天然药物化学生物碱.pptx

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1、会计学1天然药物天然药物(yow)化学化学 生物碱生物碱第一页，共109页。一、生物碱的定义一、生物碱的定义(dngy)(dngy)定义：生物定义：生物(shngw)碱是含负氧化态氮原子、存在于生物碱是含负氧化态氮原子、存在于生物(shngw)有机体中的环状化合物。有机体中的环状化合物。环状结构排除了小分子的胺类、非环状的多胺和酰胺；环状结构排除了小分子的胺类、非环状的多胺和酰胺；负氧化态氮排除了含硝基负氧化态氮排除了含硝基()和亚硝基和亚硝基()的化合物。的化合物。生物生物(shngw)有机体是从实用考虑将其范围限于植物、动物和其有机体是从实用考虑将其范围限于植物、动物和其它生物它生物(sh

2、ngw)有机体，同时却包括经典定义中例外的大多数化有机体，同时却包括经典定义中例外的大多数化合物如秋水仙碱、胡椒碱、苯丙胺类合物如秋水仙碱、胡椒碱、苯丙胺类(如麻黄碱如麻黄碱)和嘌呤类和嘌呤类(如咖啡如咖啡因因)等。等。第2页/共109页第二页，共109页。二、生物碱在植物界的分布二、生物碱在植物界的分布(fnb)(fnb)生物碱在植物界分布生物碱在植物界分布(fnb)的一般规律：的一般规律：1.1.在系统发育较低级的类群中生物碱分布较少或无。表在系统发育较低级的类群中生物碱分布较少或无。表现在：现在：(1)(1)藻类、水生植物、异养植物中未发现生物碱。藻类、水生植物、异养植物中未发现生物碱。

3、(2)(2)菌类植物如麦角菌类等少数植物中含有生物碱。菌类植物如麦角菌类等少数植物中含有生物碱。(3)(3)地衣、苔藓类植物中仅发现少数简单的吲哚生物碱。地衣、苔藓类植物中仅发现少数简单的吲哚生物碱。(4)(4)蕨类植物中除简单类型蕨类植物中除简单类型(lixng)(lixng)的生物碱如烟碱外，的生物碱如烟碱外，结构复杂的生物碱则集中地分布于小叶型的真蕨如木结构复杂的生物碱则集中地分布于小叶型的真蕨如木贼科、卷柏科、石松科等植物中。贼科、卷柏科、石松科等植物中。第3页/共109页第三页，共109页。二、生物碱在植物界的分布二、生物碱在植物界的分布(fnb)(fnb)生物碱在植物界分布生物碱在

4、植物界分布(fnb)的一般规律：的一般规律：2.2.生物碱集中地分布在系统发育较高级的植物类群生物碱集中地分布在系统发育较高级的植物类群(裸子植物，裸子植物，尤其是被子植物尤其是被子植物(biz-zhw)(biz-zhw)中。表现在：中。表现在：(1)(1)裸子植物中，仅紫杉科红豆杉属、松柏科属麻黄科麻黄属、裸子植物中，仅紫杉科红豆杉属、松柏科属麻黄科麻黄属、三尖杉科三尖杉属等植物含有生物碱。三尖杉科三尖杉属等植物含有生物碱。(2)(2)少数被子植物少数被子植物(biz-zhw)(biz-zhw)的单子叶植物中，生物碱主要的单子叶植物中，生物碱主要分布于百合科、石蒜科和百部科等植物中。分布于百

5、合科、石蒜科和百部科等植物中。(3)(3)在被子植物在被子植物(biz-zhw)(biz-zhw)古生花被类双子叶植物中，生物古生花被类双子叶植物中，生物碱主要分布于毛茛科、木兰科、小檗科、防已科、马兜铃碱主要分布于毛茛科、木兰科、小檗科、防已科、马兜铃科、罂粟科、番荔枝科、芸香科等植物中。科、罂粟科、番荔枝科、芸香科等植物中。(4)(4)在被子植物在被子植物(biz-zhw)(biz-zhw)中后生花被类双子叶植物中，生中后生花被类双子叶植物中，生物碱主要分布在龙胆科、夹竹桃科、马钱科、茜草科、茄物碱主要分布在龙胆科、夹竹桃科、马钱科、茜草科、茄科、紫草科、菊科等植物中。科、紫草科、菊科等植

6、物中。第4页/共109页第四页，共109页。二、生物碱在植物界的分布二、生物碱在植物界的分布(fnb)(fnb)生物碱在植物界分布生物碱在植物界分布(fnb)的一般规律：的一般规律：3.3.生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一(tngy)(tngy)植物类群中。植物类群中。4.4.越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群就越窄。如越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群就越窄。如莲花氏烷型异喹啉生物碱类，仅分布在毛茛科千金藤莲花氏烷型异喹啉生物碱类，仅分布在毛茛科千金藤属植物中。又如二萜生物碱主要分布于毛茛科乌头属属植物中。又如二萜生物碱主要分布于毛茛科乌头属和翠雀

7、属植物中。和翠雀属植物中。第5页/共109页第五页，共109页。动物界也有存在动物界也有存在(cnzi)(cnzi)，但种类，但种类少。少。肾上腺素肾上腺素蟾酥蟾酥(chn s)碱碱第6页/共109页第六页，共109页。三、生物碱的存在三、生物碱的存在(cnzi)(cnzi)形式形式1.游离碱：少数碱性极弱的生物碱如那碎因、那可定游离碱：少数碱性极弱的生物碱如那碎因、那可定2.盐类：绝大多数。形成盐类：绝大多数。形成(xngchng)盐的酸：草酸、盐的酸：草酸、柠檬酸、盐酸、硫酸与硝酸等柠檬酸、盐酸、硫酸与硝酸等3.酰胺类：秋水仙碱、喜树碱酰胺类：秋水仙碱、喜树碱4.N-氧化物：吡咯里西丁类（

8、如野百合碱等）氧化物：吡咯里西丁类（如野百合碱等）5.氮杂缩醛类：如阿马林等氮杂缩醛类：如阿马林等6.其他如亚胺（其他如亚胺（C=N）、烯胺等）、烯胺等根据分子中氮原子根据分子中氮原子(yunz)所处的状态主要分所处的状态主要分为六类：为六类：第7页/共109页第七页，共109页。第二节第二节 生物碱的分类、生源关系生物碱的分类、生源关系(gun x)及其分布及其分布生物碱种类繁多，其分类方法主要有三种生物碱种类繁多，其分类方法主要有三种:1.1.来源分类：如鸦片生物碱、麦角生物碱等。来源分类：如鸦片生物碱、麦角生物碱等。2.2.化学分类：如托品烷生物碱、异喹啉生物碱等。化学分类：如托品烷生物

9、碱、异喹啉生物碱等。3.3.生源结合化学分类生源结合化学分类:如来源于鸟氨酸的吡咯生物碱如来源于鸟氨酸的吡咯生物碱等。（最能反映生物碱的生源和化学本质等。（最能反映生物碱的生源和化学本质(bnzh)(bnzh)及及其相互关系）其相互关系）第8页/共109页第八页，共109页。第9页/共109页第九页，共109页。一、来源于鸟氨酸的生物碱一、来源于鸟氨酸的生物碱主要主要(zhyo)(zhyo)包括吡咯类、托品类和吡咯里包括吡咯类、托品类和吡咯里西丁类西丁类吡咯吡咯(blu)(blu)类类 托品烷类托品烷类吡咯吡咯(blu)(blu)里西丁类里西丁类第10页/共109页第十页，共109页。（一）吡

10、咯（一）吡咯(blu)(blu)类生物碱类生物碱 由吡咯或四氢吡咯衍生。结构简单，数目由吡咯或四氢吡咯衍生。结构简单，数目(shm)比较少，生理活性不太显著。比较少，生理活性不太显著。红古豆碱与苦杏仁酸形成的酯（简称红古豆碱与苦杏仁酸形成的酯（简称(jinchng)701），临床用于降压。），临床用于降压。第11页/共109页第十一页，共109页。本类结构由两部分组成：双环本类结构由两部分组成：双环-1(R)、5(S)-托品烷环系和有机酸，二者多在托品烷环系和有机酸，二者多在3-位结合成酯。主要分布于茄科颠茄位结合成酯。主要分布于茄科颠茄(din qi)属、曼陀罗属、莨菪属等植物中。属、曼陀罗

11、属、莨菪属等植物中。（二）（二）托品烷类生物碱托品烷类生物碱 R=H (dl-)阿托品阿托品 R=H (l-)莨菪莨菪(lng dng)碱碱 (均为抗胆碱药，解除平滑肌痉挛均为抗胆碱药，解除平滑肌痉挛)（常用于表面麻醉）（常用于表面麻醉）第12页/共109页第十二页，共109页。莨菪莨菪(lng dng)(lng dng)碱（阿托品）碱（阿托品）东莨菪碱东莨菪碱 樟柳碱樟柳碱 山莨菪碱山莨菪碱 第13页/共109页第十三页，共109页。1.阿托品（外消旋体）无旋光阿托品（外消旋体）无旋光，其它均有旋光。，其它均有旋光。2.碱性碱性(jin xn)：莨菪碱（莨菪碱（pka 9.65）山菪碱山菪碱

12、东菪碱（东菪碱（6.20）和樟柳碱）和樟柳碱 3.鉴别鉴别(jinbi)反应反应(1)Vitali反应反应(针对莨菪酸部分针对莨菪酸部分)（深紫（深紫-暗红暗红-消失）消失）此反应此反应(fnyng)樟柳碱呈阴性樟柳碱呈阴性第14页/共109页第十四页，共109页。二、来源于赖氨酸的生物碱二、来源于赖氨酸的生物碱主要包括主要包括(boku)(boku)哌啶类、吲哚里西丁类和喹哌啶类、吲哚里西丁类和喹喏里西丁类喏里西丁类哌啶类哌啶类吲哚吲哚(yn du)(yn du)里西丁类里西丁类喹喏里西丁类喹喏里西丁类第15页/共109页第十五页，共109页。（一）（一）哌啶类生物碱哌啶类生物碱 结构简单，

13、生源上最关键的前体物是哌啶亚胺盐类，分布广泛结构简单，生源上最关键的前体物是哌啶亚胺盐类，分布广泛(gungfn)。其代表化合物有胡椒碱、洛贝林和石杉碱甲等。其代表化合物有胡椒碱、洛贝林和石杉碱甲等。胡椒胡椒(hjio)碱碱第16页/共109页第十六页，共109页。是赖氨酸与酪氨酸的缩合物。本类主要有简单吲哚里西丁类和一叶是赖氨酸与酪氨酸的缩合物。本类主要有简单吲哚里西丁类和一叶(y y)秋碱类等。前者分布较分散，后者主要分布于大戟科一叶秋碱类等。前者分布较分散，后者主要分布于大戟科一叶(y y)秋属植物中。秋属植物中。（二）吲哚（二）吲哚(yn du)(yn du)里西丁类生物碱里西丁类生物

14、碱吡咯和哌啶双骈合的杂环。吡咯和哌啶双骈合的杂环。一叶萩属植物中得到的能兴一叶萩属植物中得到的能兴奋中枢，临床主要用于治疗奋中枢，临床主要用于治疗面部神经面部神经(shnjng)麻痹、麻痹、神经神经(shnjng)衰弱等。衰弱等。第17页/共109页第十七页，共109页。代表化合物有羽扇豆碱、金雀花碱、苦参碱和石松碱等。生源关系：由赖氨酸衍生的戊二胺为最关键的前体物。赖氨酸衍生物石榴碱可能代表化合物有羽扇豆碱、金雀花碱、苦参碱和石松碱等。生源关系：由赖氨酸衍生的戊二胺为最关键的前体物。赖氨酸衍生物石榴碱可能(knng)是几乎所有石松碱类生物碱的关键前体物。是几乎所有石松碱类生物碱的关键前体物。

15、（三）（三）喹诺里西丁类生物碱喹诺里西丁类生物碱苦参碱苦参碱(具有抗菌、消炎、抗癌，临床具有抗菌、消炎、抗癌，临床(ln chun)上用于治疗宫颈癌、胃癌、上用于治疗宫颈癌、胃癌、肝癌及胆囊癌肝癌及胆囊癌)第18页/共109页第十八页，共109页。三、来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱三、来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱 本类生物碱量多（约本类生物碱量多（约1000 多种）、分布广、药用价值大、结构类型复杂。根据生源上关键前提物质的骨架类型初步分为六类：多种）、分布广、药用价值大、结构类型复杂。根据生源上关键前提物质的骨架类型初步分为六类：苯丙胺类苯丙胺类 四氢异喹啉四氢异喹啉(ku ln)类类 苄

16、基四氢异喹啉苄基四氢异喹啉(ku ln)类类苯乙基四氢异喹啉苯乙基四氢异喹啉(ku ln)类类 苄基苯乙胺类苄基苯乙胺类 吐根碱类吐根碱类 第19页/共109页第十九页，共109页。第20页/共109页第二十页，共109页。麻黄是一种常用中药，麻黄碱的盐酸盐内服治疗气喘，作用麻黄是一种常用中药，麻黄碱的盐酸盐内服治疗气喘，作用缓和持久缓和持久(chji)，属于拟肾上腺素类药。氮原子在侧链以仲胺，属于拟肾上腺素类药。氮原子在侧链以仲胺形式存在。形式存在。（一）苯丙胺类生物碱（一）苯丙胺类生物碱 (芳香族氨基芳香族氨基(nj)(nj)醇类衍生物，较醇类衍生物，较少少)麻黄碱麻黄碱（1R 2S）伪麻

17、黄碱（伪麻黄碱（1S 2S）第21页/共109页第二十一页，共109页。N-N-甲基苯丙胺、去氧麻黄碱、甲基安非他明甲基苯丙胺、去氧麻黄碱、甲基安非他明 “冰毒冰毒(bn d)”N-N-去甲去甲(q ji)(q ji)麻黄碱（麻黄碱（PPAPPA）第22页/共109页第二十二页，共109页。（二）四氢异喹啉（二）四氢异喹啉(ku ln)(ku ln)类生物类生物碱碱 本类生物碱很少，分布本类生物碱很少，分布(fnb)分散。分散。Pellotine(哌劳亭）哌劳亭）第23页/共109页第二十三页，共109页。（三）苄基（三）苄基(bin j)(bin j)四氢异喹啉类生四氢异喹啉类生物碱物碱 这

18、一类生物碱在天然产物中是很重要的生物碱，数量多、结构类型这一类生物碱在天然产物中是很重要的生物碱，数量多、结构类型(lixng)比较复杂，按骨架可分为比较复杂，按骨架可分为15个类型个类型(lixng)，其中主要有，其中主要有7类类。1.苄基苄基(bin j)四氢异喹啉类四氢异喹啉类罂粟碱罂粟碱 （解痉药物，在阿片中的含量约（解痉药物，在阿片中的含量约 0.50.51%1%）第24页/共109页第二十四页，共109页。2.阿朴菲类生物碱阿朴菲类生物碱 特点：苄基异喹啉特点：苄基异喹啉(ku ln)分子内脱去二个氢原子，苯环与苯环相结合成菲核。分子内脱去二个氢原子，苯环与苯环相结合成菲核。千金藤

19、碱千金藤碱 第25页/共109页第二十五页，共109页。3.双苄基双苄基(bin j)四氢异喹四氢异喹啉类啉类 相同相同(xin tn)或不同的分子经酚氧化偶联，产生醚氧键而成二聚体。或不同的分子经酚氧化偶联，产生醚氧键而成二聚体。R=CH3汉防己汉防己(fn j)甲素；甲素；R=H汉防己汉防己(fn j)乙素乙素（治疗风湿性关节疼痛、神经疼痛）（治疗风湿性关节疼痛、神经疼痛）汉防己乙素的隐性酚羟基，使极性较大，冷苯中不溶，汉防己甲素的甲汉防己乙素的隐性酚羟基，使极性较大，冷苯中不溶，汉防己甲素的甲氧基，极性较小，溶于冷苯（用于分离）氧基，极性较小，溶于冷苯（用于分离）第26页/共109页第二

20、十六页，共109页。4.吗啡烷类生物碱吗啡烷类生物碱吗啡（吗啡（morphinemorphine）可待因可待因 (Codeine)(Codeine)(镇痛药，酚性生物碱，具有酸碱两性镇痛药，酚性生物碱，具有酸碱两性)(镇咳药镇咳药)第27页/共109页第二十七页，共109页。5.原小檗碱和小檗碱类生物碱原小檗碱和小檗碱类生物碱 二者的区别二者的区别(qbi)在于在于D环氢化程度不同环氢化程度不同。四氢巴马亭四氢巴马亭 小檗碱小檗碱 (原小檗碱类原小檗碱类)()(小檗碱类，黄连小檗碱类，黄连(hunglin)(hunglin)中的有效成分中的有效成分)DD第28页/共109页第二十八页，共109

21、页。季铵式（红棕色）季铵式（红棕色）醇式（黄色醇式（黄色(hungs)）醛式（黄色醛式（黄色(hungs)）1.水溶液呈强碱性水溶液呈强碱性（季铵碱，（季铵碱，pKa 11.5）2.与大多数生物碱沉淀试剂呈阳性反应。与大多数生物碱沉淀试剂呈阳性反应。在碱性条件在碱性条件(tiojin)下与丙酮加成，生成黄色结晶型加成物。下与丙酮加成，生成黄色结晶型加成物。酸水液加漂白粉（或通氯气），溶液即变樱红色。酸水液加漂白粉（或通氯气），溶液即变樱红色。3.游离小檗碱易溶于热水游离小檗碱易溶于热水(r shu)和热乙醇，难溶于苯，氯仿，和热乙醇，难溶于苯，氯仿，丙酮。丙酮。硫酸盐硫酸盐的的水溶度较大水溶度

22、较大（1：30），可用于小檗碱提取。），可用于小檗碱提取。第29页/共109页第二十九页，共109页。五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱 本类型生物碱又称吲哚类生物碱，是最大最复杂的一类生物碱，约占已知生物碱的本类型生物碱又称吲哚类生物碱，是最大最复杂的一类生物碱，约占已知生物碱的1/41/4。根据生源，将其初步分成根据生源，将其初步分成(fn chn)(fn chn)四大类：简单吲哚类、四大类：简单吲哚类、-卡波林碱类、半萜吲哚碱类、单萜吲哚碱类。卡波林碱类、半萜吲哚碱类、单萜吲哚碱类。其中单萜吲哚碱是最重要的来源于色氨酸的生物碱，分子中有一个吲哚核。根据其生源并结合化学结构分

23、成其中单萜吲哚碱是最重要的来源于色氨酸的生物碱，分子中有一个吲哚核。根据其生源并结合化学结构分成(fn chn)(fn chn)三类：单萜吲哚碱、双分子吲哚类、与单萜吲哚类碱相关的生物碱。三类：单萜吲哚碱、双分子吲哚类、与单萜吲哚类碱相关的生物碱。第30页/共109页第三十页，共109页。（四）单萜吲哚（四）单萜吲哚(yn du)(yn du)类生物碱类生物碱1.单萜吲哚单萜吲哚(yn du)类生物类生物碱碱 从萝芙木中得到的（热带、亚热带地区产，广东、广西、云从萝芙木中得到的（热带、亚热带地区产，广东、广西、云南省均有生长），具有降压、镇静南省均有生长），具有降压、镇静(zhnjng)、安定

24、作用。结构、安定作用。结构中的两个酯键被水解后生成利血平酸，失去生物活性中的两个酯键被水解后生成利血平酸，失去生物活性。利血平利血平(reserpine)(reserpine)第31页/共109页第三十一页，共109页。2.双吲哚双吲哚(yn du)类生物碱类生物碱 本类生物碱由不同本类生物碱由不同(b tn)(b tn)单萜吲哚类生物碱经分子间缩单萜吲哚类生物碱经分子间缩合而成。合而成。从长春花中分离得到从长春花中分离得到的长春碱（的长春碱（VLBVLB）、长春）、长春新碱（新碱（VCRVCR）用于治疗急）用于治疗急性淋巴细胞性白血病、淋性淋巴细胞性白血病、淋巴肉瘤、绒毛膜淋巴上皮巴肉瘤、绒

25、毛膜淋巴上皮细胞癌等恶性肿瘤，是目细胞癌等恶性肿瘤，是目前国际前国际(guj)(guj)上应用最上应用最多的植物来源的抗癌药。多的植物来源的抗癌药。R=CH3R=CH3长春碱长春碱(神经毒性反应较大神经毒性反应较大)R=CHOR=CHO长春新碱长春新碱 第32页/共109页第三十二页，共109页。3.与单萜吲哚与单萜吲哚(yn du)类碱有关的生物碱类碱有关的生物碱 生源上与单萜吲哚类碱有关生源上与单萜吲哚类碱有关(yugun)(yugun)的生物碱有阿巴利生类、乌勒因类、喜树碱类以及金鸡宁碱类。的生物碱有阿巴利生类、乌勒因类、喜树碱类以及金鸡宁碱类。从我国特有的植物喜树的木部、从我国特有的植

26、物喜树的木部、根皮、种子中分离得到的抗癌成分根皮、种子中分离得到的抗癌成分(chng fn)(chng fn)，对白血病和直肠癌有一，对白血病和直肠癌有一定疗效，毒性较大，提取过程中应小定疗效，毒性较大，提取过程中应小心，是喹啉与吲哚里西啶骈合的复环心，是喹啉与吲哚里西啶骈合的复环衍生物。衍生物。喜树碱喜树碱 第33页/共109页第三十三页，共109页。六、来源于萜类的生物碱六、来源于萜类的生物碱（一）（一）单萜类生物碱单萜类生物碱 本类主要包括由环烯醚萜衍生的生物碱。代表化合物如猕猴桃碱、秦艽碱甲等。主要分布于龙胆科植物本类主要包括由环烯醚萜衍生的生物碱。代表化合物如猕猴桃碱、秦艽碱甲等。主

27、要分布于龙胆科植物(zhw)(zhw)，且常与单萜吲哚碱类生物碱共存。，且常与单萜吲哚碱类生物碱共存。猕猴桃碱猕猴桃碱（镇静（镇静(zhnjng)(zhnjng)、催眠、催眠、降压作用）降压作用）第34页/共109页第三十四页，共109页。（二）（二）倍半萜类生物碱倍半萜类生物碱 主要分布于石斛主要分布于石斛(sh h)(sh h)科石斛科石斛(sh h)(sh h)属和睡莲科萍蓬草属植物中。属和睡莲科萍蓬草属植物中。石斛碱石斛碱（解热止痛作用与非那西丁相似，但较弱）（解热止痛作用与非那西丁相似，但较弱）第35页/共109页第三十五页，共109页。（三）（三）二萜生物碱二萜生物碱 双酯类生物碱

28、，是川乌和附子的主要成分。具有镇痛、麻醉、双酯类生物碱，是川乌和附子的主要成分。具有镇痛、麻醉、消炎、降血压作用。亲脂性较强，并具有强烈毒性，口服消炎、降血压作用。亲脂性较强，并具有强烈毒性，口服4mg4mg即即可致死，稀释可致死，稀释1/100001/10000溶液可产生麻感。稀碱水溶液中加热，很溶液可产生麻感。稀碱水溶液中加热，很容易水解除去两个酯键，产生乌头原碱，毒性降低容易水解除去两个酯键，产生乌头原碱，毒性降低(jingd)(jingd)。（中药附子必须经过炮制或者长时间的煎煮，才能减少毒性）（中药附子必须经过炮制或者长时间的煎煮，才能减少毒性）乌头乌头(w tu)碱碱乌乌 头头第3

29、6页/共109页第三十六页，共109页。第三节第三节 生物碱的理化生物碱的理化(lhu)性质性质一、性状一、性状(xngzhung)1.绝大多数生物碱由绝大多数生物碱由C、H、O、N元素组成元素组成(z chn)。极少数分子尚含有极少数分子尚含有Cl、S等元素。等元素。2.多数生物碱呈结晶形固体，有些为非晶形粉末，而少多数生物碱呈结晶形固体，有些为非晶形粉末，而少数是液体，如烟碱、毒芹碱等。数是液体，如烟碱、毒芹碱等。挥发性：液体生物碱挥发性：液体生物碱(分子中多无氧原子分子中多无氧原子)如麻黄碱如麻黄碱等，常压下可随水蒸气蒸馏而逸出。等，常压下可随水蒸气蒸馏而逸出。第37页/共109页第三十

30、七页，共109页。一、性状一、性状(xngzhung)4.固体生物碱多具有确定的熔点固体生物碱多具有确定的熔点(rngdin)，极，极个别有双熔点个别有双熔点(rngdin)如防已诺林等。少数如防已诺林等。少数有升华性，如咖啡因。有升华性，如咖啡因。5.绝大多数生物碱呈无色状态绝大多数生物碱呈无色状态(zhungti)，仅少，仅少数具有高度共轭体系结构的生物碱显种种颜色。数具有高度共轭体系结构的生物碱显种种颜色。如小檗碱如小檗碱(黄色黄色)、蛇根碱、蛇根碱(黄色黄色)、小檗红碱、小檗红碱(红色红色)。3.生物碱多具苦味，有些味极苦如盐酸小檗碱。有生物碱多具苦味，有些味极苦如盐酸小檗碱。有些刺激

31、唇舌有焦灼感。些刺激唇舌有焦灼感。第38页/共109页第三十八页，共109页。二、旋光性二、旋光性1.凡是具有手性碳原子或本身凡是具有手性碳原子或本身(bnshn)为手性分子为手性分子的生物碱，都有旋光性质。的生物碱，都有旋光性质。2.生物碱的旋光性易受生物碱的旋光性易受PH、溶剂等因素影响。、溶剂等因素影响。如中性条件如中性条件(tiojin)下，烟碱、北美黄连碱呈下，烟碱、北美黄连碱呈左旋光性，但酸性条件左旋光性，但酸性条件(tiojin)下，则变为右旋下，则变为右旋光性。麻黄碱在氯仿中呈左旋光性，但在水中，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。则变为右旋光性。3.游离

32、碱与其相应游离碱与其相应(xingyng)盐类的旋光性质并不一盐类的旋光性质并不一致。致。如氯仿中吐根碱呈左旋光性，但其盐酸盐则呈右旋如氯仿中吐根碱呈左旋光性，但其盐酸盐则呈右旋光性。光性。第39页/共109页第三十九页，共109页。三、溶解度三、溶解度 生物碱及其盐类的溶解度与其分子中生物碱及其盐类的溶解度与其分子中N原子的存在形式、极性基团原子的存在形式、极性基团(j tun)的有无、数目以及溶剂等密切相关。的有无、数目以及溶剂等密切相关。1.绝大多数仲胺和叔胺生物碱具有亲脂性，溶于绝大多数仲胺和叔胺生物碱具有亲脂性，溶于有机溶剂如甲醇、乙醇、丙酮有机溶剂如甲醇、乙醇、丙酮(bn tn)、

33、乙、乙醚、苯和卤代烷类等，不溶于碱水中。醚、苯和卤代烷类等，不溶于碱水中。2.2.水溶性生物碱主要包括季铵碱类和某些含水溶性生物碱主要包括季铵碱类和某些含N-氧化物。前者如小檗碱、益母草碱甲等，后者氧化物。前者如小檗碱、益母草碱甲等，后者如氧化苦参碱等，二者均易溶于水。如氧化苦参碱等，二者均易溶于水。第40页/共109页第四十页，共109页。三、溶解度三、溶解度3.3.含羧基的生物碱，由于本身形成内盐而易溶于水含羧基的生物碱，由于本身形成内盐而易溶于水,如那如那碎因等。碎因等。液体生物碱液体生物碱-易溶于水，如烟碱。易溶于水，如烟碱。苷类生物碱苷类生物碱-多数水溶性较大多数水溶性较大(jio

34、d)(jio d)。酸碱两性生物碱酸碱两性生物碱-易溶于稀碱水中，如含酚基的吗啡碱、易溶于稀碱水中，如含酚基的吗啡碱、药根碱等。药根碱等。内酯的生物碱内酯的生物碱-遇碱水内酯环开裂成盐而溶解，加酸复遇碱水内酯环开裂成盐而溶解，加酸复又还原。如喜树碱、毛果芸香碱。又还原。如喜树碱、毛果芸香碱。第41页/共109页第四十一页，共109页。三、溶解度三、溶解度4.4.生物碱盐类一般多易溶于水。但仍有不少例外生物碱盐类一般多易溶于水。但仍有不少例外(lwi)(lwi)，如高石蒜碱的盐酸盐不溶于水，而溶于氯仿，如高石蒜碱的盐酸盐不溶于水，而溶于氯仿，又如盐酸小檗碱难溶于水等。又如盐酸小檗碱难溶于水等。5

35、.5.同一同一(tngy)(tngy)生物碱与不同酸所成的盐类溶解度不同。生物碱与不同酸所成的盐类溶解度不同。无机酸盐的水溶性大于有机酸的盐类。含氧酸盐水溶性大于无机酸盐的水溶性大于有机酸的盐类。含氧酸盐水溶性大于无含氧酸盐。无含氧酸盐。第42页/共109页第四十二页，共109页。四、生物碱的检识四、生物碱的检识 在生物碱的预试、提取分离和结构鉴定中，常常需要在生物碱的预试、提取分离和结构鉴定中，常常需要(xyo)(xyo)一种简便的检识方法。最常用的是生物碱的沉淀反应与显色反应。一种简便的检识方法。最常用的是生物碱的沉淀反应与显色反应。试剂名称试剂名称组成组成 反应特征反应特征 碘化物复盐类

36、：碘化物复盐类：碘碘-碘化钾试剂碘化钾试剂 KI I2 红棕色沉淀红棕色沉淀碘化汞钾试剂碘化汞钾试剂 K2HgI4类白色沉淀类白色沉淀碘化铋钾试剂碘化铋钾试剂 KBiI4黄至橘红色沉淀黄至橘红色沉淀重金属盐类：重金属盐类：硅钨酸试剂硅钨酸试剂 SiO2 12WO3 nH2O淡黄或灰白色沉淀淡黄或灰白色沉淀 磷钼酸试剂磷钼酸试剂H3PO4 12MO3 2H2 O白色或黄褐色沉淀白色或黄褐色沉淀第43页/共109页第四十三页，共109页。试剂名称试剂名称 组成组成 反应特征反应特征大分子酸类：大分子酸类：苦味酸试剂苦味酸试剂 黄色结晶黄色结晶苦酮酸试剂苦酮酸试剂 黄色结晶黄色结晶其它：其它：雷氏铵

37、盐试剂雷氏铵盐试剂 NH4Cr(NH3)2(SCN)4 红色沉淀或结晶红色沉淀或结晶四、生物碱的检识四、生物碱的检识第44页/共109页第四十四页，共109页。1234个别个别(gbi)生物碱如生物碱如麻黄碱、麻黄碱、咖啡碱不咖啡碱不反应反应多多在在酸酸性性溶溶液液中中反反应应(fnyng)，个个 别别在在中中性性条条件件，如如苦苦味酸。味酸。一般三种一般三种以上的沉以上的沉淀试剂淀试剂(shj)均有反应，均有反应，可判断为可判断为阳性。阳性。多糖、鞣多糖、鞣质等非生质等非生物碱也能物碱也能反应，溶反应，溶液需净化液需净化处理处理。注意事项：注意事项：第45页/共109页第四十五页，共109页

38、。五、生物碱的化学性质五、生物碱的化学性质(huxu xngzh)(huxu xngzh)和反应和反应 生物碱具有碱性。其强度的定量生物碱具有碱性。其强度的定量(dngling)是用酸式离解指数是用酸式离解指数Pka和碱式离解指数和碱式离解指数Pkb表示。表示。Pka越大，碱性越强。越大，碱性越强。碱性强度与碱性强度与Pka值关系：值关系：Pka2(极弱碱极弱碱)、Pka27(弱碱弱碱)、Pka712(中强碱中强碱)、Pka 12(强碱强碱)。（一）碱性（一）碱性(jin xn)(jin xn)1.碱性的产生及其强度表示碱性的产生及其强度表示第46页/共109页第四十六页，共109页。产生原因

39、产生原因N原子具有孤对电子，能接受质子或给出原子具有孤对电子，能接受质子或给出电子而显碱性电子而显碱性理论依据理论依据表示方法表示方法pKa碱性大小与碱性大小与pKa关系关系pKa2为极弱碱，为极弱碱，pKa27为弱碱为弱碱pKa711为中强碱，为中强碱，pKa11以上为强碱以上为强碱碱性基团碱性基团pKa值顺序值顺序胍基胍基-NH(C=NH)NH2 季胺碱季胺碱N-烷杂烷杂环脂肪胺芳香胺环脂肪胺芳香胺N-芳杂环酰胺芳杂环酰胺吡吡咯咯共轭酸碱概念共轭酸碱概念(ginin)及强度表及强度表示示 第47页/共109页第四十七页，共109页。杂化方式杂化方式(fngsh)诱导诱导(yudo)效效应应

40、共轭效应共轭效应(xioyng)空间效应空间效应氢键效应氢键效应 2.碱性与分碱性与分子结构的关系子结构的关系第48页/共109页第四十八页，共109页。氮原子氮原子(yunz)的孤对电子处在杂化轨道中，有三种形式的孤对电子处在杂化轨道中，有三种形式SP、SP2、SP3，它是不等价杂化。在杂化轨道中，它是不等价杂化。在杂化轨道中P电子比例多，其活动性大，而且易供给电子，因此碱性强；反之，电子比例多，其活动性大，而且易供给电子，因此碱性强；反之，S电子成分多碱性弱。电子成分多碱性弱。以生物碱结构中，氮原子以生物碱结构中，氮原子(yunz)上未共用电子对的杂化方式而言，上未共用电子对的杂化方式而言

41、，SP3 SP2 SP。例如：异喹啉（。例如：异喹啉（SP2杂化）和四氢异喹啉（杂化）和四氢异喹啉（SP3杂化）；例如氰基属于杂化）；例如氰基属于SP杂化，有两个杂化，有两个P轨道形成轨道形成键，未共用电子对在键，未共用电子对在SP轨道上，碱性最弱（中性）轨道上，碱性最弱（中性）2.碱性与分子结构碱性与分子结构(fn z ji u)的的关系关系(1)氮原子氮原子(yunz)的杂化度的杂化度第49页/共109页第四十九页，共109页。吡啶吡啶(bdng)哌啶哌啶Pka=5.2（SP2）Pka=11.2（SP3）烟碱烟碱(yn jin)N(1)(yn jin)N(1)pKa3.27 pKa3.27

42、 N(2)pKa8.04 N(2)pKa8.04 第50页/共109页第五十页，共109页。.Pka 5.2Pka 0.4第51页/共109页第五十一页，共109页。供电基：烷基等供电基：烷基等吸电基：如芳环、酰基、醚氧、双键吸电基：如芳环、酰基、醚氧、双键(shun jin)、羟基等、羟基等 供电基使氮原子电荷密度增多，碱性变强；吸电基则降低供电基使氮原子电荷密度增多，碱性变强；吸电基则降低氮原子电荷密度，碱性减弱。氮原子电荷密度，碱性减弱。碱性：二甲胺碱性：二甲胺(CH3)2NH(PKa10.70)甲胺甲胺CH3NH2 (PKa10.64)氨氨NH3(2)诱导诱导(yudo)效应效应 凡能

43、影响氮原子上未共用电子云密度凡能影响氮原子上未共用电子云密度分布的诸多因素，都能影响生物碱的碱性。分布的诸多因素，都能影响生物碱的碱性。第52页/共109页第五十二页，共109页。例如例如(lr)：二甲胺（：二甲胺（pKa=10.70）甲胺（甲胺（pKa=10.64）氨（氨（pKa=9.75）又：石蒜碱又：石蒜碱(pKa=6.4)21132213第68页/共109页第六十八页，共109页。第69页/共109页第六十九页，共109页。第70页/共109页第七十页，共109页。第四节第四节 生物碱的提取生物碱的提取(tq)与分离与分离一、总生物碱的提取一、总生物碱的提取(tq)(tq)提取提取(t

44、q)生物碱时，首先考虑到生物碱在中草药组织中的各种存在状态以及生物碱的特性，以便于选择合适的溶剂和提取生物碱时，首先考虑到生物碱在中草药组织中的各种存在状态以及生物碱的特性，以便于选择合适的溶剂和提取(tq)方法。除了个别具有挥发性的生物碱采用水蒸气蒸馏外，大部分可采用溶剂提取方法。除了个别具有挥发性的生物碱采用水蒸气蒸馏外，大部分可采用溶剂提取(tq)法。提取法。提取(tq)效率与溶剂用量（一般是效率与溶剂用量（一般是715倍）、原料粉碎度、操作条件倍）、原料粉碎度、操作条件(如温度、搅拌如温度、搅拌)等因素有关。工业上采用超声波提取等因素有关。工业上采用超声波提取(tq)，可以缩短提取，可

45、以缩短提取(tq)时间（萝芙木从原来的时间（萝芙木从原来的120小时缩到小时缩到5小时）。小时）。（一）脂溶性生物碱的提取（一）脂溶性生物碱的提取第71页/共109页第七十一页，共109页。（1）水或酸水提取法 原理(yunl)：生物碱盐易溶于水，难溶于亲脂性溶剂溶剂：0.5-1%乙酸、硫酸、盐酸等 方法：浸渍、渗漉、煎煮 纯化：离子交换树脂（强酸型阳离子树脂）有机溶剂萃取（碱化亲脂性溶剂萃取）第72页/共109页第七十二页，共109页。第73页/共109页第七十三页，共109页。（2）醇类溶剂提取法 原理：游离生物碱及生物碱盐均易溶于醇溶剂：乙醇、甲醇、酸性(sun xn)醇等 方法：浸渍、

46、渗漉、回流等 纯化：浓缩，酸水-碱化-亲脂性溶剂萃取第74页/共109页第七十四页，共109页。第75页/共109页第七十五页，共109页。3.亲脂性有机溶剂提取法 原理：游离生物碱易溶于亲脂性有机溶剂溶剂：碱水(jin shu)或水湿润后用亲脂性溶剂提取 方法：冷浸、连续回流等 纯化：回收溶剂后即得总生物碱第76页/共109页第七十六页，共109页。第77页/共109页第七十七页，共109页。（二）水溶性生物碱的提取（二）水溶性生物碱的提取(tq)(tq)雷氏铵盐沉淀法：雷氏铵盐沉淀法：1.将季铵生物碱的水溶液，调到弱酸性，加入新鲜配制的将季铵生物碱的水溶液，调到弱酸性，加入新鲜配制的雷氏铵

47、盐饱和水溶液至不再生成沉淀为止。滤取沉淀，用雷氏铵盐饱和水溶液至不再生成沉淀为止。滤取沉淀，用少量水洗涤少量水洗涤12次，抽干，将沉淀溶于丙酮次，抽干，将沉淀溶于丙酮(或乙醇或乙醇)中，中，过滤，滤液过滤，滤液(ly)即为雷氏生物碱复盐溶液。即为雷氏生物碱复盐溶液。2.于此滤液于此滤液(ly)中，加入中，加入Ag2SO4饱和水液，形成雷氏饱和水液，形成雷氏铵盐沉淀，滤除，滤液铵盐沉淀，滤除，滤液(ly)备用。备用。3.于滤液于滤液(ly)中加入计算量中加入计算量BaCl2溶液，滤除溶液，滤除BaSO4沉沉淀，最后所得滤液淀，最后所得滤液(ly)即为季胺生物碱的盐酸盐。即为季胺生物碱的盐酸盐。第

48、78页/共109页第七十八页，共109页。第79页/共109页第七十九页，共109页。80生物碱水提液生物碱水提液 酸化至弱酸性 酸水液酸水液 雷氏铵盐（硫氰酸铬钾）雷氏铵盐沉淀雷氏铵盐沉淀(chndin)(chndin)（生物碱雷氏盐）（生物碱雷氏盐）丙酮(bn tn)溶解，过滤 丙酮丙酮(bn tn)(bn tn)液液 过氧化铝柱，丙酮洗脱 丙酮液丙酮液 加硫酸银饱和水溶液，过滤 漉液（生物碱硫酸盐）漉液（生物碱硫酸盐）加氯化钡溶液 生物碱盐酸盐生物碱盐酸盐 雷氏铵盐沉淀法雷氏铵盐沉淀法 第80页/共109页第八十页，共109页。二、生物碱的分离二、生物碱的分离(fnl)(fnl)分离程序

49、一般分为系统分离与特定生物碱的分离。分离程序一般分为系统分离与特定生物碱的分离。系统分离系统分离适用于基础适用于基础(jch)研究研究特定生物碱的分离特定生物碱的分离适用于生产适用于生产系统分离程序：系统分离程序：总碱总碱类别或部位类别或部位单体生物碱的分离单体生物碱的分离 类别类别指按碱性强弱或酚性、非酚性粗分的生物碱类别。指按碱性强弱或酚性、非酚性粗分的生物碱类别。部位部位主要指最初色谱中洗脱的极性不同的生物碱。主要指最初色谱中洗脱的极性不同的生物碱。第81页/共109页第八十一页，共109页。类别生物碱的一般类别生物碱的一般(ybn)分离流程分离流程第82页/共109页第八十二页，共10

50、9页。特定特定(tdng)(tdng)生物碱的分离生物碱的分离（一）利用（一）利用(lyng)(lyng)生物碱的碱性差异进行生物碱的碱性差异进行分离分离 同一植物中所含有生物碱的碱性往往不同。据此，可同一植物中所含有生物碱的碱性往往不同。据此，可采用不同采用不同PH条件下用水不溶性有机溶剂进行生物碱的分条件下用水不溶性有机溶剂进行生物碱的分离。若欲利用这种方法离。若欲利用这种方法(fngf)系统分离生物碱，则常采系统分离生物碱，则常采用用PH梯度萃取法梯度萃取法(萃取时应用缓冲液调制萃取时应用缓冲液调制pH梯度梯度)。原理：原理：PH梯度萃取法是在特定条件下，利用生物碱梯度萃取法是在特定条件