天然药化 9生物碱类

1、 掌握生物碱的概念、结构特征和分类方法掌握生物碱的概念、结构特征和分类方法 掌握主要类型生物碱的基本结构骨架以及有代表性的生物碱名称、所属结掌握主要类型生物碱的基本结构骨架以及有代表性的生物碱名称、所属结 构类型、植物来源、生物活性（药典收载或新的有生物活性的成分（小糪碱、构类型、植物来源、生物活性（药典收载或新的有生物活性的成分（小糪碱、麻黄碱等）麻黄碱等） 掌握生物碱主要理化性质（溶解度、旋光性、碱性掌握生物碱主要理化性质（溶解度、旋光性、碱性碱性与结构的关系，碱性与结构的关系，依据结构中氮的化学环境判断碱性大小依据结构中氮的化学环境判断碱性大小、沉淀显色反应、沉淀显色反应 掌握生物碱的一

2、般提取分离方法，依据生物碱结构、理化性质的差异设掌握生物碱的一般提取分离方法，依据生物碱结构、理化性质的差异设计提取分离方法计提取分离方法 了解生物碱的波谱特征了解生物碱的波谱特征本章重点内容本章重点内容一、概述一、概述生物碱（生物碱（alkaloidsalkaloids）: :来源于生物含氮的有机化来源于生物含氮的有机化合物，有碱性合物，有碱性, , 遇酸成盐。氮原子大多在杂环上，遇酸成盐。氮原子大多在杂环上，形成复杂化合物。不包括蛋白质、多肽、氨基酸、形成复杂化合物。不包括蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、维生素等含氮成分核酸、维生素等含氮成分一、概述一、概述十九世纪德国学者十九世纪德国学者F.

3、W.SertrnerF.W.Sertrner从鸦片中分从鸦片中分离出吗啡碱离出吗啡碱(morphine)(morphine)现从自然界中分离得到约现从自然界中分离得到约1000010000种种全国医药产品大全全国医药产品大全中收载的药物及其制中收载的药物及其制剂达六十余种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植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性一、概述一、概述 鸦片中的鸦片中的吗啡吗啡镇痛作用镇痛作用 麻黄中的麻黄中的麻黄碱麻黄碱止喘作用止喘作用 长春花中的长春花中的长春碱长春碱抗癌活性抗癌活性 黄连中的黄连中的小檗碱小檗碱抗菌消炎作用抗菌消炎作用 金鸡纳中的金鸡纳中的 奎宁奎宁

4、抗疟疾抗疟疾指天然产的一类指天然产的一类含氮含氮的有机化合物；的有机化合物；一、概述一、概述（二）分布（二）分布存在于一百多个科中如：存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等植物中等植物中（一）（一）生物碱的定义生物碱的定义含含负氧化态氮原子负氧化态氮原子、存在于生物有机体中的、存在于生物有机体中的环状化合物环状化合物； （胺胺3、氮氧化物、氮氧化物1、酰胺、酰胺3）一、概述一、概述1.1.游离碱游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在：碱性极弱，以游离碱的形式存在2.2.成成 盐盐：有机酸有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的

5、酸特殊的酸类：乌头酸、绿原类：乌头酸、绿原 酸等；酸等；无机酸无机酸：硫酸、盐酸等：硫酸、盐酸等3.3.酰胺类酰胺类：以酰胺形式存在：以酰胺形式存在4.N-4.N-氧化物氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种：植物体中的氮氧化物约一百余种5.5.氮杂缩醛类：氮杂缩醛类： 6.6.其它如亚胺、烯胺等其它如亚胺、烯胺等7.7.苷类苷类：以苷的形式存在于植物中：以苷的形式存在于植物中（三）存在形式（三）存在形式本本 章章 内内 容容二、分类二、分类真生物碱：真生物碱：从氨基酸或生物胺（氨基酸脱羧形成）衍生来的含氮杂环母核从氨基酸或生物胺（氨基酸脱羧形成）衍生来的含氮杂环母核 原生物碱：原生物碱：从氨基

6、酸衍生来的，但氮原子不在环内，而是在侧链上（麻黄碱）从氨基酸衍生来的，但氮原子不在环内，而是在侧链上（麻黄碱）伪生物碱：伪生物碱：从其化学性质和结构上看属于生物碱，但不是来源于氨基酸，从其化学性质和结构上看属于生物碱，但不是来源于氨基酸， 而是由萜烯类、而是由萜烯类、C21或或C27甾体、脂肪酸、烟酸或嘌呤等衍生甾体、脂肪酸、烟酸或嘌呤等衍生 而来而来 二、分类二、分类分类方法分类方法1.按植物来源分类按植物来源分类 如：石蒜生物碱，长春花生物碱，喜树生物碱如：石蒜生物碱，长春花生物碱，喜树生物碱2.按化学结构分类按化学结构分类 如：异喹啉生物碱、甾体生物碱如：异喹啉生物碱、甾体生物碱3.按生

7、源结合化学分类按生源结合化学分类 如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱二、分类二、分类（一）来源于鸟氨酸的生物碱（一）来源于鸟氨酸的生物碱 吡咯类（吡咯类（pyrrolidines）,托品类（托品类（tropanes）,吡咯里西丁类（吡咯里西丁类（pyrrolizidines）NCH3HHNCH3HHNCH3HH莨菪烷莨菪烷（莨菪烷（tropane）衍生物）衍生物由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环分：颠茄生物碱（分：颠茄生物碱（belladonna alkaloids） 古柯生物碱（古柯生物碱（coca alkaloids） 莨菪碱是由莨菪醇（莨菪碱是

8、由莨菪醇（tuopinetuopine）与莨菪酸（）与莨菪酸（tuopic acidtuopic acid）缩合而生成的酯：缩合而生成的酯：NCH3HOHCHHOOCCH2OH+缩合缩合CHCH2OHNCH3HOCO莨菪碱（阿托品）莨菪碱（阿托品）二、分类二、分类颠茄生物碱（颠茄生物碱（belladonna alkaloids）CHCH2OHNCH3HOCO莨菪碱莨菪碱hyoscyamine阿托品阿托品atropineCHCH2OHNCH3HOCOO东莨菪碱东莨菪碱scopolamineCHCH2OHNCH3HOCOOH山莨菪碱山莨菪碱anisodamine二、分类二、分类主要分布于茄科的颠茄

9、属、天仙子属、曼陀罗属、莨菪属主要分布于茄科的颠茄属、天仙子属、曼陀罗属、莨菪属古柯生物碱（古柯生物碱（coca alkaloids）NCH3HCOOCH3OCO古柯碱古柯碱cocaine二、分类二、分类二、分类二、分类（二）来源于赖氨酸的生物碱（二）来源于赖氨酸的生物碱 哌啶类（哌啶类（piperidines）,吲哚里西丁类（吲哚里西丁类（ indolizidine）,喹诺里西丁类喹诺里西丁类（quinolizidines）NNONNOO苦参碱氧化苦参碱matrineoxymatrine主要分布于豆科主要分布于豆科二、分类二、分类（三）来源于邻氨基苯甲酸的生物碱（三）来源于邻氨基苯甲酸的生物

10、碱N12345678喹 啉NNOOOOH喜树碱喜树碱camptothecine治白血病和直肠癌治白血病和直肠癌（吖啶酮类和喹晽类）（吖啶酮类和喹晽类）二、分类二、分类（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苯丙胺类苯丙胺类四氢异喹晽类四氢异喹晽类苄基四氢异喹晽类苄基四氢异喹晽类苯乙基四氢异喹晽类苯乙基四氢异喹晽类苄基苯乙胺类苄基苯乙胺类吐根碱类吐根碱类二、分类二、分类CHCHOHCH3NHCH3CHCHOHCH3NHCH3麻黄碱伪麻黄碱(1R,2S)(1S,2S)ephedrinepseudoephedrine（四）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱（四）来源于苯丙

11、氨酸和酪氨酸的生物碱1. 苯丙胺类（苯丙胺类（phenylalkylamines）麻黄碱的特点麻黄碱的特点: :二、分类二、分类 游离时可溶于水游离时可溶于水，能与酸生成稳定的，能与酸生成稳定的盐，盐，有挥发性有挥发性，不易与大多数生物碱沉淀试剂反应生成沉淀不易与大多数生物碱沉淀试剂反应生成沉淀MeOHCS2CuSO4NaOH麻+棕棕或或黄黄色色沉沉淀淀（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二、分类二、分类分：分：苄基四氢异喹啉型苄基四氢异喹啉型 阿朴啡型阿朴啡型 双苄基四氢异喹啉型双苄基四氢异喹啉型 吗啡烷型吗啡烷型 原小檗碱和小糪碱型原小檗碱和小糪碱型 普

12、罗托品型普罗托品型 苯菲啶类苯菲啶类N67123458异喹啉异喹啉isoquinoline2. 苄基四氢异喹晽类（苄基四氢异喹晽类（benzyltetrahydroidoquinolines）（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二、分类二、分类OONOOMeOOMeOMeMeH那可丁那可丁narcotine存在于鸦片中，具有镇咳作用存在于鸦片中，具有镇咳作用与可待因相似，但无成瘾性，与可待因相似，但无成瘾性，可替代可待因。可替代可待因。N1-苯甲基异喹啉1-benzyl-isoquinolineA. 苄基四氢异喹啉型苄基四氢异喹啉型苄基四氢异喹晽类苄基四氢异

13、喹晽类二、分类二、分类 B. 阿朴啡型（阿朴啡型（aporphines）NMeNHCH3OOHCH3O阿朴啡阿朴啡aporphine土藤碱土藤碱tuduranine苄基四氢异喹晽类苄基四氢异喹晽类二、分类二、分类C. 双苄基四氢异喹啉型双苄基四氢异喹啉型（bisbenzyltetrahydroisoquinolines）由相同或不同的分子经酚氧化偶联由相同或不同的分子经酚氧化偶联产生醚氧键而成二聚体或多聚体生物碱产生醚氧键而成二聚体或多聚体生物碱NMeOMeOMeOMeHNHOMeOMeOMeMeOMeO唐松草碱唐松草碱thalicarpine苄基四氢异喹晽类苄基四氢异喹晽类二、分类二、分类D

14、. 吗啡烷型（吗啡烷型（morphanes）N12345678910111213141516吗啡烷吗啡烷morphinaneOHONCH3OHNCH3OOHMeOOMe吗啡碱吗啡碱morphine青藤碱青藤碱sinomenine苄基四氢异喹晽类苄基四氢异喹晽类二、分类二、分类NOOOONMeOMeOOMeOMe四氢黄连碱四氢黄连碱tetrahydrocoptisine延胡索乙素延胡索乙素Corydalis BNE. 原小檗碱原小檗碱和小糪碱和小糪碱型（型（ protoberberine and berberine）苄基四氢异喹晽类苄基四氢异喹晽类原小檗碱型（原小檗碱型（protoberberi

15、ne）二、分类二、分类NOOOMeOMeOHMeONOMeOMe+OH-+OH-小檗碱（黄连素）小檗碱（黄连素）berberine药根碱药根碱jatrorrhizine苄基四氢异喹晽类苄基四氢异喹晽类小檗碱型（小檗碱型（ berberine）（五）来源于色氨酸的生物碱（五）来源于色氨酸的生物碱二、分类二、分类NH1234567吲哚（吲哚（indoles）NHNHCONHMeMeCH2OH麦角新碱麦角新碱ergonovineergometrine二、分类二、分类二、分类二、分类NOMeOMeOCH3OHOHONCH3CH2OCH3OCH3OCCH3OOCH3COOH石斛碱石斛碱dendrobin

16、e乌头碱乌头碱aconitine（六）来源于萜类的生物碱（六）来源于萜类的生物碱二、分类二、分类NHHOHHHHHHOHHOHH贝母碱贝母碱peimineverticine（七）来源于甾体的生物碱（七）来源于甾体的生物碱本本 章章 内内 容容（一）一般性质（一）一般性质（二）旋光性（二）旋光性（三）溶解度（三）溶解度（四）生物碱的检识（沉淀反应和显色反应）（四）生物碱的检识（沉淀反应和显色反应）（五）化学性质和反应（碱性和成盐）（五）化学性质和反应（碱性和成盐）（六）（六） C-N键的裂解反应键的裂解反应三、理化性质三、理化性质三、理化性质三、理化性质（一）一般性质（一）一般性质1.1.形态形

17、态多为结晶固体，少为粉末；有熔点。多为结晶固体，少为粉末；有熔点。 少数常温下少数常温下液体（多不含氧，若含多成酯键）液体（多不含氧，若含多成酯键）NNHNNMeNMeCOOCH3毒藜碱毒藜碱dl-anabasine菸碱菸碱nicotine槟榔碱槟榔碱arecoline三、理化性质三、理化性质2.2.颜色颜色多为无色或白色，少数有色多为无色或白色，少数有色与共轭系统有关，共轭系统越长，颜色越深；向共轭系统供电，颜色加深与共轭系统有关，共轭系统越长，颜色越深；向共轭系统供电，颜色加深 ( (小檗碱为黄色，血根碱为红色小檗碱为黄色，血根碱为红色) ) NOOOMeOMeNOOOMeOMeZnH2S

18、O4+小檗碱四氢小檗碱（黄色）（黄色）（无色）NOO一叶萩碱一叶萩碱（黄色）（黄色）一叶萩碱成盐后则无色一叶萩碱成盐后则无色跨环效应跨环效应 指非共轭基团之间的相互作用。指非共轭基团之间的相互作用。 使共轭范围有所扩大，使共轭范围有所扩大，max 发生红移发生红移。三、理化性质三、理化性质3.味味 觉觉多具苦味多具苦味4.挥发性挥发性多无挥发性，少数具挥发性（麻黄碱）多无挥发性，少数具挥发性（麻黄碱）5. 升华性升华性少数生物碱有（咖啡因少数生物碱有（咖啡因 ）（二）旋光性（二）旋光性大多生物碱具旋光性。大多生物碱具旋光性。 有的产生变旋现象：有的产生变旋现象：旋光性受溶剂、旋光性受溶剂、pH

19、pH等影响：等影响：如如麻黄碱麻黄碱在氯仿中呈左旋，在水中呈在氯仿中呈左旋，在水中呈右旋；右旋；烟碱烟碱在中性条件下呈左旋，在酸性下呈右旋；有的生物碱在中性条件下呈左旋，在酸性下呈右旋；有的生物碱由游离状态成盐时产生变旋，如由游离状态成盐时产生变旋，如长春碱长春碱游离时为右旋，其硫酸盐游离时为右旋，其硫酸盐为左旋。为左旋。 生理活性与其旋光性有关：生理活性与其旋光性有关：多数多数左旋体左旋体呈显著生理活性呈显著生理活性三、理化性质三、理化性质*酸、碱均为酸、碱均为1% 类别类别 极性极性 溶解性溶解性 H2O CHCl3 H+ OH- 叔胺碱叔胺碱 较弱较弱 脂溶性脂溶性 + + 季铵碱季铵碱

20、 强强 水溶性水溶性 + + + 氮氧化物氮氧化物 半极性半极性 中等水溶中等水溶 + + + Ar-OH 较弱较弱 脂溶性脂溶性 + + + （三）溶解度（三）溶解度1. 游离碱游离碱三、理化性质三、理化性质少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。如：如：NOHMeOMeOMeONMeMeOO去甲基粉防已碱由于空间位阻且能所以不溶于碱水所以不溶于碱水Ar-OH形成分子内氢键（三）溶解度（三）溶解度三、理化性质三、理化性质2. 成盐成盐Alk 多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂 含氧酸盐的水溶性往往较大含氧酸盐的水溶性往往较

21、大 与大分子有机酸所形成的盐水溶性差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与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好（三）溶解度（三）溶解度三、理化性质三、理化性质（四）生物碱的检识（四）生物碱的检识1. 1. 沉淀反应沉淀反应 专属性差，通用显色剂专属性差，通用显色剂 (1) (1) 沉淀试剂沉淀试剂A. 金属盐类金属盐类碘碘-碘化钾碘化钾（Wagner）KI-I2 棕褐色沉淀棕褐色沉淀碘化铋钾碘化铋钾（Dragendoff）BiI3 KI 红棕色沉淀红棕色沉淀碘化汞钾碘化汞钾（Mayer试剂）试剂）HgI2 2KI 类白色沉淀类白色沉淀 若加过量试剂，沉淀又被溶解

22、若加过量试剂，沉淀又被溶解氯化金氯化金(3%)（Suric chloride）HAuCl4 黄色晶形沉淀黄色晶形沉淀三、理化性质三、理化性质B. 酸类酸类硅钨酸硅钨酸(Bertrand试剂试剂)SiO2 12WO3 乳白色乳白色C. 酚酸类酚酸类苦味酸苦味酸(Hager试剂试剂) 2,4,6-三硝基苯酚三硝基苯酚 黄色黄色D. 复盐复盐 雷氏铵盐雷氏铵盐(Ammoniumreineckate) 硫氰酸铬铵试剂硫氰酸铬铵试剂 生成难溶性复盐生成难溶性复盐 紫红色紫红色三、理化性质三、理化性质 (2) (2) 沉淀反应原理沉淀反应原理：生成更大多分子生成更大多分子复盐复盐和和络盐络盐NHKBiI4

23、NH BiI4+-+K+生物碱盐碘化铋钾NHOHNO2NO2O2NOO2NNO2O2NNH+生物碱盐+ -苦味酸三、理化性质三、理化性质 (3) (3) 沉淀反应条件沉淀反应条件A. A. 通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行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）（若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀）B. B. 在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量50%50% （当醇含量（当醇含量50%50%时可使沉淀溶解）时可使沉淀溶解）C. C. 沉淀试剂不宜加入多量沉淀试剂不宜加入多量 （如：过量的碘化汞钾可使产生的（如：过量的碘化汞钾可

24、使产生的沉淀溶解）沉淀溶解）三、理化性质三、理化性质 (3) (3) 结果判断结果判断 A. 鉴别时每种鉴别时每种Alk需采用三种以上沉淀试剂；需采用三种以上沉淀试剂； （沉淀试剂对各种（沉淀试剂对各种Alk的灵敏度不同）的灵敏度不同） B. 直接对中药酸提液进行沉淀反应，则直接对中药酸提液进行沉淀反应，则 阳性阳性结果结果不能判定不能判定Alk的存在的存在 阴性阴性结果可判断无结果可判断无Alk存在存在氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等 + 沉淀试剂沉淀试剂沉淀沉淀三、理化性质三、理化性质（四）生物碱的检识（四）生物碱的检识2.2.显色反应显色反应 专属性强专属性强 定

25、性定性1）麻黄碱麻黄碱+CS2 +CuSO4 紫红色沉淀紫红色沉淀2)Vatali反应（鉴别反应（鉴别莨菪酸莨菪酸）发烟硝酸和苛性碱醇溶液发烟硝酸和苛性碱醇溶液 结构中有结构中有苄氢苄氢存在则呈阳性反应存在则呈阳性反应 , 深紫深紫暗红暗红最后颜色消失最后颜色消失 CH CH CH3OH NHCH3+CuSO4+ NaOH 紫红色络盐O C CHCH2OHOCH3N+ 3 HNO3NaOHO2NNO2NO2CH CH2OHROH-NNO2O2NCCH2OHROO三、理化性质三、理化性质（四）生物碱的检识（四）生物碱的检识3）Labats 反应反应（亚甲二氧基）（亚甲二氧基） NOOOCH3OC

26、H3OH-+H2SO4+变色酸间苯三酸没食子酸 红色紫色翠绿色二氧次甲基3. 生物碱沉淀反应的应用生物碱沉淀反应的应用 A. 检识反应检识反应 是否存在生物碱是否存在生物碱 B. 指导生物碱的提取分离指导生物碱的提取分离 作为追踪手段了解其是否提完全作为追踪手段了解其是否提完全 C. 分离纯化分离纯化 如雷氏铵盐常用于分离纯化季铵型水溶性生物碱如雷氏铵盐常用于分离纯化季铵型水溶性生物碱 D. 薄层或纸层色谱的显色剂薄层或纸层色谱的显色剂三、理化性质三、理化性质NNOMeH3COOCCOOHOMeOMeMeOAB生物碱沉淀试剂+-举例：举例：NH2COOHNOHNHMeMeABC茚三酮反应碘化铋

27、钾CS2CuSO4NaOH+举例：举例：NOOOMeMeONOMeMeOMeMeOMeOABLabat+举例：举例：NOOOOHMeOHNOOOHMeOHAB反应Vitali+举例：举例：三、理化性质三、理化性质 （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应N:N:H+ H+生物碱生物碱盐（2 2） 碱性强弱的表示方法碱性强弱的表示方法BHH3O+B+KaB H3OBH +1. 碱性碱性（1 1） 碱性的来源碱性的来源三、理化性质三、理化性质（2） 碱性强弱的表示方法碱性强弱的表示方法BH BpKapHlg+ 游离碱浓度成盐碱浓度pKa = - lgKa；pKb = - lgKb；pKa + pK

28、b = 14pKa: 11极弱碱 弱 碱 中强碱 强碱 （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应三、理化性质三、理化性质（3 3）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素 N-NCCNSP3 ( ) SP2 ( ) SP ( )pKa 10 5 6 0 1NNH吡啶胡椒啶pka= 5.2 ( SP2 )pka = 11.2 ( SP3 ) （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应A. 杂化方式杂化方式氮原子以离子氮原子以离子状态存在，显状态存在，显强碱性强碱性（季胺碱）（季胺碱）三、理化性质三、理化性质pka9.310.610.79.74连接供电基团则使碱性增强连接供电基团则使碱性增强 （五）化

29、学性质和反应（五）化学性质和反应（4 4）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素 B. 电子效应电子效应（诱导效应）（诱导效应） 供电子基团（如烷基），使碱性增强供电子基团（如烷基），使碱性增强 吸电子基团（如双键、苯环、羰基、吸电子基团（如双键、苯环、羰基、OR）使碱性减弱）使碱性减弱NH3 Me-NH2 Me-N-Me Me-N-Me Me氨氨 伯胺伯胺 仲胺仲胺 叔胺叔胺三、理化性质三、理化性质氮原子附近若有吸电基团，碱性减弱氮原子附近若有吸电基团，碱性减弱NCH3HCOOCH3OCON CH3HOCO可卡因托哌可卡因pKa = 8.31pKa = 9.88 （五）化学性质和反应（五）化

30、学性质和反应（4 4）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素 B. 电子效应电子效应（诱导效应）（诱导效应）三、理化性质三、理化性质诱导诱导场效应场效应（诱导效应和静电场效应）（诱导效应和静电场效应）：碱性降低：碱性降低NNCH3N2N112菸碱=8.2=3.4pKa （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应（4 4）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素 B. 电子效应电子效应（诱导场效应）（诱导场效应）NNCH3pKa=5.2pKa=10.4三、理化性质三、理化性质氮原子孤电子对处于氮原子孤电子对处于P 共轭体系时，共轭体系时，碱性减弱碱性减弱苯胺型、烯胺型、酰胺型苯胺型、烯胺型、酰胺型

31、（五）化学性质和反应（五）化学性质和反应（4 4）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素 B. 电子效应电子效应（共轭效应）（共轭效应）a 苯胺型苯胺型 碱性（碱性（ pKa 4.58）比相应的环己胺（）比相应的环己胺（ pKa 10.14）弱的多）弱的多三、理化性质三、理化性质 （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应（4 4）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素 B. 电子效应电子效应（共轭效应）（共轭效应）c 烯胺型烯胺型若为仲烯胺碱性较弱若为仲烯胺碱性较弱若为叔烯胺，其氮原子的孤对电子与双键的若为叔烯胺，其氮原子的孤对电子与双键的电子可发生转位生成电子可发生转位生成季胺型共轭酸，季胺

32、型共轭酸，则碱性较强。但若氮原子处于稠环的桥头位置时，则碱性较强。但若氮原子处于稠环的桥头位置时，而应受双键的诱导效应影响，碱性反而减弱而应受双键的诱导效应影响，碱性反而减弱b 酰胺型酰胺型 碱性极弱，其氮原子上所结合的氢，甚至可被苛性碱置换碱性极弱，其氮原子上所结合的氢，甚至可被苛性碱置换 NCOR.酰胺结构OONONNONNMeMeOMe胡椒碱咖啡因（ pKa=1.22）（pKa=1.42）三、理化性质三、理化性质 （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应（4 4）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素 C. 立体因素：立体因素：基团阻碍氮给出电子则碱性减小；阻碍基团阻碍氮给出电子则碱性减

33、小；阻碍p- p- 共轭共轭则碱性增大则碱性增大NCH3CH3pKa 9.30 CH3NCH3H3C5.15CH3NCH3H3CH3C4.81三、理化性质三、理化性质 若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强（指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）（指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）CCHOHHCH3NHCH3CCOHHCH3HNHCH3麻黄碱伪麻黄碱 （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应（4 4）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素 D. 分子内氢键分子内氢键pKa=9.58pKa=9.74三、理化性质三、理化性质 （4）影响碱性强弱的因

34、素）影响碱性强弱的因素碱性强弱：碱性强弱：Ar-NH2N+OHN HNH2NONH季季铵铵仲仲胺胺伯伯胺胺叔叔胺胺芳芳胺胺酰酰胺胺-供电-碱性共轭、诱导吸电-碱性 （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应空间效应，诱导效应共存时，空间效应，诱导效应共存时，空间效应空间效应居主导地位居主导地位共轭效应，诱导效应共存时，共轭效应，诱导效应共存时，共轭效应共轭效应影响大影响大三、理化性质三、理化性质 比较碱性强弱：比较碱性强弱：NNNMeMeH123brevicollineA3 2 1NNHCONHCHMeHCH2OHMeC123麦角新碱ergonovineN2 1 3 （五）化学性质和反应（五）化

35、学性质和反应NNNNOMeOMeMeNOOOOHMeNNOMeH3COOCABCABC举例：举例：NOHOHOOONOHOHOONOHOHOOABCABC举例：举例：ABCNOOOOHMeNOOOHMeNOOOHMeOHABC举例：举例：ABCNOOMeOHNOHHNOABC举例：举例：ABCNOOMeOHN(Me)3OHMeOMeONOMeOMe+-ABC举例：举例：三、理化性质三、理化性质2. 成盐（成盐（Alk成盐的机理）成盐的机理） 生物碱与酸成盐，对质子化来说，生物碱与酸成盐，对质子化来说，仲胺仲胺、叔胺叔胺生物碱生物碱成盐时，质子多结合于氮原子。成盐时，质子多结合于氮原子。 季胺碱

36、季胺碱、氮杂缩醛氮杂缩醛、烯胺烯胺以及具有涉及以及具有涉及氮原子的跨环效氮原子的跨环效应应形式存在的生物碱，质子化则往往并非发生在氮原子上。形式存在的生物碱，质子化则往往并非发生在氮原子上。 （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应三、理化性质三、理化性质NOHOHN+-H X-+X.-+HOH季胺碱盐水质子与OH-结合成水2. 成盐（成盐（Alk成盐的机理）成盐的机理）（1） 季胺盐的成盐季胺盐的成盐 （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应三、理化性质三、理化性质质子与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 （五）化

37、学性质和反应（五）化学性质和反应2. 成盐（成盐（Alk成盐的机理）成盐的机理） （2）含氮杂缩醛）含氮杂缩醛Alk的成盐的成盐三、理化性质三、理化性质NNOOOCH2CH3NNOCH2CH3COOHHOH+-斯米生（亚胺盐）2. 成盐（成盐（Alk成盐的机理）成盐的机理） （2）含氮杂缩醛）含氮杂缩醛Alk的成盐的成盐 （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应内酯环开裂，质子与内酯环开裂，质子与COO结合结合三、理化性质三、理化性质N ONCOH+OH-H+具有酮基的Alk成盐N 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 （五）化学性质和反应

38、（五）化学性质和反应2. 成盐（成盐（Alk成盐的机理）成盐的机理） （3）涉及氮原子跨环效应）涉及氮原子跨环效应Alk的成盐的成盐三、理化性质三、理化性质NONHMeOOCOMeMeOMeOONHMeOOCMeMeOMeONOHH+.+产生跨环效应生成的盐产生跨环效应生成的盐二甲氧基皮拉菲林二甲氧基皮拉菲林dimethoxy picraphylline （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应2. 成盐（成盐（Alk成盐的机理）成盐的机理） （3）涉及氮原子跨环效应）涉及氮原子跨环效应Alk的成盐的成盐三、理化性质三、理化性质NCCNCCH.+H+烯胺亚胺盐Alk质子化多在碳上，而非氮原子

39、（五）化学性质和反应（五）化学性质和反应2. 成盐（成盐（Alk成盐的机理）成盐的机理） （4）具有烯胺结构）具有烯胺结构Alk的成盐的成盐三、理化性质三、理化性质NONHHMeOOCNONHHMeOOCH+HClOH-二氢奥斯冬宁亚胺盐 （五）化学性质和反应（五）化学性质和反应2. 成盐（成盐（Alk成盐的机理）成盐的机理） （4）具有烯胺结构）具有烯胺结构Alk的成盐的成盐三、理化性质三、理化性质（六）（六）C-N键的裂解反应（基本骨架的测定）键的裂解反应（基本骨架的测定） 1. 霍夫曼降解（霍夫曼降解（Hofmann degradation） 2. Emde 降解反应（降解反应（Emde

40、 degradation） 3. von Braun三级胺降解三级胺降解 （von Braun ternary amine degradation）三、理化性质三、理化性质 1. 霍夫曼降解（霍夫曼降解（Hofmann degradation）MeCHCH2HNMeMeMeOH-胺季铵化CH3IOH-H2ONMe3+烯三甲胺水+-H消除仲胺叔胺季胺H2O NMeMeMeCH3ICH3IAg2O加热烯类N原子的原子的 位具有位具有H三、理化性质三、理化性质 1. 霍夫曼降解（霍夫曼降解（Hofmann degradation）NHNMeMeHofmannHofmann+三甲胺+水NNCH3NCH

41、3CH3N(CH3)3H2ONNCH3OHHCH3 位后有吸电基，不断裂，也不发生降解位后有吸电基，不断裂，也不发生降解三、理化性质三、理化性质 1. 霍夫曼降解（霍夫曼降解（Hofmann degradation）三、理化性质三、理化性质 2. Emde 降解反应（降解反应（Emde degradation）NMeMeNMeNMeMeOH-HofmannHofmann+MeOHEmdeNa-Hg/EtOH或H2ONMe3+H2O位无氢生物碱的位无氢生物碱的C-NC-N键断裂键断裂三、理化性质三、理化性质 2. Emde 降解反应（降解反应（Emde degradation） 位无位无H时，或

42、时，或 位有电负性基团时位有电负性基团时季铵卤化物季铵卤化物C-N键断裂键断裂钠汞齐钠汞齐/EtOH三、理化性质三、理化性质 2. Emde 降解反应（降解反应（Emde degradation） 裂解优先发生在处于裂解优先发生在处于苄基苄基或或烯丙烯丙体系的体系的C-N键上键上如：娃儿藤碱（如：娃儿藤碱（tylophorine）NMeOMeMeOMeOOMeNMeOMeMeOMeOOMe+Emde开裂苄基键三、理化性质三、理化性质 3. von Braun 三级胺降解三级胺降解 （von Braun ternary amine degradation）NRNRNCBr+R-BrCNBr三级胺

43、溴化氰溴代烷二取代氨基氰化物+三、理化性质三、理化性质 3. von Braun 三级胺降解三级胺降解 (1)反应机制反应机制NR1R3R2CNBrNR1R3R2CNNR1R2CNNHR2R1.Br-+R3-Br酸水解脱-CN二级胺溴代烷亲核试剂亲核试剂三、理化性质三、理化性质 3. von Braun 三级胺降解三级胺降解 (2) 分子结构与降解产物的关系分子结构与降解产物的关系 N-烷基取代，体积小者易被取代裂除烷基取代，体积小者易被取代裂除OAcOAcONMeOAcOAcONCN二乙酰吗啡碱CNBr二乙酰吗啡碱降解产物三、理化性质三、理化性质 3.von Braun三级胺降解三级胺降解

44、(2) 分子结构与降解产物的关系分子结构与降解产物的关系 N原子的原子的 、 为不饱和体系，则为不饱和体系，则N原子的原子的 位位C-N键易键易断裂（如：苄基或丙烯基）断裂（如：苄基或丙烯基）NAcOAcOMeNAcOAcOMeBrCNCNBr二乙酰阿朴菲降解产物三、理化性质三、理化性质 3. von Braun 三级胺降解三级胺降解 (2) 分子结构与降解产物的关系分子结构与降解产物的关系 C-N键中碳原子处于苯环中，则多不反应键中碳原子处于苯环中，则多不反应NMeBrCNNMeBrNMeCNN-甲基二氢吲哚碱27a碳原子处于苯环中三、理化性质三、理化性质 3.von Braun三级胺降解三

45、级胺降解 (2) 分子结构与降解产物的关系分子结构与降解产物的关系 C-N键的碳原子处于叉链结构中，则键的碳原子处于叉链结构中，则C-N键不易断开键不易断开NOMeHNOMeHBrCNNOMeHBrNC914191419141CNBr石松碱(lycopodine)三、理化性质三、理化性质 3. von Braun 三级胺降解三级胺降解 (2) 分子结构与降解产物的关系分子结构与降解产物的关系 立体效应影响降解产物的定向立体效应影响降解产物的定向NOOOMeOMeOONOMeOMeCNOOOMeOMeCNNBrcanadineN-C(14)N-C(6)6148CNBr空间位阻本本 章章 内内 容

46、容四、提取分离四、提取分离（一）总生物碱的提取（一）总生物碱的提取 溶剂法、离子交换树脂法和沉淀法溶剂法、离子交换树脂法和沉淀法 1. 溶剂法溶剂法 （1 1）水或酸水有机溶剂提取法）水或酸水有机溶剂提取法 （2 2）醇酸水有机溶剂提取法）醇酸水有机溶剂提取法 （3 3）碱化有机溶剂提取法）碱化有机溶剂提取法此外可将生物碱分为此外可将生物碱分为脂溶性生物碱脂溶性生物碱（酸水提取、醇类（酸水提取、醇类提取、亲脂性有机溶剂提取）和提取、亲脂性有机溶剂提取）和水溶性生物碱水溶性生物碱（沉淀（沉淀法、溶剂法）两部分提取法、溶剂法）两部分提取四、提取分离四、提取分离 （一）总生物碱的提取（一）总生物碱的

47、提取 （1） 水或酸水有机溶剂提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法）水或酸水有机溶剂提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法） 酸性水酸性水0.1% 1%H2SO4、HCl、HOAc等等生药生药H+/H2O药渣药渣Alk OH-/H2OH+/H2OOH-弱碱及杂质弱碱及杂质亲水性亲水性Alk原理：原理：游离生物碱易游离生物碱易溶于有机溶剂溶于有机溶剂生物碱盐易溶于水生物碱盐易溶于水四、提取分离四、提取分离 （一）总生物碱的提取（一）总生物碱的提取此法缺点：此法缺点： 提取液体积较大（浓缩困难）提取液体积较大（浓缩困难） 提取液中水溶性杂质多（多糖、蛋白、鞣质、有机酸、提取液中水溶性杂质多（多糖、蛋白、鞣质、有

48、机酸、苷、无机成分等苷、无机成分等 ）解决方法：解决方法： （1）离子交换树脂法）离子交换树脂法 （2）沉淀法）沉淀法四、提取分离四、提取分离 （一）总生物碱的提取（一）总生物碱的提取 （2）醇酸水有机溶剂提取法醇酸水有机溶剂提取法 生生 药药H+ / H2O药药 渣渣醇醇 液液OH-/H2O醇或酸性醇醇或酸性醇挥醇；加酸水挥醇；加酸水碱性较弱的碱碱性较弱的碱亲水性亲水性AlkCHCl3沉沉 淀淀AlkOH-/H2O CHCl3原理：原理：游离生物碱和游离生物碱和生物碱盐均溶于醇生物碱盐均溶于醇 方法：方法：渗漉、浸渍或渗漉、浸渍或回流法回流法 四、提取分离四、提取分离 （一）总生物碱的提取（

49、一）总生物碱的提取 （3）碱化有机溶剂提取法）碱化有机溶剂提取法生生 药药残残 渣渣CHCl3CHCl3H+/H2O碱化（如碱化（如NH4OH）（使）（使Alk游离）游离）渗滤（或浸渍）（如渗滤（或浸渍）（如CHCl3等）等）H+/H2OOH-/H2OAlk沉淀沉淀亲水性亲水性Alk碱性较弱的碱性较弱的Alk原理：原理：游离生物碱易游离生物碱易溶于有机溶剂溶于有机溶剂四、提取分离四、提取分离 （一）总生物碱的提取（一）总生物碱的提取2. 离子交换树脂法离子交换树脂法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

50、机溶剂提取Alk离子交换树脂四、提取分离四、提取分离 （一）总生物碱的提取（一）总生物碱的提取四、提取分离四、提取分离 （一）总生物碱的提取（一）总生物碱的提取3. 沉淀法沉淀法雷氏铵盐沉淀法雷氏铵盐沉淀法适用于季铵碱B+ NH4Cr(NH3)2(SCN)4(BCr(NH3)2(SCN)4)Ag2SO4B2SO4+ AgCr(NH3)2(SCN)4BaCl2BaSO4+ B . Cl四、提取分离四、提取分离 （一）总生物碱的提取（一）总生物碱的提取水溶液水溶液沉淀沉淀(雷氏复盐雷氏复盐)雷氏铵盐沉淀雷氏铵盐沉淀沉沉 淀淀滤滤 液液滤液滤液 (B2SO4)硫酸钡沉淀硫酸钡沉淀季铵碱的盐酸盐季铵碱

51、的盐酸盐加酸水调至弱酸性加酸水调至弱酸性加新配制的雷氏铵盐饱和加新配制的雷氏铵盐饱和/H2O溶丙酮（乙醇）中溶丙酮（乙醇）中加加Ag2SO4饱和水溶液饱和水溶液加入氯化钡（加入氯化钡（BaCl2）四、提取分离四、提取分离（二）分离（二）分离生物碱的分离生物碱的分离系统分离系统分离特定分离特定分离多用于基础研究多用于基础研究侧重于生产实用侧重于生产实用总总 碱碱单体单体Alk的分离的分离类别类别指酸碱性强弱指酸碱性强弱部位部位指极性不同指极性不同依据依据Alk的理化性质的理化性质四、提取分离四、提取分离 （二）分离（二）分离 1. 根据根据Alk及其盐的溶解度不同进行分离及其盐的溶解度不同进行分

52、离 （1）已知成分）已知成分查文献选择结晶溶剂查文献选择结晶溶剂 （2）未知成分）未知成分色谱方法进行溶剂的选择色谱方法进行溶剂的选择 2. Alk碱性不同碱性不同pH梯度萃取法梯度萃取法四、提取分离四、提取分离 （二）分离（二）分离 3.色谱法色谱法 吸附剂：柱色谱法常用吸附剂：柱色谱法常用氧化铝氧化铝（硅胶）（硅胶） 展开剂：游离展开剂：游离AlkAlk常以苯、乙醚、氯仿等溶剂洗脱常以苯、乙醚、氯仿等溶剂洗脱 化合物极性判断：化合物极性判断： 相似结构：相似结构：双键多、含氧官能团多双键多、含氧官能团多则极性大则极性大 在含氧官能团中：在含氧官能团中：-COOH Ar-OH R-OH -C

53、HO R=O-COOR R-O-R C=C C-C四、提取分离四、提取分离 提取分离实例提取分离实例长春碱与长春新碱长春碱与长春新碱NHNOHHCOOMeNNOCOMeHRMeOCOOMeOHR= - CH3R= - CHO长春碱醛基长春碱四、提取分离四、提取分离长春花全草长春花全草(干粉干粉80目目)苯渗漉液苯渗漉液药药 渣渣苯苯 液液H+/H2O苯渗漉苯渗漉pH=46%酒石酸水溶液萃取酒石酸水溶液萃取过滤，氨水碱化至过滤，氨水碱化至pH=67 CHCl3提提除水杂除水杂除脂杂除脂杂除碱性较强的成分除碱性较强的成分四、提取分离四、提取分离H2OCHCl3弱碱弱碱Alk硫酸盐硫酸盐回收氯仿，蒸干回收氯仿，蒸干溶于无水乙醇溶于无水乙醇H2SO4调调pH=3.84.1Alk沉淀沉淀溶于溶于H2O，氨水碱化至，氨水碱化至pH=89 CHCl3萃取萃取除脂杂除脂杂除水杂除水杂精精制制四、提取分离四、提取分离H2OCHCl3游离游离Alk长春碱长春碱醛基长春碱醛基长春碱回收氯仿回收氯仿溶于苯溶于苯:氯仿氯仿(1:2)液中液中通过通过Al2O3吸附柱吸附柱用苯用苯:氯仿氯仿(1:2)洗脱洗脱色谱分离色谱分离某中药材中主要含有生物碱类成分，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：且已知