天然药物化学第九章蒸发与结晶设备.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,*,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,*,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,*,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,*,目的要求：,生物碱的定义、分类,理化性质（,溶解度、检识反应、碱性,、,C-N,键的裂解反应）,提取分离方法,波谱鉴定,一、生物碱的定义及类型,二、生物合成,三、分类,四、理化性质,五、提取分离,六、结构鉴定,现从自然界中分离得到约,10000,种,全国医药产品大全,中收载的药物及其,制剂达六十余种,植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性,比较重要的具生物活性的生物碱：,镇痛作用：吗啡（,morphine,）,止咳作用：可待因,(codeine),平喘、抗哮喘作用：麻黄碱,(ephedrine),松弛平滑肌作用：罂粟碱,(papaverine),抗菌消炎作用：小檗碱,(berberine),解痉和解有机磷中毒的作用：阿托品（,atropine,）、,莨菪碱（,hyoscyamine,）,降压作用：利血平（,reserpine,）,抗疟作用：奎宁（,quinidine,）,抗癌作用：长春碱（,vinblastine,）,长春新碱（,vincristine,）,喜树碱，美登木素等,比较重要的具生物活性的生物碱,：,关附甲素,抗心律不齐,近年来,，我国自主开发研制的成为新药的生物碱类化合物,石杉碱甲,防治早老性痴呆症,广义,指天然产物中的一类,含氮,的有机化合物；,多数具,有碱性,且能和酸结合生成盐；,大部分为杂环化合物且,氮原子在杂环内,；,多数有较强的,生理活性,。,二,生物碱的定义,例外,秋水仙碱,几乎没有碱性，氮原子不在环上,胡椒碱,为含氮杂环的衍生物，但不易与酸结合成盐,麻黄碱,氮原子不在环上，应属于芳烃胺衍生物,*新的定义,：,指含有,负氧化态氮原子,存在于,生物有机体,中的,环状化合物,负氧化态氮原子：,胺,(-3),、氮氧化物,(-1),、酰胺,(-3),和季胺,排除,NO,2,(+3),、,NO(+1),生物有机体：,限于植物、动物、其他生物有机体,排除合成的等,环状结构,:,排除小分子胺类、非环的多胺和酰胺,三 生物碱的分布,主要分布于植物界，在动物中发现的生物碱极少。,1,、系统发育较低级的类群中生物碱分布较少或无,藻类、水生植物、异养植物,-,无生物碱,菌类,-,少数：麦角菌含有麦角生物碱类,地衣、苔藓,-,少数：简单吲哚类生物碱,蕨类,-,简单型生物碱除外,结构复杂者集中于小叶,型真蕨：木贼科、卷柏科、石松科等,2,、生物碱集中分布在系统发育较高级的植物类群,裸子植物：少数科属：紫杉科红豆杉属、麻黄科麻黄属等,被子植物：,单子叶植物,-,少数科：百合科、石蒜科和百部科等,双子叶植物,-,较多科：毛茛科、木兰科、小檗科、,防己科、罂粟科、茄科、夹竹桃科、马钱科、芸,香科等,3,、生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植物类群中,4,、类型越特殊的生物碱，分布的植物类群越窄,如二萜生物碱主要分布于毛茛科乌头属和翠雀属,同种植物中往往含有数种甚至数十种结构类型相,同或不同的生物碱；,同种植物中，生物碱的有无或含量的多少受到生,长条件与气候等因素的影响，因此对于含生物碱,类植物药材的采收应注意产地与季节；,不同植物中生物碱的存在部位不同，,如可能存在,于皮、茎、根、花、种子等。,在植物体的分布,麻黄生物碱：麻黄,-,髓部含量高,防己生物碱：防己,-,根部较多,黄柏生物碱：黄柏,-,树皮,三尖杉酯碱：三尖杉,-,枝、叶、根、种子,三棵针：小檗碱,-,9%,金鸡纳树皮：生物碱,-,1.5%,长春花：长春新碱,-,百万分之一,美登木：美登木碱,-,千万分之二,存在部位,含量,在植物体的分布,1.,游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。,四 存在形式,那可丁,narcotine,2.,成 盐：,有机酸：柠檬酸、酒石酸、苹果酸、草酸、琥珀酸等；,特殊的酸：乌头酸、罂粟酸、奎宁酸、绿原酸、延胡,索酸、黎芦酸、白屈菜酸、千里光酸等；,无机酸：硫酸、盐酸、硝酸等。,小檗碱盐酸盐,另外，尚有生物碱苷存在,3.,酰胺类：如秋水仙碱、胡椒碱；,4.N-,氧化物：如氧化苦参碱；,氧化苦参碱,colchicine,秋水仙碱,5.,氮杂缩醛类（,O,，,N,混合缩醛）：如阿替生；,6.,其它：如亚胺（,C=N,）、烯胺（,N-C=CN-CN,）等。,阿替生,N-cyano-seco-pseudo-strychine,geneserine,(N-CN)(-N-O-),xylostostidine,N,S,杂环,其他类,一、概述,二、分类,三、理化性质,四、提取分离,五、结构鉴定,第二节 生物碱的分类及生源关系,1.,按植物来源分类；,如：石蒜生物碱，长春花生物碱；,2.,按化学结构分类；,如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；,3.,按生源结合化学分类；,如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。,来源于氨基酸,来源于鸟氨酸,吡咯类,吡咯里西丁类,托品烷类,来源于赖氨酸,哌啶类,吲哚里西丁类,喹诺里西丁类,来源于邻氨基苯甲酸,喹啉类,吖啶酮类,来源于色氨酸,简单吲哚碱类,半萜吲哚碱,单萜吲哚碱,双吲哚类,来源于氨基酸,来源于苯丙氨酸,/,酪氨酸,简单苯丙胺类,四氢异喹啉类,苄基四氢异喹啉类,双苄基四氢异喹啉类,阿朴啡类等,来源于异戊烯,来源于萜类,单萜生物碱,倍半萜生物碱,二萜生物碱,三萜生物碱,来源于甾体,孕甾烷（,C,21,）生物碱,环孕甾烷（,C,24,）生物碱,胆甾烷（,C,27,）生物碱,（一）来源于,鸟氨酸,的生物碱,主要分为：,简单的吡咯烷类,、,吡咯里西丁类,和,托品类,。,1.,简单吡咯烷类（,pyrrolidines,）,结构较简单，数目较少，生理活性不太显著。,吡咯烷 水苏碱,(stachydrine),党参碱,(codonopsine),益母草：祛痰镇咳 党参：降压作用,红古豆碱,cuscohygrine,红古豆苦杏仁酸酯,（无活性）,（有活性）,似阿托品作用,散瞳,舒张平滑肌等,1.,简单吡咯烷类（,pyrrolidines,）,野百合碱,monocrotaline,农吉利,:,有,（抗癌活性）,吡咯里西啶,2.,吡咯里西丁类（,pyrrolizidines,）,这类生物碱的生物活性较强，但毒性也较大，特别能导致肝中毒。主要分布在菊科千里光属植物中,。,3.,莨菪烷（,tropane,）衍生物,分：颠茄生物碱（,belladonna alkaloids,）,古柯生物碱（,coca alkaloids,）,莨菪碱是由莨菪醇（,tuopine,）与莨菪酸（,tuopic acid,）缩合而生成的酯：,莨菪醇,莨菪酸,莨菪碱（阿托品）,+,缩合,颠茄生物碱（,belladonna alkaloids,）,解痉镇痛,解有机磷中毒,散瞳,莨菪碱,hyoscyamine,阿托品,atropine,东莨菪碱,scopolamine,山莨菪碱,anisodamine,樟柳碱,anisodine,颠茄生物碱（,belladonna alkaloids,）,古柯生物碱（,coca alkaloids,）,爱康宁,ecgonine,古柯碱,cocaine,哌啶类 吲哚里西丁类 喹诺里西丁类,piperidines indolizidines quinolizidines,（二）来源于赖氨酸的生物碱,1.,哌啶类（,piperidines,）,哌啶,槟榔碱,（,arecoline,）,烟碱,（,nicotine,）,槟榔：驱绦虫 烟草：杀虫,胡椒碱,镇静、抗惊厥,石杉碱甲,抗老年性痴呆,2,、吲哚里西丁类（,indolizidines,）,哌啶和吡咯啶共用一个氮原子的稠环衍生物。数目较少，但有较强的生物活性。,吲哚里西丁,indolizidine,一叶萩碱,(,securinine,）,一叶萩：中枢神经兴奋作用,娃儿藤碱,抗癌,3,、喹诺里西丁类（,quinolizidines,）,两个哌啶共用一个,N,原子的稠环衍生物。数目不多，主要分布在豆科和千屈菜科、石松科。,苦参碱,(,matrine,),苦参：抗癌,金雀花碱,(cytisine),野决明：兴奋呼吸,氧化苦参碱,(,oxymatrine,),抗癌、抗心律失常、平喘,（三）来源于邻氨基苯甲酸的生物碱,1.,喹啉类生物碱（,quinolines,）,喜树碱,（,camptothecine,）,喜树,:,抗癌活性,白血病、直肠癌,喹啉,奎宁,（,quinine,）,R=OCH,3,金鸡宁,（,chiconine,）,R=H,金鸡纳属植物,：,抗疟活性,（三）来源于邻氨基苯甲酸的生物碱,1.,喹啉类生物碱（,quinolines,）,2.,吖啶酮（,acridone,）衍生物,山油柑碱,acronycine,具有显著抗癌作用，抗瘤谱较广，现已有人工合成品。,（三）来源于邻氨基苯甲酸的生物碱,吖啶酮,（四）来源于苯丙,aa,和酪,aa,的生物碱,1.,苯丙胺类（,phenylalkylamines,）,ephedrine,pseudoephedrine,结构特点,氮原子不结合在环内的一类生物碱。,秋水仙碱,colchicine,治疗急性痛风，并有,抑制癌细胞生长的作用,1.,苯丙胺类（,phenylalkylamines,）,（,四）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱,（四）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱,2.,异喹啉衍生物,（,isoquinolines,）,异喹啉,isoquinoline,分,：,四氢异喹啉型,苄基异喹啉型,双苄基异喹啉型,阿朴啡型,吗啡烷型,原小檗碱型,苯乙基四氢异喹啉类,菲啶类,2.,异喹啉类生物碱（,isoquinolines,）,1,）四氢异喹啉类（,tetrahydroisoquinolines),数量少,分布散,萨苏林,R=H,萨苏里丁,R=CH,3,鹿尾草 降血压,四氢异喹啉,（四）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱,厚朴碱,(,magnocurarine),解痉,去甲乌药碱,（,demethylcoclaurine,）,乌头,:,强心,罂粟碱,(papaverine),解痉,苄基四氢异喹啉,2,）苄基,(,四氢,),异喹啉,benzyl(tetrahydro)isoquinolines,粉防己,:,粉防己碱,（,tetrandrine,）,镇痛、消炎,3,）双苄基四氢异喹啉类,(bisbenzyltetrahydroisoquinolines),2,分子苄基异喹啉通过,l-3,个醚键,(C-O-C),或,C-C,相连接。以异喹啉为头，苄基为尾，则有头头相连、尾尾相连和头尾相连。,单醚 （,1,）尾尾相连,（,2,）头头相连,（,3,）头尾相连,二醚（,1,）头头、尾尾相连,（,2,）头尾相连,三醚,4,）阿朴菲类,（,aporphines,）,阿朴菲类生物碱数目较多，已近,200,多个。,阿朴菲 紫堇定（,corydine,）木兰碱（,magnoflorine,）,番荔枝：抗癌 马兜铃：降压,5,）吗啡烷类（,morphanes,）,具有部分饱和的菲核。,吗啡烷 鸦片：吗啡碱,R=H,镇痛,可待因,R=CH,3,镇咳,6,）原小檗碱和小檗碱类,(protoberberines and berberines),可视为两个异喹啉环稠合而成，二者,D,环氢化程度不同。,D,环饱和为原小檗碱类，不饱和为小檗碱类，多为季铵碱。,原小檗碱类 小檗碱类,D,原小檗碱型,四氢黄连碱,tetrahydrocoptisine,延胡索乙素,corydalis B,小檗碱（黄连素）,berberine,药根碱,jatrorrhizine,小檗碱型,7,）苯乙基四氢异喹啉类,(phenethyltetrahydroisoquinolines),奥特那明,8,）菲啶类（,phenanthridines,）,苯骈菲啶类,吡咯骈菲啶类,吡咯骈菲啶类,苯骈菲啶类,菲啶,8,）菲啶,苯骈菲啶类,白屈菜碱,chelidonine,石蒜碱,lycorine,吡咯骈菲啶类,白屈菜,:,镇痛,抗菌,催吐,祛痰,抗癌,（五）来源于色氨酸的生物碱,1.,吲哚（,indoles,）衍生物,吲哚,色氨酸,吲哚衍生物,毒扁豆碱,(,依色林）,physostigmine,治疗青光眼,玫瑰树碱,ellipticine,抗癌作用，低毒,麦角新碱,(,产后子宫收缩,),ergonovine,ergometrine,2.,半萜吲哚类（麦角碱类）生物碱,（,semiterpenoid,indoles,）,利血平,（,reserpine,）,萝芙木：降压、镇静,士的宁,（,strychnine,）,番木鳖：中枢兴奋作用,3.,单萜吲哚类生物碱,（,monoterpenoid indoles,）,长春碱,（,vinblastine,）,R=CH,3,长春新碱,（,vincristine,）,R=CHO,长春花：抗癌,4.,双吲哚类生物碱,（,bisindole alkanoids),（六）萜类生物碱（,terpenoid alkaloids,）,萜类生物碱形成过程中没有氨基酸参与生物合成,具有较强的生物活性。,包括：单萜类生物碱,倍半萜类生物碱,二萜类生物碱,三萜类 生物碱,肉苁蓉碱,龙胆碱,（,boschniakine,）（,gentianine,）,肉苁蓉,:,强壮 龙胆：抗炎、镇痛,单萜类生物碱（,monoterpenoid alkanoids,）,环烯醚萜和裂环环烯醚萜衍生,（六）萜类生物碱,2.,倍半萜类生物碱,（,sesqueterpenoid alkaloids),石斛碱,dendrobine,镇痛、退热,（六）萜类生物碱,乌头碱,（,aconitine,）,C19,乌头,:,强心、止痛、局麻,二萜类生物碱（,diterpenoid alkaloids,）,（去甲二萜生物碱,C,19,、二萜生物碱,C,20,）,（六）萜类生物碱,乌头原碱,（,aconine),二萜类生物碱（,diterpenoid alkaloids,）,植物源广谱,抗肿瘤药，乳腺癌、卵巢癌、肺癌、宫颈癌、直肠癌、肝脏肿瘤、头部肿瘤、白血病,等中晚期癌症等。,二萜类生物碱（紫杉醇,-,Paclitaxel,）,4.,三萜类（,triterpenoid alkaloids,）,C-30,交让木科交让木属,交让木碱,（,daphniphylline,）,（六）萜类生物碱,（七）甾体类生物碱（,steroid alkaloids,）,孕甾烷,C,21,生物碱,环孕甾烷,C,24,生物碱,胆甾烷,C,27,生物碱,具有甾体母核，含有氮原子，氮原子可,构成杂环，也可存在环外，但都不存在,于甾体母核内。,结构特点,锥丝碱,（,conessine,）,辣茄碱,（,solanocapsine,）,止泻木：杀原虫作用 辣茄：减慢心率、抗菌,（七）甾体类生物碱,（八）大环类生物碱,（,macrocyclic alkaloides,）,美登木碱,（,maytansine,）,美登木：高效低毒、安全幅度大的抗癌成分,（九）其他类生物碱,1.,嘌呤及黄嘌呤类生物碱（,purine and,xanthine,）,嘌呤,香菇嘌呤（降脂）,黄嘌呤,咖啡因：,R,1,=R,2,=R,3,=CH,3,中枢兴奋,茶碱：,R,1,=R,2,=CH,3,，,R,3,=H,平滑肌松弛,用于支气管哮喘；利尿，扩冠,可可碱：,R,1,=H,，,R,2,=R,3,=CH,3,利尿，扩冠,（九）其他类生物碱,1.,嘌呤及黄嘌呤类生物碱（,purine and,xanthine,）,2.,喹唑啉类生物碱（,quizoline alkaloids,）,喹唑啉,常山碱,抗疟,（九）其他类生物碱,3.,咪唑类生物碱（,mizon alkaloids,）,咪唑,毛果芸香碱（匹鲁卡品）,治疗青光眼,（九）其他类生物碱,一、概述,二、分类,三、理化性质,四、提取分离,五、结构鉴定,（一）性状,（二）旋光,（三）溶解度,（四）检识,（五）化学性质与反应,碱性,成盐,C-N,键的裂解,第三节 生物碱的理,化性质,1.,形态,多为结晶固体，少为粉末；有熔点。,少数常温下,液体（多不含氧，若含多成酯键）,毒藜碱,dl-anabasine,菸碱,nicotine,槟榔碱,arecoline,（一）性状,2.,颜色,多为无色或白色，少数有色。,（一）性状,颜色与共轭系统有关，共轭系统长则颜色深，共轭系统短则颜色浅。,2.,颜色,（一）性状,小檗红碱（,红色,）,血根碱（,红色,）,3.,味觉,多具苦味，,奎宁碱,10,5,克分子浓,度，即具有显著的苦味。,有些刺激唇舌有焦灼感。,少数具有其他味觉，如甜菜碱具甜味。,4.,挥发性,多无挥发性，少数具挥发性。,（一）性状,凡是具有手性碳原子的生物碱，有旋光性质。,多为左旋光性,有些存在变旋现象。,A.,与,pH,有关,如：菸碱,中性溶液（游离状态）,左旋光性,酸性溶液（成盐状态）,右旋光性,B.,与溶剂有关,麻黄碱 氯仿（,l,）、水（,d,）,C.,存在状态有关,氯仿中吐根碱（,l,）、其盐酸盐（,d,）,（二）旋光性,D.,旋光性与生理活性密切相关,一般,左旋体呈显著的生理活性，右旋体则无或弱,l-,莨菪碱散瞳作用是,d-,的,100,倍,去甲乌药碱仅,l-,体有强心作用,少数右旋活性大于左旋,d-,古柯碱局部麻醉作用大于,l-,古柯碱,（二）旋光性,影响因素：,N,原子存在形式（游离生物碱，生物碱盐）,极性基团（有无、数目和位置）,分子大小,溶剂等诸多因素,（三）溶解度,1.,游离生物碱,脂溶性生物碱：,大多数仲胺、叔胺,溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、苯和卤代烷,（,CH,2,Cl,2,、,CHCl,3,、,CCl,4,），不溶于水和碱水，,溶于酸水。,例外：伪石蒜碱不溶于有机溶剂，溶于水；,喜树碱仅溶于酸性氯仿；,亲脂性的吗啡碱难溶于一般有机溶剂中；,小分子的麻黄碱同时溶于有机溶剂和水。,（三）溶解度,水溶性生物碱：,含,N-,氧化物的生物碱：氧化苦参碱,分子中含,COO,-,的：本身形成内盐溶于水，如槟榔次碱,小分子叔胺和液体生物碱：烟碱溶于水,苷类生物碱：水溶性较大,槟榔次碱,烟碱,（三）溶解度,氧化苦参碱,2.,季铵碱或生物碱盐类,易溶于水，难溶于有机溶剂，但可以溶于甲醇和乙醇。,生物碱盐的溶解度与酸的种类有关：,无机酸盐,有机酸盐,含氧酸盐 卤代酸盐（盐酸盐 氢溴酸盐 氢碘酸盐）,小分子有机酸盐或多羟基酸盐 大分子有机酸盐,（三）溶解度,小檗碱盐酸盐,在水中溶解度很小,奎宁硫酸盐,溶于氯仿,罂粟碱盐酸盐,溶于氯仿,例外,3.,其他,分子中有酚性基团：溶于稀碱水,含内酯环的生物碱：遇碱水（常需加热）内酯环开裂,成盐而溶解，加酸还原。,例外：少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。,（三）溶解度,（四）检识,沉淀反应,显色反应,沉淀反应,用途,：,鉴别,试管、,TLC,或纸色谱显色剂；,提取分离,检查是否提取完全。,（四）检识,1.,沉淀试剂,*,大多数生物碱能和某些酸类、重金属盐类以及一些较大分子量的复盐反应，生成单盐、复盐或络盐沉淀。这些能与生物碱产生沉淀的试剂称为生物碱的沉淀试剂。,（四）检识,金属盐类,碘,-,碘化钾,（,Wagner,）,KI-I,2,棕褐色,沉淀,碘化铋钾,（,Dragendoff,）,BiI,3,KI,红棕色,沉淀,碘化汞钾,（,Mayer,试剂）,HgI,2,2KI,类白色,沉淀,（四）检识,1.,沉淀试剂,1.,沉淀试剂,酸类,硅钨酸,(Bertrand,试剂,)SiO,2,12WO,3,乳白色,酚酸类,苦味酸,(Hager,试剂,)2,4,6-,三硝基苯酚,黄色,复盐,雷氏铵盐,(Ammoniumreineckate),硫氰酸铬铵试剂,生成难溶性复盐,紫红色,（四）检识,2.,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；,（若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀）,（,2,）,在稀醇溶液中时，含水量,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）,（四）检识,3.,结果的判断,（,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,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,（四）检识,注意：,1,、假阳性反应：蛋白质、多肽、氨基酸、多糖、鞣质、某些苷,类及有共轭双键的羰基化合物，需排除干扰、进行预处理,2,、极少数生物碱无沉淀反应,麻黄碱、咖啡碱与碘化铋钾阴性,碱水层,中药提取物,碱化，氯仿萃取,氯仿层,酸水萃取,氯仿层 酸水层,鞣质、蛋白、酸性皂苷等,亲脂性物质,进行生物碱定性试验,名 称,试 剂,生物碱及反应结果,Mandelin,试剂,1%,钒酸铵的浓硫酸溶液,阿托品显红色；奎宁显淡橙色；,吗啡显蓝紫色；可待因显蓝色；,士的宁显蓝紫色到红色,Frhde,试剂,1%,钼酸钠 或,5%,钼酸铵的浓硫酸溶液,乌头碱显黄棕色；吗啡显紫色转棕色；可待因显暗绿色至淡黄色,Marquis,试剂,浓硫酸中含有少量甲醛,吗啡显橙色至紫色；可待因显洋红色至黄棕色；古柯碱和咖啡碱不显色,Labat,反应,*,5%,没食子酸的醇溶液,具有亚甲二氧基结构的生物碱呈翠绿色,Vitali,反应,*,发烟硝酸和苛性碱醇溶液,结构中有苄氢存在则呈阳性反应,生物碱常用的,显色反应,（,四）检识,无机酸可与一些生物碱显色，如浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸等。,浓硫酸可使秋水仙碱显黄色，可待因显淡,蓝色,，小檗碱显,绿色,，阿托品、古柯碱、吗啡及士的宁等不显色。,生物碱与酸性染料如溴麝香草酚蓝、溴甲酚绿等，在一定,pH,的缓冲液中也可形成复合物而显色，此种复合物定量地被氯仿等有机溶剂提出而用于比色测定，是应用广泛的一种微量测定生物碱的方法。,（,四）检识,（五）化学性质与反应,碱性,成盐,C-N,键的裂解,碱性,*,1.,碱性的来源,Bronsted,酸碱质子理论：,接受质子（,H,+,）,-,碱,给出质子（,H,+,）,-,酸,Lewis,酸碱电子理论：,给出电子对,-,碱,接受电子对,-,酸,2.,碱性强弱的表示方法,碱性,pKa,越大，碱性越强,碱的强度接受质子或提供电子对的能力,一般用酸式离解指数,pKa,表示,2.,碱性强弱的表示方法,碱性,pKb,越小，碱性越强,碱式离解指数,pKb,碱性基团的,pka,值顺序：,胍基,季铵碱,脂肪胺,芳杂环（吡啶）,酰胺,吲哚,碱性,碱性强度与,pKa,值的关系：,季铵碱羟基以负离子形式存在，强碱性,小檗碱,pKa=11.53,OH,-,H,+,3.,影响碱性强弱的因素,（,1,）,N,原子杂化方式,（,2,）电子效应（诱导效应、诱导,-,场效应、共轭效应）,（,3,）空间效应（立体因素）,（,4,）分子内氢键,（,5,）分子内互变异构,碱性,3.,影响碱性强弱的因素,*,（,1,）,N,原子杂化方式 碱性随杂化度的升高而增强,氰基中的氮原子为,SP,杂化呈中性；,吡啶（,pKa=5.17,）和异喹啉（,pKa=5.4,）的氮原子均,为,SP,2,杂化，其碱性较弱；,吡咯啶的氮原子为,SP,3,杂化（,pKa=11.27,），其碱,性较强。,碱性,3.,影响碱性强弱的因素,（,1,）,N,原子杂化方式,碱性,碱性,（,2,）电子效应,诱导效应（供电、吸电）,共轭效应,诱导场效应,（,2,）电子效应,诱导效应,连接供电基团（烷基）则使碱性增强。,碱性,氨 伯胺 仲胺 叔胺,（,2,）电子效应,诱导效应,pKa 9.0,pKa 9.6,pKa 9.3,碱性,去甲基麻黄碱,麻黄碱,甲基麻黄碱,（,2,）电子效应,诱导效应,氮原子附近若有吸电基团（芳环、酰基、醚键、双键、羟基等），碱性减弱。,碱性,氮原子孤电子对处于,p,共轭体系（,3,种：,酰胺、,苯胺、烯胺,）时，通常碱性减弱。,（,2,）电子效应共轭效应,碱性,a),酰胺型,共轭效应,b),苯胺型,pKa 4.58 10.14,毒扁豆碱,碱性,1,2,3,1.76 7.88,C),烯胺型,enamines,仲烯胺,(R,或,R=H),：,B,不稳定 向,C,进行 碱性弱,叔烯胺,(,R,R=,烷基,),：,B,稳定 向,B,进行 碱性强,pKa 11.94,N,甲基,2,甲基二氢吡咯,A.,叔烯胺若,N,处于稠环桥头,不能发生上述质子化（,Bredts,规则限制）,且因双键的吸电性,弱碱性,新士的宁,pKa=3.8,注意,B.,并非所有的,p,共轭效应都降低碱性强度，如：“胍”。接受质子后形成季铵离子，存在共振平衡体系，稳定性增加，为碱性最强的碱，,pKa,13.6,。,注意,C.N,孤对电子和共轭体系中的,电子要产生,p,共轭，两者必须共平面，否则，这种共轭效应会减弱或消失，从而使碱性增强。,注意,pKa 4.39 5.15 2.93,A,B,C,（,2,）电子效应,诱导,-,场效应,碱性,分子中同时含有,2,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,），对第二个氮原子产生两种碱性降低的效应：,诱 导 效 应：通过碳链传递,(,碳链长,作用减弱,),静电场效应：通过空间直接作用,(,空间近,作用强,),诱导,场效应：碱性降低。,碱性,（,2,）电子效应,诱导,场效应,金雀花碱,pka 8.1,吐根碱,pka 0.89,碱性,（,3,）立体因素,莨菪碱 碱性较强,pKa 9.65,东莨菪碱 碱性弱,pKa 7.50,碱性,（,4,）分子内氢键,若成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。,和钩藤碱,异和钩藤碱,碱性,（,4,）分子内氢键,10-,羟基二氢去氧可待因,顺式,反式,碱性,（,4,）分子内氢键,pKa 9.58,pKa 9.74,碱性,（,4,）分子内氢键,碱性,（,5,）分子内互变异构,蛇根碱,碱性,（,5,）分子内互变异构,碱性,N,原子处在稠环的,“,桥头,”,张力较大,（,5,）分子内互变异构,碱性,例外,互变异构的条件,：,环叔胺分子，氮原子的,、,位有双键,；,环叔胺分子，氮原子的,位有,-OH,；,处于稠环桥头的,N,，不能异构化。,（,5,）分子内互变异构,碱性,具体到某个化合物的碱性强弱的判断，需要将几个影响碱性强度的因素综合起来考察。,一般来说，,空间效应与诱导效应共存时，前者居主导地位；,诱导效应与共轭效应共存时，后者居主导地位。,碱性强弱小结,碱性,碱性强弱小结,供电,碱性 吸电,碱性 共轭,碱性,立体因素,碱性增强、降低（视结构而定）；,结构中有,-COOH,、,Ar-OH,基团，则为两性生物碱。,碱性,比较碱性强弱：,比较碱性强弱：,A C B,（一）溶剂法,（二）离子交换树脂法,（三）沉淀法,第四节 生物碱的提取与分离,提取,提取速率与下列因素有关：,溶剂用量,原料粉碎度,操作条件 温度,搅拌,操作工艺,（一）溶剂法,1,、酸水提取法,2,、醇提法,(,醇,-,酸水,-,有机溶剂法,),3,、碱化,-,有机溶剂提取法,（一）溶剂法,1,、酸水提取法,原理：生物碱盐类易溶于水,溶剂：,0.5,l,矿酸水溶液（,HCl,、,H,2,SO,4,）,方法：冷提法（浸泡和渗滤）,优点：简便、易行、安全、便宜,缺点：体积大，难浓缩，水溶杂质多，难成盐的,生物碱可能提取不完全,纯化,:,离子交换树脂法、碱化后有机溶剂萃取、,沉淀法,生药,H,+,/H,2,O,药渣,Alk,OH,-,/H,2,O,H,+,/H,2,O,OH,-,弱碱及杂质,亲水性,Alk,若不沉淀可用有机溶剂萃取，然后蒸去溶剂,2,、醇提法,(,醇,-,酸水,-,有机溶剂法,),原理：游离生物碱、生物碱盐均易溶于醇,溶剂：甲醇、乙醇,方法：冷提取（浸渍、渗漉）,热提取（回流、连续回流）,优点：溶剂易回收，水溶杂质少,缺点：亲脂性杂质多,纯化方法：酸碱处理后有机溶剂萃取,醇提浓缩液,MeOH/EtOH,酸水溶液 沉淀,树脂、叶绿素,油脂、甾萜,Na,2,CO,3,或,NH,4,OH,碱化,/CHCl,3,萃取,有机溶剂层 酸水层,亲脂性杂质,有机溶剂萃取,有机溶剂层 碱水层,粗生物碱 水溶性杂质,水溶性生物碱,生药粗粉,加稀酸使生物碱成盐，放置,CHCl,3,、,CH,2,Cl,2,Ether,、,EtOAc,3,、碱化,-,有机溶剂提取法,前处理：药材粗粉用（,NH,4,OH,、,Na,2,CO,3,、,石灰,乳等）湿润,方法：冷浸、回流、连续回流,溶剂：氯仿、二氯甲烷、乙醚、苯等,优点：溶剂回收容易，水溶性杂质少,缺点：亲脂性杂质多,纯化方法：酸碱处理方法,3,、碱化,-,有机溶剂提取法,生,药,残,渣,CHCl,3,CHCl,3,H,+,/H,2,O,碱化（如,NH,4,OH,）（使,Alk,游离）,渗滤（或浸渍）（如,CHCl,3,等）,H,+,/H,2,O,OH,-,/H,2,O,Alk,沉淀,亲水性,Alk,碱性较弱的,Alk,（二）离子交换树脂法,一叶萩叶及嫩茎粗粉,0.3%H,2,SO,4,，渗漉,渗漉液,阳离子交换树脂柱,流出液 树脂,不能产生交换作用,的亲水性杂质,水洗，干燥,10%NH,4,OH,湿润碱化树脂,碱化的树脂,Et,2,O,沙氏提取,Et,2,O,提取液,回收,Et,2,O,黄色一叶萩碱粗品,（三）沉淀法,酸提取碱沉淀法,蝙蝠葛,沉,淀,H,2,O,H,+,/H,2,O,提取；加碱碱化,水溶性,Alk,、杂质,水不溶或难溶性,Alk,（三）沉淀法,盐析法：,适用于中等强度碱,黄藤,1%H,2,SO,4,水溶液,H,2,O,沉淀,碱化至,pH=9,；加,NaCl,达饱和,掌叶防已碱,（三）沉淀法,*,雷氏铵盐沉淀法,季铵碱的水溶液,水溶液,沉淀,(,雷氏复盐,),雷氏铵盐沉淀,沉,淀,滤,液,滤液,(B,2,SO,4,),硫酸钡沉淀,季铵碱的盐酸盐,加酸水调至弱酸性,加新配制的雷氏铵盐饱和,/H,2,O,溶,丙酮（乙醇）中,加,Ag,2,SO,4,饱和水溶液,加入氯化钡（,BaCl,2,）,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,Alk,的理化性质,分 离,（一）总生物碱的分离,（二）生物碱单体的分离,分 离,总生物碱,酸水提取，浓缩,/,氯仿,(,苯,),水溶性,生物碱,酸化,沉淀剂,有机溶剂层 酸水层,（弱碱性生物碱）（中强、强碱性生物碱）,12%NaOH,碱水层 有机溶剂层,NH,4,Cl/,有机溶剂,有机溶剂层,(,酚性弱碱性生物碱,),非酚性,弱碱性,生物碱,NH,3.,H,2,O pH 9-10,有机溶剂,有机溶剂层 碱水层,碱水层 有机溶剂层,12%NaOH,有机溶剂层,酚性中强性,生物碱,NH,4,Cl/CHCl,3,非酚性,中强性,生物碱,or,pH12,n-BuOH,n-BuOH,沉淀,分解,（一）总生物碱的分离,*,*,（二）生物碱单体分离,*,1,、利用生物碱碱性差异（,pH,梯度萃取法）,2,、利用生物碱及其盐的溶解度差异,3,、利用特殊官能团分离,4,、利用色谱法,（二）生物碱单体分离,1,、利用生物碱碱性差异（,pH,梯度萃取法）,脂溶生物碱总碱 （,CHCl,3,）,弱酸液,/,中等,/,强酸,弱酸液 中等酸液 强酸液,强碱 中强碱 弱碱,总碱稀酸溶液,弱碱调,pH/CHCl,3,CHCl,3,水液,弱碱,中强,/,强碱,调,pH/CHCl,3,中强碱 强碱,1.Alk,碱性不同,pH,梯度萃取法,首先考虑的问题：,所选溶剂,pH,值多少为宜？,萃取几次能完全？,萃取溶剂的最佳体积？,1,乌藤碱,insularine,2,表千金藤碱,epistephine,3,千斤藤碱,stephanine,千斤藤中生物碱的分离,千金藤总碱,千金藤总碱,溶液 不溶物,酚性生物碱 非酚性生物碱,溶于,CHCl,3,CHCl,3,液,缓冲液萃取,pH 5.8 pH 4.4 pH 2.8,10%NaOH,碱化,乙醚萃取,乙醚液,1,同左,2,3,5%NaOH,溶解,2,、利用生物碱及其盐的溶解度差异,麻黄草,水煎煮,草渣 煎煮液,NaOH,碱化,pH 10-12,碱液,甲苯萃取,甲苯溶液 碱液,流经草酸溶液吸收塔,甲苯 草酸溶液,减压浓缩,草酸麻黄碱结晶 母液,CaCl,2,溶液,草酸钙沉淀 溶液（盐酸麻黄碱）,麻黄碱：草酸盐溶解度小,伪麻黄碱,饱和,CaCl,2,盐酸伪麻黄碱,碘,金鸡纳树皮粉末,Ca(OH),2,湿润,苯提取,苯提液,稀,H,2,SO,4,酸水液,NaOH,调,pH6.5,硫酸奎宁结晶 母液,氨水碱化,奎宁,碱化，过滤,沉淀 滤液,乙醚,不溶物 乙醚液,金鸡宁,稀,HCl,酸水液 乙醚液,酒石酸钾钠,1,2,3,4,硫酸盐,1:810,1:65,1:70,1:90,酒石酸盐,1:1265,1:40,氢碘酸盐,1:200,1:1250,乙醚,不溶,酒石酸 母液,金鸡宁丁,碱化,金鸡宁丁,1,2,3,4,KI,氢碘酸 母液,奎尼丁,碱化,奎尼丁,3,、利用特殊官能团分离,R=H CH,3,吗啡 可待因,1),酚,-OH,可溶于,NaOH,2,）,COOH,可溶于,NaHCO,3,槟榔次碱,3),内酯、内酰胺等,加碱开环形成溶于水的羧酸盐,加酸环合自水溶液中析出。,喜树碱,苦参碱,3),内酯、内酰胺等,加碱开环形成溶于水的羧酸盐,加酸环合自水溶液中析出。,4,、利用色谱法,（,1,）吸附色谱,（,2,）分配色谱,（,3,）离子交换树脂色谱,（,4,）,HPLC,等,相似结构：双键多、含氧官能团多,则极性大,在含氧官能团中：,（,1,）吸附色谱,吸附剂：硅胶和,氧化铝,溶剂：苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯等,有时需加碱（氨水，二乙胺，三乙胺等）,化合物极性判断,五、提取分离,长春花全草粗粉,长春碱 长春新碱,0.3,倍水湿润，苯提取,总游离生物碱,Al,2,O,3,柱,苯,-CHCl,3,(1:2),药渣 苯提取物,经二次酸碱处理,长春碱,R=CH,3,长春新碱,R=CHO,混合生物碱,硅胶分配色谱,Na,2,HPO,4,/,枸橼酸（,pH=5,）为固定相,CHCl,3,为流动相,高三尖杉碱 三尖杉酯碱,n=3 n=2,2,）分配色谱,（极性较大的生物碱或苷或极性差别较小）,3,）离子交换树脂,洋金花粗粉,流出液 树脂,水洗，干燥，,10%NaHCO,3,碱化乙醚沙氏提取,0.1%HCl,渗漉,渗漉液,磺酸型阳离子交换树脂,乙醚液 树脂,干燥，回收溶剂,莨菪碱,母液 结晶（,HBr,东莨菪碱）,油状物,NH,3,H,2,O,碱化，洗脱,溶于,3,倍量丙酮，滴加,40%HBr,，,使刚果红试纸显蓝色，冰箱放置,3,）离子交换树脂,1 R=,2 R=,3 R=,4 R=,LI-Chrosorb SL-60(,正相,),正己烷,-,二氯甲烷,-,甲醇,-,二乙胺,(85:40:1:0.6),1ml/min,290nm,4,）,HPLC,提取分离实例,长春碱与长春新碱,五、提取分离,长春花全草,(,干粉,80,目,),苯渗漉液,药 渣,苯 液,H,+,/H,2,O,苯渗漉,pH=4,6%,酒石酸水溶液萃取,氨水碱化至,pH=67 CHCl,3,提,水杂,脂杂,五、