生物碱-理化性质.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,一、性状,1.,形态：,多为,结晶,固体，少为粉末。,少数常温下液体（多不含氧，若含氧则多成酯键）,如槟榔碱、烟碱等在常温下是液体。,nicotine,2,、熔点,熔点固定,双熔点：防己诺林碱,3,、挥发性,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,咖啡碱,具有,升华性,麻黄碱、伪麻黄碱,能随水蒸气蒸馏。,4,、味觉,多具苦味；有的有辣味，如胡椒碱；个别生物碱具有,甜味,，,如甜菜碱。,Zn,H,2,SO,4,小檗碱（黄色）,四氢小檗碱（无色）,大多数生物碱为,无色,物质，,少数含有,较长共轭体系,的如小檗碱、蛇根碱为,黄色，小檗红碱,为,红色。,5.,颜色,三,.,溶解性,亲脂性生物碱：绝大多数,仲胺,和,叔胺,生物碱；,氮原子的存在形式,极性基团的有无,、,数目,溶剂的极性,分子大小,溶解的溶剂？,水溶性生物碱：季铵盐；少数小分子叔胺碱,溶解的溶剂？,成盐,后易溶于水,无机酸盐大于有机酸盐；无机酸盐中含氧酸盐的水溶性大；有机酸盐中小分子有机酸盐水溶性较好。,具有,N-,氧化物的生物碱：,因具有半极性的,N O,配位键，其极性大于相应的叔胺碱，如,苦参碱与氧化苦参碱,。,两性生物碱：具酚羟基、羧基,具酚羟基生物碱类似于亲脂性生物碱；可溶于苛性碱溶液。,如药根碱，吗啡,苦参碱,氧化苦参碱,少数游离生物碱难溶于有机溶剂，而溶于水中。,如：,吗啡,难溶于氯仿、乙醚，可溶于碱水。,喜树碱,不溶于一般有机溶剂，而溶于酸性氯仿。,某些生物碱盐具有特殊的溶解性质。如,高石蒜碱,的,盐酸盐,不溶于水，而溶于氯仿；,盐酸小檗碱,难溶于水；少数酚性碱，不溶碱水中。,特殊溶解性,空间位阻,溶解度小结,（一）脂溶性生物碱,大多数游离的脂肪胺、芳胺、酰胺类为脂溶性生物碱。,（二）水溶性生物碱,（,1,）含有季铵、胍基或氮氧化物（如氧化苦参碱）的生物碱,（,2,）小分子、极性强的生物碱,（,3,）生物碱盐,（,4,）两性生物碱：既可溶于酸水又可溶于碱水,（,5,）液体生物碱,四、生物碱的碱性,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，则碱性增强，反之碱性下降。,生物碱分子中含有氮原子，氮原子最外层电子结构中有一对,未共用,电子，能与酸中的质子（,H,+,）以配位键的形式结合成盐，所以具有碱性。,碱性？,（一）碱性的产生,碱性越强，其,Kb,越大，,PKb,越小，其共轭酸,Pka,越大；即,Pka,越大，碱性越强；,Pka12,强碱；（,季胺）,（二）生物碱碱性强度表示,1,、氮原子的杂化方式,（三）生物碱碱性和分子结构的关系,为什么？,烟碱,Pka,1,=8.2,Pka,2,=3.4,季胺碱,氮烷杂环,脂肪胺基,芳香胺,氮芳烯杂环,酰胺,吡咯,腈,(1),诱导效应（通过碳链传递）,供电性基团取代，碱性增强,氮原子附近有吸电性基团，碱性减弱；,如：二甲胺,(Pka10.70),甲胺,(Pka10.64),氨,(Pka9.75),三甲胺？,Pka9.80,？,2,、电子效应,去甲麻黄碱,PKa9.00,麻黄碱,PKa9.58,苯异丙胺,PKa9.80,二氢石蒜碱,石蒜碱,Pka=8.4,Pka=6.4,可卡因,托哌可卡因,Pka=8.31,Pka=9.88,氮杂缩醛,(,酮,),生物碱的碱性,若结构易于质子化，呈强碱性，如醇胺型小檗碱,若氮原子,处在桥头,，不易质子化，则碱性可能较弱；,阿马林：,pKa=8.15,；,二乙酰阿马林：,pKa=4.9,R=H,阿马林,R=Ac,二乙酰阿马林,其他如士的宁与伪士的宁,(2),诱导,-,场效应,诱导和场效应,:,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,+,NHR,2,，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,）。,诱导效应,通过碳链传递。,场效应,通过空间直接作用，又称为直接效应。,Pka=5.2,Pka=10.4,Pka,1,=8.2,Pka,2,=3.4,烟碱,吐根碱,金雀花碱,pKa=0.89,pKa=8.1,(3),共轭效应,氮原子孤电子,电子基团,氮原子孤电子对处于,P,共轭体系时，通常碱性减弱。,苯胺型、烯胺型、酰胺型,苯胺型,Pka,1,=1.76,Pka,2,=7.88,毒扁豆碱,烯胺型,仲烯胺：共轭酸,B,极不稳定，平衡向,C,进行，,碱性较弱；,叔烯胺：共轭酸,B,较稳定，平衡向,B,进行，,碱性较强。,A,（生物碱）,B,（共轭酸）,H,+,OH,-,C,共轭酸,B,较稳定，平衡向,B,进行，,碱性较强。,士的宁,Pka=8.2,新士的宁,Pka=3.8,氮原子不处在,桥头,，,碱性强,氮原子处在桥头，,碱性,相对,较弱,吡咯,pKa0.4,咪唑,pKa7.2,脒,pKa12.4,胍基,生物碱呈,强碱性,。,PKa,13.6,胍质子化后形成季铵离子，呈强共轭，体系稳定性大（共轭酸的高度共振稳定性，使共轭酸稳定，,Ka,小，,Pka,大，碱性强,）,胍,H,+,Pka=13.6,酰胺型,胡椒碱,Pka=1.42,咖啡因,Pka=1.22,3,、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，使质子,难于,接近,氮,原子，碱性减弱。,PKa,4.39,PKa,5.15,PKa,4.81,PKa,2.93,空间效应：,阻碍质子靠近氮原子，使碱性降低（莨菪碱和东莨菪碱）。,莨菪碱,（,pka9.65,）,东莨菪碱,（,pka7.50,）,4,、分子内氢键,若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。,（指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）,和钩藤碱,Pka=6.32,异和钩藤碱,Pka=5.20,一个生物碱结构中常存在多个影响生物碱碱性强度的因素，应综合考虑。,诱导效应和空间效应共存时，空间效应对碱度的影响较大；,诱导效应和共轭效应共存时，共轭效应对碱度的影响较大。,五、生物碱的检识,大多数生物碱能发生沉淀反应,少数生物碱与沉淀试剂不反应,如,麻黄碱、咖啡因,等,反应条件：,稀酸,水溶液或醇溶液。个别如苦味酸在中性条件进行）。,应用：,鉴别,试管法、,TLC,或,PPC,显色剂；,提取分离、鉴定,检查是否提取完全。,（一）沉淀反应,金属盐类,碘,-,碘化钾（,Wagner,）,KI-I,2,红棕色沉淀,碘化铋钾（,Dragendoff,）,BiI3,KI,橘红色沉淀,碘化汞钾（,Mayer,试剂）,HgI2,2KI,类白色沉淀,若加过量试剂，沉淀又被溶解,其中改良的碘化铋钾试剂最为常用。,氯化金（,3%,）（,auric chloride,）,HAuCl,4,黄色晶型沉淀,1,氯化铂（,10%,）（,platinic cholride,）,H,2,PtCl,6,白色晶型沉淀,酸类：,硅钨酸,(Bertrand,试剂,),淡黄色或灰白色,酚酸类：,苦味酸,(Hager,试剂,)2,4,6-,三硝基苯酚,黄色晶型,复盐：,雷氏铵盐,(Ammoniumreineckate),硫氰酸铬铵试剂 生成难溶性复盐,紫红色,反应原理：生成复盐和络盐,假阳性：,蛋白质、多肽、鞣质等。,加入生物碱沉淀试剂，若阳性，是否说明含有生物碱？,净化方法：,酸水提取液碱化后,氯仿,萃取，氯仿萃取液再用酸水萃取，取酸水萃取液进行沉淀反应。,（二）显色反应,某些生物碱单体能与一些浓无机酸为主的试剂反应，呈现出不同的颜色，常用来检识和鉴别个别生物碱。,具体试剂与反应现象见,P403,表,9-2,碱性强弱,供电,碱性,共轭、诱导吸电,碱性,321,213,BCA,BCA,BAC,BAC,ACD,生物碱分子结构与其碱性强弱的关系正确的是（）,A,氮原子的,P,电子成分比例越大，碱性越强,B,氮原子附近有吸电子基团，碱性增强,C,氮原子处于酰胺状态，碱性极弱,D,生物碱的立体结构有利于氮原子接收质子，碱性增强,E,氮原子附近取代基不利于其共轭酸质子形成氢键缔合，碱性增强,