碱化（如NH4OH）（使Alk游离）渗滤（或浸渍

40、）（如CHCl3等）H+/H2OOH-/H2OAlk沉淀亲水性亲水性Alk碱性较弱的碱性较弱的Alk 优点：选择性强，只能提取亲脂性生物碱，亲水性生物碱不被提出； 缺点：此类溶剂穿透力较弱，需长时间反复提取；毒性大、易燃易爆，使用时应注意安全；价格昂贵，设备要求高。 纯化方法：酸水溶解，碱化，有机溶剂萃取法纯化总生物碱分离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的理化性质二、分 离分离方法 分离依据分离方法 溶解性重结晶法 、沉淀法 碱性pH梯度萃取法 极性色谱法 （一）总生物碱的分离生物碱弱碱性生物碱中强性生物碱水

41、溶性生物碱酚性生物碱非酚性性生物碱(二)单体生物碱的分离 1、利用生物碱碱性的差异进行分离 pH梯度法 操作方法： （1）总生物碱溶于酸水，分次加碱液碱化，有机溶剂萃取。 注意：加入碱水碱性要由弱到强逐渐增加（2） 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）确定pH值的方法 缓冲纸色谱pHNo. 1 2 3 4 5 6 7 8低 高 pHNo. 1 2 3 4 5 6 7 8ABCHCl3+低 高 （1）确定pH值的方法pHNo. 1 2 3 4 5 6 7 8ABCHCl3+低 高 选择最佳pH的缓冲溶液进行萃取选择最佳pH的缓冲

42、溶液进行萃取碱性碱性B A（1）确定pH值的方法pHNo. 1 2 3 4 5 6 7 8ABCHCl3+低 高 该化合物具有何特性？该化合物具有何特性？两两性性化化合合物物C+（1）确定pH值的方法总碱总碱CHCl3AB BC CpHpHpH高高中中低低碱碱性性大大小小A B C（1）确定pH值的方法 利用pKa值来确定pH值 pKa与pH关系：NNH+HOH-+非解离型解离型NNHNNHKa = H3O += H3O +.（1）确定pH值的方法 利用pKa值来确定pH值NNHpKa = pH - lg +游离碱的浓度盐的浓度例：某Alk的pKa=8.0，用CHCl3从H2O中萃取，H2O的

43、pH应调多少？pH = pKa + 2 = 8 + 2 = 10（2）判断分离的难易程度萃取次数K1K2=值大，则易分离（K1 K2）K = 1rRf1 - Rfr -纸层析定数（2）判断分离的难易程度萃取次数K = 12Rf1 - RfK1K2=Rf1(1 - Rf1)=Rf2(1 - Rf2) 100 1次萃取可达90%以上 10 萃取需1012次 2 需1000次以上萃取（CCD法） 1 不能分离（3）萃取溶剂的最佳体积容积比（R）例：设例：设K1=1.3 K2=3.0 按上式计算得按上式计算得 R=1/2。 即，有机相与水相容积比为即，有机相与水相容积比为1:2，1份有机相份有机相与与

44、2份水相进行萃取。份水相进行萃取。R = VVorgH2OV-溶剂体积R = K1K2.1 3.色谱法吸附剂：柱色谱法常用氧化铝（偶用硅胶）；展开剂：游离Alk常以苯、乙醚、氯仿等溶剂洗脱化合物极性判断：相似结构：双键多、含氧官能团多则极性大在含氧官能团中：-COOH Ar-OH R-OH -CHO R=O-COOR R-O-R C=C C-C 提取分离实例长春碱与长春新碱NHNOHHCOOMeNNOCOMeHRMeOCOOMeOHR= - CH3R= - CHO长春碱醛基长春碱长春花全草(干粉80目)苯渗漉液药 渣苯 液H+/H2O苯渗漉pH=46%酒石酸水溶液萃取过滤，氨水碱化至pH=67

45、 CHCl3提除水杂除脂杂除碱性较强的成分H2OCHCl3弱碱Alk硫酸盐回收氯仿，蒸干溶于无水乙醇H2SO4调pH=3.84.1Alk沉淀溶于H2O，氨水碱化至pH=89 CHCl3萃取除脂杂除水杂精制H2OCHCl3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)洗脱色谱分离一、理化鉴定 物理方法形态、 颜色、 熔点 化学方法 沉淀反应 、显色反应 第四节 鉴 定沉淀反应 1. Dragendorff 试剂 (KBiI4试剂) 2. Mayer试剂 (K2HgI4) 3. Wagner 试剂 (KI.I2) 4. Bertrad 试剂 (

46、SiO2.12WO3.nH2O)注意： 反应介质？ 干扰物质？ 供试液的制备：排除水溶性杂质的酸水液 (一)薄层色谱法1.硅胶TLC 展开剂: 三氯甲烷为基本溶剂多用碱性下 有机溶剂展开 显色剂: 改良碘化铋钾橘红色 ALK硅胶TLC鉴定易拖尾，如何克服？展开剂中加入有机碱（乙二胺、氨水）展开缸中氨蒸汽饱和铺板时加入无机碱克服硅胶的酸性酚酸类成分硅胶TLC、PC如何克服拖尾现象？二、色谱鉴定 2、分配薄层色谱 支持剂：硅胶或纤维素 固定相：甲酰胺 展开剂：甲酰胺饱和的亲脂性有机溶剂 显色剂：日光或荧光下观察或选用改良碘 化铋钾试剂（二） 纸色谱（PC）以离子状态层析时选择极性较大的展开剂 正丁

47、醇醋酸水（415上层）以分子状态层析时用甲酰胺作固定相，以甲酰胺饱和的亲脂性有机溶剂（苯和氯仿等）作展开剂显色试剂中不能含有硫酸。 （三）高效液相色谱法（HPLC）反相分配色谱 固定相：Rp C18（C8）烷基键合相 流动相：甲醇（乙腈）-水，含有约0.01mol/L0.1mol/L磷酸缓冲液、碳酸铵或醋酸钠（pH4pH7） （四）气相色谱法（GC） 挥发性生物碱的分离检识麻黄碱的分离 色谱柱： HP-5石英毛细管柱，5.25m2mm， 柱温90（1min）3/min124 （3min）20/min250检测器：NPD。He（载气）1.4ml/min，H2 3.2ml/min，空气90ml/min。检测器温度280，进样口220。用二苯胺作内标物 。1.生物碱含义与生物碱分类2.生物碱性质： 溶解性：脂溶性、水溶性、两性ALK 碱 性：碱性表示、影响因素、碱度比较3. 生物碱的提取 总碱的提取、纯化方法 水溶性生物碱的提取纯化方法4. 生物碱的分离： 系统分离与特定生物碱的四种分离方法5.生物碱的鉴定: 沉淀反应与色谱方法练 习 题一、选择判断题二、是非题三、化学鉴别题四、分析比较碱性大小五、提取分离一、选择判断题用pH梯度萃取法从氯仿中分离生物碱时，可顺次用（ ）缓冲液萃取。 A. pH=