天然药物化学-第九章-生物碱

1、一、概述十九世纪德国学者十九世纪德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离从鸦片中分离出吗啡碱出吗啡碱(morphine)现从自然界中分离得到约现从自然界中分离得到约10000种种全国医药产品大全全国医药产品大全中收载的药物及其制剂中收载的药物及其制剂达六十余种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：植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性如：一、概述 鸦片中的鸦片中的吗啡吗啡镇痛作用镇痛作用 麻黄中的麻黄中的麻黄碱麻黄碱止喘作用止喘作用 长春花中的长春花中的长春碱长春碱抗癌活性抗癌活性 黄连中的黄连中的小檗碱小檗碱抗菌消炎作用抗菌消炎作用 山莨菪碱山莨菪碱抗中毒性休克作用抗中毒性

2、休克作用生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：索，如：一、概述 植物古柯中的有效成分古柯碱（植物古柯中的有效成分古柯碱（cocaine）虽有）虽有很强的局部麻醉作用，但是很强的局部麻醉作用，但是毒性较大毒性较大，久用易成瘾，久用易成瘾NOOC2H5C2H5NH2普鲁卡因普鲁卡因procaine(合成品合成品)局麻药局麻药NCH3HCOOCH3OO古柯碱古柯碱cocaine（可卡因）（可卡因）h指天然产的一类指天然产的一类含氮含氮的有机化合物；的有机化合物；h多数具多数具有碱性有碱性且能和酸结合生成盐；且能和酸结合生成盐；h大部分为杂环化合物且大部分

3、为杂环化合物且氮原子在杂环内氮原子在杂环内；h多数有较强的多数有较强的生理活性生理活性。一、概述分布分布 存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等植物中。罂粟科、毛茛科等植物中。生物碱的定义生物碱的定义一、概述1.游离碱游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。：碱性极弱，以游离碱的形式存在。2.成成 盐盐：有机酸有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；有：柠檬酸、酒石酸等；特殊特殊的酸的酸类：乌头酸、绿原酸等类：乌头酸、绿原酸等无机酸无机酸：硫酸、盐酸等。：硫酸、盐酸等。3.苷苷 类类：以苷的形式存在于植物中；：以苷的形式存在于植物中；4.酯酯 类

4、类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲酯形式存在。以甲酯形式存在。5.N-氧化物氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。：植物体中的氮氧化物约一百余种。存在形式存在形式一、概述命名规则命名规则1. 类型的命名类型的命名基核的化学结构，如吡啶、喹啉、萜类等；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。以来源植物命名，如石蒜科生物碱等。2.单体成分的命名单体成分的命名以植物来源的属、种的名称命名；如以植物来源的属、种的名称命名；如 一叶萩碱一叶萩碱也有以生理活性或药效命名，如：吗啡也有以生理活性或药效命名，如：吗啡(使睡眠使睡眠)以人名

5、命名的；如：以人名命名的；如：pelletierine本本 章章 内内 容容二、分类常用分类方法常用分类方法1.按植物来源分类；按植物来源分类； 如：石蒜生物碱，长春花生物碱；如：石蒜生物碱，长春花生物碱；2.按化学结构分类；按化学结构分类； 如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；3.按生源结合化学分类；按生源结合化学分类； 如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。结构特点结构特点二、分类有机胺类（苯丙氨酸有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）酪氨酸） 氮原子不结合在环内的一类生物碱。氮原子不结合在环内的一类生物碱。CHCHOHCH3NHCH3CHCHOHCH3

6、NHCH3麻黄碱伪麻黄碱(1R,2S)(1S,2S)ephedrinepseudoephedrine麻黄碱的特点麻黄碱的特点: :二、分类有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸） 游离时可溶于水游离时可溶于水，能与酸生成，能与酸生成稳定的盐，稳定的盐，有挥发性，不易与大多数生物碱沉淀试剂有挥发性，不易与大多数生物碱沉淀试剂反应生成沉淀反应生成沉淀。MeOHCS2CuSO4NaOH麻+棕或黄色沉淀棕或黄色沉淀二、分类有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸） MeOHMeOCOO(CH2)4NHNH2NHNHCOCH3OOMeMeOMeOOMe秋水仙碱colchicine治疗急性痛风，并有抑制癌细胞生长的作用益母草碱le

7、onurine对动物子宫有增加其紧张性与节律性的作用二、分类吡咯衍生物碱吡咯衍生物碱由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。 NHNH吡咯四氢吡咯主要分类：简单的吡咯衍生物主要分类：简单的吡咯衍生物 吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶）吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶） 吲哚里西啶衍生物。吲哚里西啶衍生物。二、分类吡咯衍生物碱简单的吡咯衍生物简单的吡咯衍生物NNOMeMeNNMeMeOOOCOMe红古豆碱红古豆碱cuscohygrine红古豆苦杏仁酸酯红古豆苦杏仁酸酯（无活性）（有活性）似阿托品药物的散瞳等作用二、分类吡咯衍生物碱NOONMeMeMeHOHOHOO野百合碱mo

8、nocrotaline（有抗癌活性）吡咯里西啶吡咯里西啶（吡咯里西啶（pyrrolizidine）衍生物）衍生物二、分类吡咯衍生物碱吲哚里西啶（吲哚里西啶（indolizidine）衍生物）衍生物NNOO吲哚里西啶indolizidine一叶萩碱securinine二、分类吡啶衍生物吡啶衍生物由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。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（分：简单吡啶衍生物、喹诺里西啶（quinolizidine）NN吡啶喹诺里西啶二、分类吡啶衍生物NMeMeNOOMeCNMeNNHO猕猴桃碱蓖麻碱金雀花碱actinidinericininecytisine二、分类

9、吡啶衍生物NNONNOO苦参碱氧化苦参碱matrineoxymatrine二、分类莨菪烷（莨菪烷（tropane）衍生物）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） 古柯生物碱（coca alkaloids）NCH3HHNCH3HHNCH3HH莨菪烷二、分类 莨菪碱是由莨菪醇（莨菪碱是由莨菪醇（tuopine）与莨菪酸（）与莨菪酸（tuopic acid）缩合而生成的酯：）缩合而生成的酯：NCH3HOHCHHOOCCH2OHCHCH2OHNCH3HOCO莨菪醇莨菪酸莨菪碱（阿托品）+缩合二、分类颠茄生物碱（belladonna alkaloi

10、ds）莨菪碱莨菪碱hyoscyamine阿托品阿托品atropineCHCH2OHNCH3HOCOCHCH2OHNCH3HOCOOHCHCH2OHNCH3HOCOOCH2OHNCH3HOCOOOH东莨菪碱东莨菪碱scopolamine山莨菪碱山莨菪碱anisodamine樟柳碱樟柳碱anisodine二、分类古柯生物碱（coca alkaloids）NCH3HOHCOOH爱康宁ecgonine古柯碱cocaineNCH3HCOOCH3OCO二、分类喹啉衍生物喹啉衍生物N12345678喹 啉NNOOOOH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二、分类异喹啉衍

11、生物异喹啉衍生物分：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N67123458异喹啉isoquinoline二、分类异喹啉衍生物 1-苯甲基异喹啉型OONOOMeOOMeOMeMeH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。N1-苯甲基异喹啉1-benzyl-isoquinoline二、分类双苯甲基异喹啉型NMeOMeOMeOMeHNHOMeOMeOMeMeOMeO唐松草碱thalicarpine二、分类原小檗碱型 protoberberineNNOOOMeOMeOHMeONOMeOMe+OH-

12、+OH-小檗碱（黄连素）berberine药根碱jatrorrhizine二、分类 原小檗碱型NOOOONMeOMeOOMeOMe四氢黄连碱tetrahydrocoptisine延胡索乙素Corydalis B二、分类 阿朴啡型NMeNHCH3OOHCH3O阿朴啡aporphine土藤碱tuduranine二、分类 原阿朴啡型NMeONHOMeOMeO原阿朴啡proaporphineStepharine（存在于千金藤中）二、分类吗啡烷型N12345678910111213141516吗啡烷morphinaneOHONCH3OHNCH3OOHMeOOMe吗啡碱morphine青藤碱sinomen

13、ine二、分类 原托品碱型NOOOOOCH3原托品碱protopine二、分类菲啶（菲啶（phenanthridine）衍生物）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NN苯骈菲啶benzo-phenanthridine菲啶二、分类菲啶（phenanthridine）衍生物 苯骈菲啶类 吡咯骈菲啶类NOOOOOHCH3NOOOHOH白屈菜碱chelidonine石蒜碱lycorine二、分类吖啶酮（吖啶酮（acridone）衍生物）衍生物N12345678910吖啶NOMeOOMe山油柑碱acronycine具有显著抗癌作用，抗瘤谱较广，现已有人工合成品。二、分类吲哚（吲哚

14、（yinduo）衍生物）衍生物NH1234567吲哚NHNHCONHMeMeCH2OH麦角新碱ergonovineergometrine二、分类吲哚（yinduo）衍生物NNCH3CH3CH3COOCH3NHNHNCH3CH3毒扁豆碱physostigmine治疗青光眼玫瑰树碱ellipticine抗癌作用，低毒。二、分类 咪唑（咪唑（imidazole）衍生物）衍生物NNONNOMe咪唑毛果芸香碱pilocarpine治疗青光眼二、分类(十一十一) 喹唑酮（喹唑酮（quinazolidone）衍生物）衍生物NNONNNHOOOH喹唑酮常山碱-dichroinefebrifugine抗疟作用二

15、、分类(十二十二) 嘌呤（嘌呤（purine）衍生物）衍生物NNNN123456789嘌呤NNNNNH2HOHOHHCOOH香菇嘌呤eritadenine具降脂作用二、分类(十三十三) 甾体生物碱类甾体生物碱类NHHOHHHHHHOHHOHH贝母碱peimineverticine二、分类(十四十四) 萜类生物碱类萜类生物碱类NOMeOMeOCH3OHOHONCH3CH2OCH3OCH3OCCH3OOCH3COOH石斛碱dendrobine乌头碱aconitine二、分类(十五十五) 大环生物碱类大环生物碱类ClNMeOOONMeOMeHMeNHOOMeOOMeHMeOHMeOMe美登碱mayt

16、ansine高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分二、分类(十六十六) 其他类型生物碱其他类型生物碱NNMeMeMeMeOOHClOMeONOMeOMeMeONCH3CH3OCH3OOOHHNH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本本 章章 内内 容容三、理化性质（一）一般性质（一）一般性质（一）一般性质1.形态形态多为结晶固体，少为粉末；有熔点。多为结晶固体，少为粉末；有熔点。 少数常温下少数常温下液体（多不含氧，若含多成酯键）液体（多不含氧，若含多成酯键）NNHNNMeNMeCOOCH3

17、毒藜碱dl-anabasine菸碱nicotine槟榔碱arecoline三、理化性质（一）一般性质2. 颜色颜色多为无色或白色，少数有色。多为无色或白色，少数有色。NOOOMeOMeNOOOMeOMeZnH2SO4+小檗碱四氢小檗碱（黄色）（黄色）（无色）三、理化性质（一）一般性质一叶萩碱成盐后则无色。NOO一叶萩碱（黄色）三、理化性质（一）一般性质3.味味 觉觉多具苦味。多具苦味。4.挥发性挥发性多无挥发性，少数具挥发性。多无挥发性，少数具挥发性。5.旋光性旋光性多为左旋光性。多为左旋光性。 有的产生变旋现象。有的产生变旋现象。 如：菸碱如：菸碱 中性溶液中性溶液左旋光性左旋光性 酸性溶液

18、酸性溶液右旋光性右旋光性 多数左旋体呈显著生理活性。多数左旋体呈显著生理活性。三、理化性质（一）一般性质*酸、碱均为1%。6.溶解度溶解度 (1)游离碱游离碱 类别类别 极性极性 溶解性溶解性 H2O CHCl3 H+ OH-非酚性非酚性 较弱较弱 脂溶性脂溶性 + + 季铵碱季铵碱 强强 水溶性水溶性 + + + 氮氧化物氮氧化物 半极性半极性 中等水溶中等水溶 + + +两性两性: Ar-OH 较弱较弱 脂溶性脂溶性 + + + -COOH 强强 水溶性水溶性 + + +三、理化性质（一）一般性质少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。如：NOH

19、MeOMeOMeONMeMeOO去甲基粉防已碱由于空间位阻及能形成分子内氢键由于空间位阻及能形成分子内氢键不易溶于碱水不易溶于碱水Ar-OH三、理化性质（一）一般性质6.溶解度溶解度 (2)成盐成盐Alk 多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂。多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂。 含氧酸盐的水溶性往往较大。含氧酸盐的水溶性往往较大。 与大分子有机酸所形成的盐水溶性差与大分子有机酸所形成的盐水溶性差 与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好。与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好。三、理化性质（二）碱性 （二）碱性（二）碱性 1.碱性的来源碱性的来源N:N:H+ H+生物碱生物碱盐2.碱性强弱的表示方法碱性强弱

20、的表示方法BHH3O+B+KaB H3OBH +三、理化性质（二）碱性 2.碱性强弱的表示方法BH BpKapHlg+ 游离碱浓度成盐碱浓度pKa = - lgKa；pKb = - lgKb；pKa + pKb = 14pKa: 11极弱碱 弱 碱 中强碱 强碱 胍基胍基季胺碱季胺碱脂肪胺基脂肪胺基缺电子芳杂环缺电子芳杂环(吡啶吡啶)酰胺基酰胺基富电子芳杂环富电子芳杂环(吡咯吡咯)三、理化性质（二）碱性 3.影响碱性强弱的因素影响碱性强弱的因素（1）氮原子的杂化方式）氮原子的杂化方式N-NCCNSP3 ( ) SP2 ( ) SP ( )pKa 10 5 6 0 1NNH吡啶胡椒啶pka= 5

21、.2 ( SP2 )pka = 11.2 ( SP3 )三、理化性质（二）碱性 3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应）电子效应诱导效应诱导效应(inductive effect)NH3Me NH2NHMeMeMe N MeMe仲胺叔胺伯胺胺pka9.310.610.79.74连接供电基团多，则使碱性增强。连接供电基团多，则使碱性增强。a) 供电基团多，则使碱性增强。供电基团多，则使碱性增强。但是叔胺但是叔胺 诱导效应诱导效应诱导效应诱导效应 供电-碱性共轭、诱导吸电-碱性空间效应空间效应 诱导效应诱导效应诱导效应诱导效应 供电-碱性共轭、诱导吸电-碱性叔烯胺叔烯胺互变互变CNSP2杂化杂化胍基

22、胍基比较下列各组化合物的碱性（比较下列各组化合物的碱性（1）NOHOHOOONOHOHOONOHOHOOABCNOOOHCH3NCH3CH3H3COHOHOH3CONOOOA B C比较下列各组化合物的碱性比较下列各组化合物的碱性（2）比较下列各组化合物的碱性比较下列各组化合物的碱性（3）NOOOCH3OCH3OHH3CONHCOCH3H3COH3COOOCH3cNOOOHCH3abNOOO d比较下列各组化合物的碱性比较下列各组化合物的碱性（4）NOOMeOHNOHHNOABC三、理化性质（三）沉淀反应（三）沉淀反应用途：用途： 鉴别鉴别试管、试管、TLC或或PPC显色剂；显色剂； 提取分离

23、提取分离检查是否提取完全。检查是否提取完全。主要内容：主要内容： 1.沉淀试剂沉淀试剂 2.反应原理反应原理 3.反应条件反应条件 4.结果判断结果判断生物碱的检识生物碱的检识三、理化性质（三）沉淀反应 1.沉淀试剂沉淀试剂金属盐类碘碘-碘化钾碘化钾（Wagner）KI-I2 棕褐色棕褐色沉淀碘化铋钾碘化铋钾（Dragendoff）BiI3KI 红棕色红棕色沉淀碘化汞钾碘化汞钾（Mayer试剂）HgI22KI 类白色类白色沉淀 若加过量试剂，沉淀又被溶解氯化金氯化金(3%)（Suric chloride）HAuCl4 黄色黄色晶形沉淀三、理化性质（三）沉淀反应 1.沉淀试剂酸类硅钨酸硅钨酸(B

24、ertrand试剂)SiO212WO3 乳白色乳白色酚酸类苦味酸苦味酸(Hager试剂) 2,4,6-三硝基苯酚黄色黄色复盐 雷氏铵盐雷氏铵盐(Ammoniumreineckate) 硫氰酸铬铵试剂 生成难溶性复盐 紫红色紫红色三、理化性质（三）沉淀反应 2.反应原理：反应原理：生成更大的分子生成更大的分子复盐复盐和和络盐络盐NHKBiI4NH BiI4+-+K+生物碱盐碘化铋钾NHOHNO2NO2O2NOO2NNO2O2NNH+生物碱盐+ -苦味酸三、理化性质（三）沉淀反应 3.沉淀反应条件沉淀反应条件（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若在碱

25、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%； （当醇含量当醇含量50%时可使沉淀溶解时可使沉淀溶解）（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如：过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解）三、理化性质（三）沉淀反应（三）沉淀反应 4.结果的判断结果的判断（1）鉴别时每种鉴别时每种Alk需采用三种以上沉淀试剂；需采用三种以上沉淀试剂； （沉淀试剂对各种沉淀试剂对各种AlkAlk的灵敏度不同的灵敏度不同）（2）直接对中药酸提液进行沉淀反应，则直接对中药酸提液进行沉淀反应，则 阳性阳性结果结果不能判定不能判定Alk的存在的存在 阴性阴性结果可判断无结果

26、可判断无Alk存在存在氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等 + 沉淀试剂沉淀试剂沉淀沉淀三、理化性质（四）显色反应（四）显色反应Labat反应反应 5%没食子酸的醇溶液没食子酸的醇溶液 具有具有亚甲二氧基亚甲二氧基结构呈翠绿色结构呈翠绿色Vitali反应反应 发烟硝酸和苛性碱醇溶液发烟硝酸和苛性碱醇溶液 结构中有结构中有苄氢苄氢存在则呈阳性反应存在则呈阳性反应 深紫深紫暗红暗红最后颜色消失最后颜色消失OOCRRH生物碱的检识生物碱的检识本本 章章 内内 容容四、提取分离四、提取分离（一）提取（一）提取（一）提取得到总生物碱（一）提取得到总生物碱 1. 溶剂法溶剂法 A) 水

27、、酸水提取法水、酸水提取法 B) 醇类溶剂提取法醇类溶剂提取法 C) 与水不相混溶的有机溶剂法与水不相混溶的有机溶剂法 2. 离子交换树脂法离子交换树脂法 3. 沉淀法沉淀法 酸提碱沉酸提碱沉 盐析法盐析法 雷氏铵盐沉淀法雷氏铵盐沉淀法四、提取分离（一）提取 1.酸水提取法：酸水提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法）冷提法（渗漉法、冷浸法） 酸性水酸性水0.1% 1%H2SO4、HCl、HOAc等等生药生药H+/H2O药渣药渣Alk OH-/H2OH+/H2OOH-弱碱及杂质弱碱及杂质亲水性亲水性Alk四、提取分离（一）提取 1.酸水提取法酸水提取法 此法缺点：此法缺点： 提取液体积较大（浓缩困难）

28、提取液体积较大（浓缩困难） 提取液中水溶性杂质多提取液中水溶性杂质多 解决方法：解决方法： （1）离子交换树脂法）离子交换树脂法 （2）沉淀法）沉淀法四、提取分离（一）提取 1.酸水提取法 （1）离子交换树脂法RSO3HNHRSO3NHHNH4OHRSO3NH4NOH2+-+-+氢离子型阳生物碱盐阳离子交换树脂的铵盐游离生物碱OH-如：有机溶剂提取Alk离子交换树脂四、提取分离（一）提取 1.酸水提取法 （2）沉淀法 酸提碱沉法适用于碱性弱的生物碱药 材沉 淀H2OH+/H2O提取；加碱碱化水溶性Alk、杂质不溶或难溶性Alk四、提取分离（一）提取 1.酸水提取法 （2）沉淀法 盐析法：适用中

29、等弱碱，极性较大的黄藤1%H2SO4水溶液H2O沉淀碱化至pH=9；加NaCl达饱和掌叶防已碱四、提取分离（一）提取 1.酸水提取法 （2）沉淀法 雷氏铵盐沉淀法适用于季铵碱B+ NH4Cr(NH3)2(SCN)4(BCr(NH3)2(SCN)4)Ag2SO4B2SO4+ AgCr(NH3)2(SCN)4BaCl2BaSO4+ B . Cl四、提取分离（一）提取水溶液水溶液沉淀沉淀(雷氏复盐雷氏复盐)雷氏铵盐沉淀雷氏铵盐沉淀沉沉 淀淀滤滤 液液滤液滤液 (B2SO4)硫酸钡沉淀硫酸钡沉淀季铵碱的盐酸盐季铵碱的盐酸盐加酸水调至弱酸性加新配制的雷氏铵盐饱和/H2O溶丙酮（乙醇）中加Ag2SO4饱和

30、水溶液加入氯化钡（BaCl2）四、提取分离（一）提取 2.醇类溶剂提取法 生 药H+ / H2O药 渣醇 液OH-/H2O醇或酸性醇挥醇；加酸水碱性较弱的碱碱性较弱的碱亲水性亲水性AlkCHCl3沉 淀亲脂性亲脂性AlkOH-/H2O CHCl3四、提取分离（一）提取 3.与水不相混溶的有机溶剂提取法生生 药药残残 渣渣CHCl3CHCl3H+/H2O碱化（如碱化（如NH4OH）（使）（使Alk游离）游离）渗滤（或浸渍）（如渗滤（或浸渍）（如CHCl3等）等）H+/H2OOH-/H2OAlk沉淀沉淀亲水性亲水性Alk碱性较弱的碱性较弱的Alk四、提取分离（一）提取（一）提取 1.酸水提取法酸水

31、提取法 2.醇类溶剂提取法醇类溶剂提取法 3.与水不相混溶的有机溶剂提取法与水不相混溶的有机溶剂提取法（二）分离（二）分离 溶解性差异溶解性差异萃取法、沉淀、结晶萃取法、沉淀、结晶/ /重结晶法重结晶法 碱性强弱碱性强弱pH梯度萃取梯度萃取 极性差异极性差异色谱法色谱法四、提取分离（二）分离生物碱的分离生物碱的分离系统分离特定分离多用于基础研究侧重于生产实用总 碱单体单体Alk的分离的分离类别类别指酸碱性强弱指酸碱性强弱部位部位指极性不同指极性不同依据Alk的理化性质四、提取分离（二）分离 1.根据根据Alk及其盐的及其盐的溶解度不同进行分离溶解度不同进行分离 （1）已知成分）已知成分查文献选

32、择结晶溶剂查文献选择结晶溶剂 （2）未知成分）未知成分色谱方法进行溶剂的选择色谱方法进行溶剂的选择 2.Alk碱性不同碱性不同pH梯度萃取法梯度萃取法 首先考虑的问题：首先考虑的问题： 所选溶剂所选溶剂pH值多少为宜？值多少为宜？ 萃取几次能完全？萃取几次能完全？ 萃取溶剂的最佳体积？萃取溶剂的最佳体积？四、提取分离四、提取分离（二）分离（二）分离A）根据生物碱）根据生物碱的的溶解度溶解度不同进行分离不同进行分离NNONNOO苦参碱氧化苦参碱极性小，能溶于乙醚极性小，能溶于乙醚极性大，不溶于乙醚极性大，不溶于乙醚1、 溶解性差异溶解性差异萃取法、沉淀、结晶法萃取法、沉淀、结晶法四、提取分离四、

33、提取分离（二）分离（二）分离 A）根据生物碱）根据生物碱的的溶解度溶解度不同进行分离不同进行分离极性大，不能溶于苯极性大，不能溶于苯极性小，溶于苯极性小，溶于苯NOMeOMeORCH3HNMeOCH3OHORH，汉方己乙素，汉方己乙素RCH3，汉方己甲素，汉方己甲素四、提取分离四、提取分离（二）分离（二）分离 B）根据）根据生物碱生物碱盐的盐的溶解度溶解度不同进行分离不同进行分离 CHCHOHCH3NHCH3CHCHOHCH3NHCH3麻黄碱伪麻黄碱(1R,2S)(1S,2S)ephedrinepseudoephedrine草酸盐不溶于水草酸盐不溶于水草酸盐溶于水草酸盐溶于水（沉淀）（沉淀）（

34、溶液）（溶液）四、提取分离（二）分离 2.Alk碱性不同碱性不同pH梯度萃取法梯度萃取法 （1）确定）确定pH值的方法值的方法 缓冲纸色谱pHNo. 1 2 3 4 5 6 7 8低 高 四、提取分离（二）分离 2.Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法pHNo. 1 2 3 4 5 6 7 8ABCHCl3+低 高 四、提取分离（二）分离 2.Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法pHNo. 1 2 3 4 5 6 7 8ABCHCl3+低 高 选择最佳pH的缓冲溶液进行萃取选择最佳pH的缓冲溶液进行萃取碱性碱性B A四、提取分离（二）分离 2.Alk碱性不同pH

35、梯度萃取法 （1）确定pH值的方法pHNo. 1 2 3 4 5 6 7 8ABCHCl3+低 高 该化合物具有何特性？该化合物具有何特性？两两性性化化合合物物C+四、提取分离（二）分离 2.Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法 利用pKa值来确定pH值pKa与pH关系：NNH+HOH-+非解离型解离型NNHNNHKa = H3O += H3O +.四、提取分离（二）分离 2.Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法 利用pKa值来确定pH值NNHpKa = pH - lg +游离碱的浓度盐的浓度例：某Alk的pKa=8.0，用CHCl3从H2O中萃取，H2O的pH

36、应调多少？pH = pKa + 2 = 8 + 2 = 10成盐：pKa-2=pH游离：pKa+2=pH四、提取分离（二）分离 2.Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法 未知值pKa值来确定pH值总碱总碱CHCl3AB BC CpHpHpH高高中中低低碱碱性性大大小小A B C四、提取分离（二）分离 2.Alk碱性不同pH梯度萃取法 （2）判断分离的难易程度）判断分离的难易程度萃取次数萃取次数K1K2=值大，则易分离（K1 K2）K = 1rRf1 - Rfr -纸层析定数四、提取分离（二）分离 2.Alk碱性不同pH梯度萃取法 （2）判断分离的难易程度萃取次数K = 12Rf

37、1 - RfK1K2=Rf1(1 - Rf1)=Rf2(1 - Rf2) 100 1次萃取可达90%以上 10 萃取需1012次 2 需1000次以上萃取（CCD法） 1 不能分离四、提取分离（二）分离 2.Alk碱性不同pH梯度萃取法 （3）萃取溶剂的最佳体积）萃取溶剂的最佳体积容积比（容积比（R）例：设K1=1.3 K2=3.0 按上式计算得 R=1/2。 即，有机相与水相容积比为1:2，1份有机相与2份水相进行萃取。R = VVorgH2OV-溶剂体积R = K1K2.1四、提取分离（二）分离 3.色谱法色谱法（吸附色谱吸附色谱、分配色谱法）、分配色谱法）吸附剂：柱色谱法常用氧化铝氧化铝

38、（偶用硅胶）；展开剂：游离Alk常以苯、乙醚、氯仿等溶剂洗脱化合物极性判断：相似结构：相似结构：双键多、含氧官能团多双键多、含氧官能团多则极性大则极性大在含氧官能团中：在含氧官能团中：-COOH Ar-OH R-OH -CHO R=O-COOR R-O-R C=C C-C四、提取分离 提取分离实例长春碱与长春新碱NHNOHHCOOMeNNOCOMeHRMeOCOOMeOHR= - CH3R= - CHO长春碱醛基长春碱四、提取分离长春花全草长春花全草(干粉80目)苯渗漉液苯渗漉液药药 渣渣苯苯 液液H+/H2O苯渗漉pH=46%酒石酸水溶液萃取过滤，氨水碱化至pH=67 CHCl3提除水杂除水

39、杂除脂杂除脂杂除碱性较强的成分除碱性较强的成分四、提取分离H2OCHCl3弱碱Alk硫酸盐硫酸盐回收氯仿，蒸干溶于无水乙醇H2SO4调pH=3.84.1Alk沉淀溶于H2O，氨水碱化至pH=89 CHCl3萃取除脂杂除水杂精精制制四、提取分离H2OCHCl3游离游离Alk长春碱长春碱醛基长春碱醛基长春碱回收氯仿溶于苯:氯仿(1:2)液中通过Al2O3吸附柱用苯:氯仿(1:2)洗脱色谱分离四、提取分离四、提取分离（二）分离（二）分离 4.利用特殊功能基不同进行分离利用特殊功能基不同进行分离 a) 两性生物碱（含酚两性生物碱（含酚OH、或羧基）：溶于、或羧基）：溶于NaOH水溶液）。水溶液）。 b

40、) 内酯或内酰胺：碱溶酸沉。内酯或内酰胺：碱溶酸沉。NNOOOOH内酯结构内酯结构碱化开环碱化开环成盐溶于水成盐溶于水喜树碱喜树碱本本 章章 内内 容容五、结构鉴定 （一）色谱法（一）色谱法 测定理化常数（如：熔点），与文献报道的测定理化常数（如：熔点），与文献报道的数据进行对照，与对照品共薄层，测定其衍生物数据进行对照，与对照品共薄层，测定其衍生物的理化数据等。的理化数据等。 1. 吸附薄层色谱法吸附薄层色谱法(adsorption TLC) 2. 分配薄层色谱法分配薄层色谱法(partition TLC)1. 吸附薄层色谱法吸附薄层色谱法(adsorption TLC)吸附剂：吸附剂：硅胶

41、（硅胶（显酸性，酸碱作用会使得显酸性，酸碱作用会使得Rf值很小或出现拖值很小或出现拖尾或形成复斑，需制成碱板或在碱性条件下展开尾或形成复斑，需制成碱板或在碱性条件下展开）、）、氧化铝。氧化铝。展开剂：展开剂：脂溶性溶剂为主（脂溶性溶剂为主（加入碱性溶剂：二乙胺、氨水加入碱性溶剂：二乙胺、氨水可达到较好的分离效果可达到较好的分离效果）。）。显色：显色：先紫外，后用改良的碘化铋钾显色。先紫外，后用改良的碘化铋钾显色。应用：应用：脂溶性生物碱，氧化铝亲脂性较强适合于亲脂性较脂溶性生物碱，氧化铝亲脂性较强适合于亲脂性较强的生物碱。强的生物碱。五、结构鉴定五、结构鉴定（一）色谱法（一）色谱法2. 分配薄

42、层色谱法分配薄层色谱法(partition TLC)支持剂：支持剂：硅胶、纤维素粉硅胶、纤维素粉固定相：固定相：脂溶性生物碱：甲酰胺；脂溶性生物碱：甲酰胺； 水溶性生物碱：水水溶性生物碱：水展开剂：展开剂：脂溶性生物碱：亲脂性溶剂（如氯仿苯）；脂溶性生物碱：亲脂性溶剂（如氯仿苯）； 水溶性生物碱：亲水性溶剂（水溶性生物碱：亲水性溶剂（BAW，4:1:5上层）。上层）。显色：显色：先紫外，后用改良的碘化铋钾显色。先紫外，后用改良的碘化铋钾显色。应用：应用：较大极性的生物碱。较大极性的生物碱。五、结构鉴定五、结构鉴定（一）色谱法（一）色谱法五、结构鉴定 （二）波谱学法（二）波谱学法 紫外光谱、红外

43、光谱、质谱、核磁共振紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振UV反映分子中所含反映分子中所含共轭系统共轭系统情况；情况；IR利用特征吸收峰，鉴定结构中主要利用特征吸收峰，鉴定结构中主要官能团官能团；NMR各种技术图谱测定结构；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依据文献，结合主要生物碱类型的质谱特征进行解析。进行解析。1.难于裂解或由取代基或侧链的裂解产生特征离子难于裂解或由取代基或侧链的裂解产生特征离子五、结构鉴定生物碱生物碱MS的一般规律：的一般规律： 特点：特点：M+或或M+-1多为基峰或强峰。多为基峰或强峰。 一般观察不到由骨架裂解产生的特征离子。一般观察不到由骨

44、架裂解产生的特征离子。主要包括两大类：主要包括两大类： 芳香体系组成分子的整体或主体结构；芳香体系组成分子的整体或主体结构； 如喹啉类、吖啶酮类等如喹啉类、吖啶酮类等 具有环系多、分子结构紧密的生物碱；具有环系多、分子结构紧密的生物碱； 如苦参碱类、秋水仙碱类等如苦参碱类、秋水仙碱类等五、结构鉴定2.主要裂解受氮原子支配主要裂解受氮原子支配 主要裂解方式是以氮原子为中心的主要裂解方式是以氮原子为中心的-裂解，且裂解，且多涉及骨架的裂解。多涉及骨架的裂解。 特征：基峰或强峰多是含氮的基团或部分。特征：基峰或强峰多是含氮的基团或部分。 主要类型生物碱：金鸡宁类、甾体生物碱类等。主要类型生物碱：金鸡

45、宁类、甾体生物碱类等。五、结构鉴定3.主要由主要由RDA裂解产生的特征离子裂解产生的特征离子 特点：裂解后产生一对强的互补离子，由此可特点：裂解后产生一对强的互补离子，由此可确定环上取代基的性质和数目。确定环上取代基的性质和数目。 主要有：四氢原小檗碱类、无主要有：四氢原小檗碱类、无N-烷基取代的阿烷基取代的阿朴菲类等。朴菲类等。 四氢原小檗碱类型的生物碱，主要从环裂解，四氢原小檗碱类型的生物碱，主要从环裂解，发生逆发生逆Diels-Alder反应反应(RDA反应反应)。如：轮环藤酚。如：轮环藤酚碱（碱（cyclanoline）的裂解过程表示如下：）的裂解过程表示如下：五、结构鉴定轮环藤酚碱（

46、cyclanoline）的裂解过程NMeOOHOHMeOMe NMeOOHMeOHOMe-CH2-CH3NHMeOOHOHO+m/e 342+m/e 192m/e 150+m/e 178m/e 135五、结构鉴定4.主要由苄基裂解产生特征离子主要由苄基裂解产生特征离子 特点：同特点：同3。即裂解后产生一对强的互补离子。即裂解后产生一对强的互补离子 如：苄基四氢异喹啉类、双苄基四氢异喹啉如：苄基四氢异喹啉类、双苄基四氢异喹啉类等。类等。 如异喹啉类型中的如异喹啉类型中的1-苯甲基苯甲基-四氢异喹啉类型四氢异喹啉类型的生物碱，其在裂解过程中易失去苯甲基，得到的生物碱，其在裂解过程中易失去苯甲基，得到以四氢异喹啉碎片为主的强谱线。以四氢异喹啉碎片为主的强谱线。 五、结构鉴定1-苯甲基-四氢异喹啉类型的生物碱的裂解：NHOHOHMeONHMeOOH+m/e 285 (M ) +m/e 178The End 苦苦 参参练练 习习 题题练习试题一、选择判断题二、是非题三、化学鉴别题四、分析比较碱性大小五、提取分离一、选择判断题用pH梯度萃取法从氯仿中分离生物碱时，可顺次用（ ）缓冲液萃取。 A. pH= 83 B. pH=