中鉴皮类中药3e课件

第五节生物碱的检识利用生物碱形态、颜色、嗅味等。利用生物碱沉淀反应、显色反应等。一、理化检识1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。2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。32.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。42.分配薄层色谱支持剂：硅胶或纤维素粉固定相：脂溶性生物碱多选甲酰胺。流动相：依据被分离生物碱的极性来确定。亲脂性生物碱——亲脂性有机溶剂如氯仿－苯(1:1)水溶性生物碱——亲水性溶剂如BAW系统(正丁醇-乙酸-水,4:1:5,上层)5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）7三、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。81.

霍夫曼降解（Hofmanndegradation）2.

Emde降解反应（Emdedegradation）3.

vonBraun三级胺降解（vonBraunternaryaminedegradation）C-N键的裂解反应（基本骨架的测定）10♦

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CH3I和Ag2O进行彻底甲基化反应，生成季铵碱；季铵碱加热，消除β-H，同时C-N键断裂，生成三甲胺和烯。1.霍夫曼降解（Hofmanndegradation）111、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β-H进攻，脱水形成烯键，同时N-C键断裂。-C—C—N(R)3-C=C-+N(R)3+H2OHOH-121415

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172、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1819Emde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203、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β-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21Braun反应22分子结构与降解产物的关系①N-烷基取代，体积小者易被取代裂除。24②N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27（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。28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29

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。302、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。

3132ⅠⅡⅢⅣ33

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

344，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。35（二）IR

1）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。36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。37喹诺里西啶环反式和顺式的确定反式稠合者在2800~2700cm-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。3839（三）1H-NMR谱1H-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。401.不同类型N上质子的δ值范围♦

脂肪胺:0.3~2.2;♦芳香胺:2.6~5.0;♦

酰胺:5.2~10；1H-NMR谱412.不同类型N上甲基的δ值范围N原子类型N-CH3一般范围(δ)叔胺1.97~2.56仲胺2.3~2.5芳叔胺和芳仲胺2.6~3.1杂芳环2.7~4.0酰胺2.6~3.1季铵2.7~3.5423.用于结构式构像和取代基的推定例如43（四）13C-NMR谱13C-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。441.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：α-碳>γ-碳>β-碳♦N-氧化物和季铵以及N-甲基季铵盐中α-碳向低场位移幅度更大。45例462.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δ一般在30-47ppm之间。例如海南青牛胆碱中N上的甲基。47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。48

MS

1、N原子α键裂解①裂解主要发生在与N原子相连的α位与β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49502、RDA裂解：

①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。

5152轮环藤酚碱（cyclanoline）的裂解过程53②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

54③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55UV——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56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57化学成分58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59小檗碱的三种互变体醇式、季胺式、醛式601,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613，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624，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）63小檗碱的提取分离流程0.2%H2SO4渗漉或冷浸三颗针粗粉酸水液沉淀溶液加石灰乳调pH10~12,过滤溶液沉淀HCl调pH1~2,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pH8.5~9,过滤64小檗碱的提取分离流程溶液母液结晶加盐酸调pH2~3,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65二、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CHCl3，EtOH，苯等有机溶剂中。伪麻黄碱：难溶于水，可溶于乙醇Et2O等有机溶剂中。66R1R2麻黄碱HCH3甲基麻黄碱CH3CH3去甲基麻黄碱HH伪麻黄碱HCH3甲基伪麻黄碱CH3CH3去甲基伪麻黄碱HH671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683，鉴别反应①麻黄碱不与生物碱沉淀试剂反应②与二硫化碳，硫酸铜试剂反应麻黄碱+CS2+CuSO4+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

69③与硫酸铜试剂反应（络合）麻黄碱+CuSO4+NaOH兰紫色（络合物)兰紫色+乙醚乙醚层紫红色水层蓝色

704，提取分离

①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。②水蒸气蒸馏法：利用其具有挥发性。③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。71

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，PH6.5-7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CaCl2

加饱和CaCl2，及静置,过滤饱和Na2S至PH7-7.5结晶母液静置,过滤(盐酸伪(甲基麻黄碱盐72滤液沉淀加HCl调PH(CaC2O4,Fe2S3)6.5-7浓缩,过滤粗结晶加水溶解,HCl调PH5.6-6活性C脱色,重结晶盐酸麻黄碱

73四、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）74莨菪碱R=H山莨菪碱R=OHN去甲基莨菪碱R=H东莨菪碱R=H樟柳碱R=OH75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。76*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77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78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：793，鉴别反应

①Vitali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α-H(是羟基莨菪酸)80②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。③与生物碱沉淀试剂能产生沉淀81④莨菪酸与东莨菪酸的区别

莨菪酸黄色沉淀东莨菪酸+HgCl2/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HgCl2转化为HgO82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%NaHCO3适量与树脂拌匀，Et2O连续提取Et2O树脂回收溶剂氨水碱化，加三倍量丙酮，40%HBrEtOH提取