第9章--生物碱.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,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,*,*,*,生物碱的概念及其在植物界中分布规律。,生物碱的主要物理化学性质，,碱性强弱的影响因素及判断方法、,游离碱及盐在溶解度方面的差别、氮原子的氧化过程及C-N键的裂解反应。,生物碱的提取分离方法原理。,利用碱性差异或盐的溶解度差异采用pH梯度萃取、分步沉淀或离子交换色谱进行分离的方法。,UV、IR光谱特征对推测分子骨架、官能团的重要意义。生物碱的NMR特征因骨架类型不同所具有的较大差异。,基本内容,基本要求,掌握,生物碱的结构分类及碱性大小影响因素，并会应用；生物碱的鉴别方法和离子交换色谱原理；,熟悉,生物碱成盐过程特点。,了解,生物碱的结构鉴定方法。,第,9,章 生物碱,生物碱概述,生物碱的分布,生物碱的分类,生物碱的性质,生物碱的提取和分离,生物碱的结构鉴定,生物碱的提取分离实例,2,4,3,1,33,3,5,6,3,7,植物古柯中的有效成分古柯碱（cocaine）虽有很强的局部麻醉作用，但是,毒性较大,，久用易成瘾,普鲁卡因,procaine,(合成品)局麻药,古柯碱,cocaine,（可卡因）,一、生物碱概述,鸦片又称“阿片”，俗称“大烟”、“鸦片烟”、“烟土”等，是英文名,Opium,的音译，来自于鸦片罂粟。鸦片有生鸦片和熟鸦片之分。鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片内含有,30,多种生物碱，其中主要含吗啡，含量为,10-15%,，此外还含有少量的罂粟碱,(,约,1%),、可待因,(,约,1%),、蒂巴因,(,约,0.2%),及那可汀,(,约,3%),等。,植物中的生物碱,草麻黄,木贼麻黄,中麻黄,麻黄,麻黄为麻黄科草麻黄、木贼麻黄、麻黄、中麻黄的干燥草质茎，分布在我国北方干旱地区。麻黄作为一种传统中药材，至今已有四千多年的应用历史。麻黄中含有一种叫麻黄素的生物碱有显著的中枢兴奋作用，长期使用可引起病态嗜好及耐受性，被纳入我国二类精神药物品进行管制。,麻黄素是制造冰毒的前体，冰毒是国际上滥用最严重的中枢兴奋剂之一。冰毒即甲基苯丙胺，又称甲基安非他明、去氧麻黄素，为纯白色晶体，晶莹剔透，外观似冰，俗称“冰毒”。,长春花，又名日日春、天天开等，夹竹桃科植物。原产西印度，早在宋代以前就传入我国。,长春花不仅姿态忧美，花期特长，还是一种防治癌症的良药。据现代科学研究，长春花中含,55,种生物碱。其中长春碱和长春新碱对治疗绒癌等恶性神瘤、淋巴肉瘤及儿童急性白血病等都有一定疗效，是目前国际上应用最多的抗癌植物药源。,黄连是著名的中药，,神农本草经,列之为上品。根茎味极苦，苦味在于它所含多种生物碱，主要为小檗碱，其次为甲基黄连碱、雅托碱等。黄连素是小檗碱的盐酸盐，它对痢疾志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、伤寒沙门氏菌、霍乱弧菌等许多病菌都有抑制作用。通常制成片剂或针剂，对菌痢有显著疗效。,黄连生活条件要求较高，生长慢，产量少，因此难以满足市场需要。现已发现小檗科小檗属许多植物的根、茎中亦含有大量小檗碱，如黄栌木、豪猪刺、安徽小檗、庐山小檗等，它们可代替黄连，提取小檗碱，制造黄连素。毛莨科植物黄连的根茎。,根茎多集聚成簇，形如鸡爪，又称鸡爪黄连。,颠茄含颠茄生物碱，主要有效成分为莨菪碱,(Hyoscyamine),，此外还有微量东莨菪碱等。一般制成颠茄膏、颠茄酊等制剂服用。有解除平滑肌痉挛、镇痛、抑制腺体分泌、扩大瞳孔等功效。主要用于治疗胃及十二指肠溃疡病，肠胃道、肾胆绞痛等。,颠茄，俗名“野山茄”，为茄科，颠茄属多年生草本植物，全草入药。原产欧洲地中海地区和小亚细亚，,20,世纪,30,年代引入我国。,一、生物碱概述,（含N有机化合物的总称）,1.多数由C、H、O、N组成。,2.多在环上，少数在环外。,3.大多具碱性，可与酸成盐。,4.多具显著的生理活性。,生物碱的含义和特点,生物碱是天然产的含氮有机化合物。,但不包括：低分子胺类（如甲胺、乙胺等）、氨基酸、氨基糖、肽类（除肽类生物碱如麦角克碱ergocristine等）、蛋白质、核酸、核苷酸、卟啉类（porphyrines）和维生素等。,绝大多数生物碱的英文名称均以-ine结尾。,1.游离碱,：碱性极弱，以游离碱的形式存在。,2.成 盐,：,有机酸,有：柠檬酸、酒石酸等；,特殊的酸,类：乌头酸、绿原酸等,无机酸,：硫酸、盐酸等。,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中的羧基，常以甲酯形式存在。,5.N-氧化物,：植物体中的氮氧化物约一百余种。,存在形式,命名规则,1.类型的命名,基核的化学结构，如吡啶、喹啉、萜类等；,以来源植物命名，如石蒜科生物碱等。,2.单体成分的命名,以植物来源的属、种的名称命名；如 一叶萩碱,也有以生理活性或药效命名，如：吗啡(使睡眠),以人名命名的；如：pelletierine,分类方法,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。,生物碱概述,生物碱的分布,生物碱的分类,生物碱的性质,生物碱的提取和分离,生物碱的结构鉴定,生物碱的提取分离实例,2,4,3,1,3,3,3,5,6,3,7,第,9,章 生物碱,主要分布于植物界，在动物中发现得很少。,双子叶植物：,小檗科，毛茛科，木兰科，防己科，,罂粟科，芸香科,裸子植物：,红豆杉属，松属，云杉属，三尖杉,属，麻黄属,单子叶植物：,石蒜科，百部科，百合科,二、生物碱的分布,动物界也有存在，但种类少。,肾上腺素,蟾酥碱,二、生物碱的分布,蟾蜍毒汁中的色胺,海绵中含溴的生物碱，具有很强的细胞毒作用,二、生物碱的分布,生物碱的分布,（1）在系统发育较低级的类群（如藻类、菌类、,地衣类、蕨类植物等）中，生物碱分布较少,或无；,（2）生物碱集中地分布在系统发育较高级的植物,类群（裸子植物、尤其是被子植物）中；,（3）生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植物,类群中；4）越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群,就越窄。,生物碱的生物合成,生物合成的研究表明存在于植物界的上万种生物碱，仅来源于有限的前体氨基酸、甲戊二羟酸和醋酸酯等。与生物碱生物合成有关的主要氨基酸有鸟氨酸、脯氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、邻氨基苯甲酸、组氨酸和烟酸等。,生物碱的生物合成,生物碱的生物合成涉及环合反应、C-N键和C-C键的裂解反应以及某些重排、取代基的形成、增减、消除、转化等。,生物碱骨架类型的形成与转化的生物化学本质是生物体在其本身存在的酶的参与下所发生的C-C键、C-N键、C-O键的形成与裂解。,生物碱概述,生物碱的分布,生物碱的分类,生物碱的性质,生物碱的提取和分离,生物碱的结构鉴定,生物碱的提取分离实例,2,4,3,1,3,3,3,5,6,3,7,第,9,章 生物碱,按植物来源分类,如长春花生物碱、石蒜生物碱等）,按生源结合化学骨架分类,基于生物碱合成前体物的来源,按化学骨架分类,（本教材选用）,按含基核类型：如吲哚、喹啉等,按整个母核类型：如萜类、甾类等,分类方法,三、生物碱的分类,结构特点,氮原子不结合在环内的一类生物碱。,ephedrine,pseudoephedrine,三、生物碱的分类,（,一,）有机胺类生物碱,1.,代表化合物麻黄碱、伪麻黄碱,互为立体异构体，区别在于,C1的构型不同。,麻黄碱,R=H,R=CH,3,伪麻黄碱,(,ephedrine),（pseudoephedrine）,三、生物碱的分类,麻黄碱的特点:,游离时可溶于水,，能与酸生成稳定的盐，,有挥发性，不易与大多数生物碱沉淀试剂反应生成沉淀,。,三、生物碱的分类,2.,代表化合物 秋水仙碱,秋水仙碱(colchicine),秋水仙胺(colchamine),抑制有丝分裂，毒性大,与秋水仙碱作用相同，,毒性为其1/301/40。,三、生物碱的分类,秋水仙酰胺,(秋裂胺，colchicinamide),三、生物碱的分类,1.简单吡咯烷类,2.双稠吡咯烷类,3.吲哚里西定类,（,二,）吡咯烷类,红古豆碱,(cuscohygrine),野百合碱,(,monocrotaline,),一叶萩碱,(,securinine),三、生物碱的分类,吡咯衍生物,简单的吡咯衍生物,红古豆碱,cuscohygrine,红古豆苦杏仁酸酯,（无活性）,（有活性）,似阿托品药物,的散瞳等作用,吡咯衍生物,野百合碱,monocrotaline,（有抗癌活性）,吡咯里西啶,吡咯里西啶（pyrrolizidine）衍生物,吡咯衍生物,吲哚里西啶（indolizidine）衍生物,吲哚里西啶,indolizidine,一叶萩碱,securinine,吡啶衍生物,由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。,分：简单吡啶衍生物、喹诺里西啶（quinolizidine）,三、生物碱的分类,（,三,）吡啶,类生物碱,结构新颖的胆碱酯酶抑制剂。最初被用于重症肌无力和小儿麻痹症，1996年被成功开发为治疗老年性痴呆的新药。,石杉碱甲(huperzine A),三、生物碱的分类,吡啶衍生物,actinidine,ricinine,cytisine,三、生物碱的分类,苦参碱 氧化苦参碱,matrine oxymatrine,三、生物碱的分类,喹诺里西啶生物碱数目不多，中药苦参中大 多属于此类,（四）,莨菪烷衍生物,阿托品(atropine)R=H（dl）,莨菪碱(hyoscyamine)R=H（l）,山莨菪碱(anisodamine)R=OH,东莨菪碱,(scopolamine),樟柳碱,(anisodine),三、生物碱的分类,由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环。,莨菪烷（tropane）衍生物,由,吡咯啶,和,哌啶,骈合而成的杂环。,分：,颠茄生物碱,（belladonna alkaloids）,如：莨菪碱,古柯生物碱,（coca alkaloids）,如：古柯碱,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）,莨菪碱,hyoscyamine,阿托品,atropine,东莨菪碱,scopolamine,山莨菪碱,anisodamine,樟柳碱,anisodine,古柯生物碱（coca alkaloids）,爱康宁,ecgonine,古柯碱,cocaine,鉴别反应,(1)Vitali反应(针对莨菪酸部分),（深紫-暗红-消失）,紫色,三、生物碱的分类,(2)DDL反应,黄色,三、生物碱的分类,喹啉衍生物,喜树碱,camptothecine,治白血病和直肠癌,内酯结构,碱化开环,成盐溶于水,三、生物碱的分类,奎宁（金鸡纳树皮中的抗疟有效成分，含量高达3）,奎尼丁,（五）喹啉类生物碱,三、生物碱的分类,异喹啉衍生物,分：1-苯甲基异喹啉型,双苯甲基异喹啉型,原小檗碱型,阿朴啡型,原阿朴啡型,吗啡烷型,原托品碱型,异喹啉,isoquinoline,三、生物碱的分类,1-苯甲基异喹啉型,那可丁,narcotine,存在于鸦片中，具有镇,咳作用与可待因相似，,但无成瘾性，可替代可,待因。,1-benzyl-isoquinoline,双苯甲基异喹啉型,唐松草碱,thalicarpine,原小檗碱型,protoberberine,小檗碱（黄连素）,berberine,药根碱,jatrorrhizine,原小檗碱型,四氢黄连碱,tetrahydrocoptisine,延胡索乙素,Corydalis B,阿朴啡型,阿朴啡,aporphine,土藤碱,tuduranine,原阿朴啡型,原阿朴啡,proaporphine,Stepharine,（存在于千金藤中）,吗啡烷型,吗啡烷,morphinane,吗啡碱,morphine,青藤碱,sinomenine,原托品碱型,原托品碱,protopine,（七）,菲啶（phenanthridine）衍生物,属异喹啉类衍生物，重要的类型有：,苯骈菲啶类,吡咯骈菲啶类,苯骈菲啶,benzo-phenanthridine,菲啶,（七）,菲啶（phenanthridine）衍生物,白屈菜碱,chelidonine,石蒜碱,lycorine,苯骈菲啶类,吡咯骈菲啶类,（八）,吖啶酮（acridone）衍生物,吖啶酮,吖啶,山油柑碱,acronycine,来自于芸香科山油柑属植物，,具有显著抗癌作用，抗瘤谱,较广，现已有人工合成品。,沙塘木,Acronychia pedunculata,吲哚（yinduo）衍生物,吲哚,麦角新碱,ergonovine,ergometrine,三、生物碱的分类,（,九,）吲哚生物碱,（较多，有千余种）,长春碱 （vinblastine,VLB）R=CH,3,长春新碱 （vincristine,VCR）R=CHO,1.长春,碱和长春新碱,三、生物碱的分类,2.萝芙木生物碱,利血平(reserpine),三、生物碱的分类,吲哚（yinduo）衍生物,毒扁豆碱,physostigmine,治疗青光眼,玫瑰树碱,ellipticine,抗癌作用，低毒。,咪唑（imidazole）衍生物,咪唑,毛果芸香碱,pilocarpine,治疗青光眼,三、生物碱的分类,(十一)喹唑酮（quinazolidone）衍生物,喹唑酮,常山碱,-dichroine,febrifugine,抗疟作用,三、生物碱的分类,(十二)嘌呤（purine）衍生物,嘌呤,香菇嘌呤,eritadenine,具降脂作用,三、生物碱的分类,（十,三,）甾体生物碱,浙贝甲素,三、生物碱的分类,（,十四,）萜类生物碱,二萜生物碱,关附甲素(guanfu base A),紫杉醇(taxol),三、生物碱的分类,二萜生物碱,乌头碱（aconitine）,三、生物碱的分类,(十五)大环生物碱类,美登碱,maytansine,高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分,三、生物碱的分类,(十六)其他类型生物碱,四甲基吡嗪（川芎嗪）,tetramethylpyrazine,莲氏花烷,hasubanane,间千金藤碱,metaphanine,短防已碱,acutumine,三、生物碱的分类,生物碱概述,生物碱的分布,生物碱的分类,生物碱的性质,生物碱的提取和分离,生物碱的结构鉴定,生物碱的提取分离实例,2,4,3,1,3,3,3,5,6,3,7,第,9,章 生物碱,（一）生物碱的性状,四、生物碱的性质,颜色,多为无色或白色，少数有色。,一叶萩碱成盐后则无色。,一叶萩碱,（黄色）,（二）生物碱的旋光性,四、生物碱的性质,（三）生物碱的溶解性,四、生物碱的性质,四、生物碱的性质,碱性的来源,碱性强弱的表示方法,四、生物碱的性质,（四）,生物碱的碱性,（四）,生物碱的碱性,1.共轭酸碱概念及强度表示,四、生物碱的性质,杂化方式,电子,效应,立体因素,氢键效应,分子内互变异构,2.碱性与分子结构的关系,四、生物碱的性质,（1）杂化方式,四、生物碱的性质,1）杂化方式,2）电子效应,连接供电基团则使碱性增强。,胺,伯胺,仲胺,叔胺,pKa:9.3 10.6 10.7 9.74,2）电子效应,A,B,a,b,2）电子效应,氮原子附近若有吸电基团，碱性减弱。,2）电子效应,氮原子孤电子对处于,P,共轭体系时，碱性减弱。,胡椒碱 咖啡因,pKa=1.42 pKa=1.22,酰胺结构,二 碱性,3.影响碱性强弱的因素,（2）电子效应,诱导,场效应：碱性降低。,甲基,苯环,2）,电子,效应,氨基,其他烷基,酰基,双键,羟基,醚氧,供电子基,吸电子基,碱性,增强,碱性,减弱,四、生物碱的性质,苯胺型 酰胺型 烯胺型,N原子上孤对电子形成p-,共轭时，碱性减弱,四、生物碱的性质,3）,电子,效应,（诱导效应）,稀胺型特例：,N原子,-位有双键可能转化为季铵,蛇根碱,（serpentine）,pka 10.8,四、生物碱的性质,pka 8.2,pka 5.6,pka 3.8,strychnine pseudostrychnine neostrychnine,N:,处在桥头，为刚性结构，不发生未共用电子对的转移，故不形成季铵碱。,四、生物碱的性质,3,）,立体因素,3）立体因素,如在东莨菪碱中，由于三元氧环的存在，对氮原子上的孤对电子产生显著的立体效应，使,N,原子不容易给出电子，所以碱性减弱。,3）立体因素,一般叔胺分子,碱性降低,但：,苦参碱,使碱性增强。其中一个氮原子处于酰胺态，碱性极弱，而另一个氮原子三个键均在环上，其立体结构易于接受质子，碱性较强。,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），则碱性增强。,和钩藤碱,pka 6.32,异和钩藤碱,pka 5.20,四、生物碱的性质4,）氢键效应,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）,5）分子内互变异构,异构化,蛇根碱,5）分子内互变异构,异构化,醇胺型,季胺型,小糪碱,pKa=11.53,5）分子内互变异构,N,原子处在稠环的“桥头”,张力较大,新番木鳖碱,pKa=3.8,阿马林碱,pKa=8.15,5）分子内互变异构,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。,碱性强弱顺序,：,结构中有,-COOH,、,Ar-OH,基团，则为两性生物碱,氨,供电 碱性,共轭、诱导吸电 碱性,练习：比较碱性强弱：,生成不溶性盐类:,硅钨酸、苦味酸、磷钼,酸试剂等,生成疏松的配合物:,碘-碘化钾试剂,生成不溶性加成物：,碘化铋钾、碘化汞钾等,重金属盐类,沉淀试剂,（,五,）生物碱的检识,1.沉淀反应,与某些试剂生成难溶于水的复盐或配合物的反应。,四、生物碱的性质,四、生物碱的性质,四 沉淀反应,反应原理：生成更大多分子复盐和络盐,生物碱盐,碘化铋钾,红棕色沉淀,生物碱盐,苦味酸,黄色沉淀,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）在稀醇或脂溶性溶液中时，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 沉淀反应,四 沉淀反应,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，,则,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、生物碱的性质,1,2,3,4,个别生物碱如,麻黄碱、咖啡碱,不反应,多在,酸性溶液,中反应，个别在,中性条件，如苦味酸。,一般三种以上的沉淀试剂均有反应，可判断为阳性。,多糖、鞣质,等非生物碱也能反应，溶液需净化处理。,注意事项：,四、生物碱的性质,2.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。,四、生物碱的性质,显色反应,Labat反应,5%没食子酸的醇溶液,具有,亚甲二氧基结构呈翠绿色,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,深紫暗红最后颜色消失,薄层色谱(TLC),吸附剂：硅胶，氧化铝，活性炭，纤维素,移动相：各种溶剂系统,纸色谱(PC),固定相：水、甲酰胺或缓冲溶液,移动相：各种溶剂系统,高效液相色谱法(HPLC),对结构相似的生物碱的分离检识可获得满意,的效果,3.色谱检识,1,2,3,四、生物碱的性质,生物碱概述,生物碱的分布,生物碱的分类,生物碱的性质,生物碱的提取和分离,生物碱的结构鉴定,生物碱的提取分离实例,2,4,3,1,3,3,3,5,6,3,7,第六章 生物碱,药材粉末（生物碱盐形式）,湿润粉末,提取液,有机溶剂部分,稀酸部分,少量碱性水湿润,非极性溶剂提取多次,CH,2,Cl,2,CHCl,3,Et,2,O,稀酸水,1.,非极性有机溶剂提取法,（一）生物碱的提取,五、生物碱的提取分离,稀酸部分,稀酸部分,乙醚,CHCl,3,部分,乙醚部分,CHCl,3,部分,水溶液部分,总碱,1,过滤后用乙醚,CHCl,3,分别去杂,加,1%,氨水碱化，,乙醚,CHCl,3,提取,水洗,干燥,回收乙醚,总碱,2,水洗,干燥,回收,CHCl,3,五、生物碱的提取分离,若生物碱为弱碱,多以游离碱存在,则处理方法稍有不同:,药材粉末（游离弱生物碱）,生药残渣,乙醚或氯仿提取部分,酸水部分,酸水提取多次,少量水湿润,乙醚或氯仿提取多次,五、生物碱的提取分离,酸水部分,水部分,CHCl,3,部分,碱化，,CHCl,3,提取多次,过滤后用乙醚，,CHCl,3,分别去杂,稀酸部分,乙醚或,CHCl,3,部分,弱碱性生物碱总碱,干燥，回收乙,醚或,CHCl,3,五、生物碱的提取分离,2.,极性有机溶剂提取,用此法时，若有水溶性生物碱存在于水液中，可用丁醇或戊醇直接萃取。,五、生物碱的提取分离,药材粉末,生药残渣,乙醇液部分,60%-80%,乙醇,室温或回流提取,胶质残渣,稀酸液,残渣,乙醚部分,氯仿部分,水溶液部分,总碱,1,总碱,2,总碱,3,水洗,干燥,回收,水洗,干燥,回收,丁醇提取,蒸干,碱化，分别用,乙醚氯仿提取,2%,稀酸提取多次,3.,水或酸水提取后,+,强,(,弱,),酸型阳离子树脂法,:,药材粉末,药材残渣,提取液部分,树脂部分,水冲洗液,稀氨水部分,生物碱总碱,浓缩,稀氨水洗脱,通过阳离子,树脂用水冲,水，或,0.5%-1%,硫酸或,乙酸室温或回流提取多次,五、生物碱的提取分离,药材粉末,药材残渣,稀酸水部分,溶液,+,沉淀,沉淀,丙酮液,稀酸水提取多次,雷氏铵盐或,磷酸盐、硅酸盐等,过滤,母液,丙酮溶解,4.,酸水提取液,+,雷氏铵盐等沉淀法,:,五、生物碱的提取分离,溶液,+,硫酸铜沉淀,滤液,残渣,乙醇液,滤液,丙酮液,(,析晶,),母液,粗晶,总碱,甲醇重结晶,浓缩加丙酮,浓缩过滤,乙醇提,过滤，加,BaCl,2,滤除,Ag+,加入饱和硫酸银,过滤,五、生物碱的提取分离,大孔树脂法,:,苯乙烯型或,2-,甲丙烯酸酯型的大孔吸附树脂,网状小孔结构，以吸附和筛选结合的方式分离,生物碱水溶液上柱,适当的溶剂,(,含水醇，醇，,丙酮等,),洗脱。,水蒸气蒸馏法：,麻黄碱等挥发性的生物碱可用此法提取总碱,5.,其他提取生物碱的方法,:,五、生物碱的提取分离,1,2,分步结晶法：,利用生物碱在不同溶剂中析晶速度快慢来纯化,溶剂,:,乙醇、丙酮、甲醇等分离到的较纯晶体可以重结晶进一步纯化。,衍生物制备法（成盐，成酯等）,先使其成盐、成酯后再用分步结晶法加以分离,HI,酸，过氯酸，苦味酸盐最易结晶。,（二）生物碱分离纯化方法,五、生物碱的提取分离,仲胺生物碱,+,叔胺生物碱,仲胺衍生物,+,叔胺,仲胺衍生物,叔胺生物碱,仲胺生物碱,加氯甲酸乙酯反应,分离,分解,仲胺，叔胺生物碱分离：,五、生物碱的提取分离,酚性生物碱,+,非酚性生物碱,酚性生物碱盐,+,非酚性生物碱,酚性生物碱 盐,非酚性生物碱,酚性生物碱,强碱液,萃取法分离,H,+,酚性、非酚性生物碱的分离：,五、生物碱的提取分离,方法,1,、混合生物碱,溶于酸水中,逐步加碱,(,氨水等),每调一次,pH(pH,由低至高,),，用有机溶剂萃取一次,.,生物碱由弱至强依次被分离,梯度萃取方法,pH,3.,在不同的,pH,值下萃取法,五、生物碱的提取分离,方法,2,、混合生物碱,溶于氯仿中,逐步加酸性缓冲液,(PH,由高至低,),生物碱依盐的形式由强至弱被依次分离,梯度萃取方法,pH,五、生物碱的提取分离,4.液体,生物碱混合物的分馏分离法,液体生物碱混合物可进行分馏分离。如,毒芹(,Conium maculatum,)中的毒芹碱，羟基毒芹碱。,毒芹碱,(coniine),羟基毒芹碱,(Conhydrin),(m.p.166-167)(m.p.116),五、生物碱的提取分离,石榴皮碱 异石榴皮碱 甲基异石榴皮碱,Punicine Isopelletrerine Methyisopelletrerine,(m.p.195)(m.p.86),（,m.p.114-117),石榴皮,(,Punica granatum L.),中的石榴皮碱、异石榴皮碱和甲基异石榴皮碱。,5.,层析法：,Al,2,O,3,(,中性，碱性,),，硅胶,五、生物碱的提取分离,提取分离实例,提取分离实例长春碱与长春新碱,长春碱,R=-CH,3,醛基长春碱,R=-CHO,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,过滤，氨水碱化至,pH=67 CHCl,3,提,除水杂,除脂杂,除碱性较强的成分,H,2,O,CHCl,3,弱碱,Alk,硫酸盐,回收氯仿，蒸干,溶于无水乙醇,H,2,SO,4,调,pH=3.84.1,Alk,沉淀,溶于,H,2,O,，氨水碱化至,pH=89 CHCl,3,萃取,除脂杂,除水杂,H,2,O,CHCl,3,游离,Alk,长春碱,醛基长春碱,回收氯仿,溶于苯,:,氯仿,(1:2),液中,通过,Al,2,O,3,吸附柱,用苯,:,氯仿,(1:2),洗脱,色谱分离,生物碱概述,生物碱的分布,生物碱的分类,生物碱的性质,生物碱的提取和分离,生物碱的结构鉴定,生物碱的提取分离实例,2,4,3,13,3,3,5,6,3,7,第六章 生物碱,1.,Hofmann,降解反应,最为重要的,C-N,键裂解反应，必要条件是,氮原子的,-,位应有质子,。,（一）化学方法,季铵碱,非季铵碱,碘甲烷和氧化银进行彻底甲基化,加热分解,双键化合物，胺,六、生物碱的结构鉴定,Hofmann,反应每次只能使一个,C-N,键断裂,六、生物碱的结构鉴定,1,）直链化合物,六、生物碱的结构鉴定,2,）,N,原子两价连在环上,六、生物碱的结构鉴定,3,）,N,原子三价均连在环上,六、生物碱的结构鉴定,.Emde,降解反应（无,位,H,）,Emde,降解改进了,Hofmann,降解反应，把季胺生物碱的碘化物用,Na-Hg,齐等还原，是,C-N,键断裂而降解。,六、生物碱的结构鉴定,六、生物碱的结构鉴定,（,二）,波谱法(包括UV，IR，NMR，MS等),1.UV法,生色团（,羰基、双键、苯基和硝基等,）在生物碱的整体结构中时，UV可以反映其骨架类型特征。,(1),生色团在整体结构中,如：,UV(CH,3,OH),(4.26),(4.19),309 (3.78),349 (3.81),400 (3.81),氧化劳瑞林,六、生物碱的结构鉴定,如：,其他如：吡啶类、吖啶酮类、小檗碱类等。,UV(CH,3,OH),230 (3700),270 (3600),314 (2750),UV(CH,3,OH),230 (sh),300-315 (2sh),喹啉类,吲哚类,六、生物碱的结构鉴定,(2),单生色团接在主体结构中：,同类还有麻黄碱、苄基四氢异喹啉类、普罗托品类、吗啡碱类、三尖杉碱类等。,UV(CH,3,OH),230,282-289,UV(CH,3,OH),230,282-290,阿托品,四氢原小檗碱类,六、生物碱的结构鉴定,(3),双生色团接在主体结构中，如：,UV(CH,3,OH),215,228-235,取代苯,-,二烯酮,UV(CH,3,OH),228-232,278,311-322,取代苯,-,萘类,前莲碱,二氢血根碱,六、生物碱的结构鉴定,2.IR 法,IR,法在生物碱结构测定中作用有限其中，羰基基团的,IR,图谱和,Bohlmann,带吸收峰较为常用。,(,1),C=O,：,C=O,1661-1658cm,-1,六、生物碱的结构鉴定,(2)Bohlmann吸收带,N,上的孤对电子,与,两个邻位,C,上的,H,成,反式双竖键,关系时，在,2800-2700cm,-1,区域出现两个以上,CH,峰。,如：,表别育亨烷,3-H,，,20-H,伪育亨烷,3-H,，,20-H,别育亨烷,3-H,，,20-H,正育亨烷,3-H,，,20-H,正、别育亨烷有,Bohlmann,吸收峰,六、生物碱的结构鉴定,3.MS 法,此法在生物碱结构测定中多有应用。,(1)母核稳定或由于取代基或边链裂解产生特征离子。,主体或整体由芳香结构组成，如：4喹酮、吖啶酮、喹啉去氢阿朴菲等类：,M-R,+,六、生物碱的结构鉴定,取代氨基甾体、秋水仙碱、苦参碱等环系多，分子结构紧密的：,(2),以,N,原子为中心的,裂解（涉及骨架裂解）,生成的含,N,部分多为基峰或强峰，如金鸡宁、托品、石松碱等类生物碱。,m/e 332(M-15),m/e 72(100%),-CH,3,六、生物碱的结构鉴定,浙贝甲素,m/e 112(100%),金鸡宁,m/e 153,m/e 136(100%),六、生物碱的结构鉴定,(3)RDA裂解：,文卡明,RDA,裂解,m/e 124(100%),六、生物碱的结构鉴定,(4)苄基裂解：,多为基峰,六、生物碱的结构鉴定,1,H-NMR,提供,、,J,值、积分比、裂分图形,判断,H,的化学环境、个数及空间位置,推测结构的骨架类型和立体构型,提供,C,的个数，峰值大小,13,C-NMR,4.NMR,法,六、生物碱的结构鉴定,表别育亨烷,3-H,，,20-H,伪育亨烷,3-H,，,20-H,别育亨烷,3-H,，,20-H,正育亨烷,3-H,，,20-H,13,C-NMR,数据,()3,C 20,C,表,别育亨烷,54.3 39.9,伪育亨烷,54.6 34.2,别育亨烷,60.4 36.7,正育亨烷,60.1 41.6,六、生物碱的结构鉴定,龙胆碱的结构修正,最初结构定为,IR,：,1719cm,-1,有强吸收（,六元内酯环,）,1634cm,-1,有中强吸收（,C=C,）,1300,1400cm,-1,无吸收（,说明无,CH,3,）,修正过程：,1.,锌粉还原得吡啶,2.,无旋光性,3.,碱性条件下水解开环（说明有内酯结构）,六、生物碱的结构鉴定,4.,还原后测,IR,：,1719cm,-1,，,1300,1400cm,-1,无吸收，,1385cm,-1,有吸收（,形成了甲基,）,5.,高锰酸钾氧化得,COOH,（,有双键,）,6.,臭氧氧化得一分子,RCHO,和一分子,HCHO(,双键上有三个氢,),用,1,H-NMR,验证修正结构是正确的,：,9.0(s),8.0(s)(,吡啶环上两个,-H,),5,6 3H,（,烯氢,）,4.3 2H O-CH,2,3.0 2H R-CH,2,最终修正结构为：,脂环上,H,六、生物碱的结构鉴定,HPLC,法,:,检测波长,228nm,TLC,法,:,香草醛,-,硫酸显色,MS,法,:,FAB,或,ESI-MS,1,H-NMR,法,:,高分辨,NMR,紫杉醇的分析测定和结构鉴定：,紫杉醇（,Taxol),六、生物碱的结构鉴定,生物碱概述,生物碱的分布,生物碱的分类,生物碱的性质,生物碱的提取和分离,生物碱的结构鉴定,生物碱的提取分离实例,2,4,3,1,3,3,3,5,6,3,7,第六章 生物碱,1.,延胡索,Corydalis ambigua Gham.et Sch,.,中几种生物碱的分离,延胡索粗粉,苯浸液,HCl,提取液,滤液,沉淀,放置，过滤,2%HCl,提取,10%,氨水,湿润,苯浸,七、生物碱提取分离实例,滤液,水层,CHCl,3,层,CHCl,3,层,母液,丙素,寅素,CHCl,3,层,水层,残渣,酚性总碱,甲素,丑素,CHCl,3,稀,NaOH,碱化,CHCl,3,提,浓缩,3%NaOH,提,蒸干,H,+,Na,2,CO,3,CHCl,3,丙酮,七、生物碱提取分离实例,寅 素,丙素,(,普托品,),甲 素,丑素,七、生物碱提取分离实例,沉淀,热水部分,乙醚层,残渣,母液,乙素,丁素,热水,氨水碱化,乙醚提取,蒸干,CHCl,3,乙醇结晶,乙 素,丁素,七、生物碱提取分离实例,2.,麻黄碱的提取分离,(1).,水蒸气蒸馏法,麻黄粗粉,提取液,浓缩液,蒸馏液,母液,沉淀,l-,麻黄碱,伪麻黄碱,稀酸提取,减压浓缩,稀碱碱化,水蒸气蒸馏,浓缩析沉淀,后处理,Ca,2+,过滤,浓缩析晶,l-,麻黄碱,伪麻黄碱,七、生物碱提取分离实例,(2).,溶剂萃取法：,麻黄粗粉,渗漉液,水层,乙醚层,粗晶,母液,l-,麻黄碱,伪麻黄碱,后处理,浓缩至小体积,加入酸显酸性,析晶，过滤,稀碱中和至,pH6,减压浓缩,稀碱碱化,NaCl,饱和,乙醚提取,0.5%HCl,渗漉,七、生物碱提取分离实例,3.,苦参碱和氧化苦参碱的提取分离,中药苦参是豆科植物,苦参（,Sophors flavescens Ait,）,的干燥根，,主要含有生物碱，,此外还有黄酮类成份。,Matrine(,苦参碱,)Oxymatrine(,氧化苦参碱,),七、生物碱提取分离实例,(1),离子交换法,注意：强酸型阳离子交换树脂，以,2N,盐酸和,2N,氢氧化钠及蒸馏水处理后备用。,Sophoranol(,苦参醇碱）,Sophocarpine(,槐根碱）,七、生物碱提取分离实例,苦参粗粉,渗漉液,树脂,溶液,乙醇提取液,氯仿液,残渣,粗碱,丙酮液,氧化苦参碱,0.5%HCl,浸，渗漉,通过离子交换树脂,蒸馏水洗，氨水碱化，乙醇回流提取,回收乙醇，加入适量氯仿,除去部分杂质，回收氯仿,丙酮析晶,氧化铝柱层析,苦参粗粉,甲醇液,水溶液,水液部分,CH,2,Cl,2,液,残渣,甲醇温浸,回收甲醇,调,PH3-4,，加水,乙醚洗后浓缩,调,PH=13,CH,2,Cl,2,提,回收,CH,2,Cl,2,(2).,溶剂法,苦参碱,可溶于乙醚,；,氧化苦参碱,难溶于乙醚,；,两者得以分离。,七、生物碱提取分离实例,残渣,沉淀,乙醚液,残渣,石油醚提取液,苦参碱,石油醚液,氧化苦参碱,浓缩析晶,石油醚回流,蒸干乙醚,丙酮重结晶,溶于少量氯仿，加乙醚析沉淀,七、生物碱提取分离实例,某中药材中主要含有生物碱类成分，且已知在其总碱中含有如下成分：,季铵碱、酚性叔胺碱、非酚性叔胺碱、水溶性杂质、脂溶性杂质,现有下列分离流程，试将每种成分可能出现的部位填入括号中。,作业,Thank You!,