执业中药师考试中药化学第二章生物碱课件

第二章生物碱

、大纲

(1)生物碱在自然界中的分布和

生物碱

存在情况

(一)基本内的分类

(2)毗碇类、"烷类、异喳琳

容及结构

类、呼1咪类和有机胺类生物碱的

特征

结构特征

(1)生物碱的性状和旋光性

(2)游离生物碱和生物碱盐的溶

解性及其应用

二、生

(3)生物碱的酸碱性，碱性强弱

物碱实际工

与化学结构的关系及其在提取分

(二)生物碱作中的

离中的应用

的理化性质常用性

质

(4)常用生物碱沉淀试剂的名

称、沉淀反应条件和阳性结果的

判定及其应用

(5)生物碱显色反应

(三)生物碱常用方(1)生物碱的提取分离方法

的提取分离和法(2)分离水溶性生物碱的常用方

鉴别法

(3)生物碱的色谱鉴别方法

(1)苦参中所含主要生物碱的化

学结构类型、理化性质、提取分

离方法和生物活性

(2)麻黄、黄连中所含主要生物

碱的化学结构类型、理化性质、

鉴别方法、提取分离方法和生物

活性

(3)川乌中主要生物碱的化学结

含生物

构类型、毒性及其在炮制过程中

(四)实例碱的常

的变化

用中药

(4)洋金花中主要生物碱的化学

结构类型、理化性质和鉴别方法

(5)马钱子中主要生物碱的化学

结构类型、毒性和鉴别方法

(6)上述中药在《中国药典》中

的质量控制成分

(7)上述中药在使用过程中应注

意的问题

二、本章占历年考试的3分左右。

第一节基本内容

一、生物碱的定义

生物碱（Alkaloids）指来源于生物界的一类含氮有机化合物。

大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内（特例：有机胺类

生物碱N原子不在环内）；

多呈碱性,可与酸成盐；

多具有显著的生理活性。

一般来说，除氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核甘酸以

及含氮维生素等动、植物体必需的含氮有机化合物外，其他含氮有机

化合物均可视为生物碱。

二、生物碱在动、植物界的分布和存在情况

生物碱主要分布在植物界，动物界少见。

植物类型科属

双子叶植物如毛葭科（黄连属黄连，乌头属乌头、附子）、防

（多见，已己科（汉防己、北豆根）、罂粟科（罂粟、延胡索）、

知有50多个茄科（曼陀罗属洋金花、颠茄属颠茄、葭若属葭若、

科的120多枸杞子）、马钱科（马钱子）、小聚科（三棵针）、

个属）豆科（苦参属苦参、槐属苦豆子）、芸香科吴茱萸

属（吴茱英）等

如石蒜科、百合科（贝母属的川贝母、浙贝母）、

单子叶植物

兰科等

裸子植物如麻黄科、红豆杉科、二尖杉科和松柏科等

如烟碱存在于成类植物中，麦角生物碱存在于菌类

低等植物

植物中

地衣、苔薜类植物中仅发现少数简单的回跺类生物碱。

藻类、水生类植物中未发现生物碱。

多项选择题

含生物碱类成分的药材有

A.山茱萸

B.巴豆

C.马钱子

D.吴茱萸

E.枸杞子

『正确答案』CDE

存在形式

①酰胺形式

②游离形式：少数极弱碱，如那可】

③有机酸盐形式：绝大多数生物碱，如柠檬酸盐、草酸盐、酒石

酸盐、琥珀酸盐等

④无机酸盐形式：少数盐酸生物碱，如盐酸小聚碱、硫酸吗啡等

⑤极少数以N-氧化物、生物碱昔等形式存在

三、生物碱的分类及结构特征

（一）毗咤类生物碱

此类生物碱多来源于赖氨酸,是由毗咤或哌碇衍生的生物碱,其

结构简单，数量较少，主要有两种类型。

1.简单毗碇类

此类生物碱分子较小，结构简单，很多呈液态。如槟榔中的槟榔

碱、槟榔次碱,烟草中的烟碱,胡椒中的胡椒碱等。

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2.双稠哌碇类

由两个哌咤环共用一个氮原子稠合而成的杂环，具喳喏里西碇的

基本母核。主要分布于豆科、石松科和千屈菜科。如苦参中的苦参碱、

氧化苦参碱，野决明中的金雀花碱等。

（二）葭若烷类生物碱

此类生物碱多来源于鸟氨酸,由直若烷环系的C3-醇羟基与有机酸

缩合成酯。主要存在于茄科的颠茄属、曼陀罗属、在若属和天仙子属。

重要的化合物有勉若碱、古柯碱等。

a-4

点，炕89t喊

（三）异喳琳类生物碱

这类生物碱来源于苯丙氨酸和酪氨酸系,具有异喳啾或四氢异喳

唯的基本母核，在植物中分布广泛，数目较多，具有多方面的生物活

性。根据其基本结构又分为多种类型，主要类型如下。

1.简单异喳琳类如鹿尾草中的降血压成分萨苏林,是四氢异喳琳

的衍生物。

2.革基异唾琳类苇基异喳琳类又分为1--基异基啾类和双苇基

异喳啾类。

（1）1-苇基异唾琳类：为异喳琳母核1位连有苇基的一类生物碱。

如罂粟中具解痉作用的罂粟碱，乌头中的强心成分去甲乌药碱，厚朴

中的厚朴碱等。

(2)双革基异喳琳类：为两个苇基异喳咻通过1〜3个醛键相连

接的一类生物碱。如存在于防己科北豆根中的主要酚性生物碱蝙蝠葛

遮，汉防己中的汉防己甲素和乙素。

3.原小嬖碱类

此类生物碱可以看成由两个异喳啾环稠合而成,依据两者结构母

核中D环氧化程度不同，又分为小擘碱类和原小/碱类。前者多为季

镂碱，如黄连、黄柏、三棵针中的小聚碱；后者多为叔胺碱，如延胡

索中的延胡索乙素。

4.吗啡烷类

这类化合物具有部分饱和的菲核,如罂粟中的吗啡、可待因,青

风藤中的青风藤碱等。

小懒叫.啕婚旃8

（四）口引味类生物碱

这类生物碱来源于色氨酸,其数目较多，结构复杂，多具有显著

的生物活性。主要分布于马钱科、夹竹桃科、茜草科等。呼I喙类生物

碱主要由色氨酸衍生而成，根据其结构特点，主要分为四类。

1.简单口引蛛类如板蓝根、大青叶中的大青素B,蓼蓝中的靛青昔

等。

2.色胺口引味类此类化合物中含有色胺部分，结构较简单。如吴茱

萸中的吴茱萸碱。

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MUM

3.单藉口引躲类这类生物碱的结构较复杂，如萝芙木中的利血平、

番木鳖中的士的宁等。

4.双口引蛛类双一珠类是由两分子单呼I咪类生物碱聚合而成的衍

生物，如长春花中具有抗癌作用的长春碱和长春新碱。

（五）有机胺类生物碱

这类生物碱的结构特点是氮原子不在环状结构内,如麻黄中的魔

黄碱，秋水仙中的秋水仙碱，益母草中的益母草碱等。

H3co

生物碱结构分类总结###

结构特

生物碱类型二级分类代表化合物

点

槟榔碱、次槟榔碱、烟碱、胡

简单毗咤类

毗咤类生物椒碱

碱苦参碱、氧化苦参碱、金雀花

双稠哌脏类

碱

葭若烷类生

葭岩碱、古柯碱

物碱

简单异喳琳

萨苏林

类

异喳麻类生

芳基异嘎琳罂粟碱、厚朴碱、去甲乌药碱

物碱

类蝙蝠葛碱、汉防己甲（乙）素

原小聚碱类小擘碱、延胡索乙素

吗啡烷类吗啡、可待因、青风藤碱

简单叫珠类大青素B、靛青甘

口引躲类生物色胺口引珠类吴茱萸碱

碱单转阿咪类士的宁、利血平

双口引跺类碱、长春新碱

有机胺类生

麻黄碱、秋水仙碱、益母草碱

物碱

练习题

最佳选择题

苦参碱是

A.简单异喳琳类生物碱

B.苇基异喳琳类生物碱

C.原小豪碱型

D.色胺口引睬类生物碱

E.双稠哌咤生物碱

『正确答案』E

麻黄中生物碱的主要类型是

A.双稠哌咤类

B.有机胺类

C.异唾琳类

D.在若烷类

E.口引珠类

『正确答案』B

第二节生物碱的理化性质

一、性状

多为结晶形固体，少数为非晶形粉末；

具有固定的熔点，有的具有双熔点，个别的仅具有分解点；

少数小分子生物碱为谴，如烟碱、毒芹碱、槟榔碱。

生物碱多具苦味，少数呈辛辣味或其他味道，如甜菜碱具有甜味。

生物碱一般无色或白色，少数有颜色，如小与碱、蛇根碱呈黄色,

药根碱、小擘红碱呈红色等。

个别生物碱在可见光下无色，而在紫外光下显荧光，如利血平。

个别小分子固体及少数呈液态的生物碱如麻黄碱、烟碱等具挥发

可用水蒸气蒸储法提取。

咖啡因等个别生物碱具有升华性。

配伍选择题

A.小聚碱

B.麻黄碱

C.槟榔碱

D.咖啡因

E.甜菜碱

1.性状为液态的

『正确答案』C

2.具有升华性的是

『正确答案』D

3.具有挥发性的是

『正确答案』B

4.有颜色的是

『正确答案』A

二、旋光性

含有手性碳原子或本身为手性分子的生物碱都有旋光性，且多为

左旋。

三、溶解性

（一）游离生物碱

1.亲脂性生物碱

多数仲胺碱和叔胺碱为亲脂性

易溶于乙醴、苯和卤煌类（二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳）等

有机溶剂，尤其在三氯甲烷中溶解度较大

可溶于甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯等

不溶或难溶于水，但溶于酸水

2.亲水性生物碱

(1)季镂碱型生物碱：为离子型化合物,易溶于水和酸水，可溶

于甲醇、乙醇及正丁醇等极性较大的有机溶剂，难溶于亲脂性有机溶

剂。

(2)含N-氧化物结构的生物碱：具有配位键,可溶于水，如氧化

(3)小分子生物碱：少数分子较小而碱性较强的生物碱,既可溶

于水，也可溶于三氯甲烷，如麻黄碱、烟碱等。

(4)酰胺类生物碱：由于酰胺在水中可形成氢键,所以在水中有

一定的溶解度，如秋水仙碱、咖啡碱等。

及化苗除・磨黄依曲案*

3.具有特殊官能团的生物碱

(1)具有酚羟基或竣基的生物碱：具有酸、碱两性，故即可溶于

酸水，又可溶于碱水。

具有酚羟基的生物碱(又称酚性生物碱)，可溶于氢氧化钠等强

碱性溶液，如吗啡;

具有竣基的生物碱，可溶于碳酸氢钠等弱碱溶液，如槟榔碱。

（2）具有内酯或内酰胺结构的生物碱：在强碱性溶液中加热，其

内酯（或内酰胺）结构可开环形成竣酸盐而溶于水，酸化后环合析出,

如喜树碱、苦参碱等。

（二）生物碱盐

一般易溶于水，可溶于甲醇、乙醇类，难溶于亲脂性有机溶剂。

无机酸盐水溶性大于有机酸盐;

无机酸盐中含氧酸盐的水溶性大于卤代酸盐；

小分子有机酸盐水溶性大于大分子有机酸盐。

有些生物碱盐难溶于水，如小擘碱盐酸盐、麻黄碱草酸盐等。

类型溶解性

游大多数叔胺碱为杀脂性，一般能溶于有机溶

离亲脂性生物碱剂，尤其易溶于基脂性有机溶剂，热别易溶

生于氯仿。溶于酸水，不溶或难溶于水和碱水

物主要指季氨碱和某些含氨-氧化物的生物碱，

亲水性生物碱

碱可溶于水、甲醇、乙醇，难溶于杀脂性有机

溶剂

两性生即可溶于酸水，也可溶于碱水，但在PH8-9

具特殊

物碱时易产生沉淀

官能团

具内脂

的生物在碱水中，其内酯（或内酰胺）结构可开环

或内酰

碱形成竣酸盐溶于水中，继之加酸复又还原

胺结构

一般易溶于水，可溶于醇类，难溶于杀脂性

溶解有机溶剂。生物碱在酸水中成盐溶解，

性调减性后又游离

生物碱盐通常生物碱的五级酸盐水溶性大于有

不同

机酸盐；无机酸盐中韩养酸盐的水溶性

的酸

大于卤代酸盐；小分子有机酸盐大于大

的盐

分子有机酸盐

练习题

最佳选择题

水溶性最强的生物碱是

A.氧化苦参碱

B.苦参碱

C.去氢苦参碱

D.安那吉碱

E.巴普叶碱

『正确答案』A

具有配位键，导致易溶于水。，

四、碱性

生物碱分子中氮原子上的孤电子对,能给出电子或接受质子而使

生物碱显碱性。

（一）碱性强弱的表示方法

生物碱碱性强弱用pKa表示，pKa越大，碱性越强。

生物碱的碱性强弱与pKa的关系：

②pKaV2为极弱碱，如酰胺、肝五元芳杂环类生物碱。

②pKa2〜7为弱碱，如芳香胺、肝六元芳杂环类生物碱。

③pKa7〜11为中强碱，如脂肪胺、脂杂环类生物碱。

④pKa11以上为强碱，如季镂碱、月瓜类生物碱。

生物碱分子中碱性基团的pKa值大小顺序一般是：月瓜基〉季镂碱

>N-烷杂环>脂肪胺>芳香胺-N-芳杂环〉酰胺-毗咯。

（二）碱性强弱与分子结构的关系

碱性强弱影响因素：

氮原子的杂化方式、电子云密度（电性效应）、空间效应、分子

内氢键。

1.氮原子的杂化方式

碱性随杂化程度的升高而增强，即sp3>sp2>sp。

2.电性效应

电性效应（包括诱导效应和共辗效应），能影响N原子上电子云

排布，从而影响碱性的大小。

（1）诱导效应

如麻黄碱的碱性（pKa9.58）强于去甲麻黄碱（pKa9.00）,

即是由于麻黄碱氮原子上的甲基供电诱导的结果。而二者的碱性弱于

苯异丙胺（pKa9.80）,则因前二者氨基碳原子的邻位碳上羟基吸电诱

导的结果。

麻黄减fW9.58）去甲麻黄减tpMS.OOj毒鼻脚

（2）共辗效应：

当生物碱分子中氮原子的孤电子对与冗电子基团共筑时，一般使

生物碱的碱性减弱。常见的有苯胺和酰胺两种类型。

苯胺型：苯胺氮原子上的孤电子对与冗电子形成P—冗共辗体

系后，其碱性减弱。如环己胺的碱性（pKa10.64）大于苯胺（pKa4.58）,

后者显然为共朝效应所致。

即已摩（眩1OAU»»•4嗨领瓜3PC.1.74』Pt7J8）

酰胺型：酰胺氮原子上的孤电子对与痍基形成P一冗共朝效应,

使其碱性极弱。如胡椒碱、秋水仙碱或咖啡碱等。

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3.空间效应

氮原子由于附近取代基的空间立体障碍或分子构象因素，而使质

子难于接近氮原子，碱性减弱。如麻黄碱碱性小于去甲麻黄碱,山直

若碱碱性介于东直若碱与在若碱之间，以及利血平碱性较弱等。

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4.氢键效应

当生物碱成盐后，氮原子附近如有羟基、段基，并处于有利于形

成稳定分子内氢键时，氮上的质子不易离去,=具共钝酸稳定，则碱性

强。如钩藤碱的碱性大于异钩藤碱碱性。

对于具体生物碱来说，若影响碱性的因素不止一个，则需综合考

虑。一般来说，空间效应与诱导效应共存，空间效应居主导地位；共

物效应与诱导效应共存，共朝效应居主导地位。

最佳选择题

其共物酸因分子内氢键而稳定的是（）？

A.小集碱

B.麻黄碱

C.钩藤碱

D.东直若碱

E.山蔗若碱

『正确答案』C

麻黄碱的碱性（pKa9.58）强于去甲麻黄碱（pKa9.00）的原因是

由于（）

A.空间效应

B.诱导效应

C.共聊效应

D,氢键作用

E.氮原子杂化方式不同

『正确答案』B

五、沉淀反应

生物碱在酸性水或稀醇中（苦味酸试剂可在中性条件下进行），

与某些试剂生成难溶于水的复盐或络合物的反应称为生物碱沉淀反

应。

（一）常用的生物碱沉淀试剂

«2-|常用的陵・«公这次剜

反应崎标

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做邺用斌剂（Pk«Z>wt）黄色就蹿做晶

雷氏快窿MM《岬IirmTrej）红色说靛

（二）沉淀反应的田间及阳性结果的判定

1.反应条件

除苦味酸试剂外，其他生物碱沉淀反应一般都在酸性水溶液中进

行。

原因：生物碱在酸性条件下成盐，易溶于水与沉淀试剂反应，所

生成沉淀易于观察。

2.阳性结果的判断

利用沉淀反应鉴别生物碱时，应注意假阴性和假阳性反应。

判定注意事项：

①对生物碱定性鉴别时，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。

②仲胺一般不易与生物碱沉淀试剂反应，如麻黄碱、吗啡、咖啡

碱等。

③水溶液中如有蛋白质、多肽、氨基酸、糅质等亦可与此类试剂

产生阳性反应，故应在被检液中除掉这些成分。（具体方法：利用酸

提碱沉得方法使生物碱游离，萃取使其与杂质分离）

六、显色反应（了解）

些生物碱能与一些试剂反应生成不同颜色的产物，这些试剂成为生物

碱显色剂。

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第三节生物碱的提取与分离

一、总生物碱的提取

挥发性生物碱如麻黄碱可用水蒸气蒸储法提取O

可升华的生物碱如咖啡碱可用升华法提取。

提取方法溶剂方法纯化

0.1%〜1%的硫酸、盐(1)阳离子树脂

水或酸水

酸或醋酸、酒石酸溶交换法

提取法

液(2)萃取法

浸渍、渗漉、酸水-碱化-萃取

醇类溶剂

甲醇、乙醇回流、连续回法处理去除脂溶

提取法

流性杂质

亲脂性有

三氯甲烷、苯、乙醛

机溶剂提同上

以及二氯甲烷等

取法

附：阳离子交换树脂法

将总碱的酸水提取液通过强酸型阳离子交换树脂柱，使酸水中生

物碱阳离子交换在树脂上，而非生物碱化合物则流出柱外，用中性水

或乙醇进一步洗除柱中的杂质。

将交换后的树脂晾干，用氨水碱化至pH值为10左右，使生物碱

从树脂中游离出来，再用三氯甲烷或乙醴等有机溶剂回流提取，回收

溶剂即可得到总生物碱。也可用含氨水的乙醇洗脱液直接洗脱，中和

洗脱液，回收乙醇即得总生物碱。

二、生物碱的分离

(一)生物碱的初步分离民将总生物碱按碱性强弱、酚性有

无及是否水溶性初步分成5个部分，一般分离流程如下:

（二）生物碱单体的分离

1.利用生物碱的碱性差异进行分离（了解）

碱中各生物碱的碱性不同，可用PH梯度萃取法进行分离。

2.利用溶解度差异进行分离

游离生物碱：如苦参中苦参碱和氧化苦参碱的分离

（氧化苦参碱的极性大于苦参碱,难溶于乙醴）

汉防己中汉防己甲素和汉防己乙素的分离

（汉防己甲素的极性小于汉防己乙素，可溶于冷苯）

生物碱盐：如麻黄中分离麻黄碱、伪麻黄碱

（在草酸中溶解度不同,麻黄碱溶解度小于伪麻黄碱）

3.利用特殊官能团进行分离

含一基的生物碱能与碳酸氢钠生成生酸盐而溶于水,可与其他碱

分离；

酚性生物碱的酚羟基具有弱酸性,可与氢氧化钠溶液生成盐溶于

水，而与其他非酚性生物碱分离。如在阿片生物碱中，吗啡具酚羟基

而可待因无酚羟基，可用5%氢氧化钠分离。

内酯或内酰胺结构的生物碱可在碱性水液中加热开环生成溶于水

的竣酸盐而与其他生物碱分离，在酸性下又环合成原生物碱而沉淀，

如喜树碱、苦参碱

4.利用色谱法进行分离

(1)吸附柱色谱

常用氧化铝或硅胶作为吸附剂,有时也用纤维素、聚酰胺等。以

苯、氯仿、乙醴等亲脂性有机溶剂或以其为主的混合溶剂系统作洗脱

剂。

(2)分配柱色谱

5.高效液相色谱法(HPLC)了解

优点：分离效能好、灵敏度高、分析速度快。

色谱柱类型：硅胶吸附色谱柱，金反相色谱柱。

止匕外，制备型薄层色谱、干柱色谱、中压或低压柱色谱等也常用

于分离生物碱。

最佳选择题

分离汉防己甲素和汉防己乙素的原理()

A.氮原子的杂化方式不同

B.在碳酸氢钠溶液中的溶解度不同

C.盐酸盐的溶解度不同

D.极性的大小不同

E.分子内氢键的不同

『正确答案』D（汉防己甲素的极性小于汉防己乙素，可溶于冷苯）

三、水溶性生物碱（季铁碱）的分离

（一）沉淀法

实验室常用雷氏镂盐试剂纯化季镂碱。

（二）溶剂法

利用水溶性生物碱能够溶于极性较大而又能与水分层的有机溶剂

（如正丁醇、异戊醇或氯仿一甲醇的混合溶剂等）的性质，用这类溶剂

与含这类生物碱的碱水液反复萃取，使水溶性生物碱与强亲水性的杂

质得以分离。

四、生物碱的色谱检识

常用方法：薄层色谱法、纸色谱法、高效液相色谱法和气相色谱

法

（一）薄层色谱法

1.吸附薄层色谱法

（1）吸附剂

吸附剂常用硅胶和氧化铝。

硅胶适用注意:硅胶为酸性吸附剂，易造成拖尾或复斑，影响分

离效果。可在涂铺硅胶薄层时加稀碱（0.1〜O.5mol/L氢氧化钠）或缓

冲溶液，制成碱性薄板；或使色谱过程在碱性条件下进行,即在展开

剂中加入少量碱性试剂，如二乙胺、氨水等。

氧化铝本身显弱碱性，不经处理便可用于分离和检识生物碱,一

般较常用，特别适合分离亲脂性较强的生物碱。

（2）展开剂

展开剂系统多以亲脂性溶剂为主，一般以三氯甲烷为基本溶剂。

若Rf值太小，加入适量甲醇、丙酮等极性较大的溶剂；

若Rf值太大，加入适量苯、环己烷等极性较小的溶剂。

在展开剂中加入少量碱性试剂，如二乙胺、氨水等，可改善分离

效果。

2.分配薄层色谱

特别适用于分离有些结构十分相近的生物碱。

（1）支持剂与固定相：

通常选用硅胶或纤维素粉作支持剂，以甲酰胺或水为固定相。

甲酰胺适合分离弱极性或中等极性的生物碱；水适合分离水溶性

生物碱。

（2）展开剂:

分离脂溶性生物碱，应以亲脂性有机溶剂作展开剂，如三氯甲烷-

苯（1：1）等；

分离水溶性生物碱，则应以亲水性的溶剂作展开剂，如BAW系统

（正丁醇-乙酸-水=4：1：5,上层）。

在配制流动相时，需用固定相饱和。

3.显色方法

①有色生物碱可直接观察斑点；

②具有荧光的生物碱在紫外光下显示荧光斑点；

③大多生物碱的薄层色谱可用改良碘化铀钾试剂显色,显橘红色

斑点。（如碘化钿钾不显色，可选用其他特殊显色剂）

（二）纸色谱

生物碱的纸色谱多为正相分配色谱。

1.固定相

①水：可用滤纸本身含有的6%〜7%水分，也可用水浸润滤纸；

②甲酰胺：将甲酰胺溶于丙酮，再将滤纸置于其中浸湿片刻，取

出，挥去丙酮即可；

③酸性缓冲液（也称多缓冲纸色谱）：将不同pH值的酸性缓冲液

自起始线由高到低间隔2cm左右的距离涂布若干个缓冲液带，晾干即

可使用。

2.展开剂

以水作固定相的纸色谱，宜用亲水性溶剂系统作展开剂，如BAW

系统（正丁醇一乙酸一水二4：1：5,上层）；

以甲酰胺和酸性缓冲液作固定相的纸色谱，多以苯、三氯甲烷、

乙酸乙酯等亲脂性有机溶剂为主组成的溶剂系统作展开剂。

展开剂在使用前也需用固定相液饱和。

3.显色剂

纸色谱所用的显色剂与薄层色谱法基本相同，但含硫酸的显色剂

不宜使用。

（三）高效液相色谱

此外，具有挥发性的生物碱可用气相色谱法检识，如麻黄生

物碱、烟碱等。

第四节含生物碱的中药实例

一、古笏

（一）苦参中主要生物碱及其化学结构

主要生物碱：苦参碱和氧化苦参碱，此外还含有羟基苦参碱、＞

甲基金雀花碱、安娜吉碱、巴普叶碱和去氢苦参碱（苦参烯碱）等。

《中国药典》指标成分：苦参碱和氧化苦参碱。

结构分类：这些生物碱都属于双稠哌咤类,具喳喏里西咤的基本

结构，除肝甲基金雀花碱外，均由两个哌咤环共用一个氮原子稠合而

成。

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（二）苦参生物碱的理化性质

1.性状

苦参碱有a-、8-、v-、5-四种异构体。其中，a-、8-、8-

苦参碱为结晶体，常见的是a-苦参碱，为针状或棱柱状结晶，熔点

76℃oV-苦参碱为液态，沸点223C/6nlinHg。氧化苦参碱为无色正方

体状结晶（丙酮），熔点207〜208C（分解），含一分子结晶水的氧

化苦参碱的熔点为77〜78℃。

苦参碱既可溶于水，又能溶于三氯甲烷、乙醴、苯、二硫化碳等

亲脂性溶剂。

氧化苦参碱是苦参碱的N一氧化物，具半极性配位键，其亲水性

比苦参碱更强，易溶于水，可溶于氯仿，但难溶于乙醴。可利用两者

溶解性的差异将其分离。

苦参生物碱的极性大小顺序是：氧化苦参碱〉羟基苦参碱〉苦参

碱。

苦参碱、氧化苦参碱和羟基苦参碱具内酰胺结构，可被水解皂化

生成竣酸衍生物，酸化后又脱水环合为原来结构。

（三）苦参生物碱的提取与分离

苦参以稀酸水渗漉，通过阳离子交换树脂交换提取总生物碱。然

后利用总碱中个成分极性的差异，采用溶剂法和色谱法进行分离。

1.苦参总生物碱的提取

（四）苦参生物碱的生物活性

现代临床及药理学研究表明，苦参总生物碱具有消肿利尿、抗肿

瘤、抗病原体、抗心律失常、正性肌力、抗缺氧、扩张血管、降血脂、

抗柯萨奇病毒和调节免疫等作用

（五）苦参生物碱在临床应用中应注意的问题

苦参碱可致胆碱酯酶活性下降,静脉滴注苦参碱引起胆碱酯酶活

性下降，产生倦怠乏力、纳差等不良反应；苦参栓可致外阴过敏；苦

参注射液致过敏性休克并可致恶心、呕吐；苦参素胶囊致乙肝加重等,

临床应用时需注意。

二、麻黄

（一）麻黄中主要生物碱及其化学结构

主要成分：以麻黄碱和伪麻黄碱为主,前者占总生物碱的40%〜

90%o此外还含少量的甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、去

甲基伪麻黄碱。

《中国药典》指标成分：盐酸麻黄碱。

结构分类：麻黄生物碱分子中的氮原子均在侧链上，为有机胺类

生物碱。

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麻黄碱和伪麻黄碱属仲胺衍生物，且互为立体异构体，它们的结

构区别在于G的构型不同。前者为顺式，后者为反式。

（二）麻黄碱和伪麻黄碱的理化性质

1.性状

麻黄碱和伪麻黄碱为无色结晶，游离麻黄碱含水物熔点为40℃o

两者均具有挥发性。

2.碱性

甲M麻黄阳9J0>麻黄阻95W去甲麻黄减（因氟001

甲基麻黄碱与麻黄碱具有供电子基团（-CH3）,故碱性强于去甲麻

黄碱;

甲基麻黄碱的空间位阻大于麻黄碱，故碱性小于麻黄碱。

碱性麻黄碱和伪麻黄碱为有机仲胺衍生物，碱性较强。由于伪

麻黄碱的共桃酸与C2-0H形成分子内氢键稳定性大于麻黄碱，所以伪麻

黄碱的碱性（pKa9.74）稍强于麻黄碱（pKa9.58）。

3.溶解性

游离麻黄碱可溶于水，但伪麻黄碱在水中的溶解度较麻黄碱小。

（这是由于伪麻黄碱形成较稳定的分子内氢键的缘故）

麻黄碱和伪麻黄碱也能溶于三氯甲烷、乙醴、苯及醇类溶剂。

草酸麻黄碱难溶于水，而草酸伪麻黄碱易溶于水；盐酸麻黄碱不

溶于三氯甲烷，而盐酸伪麻黄碱可溶于三氯甲烷。

（三）麻黄生物碱的鉴别反应

麻黄碱和伪麻黄碱为仲胺碱，不与一般生物碱沉淀试剂发生沉淀

反应。但下列两种特征反应可用于鉴别麻黄碱和伪麻黄碱。

1.二硫化碳-硫酸铜反应在麻黄碱和伪麻黄碱的醇溶液中加入工

硫化碳、硫酸铜试剂和氢氧化钠各二滴,即产生棕色沉淀。

2.铜络盐反应在麻黄碱和伪麻黄碱的水溶液中加硫酸铜试剂后,

随即加氢氧化钠试剂呈碱性,溶液呈蓝紫色,再加乙醴振摇分层，i

醴层为紫红色，水层为蓝色。

（四）麻黄碱和伪麻黄碱的提取与分离

1.溶剂法

原理：

利用麻黄碱和伪麻黄碱既能溶于热水，又能溶于亲脂性有机溶剂

的性质提取两者;

利用麻黄碱草酸盐比伪麻黄碱草酸盐在水中溶解度小的差异，麻

黄碱溶解度小于伪麻黄碱，使两者得以分离。

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2.水蒸气蒸储法

利用麻黄碱和伪麻黄碱在游离状态时具有挥发性,可用水蒸气蒸

储法从麻黄中提取。再利用两者草酸盐的水溶性差异分离两者。

3.离子交换树脂法

利用生物碱盐能够交换到强酸型阳离子树脂柱上，麻黄碱的碱性

较伪麻黄碱弱，故不如伪麻黄碱盐稳定，可先从树脂柱上洗脱下来,

从而使两者达到分离。

三、黄连

（一）黄连中主要生物碱及其化学结构

主要成分：小一碱、巴马丁、黄连碱、甲基黄连碱、药根碱和木

兰碱等。其中以小其碱含量最高（可达10%）。

《中国药典》指标成分：盐酸小酸碱。

结构分类：以上生物碱均属苇基异喳啾类衍生物,除木兰碱为阿

朴菲型外，其他都属于原小集碱型，且都是季镂型生物碱。

（二）小疑碱的理化性质

1.性状

①自水或稀乙醇中析出的小聚碱为黄色针状结晶，含5.5分子结

晶水，100C干燥后仍能保留2.5分子结晶水，加热至HOC变为黄棕

色，于160C分解。

②盐酸小聚碱为黄色小针状结晶，加热至220C左右分解，生成红

棕色小聚红碱，继续加热至285c左右完全熔融。

注意：小聚碱及其盐类干燥时，温度不宜过高，一般不超过80℃。

2.碱性

小一碱属季镂型生物碱，可离子化而呈强碱性，其pKa值为11.5。

3.溶解性

①游离小境碱能缓缓溶解于水中，易溶于热水或热乙醇，在冷乙

醇中溶解度不大，难溶于苯、氯仿、丙酮等有机溶剂。

②小擘碱盐酸盐在水中溶解度较小，为1：500,较易溶于沸水，

难溶于乙醇。

（三）小聚碱的鉴别反应

除了能与一般的生物碱沉淀试剂发生反应外，还具有以下特征性

鉴别反应。

（1）丙酮加成反应在盐酸小聚碱水溶液中，加入氢氧化钠使呈

强碱性，然后滴加丙酮数滴,即生成黄色结晶性小昨碱丙酮加成物,

有一定熔点，可供鉴别。

（2）漂白粉显色反应在小桀碱的酸性水液中加入漂白粉（或通

入氯气），溶液变为樱红色。

（四）小聚碱和甲基黄连碱的提取分离

原理：利用黄连中小用碱等生物碱盐的溶解度差异进行分离。

（五）黄连生物碱的生物活性

药理实验表明，其主要成分小粱碱有明显的抗菌、抗病毒作用，

小聚碱、黄连碱、巴马丁、药根碱等原小聚型生物碱还具有明显的抗

炎、解痉、抗溃疡、免疫调节及抗癌等作用。

四、川乌

（一）川乌中主要毒性生物碱及其化学结构

乌头所含生物碱多达400多种，结构复杂，其中重要且含量较高

的有：乌头碱、次乌头碱和新乌头碱。

《中国药典》指标成分：乌头碱、次乌头碱和新乌头碱。

结构分类：二一类生物碱，属于四环或五环二于类衍生物。由于

Q和C8的羟基常和乙酸、苯甲酸结合成酯，故称为二菇双酯型生物碱。

（二）川乌中主要毒性生物碱在炮制过程中的变化

毒性大小：双酯型乌头碱>单酯型乌头碱>无酯键的醇胺型

生物碱

（三）川乌生物碱的生物活性

现代药理学研究表明，乌头和附子的提取物具有镇痛、消炎、麻

醉、降压及对心脏产生刺激等作用，其有效成分为生物碱。附子具有

升压、扩张冠状动脉等作用，中医用于回阳救逆。从日本附子中分离

出力-去甲乌药碱，含量甚少，但有强心作用。

（四）川乌生物碱在临床应用中应注意的问题

由于乌头碱类化合物有剧毒,用之不当易致中毒，且毒性较强，

0.2mg即可中毒，2〜4mg即可致人死亡。其药物引起的不良反应主要

涉及神经系统及心血管系统，临床应用时需注意。止匕外，乌头不宜与

半夏、瓜篓、贝母、白敬、白及等同用，临床配伍时应注意。

五、洋金花

（一）洋金花中主要生物碱成分及其化学结构

主要化学成分：落着碱（阿托品）、山蕉若碱、东落若碱、樟柳

碱和小去甲震若碱

《中国药典》指标成分：硫酸阿托品、氢澳酸东在若碱。

结构分类：落着烷类生物碱，由葭碧醇类和芳香族有机酸结合生

成的一元酯类化合物。

（二）直若烷类生物碱的理化性质

1.性状

①直着碱为细针状结晶（乙醇），mpnrc,其外消旋体阿托品

是长柱状结晶，mp118℃,加热易升华。医用阿托品为硫酸盐

（B2-H2S04•H20）,mpl95-196℃o

②东在若碱为黏稠状液体，但形成一水化物为结晶体，mp59℃0

③山直着碱为无色针状结晶，自苯中结晶含一分子苯，mp62〜

64℃o

2.旋光性

这些生物碱除阿托品无旋光性外，其他均具有左旋旋光性。除山

蕉若碱所表现的左旋性是几个手性碳原子的总和外，其他三个生物碱

的旋光性均来自衰分酸部分。

阿托品是蕉是碱的外消旋体，.这是由于在若碱的自若酸部分的手

性碳原子上的氢位于埃基的a-位，容易烯醇化产生互变异构。在酸碱

接触下或加热时，可通过烯醇化起外消旋作用而成为阿托品。

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3.碱性

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影响因素：空间效应+诱导效应。

碱性强弱：蔗着碱（pKa9.65）>山直若碱>东直着碱、樟柳

碱（pKa7.5）。

4.溶解性

①直若碱（或阿托品）亲脂性较强，易溶于乙醇、三氯甲烷，可

溶于四氯化碳、苯，难溶于水。

②东在若碱有较强的亲水性，可溶于水，易溶于乙醇、丙酮、乙

醴、三氯甲烷等溶剂，难溶于苯、四氯化碳等强亲脂性溶剂。

③樟柳碱的溶解性与东直着碱相似，也具较强的亲水性。

④山直着碱由于多一个羟基，亲脂性较直着碱弱，能溶于水和乙

醇。

亲水性强弱：一若碱<山蕉若碱<东蕉若碱、樟柳碱。

5.水解性

♦一烷类生物碱都是氨基醇的酯类，易水解，尤其在碱性水溶液

中更易水解。如在若碱（阿托品）水解生成自若醇和在若酸。

QQOH

（三）直若烷类生物碱的鉴别反应

在若烷类生物碱的鉴别反应在着烷类生物碱具有一般生物碱的

通性，能与多种生物碱沉淀试剂产生沉淀反应。除此之外，还可以用

以下鉴别方法进行检识。

1.氯化汞沉淀反应在若碱（或阿托品）在氯化汞的乙醇溶液中发

生反应生成黄色沉淀，加热后沉淀变为红色。在同样条件下，东直若

碱则生成白色沉淀。

2.Vitali反应在若碱（或阿托品）、东直若碱等在若烷类生物碱

分子结构中具有自若酸部分者，用发烟硝酸处理,产生硝基化反应,

生成三硝基衍生物，此物再与苛性碱醇溶液反应,分子内双键重排,

生成醍样结构的衍生物而呈深紫色，渐转暗红色，最后颜色消失。

3.过碘酸氧化乙酰丙酮缩合反应（DDL反应）樟柳碱分子具邻二

羟基结构，可被过碘酸氧化生成甲醛，然后甲醛与乙酰丙酮在乙酰胺

溶液中加热，缩合成二乙酰基二甲基二氢毗碇（DDL）而显黄色。

（四）洋金花中生物碱的生物活性

现代药理研究表明，落若碱及其外消旋体阿托品有解痉镇痛、解

救有机磷中毒和散瞳作用；东在若碱除具有在若碱的生理活性外，还

有镇静、麻醉作用。

（五）洋金花在临床应用中应注意的问题

食用过量或误食易致中毒，少儿较为多见。其中毒机制主要为见

胆碱反应。对周围神经表现为抑制副交感神经功能作用，对中枢神经

系统则为兴奋作用，严重者转入中枢抑制，也可影响呼吸及温度调节

中枢。

六、马钱子

（一）马钱子中主要生物碱的化学结构与毒性

主要生物碱：士的宁（又称番木鳖碱）和马钱子碱，还含少量的

10余种其他丐I喙类生物碱。

《中国药典》指标成分：士的宁、马钱子碱。

①士的宁为单斜柱状结晶（EtOH）,mp286-289℃,[«C—104°

（EtOH）,味极苦，毒性极强。

②马钱子碱为针状结晶（丙酮-水），mpl78℃,[«fi—127°（CHC13）,

味极苦，有强毒性。

（二）马钱子生物碱的鉴别方法

1.与硝酸作用

士的宁与硝酸作用显淡黄色，再于100C加热蒸干，残渣遇氨气转

变为紫红色。马钱子碱与浓硝酸接触即显深红色，再加氯化亚锡溶液,

则由红色转变为紫色。

2.与浓硫酸/重铭酸钾作用

士的宁加浓硫酸1ml,加少许重铭酸钾晶体，最初显蓝紫色，渐变

为紫堇色、紫红色，最后为橙黄色。

马钱子碱在此条件下不能产生相似的颜色反应。

（三）马钱子在临床应用中应注意的问题

马钱子所含生物碱主要是士的宁和马钱子碱,前者约占总生物碱

的45%,是主要的有效成分，亦是有毒成分，成人用量5〜10mg可发生

中毒现象，3Omg可致死。止匕外，有毒成分能经皮肤吸收，外用不宜大

面积涂敷。

药《药典》指结构

生物碱

物标成分分类

苦参碱和氧化苦参碱，此外还含有羟基苦

L参碱、氧双稠

苦

参碱、炉甲基金雀花碱、安娜吉碱、巴普哌咤

参化苦参碱

叶碱和去氢占参碱（占,参烟碱）等类

麻黄碱和伪麻黄碱为主，前者占总生物碱

麻的40%〜90%。此外还含少量的甲基麻黄碱、盐酸麻黄机胺

黄甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、去甲基伪碱类

麻黄碱。

卡基

黄小聚碱、巴马丁、黄连碱、甲基黄连碱、盐酸小聚

异喳

连药根碱和木兰碱碱