课件：九生物碱.ppt

第九章 生 物 碱 (Alkaloids),一、生物碱概述,二、生物碱的分布,三、生物碱的分类,四、生物碱的性质,五、生物碱的提取和分离,六、生物碱的结构鉴定,七、生物碱的提取分离,第九章 生物碱,生物碱是一类十分重要的天然有机化合物，也是一类研究得最早的有生物活性的天然化合物。,一、 概述,自从1806年德国学者F.W.Serturner 从鸦片中分出吗啡（morphine）以后，迄今已从自然界分出10000多种生物碱，生物碱广泛分布于植物界，其中许多重要的植物药如鸦片、麻黄、金鸡纳、番木鳖、汉防己、莨菪、苦参、长春花、三尖杉等等都主要含有生物碱成分。,在全国医药产品大全中收载的生物碱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，如： 鸦片中的吗啡镇痛作用； 麻黄中的麻黄碱止喘作用； 长春花中的长春碱抗癌活性；,黄连中的小檗碱抗菌消炎作用； 山莨菪碱抗中毒性休克作用 石蒜中的生物碱加兰他敏具有拟胆碱作用 利血平降压作用 由此可看出，在临床用药中生物碱类成分占据着重要的地位。,生物碱化学结构研究为合成药物提供了 线索，如： 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 用容易成瘾。,化学合成工作者对它进行结构改造，从中找到普鲁卡因（procaine），不但结构较古柯碱简单，毒性也大大地被降低了，成为临床广泛使用的局部麻醉药物。,现有的很多合成止痛药就是根据吗啡的化学结构而设计的。在生物碱的研究中，创新出不少研究方法、技术和反应，这对天然有机化学的发展起着重要的促进作用。,一.生物碱的含义 生物碱一般指植物中含N的有机化合物（蛋白质，肽类，氨基酸等除外。 较为确切的表述：含有负氧化态氮原子、存在于生物有机体的环状化合物。,生物碱的分布,生物碱主要分布于植物界,在动物中发现得很少。在高等植物尤其在双子叶植物中分布为广：在双子叶植物的小檗科(Berberidaceae)，毛茛科(Rununcu-laceae)，木兰科(Magnoliaceae)，防己科(Menisperma-ceae)，罂粟科(Papaveraceae)，芸香科(Rutaceae)等植物中广为分布；,裸子植物中，在红豆杉科红豆杉属(Taxus)，松柏科松属(Pinus)，云杉属(Picia)，三尖杉科三尖杉属Cepha-lotaxus)，麻黄科麻黄属(Ephedra)等属植物中有分布；,少数单子叶植物如石蒜科，百部科(Stemonaceae)，百合科(Liliaceae)等植物中有分布。在低等植物中，生物碱分布少，而且结构一般为简单。生物碱在生物体中 的存在部位和含量往往差别很大，一般来说，含量在千分之一以上即为高含量。,分布规律,1、在系统发育较低级的类群中，生物碱分布 较少或无。 表现在： 藻类、水生植物、异养植物中未发现生物碱。 菌类植物如麦角菌类等少数植物中含有生碱。,地衣、苔藓类植物中仅发现少数简单的吲哚类生物碱。 蕨类植物中除简单类型的生物碱如烟碱外，结构复杂的生物碱则集中分布于小叶型的真蕨如木贼科、卷柏科、石松科等植物中。,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，尤其是被子植物）。 表现在：,裸子植物中，仅紫杉科红豆杉属、松柏科属、云杉属、油杉属、麻黄科麻黄属、三尖杉科三尖杉属等植物含有生物碱。 少数被子植物的单子叶植物中，生物碱主要分布于百合科、石蒜科、百部科等植物中。,在被子植物中古生花被类双子叶植物中，生物碱主要分布于毛茛科、木兰科、小檗科、防己科、马兜铃科、芸香科等植物中。 在被子植物后生花被双子叶植物中，生物碱主要分布在龙胆科、夹竹桃科、茜草科、紫草科、菊科等植物中。,3、生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植物类群中。 4、在同科不同属中，可存在相同的生物碱。 5、同一种植物中可能找到含有几种基核类型 的生物碱。 6、在同一种植物中往往含有一系列生物碱。,但对于一种植物来说，生物碱往往在植物的某种器官含量较高。如长春花中已分离出70多种生物碱。 7、越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类 群就越窄。 植物亲缘关系相近的品种往往含有化学结构相 同或类似的生物碱，这种联系为发现和寻找新的药物资源提供了有效的途径。,三、生物碱的存在形式,根据分子中氮原子所处的状态主要分为六类 1、游离碱 2、盐类 3、酰胺类 4、N-氧化物 5、氮杂缩醛类 6、其它亚胺类,在植物体内，除以酰胺形式存在的生物碱外，仅少数碱性极弱的生物碱如那碎因、那可丁等以游离形式存在，而绝大多数生物碱是以盐的形式存在的。,生物碱生物合成的基本原理,第二节 生物碱生物合成的基本原理, 基本原理：环合反应与单键的断裂； 前体化合物：MVA、氨基酸与醋酸； 氨基酸包括：鸟氨酸、脯氨酸、赖氨酸、 苯丙氨酸、色氨酸与邻氨基苯甲酸等。, 鸟氨酸分子结构：,一、环合反应 (一).一级环合：指最先形成N-杂环的反应。 1、形成内酰胺：限于肽类生物碱,ATP,两分子间 发生反应,2、形成schiffs base：比较广泛,Schiffs base,- H2O,加成,3、Mannich 氨甲基化反应 定义：含有-H的酮与甲醛及胺（伯胺、仲胺或NH3）反应，可在酮的-位引入氨甲基。 生物体的Mannich缩合反应： 醛+胺+负碳离子 经缩合反应得到Mannich碱。 负碳离子：含活泼氢的化合物。 Mannich碱：即含N原子的杂环体系。,(二).次级环合：N-杂环生物碱的再环合。 1、酚氧化偶联反应 酚自由基形成, 自由基之间偶联（即配对反应）形成 C-C键、C-O键和C-N键,例如：（S）- 网状番荔枝碱发生酚氧化的 邻-对偶联生成吗啡碱,邻-对 偶联, 生物碱中邻-邻偶联方式较少,邻-邻偶联,生物碱中自由基与可极化的双键之间 发生反应形成C-C键。,邻-碳偶联,S-scoulerine,再芳香化： （主要通过烯醇化、C-C的迁移和裂解） 烯醇化： 偶联位置上必须有氢原子存在。 C-C键迁移： 经二烯酮重排发生C-C键迁移后再芳香化。,A环再 芳构化,保尔定, 二烯酮重排机理,H+,H+,R1迁移,R1迁移,-H2O,1)-H+ 2)芳构化,1)-H+ 2)芳构化,环己二烯酮,环己二烯醇, C-C键裂解-再芳香化 2、亚胺盐次级环合反应 二、CN键的裂解 1、内酰胺开环 最简单的CN键裂解是内酰胺开环反应。某些条件下，仲胺可通过氧化转化成内酰胺，在进行CN键裂解。,2、Hofmann消除和von braun降解,S-刺罂粟碱,白屈菜碱,Hofmann 消除,S-刺罂粟碱,普罗托品,Hofmann 消除,第三节 生物碱的分类、生源及其分布,生物碱分类主要有三种方法： （1）来源分类 （2）化学分类 （3）生源结合化学分类,按 3)法分类的生物碱可以分为氨基酸途径生成的生物碱和萜类及甾体来源的生物碱。,一、来源于鸟氨酸的生物碱,（一）吡咯类生物碱,（二）托品烷类 如：atropine hyoscyamin anisodamine,药理作用,为阻断M胆碱受体的抗胆碱药，能解除平滑肌的痉挛(包括解除血管痉挛，改善微血管循环)；抑制腺体分泌；解除迷走神经对心脏的抑制，使心跳加快；散大瞳孔，使眼压升高；兴奋呼吸中枢。,【适应症】,在临床上的用途主要是： (1)抢救感染中毒性休克： (2)治疗锑剂引起的阿-斯综合征： (3)治有机磷农药中毒 (4)缓解内脏绞痛：包括胃肠痉挛引起的疼痛、肾绞痛、胆绞痛、胃及十二指肠溃疡,(5)用为麻醉前给药：皮下注射0.5mg，可减少麻醉过程中支气管粘液分泌，预防术后引起肺炎，并可消除吗啡对呼吸的抑制。 (6)用于眼科：可使瞳孔放大，调节功能麻痹，用于角膜炎、虹膜睫状体炎。用1%3%眼药水滴眼或眼膏涂眼。滴时按住内眦部，以免流入鼻腔吸收中毒。,（三）吡咯里西丁类（如：野百合碱）,二、来源于赖氨酸的生物碱,（一）哌啶类生物碱,（二）吲哚里西丁类 （主要有简单吲哚里西丁类、一叶秋碱等）,一叶萩 活血舒筋，健脾益肾。 【主 治】：治风湿腰痛、四肢麻木、偏瘫、阳萎、面神经麻痹、小儿麻痹后遗症。,（三）喹诺里西丁类,羽扇豆（又名鲁冰花） 用于治疗型糖尿病,金雀花：活血祛风，止咳，强壮。治头晕头痛、耳鸣眼花、肺虚久咳、小儿疳积，外用治创伤出血，跌打骨折。,三来源于邻氨基苯甲酸的生物碱,主要包括喹啉类和丫叮酮类生物碱,四、来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱,（一）苯丙胺类,代表化合物如：麻黄碱（ephedrine）、伪麻黄碱（pseudoephedrine）,中药麻黄,麻黄中含有多种生物碱，具有极重要的药用价值。麻黄碱有兴奋中枢神经、诱发出汗、抗过敏等作用；麻黄挥发油有抑制流感病毒和解热镇静作用；麻黄碱可降低血压；伪麻黄碱能利尿。在中医药中，麻黄全草入药，是一种极具价值的中药植物资源。,(二)四氢异喹啉类,(三)苄基四氢异喹啉类(),1、苄基四氢异喹啉类,厚朴煎剂对肺炎球菌、白喉杆菌、溶血性链球菌、枯草杆菌、痢疾杆菌、金黄色葡萄球菌等有抑制作用；对肠管，小剂量出现兴奋，大剂量则为抑制；对支气管亦有兴奋作用；厚朴箭毒碱能使运动神经末梢麻痹，引起全身骨骼肌松弛；有降压作用，降压时反射性地引起呼吸兴奋，心率增加。,罂粟,盐酸罂粟碱,用于治疗脑、心及外周血管痉挛所致的缺血，肾、胆或胃肠道等内脏痉挛。 注射用盐酸罂粟碱为医保乙类用药，主要用于心脏内科扩张冠状动脉血管和显微外科手术中解除血管痉挛的辅助治疗，可改善病变部位的血管痉挛，并具有溶解血栓、抗凝、降低毛细血管脆性等作用。,2、阿朴菲类生物碱,千金藤的功效: 清热解毒，祛风利湿。 治疟疾，痢疾，风湿痹痛，水肿，淋浊，咽喉肿痛，痈肿，疮疖.,3、双苄基四氢异喹啉类,汉防己,专利:自粉防己提取的制备物及其用途,本发明涉及一种自粉防己提取的制备物及其在制备用于化疗增敏或增效、放疗增敏、升高机体白细胞水平、抗肿瘤或抗过敏的药物中的用途。所述制备物主要含有汉防己甲素和汉防己乙素，二者的比例为91至82(摩尔)，其是通过以下方法得到的：,(1)将粉防己粉末或饮片用稀酸提取，收集酸冷浸液；用水浸洗，收集水液；合并酸冷浸液和水液，加入碱调节pH至10-12，放置过夜；(2)过滤步骤(1)的液体，将固体干燥后，粉碎，得到粉末1；(3)将粉末1用醇加热回流30分钟提取；(4)将步骤(3)的醇液浓缩、放置、过滤得到固体2；(5)将固体2溶于热氨性乙醇，放置结晶。本发明还涉及汉防己甲素或其药学可接受的盐在制备用于升高机体白细胞水平的药物中的用途。,4、吗啡烷类生物碱,吗啡是鸦片中最主要的生物碱（含量约10-15%），1806年法国化学家F泽尔蒂纳首次从鸦片中分离出来。他用分离得到的白色粉末在狗和自己身上进行实验，结果狗吃下去后很快昏昏睡去，用强刺激法也无法使其兴奋苏醒；他本人吞下这些粉末后也长眠不醒。据此他用希腊神话中的睡眠之神吗啡斯（Morpheus）的名字将这个物质命名为“吗啡” （Morphine）。,纯净吗啡为无色或白色结晶或粉末，难溶于水，易吸潮。随着杂质含量的增加颜色逐渐加深，粗制吗啡则为咖啡似的棕褐色粉末。在“金三角”地区，吗啡碱和粗制吗啡又称为“黄皮”、“黄砒”、“1号海洛因”等，呈白色、浅黄或棕色。鼻闻有酸味，但吸食时有浓烈香甜味。滥用吗啡者多数采用注射的方法。在同样质量下，注射吗啡的效果比吸食鸦片强烈10-20倍。,医用吗啡一般为吗啡的硫酸盐、盐酸盐或酒石酸盐，易溶于水，常制成白色小片状或溶于水后制成针剂。其药理作用有： （1）对中枢神经系统的作用：强烈的麻醉、镇痛作用。,（2）对呼吸系统的作用：吗啡能抑制大脑呼吸中枢和咳嗽中枢的活动，使呼吸减慢并产生镇咳作用。急性中毒会导致呼吸中枢麻痹、呼吸停止至死亡。,（3）对心血管系统的作用：治疗量吗啡对血管和心率无明显作用，大剂量吗啡可引起体位性低血压及心动过缓。 （4）对消化系统的作用：对胃肠道平滑肌、括约肌有兴奋作用，使它的张力提高，蠕动减弱，因此有止泻和治便秘的效果。,5、原小檗碱和小檗碱（二者区别在于D环氢化程度不同。),小檗碱的来源： 刺黄连，黄柏的叶、皮、根的提取物,黄柏,药理作用：对痢疾杆菌，霍乱菌金黄色葡萄球菌，沙门氏菌，变形杆菌，脑膜炎球菌、志贺痢疾杆菌、伤寒杆菌、白喉杆菌等有较强的抑制作用，低浓度时抑菌，高浓度时杀菌。对流感病毒、阿米巴原虫、钩端螺旋体、某些皮肤真菌也有一定抑制作用。,(1)口服不良反应较少，偶有恶心、呕吐、皮疹和药热，停药后即消失。 (2)静脉注射或滴注可引起血管扩张、血压下降、心脏抑制等反应，严重时发生阿斯综合征，甚至死亡。 中国已宣布淘汰盐酸小檗碱的各种注射剂。 少数人有轻度腹或胃部不适,便秘或腹泻. 虽然儿童可以应用，但遗传性 6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏的儿童属禁忌，因本品可引起溶血性贫血以致黄疸,6、普罗托品类生物碱：与原小檗碱和小檗碱类区别是C-N键裂解成三环体系，且多具14-酮基。,7、苯菲啶类生物碱：如血根碱,来源： 白屈菜的全草；紫堇的块根；博落回的全草；血水草的地上部分。,生物活性：抗菌作用；抗锥虫作用；抗肿瘤作用；对中枢神经有麻醉作用；,主要的化学成分：白屈菜碱、白屈菜红碱、血根碱、普托品、小檗碱等,(四)苯乙基四氢异喹啉类,秋水仙,秋水仙碱具有广泛的用途和较高的附加值。它可抑制细胞的有丝分裂和 DNA的合成，还可抑制癌细胞的生长。临床上可用来治疗癌症，如用于治疗乳腺癌、皮肤癌、白血病、何杰金氏病、地中海家族热等，并对原发性痛风有特异作用。在农业上，秋水仙碱广泛用来培育多倍体种子。秋水仙碱还是细胞生物技术的常用试剂。,高三尖杉,高三尖酯碱,高三尖酯碱氯化钠注射液,适用于各型急性非淋巴细胞白血病，对骨髓增生异常综合症、慢性粒细胞性白血病有一定的疗效。1、急性早幼粒细胞性白血病。2、急性单核细胞性白血病。3、急性粒细胞性白血病。4、骨髓增生异常综合症。5、慢性粒细胞性白血病。,(五)苄基苯乙胺类,石蒜碱,主要成分石蒜碱、加兰他敏,石蒜碱及其衍生物具有一定抗癌活性，并能抗炎、解热、镇静及催吐，对阿米巴痢疾亦有疗效。 加兰他敏为可逆性胆碱酯酶抑制剂，用于脊髓灰质炎等中枢性麻痹疾病引起的瘫痪、重症肌无力等。目前这些成分均已可以以商业规模提取。,(六)吐根碱类,来源：由土根中提取。或由丙酮二羧酸二乙酯合成。,吐根碱为白色无定形粉末； 熔点74， 比旋光度-50，呈强碱反应；难溶于水,可溶于有机溶剂。若将微量的吐根碱溶于数滴浓盐酸中，加入过氧化氢少许，即出现黄红色，这是试验吐根碱极灵敏的反应。,吐根碱的盐酸盐对溶组织阿米巴滋养体有直接杀灭作用，在临床上用作治疗急性阿米巴病。去氢吐根碱为吐根碱的衍生物，也有强大的杀死溶组织阿米巴滋养体的作用，且毒性反应较轻，已供临床使用。,五、来源于色氨酸的生物碱,(一) simple indoles：tryptamine (二)simple carbolines：harmanine,（三）半萜吲哚类生物碱,本类又称麦角碱类生物碱,麦角 学名Claviceps purpurea (Fr) Tul别名麦角菌、黑麦乌米。是麦角菌在寄主植物上所形成的菌核。麦角菌属于囊菌亚门真菌。麦角入药具收缩子宫和止血之功效。但有毒。,（四）单萜吲哚类生物碱 1.单萜吲哚类 (1)柯南因士的宁类,利血平是由夹竹桃科植物国产萝芜木的根中所提取、分离的一种生物碱。,分子中C15，C20上的氢和C17位上的甲氧基为构型，C16、C18上的取代基为-构型。在光和热的影响下，其3-H易发生差向异构化生成无效的3-异利血平。在光和氧的作用利血平易发生氧化分解而失效。,利血平分子中C16、C18上各有一个酯的结构，利血平及其水溶液较稳定，最稳定的pH值为30。但是在酸、碱催化下可发生水解反应，碱性下水解断裂两个酯键，生成利血平酸。临床上利血平用于治疗轻度至中度高血压。,(2)白坚木碱类,本品系由夹竹桃植物长春花(Vincami-norL)中提取的一种生物碱，目前已可半合成，为一脑血管扩张剂。本品制剂除盐酸盐外尚有酒石酸盐和茶丙磺酸盐,(3)依波加明碱类,2.双吲哚类生物碱：由两分子单萜吲哚类经分子间缩合而成。,长春花,硫酸长春新碱 （醛基长春碱、硫酸长春醛碱、新长春碱 ）,本品能影响细胞中纺锤体的形成，使有丝分裂停止于中期，对细胞增殖周期的M期有延缓或阻滞作用。此外，还可抑制嘌呤、RNA和DNA的合成。本药属细胞周期特异性药物。临床主要用于治疗急性淋巴细胞白血病、何杰金氏病、恶性淋巴肿瘤、小细胞肺癌、乳腺癌、卵巢癌、消化道癌等。,2019/8/7,114,可编辑,3.与单萜吲哚类碱有关的生物碱,(1)阿巴利生类和乌勒因类：与柯南因士的宁类比较，色胺部分少1或2个碳原子。,(2)喜树碱类：,(3)金鸡宁类：与柯南因士的宁类比较，色胺部分成喹啉核结构。,金鸡纳树,美国食品药物监督管理局(FDA)发出最新警告，从1969年以来，FDA已收到了665起由金鸡纳霜引起的不良反应报告，其中包括93起死亡报告。FDA要求所有未获得批准的、含有金鸡纳霜成分的药物在60天内撤出市场。,金鸡纳霜又名奎宁碱，是一种用来治疗疟疾的药物。FDA称，目前市场上只有一种含有金鸡纳霜的药物是获得FDA通过的，但市场上的未获批准的金鸡纳霜药物却十分泛滥。据悉，目前市场上获批准的金鸡纳霜药物是Mutual Pharmaceutical Company公司的Qualaquin。这种药物的标签上都会有大量药物副作用提醒。,同时，FDA提醒，金鸡纳霜的使用必需严格限量，且它会与很多其他药物产生交互反应。FDA提醒，金鸡纳霜有很多副作用，包括心律不齐、血小板减少，或者严重过敏等，严重时可能致死。FDA还提醒患者不要使用金鸡纳霜来治疗腿抽筋，否则会有致死危险。,奎尼丁是金鸡钠树皮中所含的一种生物碱 是奎宁碱的右旋体。1918年，研究者发现一疟疾患者兼患心房颤动也被治愈。,以后的研究表明这类生物碱确有抗心律失常的作用。（机理属于钠通道阻止剂） 1、降低自律性 2、减慢传导速度。 3、延长不应期。,六、来源于萜类的生物碱,（一）单萜类生物碱（本类主要是环烯醚萜衍生的生物碱）,猕猴桃碱,木天蓼,猕猴桃科植物木天蓼 Actinidia polygama (Sieb、et Zucc.) Miq. 枝叶，猕猴桃 A. chinensis Planch. 果实 , 软枣猕猴桃 A.arguta (Sieb. Et Zucc.) Planch. 全草 , 败酱科植物缬草 Valeriana officinalis L. 根, 根茎。,（二）倍半萜类生物碱,石斛碱,金钗石斛,滋阴生津,清胃降火，益精明月,润肺补肾,补脾益肺,化痰养噪，用於热病伤津，胃阴不足，口乾舌躁,病後虚热,肺虚乾咳,阴伤目暗等证。,现代医学研究发现,石斛有一定镇痛解热作用。石斛煎剂内服,能促进胃液分泌,刺激小肠平滑肌收缩,提高其紧张度，有助於消化吸收。还能降低血压，降低血糖,升高白细胞,增强免疫功能,对葡萄球菌有抑制作用。治疗白肉障、青光眼,糖尿病、高血压等症，疗效显著。,（三）二萜类生物碱,乌头全草含有多种生物碱： 乌头碱、乌头次碱、新乌头碱等,白关附： 传统用于治疗关节冷痛和冻疮 现代研究表明具有抗心率失常的活性,研究人员说，与现有抗心率失常药相比，有完全不同的作用机制，不仅安全有效，不良反应也较少。临床试验表明，它对室性早搏的总有效率为85.7%，对阵发性室上性心动过速的总有效率为78.1%。目前该药已获得国家专利，科学家与深圳大佛制药厂正合作加快其产业化进程，心脏病患者即将用上价廉高效的国产新药。,该项目是国家973计划项目，目前二期临床实验也已经通过验收，盐酸关附甲素也是我国继丹参多酚酸盐之后，拥有自主知识产权的又一个重要新药 。,七、来源于甾体的生物碱 (一)孕甾烷生物碱（C21）,(二)环孕甾烷生物碱（C24）,（三） 胆甾烷生物碱（C27）,1.胆甾烷类 2.异胆甾烷类,辣茄碱来源：于茄科植物辣茄的叶、冬珊瑚的根、茎、果实和茎皮 生物活性： 1、对心脏节律点的冲动形成有阻碍作用。 2、抗菌作用。,第四节 生物碱的理化性质,一、物理性质 1. 组成：一般由C、H、O、N四种元素组成，少数含有Cl、S等； 2. 状态：一般为固体，少数为液体。 （1）液体生物碱一般不含氧元素； （2）液体生物碱可随水蒸气蒸馏； （3）固体一般为结晶形，有些为无定形粉未； 3.味道：多具苦味，有些极苦；,4.颜色：多数呈无色，少数有颜色；,5.熔点：多数具确定的熔点，少数具双熔点；,6.溶解度： （1）绝大多数仲胺和叔胺生物碱游离碱具亲脂性； （2）绝大多数生物碱盐具亲水性； （3）季铵生物碱具亲水性；,（4）具酚羟基、羧基等酸性基因的生物碱具酸碱两性； （5）具内酯基的生物碱，遇碱开环，遇酸又闭环； （6）有些生物碱或生物碱盐具有特殊的溶解性质；,二、生物碱的检识,(1)常见的沉淀剂 碘化铋钾：Dragendorffs reagent 碘碘化钾试剂 碘化汞钾试剂 硅钨酸试剂,试剂名称 组成 反应特征 碘化物复盐类： 碘-碘化钾试剂 KII2 红棕色沉淀 碘化汞钾试剂 K2HgI4 白色沉淀 碘化铋钾试剂 KBiI4 黄至橘红色沉淀 重金属盐类： 硅乌酸试剂 SiO212WO3nH2O 淡黄或灰白色沉淀 磷钼酸试剂 H3PO412MO32H2O白色或黄褐色沉淀 磷钨酸试剂H3PO412WO32H2O 白色或黄褐色沉淀,（2）沉淀反应的条件 1）反应环境： 生物碱沉淀反应一般在稀酸水溶液中进行。 这是由于生物碱与 酸成盐易溶于水，生物碱沉淀试剂也易溶于水，且在酸水中较稳定，而反应产物难溶于水，因而有利于反应的进行和反应结果的观察。,2）净化处理： 生物碱的酸水提取液通常含有蛋白质、多肽、 鞣质等成分，这些物质也能与生物碱沉淀试剂发生沉淀反应。为了避免其干扰，可将酸水也碱化后，用氯仿萃取，除去水溶性干扰成分，然后用酸水从氯仿中萃取出生物碱，以此酸水液进行沉淀反应。,（3）生物碱沉淀反应阳性结果的判断 1）阳性结果的判断： 为了检识的准确性，一般选用三种以上的沉淀试剂进行反应，如果均有生物碱的沉淀反应，可判断为阳性结果。,2）需要注意的问题 极少数生物碱不能与一般生物碱沉淀试剂产生反应。如麻黄碱、咖啡碱与多数生物碱沉淀试剂不能发生反应，因而只能用其它检识反应鉴别；,中药中有些非生物碱类物质也能与生物碱沉淀试剂产生沉淀反应，如蛋白质、多糖、氨基酸、鞣质等。因此制备供试品溶液时，需要净化处理除去这些物质，避免其干扰而导致错误的结论。,（4）生物碱沉淀反应的应用 检识反应 指导生物碱的提取分离 生物碱的分离纯化 薄层或纸层色谱的显色剂,2显色反应 用于生物碱的显色试剂很多，它们往往因生物碱的结构不同而显示不同的颜色。但是，颜色反应仅可作为识别生物碱的参考，因为生物碱纯度不同，显色就有差别。常用的反应见下表：,（1）生物碱显色试剂的种类： 试剂名称 试剂组成 颜色特征 Macquis试剂 含少量甲醛的浓硫酸 吗啡紫红色 Frohde试剂 1%钼酸钠(铵)的浓硫酸 小檗碱棕绿色 Mandelin试剂 1%钒酸铵的浓硫酸 莨菪碱红色,三、生物碱的化学性质和反应,（一）碱性 生物碱分子中都含有氮原子，其氮原子上的孤 电子对能接受质子而显碱性。碱性是生物碱的重要性质。通常以酸式离解指数pKa表示。 Pka越大，碱性越强 Pka12 强碱；,碱性强度与PKa值的大小顺序一般是： 胍基季胺碱脂肪胺基缺电子芳杂环(吡啶)酰胺基富电子芳杂环(吡咯),（2）碱性与分子结构的关系：生物碱的碱性强弱与氮原子的杂化度、诱导效应、诱导-场效应、共轭效应、空间效应以及分子内氢键形成等有关。,2.碱性与分子结构的关系,(1)氮原子的杂化度 碱性：SP3SP2SP,(2)诱导效应,(a)吸电性基团取代，碱性减弱； 供电性基团取代，碱性增强； 如：二甲胺(Pka10.70)甲胺(Pka10.64)氨(Pka9.75),(b)氮杂缩醛(酮)生物碱的碱性: 氮原子不处在桥头；强碱性； 氮原子处在桥头；碱性相对较弱；,(3)场效应:场效应通过空间直接作用，又称为直接效应。,(4)共轭效应,若生物碱分子中氮原子孤电子对成p-共轭体系时，通常情况下，其碱性较弱，生物碱中常见p-共轭效应主要有三种类型： 苯胺型、烯胺型和酰胺型。,苯胺型,烯胺型,氮原子不处在桥头；强碱性； 氮原子处在桥头；碱性相对较弱；,仲烯胺碱性较弱 叔烯胺碱性较强,当氮原子处于稠环桥头位置时，受Bredts规则限制，烯胺型体系不易发生质子化，而呈双键的诱导效应的影响，碱性减弱。如：,酰胺型,(5)空间效应,(6)分子内氢键,练习,3 2 1,3 2 1,2 3 1,A B C,A C D B,(二)成盐,1.季胺生物碱的成盐,季胺生物碱与酸成盐时，质子与OH结合成水。通常，盐类与碱又复成季胺碱.但对以亚胺盐形式如小檗碱类和苯菲啶类等形式存 在的季铵盐，其在酸碱溶液中存在的形式比较特殊：在碱水溶液中，以氮杂缩醛形式存在。在酸性溶液中，则以季铵盐的形式为主。,2.氮杂缩醛(酮)生物碱的成盐,这类生物碱与酸作用成亚胺盐，质子与烷氧基结合成醇或水。,3.涉及氮原子跨环效应生物碱的成盐,若生物碱分子中氮孤电子对空间上靠近酮基时，则多产生跨环效应，导致许多理化性质的变化。这类生物碱与酸成盐时，质子化发生在酮基上，且伴随着CN键的形成。,4.烯胺生物碱的成盐 此类生物碱质子化多在-碳上，而非氮原子。,N,O,M,e,O,O,C,H,H,H,OH,H,N,O,M,e,O,O,C,H,H,N,C,C,R,R,N,C,C,R,R,H,OH,+,-,N,C,C,R,R,N,C,C,R,R,H,OH,+,-,N,C,C,R,R,N,C,C,R,R,H,OH,+,-,H,第五节 生物碱的提取分离,一、总生物碱的提取（溶剂法、离子交换树脂法、沉淀法 ） （一）溶剂法 1.水或酸水有机溶剂提取法,原理：,利用生物碱盐类易溶于水，难溶于有机溶剂；其游离碱易溶于有机溶剂，难溶于水。 操作： 用水或0.5%1%矿酸（硫酸、硝酸、盐酸）水液提取，提取液再用碱（如氨水、石灰乳等）碱化后游离出生物碱，然后用有机溶剂如氯仿、苯等进行萃取，最后浓缩萃取液得亲脂性总生物碱。,该法简便易行，但可将中草药中的水溶性杂质提取出来（如皂苷、蛋白质、糖类、鞣质及水溶性色素等）。不适用于含大量淀粉或蛋白质的植物药材。，,为了克服上述缺点，可结合阳离子交换树脂法来进一步提取。,（浓缩）,离子交换树脂法：将酸水提取液通过阳离子交换树脂柱，生物碱则被树脂吸附，而杂质则随溶液流出。然后用碱液处理树脂，溶剂洗脱，则得到游离的总生物碱。过程如下所示：,2、醇-酸水-有机溶剂提取法 利用生物碱及其盐类易溶于甲醇或乙醇。所以 用醇代替水或酸水提取生物碱，提取液浓缩较容 易。醇提取物含不少非生物碱成分，需进一步纯 化。常用适量酸水使生物碱成盐溶出，过滤，酸滤液再进行碱化、有机溶剂萃取、浓缩得亲脂性总生物碱。,特点：水溶性杂质比酸水提取法少，但含较多的脂溶性杂质。工业生产多用乙醇，常用95%乙醇，也有用稀乙醇的。甲醇因其毒性比乙醇大，不宜大量生产应用。操作时可进行加热回流提取23次或按渗滤法室温提取，回收提取液或渗滤液中的醇，就能得到含生物碱的浸膏。,3、碱化-有机溶剂提取法,将药材用碱水（石灰乳、Na2CO3溶液或10%氨水等）润湿后(使生物碱转为游离状态)，再用有机溶剂如CH2CI2、CHCl3、CCI4或苯等直接进行固-液提取。回收有机溶剂后即得亲脂性总生物碱。,由于弱碱性生物碱难以稳定的盐类形式存在于植物中，所以，欲提取总弱碱性生物碱，只需用水或稀有机酸如酒石酸、乙酸等润湿后，再用有机溶剂进行固-液提取、回收溶剂即可。本法所得总生物碱较为纯净。同时，提取过程中完成与其它强碱性生物碱的分离。,该法的优点：溶剂选择作用比醇强，提出的水溶性杂质很少。 缺点：溶剂成本高，提取时间较长，不安全，有毒性，易燃。,若生物碱为弱碱,多以游离碱存在,则处理方 法稍有不同:,（二）离子交换树脂法 将酸水液与阳离子交换树脂（多用磺酸型）进行交换，以与非生物碱成分分离。交换后的树脂，用碱液或10%氨水碱化后，再用有机溶剂（如乙醚、氯仿、甲醇等）进行洗脱，回收有机溶剂得总生物碱。,（三）沉淀法 季铵生物碱因易溶于碱水中，除离子交换树脂法外，往往难于用一般的溶剂法提取出来。而利用生物碱沉淀试剂如磷钨酸、硅钨酸、苦味酸、雷氏铵盐等加入含有水溶性的生物碱（季铵盐）的弱酸性水溶液中，使生物碱沉淀完全，滤出沉淀后再以适当的试剂进行分解，最后分离出生物碱。,二、生物碱的分离,分离程序一般有系统分离与特定的生物碱分离。前者带有基础研究的性质；后者则侧重于生产实用，具有应用开发价值。二者对分离方法的设计均有定向作用。,系统分离通常采用总碱分离成类别 或部位再进一步分离成单体生物碱的分离程序。类别是指按碱性强弱或酚性、非酚性粗分的生物碱类别。部位主要指经色谱柱根据其极性不同而粗分的部分。,经酸水提取与溶剂提取所得的总生物碱含有较多的杂质，所以在分离前应先纯化总碱。除水溶性生物碱外，一般的纯化方法是先将总碱溶于酸水，于其中加入有机溶剂如乙醚，振摇，以溶除脂溶性杂质（如脂肪油、树脂等），而生物碱盐类仍留存于水溶液中。,经过纯化后所得的生物碱，往往是多种结构相似的混合物，通常称为总生物碱。需要加以分离和精制。流程图如下：,经提取和粗分后，获得的总生物碱，可采用类别生物碱一般分离流程进行分离：,类别生物碱一般分离流程如下：P374,特定生物碱的分离：是基于对 欲分离的