中鉴]皮类中药3e.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,吸附剂：,氧化铝（常用）或硅胶,二、色谱检识,（一）薄层色谱,1.吸附薄层色谱,为了避免拖尾，涂铺硅胶薄层时，可加稀碱液，制成碱性硅胶薄层。,氧化铝本身显弱碱性可不经处理。,1,展开剂：,多以亲脂性溶剂为主，一般以氯仿为基本溶剂。,1.吸附薄层色谱,为了改善分离效果，常在展开剂中加入适量碱性溶剂，如二乙胺、氨水等。,显 色：,绝大多数生物碱的薄层色谱可用改良碘化铋钾试剂显色，显示橘红色斑点。,2,2.分配薄层色谱,吸附薄层分离不理想时可考虑分配薄层色谱。,用于分离结构十分相近的生物碱，可获得满意效果。,与吸附薄层相比，分配薄层色谱一般用于分离极性较大的生物碱。,3,纸色谱,以水做固定相的纸色谱，宜用亲水性溶剂系统作展开剂，如BAW系统。（正相分配）,以甲酰胺和酸性缓冲液做固定相，多用苯、氯仿等亲脂性有机溶剂。（反相分配）,6,三、HPLC,生物碱的高效液相分析可采用分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法等，其中以分配色谱中的反相色谱应用较多。,7,第六节 生物碱的结构研究,早期在研究生物碱等含氮化合物结构中，常采用C-N裂解反应脱氨，生成结构简单的中性化合物，便于鉴定。,一、化学方法,8,1.,霍夫曼降解（Hofmann degradation）,2.,Emde,降解反应（Emde degradation）,3.,von Braun,三级胺降解,（von Braun ternary amine degradation）,C-N键的裂解反应（基本骨架的测定）,9,又称彻底甲基化反应，是最重要的C-N裂解反应。,起始物是伯、仲、叔胺，用CH,3,I和Ag,2,O进行彻底甲基化反应，生成季铵碱；季铵碱加热，消除,-H，同时C-N键断裂，生成三甲胺和烯。,1.霍夫曼降解（Hofmann degradation）,10,1、霍夫曼（Hoffman）,是季胺碱在碱性溶液中,加热，则产生裂解，,脱水生成稀键和叔胺。,机理：是-OH离子向N 原子的-H进攻，脱水,形成烯键，同时 N-C 键断裂。,-CCN(R),3,-C=C-+N(R),3,+H2O,H,OH-,11,反应的必要条件,N的位有 H -H 可消除,Hoffmann降解 每次只能断裂一个N-C键，,若N原子在环中，则需要2-3次Hoffmann降解,RNH,2,、,R,2,NH、R,3,N+CH,3,I+Ag,2,O 三甲胺+稀+H,2,O,彻底甲基化,12,13,14,-H消除的难易：,-C烷基取代越多，越难消除。,-C是芳环及其它吸电子基，易消除。,-H与季氮的相对构型 反式顺式,副反应,可能发生双键转位，季铵碱脱甲基等反应。,如：四氢喹啉降解中 亲核取代占优势，,N-C不断裂，产物是N-甲基喹啉和甲醇,可能有,多种（中间）产物 (如继续降解，,最终得到 三甲胺 和 稀类化合物),如：四氢狮足草定碱,15,有的不发生,Hoffmann降解反应，,杂环化合物，如N=C为双键，,不产生霍夫曼降解。,如：吡啶、喹啉、异喹啉,16,2、埃姆特（Emde）降解,它改进了霍夫曼降解法，,用试剂：Na/Hg 或 Ni/Al 使N-C裂解。,（它反应快、产率高）,产物得到：三甲胺+脱胺化合物,在反应过程中同样要先甲基化得季胺碱，,再降解。,可用于不能进行霍夫曼降解的化合物,17,18,Emde,降解反应,如：娃儿藤碱（tylophorine）,裂解优先发生在处于苄基或烯丙体系的C-N键上,19,3、布朗（Braun）反应,试剂用：CN-Br（溴化氰）,Br 与C 结合，CN 与N 结合,机理：发生亲核取代直接使N-C断裂,生成二取代氨基氰化物，它进一步,水解成羧基 脱羧得到仲胺。,它不要求有-H，可用于不能进行,Hoffmann降解的化合物。,Braun反应的C-N 裂解方式不只一种，,有一定的规律,20,Braun 反应,21,1，,当氮原子在环中处于不对称位置时，,Br大多与碳链较短的一侧相连。,2，,N-C键中碳原子若在苯环中，,则不发生裂解。,3，,若N-C键的碳原子处于叉链结构中，,则N-C键不易裂解。,4，,有的生物碱不发生杂环中N-C键的断裂，,只发生N-CH,3,的脱甲基反应。,Braun 反应，若用羟基溶剂(如：水，醇等）,在反应时会引人羟基或 烷氧基。,22,分子结构与降解产物的关系,N-,烷基取代，体积小者易被取代裂除。,23,N,原子的,、为不饱和体系，则N原子的,位C-N键易断裂（如：苄基或丙烯基）。,分子结构与降解产物的关系,24,C-N键中碳原子处于苯环中，则多不反应。,分子结构与降解产物的关系,25,第六节 生物碱的结构研究,波谱法目前是确定生物碱化学结构的主要方法，其中重要的是核磁共振氢谱、碳谱、质谱。,二、波谱法,26,（一）UV光谱,反应结构中共轭系统的信息，在生物碱结构中只作为辅助手段。,1.共扼系统为生物碱母体的整体结构部分。,UV谱反映分子的基本骨架和类型。,27,生物碱分子中具有共轭系统的，有UV吸收,1、,有的母核有完整的共轭系统：,如：,吡啶类、喹啉类、简单吲哚类等。,嘌呤,（一）UV光谱,28,母核有完整的共轭系统的，,UV光谱可反映其基本结构的特点。,（如：共轭系统的长短，发色团的种类等，但难以区分同类生物碱的结构）。,与标准品对照可推测生物碱结构。,29,2、共轭系统只是生物碱结构的某部分,其共轭系统的大小、共轭系统的组成、以及助色团的种类、位置和数量都对UV光谱产生明显影响,可利用这些UV 光谱的变化，及差异,来推测生物碱的大致结构类型。,如：吲哚类生物碱的UV光谱特征 吲哚部分共轭不同，,UV光谱有一定的差别,双键越多，发色团、助色团越多，红移,。,30,31,32,3，碱性N原子与发色团直接相连或N参与发色团,生物碱 在中性与酸性中 不同,如：,喹啉:,中性 227(4.56)、280(3.56)，314(3.56),酸性 233(4.50)、236(4.45)307(3.76)、,红移)兰移,33,4，有-OH 取代苯类结构的生物碱,其在碱性溶液中的UV 比在中性溶液中的,UV光谱红移。,因为在碱性条件下，羟基取代苯结构的共轭系统会延长，所以红移。,34,（二）IR1）主要用于识别功能团。,如：-OH在3700-3000cm-1，C=O在1700左右有峰,N-H在3500-3300cm-1，1650-1500cm-1有峰,2）,用于与已知化合物对照鉴定。,3）,对有的化合物骨架的立体构型的推测。,4）,对某些功能团的位置及构型的推测。,1、,可区分骨架立体构型：,如：具有喹咯里西啶环的生物碱，其,两个六元 环有反式、顺式，IR有明显区别。,35,反式的在 2700-2800cm,-1,范围有两个以上,吸收峰的 Bohlmann吸收带。,而顺式没有Bohlmann吸收带。,Bohlmann吸收带产生的必要条件：,N原子的邻位至少有,二个竖键C-H与N的孤电子对成反式。,而顺式只有一个C-H键与之成反式,故无此带。,无N原子的游离孤电子对，无此带。,如：反式喹咯里西啶成盐，季铵盐，,内酰胺化合物，N-O 化合物 等。,36,喹诺里西啶环反式和顺式的确定,反式稠合者在28002700cm,-1,区域有两个以上的明显吸收，而顺式没有，此峰称Bohlmann吸收峰。,37,38,（三）,1,H-NMR谱,1,H-NMR,是解析生物碱类化合物最有力的波谱之一。,结构中含有N是生物碱分子最重要的特征之一。,39,1.不同类型N上质子的,值范围,脂肪胺:0.32.2;,芳香胺:2.65.0;,酰胺:5.210；,1,H-NMR谱,40,2.不同类型N上甲基的,值范围,N原子类型 N-CH,3,一般范围(,),叔胺 1.972.56,仲胺 2.32.5,芳叔胺和芳仲胺 2.63.1,杂芳环 2.74.0,酰胺 2.63.1,季铵 2.73.5,41,3.用于结构式构像和取代基的推定,例如,42,（四）,13,C-NMR谱,13,C-NMR,是解析生物碱类化合物最重要的手段之一。,与氢谱相比它能提供更多有关骨架结构方面的信息。,43,1.N原子电负性对邻近碳原子化学位移的影响,生物碱结构中氮原子电负性产生的吸电诱导效应使邻近碳原子向低场位移。,位移规律：,-碳,-碳,-碳,N-氧化物和季铵以及N-甲基季铵盐中,-碳 向低场位移幅度更大。,44,例,45,2.N原子甲基碳原子化学位移的影响,生物碱结构中氮原子电负性使与氮原子相连的甲基的化学位移较普通甲基向低场位移。,N-甲基的,一般在30-47 ppm之间。,例如海南青牛胆碱中N上的甲基。,46,生物碱结构研究中MS的作用不仅可确定分子量、分子式，还可利用生物碱碎片裂解规律推定结构。,（五）MS,常用EI-MS，FD-MS，FAB-MS,特点：M,+,或M,+-1,多为基峰或强峰。,47,MS,1、N原子,键裂解,裂解主要发生在与N 原子相连的,位与位碳原子之间的键。,连接的基团不同时，,连接大基团处的键易断裂。(强),连小基团的键,(峰弱),如:辛可宁,48,49,2、RDA裂解：,结构中存在相当于环己稀部分，发生RDA,反应，产生一对互补离子。,如：四氢原小檗碱的RDA 裂解，,可由裂解的碎片离子的m/z 值可推知A环,和D环上的取代基,种类和数目。,50,51,轮环藤酚碱（cyclanoline）的裂解过程,52,利用RDA裂解区分位置的不同,无RDA裂解 有RDA裂解,杷碱类 异杷碱类,53,其他裂解,生物碱分子有完整的芳香体系时，环的裂解比较困难，裂解主要在侧连上。,苦木碱乙裂解,54,UV反映分子中所含共轭系统情况；,IR利用特征吸收峰，鉴定结构中主要官能团；,NMR各种技术图谱测定结构；,MS依据文献，结合主要生物碱类型的质谱特征进行解析。,波谱法小结,55,第七节 含生物碱的中药实例,一、黄连,1，,主要成分：小檗碱，巴马丁，黄连碱,药根碱等等。其中小檗碱含量可达10%左右,小檗碱的分布较广，现主要用三颗针来提取,2,，结构和性质：苄基异喹啉衍生物类，,原小檗碱型，大都是季胺型。碱性较强,在水中溶解度大,56,化学成分,57,性状：,小檗碱为黄色针状结晶。盐酸小檗碱,为黄色小针状结晶，味极苦。,碱性：,小檗碱为季铵型生物碱，呈强碱性。在季铵式小檗碱的水溶液中加入过量的碱则生成醇式（叔胺）和醛式（仲胺）小檗碱的沉淀。,小檗碱的理化性质,58,小檗碱的,三种互变体,醇式、季胺式、醛式,59,1,季铵式小檗碱水溶性较好.,易溶热水,热乙醇，冷乙醇中溶解度不大.难溶苯、氯仿,等有机溶剂.,叔胺和仲胺小檗碱亲脂性强，难溶于水，,易溶于有机溶剂中。,2,小檗碱的盐酸盐在冷水中溶解度小，可溶于沸水，几乎不溶于乙醇，小檗碱的硫酸盐、磷酸盐在水中溶解度较大，,有机盐较难溶解。,溶解性,60,3，小檗碱的鉴识反应,（1）,丙酮小檗碱的反应,小檗碱+OH,-,+丙酮,黄色,（2）,与漂白粉反应,小檗碱+H,+,+漂白粉,樱红色,（3）,小檗碱与生物碱沉淀试剂在酸性,条件下发生沉淀反应。,常用：碘化汞钾试剂,碘化铋钾试剂,硅钨酸试剂,61,4，小檗碱的提取分离,原料：三颗针，黄柏皮，黄连 等,三颗针中的小檗胺:白色结晶，是双苄异喹啉类叔胺碱，中等强度碱性，难溶于水,可溶乙醇、氯仿，乙醚，石油醚 等。,其盐:溶于水,难溶有机溶剂。,小檗胺对矽肺，白细胞及血小板减少症,原发性高血压等有一定的疗效。,是中药麻醉肌松剂（檗肌松）的前体,（小檗胺与碘甲烷反应生成异汉防己碱双季铵碘化物，檗肌松）,62,小檗碱的提取分离流程,0.2%H,2,SO,4,渗漉或冷浸,三颗针粗粉,酸水液,沉淀,溶液,加石灰乳调pH1012,过滤,溶液,沉淀,HCl调pH12,加NaCl盐析,放置,过滤,小檗胺,氨水碱化得沉淀,甲醇或乙醇重结晶,溶于热水,加石灰乳调pH 8.59,过滤,63,小檗碱的提取分离流程,溶液,母液,结晶,加盐酸调pH23,放置,析晶,过滤,水洗至中性,抽干,盐酸小檗碱,(主要含有药根碱),沉淀,64,二、麻黄,1，,主要成分:麻黄碱，伪麻黄碱，,甲基麻黄碱等六种以上的生物碱,2,结构性质：麻黄碱是有机胺类,(苯丙胺类),麻黄碱,伪麻黄碱互为异构体,碱性较强。,麻黄碱：易溶于水，醇，溶于CHCl,3,，,EtOH，苯 等有机溶剂中。,伪麻黄碱：难溶于水，可溶于乙醇,Et,2,O 等有机溶剂中。,65,R1 R2,麻黄碱 H CH,3,甲基麻黄碱 CH,3,CH,3,去甲基麻黄碱 H H,伪麻黄碱 H CH,3,甲基伪麻黄碱 CH,3,CH,3,去甲基伪麻黄碱 H H,66,1性状：,麻黄碱和伪麻黄碱为无色结晶，由乙醚结晶出来的伪麻黄碱为长斜方形晶体2,挥发性：,两者都有挥发性，可随水蒸气蒸馏而不分解。盐酸麻黄碱为无色针状结晶，无挥发性。,3,溶解性：,草酸麻黄碱的水溶性小于草酸伪麻黄碱，麻黄碱碱性小于伪麻黄碱。,麻黄生物碱的理化性质,67,3，鉴别反应,麻黄碱不与生物碱沉淀试剂反应,与二硫化碳，硫酸铜试剂反应,麻黄碱+CS,2,+CuSO,4,+NaOH,棕黄色,它是仲胺的鉴别反应,而甲基麻黄碱是叔胺，没有正反应,68,与硫酸铜试剂反应（络合）,麻黄碱+CuSO,4,+NaOH,兰紫色,（络合物),兰紫色,+乙醚 乙醚层,紫红色,水层,蓝色,69,4，提取分离,溶剂法：利用麻黄碱，伪麻黄碱易溶于 有机溶剂，用甲苯萃取。然后在草酸中（成草酸盐）的溶解度不同而分离。,水蒸气蒸馏法：利用其具有挥发性。,离子交换树脂法：,用强酸型阳离子交换树脂，使其交换在,树脂上，然后用酸水（或碱醇）洗脱。,利用麻黄碱碱性伪麻黄碱碱性,麻黄碱先从树脂上洗脱下来而分离。,70,麻黄,水 浸煮,提取液,NaOH 碱化，PH11-12，甲苯萃取,甲苯萃取液,流经 2%的草酸溶液，PH 6.5-7,草酸溶液（减压浓缩，冷却 过滤）,结晶 母液,加8倍量水煮，加饱和CaCl,2,加饱和CaCl,2,，及 静置,过滤,饱和Na,2,S 至PH 7-7.5 结晶 母液,静置,过滤 (盐酸伪(甲基,麻黄碱盐,71,滤液 沉淀,加HCl 调PH (CaC,2,O4,Fe,2,S,3,),6.5-7,浓缩,过滤,粗结晶,加水溶解,HCl调,PH 5.6-6,活性C 脱色,重结晶,盐酸,麻黄碱,72,四、洋金花,(莨菪烷类生物碱）,1，,主要成分:莨菪碱（阿托品）,东莨菪碱，,樟柳碱、山莨菪碱，去甲莨菪碱等。,2,，结构与性质：,它们是由莨菪醇类和芳香族有机酸,（主要是莨菪酸类）结合而成的一元酯生物碱。,大多属于叔胺碱，碱性中强，能与酸成盐,有光学活性，主要是,莨菪酸上的手性C原子（莨菪醇上的手性C 原子常内消旋化）,73,莨菪碱 R=H,山莨菪碱 R=OH,N去甲基莨菪碱,R=H,东莨菪碱 R=H,樟柳碱 R=OH,74,除阿托品无旋光性外，均具有旋光性。,3,理化性质,旋光性,碱性有较大的差异,碱性,1),东莨菪碱和樟柳碱由于6,7位环氧立体效应和诱导效应的影响，碱性较莨菪碱弱。,2),山莨菪碱性介于它们之间。,75,*,莨菪碱亲脂性强，易溶于乙醇、氯仿，,难溶于水；,*,东莨菪碱有较强的亲水性，可溶于水，,易溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等溶剂。,*,樟柳碱的溶解性与东莨菪碱相似。,*,山莨菪碱由于多一个羟基，亲脂性,较莨菪碱弱，可溶于水。,3)溶解性,76,溶解性,莨菪碱,山,莨菪碱,东,莨菪碱,樟柳碱,水,难溶,易 溶,易溶,溶,EtOH,溶,溶,溶,溶,CHCl3,溶,溶,溶,溶,苯,可,难,难,难,CCl4,可,难,难,难,77,都是氨基醇的酯类，易水解，尤其易被碱水解。,水解性,如莨菪碱水解生成莨菪醇和莨菪酸：,78,3，鉴别反应,Vitali 反应（硝基醌化反应）,分子中的,莨菪酸 与发烟硝酸反应，产生三硝基化合物，它在NaOH，或KOH的醇液中,分子内双键重排，生成醌样结构的衍生物,而呈 紫色（紫红）暗红 无色,樟柳碱无此反应,因无-H(是羟基莨菪酸),79,羟基,莨菪酸的反应,樟柳碱中的,羟基,莨菪酸，有邻二羟基,结构，可被过碘酸氧化成甲醛，,甲醛与乙酰丙酮在醋酸胺中加热，缩合,生成二乙酰基二甲基二氢吡啶（DDL）,显黄色。可用于定量。,与生物碱沉淀试剂能产生沉淀,80,莨菪酸与东莨菪酸的区别,莨菪酸 黄色沉淀东莨菪酸+HgCl,2,/EtOH 白色沉淀,莨菪酸-红色沉淀,东莨菪酸 白色沉淀,因为东莨菪碱的碱性弱只能成复盐沉淀,莨菪碱的碱性强，加热时使HgCl,2,转化为HgO,81,洋金花,0.1%HCl 渗漉,酸性提取液,强酸型阳离子交换树脂树脂,水洗至无色，晾干，10%NaHCO,3,适量与树脂拌匀，Et,2,O 连续提取,Et,2,O 树脂,回收溶剂 氨水碱化，,加三倍量丙酮，40%HBr EtOH 提取,冷冻放置，析晶，过滤 放置析晶,东莨菪碱氢溴酸盐 莨菪碱,82,苦参为豆科植物苦参,Sophora flavescens,的干燥根。,苦参性寒，味苦，具有清热燥湿、杀虫、利水等功效。,四苦参,83,苦参中生物碱主要是苦参碱和氧化苦参碱。,还含有羟基苦参碱(hydroxymatrine)、N-甲基金雀花碱(N-methylcytisine)、安娜吉碱(anagyrine)、巴普叶碱(baptifoline)和去氢苦参碱(sophocarpine)等。,化学成分,84,化学成分,85,理化性质,性状：,苦参碱有-、-、-、-四种形态。,除-苦参碱为液体外，都为结晶体。,氧化苦参碱为无色正方体状结晶（丙酮）,苦参中所有生物碱均具有较强的碱性。,碱性：,86,溶解性,*,苦参碱既可溶于水，又能溶于氯仿、,乙醚、苯、二硫化碳等亲脂性溶剂。,*氧化苦参碱亲水性更强，易溶于水，,可溶于氯仿，难溶于乙醚。,*,苦参中生物碱的极性顺序是：,氧化苦参碱羟基苦参碱苦参碱。,87,水解性及氧化还原反应,*,苦参碱、氧化苦参碱和羟基苦参碱具有内酰胺结构，可水解生成羧酸衍生物，酸化后又脱水环合为内酰胺结构。,*,苦参碱和氧化苦参碱可以通过氧化还原反应相互转化。,88,小结,：,1，黄连，麻黄，洋金花中的主要成分,2，各类成分的性质,3，,小檗碱的鉴识反应,4，麻黄碱的鉴识反应,5，莨菪碱的检识反应,6，,三颗针，麻黄，洋金花的提取，分离。,89,思考题,1，什么是生物碱？,2，生物碱有些什么特点？,3，生物碱的结构分类如何？,4，生物碱的溶解情况如何？,5，生物碱的碱性有那些影响因素？,6，生物碱有那些沉淀反应？,7，生物碱有那些提取方法？,8，水溶性生物碱的提取有那些方法？,（雷氏铵盐沉淀法的过程如何？）,90,9.生物碱的分离有那些方法？,10，生物碱的色谱分离要注意那些问题？,11，Hoffmann降解反应的条件和过程如何？,12，如何鉴别麻黄碱？,13，,小檗碱有那些鉴别反应？,14，莨菪烷类生物碱有那些鉴别反应？,91,