第四节生物碱的理化性质公开课一等奖省优质课大赛获奖课件

第四节生物碱理化性质一、性状

形态：大多数生物碱是有一定形状和熔点结晶型固体，少数生物碱为非结晶形粉末或液体（分子中无氧原子），如槟榔碱、毒芹碱、烟碱等在常温下为液体。液体生物碱含有挥发性（除了槟榔碱）：有一定沸点，能随水蒸气蒸馏。少数固体生物碱含有挥发性和升华性：如麻黄碱能随水蒸气蒸馏，咖啡碱含有升华性

颜色：大多数生物碱为无色物质，少数含有较长共轭体系如小檗碱、蛇根碱为黄色；血根碱、小檗红碱为红色味觉：生物碱多具苦味，个别生物碱含有甜味，如甜菜碱。少数刺激唇舌有焦灼感熔点：固体生物碱多具确定熔点，极个别有双熔点，如防己诺林碱。二、旋光性1、什么是旋光性光波振动方向与其前进方向垂直。若使单色光经过偏振镜（尼可尔棱境），则只有和棱镜晶轴平行振动光线才能经过，称为平面偏振光，其前进方向与振动方向组成平面称为振动面。物质使平面偏振光振动面发生旋转性质，称为旋光性。当平面偏振光经过旋光性物质后，振动面改变角度称为旋光度。从面对光线入射方向观察，振动面按顺进针方向旋转，称为右旋，用“+”表示；按逆时针方向旋转，称为左旋，用“-”表示。旋光性物质只有手性分子才含有旋光性手性分子：分子立体构象不含有对称性对称性：对称面：假如一个分子能被一个假想平面切分成互为镜面与实物关系两半。此平面则称为对称面。对称中心：当分子中从一个原子到某一假想点连线，再延长到等距离处，若能碰到一个相同原子，则这个假想点就称为对称中心。不含有对称面或对称中心分子，才是手性分子，常见是手性碳原子化合物。对称面对称中心手性分子对映异构体旋光性（左旋或右旋）不但与分子本身结构相关，还与测定时溶剂PH、溶剂种类相关：如在中性条件下，烟碱、北美黄连碱呈左旋光性，但在酸性条件下，则变为右旋光性。麻黄碱在氯仿中呈左旋光性，但在水中，则变为右旋光性。一些游离碱与其对应盐类旋光性并不一致。如氯仿中吐根碱呈左旋光性，但其盐酸盐则呈右旋光性。手性分子对映异构体生理活性不一定相同：如莨菪碱左旋体散瞳作用是右旋体100倍，去甲乌药碱仅左旋体含有强心作用。可见，多数生物碱左旋体呈显著生理活性，而右旋体无活性或者活性很弱。三、溶解性生物碱溶解性与其在植物体中存在状态亲密相关：游离生物碱：多数仅溶于亲脂性有机溶剂。生物碱盐：普通易溶于水。生物碱苷：苷类生物碱多数水溶解性较大。亲脂性有机溶剂：与水不能混溶，如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、四氯化碳、石油醚等。万能溶剂（亲水性有机溶剂）：甲醇、乙醇1、游离生物碱溶解性①亲脂性：仲胺、叔胺生物碱②亲（酸、碱）水性：酚性生物碱、内酰胺型、内酯型③亲（酸、碱、中性）水性：液体生物碱、含N—氧化物生物碱、季胺碱类、含胍基生物碱、含羧基生物碱（本身可形成内盐，如那碎因）功效更多季胺碱类小檗碱（黄连素）berberine药根碱jatrorrhizine原小檗碱氧化苦参碱N-0键为半极性配位键，含有亲水性。酚性生物碱

可溶于氢氧化钠溶液中

小檗碱（黄连素）berberine药根碱jatrorrhizine液体生物碱烟碱（尼古丁）但有少数游离生物碱不含有亲脂性伪石蒜碱芳香胺类，不溶于有机溶剂，只溶于水吗啡碱吗啡碱morphine青藤碱sinomenine芳胺类，难溶于普通有机溶剂中，只溶于水不具备上述亲水性基团多花水仙碱不溶于有机溶剂，而溶于氢氧化钠溶液中。喜树碱内酰胺类，仅溶于酸性氯仿和碱水中不具备亲水性基团含有亲水性。麻黄碱ephedrinepseudoephedrine芳胺类，可同时溶于有机溶剂和水中2、生物碱苷（多数含有亲水性）3、生物碱盐（普通均含有亲水性）在水中溶解度与结合酸相关（无机酸、有机酸）水溶解度：无机酸盐＞有机酸盐在无机酸盐中，含氧酸盐水溶解度＞卤代酸盐卤代酸盐中，盐酸盐水溶解度最大，氢碘酸盐溶解度最小在有机酸盐中小分子有机酸盐水溶解度大于大分子有机酸盐（沉淀）多元有机酸盐水溶度＞一元有机酸盐。四、生物碱检识

在生物碱预试、提取、分离和结构判定中，经常需要简便检识方法（定性判别）。最惯用是生物碱沉淀反应和显色反应1．生物碱沉淀反应生物碱沉淀反应是利用大多数生物碱在酸性条件下，与某些沉淀剂（或大分子有机酸）反应生成弱酸不溶性复盐或络合物沉淀。生物碱沉淀反应环境：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。其次，生物碱沉淀试剂也易溶于水，而且在酸中比较稳定。而反应产物难溶于水，所以有利于反应进行和反应结果观察。试剂类型试剂名称组成反应特征碘化物复盐类碘-碘化钾试剂KI·I2红棕色沉淀碘化汞钾试剂K2HgI4类白色沉淀碘化铋钾试剂KBiI4黄至橘红色沉淀重金属盐类硅钨酸试剂SiO2·12WO3·nH2O淡黄或灰白色沉淀磷钼酸试剂H3PO4·12MO3·2H2O白色或黄褐色沉淀磷钨酸试剂H3PO4·12WO3·2H2O白色或黄褐色沉淀大分子酸类苦味酸试剂苦味酸黄色结晶苦酮酸试剂苦酮酸黄色结晶其它雷氏铵盐试剂NH4[Cr(NH3)2(SCN)4]红色沉淀或结晶生物碱沉淀反应阳性结果判断为了检识准确性，普通选取三种以上沉淀试剂进行反应，假如都有生物碱沉淀反应，可判断为阳性结果。极少数生物碱不能与普通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。所以制备供试品溶液时，需要净化处理除去这些物质，防止其干扰。生物碱沉淀反应前净化处理生物碱酸水提取液通常含有蛋白质、多肽、鞣质等成份，这些物质也能与生物碱沉淀试剂发生沉淀反应。为了防止其干扰，可将酸水碱化后，用氯仿萃取（得到游离碱，以除去水溶性干扰成份），然后用酸水从氯仿中萃取出生物碱，再进行沉淀反应。生物碱沉淀反应应用定性检识反应（薄层或纸色谱显色剂）指导生物碱提取、分离、纯化2．生物碱显色反应一些生物碱单体能与一些以无机酸为主试剂反应生成含有颜色产物，不一样生物碱产生不一样特征颜色，这些试剂称为生物碱显色试剂。生物碱显色试剂种类试剂名称，试剂组成，颜色特征Macquis试剂