天然药物化学教学资料 天然药化9生物碱.ppt

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1、119:10第第第第9 9 9 9章章章章 生物碱生物碱生物碱生物碱Chapter 9 Chapter 9 AlkaloidsAlkaloids天然药物化学天然药物化学天然药物化学天然药物化学219:10吡啶类吡啶类：主要是：主要是喹喏里西啶喹喏里西啶类（苦参所含生物碱，类（苦参所含生物碱，如苦参碱如苦参碱）。）。莨菪烷类莨菪烷类：洋金花所含生物碱，如莨菪碱洋金花所含生物碱，如莨菪碱。异喹啉类异喹啉类：主要有苄基异喹啉类（如罂粟碱）、双苄基异喹啉类：主要有苄基异喹啉类（如罂粟碱）、双苄基异喹啉类（汉防己所含生物碱，如汉防己甲素）、（汉防己所含生物碱，如汉防己甲素）、原小檗碱类（黄连所含原小檗碱

2、类（黄连所含生物碱，如小檗碱）和吗啡类（如吗啡、可待因生物碱，如小檗碱）和吗啡类（如吗啡、可待因）。）。吲哚类吲哚类：主要有色胺吲哚类（如吴茱萸碱）、单萜吲哚类（：主要有色胺吲哚类（如吴茱萸碱）、单萜吲哚类（马钱马钱子所含生物碱，如士的宁子所含生物碱，如士的宁）、二聚吲哚类（如长春碱、长春新碱）、二聚吲哚类（如长春碱、长春新碱）。萜类萜类：乌头所含生物碱（如乌头碱乌头所含生物碱（如乌头碱）、紫杉醇。）、紫杉醇。甾体：贝母碱甾体：贝母碱 有机胺类：有机胺类：麻黄所含生物碱，如麻黄碱、伪麻黄碱。麻黄所含生物碱，如麻黄碱、伪麻黄碱。319:10生物碱生物碱生物碱概述生物碱概述生物碱的分类和生源关系生

3、物碱的分类和生源关系生物碱的理化性质生物碱的理化性质生物碱的生物碱的提取和分离提取和分离生物碱的生物碱的结构鉴定结构鉴定二二四四3 一一3 三三3 五五419:10I.I.性状性状II.II.旋光性旋光性III.III.溶解性溶解性IV.IV.生物碱碱性生物碱碱性V.V.生物碱的检识生物碱的检识第三节、生物碱的理化性质第三节、生物碱的理化性质 519:10一、性状一、性状1.1.组成：组成：一般由一般由C C、H H、O O、N N四种元素组成，少四种元素组成，少数含有数含有ClCl、S S等；等；2.2.形态形态多为结晶性固体，有些为非晶性粉多为结晶性固体，有些为非晶性粉末，少数为液体末，少

4、数为液体(如如烟碱、槟榔碱烟碱、槟榔碱)3.3.熔点熔点：确定；双熔点（防己诺林碱）：确定；双熔点（防己诺林碱）4.4.挥发性挥发性多无挥发性，少数小分子、游离多无挥发性，少数小分子、游离状态生物碱具有挥发性和升华性（如状态生物碱具有挥发性和升华性（如咖啡碱咖啡碱具有升华性具有升华性，麻黄碱麻黄碱能随水蒸气蒸馏）能随水蒸气蒸馏）619:10一、性状一、性状5.5.味味 觉觉多具苦味，个别有甜味（如多具苦味，个别有甜味（如甜菜甜菜碱碱）、少数呈辛辣味）、少数呈辛辣味 （如（如胡椒碱胡椒碱）6.6.颜色颜色多为无色或白色，少数含有较长共多为无色或白色，少数含有较长共轭体系而有色，轭体系而有色，小檗

5、碱：黄色；小檗碱：黄色；血根碱：红色；血根碱：红色；小檗红碱：红色；小檗红碱：红色；一叶萩碱：淡黄色一叶萩碱：淡黄色 719:10二、二、旋光性1.1.产生旋光的原因：产生旋光的原因：含有含有手性碳、氮原子手性碳、氮原子、或本身为、或本身为手性分子手性分子2.2.影响旋光的因素：影响旋光的因素：A.A.手性碳的构型手性碳的构型:加和性加和性 B.B.溶剂：溶剂：麻黄碱麻黄碱-CHCl-CHCl3 3（-)-)H H2 2O O C.pH C.pH值值:烟碱烟碱-中性中性（-)-)-酸性酸性 D.D.浓度：浓度：北美黄连碱北美黄连碱-95%E-95%E（-)-)E.E.状态状态:吐根碱吐根碱-C

6、HClCHCl3 3（-)-)-HCLHCL盐盐3.3.旋光和活性有关：旋光和活性有关：左旋体比右旋体活性强左旋体比右旋体活性强:莨菪碱、去甲乌药碱莨菪碱、去甲乌药碱 L-L-莨菪碱的散瞳作用比莨菪碱的散瞳作用比D-D-莨菪碱大莨菪碱大100100倍倍 右旋体活性强右旋体活性强:古柯碱古柯碱819:10三、溶解性三、溶解性（一）脂溶性生物碱（一）脂溶性生物碱 大多数大多数叔胺碱和仲胺碱叔胺碱和仲胺碱为亲脂性，一般能溶于为亲脂性，一般能溶于有机溶剂有机溶剂，尤其易溶于亲脂性有机溶剂，如苯、乙，尤其易溶于亲脂性有机溶剂，如苯、乙醚、氯仿，特别易溶于氯仿。醚、氯仿，特别易溶于氯仿。可溶于甲醇、乙醇，

7、可溶于甲醇、乙醇，溶于酸水，不溶或难溶于水和碱水溶于酸水，不溶或难溶于水和碱水 -特殊：伪石蒜碱溶于水、喜树碱仅溶于氯仿特殊：伪石蒜碱溶于水、喜树碱仅溶于氯仿 919:10三、溶解性三、溶解性（二）水溶性生物碱 含有季铵、胍基或氮氧化物的生物碱:易溶于水、酸水、碱水于水、酸水、碱水，可溶于甲醇、乙醇，难溶于亲脂性有机溶剂水溶性：氧化苦参碱水溶性：氧化苦参碱(半极性配位键）半极性配位键）苦参碱苦参碱 （溶于乙醚）（溶于乙醚）NNONNOO1019:10三、溶解性三、溶解性（三）亲脂又亲水生物碱：亲脂又亲水生物碱：分子较小的叔胺碱或液体生物碱分子较小的叔胺碱或液体生物碱 可溶于低极性和极性有机溶剂

8、，溶于碱水 苦参碱、烟碱、苦参碱、烟碱、麻黄碱、秋水仙碱麻黄碱、秋水仙碱1119:10三、溶解性三、溶解性（四）具特殊官能团具特殊官能团生物碱（1）两性生物碱：）两性生物碱：既含碱性氮原子，又既含碱性氮原子，又含酸性基团，如酚含酸性基团，如酚羟基或羧基羟基或羧基的生物碱的生物碱 具酸碱两性，既可溶于酸水，也可溶于碱水溶液，但具酸碱两性，既可溶于酸水，也可溶于碱水溶液，但在在pH8pH89 9时溶解性最差，易产生沉淀时溶解性最差，易产生沉淀。含酚羟基含酚羟基的叔胺碱（具酚羟基者常称为酚性生物碱），的叔胺碱（具酚羟基者常称为酚性生物碱），可溶于稀碱溶液：可溶于稀碱溶液：吗啡、青藤碱、药根碱吗啡、青

9、藤碱、药根碱 含羧基含羧基的生物碱类似于水溶性碱：的生物碱类似于水溶性碱：槟榔次碱、槟榔次碱、那碎因那碎因。易溶于水、酸水、碱水，可溶于甲醇、乙醇，难溶于亲脂易溶于水、酸水、碱水，可溶于甲醇、乙醇，难溶于亲脂性有机溶剂性有机溶剂1219:10三、溶解性三、溶解性HMe药根碱 jatrorrhizineOONOMeOMe+OH-槟榔次碱槟榔次碱1319:10三、溶解性三、溶解性（四）具特殊官能团具特殊官能团生物碱（2 2）含内酯结构含内酯结构生物碱：生物碱：类似一般类似一般叔胺碱叔胺碱，但，但在在碱水碱水中可以开环形成中可以开环形成羧酸盐溶于水，羧酸盐溶于水，加酸加酸又又复原。如喜树碱复原。如喜

10、树碱1419:10三、溶解性三、溶解性（五）生物碱盐：具碱性的生物碱和酸成盐，一般易溶于一般易溶于水，可溶于醇。水，可溶于醇。生物碱盐+OH-可溶于有机溶剂无机酸盐有机酸盐；无机酸盐中含氧酸盐卤无机酸盐有机酸盐；无机酸盐中含氧酸盐卤代酸盐；小分子有机酸盐大分子有机酸盐代酸盐；小分子有机酸盐大分子有机酸盐盐酸盐氢溴酸盐氢碘酸盐1519:10三、溶解性三、溶解性（六）溶解性特殊的化合物（六）溶解性特殊的化合物吗啡：吗啡：为酸性叔胺碱，难溶于氯仿、乙醚，可溶为酸性叔胺碱，难溶于氯仿、乙醚，可溶于水，于水，盐酸盐可溶于氯仿盐酸盐可溶于氯仿石蒜碱：叔胺碱石蒜碱：叔胺碱，难溶于有机溶剂，溶于，难溶于有机溶

11、剂，溶于水水喜树碱：喜树碱：不溶于一般有机溶剂，而溶于酸性氯仿不溶于一般有机溶剂，而溶于酸性氯仿石蒜碱 1619:10三、溶解性（六）溶解性特殊的化合物（六）溶解性特殊的化合物 特殊生物碱盐溶解度举例：特殊生物碱盐溶解度举例：盐酸盐可溶于氯仿的有盐酸盐可溶于氯仿的有吗啡、奎宁、奎尼吗啡、奎宁、奎尼定、吐根酚碱、罂粟碱、半边莲碱定、吐根酚碱、罂粟碱、半边莲碱.难溶于水的有难溶于水的有紫堇碱盐酸盐紫堇碱盐酸盐、普托品盐酸普托品盐酸盐、高石蒜碱的盐酸盐；普托品硝酸盐盐、高石蒜碱的盐酸盐；普托品硝酸盐；麻黄；麻黄碱草酸盐；碱草酸盐；小檗碱等季胺碱的卤代酸小檗碱等季胺碱的卤代酸盐）盐）1719:10生物

12、碱的溶解性小结生物碱的溶解性小结游离游离生物碱生物碱亲脂性亲脂性叔胺碱和仲胺碱，溶于有机溶剂，不叔胺碱和仲胺碱，溶于有机溶剂，不溶于碱水溶于碱水亲水性亲水性主要指主要指季胺碱和某些含季胺碱和某些含N-氧化物生物氧化物生物碱；液体或分子较小的生物碱亲脂又碱；液体或分子较小的生物碱亲脂又亲水亲水。如。如东莨菪碱、氧化苦参碱、烟东莨菪碱、氧化苦参碱、烟碱、碱、麻黄碱。麻黄碱。具特殊具特殊官能团官能团两性生物碱（两性生物碱（吗啡、小檗胺、槟榔吗啡、小檗胺、槟榔次次碱）：可溶于碱）：可溶于酸水及碱水，酸水及碱水，pH89产产生沉淀。生沉淀。内酯（或内酰胺）结构：类似一般叔胺碱，内酯（或内酰胺）结构：类似

13、一般叔胺碱，但在碱水中可以开环形成羧酸盐溶于水，加但在碱水中可以开环形成羧酸盐溶于水，加酸又复原。酸又复原。1819:10生物生物碱盐碱盐一般易溶于水，可溶于醇一般易溶于水，可溶于醇无机酸盐有机酸盐；无机酸盐中含氧酸盐无机酸盐有机酸盐；无机酸盐中含氧酸盐卤代酸盐；小分子有机酸盐大分子有机卤代酸盐；小分子有机酸盐大分子有机酸盐酸盐溶解性溶解性特殊的特殊的化合物化合物吗啡吗啡为酸性叔胺碱：难溶于氯仿、乙醚，为酸性叔胺碱：难溶于氯仿、乙醚，可可溶于水溶于水石蒜碱叔胺碱：难溶于有机溶剂，溶于水石蒜碱叔胺碱：难溶于有机溶剂，溶于水喜树碱：不溶于一般有机溶剂，而溶于酸喜树碱：不溶于一般有机溶剂，而溶于酸性

14、氯仿性氯仿高石蒜碱的盐酸盐：难溶于水，易溶于氯高石蒜碱的盐酸盐：难溶于水，易溶于氯仿仿盐酸小檗碱、麻黄碱草酸盐：难溶于水盐酸小檗碱、麻黄碱草酸盐：难溶于水1919:10碱性来源表示方法与结构关系四、四、生物碱生物碱的碱性的碱性2019:10四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性（一）碱性来源（一）碱性来源 根据根据LewisLewis酸碱电子理论，凡是能给酸碱电子理论，凡是能给出电子的分子、基团或离子为碱；能接受电子的分子、出电子的分子、基团或离子为碱；能接受电子的分子、基团或离子为酸。生物碱分子中氮原子上的孤电子对，基团或离子为酸。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

15、性。能给出电子或接受质子而使生物碱显碱性。2119:104.2 化学性质（二）（二）表示方法：生物碱碱性大小可用碱的碱式离解生物碱碱性大小可用碱的碱式离解常数常数pKbpKb表示，也可用其共轭酸的酸式离解常数表示，也可用其共轭酸的酸式离解常数pKapKa表表示。目前，生物碱碱性大小统一用示。目前，生物碱碱性大小统一用pKapKa表示，表示，pKapKa越大，越大，碱性越强碱性越强2219:10产生原因产生原因N原子具有孤对电子，能接受质子原子具有孤对电子，能接受质子（H+）以配位键的形式结合而显碱性以配位键的形式结合而显碱性理论依据理论依据表示方法表示方法pKa/pKb碱性大小与碱性大小与pK

16、a关系关系pKa2为极弱碱，为极弱碱，pKa27为弱碱为弱碱pKa712为中强碱，为中强碱，pKa12以上为强碱以上为强碱碱性基团碱性基团pKa值顺序值顺序胍基季胺碱胍基季胺碱N-烷杂环脂肪胺芳香烷杂环脂肪胺芳香胺胺N-芳杂环酰胺芳杂环酰胺吡咯吡咯四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性2319:10（三）（三）碱性强度与分子结构的关系碱性强度与分子结构的关系 四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性杂化方式杂化方式电子效应电子效应-诱导、共轭诱导、共轭空间效应空间效应氢键效应氢键效应碱性与分子结碱性与分子结构的关系构的关系2419:10（三）碱性强度与分子结构的关系（三）碱性强度与分子结构的关系1N杂化方式

17、 N原子核外电子排布：2s2 2px1 2py1 2pz1生物碱分子中氮原子的孤电子对在有机胺分子中为不等生物碱分子中氮原子的孤电子对在有机胺分子中为不等性杂化，其碱性强弱随杂化程度的升高而增强性杂化，其碱性强弱随杂化程度的升高而增强杂化轨道中P轨道的成分增多、能量升高，成对电子的能量也随之升高，易接受质子，碱性增强。故碱性为sp3sp2sp。季铵碱分子中的氮原子离子状态存在，同时含负离子态的OH，所以碱性强（pKa11）。四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性2519:101 1N N杂化方式杂化方式四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性2619:10四氢异喹啉（SP3 pKa9.5）异喹啉（SP2 p

18、Ka5.4）氰类（SP 中性）电效应2719:10 生生物物碱碱分分子子中中碱碱性性基基团团的的pKa值值大大小小顺序一般是：顺序一般是：季季铵铵碱碱N-烷烷杂杂环环脂脂肪肪胺胺芳芳香香胺胺N-芳芳杂杂环环酰胺酰胺吡咯吡咯。2819:10碱性碱性 类型类型杂化杂化举例举例脂肪胺脂肪胺脂氮环脂氮环sp3 11.3 11.2 9.5 芳杂环芳杂环sp2 0.4 5.17 4.94 5.14氰基氰基spCN(01)四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性1 1N N杂化方式小结杂化方式小结2919:10 生物碱的碱性强弱主要取决于分子结构生物碱的碱性强弱主要取决于分子结构中氮原子的电子云密度，若电子云密度升

19、高，中氮原子的电子云密度，若电子云密度升高，则碱性增强，反之碱性下降。则碱性增强，反之碱性下降。（1 1）诱导效应）诱导效应 （2 2）诱导）诱导-场效应场效应（3 3）共轭效应）共轭效应 2.电子效应电子效应3019:10（1 1）诱导效应）诱导效应 氮原子连接供电子基，氮原子连接供电子基，使N上电子云密度增多，碱性增强碱性增强 (如烷基等；但仲胺叔胺）氮原子附近有吸电子基时，氮原子附近有吸电子基时，可降低氮上电可降低氮上电子云密度子云密度，则碱性下降。则碱性下降。吸电子基：吸电子基：苯环、羟基、双键、酰基、酯酰基苯环、羟基、双键、酰基、酯酰基2.电子效应电子效应3119:10（1 1）诱导

20、效应）诱导效应 碱性：碱性：二甲胺二甲胺 甲胺甲胺 氨氨 (CH3)2NH CH3-NH2 (CH3)3N NH3 PKa 10.7 10.64 9.8 9.75 碱性：仲碱性：仲胺胺伯伯胺胺叔叔胺胺氨氨2.电子效应电子效应3219:10如：如：苯异丙胺苯异丙胺 麻黄碱麻黄碱 去甲麻黄碱去甲麻黄碱 麻黄碱（麻黄碱（pKa9.58pKa9.58）（甲基供电诱导效应）（甲基供电诱导效应）去甲基麻黄碱（去甲基麻黄碱（pKa9.00pKa9.00）（羟基的吸电诱导效应）（羟基的吸电诱导效应）苯异丙胺（苯异丙胺（pKa9.80pKa9.80）（无羟基的吸电作用）（无羟基的吸电作用）3319:10（1）诱

21、导效应）诱导效应 :酯酰基酯酰基 四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性3419:10（1）诱导效应）诱导效应:双键具有吸电子诱导效应。双键具有吸电子诱导效应。四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性3519:10四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性（1 1）诱导效应）诱导效应 :氮杂缩醛氮杂缩醛(酮酮)生物生物碱的碱的氮原子不处在桥头氮原子不处在桥头，强碱性强碱性 具有氮杂缩醛结构的生物碱常易于质子化而显强具有氮杂缩醛结构的生物碱常易于质子化而显强碱性。如氮原子的邻位碳上具碱性。如氮原子的邻位碳上具、双键或双键或-羟基者，羟基者，可异构成季铵碱，可异构成季铵碱，使碱性增强。使碱性增强。3619:10醇型小檗碱

22、（醇型小檗碱（pKa11.5pKa11.5）季胺型小檗碱季胺型小檗碱3719:10 在稠环中，氮杂缩醛体系中在稠环中，氮杂缩醛体系中氮原子处于桥头氮原子处于桥头N N时时，因其具有刚性结构不能发生质子化异构，相反因其具有刚性结构不能发生质子化异构，相反由于由于OHOH的吸电效应使碱性减小，碱性相对较的吸电效应使碱性减小，碱性相对较弱弱。3819:10 strychnine pseudostrychnine strychnine pseudostrychnine N:N:处在桥头，为刚性结构，不发生未共用电子对的转移，故处在桥头，为刚性结构，不发生未共用电子对的转移，故处在桥头，为刚性结构，不发

23、生未共用电子对的转移，故处在桥头，为刚性结构，不发生未共用电子对的转移，故不形成季铵碱。不形成季铵碱。不形成季铵碱。不形成季铵碱。pka 8.2pka 8.2pka 5.6pka 5.63919:10甲基甲基苯环苯环氨基氨基其他烷基其他烷基酰基、双键酰基、双键羟基、醚氧羟基、醚氧供电子基供电子基吸电子基吸电子基碱性碱性增强增强碱性碱性减弱减弱4019:10（2）诱导诱导-场效场效应应:生物碱分子中同时含有两个氮原子时，第一个氮原子质子化后产生一个强的吸电基团+NHR2，此时对第二个氮原子产生两种降低其碱性的作用：诱导和场效应诱导和场效应。诱导效应诱导效应通过碳链传递，且随碳链增长而渐降低。场效

24、应场效应通过空间直接作用，又称为直接效应。若此时强的吸电基团和第二个氮原子在空间上接近时，则直接效应对其碱度的影响就更显著。四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性4119:10（2 2）诱导诱导诱导诱导-场效应场效应场效应场效应:4219:10（2）诱导诱导-场效应场效应:4319:10（3）共轭效应共轭效应当生物碱分子结构中氮原子的孤电子对处于p-共轭状态时，其碱性较未形成p-共轭的氮原子的碱性弱。苯胺型、酰胺型、烯胺型苯胺型、酰胺型、烯胺型注意：氮原子的孤电子对注意：氮原子的孤电子对p电子的轴与共轭体系电子的轴与共轭体系的的电子轴电子轴共平面是共平面是产生产生p-共轭效应的必要共轭效应的必要条条

25、件。件。四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性4419:10（3）共轭效应共轭效应 苯胺型苯胺型 酰胺型酰胺型 烯胺型烯胺型 4519:10（3）共轭效应共轭效应 1）苯胺型苯胺型 碱性（pKa 4.58）比相应的环己胺（pKa 10.14）弱的多 四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性 环己胺环己胺（pKa10.64）苯胺苯胺（pKa4.58）4619:10（3 3）共轭效应：毒扁豆碱）共轭效应：毒扁豆碱）共轭效应：毒扁豆碱）共轭效应：毒扁豆碱4719:10 2）烯胺型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电子可发生转位生成季胺型共轭酸，则碱性较强。（3）共轭效应4819:10四、生

26、物碱的碱性四、生物碱的碱性pka 11.944919:10烯胺型特例：稠环叔烯胺，烯胺型特例：稠环叔烯胺，N原子原子,-位有位有双键可能转化为季铵双键可能转化为季铵 蛇根碱蛇根碱 （serpentine）pka 10.8 2 2）烯胺型烯胺型烯胺型烯胺型5019:10 strychnine pseudostrychnine neostrychninestrychnine pseudostrychnine neostrychnine N:N:处在桥头，为刚性结构，不发生未共用电子对的转移，故处在桥头，为刚性结构，不发生未共用电子对的转移，故处在桥头，为刚性结构，不发生未共用电子对的转移，故处在桥

27、头，为刚性结构，不发生未共用电子对的转移，故不形成季铵碱。反而受双键的诱导效应影响，碱性减弱。不形成季铵碱。反而受双键的诱导效应影响，碱性减弱。不形成季铵碱。反而受双键的诱导效应影响，碱性减弱。不形成季铵碱。反而受双键的诱导效应影响，碱性减弱。pka 8.2pka 8.2pka 5.6pka 5.6pka 3.8pka 3.8 2 2）烯胺型烯胺型烯胺型烯胺型5119:10 吡咯：吡咯：吡咯吡咯 pka 0.4 吲哚吲哚 吡啶吡啶 pka 5.25 2 2）烯胺型烯胺型烯胺型烯胺型5219:10咪唑：咪唑：7.27.2 脒：脒：脒：脒：12.412.412.412.45319:10 胍基：胍基

28、：胍基：胍基：13.613.613.613.6 接受质子形成季胺离子，共轭酸的高度共振接受质子形成季胺离子，共轭酸的高度共振稳定性稳定性,使共轭酸稳定，使共轭酸稳定，pKapKa大，碱性强。大，碱性强。5419:10（3）共轭效应共轭效应 3）酰胺型酰胺型 碱性极弱，其氮原子上所结合的氢，甚碱性极弱，其氮原子上所结合的氢，甚至可被苛性碱置换。通常至可被苛性碱置换。通常苯胺型生物碱碱性大于酰胺型苯胺型生物碱碱性大于酰胺型 四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性5519:10（3）共轭效应 秋水仙碱秋水仙碱（酰胺共轭（酰胺共轭 pKa1.84）3 3）酰胺型酰胺型酰胺型酰胺型5619:10（3）共轭效应

29、氮原子的孤电子对氮原子的孤电子对p电子的轴与共轭体系的电子的轴与共轭体系的电电子轴子轴共平面是共平面是产生产生p-共轭效应的必要共轭效应的必要条件。条件。N,N-N,N-二甲基苯胺二甲基苯胺 邻甲基邻甲基N,N-N,N-二甲基苯胺二甲基苯胺 (4.39)(4.39)（5.155.15）不在同平面不在同平面5719:10 3空间效应空间效应 如果氮原子周围的取代基分子较大，对氮原子构成屏蔽作用，使氮原子难于接受质子，造成碱性降低。四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性5819:10莨菪碱（莨菪碱（pka9.65）东莨菪碱东莨菪碱（环氧位阻（环氧位阻pka6.20）5919:10 麻黄碱（麻黄碱（pKa

30、9.58pKa9.58）甲基麻黄碱（甲基麻黄碱（pKa9.30pKa9.30）6019:10利血平（利血平（pKa6.07pKa6.07）6119:10利血平利血平利血平利血平 N N1 1-吲哚氮，中性；吲哚氮，中性；吲哚氮，中性；吲哚氮，中性；N N2 2-脂环叔氮，一般叔氨脂环叔氮，一般叔氨脂环叔氮，一般叔氨脂环叔氮，一般叔氨pKa89pKa89，因因因因C19C19 2020直立键直立键直立键直立键立体位阻碱性降低，立体位阻碱性降低，立体位阻碱性降低，立体位阻碱性降低，pKapKa6.076.076219:10 当生物碱成盐后，氮原子附近如有当生物碱成盐后，氮原子附近如有羟基、羰羟基、

31、羰基，基，并处于并处于有利于形成稳定的分子内氢键时有利于形成稳定的分子内氢键时，氮，氮上的质子不易离去，碱性强。上的质子不易离去，碱性强。4氢键效应氢键效应6319:10成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键6419:106519:10生物碱结构中的碱性基团与碱性强弱之间的关系为：胍基季铵碱脂肪胺和脂杂环芳胺和吡啶环多氮同环芳杂环酰胺基和吡咯环 四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性6619:10胍胍 季铵碱季铵碱 烷胺类（仲胺，叔胺）烷胺类（仲胺，叔胺）芳胺类（芳杂环）芳胺类（芳杂环）酰胺类酰胺类 （pKa13.6）小檗碱（小檗碱（11.5）四氢异喹啉（四氢异喹啉（9.5）异喹啉（异喹啉（5.4）

32、（pKa 11 为强碱（胍、季胺碱）pKa 7 11 中强碱（脂肪胺类仲胺、叔胺）pKa 2 7 弱碱 （芳胺、芳氮杂环）pKa 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）（二）沉淀反应（二）沉淀反应7819:10 4结果判断（1）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）（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（二）沉淀反应（二）沉淀反应7919:105 5反应用途反应用途1 1）检识反）检识

33、反应：应：是否存在生物碱，试管定性反应是否存在生物碱，试管定性反应 （注意假阳性，假阴性）2 2）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3 3）分离纯化）分离纯化 季铵型水溶性生物碱的雷氏铵盐沉淀法：季铵型水溶性生物碱的雷氏铵盐沉淀法：用于生物碱的鉴定和含量测定（晶型，熔点）雷氏铵提取分离季铵，小分子生物碱不能沉淀。4 4）薄层或纸层色谱的显色剂）薄层或纸层色谱的显色剂：改良碘化铋钾（Dragendorff）试剂-橘黄色（二）沉淀反应（二）沉淀反应8019:10沉淀反应小结沉淀反应小结 1 1）生物碱在酸水中或稀醇中与某些试剂生成难

34、溶于水）生物碱在酸水中或稀醇中与某些试剂生成难溶于水的复盐或配合物的反应，称为的复盐或配合物的反应，称为生物碱沉淀反应生物碱沉淀反应。大多。大多数生物碱能发生沉淀反应（个别如仲胺数生物碱能发生沉淀反应（个别如仲胺麻黄碱、咖啡麻黄碱、咖啡碱不反应碱不反应）。）。2 2）反应一定要在反应一定要在酸性条件下，生物碱成酸性条件下，生物碱成盐溶于水方盐溶于水方可反应（个别如可反应（个别如苦味酸在中性条件进行苦味酸在中性条件进行）。）。3 3）对生物碱的有无定性时，应用）对生物碱的有无定性时，应用三种以上试剂三种以上试剂分别分别进行反应，均阳性或阴性方有可信性进行反应，均阳性或阴性方有可信性。8119:1

35、0沉淀反应小结4 4）水溶液中如有蛋白）水溶液中如有蛋白质、鞣质亦可与此类质、鞣质亦可与此类试剂产生阳性反应，试剂产生阳性反应，应在被应在被检液中除掉检液中除掉这这些成分。除掉方法工些成分。除掉方法工艺如图：艺如图：（二）沉淀反应（二）沉淀反应8219:10五、五、生物碱生物碱检识检识（二）显色反应某些试剂能与一些生物碱反应生成有颜色的 溶液，该类反应称为生物碱显色反应，所使用的化学试剂称为生物碱显色试剂。显色反应可用于检识和区别个别生物碱。常用的显色剂有：Mandelin试剂、Frohde试剂、Marquis试剂8319:10五、五、生物碱生物碱检识检识显色剂显色剂生物碱生物碱反应颜色反应颜

36、色Mandelin试剂试剂钒酸铵钒酸铵-浓硫酸浓硫酸莨菪碱莨菪碱红色红色阿托品阿托品红色红色奎宁奎宁淡橙色淡橙色吗啡吗啡蓝紫色蓝紫色可待因可待因蓝色蓝色士的宁士的宁蓝紫色蓝紫色Frohde试剂试剂钼酸钠钼酸钠-浓硫酸浓硫酸乌头碱乌头碱黄棕色黄棕色吗啡吗啡紫转棕紫转棕黄连素黄连素棕绿色棕绿色利血平利血平黄黄蓝蓝Marquis试剂试剂 甲醛甲醛-浓硫酸浓硫酸吗啡吗啡橙至紫橙至紫可待因可待因蓝色蓝色8419:10Labats 反应-亚甲二氧基 8519:10 理化检识 色谱检识（补充）（薄层色谱；纸色谱；HPLC）五、五、生物碱生物碱检识检识8619:10 薄层色谱薄层色谱(TLC)吸附剂：硅胶，氧

37、化铝，活性炭，纤维素吸附剂：硅胶，氧化铝，活性炭，纤维素 移动相：各种溶剂系统移动相：各种溶剂系统 纸色谱纸色谱(PC)固定相：水、甲酰胺或缓冲溶液固定相：水、甲酰胺或缓冲溶液 移动相：各种溶剂系统移动相：各种溶剂系统 高效液相色谱法高效液相色谱法(HPLC)对结构相似的生物碱的分离检识可获得满意对结构相似的生物碱的分离检识可获得满意 的效果的效果3.色谱检识色谱检识 123五、五、生物碱生物碱检识检识8719:10色谱检识色谱检识 （一）薄层色谱（一）薄层色谱 1 1吸附薄层色谱法吸附薄层色谱法 极性吸附剂一般用来极性吸附剂一般用来分离和检识分离和检识弱极性和中等极性的生物碱弱极性和中等极性

38、的生物碱，常，常用的极性吸附剂有硅胶和氧化铝。用的极性吸附剂有硅胶和氧化铝。活性炭等活性炭等非极性吸附剂常用于分离极性较强非极性吸附剂常用于分离极性较强的生物碱。的生物碱。生物碱薄层色谱所用流动相系统生物碱薄层色谱所用流动相系统有中性和碱有中性和碱性两种。性两种。五、五、生物碱生物碱检识检识8819:10硅胶（吸附能力弱硅胶（吸附能力弱 弱酸性）弱酸性）适用于大多数生物碱，但强碱性生物碱可能出现适用于大多数生物碱，但强碱性生物碱可能出现 RfRf太小和复斑或拖尾（与硅胶的弱酸性成盐），太小和复斑或拖尾（与硅胶的弱酸性成盐），解决这一问题的办法：解决这一问题的办法：1 1、碱液（、碱液（0.10

39、.5mol/L NaOHol/L NaOH）制板）制板2 2、碱性展开剂（中性展开剂、碱性展开剂（中性展开剂 +少许二乙胺或氨水）少许二乙胺或氨水）3 3在层析槽中放一盛有氨水的小器皿在层析槽中放一盛有氨水的小器皿五、五、生物碱生物碱检识检识8919:10显色日光下（有颜色的生物碱日光下（有颜色的生物碱 小檗碱显黄色斑小檗碱显黄色斑点）观察点）观察看荧光（有荧光的生物碱看荧光（有荧光的生物碱 小檗碱有黄绿色小檗碱有黄绿色荧光）荧光）喷显色剂（喷显色剂（碘化铋钾碘化铋钾，对大多数生物碱显橘，对大多数生物碱显橘红色），注意排除甲酰胺的干扰（红色），注意排除甲酰胺的干扰（1100C加加热）热）901

40、9:10 2分配薄层色谱法分配薄层色谱法 常见的生物碱，移动相采用氯仿为主常见的生物碱，移动相采用氯仿为主的溶剂系统（的溶剂系统（先用固定相饱和先用固定相饱和）；以）；以水水为为固定相选用硅胶、纤维素为支持剂，以固定相选用硅胶、纤维素为支持剂，以甲甲酰胺为酰胺为固定相的薄层色谱，适于分离弱极固定相的薄层色谱，适于分离弱极性和中等极性的薄层色谱，分离检识水溶性和中等极性的薄层色谱，分离检识水溶性的生物碱（盐），可用性的生物碱（盐），可用BAW系统展开。系统展开。五、五、生物碱生物碱检识检识9119:10 （三）高效液相色谱法 高效液相色谱法对结构相似的生物碱的分离检识可获得满意的效果。L.Kur

41、sinszki,Improved RP-HPLC Method for Analysis of Isoquinoline Alkaloids in Extracts of Chelidonium majus L,J Chromatographia,Online Publication:19 May 2006 A.Sarkozi1,Alkaloid Composition of Chelidonium majus L Studied by Different Chromatographic Techniques,J Chromatographia,Online publication:8 Mar

42、ch 2006（四）毛细管电泳法 五、五、生物碱生物碱检识检识9219:109319:10中国药典委员会.中华人民共和国药典 中药薄层色谱彩色图集M.广东科技出版社，1993.9419:10黄连的黄连的TLCTLC图谱图谱中国药典委员会.中华人民共和国药典 中药薄层色谱彩色图集M.广东科技出版社，1993.9519:10黄连的黄连的TLCTLC条件条件中国药典委员会.中华人民共和国药典 中药薄层色谱彩色图集M.广东科技出版社，1993.9619:10黄柏的黄柏的TLCTLC图谱图谱中国药典委员会.中华人民共和国药典 中药薄层色谱彩色图集M.广东科技出版社，1993.9719:10黄柏的黄柏的TLC条件条件 中国药典委员会中国药典委员会.中华人民共和国药典中华人民共和国药典 中药薄层色谱彩色图中药薄层色谱彩色图集集M.M.广东科技出版社，广东科技出版社，1993.1993.