最新天然药物化学第十一章生物碱PPT课件教学课件.ppt

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1、天然药物化学第十一章生物碱PPT课件知识要求知识要求n掌掌握握生生物物碱碱的的理理化化性性质质、提提取取、分分离离及及鉴鉴定定的的基本知识。基本知识。n熟悉生物碱的结构特征和实际应用。熟悉生物碱的结构特征和实际应用。n了解生物碱的含义、生源途径、分类、分布和了解生物碱的含义、生源途径、分类、分布和生理活性。生理活性。能力要求能力要求n熟练掌握生物碱的提取分离基本操作技能，能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。提出合理的提取分离步骤和方案。n学会化学检识法和色谱法初步鉴别生物碱的基学会化学检识法和色谱法初步鉴别生物碱的基本技术本技术存在形式存在形式 1.游离碱游

2、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.成成 盐盐：有机酸（有机酸（绝大多数绝大多数）有：柠檬酸、酒有：柠檬酸、酒石酸等；石酸等；特殊的酸特殊的酸类：乌头酸、绿原酸等；类：乌头酸、绿原酸等；无无机酸（机酸（少数少数）：硫酸、盐酸等。：硫酸、盐酸等。3.苷苷 类类：以苷的形式存在于植物中；：以苷的形式存在于植物中；4.酯酯 类类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲酯形式存在。以甲酯形式存在。5.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。生物碱的生物活性生物碱的生物活性n 生物碱多具有显著而特殊

3、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；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、紫杉醇等有碱、长春新碱、三尖杉碱、紫杉醇等有不同程度的抗癌作用等。不同程度的抗癌作用等。结构特点结构特点第一章第一章

4、结结 构构 类类 型型有机胺类（苯丙氨酸有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）酪氨酸）氮原子不结合在环内氮原子不结合在环内的一类生物碱。的一类生物碱。ephedrinepseudoephedrine麻黄碱的特点麻黄碱的特点:有机胺类（苯丙氨酸有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）酪氨酸）游游离离时时可可溶溶于于水水，能能与与酸酸生生成成稳稳定定的的盐盐，有有挥挥发发性性，不不易易与与大大多多数数生生物物碱碱沉沉淀淀试试剂剂反反应生成沉淀。应生成沉淀。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益母草碱益母草碱leonurine对动物子宫有增加其对

5、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吡咯衍生物由由吡咯或四氢吡咯衍生吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。的生物碱。重要的分：简单的吡咯衍生物重要的分：简单的吡咯衍生物 吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶）吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶）吲哚里西啶衍生物。吲哚里西啶衍生物。简单的吡咯衍生物简单的吡咯衍生物红古豆碱红古豆碱cuscohygrine红古豆苦杏仁酸酯红古豆苦杏仁酸酯（无活性）（无活性）（有活性）（有活性）似阿托品药物似阿托品药物的散瞳等作用的散瞳等作用野百合碱野百合碱monocrotaline（有抗癌活性）（有抗癌活性）吡咯里西啶吡咯里西啶吡咯里西啶（吡咯里西啶（

6、pyrrolizidine）衍生物）衍生物吲哚里西啶（吲哚里西啶（indolizidine）衍生物）衍生物吲哚里西啶吲哚里西啶indolizidine一叶萩碱一叶萩碱securinine吡啶衍生物吡啶衍生物由由吡啶或六氢吡啶衍生吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。的生物碱。分：简单吡啶衍生物、喹诺里西啶分：简单吡啶衍生物、喹诺里西啶（quinolizidine）吡啶衍生物吡啶衍生物actinidinericininecytisinematrineoxymatrine莨菪烷（莨菪烷（tropane）衍生物）衍生物由由吡咯啶吡咯啶和和哌啶哌啶骈合而成的杂环。骈合而成的杂环。分：颠茄生物碱（分：颠茄生物碱（

7、belladonna alkaloids）古柯生物碱（古柯生物碱（coca alkaloids）莨菪碱是由莨菪醇（莨菪碱是由莨菪醇（tuopine）与莨菪酸（）与莨菪酸（tuopic acid）缩合而生成的酯：）缩合而生成的酯：莨菪醇莨菪醇莨菪酸莨菪酸莨菪碱莨菪碱（阿托品）（阿托品）+缩合缩合（五）喹啉衍生物（五）喹啉衍生物喜树碱喜树碱camptothecine治白血病和直肠癌治白血病和直肠癌内酯结构内酯结构碱化开环碱化开环成盐溶于水成盐溶于水（六）异喹啉衍生物（六）异喹啉衍生物分：分：1-苯甲基异喹啉型苯甲基异喹啉型 双苯甲基异喹啉型双苯甲基异喹啉型 原小檗碱型原小檗碱型 阿朴啡型阿朴啡型

8、原阿朴啡型原阿朴啡型 吗啡烷型吗啡烷型 原托品碱型原托品碱型异喹啉异喹啉isoquinoline 1-苯甲基异喹啉型苯甲基异喹啉型那可丁那可丁narcotine存在于鸦片中，具有镇存在于鸦片中，具有镇咳作用与可待因相似，咳作用与可待因相似，但无成瘾性，可替代可但无成瘾性，可替代可待因。待因。1-benzyl-isoquinoline双苯甲基异喹啉型双苯甲基异喹啉型唐松草碱唐松草碱thalicarpine原小檗碱型原小檗碱型 protoberberine小檗碱（黄连素）小檗碱（黄连素）berberine药根碱药根碱jatrorrhizine 阿朴啡型阿朴啡型阿朴啡阿朴啡aporphine土藤碱土

9、藤碱tuduranine 原阿朴啡型原阿朴啡型原阿朴啡原阿朴啡proaporphineStepharine（存在于千金藤中）（存在于千金藤中）吗啡烷型吗啡烷型吗啡烷吗啡烷morphinane吗啡碱吗啡碱morphine青藤碱青藤碱sinomenine 原托品碱型原托品碱型原托品碱原托品碱protopine（七）菲啶（七）菲啶（phenanthridine）衍生物）衍生物属异喹啉类衍生物，重要的类型有：属异喹啉类衍生物，重要的类型有：苯骈菲啶类苯骈菲啶类吡咯骈菲啶类吡咯骈菲啶类苯骈菲啶苯骈菲啶benzo-phenanthridine菲啶菲啶白屈菜碱白屈菜碱chelidonine石蒜碱石蒜碱lyc

10、orine（八）吖啶酮（八）吖啶酮（acridone）衍生物）衍生物吖啶吖啶山油柑碱山油柑碱acronycine具有显著抗癌作用，抗瘤谱具有显著抗癌作用，抗瘤谱较广，现已有人工合成品。较广，现已有人工合成品。（九）吲哚（九）吲哚（yinduo）衍生物）衍生物吲哚吲哚麦角新碱麦角新碱ergonovineergometrine毒扁豆碱毒扁豆碱physostigmine治疗青光眼治疗青光眼玫瑰树碱玫瑰树碱ellipticine抗癌作用，低毒。抗癌作用，低毒。（十）咪唑（十）咪唑（imidazole）衍生物）衍生物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(十一十一)喹唑酮

11、（喹唑酮（quinazolidonequinazolidone）衍生物）衍生物喹唑酮喹唑酮常山碱常山碱-dichroinefebrifugine抗疟作用抗疟作用(十二十二)嘌呤（嘌呤（purine）衍生物）衍生物嘌呤嘌呤香菇嘌呤香菇嘌呤eritadenine具降脂作用具降脂作用(十三十三)甾体生物碱类甾体生物碱类贝母碱贝母碱peimineverticine（十四）萜生物碱类（十四）萜生物碱类石斛碱石斛碱dendrobine乌头碱乌头碱aconitine(十五十五)大环生物碱类大环生物碱类美登碱美登碱maytansine高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分(十六十

12、六)其他类型生物碱其他类型生物碱四甲基吡嗪（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第二节第二节 理理 化化 性性 质质一、性状一、性状n 1 形态形态 生物碱多数为结晶形固体，生物碱多数为结晶形固体，n少数为非晶形粉末；个别为液体，少数为非晶形粉末；个别为液体，n如烟碱如烟碱(nicotine)、槟榔碱等。、槟榔碱等。n 2 味味 生物碱多具苦味。生物碱多具苦味。n 3 颜颜色色 生生物物碱碱一一般般无无色色或或白白色色，少少数数有有颜颜色色，如如小小檗檗

13、碱碱、蛇蛇根根碱碱呈呈黄黄色色等等。有有机机化化合合物物产产生生颜颜色色一一般般要要具具备备长长链链共共轭轭结结构构，并并有有助助色色团团，或同时为离子型。或同时为离子型。n 一一叶叶萩萩碱碱为为淡淡黄黄色色，是是因因为为氮氮原原子子上上孤孤电电子子对对与共轭系统形成跨环共轭。与共轭系统形成跨环共轭。4 挥发性与升华性挥发性与升华性 n少少数数液液体体状状态态及及个个别别小小分分子子固固体体生生物物碱碱如如麻麻黄黄碱碱、烟烟碱碱等等具具挥挥发发性性，可可用用水蒸汽蒸馏提取。水蒸汽蒸馏提取。n咖啡因咖啡因等个别生物碱具有升华性。等个别生物碱具有升华性。二、旋光性二、旋光性生物碱结构中如有手性碳原

14、子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。或本身为手性分子即有旋光性。n 生物碱的生理活性与其旋光性密切相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。关，通常左旋体的生理活性比右旋体强。如如l-莨菪碱的散瞳作用比莨菪碱的散瞳作用比d-莨菪碱大莨菪碱大100倍。倍。去甲乌药碱（去甲乌药碱（higenaenine）仅左旋体具强）仅左旋体具强心作用。心作用。三、碱三、碱 性性（一）碱性的产生与强度表示：（一）碱性的产生与强度表示：碱性由来：碱性由来：N上孤对电子，与质子上孤对电子，与质子H+结合结合强度表示：强度表示：pKa pKa与碱性的关系：与碱性的关系：p

15、Ka越大，碱性越强越大，碱性越强用用Bronsted（勃朗斯德）理论解释：（勃朗斯德）理论解释：BHBH ：生物碱盐的浓度；生物碱盐的浓度；B B：游离生物碱的浓度。：游离生物碱的浓度。p pK Ka a值越大，值越大，BH BH越大，表示生物碱的碱性越强越大，表示生物碱的碱性越强 各种强度生物碱的各种强度生物碱的pKa范围范围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n碱性基团的碱性基团的p

16、Ka值大小顺序：值大小顺序：胍基胍基-NH(C=NH)NH2 季铵碱季铵碱N-烷杂环烷杂环脂肪胺基脂肪胺基 N-芳杂环（吡啶）芳杂环（吡啶）酰胺基酰胺基吡吡咯咯（二）碱性与分子结构的关系（二）碱性与分子结构的关系杂化度杂化度诱导效应诱导效应诱导诱导-场效应场效应共轭效应共轭效应空间效应空间效应氢键效应氢键效应 杂化度：杂化度：SP3 SP2 SPP电子比例：电子比例：3/4 2/3 1/2又如异又如异喹喹啉（啉（sp2）杂杂化成四化成四氢氢异异喹喹啉（啉（sp3）后，）后，碱性增碱性增强强（pKa9.5）。季氨碱（如小檗碱）因）。季氨碱（如小檗碱）因羟羟基以基以负负离子形式存在而离子形式存在而

17、显显强强碱性（碱性（pKa11.5）氰氰基（基（sp）吡吡啶啶2-甲基甲基-甲基吡甲基吡咯（咯（sp3）诱导效应：（碱性减弱或增强）诱导效应：（碱性减弱或增强）供电子基团：使供电子基团：使 N 电子云密度增高，碱性增强电子云密度增高，碱性增强 吸电子基团：使吸电子基团：使N 电子云密度降低，碱性减弱电子云密度降低，碱性减弱 氮原子附近有吸电性基团，碱性减弱；氮原子附近有吸电性基团，碱性减弱；n前提：生物碱中前提：生物碱中2个个N原子原子l 诱导诱导场效应：场效应：l结果：结果：2个个N原子碱度差异较大原子碱度差异较大pKal原因：？原因：？因因为为一旦第一个氮原子一旦第一个氮原子质质子化后，就

18、子化后，就产产生一个生一个强强的的吸吸电电子基子基团团-+NHR2。此。此时时，它，它对对第二个氮原子第二个氮原子产产生两种碱性降低的效生两种碱性降低的效应应：诱导诱导效效应应和静和静电场电场效效应应。前者通前者通过过碳碳链传递链传递，且随碳，且随碳链链增增长长而逐而逐渐渐降低。后降低。后者者则则是通是通过过空空间间直接作用的，故又称直接作用的，故又称为为直接效直接效应应。二者二者统统称称诱导诱导-场场效效应应。共轭效应共轭效应 （苯胺型、烯胺型、酰胺型）苯胺型、烯胺型、酰胺型）若生物碱分子中氮原子孤若生物碱分子中氮原子孤电电子子对对成成p-共共轭轭体系体系时时，碱性，碱性较较弱。常弱。常见见

19、的的p-共共轭轭效效应应主要有三种主要有三种类类型：苯胺型、型：苯胺型、烯烯胺型和胺型和酰酰胺型胺型n苯胺型苯胺型：如毒扁豆碱（如毒扁豆碱（physostigmine）分子中的）分子中的N1和和N2碱性相差悬殊，前者为碱性相差悬殊，前者为pKa 7.88,后者后者仅为仅为1.76。毒扁豆碱毒扁豆碱 苯胺苯胺pKa 4.58 pKa 10.14 pKa 11.2n烯胺烯胺(enamines)型型:仲烯胺（仲烯胺（R或或R=H）A的共轭的共轭酸酸B极不稳定，平衡向极不稳定，平衡向C发展，碱性较弱。反之，发展，碱性较弱。反之，如叔胺如叔胺(R,R为烷基为烷基)A的共轭酸的共轭酸B比较稳定，平比较稳定

20、，平衡易向衡易向B进行，碱性较强。进行，碱性较强。酰胺酰胺型：型：n若氮原子处于酰胺结构中，由于氮原子孤电子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对与酰胺羰基的p-共轭效应，其碱性很共轭效应，其碱性很弱。弱。但胍例外，由于接受质子后形成季铵离子，但胍例外，由于接受质子后形成季铵离子，故呈强碱性。故呈强碱性。空空间间效效应应尽尽管管质质子子的的体体积积很很小小，但但生生物物碱碱氮氮原原子子质质子子化化后后，仍仍受受到到空空间间效效应应的的影影响响，使使其其碱碱性性增增强强或或减减弱弱。附附近近取取代代基基的的空空间间立立体体障障碍碍或或分分子子构构象象因因素素，可可使使质质子子难

21、难于于接近氮原子。接近氮原子。分子内氢键分子内氢键碱性增强碱性增强生物碱的盐（共轭酸）中的生物碱的盐（共轭酸）中的H与生物碱结构中与生物碱结构中O形成氢键，使得生物碱的盐稳定，故碱性增强形成氢键，使得生物碱的盐稳定，故碱性增强n对具体化合物，上述几种影响生物碱强度对具体化合物，上述几种影响生物碱强度的因素须综合考虑。的因素须综合考虑。一般来说，空间效应一般来说，空间效应和诱导效应共存时，前者居于主导地位。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，往往后者的诱导效应和共轭效应共存时，往往后者的影响为大。影响为大。四、四、溶解性溶解性n（1）绝大多数仲胺和叔胺生物碱的游离）绝大

22、多数仲胺和叔胺生物碱的游离碱具亲脂性；碱具亲脂性；n（2）绝大多数生物碱盐具亲水性；）绝大多数生物碱盐具亲水性；n（3）季铵生物碱具亲水性；）季铵生物碱具亲水性；n（4）具酚羟基、羧基等酸性基团的生物）具酚羟基、羧基等酸性基团的生物碱具酸碱两性；碱具酸碱两性；n（5）具内酯基的生物碱，遇碱水开环成）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；盐而溶解，遇酸又闭环而析出；n (6)生物碱成盐后多易溶于水，不溶或生物碱成盐后多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂。难溶有机溶剂。（一）亲脂性生物碱：仲胺、叔胺等游离生一）亲脂性生物碱：仲胺、叔胺等游离生物碱物碱（二）（二）亲水性生物碱：季胺碱，

23、亲水性生物碱：季胺碱，N-氧化物，氧化物，生物碱盐等生物碱盐等n 含氧酸盐的水溶性往往较大。含氧酸盐的水溶性往往较大。n 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。n 与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好。好。n 生物碱盐具有特殊的溶解性质，如高石生物碱盐具有特殊的溶解性质，如高石蒜碱蒜碱 的盐酸盐不溶于水，而溶于氯仿，的盐酸盐不溶于水，而溶于氯仿，盐酸小檗碱难溶于水；盐酸小檗碱难溶于水；五、检识反应五、检识反应（一）沉淀反应（一）沉淀反应n生物碱在酸性水溶液或稀醇液中能和某些试剂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

24、复盐或者分子络合物的反应称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反应，这些试剂被称为生物碱沉为生物碱沉淀反应，这些试剂被称为生物碱沉淀试剂。淀试剂。n反应意义和作用反应意义和作用n 1）用用于于检检查查生生物物碱碱的的有有无无，在在生生物物碱碱的的定定性性鉴鉴别别时时，这这些些试试剂剂可可用用于于试试管管定定性性反反应应和和作作为为平面色谱的显色剂。平面色谱的显色剂。n 2）另另外外在在生生物物碱碱的的提提取取分分离离中中还还可可指指示示提提取取、分离终点。分离终点。n 3）个个别别沉沉淀淀试试剂剂可可用用于于分分离离纯纯化化生生物物碱碱，如如雷氏铵盐可用于沉淀分离季铵碱。雷氏铵

25、盐可用于沉淀分离季铵碱。常见沉淀试剂常见沉淀试剂金属盐类金属盐类碘碘-碘化钾（碘化钾（Wagner）KI-I2 棕褐色棕褐色沉淀沉淀碘化铋钾（碘化铋钾（Dragendoff）BiI3 KI 红棕色红棕色沉淀沉淀碘化汞钾（碘化汞钾（Mayer试剂）试剂）HgI2 2KI 类白色类白色沉淀沉淀 若加过量试剂，沉淀又被溶解若加过量试剂，沉淀又被溶解氯化金氯化金(3%)（Suric chloride）HAuCl4 黄色黄色晶形沉晶形沉淀淀酸类酸类硅钨酸硅钨酸(Bertrand试剂试剂)SiO2 12WO3 乳白色乳白色酚酚酸酸类类苦苦味味酸酸(Hager试试剂剂)2,4,6-三三硝硝基基苯苯酚酚黄黄色

26、色复盐复盐 雷雷氏氏铵铵盐盐(Ammoniumreineckate)硫硫氰氰酸酸铬铬铵铵试试剂剂 生成难溶性复盐生成难溶性复盐 紫红色紫红色反应原理：生成更大多分子复盐和络盐反应原理：生成更大多分子复盐和络盐沉淀反应条件沉淀反应条件（1）通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行；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）（2）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%；（当醇含量（当醇含量50%时可使沉淀溶解）时可使沉淀溶解）（3）沉淀试剂不易加入多量。沉淀试剂不易加入多量。（如：过量的碘化汞钾可使

27、产生的沉淀溶解）（如：过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解）结果的判断结果的判断（1）鉴别时每种）鉴别时每种Alk需采用需采用三种以上沉淀试剂三种以上沉淀试剂；（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）（2）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 阳性结果阳性结果不能判定不能判定Alk的存在的存在 阴性结果可判断无阴性结果可判断无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注意事项：注意事项：1 1 反反应应一一定定要要在在酸酸性性条条件件下下，生生物物碱碱成成盐盐溶溶于于水方可反应。水方可反应

28、。2 2 对对生生物物碱碱的的有有无无定定性性时时，应应用用三三种种以以上上试试剂剂分别进行反应，均阳性或阴性方有可信性。分别进行反应，均阳性或阴性方有可信性。3 3 仲仲胺胺一一般般不不与与生生物物碱碱沉沉淀淀试试剂剂反反应应。如如麻麻黄黄碱。碱。4 4 水水溶溶液液中中如如有有蛋蛋白白质质、鞣鞣质质亦亦可可与与此此类类试试剂剂产产生生阳阳性性反反应应，应应在在被被检检液液中中除除掉掉这这些些成成分分。除掉方法工艺如下：除掉方法工艺如下：小结小结试剂名称试剂名称试剂组成试剂组成现象现象 Dragendorff 试试剂剂KBiI4试剂试剂橘红橘红Mayer试剂试剂K2HgI4白色白色Wagne

29、r 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n思考？思考？n生物碱沉淀反应所需的环境和净化处理的生物碱沉淀反应所需的环境和净化处理的方法有哪些？方法有哪些？n如何用化学方法鉴别苦参中的总生物碱？如何用化学方法鉴别苦参中的总生物碱？（二）显色反应（二）显色反应n有些生物碱能和某些试剂反应生成特殊的有些生物碱能和某些试剂反应生成特殊的颜色，叫做颜色，叫做显色反应显色反应，常用于鉴识某种生，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物碱。这

30、种生物试剂称为生物碱的显色试剂剂n但显色反应但显色反应受生物碱纯度的影响很大受生物碱纯度的影响很大，生，生物碱愈纯，颜色愈明显。物碱愈纯，颜色愈明显。n生物碱的显色反应生物碱的显色反应原理尚不太明了原理尚不太明了，一般，一般认为是氧化反应、脱水反应、缩合反应或认为是氧化反应、脱水反应、缩合反应或氧化、脱水与缩合的共同反应。氧化、脱水与缩合的共同反应。常用的显色剂常用的显色剂n（1）矾酸铵一浓硫酸溶液（）矾酸铵一浓硫酸溶液（Mandelin试剂）为试剂）为1矾酸铵的浓硫酸溶液。如遇阿托品显红色，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。可待因显蓝色，士的宁显紫色到红

31、色。n（2）钼酸铵一浓硫酸溶液（）钼酸铵一浓硫酸溶液（Frohde试剂）为试剂）为1钼酸钠或钼酸铵的浓硫酸溶液，如遇乌头碱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。显黄棕色，小檗碱显棕绿色，阿托品不显色。n（3）甲醛一浓硫酸试剂（）甲醛一浓硫酸试剂（Marquis试剂）为试剂）为30甲醛溶液甲醛溶液0.2ml与与10ml浓硫酸的混合溶液。医浓硫酸的混合溶液。医学教学教|育网育网|收集整理如遇吗啡显橙色至紫色，可收集整理如遇吗啡显橙色至紫色，可待因显红色至黄棕色。待因显红色至黄棕色。n（4）浓硫酸）浓硫酸如遇乌头碱显紫色、小檗碱显绿如遇乌头碱显紫色、小檗碱显绿

32、色，阿托品不显色。色，阿托品不显色。n（5）浓硝酸）浓硝酸 如遇小檗碱显棕红色，秋水仙碱如遇小檗碱显棕红色，秋水仙碱显蓝色，咖啡碱不显色。显蓝色，咖啡碱不显色。补充：成盐（补充：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、叔胺仲胺、叔胺生物碱成盐时，质子多结合于氮原子。生物碱成盐时，质子多结合于氮原子。季胺碱、氮杂缩醛、烯胺季胺碱、氮杂缩醛、烯胺以及具有涉及以及具有涉及氮原子氮原子的跨环效应的跨环效应形式存在的生物碱，质子化则往往并非形式存在的生物碱，质子化则往往并非发生在氮原子上。发生在氮原子上。1.季胺碱的成盐季胺碱的成盐2.含氮杂

33、缩醛含氮杂缩醛Alk的成盐的成盐2.含氮杂缩醛含氮杂缩醛Alk的成盐的成盐3.具有烯胺结构具有烯胺结构Alk的成盐的成盐3.具有烯胺结构具有烯胺结构Alk的成盐的成盐*稠环桥头稠环桥头N原子不能形成亚胺形式的盐原子不能形成亚胺形式的盐。有烯胺结构有烯胺结构新士的宁新士的宁含氮杂缩醛结构含氮杂缩醛结构阿马林碱阿马林碱4.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涉及氮原子跨环效应Alk的成盐的成盐产生跨环效应生成的盐二甲氧基皮拉菲林dimethoxy picraphylli

34、ne（一）提取（一）提取 1.酸水提取法酸水提取法 （离子交换树脂法、沉淀法）（离子交换树脂法、沉淀法）2.醇类溶剂提取法醇类溶剂提取法 3.与水不相混溶的有机溶剂提取法与水不相混溶的有机溶剂提取法第四第四节节提取与分离提取与分离1.酸水提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法）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，用溶于亲脂性有机溶剂的溶解性能，用 水进行提取水进行提取 酸性水酸性水0.5%1%H2SO4、HCl、HOAc等等 生药H+/H2O药渣Alk OH-/H2OH+/H2OOH-弱碱及杂质

35、弱碱及杂质亲水性亲水性Alk提取过程：提取过程：n优点：优点：n将生物碱的大分子有机盐转变为小分子无将生物碱的大分子有机盐转变为小分子无机盐，增大在水中溶解度机盐，增大在水中溶解度n方法简单方法简单n溶剂廉价溶剂廉价 此法缺点：此法缺点：提取液体积较大（提取液体积较大（浓缩困难浓缩困难）提取液中水溶性杂质多提取液中水溶性杂质多 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（1）离子交换树脂法）离子交换树脂法方法优点方法优点:n生物碱纯度高生物碱纯度高n有机溶剂用量少有机溶剂用量少n离子交换树脂再生后可以反复使用离子交换树脂再生后可以反复使用（2）沉淀法）沉淀法

36、 酸提碱沉法酸提碱沉法药 材沉 淀H2OH+/H2O提取；加碱碱化提取；加碱碱化水溶性水溶性Alk、杂质、杂质不溶或难溶性不溶或难溶性Alk（2）沉淀法）沉淀法 盐析法：盐析法：适用中等弱碱。适用中等弱碱。黄藤1%H2SO4水溶液H2O沉淀碱化至碱化至pH=9；加；加NaCl达饱和达饱和掌叶防已碱掌叶防已碱（2）沉淀法）沉淀法 雷氏铵盐沉淀法雷氏铵盐沉淀法季铵碱的水溶液季铵碱的水溶液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

37、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）2、有机溶剂萃取法、有机溶剂萃取法n酸水提取液用碱液碱化得生物碱酸水提取液用碱液碱化得生物碱n亲脂性有机溶剂萃取亲脂性有机溶剂萃取n合并萃取液，回收有机溶剂得总生物碱合并萃取液，回收有机溶剂得总生物碱n 醇类溶剂提取法醇类溶剂提取法 n原理：游离生物碱及其盐一般都能溶于乙醇和原理：游离生物碱及其盐一般都能溶于乙醇和 甲醇甲醇n提取方法：浸渍法、渗漉法、加热回流（连续提取方法：浸渍法、渗漉法、加热回流（连续 回流）提取法回流）提取法提取过程提取过程生 药H+/H2O药

38、 渣醇 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 淀AlkOH-/H2O CHCl3n优点：优点：应用范围广，对生物碱和生物碱盐均、可应用范围广，对生物碱和生物碱盐均、可溶解，水溶性杂质较少。溶解，水溶性杂质较少。n缺点：脂溶性杂质多缺点：脂溶性杂质多n纯化方法：纯化方法：酸水溶解，碱化，有机溶剂萃取法纯化总酸水溶解，碱化，有机溶剂萃取法纯化总生物碱生物碱 3.3.亲脂性有机溶剂提取法亲脂性有机溶剂提取法原理：原理：利用游离生物碱易溶于低极性有机溶剂，提利用游离生物碱易溶于低极性有机溶剂，提取时，取时，先用碱水（氨水、石

39、灰乳等）先用碱水（氨水、石灰乳等）将药材湿润，将药材湿润，既可使药材吸水膨胀，又能使生物碱游离，既可使药材吸水膨胀，又能使生物碱游离，再用亲再用亲脂性有机溶剂（三氯甲烷、苯、乙醚等）进行提取脂性有机溶剂（三氯甲烷、苯、乙醚等）进行提取提取方法：冷提取方法：冷浸法、加热回流（连续回流）提取法浸法、加热回流（连续回流）提取法 提取过程提取过程生生 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Alkn优点：选择性

40、强，只能提取亲脂性生物碱，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；亲水性生物碱不被提出；n缺点：此类溶剂缺点：此类溶剂穿透力较弱穿透力较弱，需长时间反，需长时间反复提取；复提取；毒性大毒性大、易燃易爆易燃易爆，使用时应注，使用时应注意安全；意安全；价格昂贵价格昂贵，设备要求高。，设备要求高。n纯化方法：酸水溶解，碱化，有机溶剂萃纯化方法：酸水溶解，碱化，有机溶剂萃取法纯化总生物碱取法纯化总生物碱分离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依据Alk的理化性质的理化性质二、分二、分 离离分离方法分离方

41、法n 分离依据分离依据分离方法分离方法 n 溶解性溶解性重结晶法重结晶法、沉淀法、沉淀法n 碱性碱性pH梯度萃取法梯度萃取法n 极性极性色谱法色谱法n（一）总生物碱的分离（一）总生物碱的分离生物碱生物碱弱碱性生物碱弱碱性生物碱中中强强性生物碱性生物碱水溶性生物碱水溶性生物碱酚性生物碱酚性生物碱非酚性性生物碱非酚性性生物碱(二二)单体生物碱的分离单体生物碱的分离n1、利用生物碱碱性的差异进行分离、利用生物碱碱性的差异进行分离 pH梯度法梯度法n操作方法：操作方法：n（1）总生物碱溶于酸水，分次加碱液碱化，有总生物碱溶于酸水，分次加碱液碱化，有机溶剂萃取。机溶剂萃取。n注意：加入碱水碱性要由弱到强

42、逐渐增加注意：加入碱水碱性要由弱到强逐渐增加（2）pH梯度萃取法梯度萃取法 首先考虑的问题：首先考虑的问题：所选溶剂所选溶剂pH值多少为宜？值多少为宜？萃取几次能完全？萃取几次能完全？萃取溶剂的最佳体积？萃取溶剂的最佳体积？（1）确定）确定pH值的方法值的方法 缓冲纸色谱缓冲纸色谱 （1）确定）确定pH值的方法值的方法（1）确定）确定pH值的方法值的方法C+（1）确定）确定pH值的方法值的方法（1）确定）确定pH值的方法值的方法 利用利用pKa值来确定值来确定pH值值 pKa与与pH关系：关系：（1）确定）确定pH值的方法值的方法 利用利用pKa值来确定值来确定pH值值例：某例：某Alk的的p

43、Ka=8.0，用，用CHCl3从从H2O中萃取，中萃取，H2O的的pH应调多少？应调多少？pH=pKa+2=8+2=10（2）判断分离的难易程度）判断分离的难易程度萃取次数萃取次数（2）判断分离的难易程度）判断分离的难易程度萃取次数萃取次数 100 1次萃取可达次萃取可达90%以上以上 10 萃取需萃取需1012次次 2 需需1000次以上萃取（次以上萃取（CCD法）法）1 不能分离不能分离（3）萃取溶剂的最佳体积）萃取溶剂的最佳体积容积比（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

44、相份有机相与与2份水相进行萃取。份水相进行萃取。3.色谱法色谱法吸附剂吸附剂：柱色谱法常用：柱色谱法常用氧化铝（偶用硅胶）；氧化铝（偶用硅胶）；展开剂展开剂：游离：游离Alk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：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

45、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一、理化鉴定一、理化鉴定 物理方法物理方法形态、形态、颜色、颜色、熔点熔点 化

46、学方法化学方法 沉淀反应沉淀反应、显色反应、显色反应 第四节第四节 鉴鉴 定定沉淀反应沉淀反应 1.Dragendorff 试剂试剂 (KBiI4试剂试剂)2.Mayer试剂试剂 (K2HgI4)3.Wagner 试剂试剂 (KI.I2)4.Bertrad 试剂试剂 (SiO2.12WO3.nH2O)注意：注意：反应介质？反应介质？干扰物质？干扰物质？供试液的制备：排除水溶性杂质的酸水液供试液的制备：排除水溶性杂质的酸水液(一一)薄层色谱法薄层色谱法1.硅胶硅胶TLC 展开剂展开剂:三氯甲烷为基本溶剂多用碱性下三氯甲烷为基本溶剂多用碱性下 有机溶剂展开有机溶剂展开 显色剂显色剂:改良碘化铋钾改

47、良碘化铋钾橘红色橘红色 ALK硅胶硅胶TLC鉴定易拖尾，如何克服？鉴定易拖尾，如何克服？展开剂中加入有机碱（乙二胺、氨水）展开剂中加入有机碱（乙二胺、氨水）展开缸中氨蒸汽饱和展开缸中氨蒸汽饱和铺板时加入无机碱克服硅胶的酸性铺板时加入无机碱克服硅胶的酸性酚酸类成分硅胶酚酸类成分硅胶TLC、PC如何克服拖尾现象？如何克服拖尾现象？二、色谱鉴定二、色谱鉴定n2、分配薄层色谱、分配薄层色谱n支持剂：硅胶或纤维素支持剂：硅胶或纤维素n固定相：甲酰胺固定相：甲酰胺n展开剂：甲酰胺饱和的亲脂性有机溶剂展开剂：甲酰胺饱和的亲脂性有机溶剂n显色剂：日光或荧光下观察或选用改良碘显色剂：日光或荧光下观察或选用改良碘

48、 化铋钾试剂化铋钾试剂（二）（二）纸色谱（纸色谱（PC）以以离子状态离子状态层析时层析时选择极性较大的展开剂选择极性较大的展开剂 正丁醇正丁醇 醋酸醋酸 水（水（4 1 5上层）上层）以以分分子子状状态态层层析析时时用用甲甲酰酰胺胺作作固固定定相相，以以甲甲酰酰胺胺饱和的亲脂性有机溶剂（苯和氯仿等）作展开剂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。显色试剂中不能含有硫酸。（三）高效液相色谱法（三）高效液相色谱法（HPLC）反相分配色谱反相分配色谱 固定相：固定相：Rp C18（C8）烷基键合相）烷基键合相 流动相：甲醇（乙腈）流动相：甲醇（乙腈）-水，含有约水，含有约0

49、.01mol/L0.1mol/L磷酸缓冲液、碳酸铵或醋酸钠（磷酸缓冲液、碳酸铵或醋酸钠（pH4pH7）（四）气相色谱法（四）气相色谱法（GC）挥发性生物碱的分离检识挥发性生物碱的分离检识麻黄碱的分离麻黄碱的分离 色谱柱：色谱柱：HP-5石英毛细管柱，石英毛细管柱，5.25m2mm，柱温柱温90（1min）3/min124 （3min）20/min250检测器：检测器：NPD。He（载气）（载气）1.4ml/min，H2 3.2ml/min，空气，空气90ml/min。检测器温度。检测器温度280，进样口进样口220。用二苯胺作内标物用二苯胺作内标物。1.生物碱含义与生物碱分类生物碱含义与生物碱

50、分类2.生物碱性质：生物碱性质：溶解性：脂溶性、水溶性、两性溶解性：脂溶性、水溶性、两性ALK 碱碱 性：碱性表示、影响因素、碱度比较性：碱性表示、影响因素、碱度比较3.生物碱的提取生物碱的提取 总碱的提取、纯化方法总碱的提取、纯化方法 水溶性生物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：生物碱的分离：系统分离与特定生物碱的四种分离方法系统分离与特定生物碱的四种分离方法5.生物碱的鉴定生物碱的鉴定:沉淀反应与色谱方法沉淀反应与色谱方法练练练练 习习习习 题题题题一、选择判断题一、选择判断题二、是非题二、是非题三、化学鉴别题三、化学鉴别题四、分析比较碱性大小四、分析比较碱性大小