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文档简介
第七章概述生物碱分类与结构类型生物碱的一般理化性质和检识生物碱的提取分离方法与技术掌握生物碱的定义和存在形式。掌握生物碱的主要结构类型。掌握生物碱的形态、颜色、旋光性。掌握生物碱常用的沉淀反应和显色反应及其在鉴定当中的应用。掌握生物碱的碱性,碱性强弱与生物碱分子结构的关系及其在提取分离中的应用。1.定义生物碱是人类类研究得最早的具有生物活性的一类天然化合物。它是植物中结构较为复杂,多具显著生理活性的含氮有机物(蛋白质、肽、氨基酸等除外),因最初来自植物,又称为植物碱。多数由C、H、O、N四种元素组成,少数不含O原子;多数具有复杂的含氮杂环结构,有碱性。指天然产的一类含氮的有机化合物;多数具有碱性且能和酸结合生成盐;大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内;多数有较强的生理活性。第一节概述目前生物碱一词最恰当的解释是生物碱属一类存在于生物体的含氮有机化合物(氨基酸、蛋白质、肽类及核酸、含硝基和亚硝基的化合物如马兜酸等除外),应该包括以下几类:
1从海洋生物、微生物及昆虫代谢产物中发现的含氮化合物。
2氮原子在环状结构内,呈碱性,一般具有强烈生物活性的化合物。
3氮原子不在环内,但呈弱碱、有活性的化合物,如麻黄碱。
4虽含氮杂环但几乎不显碱性的化合物,如蓖麻碱。
5氮原子既不在环状结构内,也不是弱碱,但生物活性很好的化合物,如秋水仙碱。秋水仙碱
R=OMe
(氮原子不在环内,不显碱性,845元/20mg)
2.基本特征生物碱广泛分布于植物界约100余科植物中粗榧科、毛茛科、小檗科、防己科、罂粟科、豆科、马钱科、夹竹桃科、茄科、菊科、百合科和石蒜科等植物多含有大量的生物碱。以盐类为主要形式存在生物碱在植物体内常与有机酸(草酸、枸橼酸、鞣酸)结合成盐类状态存在,有的与糖结合成苷。在生物体内,除以酰胺形式存在的生物碱外,仅少数碱性极弱的生物碱以游离状态存在,如秋水仙碱(colchicine)、咖啡碱(caffeine)和那可丁(narcotine)。3.发展历史在我国古代17世纪初《白猿经》即记述了从乌头中提炼出砂糖样毒物作箭毒用,现代观点认为可能是乌头碱结晶。1805年,德国人Sertuner从鸦片中第一次分离出一种具催眠效果的盐基性物质,命名为Morphia(吗啡),因具碱性曾称之为生物碱。1810年西班牙医生Gomez和Duncan从金鸡钠树皮的酒精溶出物中,以碱沉淀出一种结晶,以后证明主要是奎宁和辛可宁的混合物。1819年W.Weissner把类似植物中的碱性化合物统称为生物碱。迄今已从自然界分出万余种以上的生物碱。MorphineisisolatedfromopiumwhichisthetarsecretedbytheunripeseedpodsofPapaversomniferumL.MoreExamples:cocaine
a3°amineFraenkel(1959):Secondaryplantcompoundshaveafunction:theyserveasadefenseagainstphytophagous食叶类insects.秋水仙碱烟碱
烟碱又名尼古丁,属吡啶衍生物类生物碱。
烟碱有剧毒,少量对中枢神经有兴奋作用,能升高血压,大量则抑制中枢神经系统,使心脏麻痹以至死亡。几毫克的烟碱就能引起头痛、呕吐、意识模糊等中毒症状,吸烟过多的人逐渐会引起慢性中毒。
莨菪碱和阿托品莨菪碱和阿托品属莨菪烷衍生物类生物碱。莨菪碱是由莨菪酸和莨菪醇缩合形成的酯,莨菪醇是由四氢吡咯环和六氢吡啶环稠合而成的双环构造。
吗啡和可待因吗啡对中枢神经有麻醉作用,有极快的镇痛效力,但易成瘾,不宜常用。
可待因是吗啡的甲基醚(甲基取代吗啡分子中酚羟基的氢原子)。可待因与吗啡有相似的生理作用,可用以镇痛,但可待因主要用作镇咳剂。吗啡可待因
麻黄碱
麻黄碱是含于中药麻黄中的一种主要生物碱,又叫麻黄素。一般常用的麻黄碱系指左旋麻黄碱,它与右旋的伪麻黄碱互为旋光异构体。它们在苯环的侧链上都有两个手性碳原子,应有四个旋光异构体,但在中药麻黄植物中只存在(-)-麻黄碱和(+)-伪麻黄碱两种,并且二者是非对映异构体。(-)-麻黄碱具有兴奋中枢神经、升高血压、扩大支气管、收缩鼻粘膜及止咳作用,也有散瞳作用,临床上常用盐酸麻黄碱(即盐酸麻黄素)治疗气喘等症。长春新碱
长春新碱又名醛基长春碱,存在于夹竹桃科植物长春花中,属于双聚吲哚类生物碱。长春新碱对白血病、癌症均有效,且毒性较低。长春新碱(1)在系统发育较低级的类群中分布较少或无。如苔藓类植物中仅发现少数简单的吲哚类生物碱。(2)集中地分布在系统发育较高级的植物类群(裸子植物、尤其是被子植物)中。在双子叶植物的100多科中均有分布,更集中地分布于防已科、毛莨科、豆科、罂粟科、茄科、夹竹桃科、马钱科等。如在夹竹桃科发现了1000种以上的生物碱存在生物碱在单子叶植物分布少,如百合科、石蒜科、兰科等。裸子植物中更少,如红豆杉属、三尖杉科三尖杉属植物所含生物碱分子量颇大、结构较为复杂。4.分布与功能(3)生物碱极少与萜类、挥发油共存于同一植物类群。(4)结构越特殊的生物碱,其分布的植物类群愈窄。如二萜生物碱主要分布于毛莨科乌头属和翠雀属植物中,这在植物化学分类上是十分重要的。5.存在形式根据生物碱分子的成键特征和组成元素特征可将其在植物体内的存在形式分为6类1.与有机酸或个别无机酸成盐形式存在。如与草酸、柠檬酸、硫酸、盐酸、硝酸等成盐。2.游离碱形式存在。
少数碱性弱的生物碱一般以游离态存在,如一般叔氨碱、酚性碱、季氨碱、氮氧化合物。3.酰胺类,如喜树碱。4.N-氧化物类此类已发现有120个以上的生物碱。这类生物碱对热不稳定,易失去氧而转为叔胺碱,同时不溶于乙醚,在研究中易被忽略。在颠茄属植物中,其氮氧化物与叔胺碱含量比值在5~40%之间。
5.以苷形式存在,分为氮苷和氧苷。
其中有些糖分子还再与一些有机酸,如肉桂酸及其衍生物等以酯键构成较大的分子。如甜菜花青碱类生物碱普遍以苷的酯类形式存在。6.也有与其他杂原子如S/Cl/Br等结合存在的生物碱。
如美登素类生物碱中含有Cl原子。一、来源于鸟氨酸的生物碱1.吡咯类生物碱:这类生物碱结构简单,数目较少,生理活性不太显著,如红古豆碱。吡咯类四氢吡咯类,又称吡咯烷类红古豆碱2.吡咯里西啶类(双稠吡咯烷类):2个吡咯烷共用一个N原子。此类生物碱已分离出200多种。倒千里光裂碱3.托品烷类生物碱(莨菪烷类p321)吡咯烷与哌啶(六氢吡啶)稠合。这类生物碱大多数是由莨菪烷衍生的氨基醇和不同的有机酸缩合成酯类的生物碱,可分为2类,颠茄生物碱和古柯生物碱类。颠茄生物碱类是莨菪醇(C3竖键羟基)和有机酸缩合的一元酯类生物碱,如莨菪碱;古柯生物碱则是由伪莨菪醇(C3横键羟基)和有机酸形成的酯,大多数是二元酯类。莨菪烷类哌啶(六氢吡啶)ACase:AtropabelladonnaManyofthesepsychoactivealkaloids二、来源于赖氨酸的生物碱1.哌啶类生物碱:这类生物碱结构简单,分布广泛。哌啶槟榔碱2.吡啶类生物碱:这类生物碱在植物中分布极少,多见于真菌和海洋生物中。吡啶烟碱3.喹诺里西啶类生物碱(双稠哌啶类):
这类生物碱是两个哌啶公用一个N原子的稠环杂合物。数目不多,目前发现此类生物碱有150多种。喹诺里西啶羽扇豆碱苦参碱4.吲哚里西啶类生物碱
这类生物碱是一个吡咯啶和哌啶公用一个N原子的稠环杂合物。代表物有一叶秋碱,具有对中枢神经兴奋的作用。吲哚里西啶一叶秋碱三、来源于邻氨基苯甲酸的生物碱1.喹啉类生物碱喹啉类生物碱喜树碱2.喹唑酮类生物碱:数目较少。喹唑酮类常山碱乙3.吖啶酮类生物碱:主要分布在芸香科植物中,生物活性不太显著。吖啶酮山油柑碱1.苯丙胺类生物碱四、来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱2.秋水仙碱3.异喹啉类生物碱(以异喹啉或四氢异喹啉为母核)
①简单异喹啉型四氢异喹啉萨苏里丁异喹啉②苄基异喹啉型在异喹啉或四氢异喹啉的1位接有苄基罂粟碱③双苄基异喹啉型2分子苄基异喹啉通过醚键结合而成。汉防己碱双苄基异喹啉类锡生藤碱甲三叶木防己碱结构特点:二分子苄基异喹啉通过1~3个醚键相连接。④原小檗碱型:可视为2分子异喹啉稠合而成。延胡索乙素小檗碱(黄连素)原小檗碱型小檗碱型⑤吗啡烷型青藤碱R吗啡烷(2)部分饱和菲核(1)乙胺桥结构特点:青藤碱吗啡R=H,可待因R=CH3四、来源于色氨酸的生物碱1.简单吲哚型九里考林碱靛青苷(蓼蓝)
2.色胺吲哚型:色胺
吴茱萸碱
结构特点:(1)色胺片段(2)含两个N原子环外乙胺侧链毒扁豆碱3.半萜吲哚型:
麦角新碱(麦角)4.单萜吲哚型:
利血平结构特点:色胺接1个单萜。单萜吲哚类士的宁白坚木碱依波加明
5.二聚吲哚型:
结构特点:两分子单萜吲哚生物碱聚合而成长春碱五、嘌呤及黄嘌呤衍生物黄嘌啉
嘌啉
香菇嘌啉咖啡因六、萜生物碱类包括单萜生物碱、倍半萜生物碱、环烯醚萜生物碱、二萜生物碱和三萜生物碱五类。生源上为多源途径,既有色氨酸途径的,又有复合途径产生的;N原子处在萜的环状结构中或在萜结构的侧链上。单萜生物碱如猕猴桃碱和肉苁蓉碱,倍半萜生物碱如石斛碱,环烯萜生物碱的龙胆碱秦艽碱甲单萜类生物碱石斛碱倍半萜类生物碱二萜生物碱数量最多,毛莨科乌头属和翠雀花属植物中的生物碱都是二萜生物碱。如川乌中的乌头碱,其性极毒,有效量常常就是毒性剂量,包括衍生物在内已有1200多个。口服2mg即死亡,因此川乌须经炮灸后方可用于临床。三萜生物碱,如环小叶黄杨碱ADiterpenoidalkaloids七、甾体生物碱从骨架看为甾体母核,但含有N原子多以酯形式存在,有乙酸乙酯、丁酸酯,当归酸酯等约有200余种,主要分布于黄杨科、夹竹桃科茄科、百合科植物中,在后两科中多以生物碱甙形式存在。根据其甾核骨架甾类生物碱可分为甾烷和异甾烷两类,N原子多数不在甾环中,如茄碱和贝母碱Steroidalalkaloids龙葵次碱茄属植物茄次碱
Steroidalalkaloids藜芦胺生克化合物藜芦(属植物)浙贝甲素verticine八、环肽生物碱类1964年首次定名为肽类生物碱结构特点为含两个以上的酰胺基,并且属于大环结构。已从鼠李科、梧桐科、茜草科、卫茅科等几十种植物中发现分离出。常以多达20余种同类化合物混存于同一植物中。如从欧鼠李中分得的欧鼠李碱。常见氮杂环类生物碱基本母核类型:吡咯
四氢吡咯
吡咯里西啶
吲哚里西啶
吲哚蒎啶
吡啶
莨菪烷
喹喏里西啶
嘌呤类
喹啉
异喹啉
吗啡烷类
苄基异喹啉
原小檗碱型
小檗碱型
第三节生物碱的理化性质一、性状
形态:多呈结晶态;少数呈液态:小分子无氧或氧呈酯键-----烟碱、槟榔碱 个别有挥发性(小分子固体)------麻黄碱极少数升华性-----------------咖啡因味道:多苦。如盐酸小檗碱(黄连中)、奎宁碱,后者最苦,即便在1×10-5mol/L浓度也具显著苦味。极少甜味----------甜菜碱颜色:多无色或白色,少数呈色—小檗碱二、旋光性
多有旋光(不对称碳原子或不对称中心)多呈左旋性。生物活性与旋光活性密切相关,常左旋活性大于右旋。
三、颜色
多为无色。少数生物碱具有不饱和共轭体系,常在可见光或紫外光下呈显颜色。与共轭系统有关,共轭系统越长,颜色越深;向共轭系统供电,颜色加深。如小檗碱类生物碱呈黄色、鲜黄色;小檗红碱为红色结晶,其盐呈黄色或橙色;喜树碱呈浅黄色针晶;甜菜花色甙碱呈红色—紫色结晶。少数生物碱本身无色,成盐后则为有色结晶。四、碱性
71S2 2S22P3
碱性的来源
N: H+ (因分子中氮原子上的孤电子对能接受质子而显碱性。)碱性强弱的表示方法
pka pKa=-lgKa,
pKa越大,碱性越强。
影响碱性强弱的因素:
1.氮原子的杂化方式:
SP3 > SP2 > SP四氢异喹啉异喹啉(SP2
)
氰类(SP中性)电效应2、诱导效应:
供电诱导效应(烷基):可使氮原子周围电子云密度增加,碱性增强。
吸电诱导效应(含氧基团,双键,苯环):电子云密度降低,碱性减弱。
麻黄碱(pKa9.58)(甲基供电诱导效应)
去甲基麻黄碱(pKa9.00)(羟基的吸电诱导效应)
苯异丙胺(pKa9.80)(无羟基的吸电作用)
3.共轭效应:
苯胺型:
P—π共轭,氮原子周围电子云密度下降,碱性降低。酰胺型:
P—π共轭,氮原子周围电子云密度下降,碱性降低。胍基型: 供电基和氮原子上未共享电子对共轭,碱性增强(共轭酸的高度共振稳定性,使共轭酸稳定,Ka小,则pKa大,碱性强)。
环己胺(pKa10.64)
苯胺(pKa4.58)
胍(pKa13.6)
秋水仙碱(酰胺共轭pKa1.84)
胡椒碱(酰胺共轭pKa1.42)
4.空间效应:阻碍质子靠近氮原子,使碱性降低(莨菪碱和东莨菪碱)。
莨菪碱(pka9.65)
东莨菪碱(环氧位阻pka6.20)
5、氢键效应:氮原子周围的羟基所处的位置有利于生物碱共轭酸分子内氢键形成时,则共轭酸稳定,碱性增强。
麻黄碱共轭酸(稳定性差)
pKa9.58(碱性弱)
伪麻黄碱共轭酸(稳定)
pKa9.74(碱性强)
常见生物碱碱性规律:
季铵碱>烷胺类(仲胺,叔胺)>芳胺类(芳杂环)>酰胺类五、生物碱沉淀反应
生物碱的酸水溶液+生物碱沉淀试剂
沉淀应用注意:1.在酸性环境中进行(因为在酸性条件下,生物碱呈盐状态存在,若在碱性条件下,试剂本身产生沉淀。2.检识时,至少用三种以上试剂同时进行。
碘化铋钾试剂:桔红色沉淀碘化汞钾:类白色沉淀碘—碘化钾:红棕色沉淀磷钼酸试剂:白色或黄褐色沉淀硅钨酸试剂:淡黄或灰白色沉淀苦味酸试剂:黄色结晶硫氰酸铬钾(雷氏铵盐):红色沉淀或结晶应用:
用于中药中生物碱的预试(注意假阳性,假阴性)。作为生物碱分离提取过程中的追踪指标。用于分离纯化生物碱(季铵碱的雷氏铵盐沉淀法)。用于生物碱的鉴定和含量测定(晶型,熔点)。作为生物碱薄层层析和纸层析的显色剂(碘化铋钾)。生物碱的提取与分离提取方法
分离方法醇类溶剂提取法
利用生物碱碱性的差异分离利用生物碱及其盐的溶解度不同分离利用生物碱的特殊官能团分离酸水提取法
亲脂性有机溶剂提取法
利用色谱法分离第四节提取与分离般来说,天然药物化学成分在常温下多半是固体物质,常具有结晶的通性,因此,可根据溶解度得不同,用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化,因为过多的杂质会干扰结晶的形成,甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出,因此,结晶前应尽可能地除去杂质。脂溶性生物碱的提取——亲脂性有机溶剂提取法
1.原理是将中药中的生物碱有机酸盐转变成水溶性较大的无机酸或小分子有机酸盐,将其提取出来。
2.常用的稀酸水0.1%~1%盐酸、硫酸、醋酸和草酸等。
3.采用浸渍法和渗漉法。不得使用加热提取法。
4.提取效率高,操作简便;提取液体积大,浓缩困难,水溶性杂质多。脂溶性生物碱的提取——酸水提取法
脂溶性生物碱的提取——醇类溶剂提取法
1.原理利用游离碱及其盐均溶于乙醇的性质,将其提取出来。
2.可采用浸渍法和渗漉法,亦可采用回流法。
3.可将不同类型的生物碱提出,但提出的亲脂性杂质较多。
1.原理游离碱大多溶于亲脂性有机溶剂的性质,故采用氯仿、乙醚和苯等将其提取出来。
2.可采用浸渍法、回流法和连续回流法。
3.一般应先将用少量碱水(石灰乳、稀氨水等)湿润药粉,使其中生物碱盐转变成游离碱后,再用氯仿等提取。
4.该法选择性高,主要提取亲脂性生物碱,提出的杂质较少。但成本高、安全性差,故只用于实验室。1.溶解度差异2.pH梯度萃取3.色谱法分离方法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Alk的分离类别指酸碱性强弱部位指极性不同依据Alk的理化性质1.利用生物碱及其盐类的溶解度不同进行分离
2.
利用生物碱碱性强弱不同PH梯度分离法①混合物溶于稀酸水,逐渐调碱性,分别用CHCl3萃取pH由低到高,生物碱碱性由弱到强总生物碱酸水液(pH3.0),加以氨水液调节pH,pH每增0.5,即用CHCl3萃取几次,直至pH9,依次获得弱、中、强碱性生物碱。②混合物溶于CHCl3中,用缓冲液依次萃取pH由高到低,生物碱碱性由强到弱总生物碱氯仿液(或其它有机溶剂):从pH9递减0.5用缓冲溶液依次萃取,直至pH3。依次可提出强、中、弱碱性生物碱。3.利用生物碱的特殊功能团含羧基生物碱可用NaHCO3溶液萃取酚性与非酚性生物碱的分离可用NaOH溶液分离等。将混合物溶于氯仿中,用5%氢氧化钠萃取,酚性碱即转入碱水溶液中。将碱水萃取液调至偏酸性,使酚羟基游离,用氨水等弱碱碱化,再用氯仿萃取出酚性生物碱。3.色谱法该法广泛地用于生物碱的分离,多数采用硅胶吸附柱层析和氧化铝柱层析,利用前述有机溶剂梯度洗脱,TLC法检测分离效果。常需反复柱层析才能获得单体生物碱。如利用该法从萝芙木中分得30多个生物碱。乙醚,CHCl3,苯等溶剂常使用;常用混合溶剂系统梯度洗脱。大孔树脂Sephdex-LH20交联葡聚糖,作为分子筛用。各种加压柱:低压柱、中压柱、制备性HPLC等;化合物:极性大、吸附牢、Rf小。官能团极性:羧基〉羟基〉醛基〉羰基〉酰酯基〉醚氧基〉双键极性官能团/碳原子个数比例,碳越少,极性大碱性大小和极性无相应的关系
展开剂:极性越大,展开能力越强(溶解前提下)2掌握麻黄中生物碱类化合物的提取、分离及鉴定技术。熟悉麻黄中生物碱类化合物的结构及性质。了解麻黄中生物碱类化合物的存在及生物活性。知识要求3能力要求1掌握麻黄中生物碱类化学成分的提取分离原理及操作技术。
熟练进行麻黄中生物碱类化合物的提取、分离及鉴定操作。学会麻黄中生物碱类化合物的色谱鉴定技术。学习目的例:麻黄中生物碱类化学成分的提取分离技术
麻黄(herbaephedrae)为麻黄科草麻黄(EphedrasinicaStapf.)、中麻黄(EphedraintermediaSchrenketC.A.Mey.)或木贼麻黄(EphedraequisetinaBge.)的干燥草质茎。具有发汗解表、宣肺平喘、利水消肿的作用。麻黄中含有多种生物碱,因产地和品种的不同有一定的差异,一般以麻黄碱和伪麻黄碱为主,此外还含少量甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱。二麻黄中生物碱类化学成分的提取分离技术麻黄碱与伪麻黄碱提取分离工艺流程(二)麻黄生物碱的性质(一)麻黄中主要有效成分及结构三必备知识(一)麻黄中主要有效成分及结构
麻黄中含有多种生物碱,以麻黄碱和伪麻黄碱为主,其次是甲基麻黄碱和去甲基麻黄碱。它们的结构如下:(二)麻黄生物碱的理化性质1.性状麻黄碱和伪麻黄碱的分子量较小,为无色结晶,游离麻黄碱含水物熔点为40℃。两者都具有挥发性。2.碱性麻黄碱和伪麻黄碱为仲胺生物碱,且氮原子在侧链上,碱性较强,而且伪麻黄碱的碱性(pKa9.74)稍强于麻黄碱(pKa9.58)。3.溶解性由于麻黄碱和伪麻黄碱的分子较小,且属芳烃仲胺生物碱,其溶解性与一般生物碱不完全相同。游离的麻黄生物碱可溶于水,而伪麻黄碱由于形成较稳定的分子内氢键,所以在水中的溶解度比麻黄碱小。麻黄碱和伪麻黄碱也能溶解于氯仿、乙醚、苯及醇类溶剂中。麻黄碱草酸盐比伪麻黄碱草酸盐在水中溶解度小。四知识链接与拓展溶剂提取法基本原理
操作形式影响因素浸渍法煎煮法渗漉法回流法连续回流法般来说,天然药物化学成分在常温下多半是固体物质,常具有结晶的通性,因此,可根据溶解度得不同,用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化,因为过多的杂质会干扰结晶的形成,甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出,因此,结晶前应尽可能地除去杂质。
基本原理
根据中药化学成分与溶剂间“极性相似相溶”的原理,依据各类成分溶解度的差异,选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂,依据“浓度差”原理,将所提成分从药材中溶解出来的方法。影响因素---溶剂、方法、粉碎度、温度、时间等1药材粉碎度:药粉越细、表面积越大,提取效率越高。但太细,药粉对成分的吸附也越强。因此水提取宜用粗粉;用有机溶剂可细些,以20目为好。2提取温度:一般热提效率高,但要考虑有些成分温度高易破坏,应选择适宜温度。3提取时间:一般提取时间长提出量大。但被提成分在细胞内外溶解一旦平衡,时间长即无意义。一般热水提以1/2hr为宜,乙醇提1hr为宜。4提取溶剂的选择:遵循“相似者相溶”规律,选择对有效成分溶解度大,对无效成分溶解度小的溶剂做为提取溶剂;溶剂沸点要适中、低毒安全、环保。5提取方法的选择:见后面操作形式方法常用溶剂优点缺点浸渍法水和醇室温提取不易破坏成分,设备简单,适合提取含淀粉或黏液质多的药材。可配合超声波处理提高提取效率。时间长次多,提取效率低。提取液易发霉渗漉法水和醇室温提取不易破坏成分,设备简单,保持较高浓度差提取效率高。溶剂用量较多煎煮法水设备简单,提取较全面加热提取易破坏成分,挥发性成分易损失,不适合提取含淀粉或黏液质多的药材回流法有机溶剂加热提取效率较高易破坏热敏性成分,操作较繁连续回流法有机溶剂保持较高浓度差提取效率高,操作简便,溶剂用量少提取液受热时间长,成分易破坏水蒸气蒸馏法基本原理
适用范围装置示意图是将水蒸气通入含有挥发性成分的药材中,使药材中挥发性成分随水蒸气蒸馏出来的提取方法。适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏并难溶于水的成分的提取,常用于挥发油等挥发性成分的提取
。提取液的浓缩水提液的浓缩有机提取液的浓缩敞口蒸发适用于少量水提液。薄膜蒸发效率高,适用于大量水提液。常压蒸馏适用于低沸点有机溶剂的回收,例如乙醚、丙酮等减压蒸馏适用于高沸点有机溶剂的回收,例如乙醇、正丁醇等【注】加热有机溶剂(溶液)必须使用非明火热源。五课堂互动
根据前面所学的理论知识比较麻黄碱和伪麻黄碱,并思考如何分离它们?
2掌握粉防己碱和防己诺林碱的提取、分离技术。熟悉粉防己碱和防己诺林碱的结构及主要理化性质。了解粉防己碱和防己诺林碱的提取分离新进展。知识要求3能力要求1掌握防己中生物碱类化学成分的提取分离原理及操作技术。
熟练进行防己中生物碱类化合物的提取、分离及鉴定操作。学会防己中生物碱类化合物的色谱鉴定技术。学习目的例:防己中生物碱类成分的提取分离技术防己(Stephaniatetrandra)又称粉防已、汉防己、倒地拱,为防已科植物粉防己的干燥根,为临床常用中药。防已味苦、辛,性寒,具有祛风止痛、利水消肿等功效。现代药理实验研究表明,防己总生物碱具有镇痛、消炎、降压、肌肉松弛以及抗菌、抗肿瘤的作用,其主要有效成分为粉防己碱(又称汉防已甲素)和防己诺林碱(又称汉防己乙素)。防己生物碱的提取分离工艺流程(二)防己生物碱的性质(一)防己中主要有效成分及结构三必备知识(一)防己中主要有效成分及结构
防已中的生物碱含量高达1.5%一2.3%,其中主要为粉防己碱和防己诺林碱,还含少量的轮环藤酚碱。粉防己碱和防己诺林碱均属于双苄基异喹啉衍生物,且为叔胺生物碱,轮环藤酚碱为季铵型生物碱。其结构如下:(二)防己生物碱的理化性质
1.性状粉防己碱和防己诺林碱均为白色结晶。粉防己碱的熔点为217℃~218℃(丙酮),防己诺林碱自丙酮中析出的结晶具有双熔点,126℃~177℃熔融,200℃固化,继续加热至237℃~238℃再熔融。轮环藤酚碱的氯化物为无色结晶,熔点214℃。2.碱性
粉防己碱和防己诺林碱分子中均有两个叔胺状态的氮原子,碱性较强。轮环藤酚碱属于原小檗碱型季铵碱,具强碱性。3.溶解性
粉防己碱和防己诺林碱化学结构相似,亲脂性较强,具有脂溶性生物碱的一般溶解性。但由于两者的分子结构中7位取代基的差异,前者为甲氧基,后者为酚羟基,故粉防己碱的极性较小,能溶于冷苯;防己诺林碱极性较大,难溶于冷苯。利用这一性质差异可将两者分离。轮环藤酚碱为水溶性生物碱,可溶于水、甲醇、乙醇,难溶于乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。四知识链接与拓展沉淀法酸碱沉淀法铅盐沉淀法试剂沉淀法酸溶碱沉法水提醇沉法碱溶酸沉法醇提水沉法中性醋酸铅法碱式醋酸铅法般来说,天然药物化学成分在常温下多半是固体物质,常具有结晶的通性,因此,可根据溶解度得不同,用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化,因为过多的杂质会干扰结晶的形成,甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出,因此,结晶前应尽可能地除去杂质。
酸碱沉淀法的基本原理
利用某些成分在酸(或碱)中溶解,继而又在碱(或酸)中生成沉淀的性质达到分离的方法。这种沉淀反应是可逆的,可使有效成分与其它杂质分离。酸沉淀与碱沉淀各自的沉淀范围
酸沉淀:适用于分离提纯酸性、碱性或两性有机化合物,如黄酮、蒽醌类酚酸性成分等。碱沉淀:适用于分离提纯碱性或两性有机化合物,如一些生物碱、蛋白质等。利用酸溶碱沉法提取粉防己中的生物碱类成分般来说,天然药物化学成分在常温下多半是固体物质,常具有结晶的通性,因此,可根据溶解度得不同,用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化,因为过多的杂质会干扰结晶的形成,甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出,因此,结晶前应尽可能地除去杂质。
试剂沉淀法的基本原理利用某成分能与某些试剂产生沉淀的性质或利用某些成分在不同溶剂中溶解度的差异,通过加入特定试剂或溶剂,使生成沉淀,而与其它成分分离。醇沉淀与水沉淀各自的沉淀范围
醇沉淀:适用于含蛋白质、淀粉、粘液质、树胶等杂质的药材的提取和精制;水沉淀:适用于色素、树脂、油脂、叶绿素等杂质多的药材的提取和精制。般来说,天然药物化学成分在常温下多半是固体物质,常具有结晶的通性,因此,可根据溶解度得不同,用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化,因为过多的杂质会干扰结晶的形成,甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出,因此,结晶前应尽可能地除去杂质。
铅盐沉淀法的基本原理利用中性醋酸铅和碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中,能与许多天然药物化学成分生成难溶性的铅盐或铅络合物沉淀,使有效成分与杂质分离。中性醋酸铅与碱式醋酸铅各自的沉淀范围
中性醋酸铅:适用于沉淀具有羧基、邻二酚羟基的酸性或酚性物质;碱式醋酸铅:除可沉淀上述物质外,还可沉淀部分大分子中性物质和少数碱性很弱的生物碱。般来说,天然药物化学
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