生物碱的提取与分离

生物碱的提取与分离第1页/共33页主要内容

生物碱概述生物碱的分类生物碱的理化性质生物碱的提取和分离方法生物碱的提取和分离实例第2页/共33页生物碱的概述（一）含义：生物碱是一类来自生物体内含氮有机物，大多氮原子在环状结构内，分子结构复杂，多呈碱性,具有强烈生理活性。（二）分布概况：1、存在科属:主要分布在植物界,低等植物...较少高等植物...多①双子叶植物----多如防已科、茄科、罂粟科、夹桃科、毛莨科、豆科、茜草科等。②单子叶植物-----较少如百合科、石蒜科、兰科2、存在部位:不同植物均可存在于各个部位，在同一植物往往只集中于某一器官。黄连------根长春花------花麻黄------茎罂粟------果第3页/共33页生物碱的概述

3、存在形式:

①游离状态-----弱碱性生物碱②与酸结合成盐-----强碱性生物碱③成酯或苷的形式（三）生理活性:1、镇痛作用----吗啡、延胡索乙素

2、抗消炎菌作用-----黄连素

3、抗肿瘤作用----喜树碱、美登木碱

4、止咳作用----可待因第4页/共33页生物碱分类

分类方法(如下5种）

1、按植物来源分类法：如长春花，黄连等

2、按生物碱的生源途径分类法

3、按生物碱的溶解性进行分类:如游离亲脂性.游离亲水性

4、按分子结构中氮原子处的状态进行分类：如双稠吡咯烷（两个吡咯烷共用一个N原子）

5、按生物碱氮杂环基本母核分类：如异喹啉.吡啶类第5页/共33页生物碱的理化性质

物理性质

1、性状:多为晶形，味苦，有焦灼感.颜色--多为无色，因分子中饱和度大。少数具有黄色。

2、旋光性:多数具有旋光性，且多为左旋而具疗效。

3、溶解性:

（1）游离亲脂性生物碱：可溶于苯、乙醚、氯仿尤其在氯仿中溶解度大。不溶于水。

(2)游离亲水性生物碱：I、结构特点：

a、季铵型生物碱---为离子型生物碱，b、具有半极性N→O配位键。c、小分子生物碱，如麻黄碱、菸碱。II、溶解性：--可溶于水、甲醇、乙醇，在正丁醇有一定溶解度。难溶于亲脂性强有机溶剂。第6页/共33页生物碱的理化性质

（3）生物碱盐类：

易溶于水，可溶于甲.乙醇难溶于亲脂性有机溶剂。因成盐的酸不同而具有不同的溶解度，其规律是：

无机酸生物碱盐水溶性>有机酸生物碱盐小分子有机酸生物碱盐>大分子有机酸生物碱盐含氧酸生物碱盐>卤代酸生物碱盐HCl〉HBr〉HI第7页/共33页生物碱的理化性质

化学性质

（一）碱性（二）显色反应（三）沉淀反应：生物碱在酸性水溶液中，与某些试剂生成难溶于水的复盐或分子复合物的反应。用途：鉴别：检查生物碱有无（定性反应）；显色剂：薄层色谱，纸色谱提取分离：检查是否提取完全。分离纯化：雷氏铵盐用于季铵碱的分离第8页/共33页常用生物碱沉淀剂碘化物复盐类：碘化铋钾试剂：桔红色沉淀碘—碘化钾：红棕色沉淀碘化汞钾：类白色沉淀（若加过量试剂，沉淀溶解）重金属盐类：磷钼酸试剂：白色或黄褐色沉淀硅钨酸试剂：淡黄或灰白色沉淀大分子酸类：苦味酸试剂：黄色结晶其它：硫氰酸铬钾（雷氏铵盐）：红色沉淀或结晶（季铵碱）第9页/共33页沉淀反应结果判断a.鉴别生物碱的存在，需要采用三种以上生物碱试剂。

b.仲胺类不易与生物碱沉淀试剂反应，如麻黄碱。c.排除假阳性反应，除去水提液中含有的蛋白质、多肽、鞣质等杂质(可用常规提纯方法如下图）。

第10页/共33页常规提纯方法（排除水溶性成分的干扰）第11页/共33页生物碱的提取和分离

提取方法水蒸气蒸馏法溶剂法酸水提取法乙醇提取法亲脂性有机溶剂提取法第12页/共33页（一）酸水提取法基本原理：生物碱与酸形成易溶于水的生物碱盐。常用酸水：0.5~1%硫酸、盐酸操作方法：渗滤法，浸渍法酸水提取法提取液1.离子交换法2.萃取法3.沉淀法第13页/共33页1.离子交换法

酸水提取液阳离子交换树脂树脂柱（含BH＋）NH4OH碱化，CHCl3洗脱（也可以用EtOH）

树脂柱流出液（杂质）CHCl3溶液（游离生物碱）回收CHCl3总生物碱第14页/共33页2.萃取法酸水提取液氨水碱化，三氯甲烷萃取三氯甲烷层碱水层（水溶性杂质）（水溶性生物碱）回收CHCl3总生物碱第15页/共33页3.沉淀法

酸水提取液沉淀（总生物碱）碱化，过滤雷氏铵盐（硫氰酸铬）：能与季铵型生物碱生成难溶于水的雷氏复盐沉淀季铵碱：雷氏铵盐沉淀法第16页/共33页（二）乙醇提取法基本原理：生物碱及其盐可溶于乙醇。常用溶剂：60%~95%乙醇操作方法：渗滤法，回流法优点：适用范围广、易浓缩、水溶性杂质少缺点：脂溶性杂质多第17页/共33页（二）乙醇提取法药材乙醇回流或渗滤乙醇提取液减压回收乙醇浓缩液酸水液加稀酸放置，过滤沉淀（脂溶性杂质）碱化，过滤①沉淀（总生物碱）碱水液（水溶性生物碱或杂质）②碱化，有机溶剂萃取有机溶剂层总生物碱回收溶剂提取流程：第18页/共33页（三）亲脂性有机溶剂法

基本原理：游离生物碱易溶于亲脂性有机溶剂。常用溶剂：三氯甲烷、乙醚、乙酸乙酯操作方法：回流法，连续回流法第19页/共33页（三）亲脂性有机溶剂提取法

药材少量氨水或石灰水润湿亲脂性有机溶剂回流有机溶剂提取液酸水萃取酸水液有机层碱水层有机溶剂层总生物碱回收溶剂碱化，有机溶剂萃取提取流程：第20页/共33页二、分离

总生物碱酸水溶解、滤过酸水溶液氯仿萃取酸水层（强碱、中强碱）氯仿层（弱碱性生物碱）碱水层（强碱性生物碱）有机溶剂层（中强碱性生物碱）氨水调pH9~10，有机溶剂萃取（一）生物碱的初步分离

第21页/共33页（二）生物碱单体的分离1.利用碱性的差异2.利用游离生物碱在有机溶剂中溶解性不同3.利用生物碱盐在水中溶解度的差异4.利用生物碱特殊官能团性质不同5.利用色谱法第22页/共33页

1.利用碱性的差异

PH梯度萃取法

混合生物碱溶于酸水中逐步加碱(氨水等)每调一次pH(pH由低至高)，用有机溶剂萃取一次.生物碱由弱至强依次被分离预试：PH缓冲纸色谱第23页/共33页2.利用游离生物碱在有机溶剂中溶解性不同

氧化苦参碱的N→O半极性配位键，极性大，在水中溶解度较大，在乙醚中溶解度较小。将总生物碱溶于氯仿，加入10倍量乙醚，氧化苦参碱沉淀析出。苦参碱氧化苦参碱

第24页/共33页第25页/共33页防己诺林碱比粉防己碱多一个酚羟基，故极性较大，在冷苯中的溶解度小于粉防己碱。粉防己碱R=CH3防己诺林碱R=H第26页/共33页3.利用生物碱盐在水中溶解度的差异

溶解度：盐酸士的宁<盐酸马钱子碱硫酸士的宁>硫酸马钱子碱草酸麻黄碱<草酸伪麻黄碱第27页/共33页4.利用生物碱特殊官能团性质不同

（1）.含酚羟基的生物碱

可用氢氧化钠水溶液萃取分离。原理：含酚羟基的生物碱具有碱性和弱酸性，既可溶于酸水，又可溶于碱水。而非酚性生物碱不溶于碱水。第28页/共33页例如：吗啡和可待因的分离

吗啡R=H可待因R=CH3

三氯甲烷层（可待因）混合物溶于三氯甲烷5%NaOH萃取碱水层（吗啡）第29页/共33页（2）有内酯和内酰胺结构的生物碱

用热的氢氧化钠开环，加酸环合的性质予以分离。例如：喜树碱第30页/共33页5.利用色谱法生物碱（游离）为脂溶性成分，适合于采用吸附原理进行分离，吸附剂多用硅胶、氧化铝，流动相为中性的苯，氯仿，乙醚等有机溶剂或混合有机溶剂。第31页/共33页谢谢观赏化工081班第四小组成员组长：梁钰泉主讲：牟星（200831204028）材料收集：秦志浩（200831204023）卢小波（200831204078）