第十章生物堿.

1、第第 六六 章章 生生 物物 堿堿 一、概述一、概述 （一）含義（一）含義 生物堿是存在于生物界的一類(lèi)含氮生物堿是存在于生物界的一類(lèi)含氮有機(jī)化合物，多數(shù)具有復(fù)雜的氮雜環(huán)結(jié)有機(jī)化合物，多數(shù)具有復(fù)雜的氮雜環(huán)結(jié)構(gòu)，大多氮原子在環(huán)內(nèi)，具有堿性和顯構(gòu)，大多氮原子在環(huán)內(nèi)，具有堿性和顯著的生物活性。著的生物活性。 （二）分布（二）分布 主存于植物界，多分布于雙子葉植物主存于植物界，多分布于雙子葉植物中，有中，有100多科。多科。 較集中分布在防己科、嬰粟科、夾竹較集中分布在防己科、嬰粟科、夾竹桃科、毛茛科、豆科、馬錢(qián)科、茄科等。桃科、毛茛科、豆科、馬錢(qián)科、茄科等。 在單子葉植物中分布較少。主要在蘭在單子葉植

2、物中分布較少。主要在蘭科、百合科、石蒜科、禾本科等。科、百合科、石蒜科、禾本科等。 裸子植物、低等植物、動(dòng)物中較少。裸子植物、低等植物、動(dòng)物中較少。（三）存在（三）存在 生物堿的含量差別較大。在植物組生物堿的含量差別較大。在植物組織中都有存在，但可能集中于某一部位?？椫卸加写嬖冢赡芗杏谀骋徊课?。不同地區(qū)、不同采集時(shí)間含量都有差別。不同地區(qū)、不同采集時(shí)間含量都有差別。 同一科、屬植物會(huì)含有類(lèi)似結(jié)構(gòu)的同一科、屬植物會(huì)含有類(lèi)似結(jié)構(gòu)的生物堿。生物堿。 在植物體中，生物堿往往和有機(jī)酸結(jié)合在植物體中，生物堿往往和有機(jī)酸結(jié)合成鹽的形式存在。成鹽的形式存在。 二、分類(lèi)二、分類(lèi) 按氮原子所在基本母核化學(xué)結(jié)

3、構(gòu)分類(lèi)按氮原子所在基本母核化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi) （一）雜環(huán)類(lèi)（一）雜環(huán)類(lèi) 1.吡咯類(lèi)生物堿吡咯類(lèi)生物堿NN+CH3CH3COO-CH2COCH2NNCH3CH3 2.吡啶類(lèi)生物堿吡啶類(lèi)生物堿 簡(jiǎn)單吡啶類(lèi)和雙稠哌啶類(lèi)簡(jiǎn)單吡啶類(lèi)和雙稠哌啶類(lèi)NNNCOOCH3CH3NNO 3.吲哚里西啶吲哚里西啶 吡咯和哌啶共用一個(gè)氮原子。吡咯和哌啶共用一個(gè)氮原子。N 4.莨菪烷類(lèi)生物堿莨菪烷類(lèi)生物堿 是由四氫吡咯和六氫吡啶并合而成的是由四氫吡咯和六氫吡啶并合而成的雜環(huán)。莨菪堿是由莨菪醇和莨菪酸縮合雜環(huán)。莨菪堿是由莨菪醇和莨菪酸縮合而生成的酯。而生成的酯。NOCOCHCH2OHCH3 5.喹啉類(lèi)喹啉類(lèi)N NNCHOHCH2

4、CH2CHCH2OH3CN 6.異喹啉類(lèi)異喹啉類(lèi)NOONOCH3OCH3+OH- （1）簡(jiǎn)單異喹啉）簡(jiǎn)單異喹啉 （2）芐基異喹啉）芐基異喹啉 1-芐基異喹啉、雙芐基異喹啉芐基異喹啉、雙芐基異喹啉 （3）原小檗堿型）原小檗堿型 （4）阿樸芬型）阿樸芬型 （5）原阿樸芬型）原阿樸芬型 （6）嗎啡烷型）嗎啡烷型 （7）普托品型）普托品型 P151153頁(yè)頁(yè) 7. 吲哚類(lèi)吲哚類(lèi) N （二）萜衍生物類(lèi)萜衍生物類(lèi) 基本骨架為萜類(lèi)，氮原子在環(huán)狀結(jié)基本骨架為萜類(lèi)，氮原子在環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)或側(cè)鏈上。構(gòu)內(nèi)或側(cè)鏈上。 有單萜、倍半萜、二萜有單萜、倍半萜、二萜等。等。肉蓯蓉堿肉蓯蓉堿CHONCH3 （三）（三） 甾衍生物類(lèi)

5、甾衍生物類(lèi) 主分布于百合科藜蘆屬、貝母屬和茄主分布于百合科藜蘆屬、貝母屬和茄科茄屬?？魄褜佟OHHHHHHOHHNH （四）有機(jī)胺類(lèi)（四）有機(jī)胺類(lèi) N不在雜環(huán)內(nèi)，在環(huán)外。不在雜環(huán)內(nèi)，在環(huán)外。 CHCH3NHCH3CHOH （五）肽生物堿類(lèi)（五）肽生物堿類(lèi) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是含有二個(gè)以上酰胺基，且結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是含有二個(gè)以上酰胺基，且大多屬于大環(huán)結(jié)構(gòu)，不同于一般的肽類(lèi)，大多屬于大環(huán)結(jié)構(gòu)，不同于一般的肽類(lèi)，組成它們的氨基酸大多是不多見(jiàn)的。組成它們的氨基酸大多是不多見(jiàn)的。 三、生物堿的通性三、生物堿的通性 （一）物理性狀（一）物理性狀 由由C、H、O、N元素組成。多數(shù)無(wú)色，元素組成。多數(shù)無(wú)色，部分有顏色，有的有

6、熒光。多數(shù)味苦。部分有顏色，有的有熒光。多數(shù)味苦。 小分子生物堿和液態(tài)生物堿有揮發(fā)性。小分子生物堿和液態(tài)生物堿有揮發(fā)性。 大多數(shù)生物堿有旋光性，多呈左旋。大多數(shù)生物堿有旋光性，多呈左旋。 （二）堿性（二）堿性 生物堿分子中氮原子外圍具有孤電子生物堿分子中氮原子外圍具有孤電子對(duì)，可以給出電子，也可以接受質(zhì)子，對(duì)，可以給出電子，也可以接受質(zhì)子，所以具有堿性。所以具有堿性。N:+HCLN :HCL- 1.堿性強(qiáng)弱堿性強(qiáng)弱 取決于它吸引質(zhì)子或給出電子的能力。取決于它吸引質(zhì)子或給出電子的能力。 主要和氮原子的雜化方式、電子云密度及主要和氮原子的雜化方式、電子云密度及立體效應(yīng)有關(guān)。立體效應(yīng)有關(guān)。 用它共軛

7、酸的用它共軛酸的pKa值表示。值表示。 pKa值越大，值越大，堿性越強(qiáng)。堿性越強(qiáng)。 2.一般規(guī)律一般規(guī)律 季銨堿最強(qiáng)（季銨堿最強(qiáng)（ pKa11），脂胺、脂氮雜），脂胺、脂氮雜環(huán)（環(huán)（ pKa811），芳胺、芳氮雜環(huán)），芳胺、芳氮雜環(huán)（ pKa37），酰胺類(lèi)（），酰胺類(lèi)（ pKa SP2 SPO C HO C HOO33N+O H_PK a 11.5NHNCNRPKa 9.5 5.4 中性 2.電效應(yīng)電效應(yīng)（1）誘導(dǎo)效應(yīng)）誘導(dǎo)效應(yīng) 氮原子周?chē)牍╇娮踊?，氮原子周?chē)牍╇娮踊怪娮釉泼芏仍黾?，堿性增強(qiáng)。引入使之電子云密度增加，堿性增強(qiáng)。引入吸電子基，則堿性減弱。吸電子基，則堿性減弱。 常見(jiàn)

8、吸電子基：苯基、羰基、羥基、雙常見(jiàn)吸電子基：苯基、羰基、羥基、雙鍵、醚鍵、酯鍵。鍵、醚鍵、酯鍵。 常見(jiàn)供電子基：烷基常見(jiàn)供電子基：烷基OH2NH3CHCHCH2NH3CHCH2CH3COOCHOCO3CHNOCO3CHN （2）共軛效應(yīng)）共軛效應(yīng) 如有供電子基或吸電子基與氮原子如有供電子基或吸電子基與氮原子處在同一共軛體系中，引起氮原子的電處在同一共軛體系中，引起氮原子的電子云密度增加或降低，使堿性增強(qiáng)或降子云密度增加或降低，使堿性增強(qiáng)或降低的效應(yīng)，稱(chēng)之。低的效應(yīng)，稱(chēng)之。 此效應(yīng)不受碳鏈長(zhǎng)短的限制。此效應(yīng)不受碳鏈長(zhǎng)短的限制。NHNOOON 3.立體結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu) 氮原子的周?chē)〈臉?gòu)型、構(gòu)象氮

9、原子的周?chē)〈臉?gòu)型、構(gòu)象等立體因素，如果阻礙氮原子與質(zhì)子的等立體因素，如果阻礙氮原子與質(zhì)子的結(jié)合，則使堿性降低。結(jié)合，則使堿性降低。 書(shū)上書(shū)上161頁(yè)利血平。頁(yè)利血平。 4.氫鍵效應(yīng)氫鍵效應(yīng) 5.兩性生物堿兩性生物堿 含有酚羥基、羧基的生物堿。含有酚羥基、羧基的生物堿。 （三）溶解性（三）溶解性1.游離的仲胺、叔胺是親脂性的，易溶于游離的仲胺、叔胺是親脂性的，易溶于低級(jí)性的有機(jī)溶劑中。如：苯、乙醚、低級(jí)性的有機(jī)溶劑中。如：苯、乙醚、氯仿，也可溶于甲醇、乙醇中。特別是氯仿，也可溶于甲醇、乙醇中。特別是氯仿中溶解度較大。氯仿中溶解度較大。2.季銨型生物堿、具有半極性的季銨型生物堿、具有半極性的

10、N O配位配位鍵的生物堿，易溶于水，醇。鍵的生物堿，易溶于水，醇。3.脂溶性的酚性生物堿可溶于氫氧化鈉；脂溶性的酚性生物堿可溶于氫氧化鈉；具有內(nèi)酯的生物堿可溶于熱的氫氧化鈉；具有內(nèi)酯的生物堿可溶于熱的氫氧化鈉； 具有羧基的生物堿可溶于碳酸氫鈉。具有羧基的生物堿可溶于碳酸氫鈉。 4.生物堿多數(shù)可以酸溶堿沉，極性弱的不生物堿多數(shù)可以酸溶堿沉，極性弱的不行。行。 5.生物堿鹽在水中的溶解度有差異。一般生物堿鹽在水中的溶解度有差異。一般無(wú)機(jī)酸鹽的水溶性大于有機(jī)酸鹽；含氧無(wú)機(jī)酸鹽的水溶性大于有機(jī)酸鹽；含氧酸鹽的溶解度大于鹵代酸鹽。酸鹽的溶解度大于鹵代酸鹽。 但溶解度有特例。但溶解度有特例。 （四）沉淀反

11、應(yīng)（四）沉淀反應(yīng) 在酸水條件下進(jìn)行。在酸水條件下進(jìn)行。 沉淀試劑多為分子量較大的碘化物復(fù)沉淀試劑多為分子量較大的碘化物復(fù)鹽，重金屬鹽，大分子酸類(lèi)。鹽，重金屬鹽，大分子酸類(lèi)。 常用的有：碘化鉍鉀（橘紅色沉淀）、常用的有：碘化鉍鉀（橘紅色沉淀）、碘化汞鉀（類(lèi)白色沉淀）、碘碘化汞鉀（類(lèi)白色沉淀）、碘-碘化鉀碘化鉀（棕色沉淀）、硅鎢酸（灰白色或淡黃（棕色沉淀）、硅鎢酸（灰白色或淡黃色沉淀）?？辔端幔ㄖ行詶l件下，黃色色沉淀）?？辔端幔ㄖ行詶l件下，黃色結(jié)晶）。雷氏銨鹽沉淀季銨堿。結(jié)晶）。雷氏銨鹽沉淀季銨堿。 注意假陽(yáng)性的干擾。它們是酸水浸出注意假陽(yáng)性的干擾。它們是酸水浸出液中的蛋白質(zhì)、多肽、鞣質(zhì)。所以進(jìn)行

12、液中的蛋白質(zhì)、多肽、鞣質(zhì)。所以進(jìn)行沉淀反應(yīng)前，要凈化。沉淀反應(yīng)前，要凈化。 （五）顯色反應(yīng)（五）顯色反應(yīng) 不同生物堿可與特殊試劑生成不同顏不同生物堿可與特殊試劑生成不同顏色，用于鑒別，色，用于鑒別， 四、生物堿的提取分離四、生物堿的提取分離 （一）總堿的提取（一）總堿的提取 1.水或酸水提取法水或酸水提取法 可直接用水（提取可直接用水（提取鹽、季銨堿）或用鹽、季銨堿）或用0.5%1%的酸水提取。的酸水提取。 常用酸：鹽酸、硫酸、醋酸、酒石酸等。常用酸：鹽酸、硫酸、醋酸、酒石酸等。 方法：滲漉、浸漬方法：滲漉、浸漬 缺點(diǎn)：提取液體積大、雜質(zhì)多，需凈化。缺點(diǎn)：提取液體積大、雜質(zhì)多，需凈化。 （1）

13、離子交換樹(shù)脂法）離子交換樹(shù)脂法 用強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，多為磺酸用強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，多為磺酸型。交聯(lián)度型。交聯(lián)度4%8%。 洗脫可用酸水或鹽水；也可先將樹(shù)脂用洗脫可用酸水或鹽水；也可先將樹(shù)脂用氨水堿化，再用有機(jī)溶劑提取。氨水堿化，再用有機(jī)溶劑提取。（2）有機(jī)溶劑萃取法）有機(jī)溶劑萃取法 先堿化，后萃取。先堿化，后萃取。（3） 加堿沉淀法加堿沉淀法 一般加石灰乳沉淀。一般加石灰乳沉淀。此法用于生產(chǎn)。此法用于生產(chǎn)。 2.醇類(lèi)溶劑提取法醇類(lèi)溶劑提取法 適于游離及生物堿鹽的提取。適于游離及生物堿鹽的提取。 方法：滲漉、浸漬和回流。方法：滲漉、浸漬和回流。 常含有親脂性雜質(zhì)，可利用生物堿溶于常含有親脂

14、性雜質(zhì)，可利用生物堿溶于 酸水，雜質(zhì)不溶而加以分離。酸水，雜質(zhì)不溶而加以分離。3.親脂性有機(jī)溶劑提取法親脂性有機(jī)溶劑提取法 先用堿水濕潤(rùn)，使生物堿游離，再用有先用堿水濕潤(rùn)，使生物堿游離，再用有機(jī)溶劑提取。提取方法回流法和連續(xù)回機(jī)溶劑提取。提取方法回流法和連續(xù)回流法。流法。 堿水：堿水：10%氨水，石灰乳或碳酸鈉。氨水，石灰乳或碳酸鈉。 如為弱堿，可直接用水。如為弱堿，可直接用水。 4.水溶性生物堿的提取水溶性生物堿的提取 （1）沉淀法）沉淀法 雷氏銨鹽雷氏銨鹽 167頁(yè)流程。雷氏銨鹽沉淀可用硫酸銀分頁(yè)流程。雷氏銨鹽沉淀可用硫酸銀分解，也可用氯離子型陰離子交換樹(shù)脂。解，也可用氯離子型陰離子交換樹(shù)

15、脂。 （2）溶劑法）溶劑法 用正丁醇、異戊醇，或用正丁醇、異戊醇，或氯仿氯仿-甲醇混合液萃取。甲醇混合液萃取。 （二）生物堿的分離（二）生物堿的分離 1.粗分粗分 利用堿性不同及特殊功能基分利用堿性不同及特殊功能基分成幾大類(lèi)。成幾大類(lèi)。165頁(yè)流程。頁(yè)流程。 2.生物堿單體的分離生物堿單體的分離 （1）利用堿性差異）利用堿性差異 將生物堿混合物溶于酸水中，逐步加堿，將生物堿混合物溶于酸水中，逐步加堿，每調(diào)節(jié)一次，用氯仿萃取，則生物堿依每調(diào)節(jié)一次，用氯仿萃取，則生物堿依照堿性由弱到強(qiáng)被依次提出。照堿性由弱到強(qiáng)被依次提出。 將生物堿溶于有機(jī)溶劑中，用將生物堿溶于有機(jī)溶劑中，用PH由高到由高到低的酸

16、性緩沖液順次萃取，生物堿由強(qiáng)低的酸性緩沖液順次萃取，生物堿由強(qiáng)到弱被依次萃出。到弱被依次萃出。165例題。例題。 （2）利用生物堿鹽的溶解度不同）利用生物堿鹽的溶解度不同 （3）利用特殊功能基）利用特殊功能基 酚性生物堿溶于稀氫氧化鈉中。酚性生物堿溶于稀氫氧化鈉中。 含羧基的生物堿溶于碳酸氫鈉中。含羧基的生物堿溶于碳酸氫鈉中。 含內(nèi)酯的生物堿溶于熱氫氧化鈉中。含內(nèi)酯的生物堿溶于熱氫氧化鈉中。 168頁(yè)流程頁(yè)流程 （4）層析法）層析法 常用氧化鋁、硅膠作吸附劑。常用氧化鋁、硅膠作吸附劑。 用苯、氯仿、乙醚等混合溶劑作展開(kāi)劑。用苯、氯仿、乙醚等混合溶劑作展開(kāi)劑。注意：硅膠作吸附劑時(shí)，需加堿在展開(kāi)劑

17、注意：硅膠作吸附劑時(shí)，需加堿在展開(kāi)劑中，抑制硅膠的酸性。中，抑制硅膠的酸性。 五、生物堿的檢識(shí)五、生物堿的檢識(shí) （一）化學(xué)方法（一）化學(xué)方法 1.利用生物堿的沉淀反應(yīng)或顯色反應(yīng)可利用生物堿的沉淀反應(yīng)或顯色反應(yīng)可檢識(shí)中藥粗提物中是否存在生物堿。檢識(shí)中藥粗提物中是否存在生物堿。 方法：分取中藥酸水提取液置方法：分取中藥酸水提取液置3支試管支試管中，分別加入三種生物堿沉淀試劑，如中，分別加入三種生物堿沉淀試劑，如都產(chǎn)生沉淀，則可能有生物堿。注意避都產(chǎn)生沉淀，則可能有生物堿。注意避免假陽(yáng)性。免假陽(yáng)性。 （二）層析檢識(shí)（二）層析檢識(shí) 1.TLC （1）硅膠）硅膠 常用緩沖堿液代替水鋪板常用緩沖堿液代替水

18、鋪板（0.1%0.5molL),克服拖尾。或在展開(kāi)克服拖尾。或在展開(kāi)劑中加入二乙胺。劑中加入二乙胺。 （2）氧化鋁）氧化鋁 多分離親脂性較強(qiáng)的。多分離親脂性較強(qiáng)的。 分離親脂性的生物堿多用親脂性的混合分離親脂性的生物堿多用親脂性的混合溶劑。溶劑。 分離季銨堿多用正丁醇分離季銨堿多用正丁醇-冰醋酸冰醋酸-水系統(tǒng)水系統(tǒng) 顯色：顯色： 常用改良碘化鉍鉀，顯橘紅色。常用改良碘化鉍鉀，顯橘紅色。 顯多用碘鉑酸、三氯化銻、硫酸柿顯多用碘鉑酸、三氯化銻、硫酸柿的硫酸試劑，對(duì)不同的生物堿顯不同的的硫酸試劑，對(duì)不同的生物堿顯不同的顏色。顏色。2.紙層析紙層析 以水為固定相的正相紙層析。以水為固定相的正相紙層析。 常用正丁醇常用正丁醇-冰醋酸（或鹽酸）冰醋酸（或鹽酸）-水為流動(dòng)水為流動(dòng)相。相。 另外