生物碱类-PPT.ppt

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1、l (alkaloids)(alkaloids)是指存在于生物界（主要是植物界）的一是指存在于生物界（主要是植物界）的一类含有氮原子的有机化合物。类含有氮原子的有机化合物。l 大多具有复杂的环状结构，氮原子结合在环内。大多具有复杂的环状结构，氮原子结合在环内。l 多呈碱性，可与酸成盐。多呈碱性，可与酸成盐。l 多具有显著的生理活性。多具有显著的生理活性。l 生物界除生物体必须的含氮有机化合物，如氨基酸、生物界除生物体必须的含氮有机化合物，如氨基酸、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸及含氮维生素外，其它含氮有肽类、蛋白质、核酸、核苷酸及含氮维生素外，其它含氮有机化合物均可视为生物碱。机化合物均可视为生物

2、碱。l 生物碱主要分布于植物界，少数动物体中也有生物碱，生物碱主要分布于植物界，少数动物体中也有生物碱，如蟾酥毒汁中的蟾酥碱。如蟾酥毒汁中的蟾酥碱。概述概述一、含义与分布一、含义与分布二、生物碱的存在形式二、生物碱的存在形式1.游离式：少数碱性弱的生物碱一般以游离态存在。游离式：少数碱性弱的生物碱一般以游离态存在。2.成盐式：多数生物碱一般盐的形式存在：成盐式：多数生物碱一般盐的形式存在：有机酸：柠檬酸、酒石酸、草酸等；有机酸：柠檬酸、酒石酸、草酸等；无机酸：硫酸、盐酸、硝酸等；无机酸：硫酸、盐酸、硝酸等；特殊酸类：乌头酸、绿原酸等。特殊酸类：乌头酸、绿原酸等。3.苷类：以苷的形式存在于植物中

3、。苷类：以苷的形式存在于植物中。4.酯类：多种吲哚类生物碱分子的羧基常以甲酸形式存在。酯类：多种吲哚类生物碱分子的羧基常以甲酸形式存在。5.N-氧化物氧化物生物碱的结构与分类生物碱的结构与分类生物碱的分类方法有三种：生物碱的分类方法有三种：l植物来源分类：苦参生物碱，黄连生物碱，长春花生物植物来源分类：苦参生物碱，黄连生物碱，长春花生物碱等；碱等；l化学结构分类：吡啶类生物碱，异喹啉生物碱、甾体生化学结构分类：吡啶类生物碱，异喹啉生物碱、甾体生物碱、吲哚类生物碱等；物碱、吲哚类生物碱等；l生源途径结合化学结构分类：来源于鸟氨酸的吡咯生物生源途径结合化学结构分类：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱、托品类

4、生物碱等；碱、托品类生物碱等；一、鸟氨酸系生物碱一、鸟氨酸系生物碱主要包括吡咯烷类、莨菪烷类和吡咯里西啶类生物碱。主要包括吡咯烷类、莨菪烷类和吡咯里西啶类生物碱。1.吡咯烷类生物碱吡咯烷类生物碱此类生物碱结构较简单，数量较少、生理活性不太显此类生物碱结构较简单，数量较少、生理活性不太显著，如红古豆碱。著，如红古豆碱。吡咯吡咯四氢吡咯四氢吡咯2.2.莨菪烷类生物碱莨菪烷类生物碱多由莨菪烷环系的多由莨菪烷环系的C C3 3-醇羟基与有机酸缩合成酯。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、莨菪属和天主要存在于茄科的颠茄属、曼陀罗属、莨菪属和天仙子属中，典型的化合物如莨菪碱。仙子属中

5、，典型的化合物如莨菪碱。3.3.吡咯里西啶类生物碱吡咯里西啶类生物碱为两个吡咯烷共用一个氮原子稠合而成。主要存在于菊为两个吡咯烷共用一个氮原子稠合而成。主要存在于菊科植物的千里光属植物中：科植物的千里光属植物中：活性强（抗癌）、毒性也大（肝毒）活性强（抗癌）、毒性也大（肝毒）如：大叶千里光碱如：大叶千里光碱吡咯里西啶吡咯里西啶大叶千里光碱大叶千里光碱二、赖氨酸系生物碱二、赖氨酸系生物碱主要包括哌啶类、喹诺里西啶类、吲哚里西啶类主要包括哌啶类、喹诺里西啶类、吲哚里西啶类1.1.哌啶类哌啶类哌啶哌啶槟榔碱槟榔碱2.2.喹诺里西啶类生物碱喹诺里西啶类生物碱为两个哌啶共用一个氮原子稠合而生的衍生物。如

6、苦参中的为两个哌啶共用一个氮原子稠合而生的衍生物。如苦参中的苦参碱。苦参碱。喹诺里西啶喹诺里西啶苦参碱苦参碱大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点3.3.吲哚里西啶类吲哚里西啶类为哌啶和吡咯共用一个氮原子稠合的衍生物。分为简为哌啶和吡咯共用一个氮原子稠合的衍生物。分为简单吲哚里西啶和一叶萩碱两类。数量少，有极强的生单吲哚里西啶和一叶萩碱两类。数量少，有极强的生理活性理活性吲哚里西啶吲哚里西啶三、苯丙氨酸和酪氨酸系生物碱三、苯丙氨酸和酪氨酸系生物碱主要包括苯丙胺类生物碱、异喹

7、啉类生物碱和苄基苯乙胺主要包括苯丙胺类生物碱、异喹啉类生物碱和苄基苯乙胺类生物碱。类生物碱。1.1.苯丙胺类生物碱苯丙胺类生物碱 如麻黄中的麻黄碱如麻黄中的麻黄碱2.2.异喹啉类生物碱异喹啉类生物碱（1 1）原小檗碱类和小檗碱类）原小檗碱类和小檗碱类两个异喹啉通过两个异喹啉通过C1NC1N和和C3NC3N稠合而成稠合而成叔胺碱（氢化程度高）叔胺碱（氢化程度高）季铵碱（氢化程度低）季铵碱（氢化程度低）原小檗碱原小檗碱小檗碱小檗碱（2 2）苄基异喹啉类）苄基异喹啉类 为异喹啉母核为异喹啉母核1 1位连有苄基的一类生物碱，如罂粟碱位连有苄基的一类生物碱，如罂粟碱异喹啉异喹啉罂粟碱罂粟碱（3 3）双苄

8、基异喹啉类）双苄基异喹啉类两个苄基异喹啉通过两个苄基异喹啉通过1313个醚键连接，如唐松草碱。个醚键连接，如唐松草碱。（4 4）吗啡烷类）吗啡烷类 如吗啡。如吗啡。吗啡吗啡3.3.苄基苯乙胺类生物碱苄基苯乙胺类生物碱 如石蒜碱如石蒜碱四、色氨酸系生物碱四、色氨酸系生物碱也称吲哚类生物碱。按生源关系，可将其详细分为四也称吲哚类生物碱。按生源关系，可将其详细分为四类。类。1.1.简单吲哚类简单吲哚类结构特点为只有吲哚母核，而无其它杂环。如靛青苷。结构特点为只有吲哚母核，而无其它杂环。如靛青苷。2.2.色胺吲哚类色胺吲哚类含有色胺部分，结构较简单。如吴茱萸碱。含有色胺部分，结构较简单。如吴茱萸碱。3

9、.3.半萜吲哚类半萜吲哚类由色胺构成的吲哚衍生物上连有一个异戊二烯单位后由色胺构成的吲哚衍生物上连有一个异戊二烯单位后形成，如麦角新碱。形成，如麦角新碱。4.4.单萜吲哚类单萜吲哚类分子中具有吲哚母核和一个分子中具有吲哚母核和一个C C9 9或或C C1010的裂环番木鳖贴及其衍的裂环番木鳖贴及其衍生物的结构单元，如士的宁，利血平。生物的结构单元，如士的宁，利血平。士的宁士的宁利血平利血平麦角新碱麦角新碱五、邻氨基苯甲酸系生物碱五、邻氨基苯甲酸系生物碱喹啉类：白鲜碱（白鲜皮）喹啉类：白鲜碱（白鲜皮）丫啶酮类：山油柑碱（鲍氏山油柑）丫啶酮类：山油柑碱（鲍氏山油柑）丫啶酮丫啶酮喹啉喹啉六、组氨酸系

10、生物碱六、组氨酸系生物碱咪唑类生物碱：毛果芸香碱（毛果芸香）咪唑类生物碱：毛果芸香碱（毛果芸香）咪唑咪唑毛果芸香碱毛果芸香碱七、萜类生物碱七、萜类生物碱1.1.单萜类生物碱：单萜类生物碱：龙胆碱（龙胆科）龙胆碱（龙胆科）2.2.倍半萜类生物碱：倍半萜类生物碱：石斛碱（石斛）石斛碱（石斛）3.3.二萜类生物碱：二萜类生物碱：乌头碱（乌头、附子）关附甲素、紫乌头碱（乌头、附子）关附甲素、紫杉醇杉醇4.4.三萜类生物碱：三萜类生物碱：较较少少八、甾体类生物碱八、甾体类生物碱 环常绿黄杨碱环常绿黄杨碱D D（黄杨科）（黄杨科）生物碱的理化性质生物碱的理化性质一、物理性一、物理性质质1.1.性状性状颜色

11、：颜色：多为无色或白色，少数有色（如小蘗碱为黄色）。多为无色或白色，少数有色（如小蘗碱为黄色）。状态：状态：多为结晶固体（有熔点），少为粉末。多为结晶固体（有熔点），少为粉末。少数为液体（多不含氧，若含则多成酯键）如槟少数为液体（多不含氧，若含则多成酯键）如槟榔碱、烟碱。榔碱、烟碱。味道：味道：多具苦味，少数为它味（如甜菜碱有甜味）。多具苦味，少数为它味（如甜菜碱有甜味）。挥发性：多无挥发性，少数具挥发性（如麻黄碱可随水蒸气挥发性：多无挥发性，少数具挥发性（如麻黄碱可随水蒸气蒸馏、咖啡因可升华）。蒸馏、咖啡因可升华）。2.2.旋光性旋光性多为左旋光性。有的产生变旋现象。多为左旋光性。有的产生变

12、旋现象。溶剂：如麻黄碱在溶剂：如麻黄碱在CHClCHCl3 3为左旋、在为左旋、在H H2 2O O中为右旋；中为右旋；pHpH：如烟碱在中性溶液呈左旋光性、酸性溶液中为右：如烟碱在中性溶液呈左旋光性、酸性溶液中为右旋光性；旋光性；存在形式：长春碱，游离时为右旋、存在形式：长春碱，游离时为右旋、H H2 2SOSO4 4盐为左旋；盐为左旋；多数左旋体呈显著生理活性，少数右旋体活性较强。多数左旋体呈显著生理活性，少数右旋体活性较强。如去甲基乌药碱，存在于乌头属植物中的左旋体有强如去甲基乌药碱，存在于乌头属植物中的左旋体有强心作用、存在于其它植物中的右旋体无此活性；左旋心作用、存在于其它植物中的右

13、旋体无此活性；左旋莨菪碱的扩瞳作用是右旋体的莨菪碱的扩瞳作用是右旋体的100100倍；右旋古柯碱的局倍；右旋古柯碱的局部麻醉作用优于左旋体。部麻醉作用优于左旋体。3.3.溶解性溶解性游离生物碱与成盐生物碱相比：水溶性小、脂溶性大。游离生物碱与成盐生物碱相比：水溶性小、脂溶性大。具有酸性基团的生物碱可溶于碱性溶液。具有酸性基团的生物碱可溶于碱性溶液。成盐生物碱：多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂。含氧成盐生物碱：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。溶性差。与小

14、分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好。二、化学性质二、化学性质1.1.碱性碱性（1 1）碱性的产生及其强度表示：）碱性的产生及其强度表示：l生物碱由于其分子中氮原子上的孤电子对能接受质子故显生物碱由于其分子中氮原子上的孤电子对能接受质子故显碱性。碱性。l碱度分别用酸式离解指数碱度分别用酸式离解指数pKapKa和碱式离解指数和碱式离解指数pKbpKb来表示：来表示：lpKapKa值越大，碱性越强值越大，碱性越强lpKapKa2 2为极弱碱，为极弱碱，pKa2pKa27 7为弱碱，为弱碱，pKa7pKa71111为中强碱，为中强碱，pKapKa1111为强碱。为强碱。（2 2）生物碱的碱性与分子结构的

15、关系）生物碱的碱性与分子结构的关系 生物碱的碱性强弱主要取决于分子结构中氮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，若电子云密度升高，则碱性增原子的电子云密度，若电子云密度升高，则碱性增强，反之碱性下降。强，反之碱性下降。1 1氮原子的杂化方式氮原子的杂化方式 杂化轨道中杂化轨道中P P轨道的成分增多、能量升高，成轨道的成分增多、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。对电子的能量也随之升高，易接受质子，碱性增强。故碱性为故碱性为sp3sp3sp2sp2spsp。季铵碱分子中的氮原子最。季铵碱分子中的氮原子最外层有九个电子，极易给出一个电子达到稳定结外层有九个电

16、子，极易给出一个电子达到稳定结构，所以碱性强（构，所以碱性强（pKapKa1111）。）。2 2诱导效应诱导效应 氮原子连接供电子基如烷烃时，碱性增强。氮原子连接供电子基如烷烃时，碱性增强。而氮原子附近有吸电子基时，则碱性下降。而氮原子附近有吸电子基时，则碱性下降。3 3共轭效应共轭效应 吸电子共轭效应使氮原子上的电子云密吸电子共轭效应使氮原子上的电子云密度降低，造成碱性减弱。供电子共轭效应使碱性增强。度降低，造成碱性减弱。供电子共轭效应使碱性增强。如含胍基生物碱呈强碱性。如含胍基生物碱呈强碱性。4 4空间效应空间效应 如果氮原子周围的取代基分子较大，对如果氮原子周围的取代基分子较大，对氮原子

17、构成屏蔽作用，使氮原子难于接受质子，造成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。碱性降低。5 5氢键效应氢键效应 生物碱的共轭酸盐若能生成稳定的分子生物碱的共轭酸盐若能生成稳定的分子内氢键（与含氧基团），则共轭酸的酸性较弱，其共内氢键（与含氧基团），则共轭酸的酸性较弱，其共轭碱的碱性较强。轭碱的碱性较强。综上所述，生物碱结构中的碱性基团与碱性强弱之综上所述，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。和吡啶环多氮同环芳杂环酰胺基和吡咯环。2.2.沉淀反应沉淀反应 生物碱在

18、酸水中或稀醇中与某些试剂生成难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，称为生物碱沉淀反应。的复盐或配合物的反应，称为生物碱沉淀反应。大多数生物碱能发生沉淀反应（个别如麻黄碱、咖啡碱大多数生物碱能发生沉淀反应（个别如麻黄碱、咖啡碱不反应）。大多数沉淀反应在酸性水溶液中进行（个别不反应）。大多数沉淀反应在酸性水溶液中进行（个别如苦味酸在中性条件进行）。如苦味酸在中性条件进行）。生物碱沉淀试剂根据生成物不同可分成三种类型：生物碱沉淀试剂根据生成物不同可分成三种类型：一是生成不溶性盐类，属于该类试剂有硅钨酸试剂、苦一是生成不溶性盐类，属于该类试剂有硅钨酸试剂、苦味酸试剂

19、、磷钼酸试剂等；味酸试剂、磷钼酸试剂等；二是生成疏松的配合物，如碘二是生成疏松的配合物，如碘-碘化钾试剂；碘化钾试剂；三是生成不溶性加成物，如碘化铋钾、碘化汞钾等一些三是生成不溶性加成物，如碘化铋钾、碘化汞钾等一些重金属盐类。重金属盐类。生物碱常用的沉淀剂生物碱常用的沉淀剂碘化汞钾（碘化汞钾（Mayer)Mayer)：类白色沉淀，试剂过量：类白色沉淀，试剂过量沉淀消失。沉淀消失。碘碘-碘化钾碘化钾(Wagner)(Wagner)：棕色或褐色沉淀：棕色或褐色沉淀硅钨酸试剂硅钨酸试剂(Bertrand)(Bertrand)：淡黄或灰白色沉淀：淡黄或灰白色沉淀（可定量）（可定量）苦味酸试剂苦味酸试剂

20、(Hager)(Hager)：黄色结晶（在中性溶液：黄色结晶（在中性溶液中进行）中进行）硫氰酸铬铵（雷氏铵盐）：红色沉淀或结晶硫氰酸铬铵（雷氏铵盐）：红色沉淀或结晶 NHNH4 4 CrCr（NHNH3 3）2 2（SCNSCN）4 4 碘化铋钾试剂碘化铋钾试剂(Dragendorff)(Dragendorff)：红棕色沉淀：红棕色沉淀3.3.显色反应显色反应 某些试剂能与一些生物碱反应生成有颜色的溶液，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。称为生物碱显色试剂。生物碱常用的显色剂：

21、生物碱常用的显色剂：（1 1）钼酸铵一浓硫酸溶液（）钼酸铵一浓硫酸溶液（FrohdeFrohde试剂）试剂）1 1钼酸钠或钼酸钠或5%5%钼酸铵的浓硫酸溶液，如遇乌头碱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。（2 2）矾酸铵一浓硫酸溶液（）矾酸铵一浓硫酸溶液（MandelinMandelin试剂）试剂）1 1矾酸铵的浓硫酸溶液。如遇阿托品显红色，可矾酸铵的浓硫酸溶液。如遇阿托品显红色，可待因显蓝色，士的宁显蓝紫色到红色。待因显蓝色，士的宁显蓝紫色到红色。（3 3）甲醛一浓硫酸试剂（）甲醛一浓硫酸试剂（MarquisMarqu

22、is试剂）试剂）3030甲醛溶液甲醛溶液0.2ml0.2ml与与10ml10ml浓硫酸的混合浓硫酸的混合溶液。如遇吗啡显橙色至紫色，可待因显红溶液。如遇吗啡显橙色至紫色，可待因显红色至黄棕色。色至黄棕色。（4 4）浓硝酸）浓硝酸 如遇小檗碱显棕红色，秋水仙碱显蓝色，如遇小檗碱显棕红色，秋水仙碱显蓝色，咖啡碱不显色。咖啡碱不显色。（5 5）硝基醌反应（）硝基醌反应（vitalivitali试剂）试剂）托品烷用发烟硝酸的碱性醇溶液处理，托品烷用发烟硝酸的碱性醇溶液处理，产生紫红色产生紫红色 山茛菪碱（山茛菪碱（+）东茛菪碱（东茛菪碱（+）茛菪碱（茛菪碱（+）樟柳碱（樟柳碱（-）生物碱的提取分离生物

23、碱的提取分离一、提取方法一、提取方法（一）水或酸水提取法（一）水或酸水提取法 此法适用于水溶性生物碱及生物碱盐的提取。酸水提此法适用于水溶性生物碱及生物碱盐的提取。酸水提取液可以采用下列方法进一步处理：取液可以采用下列方法进一步处理：1 1阳离子树脂交换阳离子树脂交换法法 2 2萃取法。萃取法。原理：原理：利用生物碱盐易溶于水，难溶或不溶于亲脂性有利用生物碱盐易溶于水，难溶或不溶于亲脂性有机溶剂的溶解性能，用水进行提取。机溶剂的溶解性能，用水进行提取。用酸水提取可使生物碱都以盐的形式被提出，提用酸水提取可使生物碱都以盐的形式被提出，提高提取率。高提取率。常用的酸：常用的酸：0.50.51 1的

24、乙酸、硫酸、盐酸的乙酸、硫酸、盐酸或酒石酸等。或酒石酸等。提取方法：浸渍法、渗漉法、煎煮法。提取方法：浸渍法、渗漉法、煎煮法。此此方法的缺点是提取液体积大，浓缩困难，水溶性杂质多方法的缺点是提取液体积大，浓缩困难，水溶性杂质多。易溶于水易溶于水 水或酸水提取法（盐酸水或酸水提取法（盐酸/硫酸硫酸/醋酸醋酸/酒石酸）酒石酸）浸渍浸渍/渗漉渗漉/煎煮煎煮 酸水提取液（盐）酸水提取液（盐）离子交换树脂法或离子交换树脂法或 有机溶剂萃取法有机溶剂萃取法 总生物碱总生物碱（二）醇类溶剂提取法（二）醇类溶剂提取法 醇类提取法适用于各种极性生物碱的提取。醇类提取法适用于各种极性生物碱的提取。原理：游离生物碱

25、及其盐一般都能溶于乙醇和甲醇。原理：游离生物碱及其盐一般都能溶于乙醇和甲醇。提取方法：浸渍法、渗漉法、加热回流（连续回流）提取提取方法：浸渍法、渗漉法、加热回流（连续回流）提取法。法。此方法的缺点是含有大量脂溶性杂质。此方法的缺点是含有大量脂溶性杂质。易溶于醇易溶于醇 醇（甲、乙）类溶剂提取法醇（甲、乙）类溶剂提取法 渗漉渗漉/浸渍浸渍/回流回流 醇提取液（盐醇提取液（盐 游离）游离）回收回收 总生物碱总生物碱 酸碱处理酸碱处理 较纯的总生物碱较纯的总生物碱（三）亲脂性有机溶剂提取（三）亲脂性有机溶剂提取 水溶性生物碱不适用此法。此法提取需先用氨水、石水溶性生物碱不适用此法。此法提取需先用氨水

26、、石灰乳将药材粗粉湿润膨胀，同时使药材中生物碱盐转变为灰乳将药材粗粉湿润膨胀，同时使药材中生物碱盐转变为游离形式再用亲脂性有机溶剂提取。游离形式再用亲脂性有机溶剂提取。原理：利用游离生物碱易溶于低极性有机溶剂，进行提取。原理：利用游离生物碱易溶于低极性有机溶剂，进行提取。提取方法：冷浸法、加热回流（连续回流）提取法。提取方法：冷浸法、加热回流（连续回流）提取法。此方法的特点是此方法的特点是 提取前需用碱碱化。提取前需用碱碱化。只能提取亲脂性生物碱，亲水性生物只能提取亲脂性生物碱，亲水性生物碱不被提出。碱不被提出。杂质少，易于进一步纯化。杂质少，易于进一步纯化。毒性大，易燃易爆。毒性大，易燃易爆

27、。游离易溶于有机溶剂（原料须碱化）游离易溶于有机溶剂（原料须碱化）亲脂性有机溶剂提取法（苯亲脂性有机溶剂提取法（苯/氯仿氯仿/二氯甲烷二氯甲烷）冷浸冷浸/回流回流 提取液（游离）提取液（游离）回收回收 总生物碱总生物碱 二、分离方法二、分离方法 常用的分离方法有萃取法、沉淀法、盐析法、结晶法、常用的分离方法有萃取法、沉淀法、盐析法、结晶法、色谱法等。色谱法等。（一）净化（一）净化 上述方法得到的总生物碱中常含有大量杂质，在分离之上述方法得到的总生物碱中常含有大量杂质，在分离之前一般需净化。净化的方法常依据提取方法及含有的杂前一般需净化。净化的方法常依据提取方法及含有的杂质而定。质而定。生物碱阳

28、离子交换在树脂上生物碱阳离子交换在树脂上 水或酸水提取液的净化水或酸水提取液的净化 1 1）.离子交换树脂法离子交换树脂法提取液提取液 通过强酸型（氢型）阳离子交换树脂通过强酸型（氢型）阳离子交换树脂流出液树脂柱流出液树脂柱（非碱性物质）（非碱性物质）方法一方法一方法二方法二 氨液碱化树脂氨液碱化树脂碱液洗脱碱液洗脱 晾干后，亲脂性有机溶剂提取晾干后，亲脂性有机溶剂提取 亲脂性总生物碱亲水性总生物碱亲脂性总生物碱亲水性总生物碱2 2）.有机溶剂萃取法有机溶剂萃取法提取液提取液 碱化，亲脂性有机溶剂萃取碱化，亲脂性有机溶剂萃取有机溶剂层碱水层有机溶剂层碱水层浓缩浓缩总生物碱总生物碱醇类溶剂提取液

29、的净化醇类溶剂提取液的净化醇提取液醇提取液 浓缩浓缩 浸膏浸膏酸水溶解酸水溶解 不溶物酸水液不溶物酸水液 （非碱性脂溶性杂质）（非碱性脂溶性杂质）碱化，亲脂性有机溶剂萃取碱化，亲脂性有机溶剂萃取有机溶剂层有机溶剂层 水层水层浓缩浓缩 总生物碱总生物碱（二）（二）总生物碱的初步分离总生物碱的初步分离 生物碱的初步分离应用最多的方法是根据生物碱生物碱的初步分离应用最多的方法是根据生物碱的碱性强弱、酚羟基的有无及溶解性能，将生物碱初的碱性强弱、酚羟基的有无及溶解性能，将生物碱初步分成弱碱性生物碱、中强碱性生物碱和强碱性生物步分成弱碱性生物碱、中强碱性生物碱和强碱性生物碱、水溶性生物碱和酚性、非酚性生

30、物碱五类。碱、水溶性生物碱和酚性、非酚性生物碱五类。（三）生物碱的单体分离（三）生物碱的单体分离 1.1.利用生物碱的碱性差异分离（依操作方式的不同，分离方法有利用生物碱的碱性差异分离（依操作方式的不同，分离方法有二种）二种）混合总生物碱混合总生物碱 酸水溶解酸水溶解 酸水液酸水液(盐盐)加碱进行梯度碱化加碱进行梯度碱化同时用同时用CHClCHCl3 3萃取，萃取，分别回收分别回收CHClCHCl3 3 生物碱由弱到强生物碱由弱到强依次被分离依次被分离 CHClCHCl3 3溶解溶解 CHClCHCl3 3溶液溶液(游离游离)用不同酸度用不同酸度 (酸度由弱到强酸度由弱到强 ,pH,pH 由大

31、到小由大到小)的酸水进行梯度萃取的酸水进行梯度萃取,酸水液分别碱化酸水液分别碱化,同时同时CHClCHCl3 3萃取萃取,回收回收CHClCHCl3 3 生物碱由强到弱依次被分离生物碱由强到弱依次被分离 2.2.利用生物碱或生物碱盐溶解度的差异进行分离利用生物碱或生物碱盐溶解度的差异进行分离 生物碱以及生物碱盐在不同溶液的溶解度可能存在明显的差异，生物碱以及生物碱盐在不同溶液的溶解度可能存在明显的差异，可用于分离。可用于分离。如：氧化苦参碱是苦参碱的氮氧化物，极性稍大，不溶于乙醚。如：氧化苦参碱是苦参碱的氮氧化物，极性稍大，不溶于乙醚。而苦参碱溶于乙醚，于两者的氯仿液中加入乙醚，氧化苦参碱即可

32、而苦参碱溶于乙醚，于两者的氯仿液中加入乙醚，氧化苦参碱即可析出。析出。如：麻黄碱草酸盐在水中的溶解度比伪麻黄碱草酸盐的溶解度如：麻黄碱草酸盐在水中的溶解度比伪麻黄碱草酸盐的溶解度小，可以自水溶液中先行析出。小，可以自水溶液中先行析出。3.3.利用生物碱特殊功能基不同进行分离利用生物碱特殊功能基不同进行分离例如：有无酚羟基例如：有无酚羟基利用酚羟基可溶于利用酚羟基可溶于NaOHNaOH溶液，用溶液，用NaOHNaOH溶液处溶液处理与无酚羟基者分离。理与无酚羟基者分离。有无内酯或内酰胺结构有无内酯或内酰胺结构利用内酯、内酰胺在苛性碱溶液利用内酯、内酰胺在苛性碱溶液中加热可开环生成溶于水的羧酸盐，与

33、无内酯、内酰胺结构的生物中加热可开环生成溶于水的羧酸盐，与无内酯、内酰胺结构的生物碱分离。碱分离。制备功能基衍生物制备功能基衍生物利用仲胺可与亚硝酸生成亚硝基衍生利用仲胺可与亚硝酸生成亚硝基衍生物，或与氯乙酰或氯甲酸乙酯生成相应的酯等，与叔胺分离物，或与氯乙酰或氯甲酸乙酯生成相应的酯等，与叔胺分离4.4.利用色谱法进行分离利用色谱法进行分离 利用色谱法可以得到生物碱单体纯品。利用色谱法可以得到生物碱单体纯品。吸附色谱法吸附色谱法 氧化铝氧化铝 多用多用 反相色谱法反相色谱法 吸附剂吸附剂 硅胶硅胶 分配色谱法分配色谱法 纤维素纤维素吸附色谱法可用苯、氯仿、乙醚等有机溶剂。吸附色谱法可用苯、氯仿

34、、乙醚等有机溶剂。洗脱剂洗脱剂 分配色谱法可用缓冲液饱和的有机液。分配色谱法可用缓冲液饱和的有机液。5 5水溶性生物碱的分离水溶性生物碱的分离水溶性生物碱可用萃取法处理，但很难将水溶性杂质去除。水溶性生物碱可用萃取法处理，但很难将水溶性杂质去除。常采用下列方法除去水溶性杂质。常采用下列方法除去水溶性杂质。（1 1）沉淀法（是在水溶液中加生物碱沉淀试剂，使水溶性生）沉淀法（是在水溶液中加生物碱沉淀试剂，使水溶性生物碱产生沉淀与水溶性杂质分离）物碱产生沉淀与水溶性杂质分离）（2 2）溶剂法（是在生物碱的碱水溶液中加入正丁醇等有机溶）溶剂法（是在生物碱的碱水溶液中加入正丁醇等有机溶剂进行萃取分离剂进

35、行萃取分离 ）（3 3）离子交换树脂法）离子交换树脂法 实例：麻黄碱和伪麻黄碱的提取分离实例：麻黄碱和伪麻黄碱的提取分离1 1溶剂提取法溶剂提取法 麻黄碱和伪麻黄碱在植物中以盐的形式存麻黄碱和伪麻黄碱在植物中以盐的形式存在，可用水浸煮提取。水提液可碱化至在，可用水浸煮提取。水提液可碱化至pH11pH111212后用甲苯后用甲苯萃取，在甲苯溶液中加草酸水溶液萃取，使麻黄碱与伪麻萃取，在甲苯溶液中加草酸水溶液萃取，使麻黄碱与伪麻黄碱转变成草酸盐，由于二者溶解性不同，加以分离。黄碱转变成草酸盐，由于二者溶解性不同，加以分离。2 2水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 药材加碱碱化后用水蒸气蒸馏提取。根据药材加碱

36、碱化后用水蒸气蒸馏提取。根据二者草酸盐水溶性不同加以分离。二者草酸盐水溶性不同加以分离。3 3离子交换法离子交换法 首先用酸水溶液将麻黄碱与伪麻黄碱从植首先用酸水溶液将麻黄碱与伪麻黄碱从植物体中提取出来，然后将酸性水溶液通过强酸型阳离子交物体中提取出来，然后将酸性水溶液通过强酸型阳离子交换树脂加以分离。换树脂加以分离。生物碱的结构鉴定生物碱的结构鉴定 生物碱的结构测定常用的化学方法有霍夫曼降解反应、埃生物碱的结构测定常用的化学方法有霍夫曼降解反应、埃姆特降解反应等，物理测定法有姆特降解反应等，物理测定法有UVUV、IRIR、MSMS、NMRNMR等。生等。生物碱的结构鉴定往往用波谱法结合化学法

37、进行。物碱的结构鉴定往往用波谱法结合化学法进行。一、一、化学方法化学方法 把复杂物把复杂物 降解降解 碎片碎片(易于鉴别）推结构易于鉴别）推结构 脱脱H H 芳香族芳香族(推结构推结构)缺点：用量大、反应产物多、费时费事、准确性低缺点：用量大、反应产物多、费时费事、准确性低,现在很现在很少采用。少采用。1 1、霍夫曼降解反应、霍夫曼降解反应 霍夫曼降解反应是最为重要的霍夫曼降解反应是最为重要的C-NC-N键裂解反应，发生的必要键裂解反应，发生的必要条件是氮原子的条件是氮原子的-位应有质子。非季铵碱应先用碘甲烷和氧化位应有质子。非季铵碱应先用碘甲烷和氧化银进行彻底甲基化，生成季铵碱后再进行霍夫曼

38、降解：银进行彻底甲基化，生成季铵碱后再进行霍夫曼降解：季胺碱季胺碱在碱性溶液中加热在碱性溶液中加热,则产生裂解则产生裂解,脱水生成烯键和叔胺脱水生成烯键和叔胺.机理：是机理：是-OH-OH离子向离子向N N 原子的原子的-H-H进攻，脱水形成烯键，同时进攻，脱水形成烯键，同时 N-C N-C 键断裂。键断裂。-CCN(R)-CCN(R)3 3 -C=C-+N(R)-C=C-+N(R)3 3+H+H2 2O O H H OH OH-2 2、埃姆特（、埃姆特（EmdeEmde）降解反应（无）降解反应（无位位H H）Emde Emde降解改进了降解改进了HofmannHofmann降解反应，把季胺生

39、物碱的降解反应，把季胺生物碱的碘化物用碘化物用Na/HgNa/Hg或或Ni/AlNi/Al使使C-NC-N键断裂而降解。键断裂而降解。它反应快、产率高。它反应快、产率高。产物：三甲胺产物：三甲胺 +脱胺化合物脱胺化合物 在反应过程中同样要先甲基化得季胺碱在反应过程中同样要先甲基化得季胺碱,再降解。可再降解。可用于不能进行霍夫曼降解的化合物用于不能进行霍夫曼降解的化合物二、二、波谱法波谱法包括包括UVUV，IRIR，NMRNMR，MSMS等等1 1、UVUV法法 当生色团（羰基、双键、苯基和硝基等）在生物当生色团（羰基、双键、苯基和硝基等）在生物碱的整体结构中碱的整体结构中 时，时，UVUV可以

40、反映其骨架类型特征可以反映其骨架类型特征对其骨架类型的判断和推定有重要作用。对其骨架类型的判断和推定有重要作用。若生色团仅是连接在生物碱的母核上或边链上时，若生色团仅是连接在生物碱的母核上或边链上时，其其UVUV对判断其母核类型的作用十分有限。对判断其母核类型的作用十分有限。2 2、IRIR法法 IR IR 法在生物碱结构测定中作用有限。其中，羰法在生物碱结构测定中作用有限。其中，羰基基团的基基团的IR IR 图谱和图谱和BohlmannBohlmann带吸收峰较为常用。带吸收峰较为常用。3 3、MS MS 法法此法在生物碱结构测定中多有应用。此法在生物碱结构测定中多有应用。1 1、母核稳定或

41、由于取代基或边链裂解产生特征离子。、母核稳定或由于取代基或边链裂解产生特征离子。2 2、以、以N N原子为中心的原子为中心的裂解（涉及骨架裂解）生成的含裂解（涉及骨架裂解）生成的含N N部分多为基峰或强峰，如金鸡宁、托品、石松碱等类生物部分多为基峰或强峰，如金鸡宁、托品、石松碱等类生物碱。碱。3 3、RDARDA裂解裂解4 4、苄基裂解、苄基裂解4 4、NMR NMR 法：法：（1 1）1 1H-NMRH-NMR 可以提供可以提供、J J值、积分比、裂分图形等多种参数，值、积分比、裂分图形等多种参数，用以判断用以判断H H的化学环境、个数以及空间位置等。的化学环境、个数以及空间位置等。生物碱品

42、种繁多，但同类型或相当类型的生物碱的生物碱品种繁多，但同类型或相当类型的生物碱的1 1H HNMRNMR谱有规律可循；因此要了解其规律，方能进行谱有规律可循；因此要了解其规律，方能进行1 1H HNMRNMR解析。解析。（2 2）1313C-NMRC-NMR 1313C-NMRC-NMR在生物碱结构测定中也十分重要，在生物碱结构测定中也十分重要，可以从中知道可以从中知道C C的个数和类型，通道其结构的骨的个数和类型，通道其结构的骨架类型和立体构型。架类型和立体构型。如：在育亨亭类中，可以从其如：在育亨亭类中，可以从其1313C-NMRC-NMR数据数据判断其正（别、伪、别表）各系。判断其正（别

43、、伪、别表）各系。研究实例研究实例紫杉醇的分析测定和结构鉴定紫杉醇的分析测定和结构鉴定紫杉醇的分析测定方法有紫杉醇的分析测定方法有HPLCHPLC法、法、TLCTLC法等。法等。HPLC HPLC法的分离柱通常用法的分离柱通常用C C1818硅胶柱或用苯基键合或氰基硅胶柱或用苯基键合或氰基键合的硅胶柱，近来有人用五氟代苯基键合的硅胶柱键合的硅胶柱，近来有人用五氟代苯基键合的硅胶柱;使使用含用含TAXOLTAXOL或或BETA-METHASONEBETA-METHASONE的标准溶液；通常用的标准溶液；通常用UVUV检测检测仪在仪在228nm228nm下进行检测下进行检测;流动相通常为流动相通常

44、为CHCH3 3CN/CHCN/CH3 3OH/HOH/H2 2O O或或CHCH3 3OH/HOH/H2 2O O的混合溶液的混合溶液 。HPLCHPLC法须结合法须结合TLCTLC法或法或/和和1 1H-NMRH-NMR等波谱法进行判断，以避免误判。等波谱法进行判断，以避免误判。TLCTLC法通常用硅胶法通常用硅胶GFGF254254板，用板，用CHCH2 2ClCl2 2:CH:CH3 3OHOH或或n-n-己烷己烷:AcOEt:AcOEt的混合溶液为展开剂的混合溶液为展开剂,显色剂显色剂可为可为0.5%0.5%香草醛硫酸溶液香草醛硫酸溶液,喷雾喷雾,加热显色。用加热显色。用1 1H-NMRH-NMR，MSMS等波谱法尤其等波谱法尤其1 1H-NMRH-NMR法进行定性判法进行定性判断，准确无误断，准确无误 。MS MS法通常用法通常用FAB-MSFAB-MS法或法或ESI-MSESI-MS法。通常用法。通常用300MHz300MHz以上的高分辨以上的高分辨NMRNMR仪测定其仪测定其1 1H-NMR H-NMR；溶；溶剂一般为剂一般为CDClCDCl3 3或或CDCD3 3ODOD谢谢观看谢谢观看