第十章-生物碱-课件

Alkaloids生物碱1ppt课件

内容提要：一、概述

（一）定义（二）分布概况（三）生理活性（四）存在形式二、分类方法三、理化性质

（一）物理性质（二）化学性质四、提取与分离

（一）提取方法（二）分离方法2ppt课件

五、生物碱的检识

（一）理化检识

（二）色谱检识

六、实例介绍

延胡索乙素

3ppt课件一、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

2、存在部位

3、存在形式（三）生理活性下一张4ppt课件二、生物碱的分类

分类方法(如下5种）

1、按植物来源分类法

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

4、按分子结构中氮原子处的状态进行分类

5、按生物碱氮杂环基本母核分类

下一张5ppt课件三、生物碱的理化性质I、物理性质

1、性状

2、旋光性

3、溶解性II、化学性质

（一）碱性（二）沉淀反应（三）显色反应6ppt课件四、生物碱的提取与分离

I、总生物碱的提取

（一）酸水提取法（二）醇类溶剂提取法

(三）亲脂性溶剂提取法

II、生物碱的分离

7ppt课件五、生物碱的检识

I、理化检识

II、色谱检识

（一）薄层色谱检识（二）纸层色谱检识（三）高效液相色谱检识（四）气相色谱检识8ppt课件六、生物碱的结构测定（一）化学法（二）光谱法

1、紫外光谱

2、红外光谱

3、核磁共振

4、质谱9ppt课件（一）麻黄（二）黄连（三）延胡索（四）乌头、附子七、实例介绍结束10ppt课件生物碱按照氮杂环的基本母核分类，可分为如下类型：（1）吡咯烷类生物碱（2）莨菪烷类生物碱（3）哌啶类生物碱（4）喹啉类生物碱（5）吖啶酮类生物碱（6）喹唑酮类生物碱（7）咪唑类生物碱下一张11ppt课件（8）异喹啉类生物碱（9）吲哚类生物碱（10）嘌呤及黄嘌呤类生物碱（11）大环类生物碱（12）萜类生物碱（13）甾体类生物碱（14）有机胺类生物碱上一张12ppt课件

a、简单吡咯烷类吡咯类衍生物

b、吡咯里西啶类

a、哌啶和吡啶类哌啶类衍生物

b、喹喏里西啶类13ppt课件异喹啉类衍生物

（一）苄基异喹啉类（二）双苄基异喹啉类（三）阿扑菲类和异阿扑菲类（四）原阿扑菲类（五）原小檗碱类（六）普托品类（七）吗啡类

14ppt课件吲哚类生物碱

（一）色胺吲哚类（二）半萜吲哚类

15ppt课件萜类生物碱

（一）单萜类（二）倍半萜类（三）二萜类（四）三萜类16ppt课件甾体类生物碱

（一）孕甾烷类（二）环孕甾烷类（三）胆甾烷类

(四）异甾体类17ppt课件（一）碱性

1、呈碱性原因（酸碱质子理论、Lewis电子理论）

2、共轭酸碱概念及碱性强弱表示法

3、碱性强弱与分子结构关系

（1）氮原子的杂化方式与碱性关系（2）电效应与碱性关系（3）空间效应和碱性关系

（4）分子内氢键和碱性关系18ppt课件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。如小檗碱：呈色的生物碱一般为：（1）季铵碱；（2）分子中具有共轭双键；2、旋光性：

多数具有旋光性，且多为左旋而具疗效。下一张19ppt课件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NO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。下一张20ppt课件（3）生物碱盐类：易溶于水，可溶于甲醇、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

H2SO4、HNO3H3PO421ppt课件（二）生物碱的沉淀反应

生物碱酸水液+沉淀剂生物碱复合物

1、沉淀反应的意义：

（1）生物碱成分预试（2）生产中检查生物碱提取是否完全（3）用于生物碱的分离精制（4）生物碱的鉴定

下一张22ppt课件2、生物碱沉淀剂；可分为三类

I、碘化物复盐

碘化铋钾碘-碘化钾碘化汞钾

II、重金属盐类

氯化金氯化铂

III、大分子酸类

苦味酸硅钨酸磷钼酸雷氏铵盐下一张23ppt课件3、反应条件---生物碱沉淀反应必须在酸性条件下进行。4、杂质干扰及排除方法；

（1）干扰杂质----蛋白质、多肽、鞣质可与生物碱沉淀剂反应产生沉淀而导致出现假阳性。（2）排除方法24ppt课件氮原子的三种杂化方式与碱性强弱：

SP＜SP2

＜SP325ppt课件电效应和碱性关系---凡是能影响N原子上未共用电子对电子云密度分布的因素，称电效应。

1、诱导效应电效应

2、诱导---场效应

3、共轭效应26ppt课件诱导效应对碱性的影响：

---供电子基团使氮原子电子云密度增加，碱性增强。

NH3CH3--NH2CH3--NH--CH3

pKa9.75pKa10.64pKa10.7---

使氮原子电子云密度减少,碱性减弱：例1:苯异丙胺麻黄碱去甲麻黄碱

pKa9.80pKa9.58pKa9.00例2:士的宁碱伪士的宁碱新士的宁碱

pKa8.23pKa5.60pKa3.80下一张吸电子基团27ppt课件诱导效应的特点-----通过碳链传递,,且随碳链增长而影响逐渐降低。具氮杂缩醛结构的生物碱易质子化，呈强碱性。例--阿替新

醇胺结构的生物碱形成稳定的季铵型而呈强碱。28ppt课件诱导---场效应---当分子中不止一个N原子时，其中一个N原子质子化，应就形成了一个强的吸电子基团，它对另一个N原子产生两种降低碱度的效应。即：诱导效应和静电效应，称为诱导---场效应。

场效应----通过空间直接传递，随空间距离增长而减弱。例：吐根碱:N1N2pKa7.56pKa8.93

无叶豆碱：11.403.30

29ppt课件共轭效应：---

——

在生物碱分子结构中，如氮原子的孤电子对与有

电子的基团相连时，可形成

P—共轭体系。

——

常见的P—共轭体系有三种类型；

1、苯胺型例1：苯胺环已烷

pKa4.5810.642、酰胺型例2：吴朱萸碱毒扁豆碱

3、烯胺型

下一张30ppt课件——在共轭效应中，氮原子的孤电子对的轴必须与共轭双键的P电子轴处在同一平面，若不在同平面，则共轭效应减弱，碱性发生变化。例3N，N-二甲基苯胺；邻甲基N，N-二甲基苯胺——

共轭效应的特点

---不随碳链的增长而减弱。

上一张31ppt课件空间效应；---

例1；苯胺N，N--二甲基苯胺

pKa4.58pKa4.39

例2：2，6-二甲基2-甲基-6-叔丁基

N，N-二甲基苯胺N，N-二甲基苯胺

pKa4.81pKa2.93

例3：茛菪碱东茛菪碱

pKa9.65pKa7.5032ppt课件分子内氢键与碱性的关系---当生物碱氮原子孤电子对接受质子生成共轭酸时,如在其附近存在基团,

并处在有利和生物碱共轭酸分子中的质子形成氢健缔合,

增加了共轭酸的稳定性,碱性增强。

例1例233ppt课件蛋白质、多肽、鞣质酸水萃取酸水萃取34ppt课件生物碱分布概况：

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、兰科等35ppt课件生物碱存在部位：

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。如：黄连------根长春花------花麻黄------茎罂粟------果实黄柏------树皮巅茄-------叶36ppt课件生物碱的存在形式：

（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37ppt课件38ppt课件39ppt课件下一张40ppt课件41ppt课件下一张42ppt课件43ppt课件44ppt课件下一张45ppt课件46ppt课件47ppt课件48ppt课件49ppt课件50ppt课件51ppt课件52ppt课件下一张53ppt课件下一张54ppt课件下一张55ppt课件56ppt课件下一张57ppt课件58ppt课件59ppt课件下一张60ppt课件61ppt课件62ppt课件63ppt课件下一张64ppt课件65ppt课件66ppt课件67ppt课件68ppt课件69ppt课件下一张70ppt课件下一张71ppt课件72ppt课件73ppt课件74ppt课件下一张75ppt课件76ppt课件77ppt课件78ppt课件79ppt课件80ppt课件下一张81ppt课件82ppt课件83ppt课件下一张84ppt课件85ppt课件86ppt课件87ppt课件88ppt课件89ppt课件90ppt课件下一张氮杂缩醛结构91ppt课件pKa12.992ppt课件93ppt课件94ppt课件异叶乌头碱型R`=H乌头碱型阿替生型维替碱型下一张95ppt课件96ppt课件97ppt课件98ppt课件99ppt课件L--麻黄碱（1R，2S）D--麻黄碱（1S，2S）麻黄碱伪麻黄碱100ppt课件101ppt课件苯胺pKa4.58N，N-二甲基苯胺

pKa4.39102ppt课件pKa4.85pKa2.93103ppt课件苯胺环已胺酰胺104ppt课件碱性--近中性--实例强碱105ppt课件106ppt课件107ppt课件工艺流程108ppt课件小檗碱的三种互变体109ppt课件110ppt课件111ppt课件基本母核112ppt课件113ppt课件杂化方式与碱性的关系SP2杂化SP3杂化pKa5.25114ppt课件115ppt课件1.76整个分子近中性116ppt课件117ppt课件从上式可知；Kb值大或pKb值小，碱性强；反之碱性弱。下一张118ppt课件表示碱性强弱的统一标准：----pKa值从上式可知，pKa值大，Ka值小，碱性强；反之碱性弱。碱的共轭酸（共轭酸的解离常数）119ppt课件

生物碱的生理活性：

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120ppt课件根据生物碱的溶解性，可分为两类

1、亲脂性生物碱

2、水溶性生物碱

水溶性生物碱的结构特征：（1）季铵型生物（2）具有半极性NO配位键生物碱；如苦参碱（3）小分子生物碱；如麻黄碱、菸碱121ppt课件实例一麻黄（一）性味功能

性--热，味----辛、苦

具有发汗、平喘、利尿作用（二）临床应用：

主治风寒感冒、发热无汗、咳喘水肿等（三）药理作用及有效成分

1、麻黄碱（又称左旋麻黄碱、l-麻黄碱）：

——具有收缩血管，兴奋中枢作用。舒张支气管平滑肌、增强汗腺分泌和类似肾上腺素作用。

2、伪麻黄碱（右旋麻黄碱，d-伪麻黄碱）

——

药理作用与麻黄碱相同，但较弱。（四）结构与性质

1、结构类型----属有机胺类生物碱

2、理化性质下一张122ppt课件（五）麻黄碱和伪麻黄碱的提取分离

1、提取方法（1）溶剂法-----水、酸水（2）水蒸汽蒸馏法

2、麻黄碱和伪麻黄碱的分离（1）分离的依据

a、利用两者生物碱盐的溶解度不同进行分离麻黄碱--草酸盐——

难溶于水伪麻黄碱--草酸盐——易溶于水

b、利用两者生物碱的碱性强弱不同进行分离

————

离子交换树脂法（2）工艺流程

下一张123ppt课件麻黄碱与伪麻黄碱的理化性质：

1、不具生物碱的一般通性

2、麻黄碱与伪麻黄碱的特性；（1）具有挥发性，能随水蒸汽蒸馏（2）不与多数生物碱沉淀试剂产生沉淀反应（3）其游离碱可溶于水，也可溶于有机溶剂

（4）特有的显色反应：

a、茚三酮显色反应

b、硫酸酮--氢氧化钠显色反应

c、二硫化碳--硫酸酮沉淀反应124ppt课件125ppt课件实例四川乌、附子一、性味功能性---热、味---辛，苦具有祛风除湿、温经止痛、回阳救逆之功效。二、临床应用

---用于治疗关节疼痛、虚脱、风湿、神经痛三、药理作用川乌---镇痛、麻醉、消炎、降压作用附子---升压、强心、扩张冠状动脉作用四、主要活性成分乌头碱美沙乌头碱通称乌头生物碱次乌头碱

dl-去甲乌药碱---具强心作用甲基多巴胺盐酸盐---具升压作用下一张126ppt课件五、结构与性质（一）结构类型（二）理化性质

1、具有生物碱的一般通性

2、乌头生物碱的特性（1）可水解性（2）异羟肟酸铁反应（酯型生物碱的特殊反应）（3）乌头生物碱的盐酸可溶于氯仿六、乌头生物碱毒性与结构的关系及其炮制的意义

——分子中的酯键是产生毒性的关键水解

双酯或单酯乌头生物碱

氨基醇类生物碱（功效不变）（剧毒）（无毒）下一张127ppt课件七、川乌、附子生物碱的提取分离（一）提取方法及原理（二）工艺流程八、乌头生物碱的检识（一）理化检识

1、生物碱沉淀反应

2、异羟肟酸铁显色反应（二）薄层检识

薄层条件：吸附剂---碱性氧化铝展开剂---正已烷：醋酸乙酯（1：1）显色剂---改良碘化铋钾试剂128ppt课件实例三、延胡索（元胡）一、性味功能：

性寒，味苦具有活血化瘀、利气止痛之功效二、临床应用

---用于治疗内脏锐痛及冠心病三、药理作用及有效成分

1、镇痛作用---延胡索乙素（dl-四氢巴马丁）

2、扩张冠状动脉作用---去氢紫堇碱四、结构与性质

1、结构类型---异喹啉类生物碱

2、理化性质（1）具有生物碱的通性（2）延胡索乙素的特性：

a、易氧化性

b、特有的显色反应下一张129ppt课件五、延胡索乙素的生产方法

1、人工化学合成法

2、从植物原料中提取（1）元胡——dl-四氢巴马丁（含量十万分之三）（2）黄藤——巴马丁——dl-四氢巴马丁（3）华千金藤——l-四氢巴马丁（山乌龟）（颅通定）130ppt课件131ppt课件操作步骤132ppt课件实例二、黄连

一、性味功能

性寒，味苦具有清热解毒之功效

二、临床应用

---抗菌消炎

三、药理作用及有效成分

抗菌作用——小檗碱

四、分布概况：

小檗科---小檗属、十大功劳毛莨科---黄连防已科---古山龙属芸香科---黄柏下一张133ppt课件（1）具有生物碱的一般性质（2）小檗碱的特性：

a、小檗碱与酸结合脱去一分子水成盐，其盐酸盐的水溶性小。游离小檗碱水溶性〉小檗碱盐酸盐（1：20）（1：500）

b、小檗碱水溶液+过量NaOH——〉沉淀

c、特有的检识反应

I、与丙酮的加成反应

漂白粉

II、小檗碱酸不液————〉樱红色

或通氯气五、结构与性质

1、结构类型

---异喹啉生物碱（季铵型——水溶性）

2、理化性质下一张134ppt课件六、小檗碱的提取和分离

1、自黄柏中提取盐酸小檗碱

2、从三颗针中提取小檗碱和小檗胺135ppt课件136ppt课件（一）酸水提取法（适用于亲脂性、水溶性生物碱提取）

1、原理：---利用生物碱与酸成盐易溶于水的性质，采用酸水提取。

2、常用的酸：HCl、H2SO4、HOAc

浓度：0.1--1%3、工艺流程

4、酸水提取法优缺点：

优点---（1）溶剂价廉，易得（2）操作简便，安全无毒

缺点---（1）提取液体积大，浓缩耗能（2）容易发霉变质（3）水溶性杂质多，过滤困难137ppt课件（二）醇类溶剂提取法（适用于亲脂性、水溶性生物碱提取）

1、常用的醇类----甲醇、乙醇

2、提取方法（1）渗漉法（2）回流提取法（3）连续回流提取法（4）浸渍法

3、工艺流程（三）亲脂性有机溶剂提取法（只适用于亲脂性生物碱提取）

1、常用的溶剂

---苯、氯仿、二氯甲烷

2、工艺流程

138ppt课件139ppt课件140ppt课件141ppt课件

常见的吸电子基团：-----双键、苯基、羟基、酯基、醚基、羰基142ppt课件一、提取提取分离工艺流程见p224

黄藤粗粉100克置1000ml烧杯中，加入600ml0.5%硫酸冷浸24小时,过滤。药渣再加入400ml0.5%硫酸冷浸24小时,过滤,合并两次滤液。（约800ml）二、碱化、盐析

按提取液总量的10%加入精制食盐，搅拌使溶解后用40%氢氧化钠溶液调节pH至