第八节生物碱的结构测定

1、第八节生物碱的结构测定 : 波谱方法:UV, IR, NMR, MS, CD, X- 单晶衍射等. 现在近万种生物碱结构得到确定。 化学方法： 把复杂物 降解 碎片(易于鉴别）推结构 脱H 芳香族(推结构) 缺点：用量大、反应产物多、费时费事、 准确性低,现在很少采用,一、常用化学方法 (一) N-C键裂解反应 1. 霍夫曼(Hoffmann)降解-彻底甲基化 是季胺碱在碱性溶液中加热,则产生裂解,脱水生成烯键和叔胺. 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,反应的必要条件 N的位有质

2、子(必须答上) -H 可消除(吡啶,喹啉,异喹啉不能) 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,RNH2,R2NH, R3N + CH3I+Ag2O 三甲胺+ 稀+ H2O 彻底甲基化,H消除的难易： -C烷基取代越多,越易消除. -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,有的不发生Hoffmann降解

3、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,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：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,3. 布朗(Braun)反应 试剂用: CN-Br(溴化氰)与叔胺化合物 Br 与C 结合,CN 与N 结合生成溴代烷和二取代氨基化合物 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

4、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,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-CH3的脱甲基反应. 5. 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,二）脱氢反应(了解) 催化剂：Pd ,Pt, Se, S 产物:大多为简单芳环化合物早期曾在决定骨架上起作用 如：茄啶,三）氧化反应 (了解) 化合物经氧化反应裂解成小分子。 可推知环状结构

5、和 取代基种类、位置。 但规律不十分明显。 氧化剂：常用高锰酸钾 温和：H2O2、O3、 中等：KMnO4/OH- 、CrO3/HAC 较强：K2Cr2O7/H2SO4 、MnO2/H2SO4 氧化剂的强度不同,其产物不同,四）还原反应 (了解) 它一般作用于结构中的某些功能团,少降解但剧烈的还原剂,可发生降解。 常用的还原剂：LiAlH4, NaBH4, Na(醇), Pd,Pt 等. 1）LiAlH4(氢化锂铝)还原作用强 (NaBH4, KBH4)钠硼氢或钾硼氢作用弱 还原反应使醛基,酮基,酸基,酯基等还原为醇羟基. 见表：3-28,五）沟通反应 是指一些新化合物进行结构测定时,不需要进

6、行母核的降解,只需要利用一些化学反应,使结构中的某些基团发生消除,取代或转换反应,成为一个已知化合物,从而推断该化合物的结构. 常用的反应:还原,氢化,氧化等等. 常见的一些取代基的转换或消除、 1) 羟基转换成为甲氧基 (OH-OCH3) 常用甲基化试剂有:重氮甲烷、硫酸二甲酯/碳酸钾、碘甲烷/氧化银等,2）-OH 的消除 常用苯基四氮茂基醚衍生物的氢解法 如：a-那可托灵 -北美黄连碱 3） -OCH3 -OH 常用48%溴化氢、或无水氯化铝加热 在不同的条件下,其产物不同。 如：海罂粟碱的去甲基化反应 也可用三氯化硼/三氯甲烷反应 它常用于转换酚羟基邻位的甲氧基， 从而生成邻二酚羟基化合

7、物。 如：6-去甲基罂粟碱反应,4）亚甲二氧基转换为邻二酚羟基 试剂：BCl3, BBr3 在二氯甲烷中反应 使亚甲二氧基分解成为邻二酚羟基 如：-北美黄连碱 BCl3 6、7- 二OH北美黄连碱 -北美黄连碱 BBr3 四酚OH化合物,2）接触氢化 催化剂: Pd、Pt 使双键加氢还原为单键 如用HCl作溶剂,可加强反应活性,使其它基团还原. 如Pt/HCl 可还原除酸,酯,酰胺以外的大部分功能基团。 如:狮足草啶碱在 PtO2 / HCl 下,氢化双键同时还原分子中的羰基,3）金属还原试剂反应 常用金属： Li、Na、Zn 溶剂：液氨, 烷基胺, 醇, 盐酸, 甲酸 机理：是从金属中转移电子到化合物,形成金属离子和阴离子基,再与溶剂作用 如： 巴马丁 还原为 四氢巴马丁 (延胡索乙素)