第三章生物碱课件

第三章12[基本要求]掌握：生物碱的含义、结构特征；酸碱性，碱性强弱与分子结构的关系及其在提取分离中的应用；碱和盐的溶解性及其应用；常用沉淀试剂的名称、沉淀反应条件和阳性结果的判定及其应用；提取分离原理和方法；色谱检识方法。3

4一、概述十九世纪德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出吗啡碱(morphine)现从自然界中分离得到约10000种植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性，如：5一、概述鸦片中的吗啡——镇痛作用麻黄中的麻黄碱——止喘作用

长春花中的长春碱——抗癌活性黄连中的小檗碱——抗菌消炎作用山莨菪碱——抗中毒性休克作用6一、概述罂粟科、毛茛科等植物中。㈠生物碱的含义

指天然产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。㈡分布存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、7一、概述㈢存在形式游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。成 盐：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸类：乌头酸、绿原酸等;无机酸：硫酸、盐酸等。苷 类：以苷的形式存在于植物中；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。8一、概述㈣命名规则类型的命名⑴基本母核的化学结构，如吡啶、喹啉、萜类等；⑵以来源植物命名，如石蒜科生物碱等。单体成分的命名⑴以植物来源的属、种的名称命名；如一叶萩碱⑵也有以生理活性或药效命名，如：吗啡(使睡眠)⑶以人名命名的；如：pelletierine9一、概述㈤分类方法按植物来源分类；如：石蒜生物碱，长春花生物碱；按化学结构分类；如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；按生源结合化学分类；如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。10本章内容11从化学结构入手，生物碱可分为杂环衍生物：指氮原子处于杂环上的有机胺类：氮原子不处于环状结构上；肽类生物碱：结构中含有两个以上的酰胺基，并且大多属于大环结构，不同于生物体中的肽类成分，因为组成的氨基酸多是不常见氨基酸，如：劳纳灵、后马林等。二、分类12劳纳灵后马林二、分类（一）肽类生物碱13结构特点

二、分类

（二）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。ephedrinepseudoephedrine14

二、分类

（二）有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）秋水仙碱colchicine治疗急性痛风，并有抑制癌细胞生长的作用益母草碱leonurine对动物子宫有增加其紧张性与节律性的作用15（三）杂环衍生物吡咯衍生物吡啶衍生物莨宕烷类

喹啉类异喹啉类吲哚类

吖啶酮类喹唑啉类其它：咪唑类、嘌呤类、萜类、甾类生物碱等16

二、分类

1、吡咯衍生物（鸟氨酸系生物碱）由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。重要的成分：简单的吡咯衍生物吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶）吲哚里西啶衍生物17

二、分类

1、吡咯衍生物简单的吡咯衍生物红古豆碱cuscohygrine（无活性）红古豆苦杏仁酸酯（有活性）似阿托品药物的散瞳等作用18

二、分类

吡咯里西啶野百合碱（有抗癌活性）monocrotaline191、吡咯衍生物吡咯里西啶（pyrrolizidine）衍生物

二、分类

1、吡咯衍生物吲哚里西啶（indolizidine）衍生物吲哚里西啶indolizidine20一叶萩碱securinine

二、分类

2、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）21

二、分类

2、吡啶衍生物actinidine22ricininecytisine

二、分类

2、吡啶衍生物matrine23oxymatrine

二、分类

3、莨菪烷（tropane）衍生物24莨菪醇莨菪酸莨菪碱（阿托品）

二、分类

莨菪碱是由莨菪醇（tuopine）与莨菪酸（tuopicacid）缩合而生成的酯：+缩合25

二、分类

莨菪碱hyoscyamine东莨菪碱scopolamine山莨菪碱anisodamine樟柳碱anisodine26二、分类4、喹啉衍生物喜树碱camptothecine治白血病和直肠癌内酯结构碱化开环成盐溶于水27

二、分类

5、异喹啉衍生物分：苄基异喹啉型

双苄基异喹啉型原小檗碱型吗啡烷型异喹啉isoquinoline28

二、分类

5、异喹啉衍生物1-苯甲基异喹啉型那可丁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。1-benzyl-isoquinoline29

二、分类

双苄基异喹啉型唐松草碱thalicarpine30

二、分类

原小檗碱型protoberberine小檗碱（黄连素）berberine药根碱jatrorrhizine31

二、分类

原小檗碱型四氢黄连碱tetrahydrocoptisine延胡索乙素Corydalis

B32

二、分类

吗啡烷型吗啡烷morphinane吗啡碱morphine青藤碱sinomenine33

二、分类

6、吖啶酮（acridone）衍生物吖啶山油柑碱acronycine具有显著抗癌作用，抗瘤谱较广，现已有人工合成品。34

二、分类

7、吲哚（yinduo）衍生物吲哚麦角新碱

ergonovineergometrine35

二、分类

8、咪唑（imidazole）衍生物咪唑36毛果芸香碱pilocarpine治疗青光眼

二、分类

9、喹唑酮（quinazolidone）衍生物喹唑酮37常山碱

-dichroinefebrifugine抗疟作用二、分类10、嘌呤（purine）衍生物嘌呤香菇嘌呤eritadenine具降脂作用38二、分类11、甾体生物碱类贝母碱

peimineverticine39本

章

内

容40三、理化性质（一）一般性质（一）一般性质1.形态——多为结晶固体，少为粉末。少数常温下——液体（多不含氧，若含多成酯键）毒藜碱dl-anabasine41菸碱nicotine槟榔碱arecoline三、理化性质（一）一般性质2.颜色——多为无色或白色，少数有色。42三、理化性质（一）一般性质一叶萩碱（黄色）43

三、理化性质（一）一般性质

44味 觉——多具苦味。挥发性——少数具挥发性。旋光性——多为左旋光性。有的产生变旋现象。如：烟碱中性溶液——左旋光性酸性溶液——右旋光性多数左旋体呈显著生理活性。

三、理化性质（一）一般性质

*酸、碱均为1%。溶解性游离碱类别 极性 溶解性

H2O

CHCl3

H+

OH-非酚性 较弱 脂溶性

—

+

+

—季铵碱

强 水溶性

+

—

+

+氮氧化物 半极性 中等水溶

+

±

+

+两性:

Ar-OH

较弱 脂溶性

—

+

+

+-COOH

强 水溶性

+

—

+

+45

三、理化性质（一）一般性质

6.溶解度

(1)游离碱少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。如：46

三、理化性质（一）一般性质

6.溶解度(2)成盐Alk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。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。47

三、理化性质（二）碱性

（二）碱性1.碱性的来源2.碱性强弱的表示方法48

三、理化性质（二）碱性

2.碱性强弱的表示方法生物碱的碱性大小统一用pKa值表示，

pKa越大，碱性越强。49

三、理化性质（二）碱性

3.影响碱性强弱的因素（1）杂化方式50

三、理化性质（二）碱性

3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应连接供电基团则使碱性增强。51

三、理化性质（二）碱性

3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应A52BabpKa：10.111.210.411.3

三、理化性质（二）碱性

3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应氮原子附近若有吸电基团（含氧基团、芳环、双键），碱性减弱。53

三、理化性质（二）碱性

3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应氮原子孤电子对处于P~π共轭体系时，碱性减弱。54

三、理化性质（二）碱性

比较碱性强弱：55

三、理化性质

（三）沉淀反应:

生物碱在酸性水或酸性稀醇中与某些试剂生成难溶于水的复盐或络合物的反应。用途：鉴别——试管、TCL或PPC显色剂；提取分离——检查是否提取完全。主要内容：

1.沉淀试剂反应原理反应条件4.结果判断56

三、理化性质

（三）沉淀反应1.沉淀试剂红棕色无定形沉淀金属盐类碘-碘化钾（Wagner）

KI-I2碘化铋钾（Dragendoff）

BiI3⋅KI橘红色至黄色沉淀碘化汞钾（Mayer试剂）

HgI2⋅2KI类白色沉淀57

三、理化性质

（三）沉淀反应1.沉淀试剂酸类——硅钨酸(Bertrand试剂)SiO2⋅12WO3

，类白色苦味酸(Hager试剂)2,4,6-三硝基苯酚，黄色复盐——雷氏铵盐(Ammoniumreineckate)硫氰酸铬铵试剂与季铵型生物碱反应生成红色沉淀或结晶。58

三、理化性质

（三）沉淀反应2.反应原理：生成更大分子复盐和络盐59

三、理化性质

（三）沉淀反应3.沉淀反应条件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）在稀醇溶液中时，含水量>50%；（当醇含量>50%时可使沉淀溶解）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）60

三、理化性质

（三）沉淀反应4.结果的判断鉴别时每种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）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61

淀本

章

内

容62常规提纯方法（排除水溶性成分的干扰）中草药水提液CHCl3H2OH+/H2OOH-/CHCl3萃取H2OCHCl3水溶性生物碱、氨基酸、蛋白质多糖、鞣质等生物碱盐63极弱碱生物碱

四、提取分离

（一）提取水或酸水提取法醇类溶剂提取法亲脂性有机溶剂提取法64

四、提取分离（一）提取

1.酸水提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法）酸性水——0.1%

~

1%H2SO4、HCl、HOAc等生药H+/H2O药渣Alk

↓OH-/H2OH+/H2OOH-弱碱及杂质亲水性Alk65四、提取分离（一）提取酸水提取法此法缺点：提取液体积较大（浓缩困难）提取液中水溶性杂质多解决方法：阳离子交换树脂法沉淀法萃取法66四、提取分离（一）提取1.酸水提取法（1）离子交换树脂法67沉

淀H2O四、提取分离（一）提取1.酸水提取法（2）沉淀法①酸提碱沉法药

材H+/H2O提取；加碱碱化中、强碱性Alk水溶性Alk、杂质68四、提取分离（一）提取H2O沉淀1.酸水提取法（2）沉淀法②盐析法：适用中、弱碱性生物碱。黄藤1%H2SO4水溶液碱化至pH=9；加NaCl达饱和掌叶防已碱69四、提取分离（一）提取1.酸水提取法（2）沉淀法③雷氏铵盐沉淀法70四、提取分离（一）提取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）71四、提取分离（一）提取2.醇类溶剂提取法生药H+

/

H2O药渣醇液OH