十生物碱.pptx

本章内容本章内容91 概述概述 92 生物碱生物合成的生物碱生物合成的 基本原理基本原理93 生物碱的分类生物碱的分类94 生物碱的理化性质生物碱的理化性质95 生物碱的提取与分离生物碱的提取与分离 96 生物碱的特殊鉴别反应及各论生物碱的特殊鉴别反应及各论 第第1 1页页/共共118118页页91 概述概述一、生物碱的含义一、生物碱的含义二、生物碱的分布二、生物碱的分布三、生物碱的存在形式三、生物碱的存在形式第第2 2页页/共共118118页页一、生物碱的含义一、生物碱的含义 （一）含义一）含义天然的含氮有机化合物天然的含氮有机化合物（不包括不包括Vb、pro、aa、小分子有机胺、核酸、核苷酸类、小分子有机胺、核酸、核苷酸类）（二）有显著的生理活性：（二）有显著的生理活性：鸦片鸦片镇痛成分吗啡，止咳成分可待因镇痛成分吗啡，止咳成分可待因 黄连黄连抗菌消炎成分小檗碱抗菌消炎成分小檗碱 麻黄麻黄止喘成分麻黄碱止喘成分麻黄碱 萝芙木萝芙木降压成分利血平降压成分利血平 颠茄颠茄 解痉成分阿托品解痉成分阿托品第第3 3页页/共共118118页页二、生物碱的分布二、生物碱的分布 1、多数分布在高等植物、多数分布在高等植物 双子叶（多）：双子叶（多）：古生花被类古生花被类毛茛科、木兰科、小檗科、防己科、毛茛科、木兰科、小檗科、防己科、马兜铃科、罂粟科、芸香科等马兜铃科、罂粟科、芸香科等 后生花被类后生花被类龙胆科、夹竹桃科、马钱科、茄科、龙胆科、夹竹桃科、马钱科、茄科、菊科等菊科等 单子叶（少）单子叶（少）百合、石蒜、百部等百合、石蒜、百部等9个科个科 裸子（更少）裸子（更少）麻黄、红豆衫、三尖衫、云杉、松麻黄、红豆衫、三尖衫、云杉、松 柏等少数属植物柏等少数属植物 第第4 4页页/共共118118页页2、极少数分布在低等植物、极少数分布在低等植物 1)、菌类、菌类如麦角菌等少数植物如麦角菌等少数植物 2)、藻类、水生植物、藻类、水生植物仅伸出地面部分仅伸出地面部分 3)、地衣、苔藓类、地衣、苔藓类仅有少数简单吲哚生物碱仅有少数简单吲哚生物碱 4)、蕨蕨类类除除烟烟碱碱外外，多多分分布布在在木木贼贼科科、卷卷 柏柏科、石松科等植物科、石松科等植物3、生生物物碱碱极极少少与与萜萜类类和和挥挥发发油油共共存存于于同同一一植植物物中中第第5 5页页/共共118118页页三、生物碱的存在形式三、生物碱的存在形式 按分子中按分子中N原子所处状态可分为：原子所处状态可分为：1、游离碱、游离碱除酰胺碱外，仅少数极弱碱如那除酰胺碱外，仅少数极弱碱如那啐因、那可丁等可以游离形式存在。啐因、那可丁等可以游离形式存在。2、盐类、盐类 多数生物碱成盐的形式。成盐的酸多数生物碱成盐的形式。成盐的酸 草酸、柠檬酸、硫酸、盐酸、硝酸等。草酸、柠檬酸、硫酸、盐酸、硝酸等。3、酰胺类（、酰胺类（CONH）如秋水酰碱、喜如秋水酰碱、喜树碱、胡椒碱等。树碱、胡椒碱等。第第6 6页页/共共118118页页三、生物碱的存在形式三、生物碱的存在形式4、N氧化物氧化物约有约有120种主要分布在吡咯里西丁种主要分布在吡咯里西丁类如：野百合碱类如：野百合碱N氧化物、氧化苦参碱等。氧化物、氧化苦参碱等。5、氮杂缩醛类、氮杂缩醛类如阿马林类（可异构成季碱）。如阿马林类（可异构成季碱）。6、其它、其它 亚胺（亚胺（CN）、烯胺（）、烯胺（NCC、NCN、NOR）。）。第第7 7页页/共共118118页页 92 生物碱生物合成的生物碱生物合成的 基本原理基本原理 合成前体合成前体 aa、MVA、AAMA主主要要aa 鸟鸟氨氨酸酸、脯脯氨氨酸酸、赖赖氨氨酸酸、苯氨酸、酪氨酸、色氨酸、邻氨基苯苯氨酸、酪氨酸、色氨酸、邻氨基苯 甲酸、组氨酸、烟酸等甲酸、组氨酸、烟酸等生物合成的化学原理生物合成的化学原理环合反应、环合反应、CN、CC的裂解的裂解（伴随重排、取代、消除转化等）（伴随重排、取代、消除转化等）第第8 8页页/共共118118页页一、环合反应一、环合反应（一）一级环合反应（一）一级环合反应 1、内酰胺形成、内酰胺形成肽类生物碱的生物合成肽类生物碱的生物合成 2、烯烯夫夫碱碱形形成成吡吡咯咯、托托品品类类、哌哌定定类类、喹诺里西定类生物碱的生物合成喹诺里西定类生物碱的生物合成第第9 9页页/共共118118页页3、罗罗尼尼烯烯氨氨甲甲基基反反应应 苄苄基基异异喹喹啉啉。吲吲哚哚生生物物碱碱的生物合成的生物合成4、加加成成反反应应 亲亲核核氨氨基基与与芳芳香香或或醌醌类类体体系系中中亲亲电电中心的加成反应中心的加成反应第第1010页页/共共118118页页（二）次级环合反应（二）次级环合反应 1、酚酚氧氧化化偶偶联联 酚酚自自由由基基形形成成自自由由基基偶偶联联再再芳香化芳香化 （1）酚自由基形成）酚自由基形成在邻对位在邻对位 （2）自由基偶联）自由基偶联 新新CC、CO 键自身偶联键自身偶联 （3）再芳香化）再芳香化 烯醇化、烯醇化、CC 键转移键转移 2、亚胺盐次级环合反应、亚胺盐次级环合反应二、二、CN键的裂解键的裂解（一）内酰胺开环（一）内酰胺开环 仲胺仲胺（O）内酰胺内酰胺 CN 裂解裂解 O：N缩酮缩酮 开环开环 CN裂解裂解 N在侧链在侧链（二）（二）hofmann降解和降解和von Braun降解降解第第1111页页/共共118118页页 93 生物碱的分类生物碱的分类 分类方法分类方法 1、按按来来源源分分类类鸦鸦片片生生物物碱碱、黄黄连连、长春花生物碱等。长春花生物碱等。2、按按化化学学分分类类 托托品品烷烷、喹喹啉啉、异异喹喹啉等。啉等。3、按按生生源源结结合合化化学学分分类类 氨氨基基酸酸、异异戊烯戊烯第第1212页页/共共118118页页来源于氨基酸来源于氨基酸 鸟氨酸、赖氨酸、苯鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸丙氨酸、酪氨酸、色氨酸来源于异戊烯来源于异戊烯 萜类、甾体类萜类、甾体类1）、来源于鸟氨酸）、来源于鸟氨酸 1、吡咯类、吡咯类 2、吡咯里西丁、吡咯里西丁 3、托品烷类、托品烷类 第第1313页页/共共118118页页2）、来源于赖氨酸）、来源于赖氨酸 4、哌定类、哌定类 5、吲哚里西丁类、吲哚里西丁类 6、喹诺里西丁类、喹诺里西丁类3）来源于邻氨基苯甲酸）来源于邻氨基苯甲酸 7、喹啉类、喹啉类、8、吖啶酮类、吖啶酮类4）来源于色氨酸）来源于色氨酸 9、简单吲哚碱类、简单吲哚碱类、10、简单、简单卡波兰类、卡波兰类、11.半萜吲哚碱类半萜吲哚碱类、第第1414页页/共共118118页页5）来源于苯丙氨酸）来源于苯丙氨酸/酪氨酸酪氨酸 9、简单苯丙胺类、简单苯丙胺类10、四氢异喹啉类、四氢异喹啉类11、苄基四氢异喹啉类生物碱、苄基四氢异喹啉类生物碱12、苯乙基四氢异喹啉类、苯乙基四氢异喹啉类13、苄基苯乙胺类生物碱、苄基苯乙胺类生物碱14、吐根碱类生物碱、吐根碱类生物碱 第第1515页页/共共118118页页、6）来源于色氨酸）来源于色氨酸 15、简单吲哚碱类、简单吲哚碱类 16、简单、简单卡波兰类卡波兰类 17、半萜吲哚碱类、半萜吲哚碱类 18、简单吲哚碱类、简单吲哚碱类第第1616页页/共共118118页页7）来源于萜类）来源于萜类 19、单萜生物碱、单萜生物碱 20、倍半萜生物碱、倍半萜生物碱 21、二萜生物碱、二萜生物碱 22、三萜生物碱、三萜生物碱8）来源于甾体）来源于甾体 23、孕甾烷（、孕甾烷（C21）生物碱来源于甾体）生物碱来源于甾体 24、环孕甾烷（、环孕甾烷（C24）生物碱）生物碱 25、胆甾烷（、胆甾烷（C27）生物碱）生物碱第第1717页页/共共118118页页生物碱分类生物碱分类一、来源于鸟氨酸的生物碱一、来源于鸟氨酸的生物碱（一）吡咯烷生物碱（一）吡咯烷生物碱水苏碱水苏碱红古豆碱红古豆碱第第1818页页/共共118118页页（二）托品烷类生物碱（二）托品烷类生物碱 如如 东莨菪碱东莨菪碱（三）吡咯里西丁类（三）吡咯里西丁类 第第1919页页/共共118118页页二、来源于赖氨酸的生物碱二、来源于赖氨酸的生物碱 赖氨酸赖氨酸 （一）哌定类生物碱（一）哌定类生物碱 胡椒碱胡椒碱 洛贝林洛贝林第第2020页页/共共118118页页（二）吲哚里西丁生物碱（二）吲哚里西丁生物碱 （三）喹诺里西丁类生物碱（三）喹诺里西丁类生物碱 羽扇豆碱羽扇豆碱 金雀花碱金雀花碱 苦参碱苦参碱 第第2121页页/共共118118页页三、来源于邻氨基苯甲酸的生物碱三、来源于邻氨基苯甲酸的生物碱 喹啉类喹啉类 吖啶酮吖啶酮 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（多）（多）（一）苯丙胺类生物碱（一）苯丙胺类生物碱 麻黄碱麻黄碱 伪麻黄碱伪麻黄碱 第第2222页页/共共118118页页 （二）四氢异喹啉类生物碱（二）四氢异喹啉类生物碱（少）（少）哌劳亭哌劳亭 （三）苄基四氢异喹啉碱（多）（三）苄基四氢异喹啉碱（多）化学分类：化学分类：（1）苄基四氢异喹啉碱）苄基四氢异喹啉碱罂粟碱罂粟碱 去甲乌药碱去甲乌药碱 厚朴碱厚朴碱第第2323页页/共共118118页页（2）阿朴菲类生物碱）阿朴菲类生物碱 千金藤碱等千金藤碱等（3）双苄基异喹啉）双苄基异喹啉 RCH3 汉防己甲素汉防己甲素 RH 汉防己乙素汉防己乙素（4）吗啡烷类）吗啡烷类 RH 吗啡碱吗啡碱 RCH3 可待因可待因 （5）原小檗碱和小檗碱类 第第2424页页/共共118118页页（5）原小檗碱和小檗碱类）原小檗碱和小檗碱类 小檗碱小檗碱 R1=R2CH2 L巴马亭巴马亭 R1=R2CH3 药根碱药根碱 R1CH3 R2H（6）普罗托品类）普罗托品类分分布布在在 木木兰兰科科、防防己己科科、大大戟戟科科、樟樟科科、毛茛科、罂粟科、芸香科等毛茛科、罂粟科、芸香科等 第第2525页页/共共118118页页（四）苯乙基四氢异喹啉类生物碱（四）苯乙基四氢异喹啉类生物碱 秋水仙胺秋水仙胺 秋水仙碱秋水仙碱（五）苄基苯乙胺类生物碱（五）苄基苯乙胺类生物碱加兰他加兰他 敏、石蒜碱等敏、石蒜碱等（六）吐根碱类（六）吐根碱类多巴胺类衍生物多巴胺类衍生物 如如 吐根碱吐根碱第第2626页页/共共118118页页五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱 （一）简单吲哚碱类生物碱（一）简单吲哚碱类生物碱（二）简单（二）简单卡波兰碱类卡波兰碱类（三）半萜吲哚生物碱类（三）半萜吲哚生物碱类 如麦角生物碱如麦角生物碱（四）单萜吲哚生物碱（四）单萜吲哚生物碱 （1）单萜吲哚类）单萜吲哚类 利血平利血平士的宁士的宁 第第2727页页/共共118118页页（2）双吲哚类）双吲哚类 长春新碱、长春碱长春新碱、长春碱 长春碱长春碱 R=CH3 长春新碱长春新碱 R CHO 3）与单萜吲哚生物碱有关的生物碱）与单萜吲哚生物碱有关的生物碱 喜树碱喜树碱 奎宁碱奎宁碱第第2828页页/共共118118页页六、来源于萜类的生物碱六、来源于萜类的生物碱（一）单萜类生物碱（一）单萜类生物碱如猕猴桃碱如猕猴桃碱（二）倍半萜类生物碱（二）倍半萜类生物碱如石斛碱如石斛碱（三）二萜生物碱（三）二萜生物碱乌头碱乌头碱（四）三萜生物碱（四）三萜生物碱 康斯生康斯生第第2929页页/共共118118页页七、来源于甾体的生物碱七、来源于甾体的生物碱（一）孕甾烷（一）孕甾烷（C21）生物碱）生物碱 康斯生等康斯生等（二）环孕甾烷（二）环孕甾烷（C24）生物碱）生物碱如环氧黄杨木己素如环氧黄杨木己素（三）胆甾烷（三）胆甾烷（C27）生物碱）生物碱浙贝甲素浙贝甲素八、嘌呤类八、嘌呤类 咖啡碱咖啡碱 第第3030页页/共共118118页页94 生物碱的理化性质生物碱的理化性质一、形状一、形状1、元素组成、元素组成C、H、O、N（S、Cl）等）等2、多数晶形为粉末，少数是液体如：烟碱、毒芹碱、多数晶形为粉末，少数是液体如：烟碱、毒芹碱3、液体生物碱及个别生物碱（麻黄碱）有挥发性，、液体生物碱及个别生物碱（麻黄碱）有挥发性，咖啡碱有升华性。咖啡碱有升华性。4、多多具具苦苦味味，固固体体有有确确定定的的mp，个个别别有有双双mp，如如汉汉防己乙素防己乙素5、颜颜色色多多数数无无色色，少少数数有有共共轭轭体体系系结结构构的的生生物物碱碱显不同颜色，显不同颜色，如：小檗碱、蛇根碱黄色，小檗红碱红色。如：小檗碱、蛇根碱黄色，小檗红碱红色。第第3131页页/共共118118页页二、旋光性二、旋光性 1、多数生物碱含手性、多数生物碱含手性C，有旋光性，多为左旋。，有旋光性，多为左旋。少少数数生生物物碱碱如如：小小檗檗碱碱、罂罂粟粟碱碱（全全共共轭轭，无无手手性性C）无无旋光性。旋光性。2、影响旋光性的因素、影响旋光性的因素 溶剂、溶剂、PH、存在状态。、存在状态。麻黄碱：麻黄碱：氯仿（）氯仿（）L、水（）、水（）d 黄连碱：黄连碱：95乙醇（）乙醇（）L、烯乙醇（、烯乙醇（+）d PH烟碱、北美黄连碱：中性（）烟碱、北美黄连碱：中性（）L、酸性（）、酸性（）d 存在状态存在状态吐根碱吐根碱 氯仿（游离）氯仿（游离）L，HCL（盐）（盐）d 3、旋光性与生理活性的相关性、旋光性与生理活性的相关性 多数：多数：L体体 d 体体莨菪碱散瞳作用莨菪碱散瞳作用L d 100倍倍 少数少数 d 体体 L体体古柯碱局麻作用古柯碱局麻作用 d L 第第3232页页/共共118118页页三、溶解度三、溶解度（一一）亲亲脂脂性性生生物物碱碱（大大多多数数为为叔叔胺胺、仲仲胺胺类类生物碱）生物碱）1、游游离离生生物物碱碱多多数数溶溶于于MeOH、EtOH、Me2CO、Et2O、C6H6、CHCL3 等等亲亲脂脂性性溶溶剂剂,难难溶溶于于H2O、碱碱水水（尤尤其其在在氯氯仿仿中中的的溶溶解解度度最最好）。好）。注：注：氯仿的氯仿的H受受CL的吸的吸 电性影响，解离度电性影响，解离度 加大，易与加大，易与N的未的未 共用电子对形成分共用电子对形成分 子间氢键子间氢键 第第3333页页/共共118118页页特例：（特例：（1）吗啡难溶于）吗啡难溶于CHCL3、Et2O （包括加兰他敏）（包括加兰他敏）（2）伪石蒜碱难溶于）伪石蒜碱难溶于CHCL3、EtOH，溶于，溶于H2O；喜树碱只；喜树碱只 溶于酸性氯仿。溶于酸性氯仿。（3）小分子生物碱如：麻黄碱既）小分子生物碱如：麻黄碱既 溶于溶于CHCL3，又溶于水（包括，又溶于水（包括 烟碱、毒芹碱、苦参碱、秋水酰碱）烟碱、毒芹碱、苦参碱、秋水酰碱）第第3434页页/共共118118页页2、生物碱盐、生物碱盐易溶于水、易溶于水、EtOH、MeOH、Me2CO；不溶难溶于低极性；不溶难溶于低极性 有机溶剂，如：有机溶剂，如：CHCL3、苯等。、苯等。（1）某些生物碱盐可溶于）某些生物碱盐可溶于CHCL3 如：如：奎宁碱奎宁碱/（中性盐、一元基盐）、（中性盐、一元基盐）、高石蒜碱高石蒜碱/HCL等等 （2）某些生物碱盐难溶于水）某些生物碱盐难溶于水 如：小檗如：小檗 碱碱/HCL、麻黄碱麻黄碱/草酸、草酸、高石蒜碱高石蒜碱/HCL等。等。第第3535页页/共共118118页页（3）具有酸碱两性的生物碱既溶于酸，）具有酸碱两性的生物碱既溶于酸，又可溶于碱水溶液。又可溶于碱水溶液。分子中含分子中含 COOH 可溶于可溶于5NaHCO3 如水苏碱；如水苏碱；PhOH 可溶于可溶于NaOH 如如 吗啡吗啡（4）具具有有内内酯酯、内内酰酰胺胺结结构构的的生生物物碱碱 加碱开环；加酸环合加碱开环；加酸环合 如喜树碱如喜树碱如苦参碱如苦参碱第第3636页页/共共118118页页（5）极极弱弱碱碱（嘌嘌呤呤类类、酰酰胺胺类类、吲吲哚哚类类）不不易易与与酸酸成成盐盐，其其酸酸水水液液不不需需碱碱化化，即即可被氯仿提出。可被氯仿提出。（二）水溶性生物碱（二）水溶性生物碱 1、季季铵铵碱碱小小檗檗碱碱、轮轮环环藤藤酚酚碱碱、益母草碱、药根碱等益母草碱、药根碱等 2、NO（配配位位键键）生生物物碱碱氧氧化化苦参碱等。苦参碱等。极性极性 离子键离子键 配位键配位键 共价键共价键第第3737页页/共共118118页页3、具有内盐结构的易溶于水，又可溶于、具有内盐结构的易溶于水，又可溶于 NaHCO3 水苏碱水苏碱 葫芦巴碱葫芦巴碱 槟榔碱槟榔碱第第3838页页/共共118118页页四、生物碱的检识四、生物碱的检识（一）常用生物碱的沉淀试剂（一）常用生物碱的沉淀试剂 1、碘碘化化铋铋钾钾试试剂剂 桔桔红红色色 （Dragendorffs teagent)2、碘碘化钾、碘碘化钾 红棕色红棕色(Wagners teagent)3、碘化汞钾、碘化汞钾 白色白色 (Mayers teagent)4、硅乌酸、硅乌酸 淡黄色淡黄色(Bertrads teagent)5、雷氏铵盐、雷氏铵盐 肉红色肉红色(Ammoniums teagent)第第3939页页/共共118118页页（二）常用显色剂（二）常用显色剂改良碘化铋钾试剂改良碘化铋钾试剂【1ml碘碘化化铋铋钾钾沉沉淀淀剂剂12ml烯烯HAC（10ml水水2mlHAC）】（三）注意问题：（三）注意问题：1、沉淀反应必须在烯酸水溶液中进行。、沉淀反应必须在烯酸水溶液中进行。2、排除假阳性和假阴性反应：、排除假阳性和假阴性反应：假假阳阳性性：蛋蛋白白质质、多多肽肽、氨氨基基酸酸、鞣鞣质质等等也也可可与生物碱沉淀试剂产生与生物碱沉淀试剂产生反应。反应。假假阴阴性性：个个别别生生物物碱碱不不与与生生物物碱碱沉沉淀淀试试剂剂产产生生反反应应，如如：麻麻黄黄碱碱、秋秋水水酰酰碱碱、嘌嘌呤呤类类、吲吲哚类等极弱生物碱哚类等极弱生物碱（麻黄碱除外）。（麻黄碱除外）。第第4040页页/共共118118页页3、为为排排除除假假阳阳性性干干扰扰，一一般般酸酸水水提提取取液液要进行去杂处理。要进行去杂处理。酸水液酸水液 PH 9 碱液碱液 CHCL3 萃取萃取 CHCL3层层（游离碱）（游离碱）（1）H2O层层（蛋白质、鞣质、等水杂）（蛋白质、鞣质、等水杂）（1）CHCL3层层 CHCL3（脂杂）（脂杂）2HCL 酸水层酸水层（生物碱）（生物碱）做沉淀反应检识。做沉淀反应检识。第第4141页页/共共118118页页五、生物碱的化学性质和反应五、生物碱的化学性质和反应（一）碱性（一）碱性1、碱性的强弱表示：、碱性的强弱表示：pka+pkb=pkw pkapkw pkb14 pkb kb大，大，pkb 小，碱性强；小，碱性强；ka小，小，pka大，碱性强大，碱性强 kb小，小，pkb 大，碱性弱；大，碱性弱；ka大，大，pka小，碱性弱。小，碱性弱。第第4242页页/共共118118页页 碱性强弱的划分：碱性强弱的划分：Pka 11 强碱强碱.第第4343页页/共共118118页页2、生物碱碱性强弱分类：、生物碱碱性强弱分类：（1）强碱性生物碱）强碱性生物碱 pka 11 季铵碱、季铵碱、胍类胍类（2）中强碱生物碱）中强碱生物碱 pka 711 脂肪胺脂肪胺、脂氮杂环脂氮杂环（3）弱碱性生物碱）弱碱性生物碱 pka 27 芳氮杂环芳氮杂环（4）极弱生物碱）极弱生物碱 PH SP2 SP N的的电电子子结结构构：难难接接受受质质子子 1S2）2S2）2P3）易接受质子易接受质子 所所以以P电电子子成成分分比比例例越越高高、S电电子子成成分分比比例例越越少，碱性越强少，碱性越强例：例：pka 11.2 5.2 伯胺伯胺 氨氨 pka 10.7 10.6 9.75 吸电子诱导效应：吸电子诱导效应：托派可卡因托派可卡因 可卡因可卡因 pka 9.88 8.31 第第4747页页/共共118118页页特例：具有氮杂缩醛结构的生物碱，常特例：具有氮杂缩醛结构的生物碱，常 易质子化而显强碱性易质子化而显强碱性 如阿替新如阿替新atisine 属于异构化成的强碱属于异构化成的强碱 （pka 12.9）第第4848页页/共共118118页页 而阿马林不易质子化而阿马林不易质子化 (pka8.15)因因OH的吸电性使碱性的吸电性使碱性 减弱。减弱。第第4949页页/共共118118页页若若N原子在桥头，则不发生质子化。如：原子在桥头，则不发生质子化。如：新士的宁的碱性弱的原因除了新士的宁的碱性弱的原因除了N原子在桥原子在桥头，不发生质子化外，还有邻位双键的吸头，不发生质子化外，还有邻位双键的吸电子诱导效应。电子诱导效应。Pka 3.38 第第5050页页/共共118118页页（3）诱导）诱导场效应场效应分子中含分子中含2个个N，当当N1质子化后成为强吸电基，使质子化后成为强吸电基，使N2碱性下降而产生诱导效应和静电场效应。碱性下降而产生诱导效应和静电场效应。例：吐根碱例：吐根碱 N1 pka 8.43 N2 pka 7.54 V 0.87第第5151页页/共共118118页页 N1 pka 11.4 金雀花碱金雀花碱 N2 pka 3.3 V 8.1诱诱 导导 效效 应应 随随 C链链 增增 长长 影影 响响 减减 弱弱 静静 电电 效效 应应 空空 间间 传传 递递 位位 置置 越越 近近，影影 响响越越大大，如如金金雀雀花花碱碱第第5252页页/共共118118页页（4）共轭效应：）共轭效应：多多数数P（）共共轭轭效效应应使使N原原子电子云密度下降，碱性减小子电子云密度下降，碱性减小 少数少数P（）共轭效应使）共轭效应使N原子电子云密度提高，碱性增强原子电子云密度提高，碱性增强 1苯胺型中苯胺型中P共轭使共轭使 N原子原子 碱性下降碱性下降 pka 10.14 pka 4.58第第5353页页/共共118118页页 毒扁豆碱毒扁豆碱 N1 7.88 N2 1.76 （P共轭）共轭）2烯胺型烯胺型 仲烯胺仲烯胺易向易向sp2杂化的杂化的NC（C）方向平衡，）方向平衡，碱性减弱碱性减弱。第第5454页页/共共118118页页 叔烯胺叔烯胺易向季铵碱转化（易向季铵碱转化（B），碱），碱性增强。如蛇根碱（性增强。如蛇根碱（pka 10.8）第第5555页页/共共118118页页分子内互变异构分子内互变异构互变异构的条件互变异构的条件：环叔胺分子，氮原子的环叔胺分子，氮原子的、位有双键；位有双键；环叔胺分子，氮原子的环叔胺分子，氮原子的位有位有-OH；处于稠环桥头的处于稠环桥头的N N，不能异构化。，不能异构化。第第5656页页/共共118118页页 吡啶：缺吡啶：缺N，N不参与不参与P 共轭，共轭，pka 5.2吡咯：多吡咯：多N，N上未共用电上未共用电 子对参与了子对参与了P共轭，电子共轭，电子 云密度云密度下降，碱性减小下降，碱性减小 pka 0.4 喹啉喹啉 缺缺N pka 4.94第第5757页页/共共118118页页 异喹啉异喹啉 pka 5.4 吲哚吲哚 多多N pka 0.35 第第5858页页/共共118118页页3酰胺型（嘌呤、吲哚）使碱性酰胺型（嘌呤、吲哚）使碱性 极弱极弱 P共轭共轭 使使N上电子云密度大幅下降上电子云密度大幅下降 碱碱性极弱。性极弱。秋水仙碱秋水仙碱 pka 1.84第第5959页页/共共118118页页 胡椒碱胡椒碱 pka 1.42 咖啡碱咖啡碱 pka 1.22但但是是由由于于胍胍接接受受质质子子后后形形成成季季铵铵离离子子，呈呈更更强强的的P共轭，体系稳定性增大，共轭，体系稳定性增大，而成为最强的碱（而成为最强的碱（pka 13.6）第第6060页页/共共118118页页（5）空间效应）空间效应 空间位阻妨碍空间位阻妨碍N原子原子接受质子，而降低了碱性接受质子，而降低了碱性 例例1 仲胺仲胺 10.7 伯胺伯胺10.6 叔胺叔胺 9.8 例例2 麻黄碱麻黄碱 N甲基麻黄碱甲基麻黄碱仲胺仲胺pka9.56叔胺叔胺pka9.30第第6161页页/共共118118页页例例3 A pka 5.15 B pka 2.93例例4 吲哚吲哚N 近中性近中性 脂环叔胺脂环叔胺N 因因C19 20直立直立 键位阻键位阻 pka 6.07 第第6262页页/共共118118页页例例5 莨菪碱莨菪碱 pka 9.65 （叔胺（叔胺 ）东莨菪碱东莨菪碱 pka 7.5 （叔胺（叔胺 位阻位阻 诱导）诱导）（6）分子内氢键形成）分子内氢键形成 碱性碱性 N在环内在环内 順式順式 反式反式 N在侧链在侧链 共轭酸稳定共轭酸稳定 共轭酸不稳共轭酸不稳 第第6363页页/共共118118页页 BH B H （共轭酸）（共轭酸）（共轭碱）（共轭碱）共共轭轭酸酸稳稳定定 向向左左 进进行行，说说明明碱碱性性强强 （共轭碱易接受质子）（共轭碱易接受质子）不稳定不稳定 向右向右 进行进行，说明碱性弱，说明碱性弱（共轭碱难接受质子）（共轭碱难接受质子）第第6464页页/共共118118页页麻黄碱麻黄碱 伪麻黄碱伪麻黄碱 共轭酸不稳共轭酸不稳 共轭酸稳共轭酸稳pka 9.68 pka 9.74第第6565页页/共共118118页页 生物碱碱性小结生物碱碱性小结（1）N原子杂化类型原子杂化类型 SP3 SP2 SP 诱导效应诱导效应 M 碱性提高碱性提高（2）电子效应）电子效应 I 碱性下降碱性下降 一般一般P共轭共轭：使碱性使碱性 共轭效应共轭效应 缺缺N 多多N 酰胺、嘌呤、吲哚：近中性酰胺、嘌呤、吲哚：近中性 叔烯胺无位阻可异构成叔烯胺无位阻可异构成 季铵碱季铵碱碱性增强碱性增强第第6666页页/共共118118页页（3）空间效应）空间效应 多数是立体位阻碱性下降多数是立体位阻碱性下降（4）氢键效应）氢键效应 稳者稳者 碱性提高碱性提高 不稳者不稳者 碱性下降碱性下降3、综合分析、综合分析 1、首先看、首先看N原子状态原子状态 2、影响因素：、影响因素：空间效应空间效应 诱导效应诱导效应 共轭效应共轭效应 诱导效应诱导效应 溶剂、温度溶剂、温度 第第6767页页/共共118118页页ABCDE第第6868页页/共共118118页页ABCDEF第第6969页页/共共118118页页比较碱性强弱比较碱性强弱：比较碱性第第7070页页/共共118118页页95 生物碱的提取与分离生物碱的提取与分离 一、总生物碱的提取一、总生物碱的提取（一）溶剂法提取考虑因素（一）溶剂法提取考虑因素 生物碱本身的性质（亲水、亲脂）生物碱本身的性质（亲水、亲脂）存在形式存在形式（游离、盐）（游离、盐）提取方法（溶剂用量提取方法（溶剂用量715倍、原料粉碎度）倍、原料粉碎度）操作条件（温度、搅拌、）操作条件（温度、搅拌、）如如萝萝夫夫木木生生物物碱碱采采用用超超声声波波提提取取后后，时时间间由由120小时缩短为小时缩短为5小时小时 第第7171页页/共共118118页页1、水或酸水有机溶剂提取法、水或酸水有机溶剂提取法 原理原理：生生物物碱碱盐盐易易溶溶于于水水，难难溶溶于于有有机机溶溶剂剂，而游离生物碱易溶于有机溶剂，难溶于水。而游离生物碱易溶于有机溶剂，难溶于水。方法：方法：药药材材0.51酸酸水水 酸酸水水 浓浓缩缩 小小体体积积 OH 游游离离碱碱/水水 氯仿萃取氯仿萃取 氯仿液氯仿液 回收回收 亲脂性总碱亲脂性总碱（此法不适合含大量蛋白质、淀粉的药材）（此法不适合含大量蛋白质、淀粉的药材）第第7272页页/共共118118页页 2、醇酸水有机溶剂提取法、醇酸水有机溶剂提取法 原理：原理：生物碱及其盐都溶于醇溶液生物碱及其盐都溶于醇溶液 方法：方法：醇提取后，通过转溶于酸水成盐，醇提取后，通过转溶于酸水成盐，再碱化游离，用氯仿提取再碱化游离，用氯仿提取第第7373页页/共共118118页页 3、碱化有机溶剂提取法、碱化有机溶剂提取法 一般生物碱一般生物碱 石灰乳石灰乳 极弱碱极弱碱 水或酸水浸润水或酸水浸润 氯仿提取氯仿提取 回收氯仿回收氯仿 总亲脂性生物碱总亲脂性生物碱 4、其他溶剂法、其他溶剂法亲水性生物碱（包括含亲水性生物碱（包括含NO）:一般用一般用BuOH、异戊醇提取、异戊醇提取第第7474页页/共共118118页页（二）离子交换树脂法（二）离子交换树脂法 原理：原理：BH+Cl-+R-H+R-BH+HCl R-BH+NH3H2O R-NH+4+B+H2O CHCL3洗脱树脂洗脱树脂 浓缩浓缩 总生物碱总生物碱 碱洗碱洗 游离生物碱游离生物碱 酸洗酸洗 生物碱盐生物碱盐（奎宁、东莨菪碱、咖啡碱、石蒜碱等（奎宁、东莨菪碱、咖啡碱、石蒜碱等 均采用了阳离子交换树脂法提取均采用了阳离子交换树脂法提取）第第7575页页/共共118118页页（三）沉淀法（三）沉淀法雷氏铵盐沉淀法雷氏铵盐沉淀法 本方法适于季铵碱的提取本方法适于季铵碱的提取 碱水层碱水层 PH 23 雷氏铵盐雷氏铵盐 沉淀沉淀/Me2CO 饱和饱和 Ag2SO4 B2SO4 BaCL BCL BaSO4 雷氏银盐雷氏银盐第第7676页页/共共118118页页二、生物碱的分离二、生物碱的分离 总碱的总碱的 弱碱弱碱 酚性生物碱酚性生物碱初步分离初步分离 非酚性生物碱非酚性生物碱 中强、强碱中强、强碱 酚性中强碱酚性中强碱 非酚性中强碱非酚性中强碱 水溶性生物碱水溶性生物碱第第7777页页/共共118118页页1、利用生物碱的碱性差别进行分离、利用生物碱的碱性差别进行分离梯度梯度PH萃取法萃取法分离碱度不同的生物碱分离碱度不同的生物碱 总碱成盐总碱成盐调调PH由低到高，生物碱由弱到强由低到高，生物碱由弱到强依次被萃取依次被萃取 氯仿萃取氯仿萃取 极弱碱极弱碱总碱总碱/HCL PH 89 氯仿萃取氯仿萃取 弱碱弱碱 PH 911 氯仿萃取氯仿萃取 中强碱中强碱 碱水层碱水层 水溶性强碱水溶性强碱第第7878页页/共共118118页页多缓冲多缓冲PC 法法 总游离碱总游离碱通过多通过多 缓缓 冲冲PC，缓冲带，缓冲带PH由高到低由高到低 （6.0、5.0、4.0、3.0）生物碱由强到弱依次成盐生物碱由强到弱依次成盐 被吸附在被吸附在PC上（上（碱性强碱性强Rf 值小，碱性弱的值小，碱性弱的Rf值大）值大）第第7979页页/共共118118页页2、利用生物碱及其盐溶解度的差别、利用生物碱及其盐溶解度的差别进行分离进行分离（1）汉防己总碱汉防己总碱 冷苯冷苯 汉防己甲素（溶）汉防己甲素（溶）汉防己乙素（不溶）汉防己乙素（不溶）（2）莨菪碱类）莨菪碱类 PH9 CCL4 萃取萃取 莨菪碱、红古豆碱莨菪碱、红古豆碱（溶）（溶）樟柳碱、山莨菪碱樟柳碱、山莨菪碱 第第8080页页/共共118118页页（3）奎宁总碱奎宁总碱 H2SO4 奎宁奎宁 其他三种（溶）其他三种（溶）OH1 金鸡宁金鸡宁 其他二种（溶）其他二种（溶）酒石酸酒石酸 HBr 金鸡奎宁金鸡奎宁 喹尼丁喹尼丁第第8181页页/共共118118页页3、色谱法、色谱法 亲脂性生物碱亲脂性生物碱 硅胶、氧化铝吸附层析硅胶、氧化铝吸附层析极性大的生物碱极性大的生物碱反相反相HPLC、葡聚糖凝胶、葡聚糖凝胶4、其他方法、其他方法 含含PhOH 可溶于可溶于NaOH 如吗啡如吗啡 含含COOH 可溶于可溶于NaHCO3 如如 水苏碱水苏碱 含含内内酯酯环环、内内酰酰胺胺 热热碱碱开开环环；加加酸酸环环合合 如如喜树碱、苦参碱喜树碱、苦参碱 第第8282页页/共共118118页页 三、生物碱提取分离实例三、生物碱提取分离实例（一）浙贝母生物碱的分离（一）浙贝母生物碱的分离 流程（见流程（见P 383384页）页）（二）药用生物碱的分离（二）药用生物碱的分离 1、草酸草酸 沉淀：沉淀：麻黄碱麻黄碱 母液：母液：伪麻黄碱伪麻黄碱 2、CCl4 母液：母液：莨菪碱（阿托品）莨菪碱（阿托品）沉淀：东莨菪碱、山莨菪碱、沉淀：东莨菪碱、山莨菪碱、樟柳碱樟柳碱 第第8383页页/共共118118页页3、H2O 沉淀：沉淀：莨菪碱（阿托品）莨菪碱（阿托品）母液：东莨菪碱、山莨菪碱、母液：东莨菪碱、山莨菪碱、樟柳碱樟柳碱4、HCl 沉淀：沉淀：士的宁士的宁 母液：母液：马钱子碱马钱子碱 H2SO4 母液：母液：士的宁士的宁 沉淀：马钱子碱沉淀：马钱子碱 5、苦参碱、氧化苦参碱、苦参碱、氧化苦参碱/CHCL3 10倍量倍量 乙醚乙醚 沉淀：氧化苦参碱沉淀：氧化苦参碱 母液：苦参碱母液：苦参碱 第第8484页页/共共118118页页96 生物碱的特殊鉴别反应生物碱的特殊鉴别反应及各论及各论 一、仲胺的特殊反应一、仲胺的特殊反应1、N原子在环上、侧链均可原子在环上、侧链均可麻黄碱、哌定类麻黄碱、哌定类/MeOH CS2 CuSO4 NaOH 棕黄色棕黄色 仲胺（）仲胺（）叔胺（叔胺（）2、N在侧链的仲胺反应在侧链的仲胺反应 麻黄碱麻黄碱/水水 CuSO4 NaOH Et2O Et2O层层 紫红色紫红色 碱水层碱水层 兰色兰色第第8585页页/共共118118页页二、小檗碱的特殊反应二、小檗碱的特殊反应 1、小小檗檗碱碱/HCl NaOH Me2CO 黄色黄色 2、小小檗檗碱碱/酸酸水水 漂漂白白粉粉(通通氯氯气气)樱红色樱红色3、Labat反反应应 HCHO H2SO4 紫紫红红色色 鉴别亚甲二氧基鉴别亚甲二氧基 第第8686页页/共共118118页页三、托品烷的鉴别反应三、托品烷的鉴别反应 1、区别莨菪碱与东莨菪碱的反应、区别莨菪碱与东莨菪碱的反应 HgCL2反应反应 莨菪碱莨菪碱 黄色黄色 红色红色 HgCL2 （莨菪碱）（莨菪碱）东莨菪碱东莨菪碱 白色白色 不变不变 （东莨菪碱）（东莨菪碱）第第8787页页/共共118118页页2、Vitali反应反应 鉴别莨菪酸的特殊反应鉴别莨菪酸的特殊反应 樟柳酸（）樟柳酸（）莨菪碱、东莨菪碱、山莨菪碱莨菪碱、东莨菪碱、山莨菪碱 发烟硝酸发烟硝酸KOH/NaOH 紫色紫色醌样结构醌样结构 3、过碘酸乙酰丙酮反应、过碘酸乙酰丙酮反应 鉴别樟柳鉴别樟柳酸酸 其他三种（）其他三种（）樟柳碱樟柳碱/水水 过碘酸乙酰丙酮过碘酸乙酰丙酮 黄色黄色缩合物缩合物（DDL）（二乙酰基二甲基二氢吡啶）（二乙酰基二甲基二氢吡啶）第第8888页页/共共118118页页四、马钱子碱与士的宁的鉴别反应四、马钱子碱与士的宁的鉴别反应 1、马钱子碱的显色反应、马钱子碱的显色反应 浓浓HNO3 马钱子碱马钱子碱 深红色深红色 SnCl2 紫色紫色 士的宁士的宁淡黄色淡黄色 2、士的宁的鉴别反应、士的宁的鉴别反应 H2SO4 K2Cr2O7 士的宁士的宁蓝蓝紫紫色色紫红色紫红色 橙黄色橙黄色 马钱子碱马钱子碱 无相似颜色无相似颜色第第8989页页/共共118118页页五、生物碱实例五、生物碱实例（一）麻黄（一）麻黄 1、成成分分 麻麻黄黄碱碱、伪伪麻麻黄黄碱碱（均均为为有机胺类、仲胺）有机胺类、仲胺）2、碱性、碱性麻黄碱麻黄碱 伪麻黄碱伪麻黄碱第第9090页页/共共118118页页3、分离：、分离：（1）草酸草酸/水水 草酸麻黄碱沉淀；草酸麻黄碱沉淀；草酸伪麻黄碱溶解草酸伪麻黄碱溶解（2）盐酸）盐酸/氯仿氯仿 盐酸麻黄碱沉淀；盐酸麻黄碱沉淀；盐酸伪麻黄碱溶解盐酸伪麻黄碱溶解 （3）水溶度）水溶度 麻黄碱大于伪麻黄碱麻黄碱大于伪麻黄碱4、氢谱（、氢谱（1HNMR）鉴别）鉴别：麻黄碱麻黄碱 J1、24Hz；伪麻黄碱伪麻黄碱 J1、28Hz 第第9191页页/共共118118页页5、提取分离、提取分离 1、溶剂法、溶剂法甲苯萃取法甲苯萃取法2、水蒸气蒸馏法、水蒸气蒸馏法麻黄碱类有挥发性麻黄碱类有挥发性3、离子交换树脂法（阳离子）树脂吸附后、离子交换树脂法（阳离子）树脂吸附后 的洗脱顺序：的洗脱顺序：麻黄碱先洗下（碱性弱吸附弱），麻黄碱先洗下（碱性弱吸附弱），伪麻黄碱后洗下伪麻黄碱后洗下第第9292页页/共共118118页页（二）苦参（二）苦参 1、有效成分：、有效成分：A苦参碱苦参碱B氧化苦参碱氧化苦参碱C去氢苦参碱去氢苦参碱D羟基苦参碱羟基苦参碱2、极性：、极性：氧化苦参碱氧化苦参碱羟基苦参碱去氢苦参碱羟基苦参碱去氢苦参碱苦参碱苦参碱3、生理活性、生理活性总生物碱具有消肿、利尿、抗肿瘤、抗病原体、总生物碱具有消肿、利尿