正是稿生物堿(共頁)

1、第4章 生物堿 一. 概述 二. 生物堿的分類(fn li) 三. 生物堿的性質(zhì) 四. 生物堿的提取與分離 五. 生物堿的鑒定和結(jié)構(gòu)測定 六. 有代表性的生物堿共一百三十二頁生物堿是一類十分重要的天然有機(jī)化合物（最大的一類），也是一類研究(ynji)的最早的有生物活性的天然化合物。17世紀(jì)初，中國人從烏頭中分離得到烏頭堿。1806年，德國科學(xué)家首次從鴉片中得到嗎啡。1810年，西班牙醫(yī)生從金雞納樹皮中分得奎寧和辛可寧的混合物。生物堿的特點(diǎn)：（1）生物體內(nèi)含N有機(jī)化合物，多數(shù)由C、H、 O、N組成，少數(shù)不含O，極少數(shù)含其它元素，如S、Cl等。()大多數(shù)有較復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，多在環(huán)上，少數(shù)在環(huán)外。(

2、)大多具堿性，可與酸成鹽。()多具顯著的生理活性。一、生物堿概述(i sh)共一百三十二頁生物堿概述 定義：生物堿是生物體內(nèi)除了蛋白質(zhì)、肽類、氨基酸及微生物B以外含氮化合物的總稱，是結(jié)構(gòu)復(fù)雜具有顯著生理活性的植物(zhw)堿。 生物堿是科學(xué)家們研究得最早的具有生物活性的一類天然有機(jī)化合物，它們大多具有生物活性，往往是許多藥用植物，包括許多中草藥的有效成分。例如：阿片中的鎮(zhèn)痛成分嗎啡，麻黃的抗哮喘成分麻黃堿，顛茄的解痙成分阿托品，長春花的抗癌成分長春新堿，黃連的抗菌消炎成分黃連素(小檗堿)等等。 生物堿能與酸結(jié)合成鹽，易被體內(nèi)吸收，它們又大多具有復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)。由于上述特點(diǎn)，生物堿一直吸引著有機(jī)

3、化學(xué)家們的研究興趣并久經(jīng)不衰。 共一百三十二頁 存在：生物堿除少數(shù)來自動(dòng)物(dngw)、如腎上腺素等，大多來自植物，也叫植物堿。以雙子葉植物最多，在罌粟科、豆科、毛莨科、夾竹桃科、茄科、石蒜科等植物中分布較廣。有的生物堿在根皮或根莖中含量較高，有的則主要集中于種子。生物堿在植物中的含量高低不一，如金雞納樹皮中含生物堿高達(dá)1.5%以上，而長春花中的長春新堿含量僅為百萬分之一，美登木中美登素含量更微，僅千萬分之二。一般含量在千分之一以上就算比較高了。 天然界的生物堿以鹽的形式存在較多，與蘋果酸、檸檬酸、草酸、鞣酸（單寧）、乙酸、丙酸、乳酸形成鹽。目前：已報(bào)道的生物堿并搞清化學(xué)結(jié)構(gòu)的已達(dá)4000多種

4、，并且仍以每年約100個(gè)的速度遞增。生物堿概述(i sh)共一百三十二頁腎上腺素蟾酥(chn s)堿生物堿在動(dòng)物界也有存在(cnzi)，但種類少。大多來自植物。共一百三十二頁 生物堿是天然有機(jī)化合物中最大的一類化合物，且各類生物堿的結(jié)構(gòu)千差萬別，變幻無窮。科學(xué)家們?cè)陉U明化學(xué)結(jié)構(gòu)的同時(shí)(tngsh)亦研究它們的結(jié)構(gòu)與療效的關(guān)系，同時(shí)(tngsh)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改造，尋找療效更高、結(jié)構(gòu)更為簡單并且便于大量生產(chǎn)的新型化合物。例如，人們對(duì)嗎啡的研究發(fā)展了異喹啉類生物堿的研究，并導(dǎo)致了鎮(zhèn)痛藥杜冷丁的發(fā)現(xiàn)。 嗎啡(ma fi)杜冷丁生物堿概述共一百三十二頁 又如可卡因的研究發(fā)展了莨菪類生物堿化學(xué)并導(dǎo)致局部麻醉

5、藥普魯卡因的產(chǎn)生。由此可見，人們對(duì)生物堿的研究大大促進(jìn)(cjn)了天然有機(jī)化學(xué)與藥物化學(xué)的發(fā)展。 生物堿在植物體內(nèi)一般被認(rèn)為是次級(jí)代謝產(chǎn)物，起著保護(hù)植物或促進(jìn)植物生長與代謝的作用，但是它們的真正作用仍不清楚，因?yàn)橐恍┎缓蛭⒑飰A的植物或生物同樣生長發(fā)育良好，因此生物堿在體內(nèi)的功能仍有待今后(jnhu)研究解決。 生物堿概述普魯卡因procaine(合成品)局麻藥古柯堿cocaine（可卡因）共一百三十二頁二.生物堿的分類生物堿的分類方法很多，常用的是根據(jù)生物堿分子的基本母核，大體分為以下幾類：1.有機(jī)胺類生物堿 氮原子不在環(huán)內(nèi)的生物堿。例麻黃堿，毒品之一，具有興奮中樞神經(jīng)、升高血壓、擴(kuò)大支

6、氣管作用，可治哮喘等。益母草堿，中藥益母草的有效成分，具有收縮(shu su)子宮作用并有一定的降壓作用和抗血小板聚集作用。 共一百三十二頁有機(jī)(yuj)胺類生物堿生物堿的分類(fn li)秋水仙堿colchicine治療急性痛風(fēng)，并有抑制癌細(xì)胞生長的作用益母草堿leonurine對(duì)動(dòng)物子宮有增加其緊張性與節(jié)律性的作用共一百三十二頁2.吡咯烷衍生物類生物堿 由吡咯及四氫吡咯衍生的生物堿。包括簡單(jindn)吡咯烷類、雙稠吡咯烷類、吲哚里西啶類。（1）簡單吡咯烷類生物堿：如古豆堿，是從古柯葉中分出的液體生物堿，沸點(diǎn)195。 古豆堿生物堿的分類(fn li)吡咯四氫吡咯紅古豆堿（液體）共一百三十

7、二頁簡單(jindn)的吡咯烷類生物堿吡咯烷衍生物類生物堿共一百三十二頁（2）雙稠吡咯烷類（又叫吡咯里西啶類）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩個(gè)吡咯烷共用一個(gè)氮原子的稠環(huán)衍生物，大多由氨基(nj)醇和有機(jī)酸縮合形成，結(jié)構(gòu)中多以雙內(nèi)酯形式存在，少數(shù)以單內(nèi)酯形式存在。吡咯烷衍生物類生物堿野百合堿monocrotaline（有抗癌活性）吡咯(blu)里西啶共一百三十二頁（3）吲哚里西啶（indolizidine）類：由哌啶（六氫吡啶）和吡咯共用一個(gè)氮原子的稠環(huán)衍生物。 從一葉萩的葉與根中分離出的一葉萩堿，有興奮中樞神經(jīng)的作用，臨床可用于治療(zhlio)脊髓灰白質(zhì)炎及某些植物神經(jīng)系統(tǒng)紊亂所引起的頭暈等病癥。吡咯烷衍生物

8、類生物堿吲哚(yn du)里西啶indolizidine一葉萩堿securinine共一百三十二頁3.吡啶衍生物類生物堿由吡啶或六氫吡啶（哌啶）衍生出的生物堿。分為簡單吡啶衍生物、喹諾里西啶（quinolizidine）、哌啶衍生物。（1）簡單吡啶衍生物：如蓖麻堿，分子中含有氰基，毒性較大，內(nèi)服后能至吐，損傷(snshng)肝和腎。獼猴桃堿，具有強(qiáng)壯補(bǔ)精作用。 蓖麻(b m)堿獼猴桃堿 生物堿的分類 吡啶檳榔堿共一百三十二頁吡啶(bdng)衍生物類生物堿（2）喹諾里西啶（quinolizidine）類共一百三十二頁（3）哌啶衍生物類吡啶(bdng)衍生物類生物堿哌啶（六氫吡啶(bdng)）共一

9、百三十二頁4、莨菪烷（tropane）衍生物類生物堿（又叫托品烷類生物堿）由吡咯啶和哌啶駢合而成的雜環(huán)。分：顛茄(din qi)生物堿（belladonna alkaloids） 古柯生物堿（coca alkaloids）生物堿的分類(fn li)共一百三十二頁 莨菪堿是由莨菪醇（tuopine）與莨菪酸（tuopic acid）縮合(suh)而生成的酯：莨菪(lng dng)醇莨菪酸莨菪堿（阿托品）+縮合莨菪烷（tropane）衍生物類生物堿莨菪堿和阿托品結(jié)構(gòu)相同，莨菪堿是左旋物質(zhì)，阿托品是消旋體。共一百三十二頁（1）顛茄(din qi)生物堿（belladonna alkaloids）莨菪

10、(lng dng)堿hyoscyamine阿托品atropine東莨菪堿scopolamine山莨菪堿anisodamine樟柳堿anisodine莨菪烷（tropane）衍生物類生物堿共一百三十二頁堿性： 莨菪堿山莨菪堿東莨菪堿 樟柳堿親脂性：莨菪堿山莨菪堿東莨菪堿 樟柳堿均為氨基醇的酯類, 堿性條件(tiojin)下易水解.顛茄(din qi)生物堿莨菪烷（tropane）衍生物類生物堿共一百三十二頁（2）古柯( k)生物堿（coca alkaloids）愛康寧(kngnng)ecgonine莨菪烷（tropane）衍生物類生物堿共一百三十二頁5.喹啉(ku ln)衍生物類生物堿 具有喹啉

11、母核的生物堿。如具抗癌活性的喜樹堿與具治療瘧疾作用的奎寧都是喹啉衍生物類生物堿。 奎寧(ku nn)（抗瘧）生物堿的分類共一百三十二頁6.異喹啉(ku ln)衍生物類生物堿（最大的一類生物堿） 具有異喹啉母核或氫化母核的生物堿。（1）簡單異喹啉類生物堿的分類(fn li)異喹啉 鹿尾草堿共一百三十二頁罌栗堿舒張(shzhng)血管,增加冠脈流量, 肌松異喹啉(ku ln)衍生物類生物堿(2)芐基異喹啉衍生物類生物堿（最多）那可丁narcotine存于鴉片，具有鎮(zhèn)咳作用與可待因相似，但無成癮性，可替代可待因。厚樸堿共一百三十二頁（3）雙芐基(bin j)異喹啉類生物堿異喹啉(ku ln)衍生物類

12、生物堿粉防己堿（tetrandrine）鎮(zhèn)痛、消炎、降壓、肌松、抗菌、抗癌等共一百三十二頁（4）原小檗堿類（兩個(gè)(lin )異喹啉環(huán)的稠合）異喹啉(ku ln)衍生物類生物堿小檗堿（黃連素）藥根堿四氫黃連堿延胡索乙素共一百三十二頁（5）阿撲芬類(由芐基異喹啉與1位相連(xin lin)形成四環(huán)化合物)異喹啉(ku ln)衍生物類生物堿阿樸芬aporphine土藤堿tuduranine共一百三十二頁（6）原阿撲芬類異喹啉(ku ln)衍生物類生物堿原阿撲芬proaporphineStepharine（存在于千金藤中）共一百三十二頁（7）嗎啡烷類異喹啉(ku ln)衍生物類生物堿嗎啡烷morphi

13、nane嗎啡堿morphine青藤堿sinomenine共一百三十二頁（8）菲啶（phenanthridine）衍生物類主要(zhyo)有：苯駢菲啶類、吡咯駢菲啶類異喹啉(ku ln)衍生物類生物堿苯駢菲啶benzo-phenanthridine菲啶共一百三十二頁 苯駢菲啶類 吡咯(blu)駢菲啶類白屈菜堿chelidonine石蒜堿lycorine異喹啉(ku ln)衍生物類生物堿共一百三十二頁7.吲哚衍生物類生物堿 具有簡單吲哚和二吲哚類衍生物。最簡單的如相思豆中的相思豆堿，作用(zuyng)于中樞神經(jīng)會(huì)產(chǎn)生狂躁、精神錯(cuò)亂。另如可治青光眼的毒扁豆堿。 相思豆堿毒扁豆堿 生物堿的分類(fn

14、li)吲哚共一百三十二頁長春堿（vinblastine, VLB） R=CH3長春新堿（vincristine, VCR）R=CHO吲哚(yn du)衍生物類生物堿吲哚共一百三十二頁利血平（）reserpine降壓(jin y)及安定作用吲哚(yn du)衍生物類生物堿共一百三十二頁8.嘌呤(piolng)衍生物類生物堿 含有嘌呤母核的生物堿。如咖啡堿(咖啡因) ，中樞神經(jīng)興奮劑和利尿、強(qiáng)心藥。再如香菇嘌啉，具降血脂作用，可作營養(yǎng)保健劑。 咖啡堿香菇(xingg)嘌呤（降脂） 生物堿的分類嘌呤共一百三十二頁9.二萜類生物堿 N原子在萜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)(jigu)中或在萜結(jié)構(gòu)(jigu)的側(cè)鏈上。如烏

15、頭堿，分子式C34H47O11N，屬于二萜類生物堿，具強(qiáng)心與止痛作用。中國17世紀(jì)從烏頭中提取得到，比國外文獻(xiàn)記述最早的生物堿嗎啡（1806年）早約200年。 烏頭(w tu)堿生物堿的分類共一百三十二頁10. 甾體類生物堿 甾體類生物堿是一類含有甾體結(jié)構(gòu)的生物堿，例如孕甾烷衍生物生物堿枯其林，有止瀉、解毒的功能。異甾烷類生物堿黎蘆堿，有催吐、祛瘀等功效，本品制劑可作抗炎藥物，還能提高治療有機(jī)磷中毒(zhng d)的效果。 生物堿的分類(fn li)共一百三十二頁11.大環(huán)類生物堿 美登素，分子式C34H46ClO10N3，mp：183.5184。1972年報(bào)道，新型抗癌活性物質(zhì)，得率為千萬分

16、之二。最終結(jié)構(gòu)：經(jīng)美登素的溴丙醚衍生物的X單晶衍射分析而確定，是個(gè)含有8個(gè)手性中心與一對(duì)共軛雙健的19元大環(huán)內(nèi)酰胺化合物。其全合成工作在1982年由Corey等首先完成，我國化學(xué)(huxu)工作者顧學(xué)欽、潘百川、高怡生等近來也完成了其全合成方法。生物堿的分類(fn li)美登素（高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分）共一百三十二頁三.生物堿的性質(zhì)1. 性狀 大多數(shù)生物堿是有一定的形狀和熔點(diǎn)的結(jié)晶型固體粉末，少數(shù)生物堿為非結(jié)晶形粉末或液體，如檳榔堿、煙堿、毒芹堿等在常溫下是液體。 液體生物堿有一定沸點(diǎn)，能隨水蒸氣蒸餾。少數(shù)小分子(fnz)、游離狀態(tài)生物堿具有揮發(fā)性和升華性。如咖啡堿具有升華性，麻黃

17、堿能隨水蒸氣蒸餾。 絕大多數(shù)生物堿是無色或白色的化合物，只有少數(shù)生物堿有顏色，如小檗堿為黃色、蛇根堿也為黃色，主要原因是它們結(jié)構(gòu)中有較長共軛體系存在。 生物堿多具苦味，如鹽酸小檗堿，個(gè)別生物堿具有甜味，如甜菜堿。共一百三十二頁2.旋光性 大多數(shù)生物堿分子有手性碳原子存在，有光學(xué)活性，且多數(shù)為左旋光性。某些生物堿不含手性碳原子，但沒有對(duì)稱因素存在，因而也有旋光性。 旋光性可因溶劑、pH值的改變而有較大的差別。如麻黃堿在氯仿中呈左旋，在水中則變?yōu)橛倚?。煙堿在中性條件下呈左旋，但在酸性(sun xn)條件下則變?yōu)橛倚?。生物堿的生理活性與旋光性有密切關(guān)系，一般左旋體有較強(qiáng)的生理活性，而右旋體則沒有或僅

18、有很弱的生理活性。如L-莨菪堿的散瞳作用是D-莨菪堿的100倍。生物堿的性質(zhì)(xngzh)共一百三十二頁3.酸堿性 生物堿顯堿性原因：生物堿分子中氮原子具有孤對(duì)電子，可接受質(zhì)子而顯堿性，因此除酰胺生物堿呈中性外，大多生物堿呈堿性。 生物堿的堿性強(qiáng)弱可以用其共軛酸的pKa值表示，pKa越大，堿性越強(qiáng)。一般情況下，pKa2為極弱堿，pKa27為弱堿，pKa711為中強(qiáng)堿，pKa11為強(qiáng)堿 生物堿的堿性強(qiáng)弱，與其分子結(jié)構(gòu)，特別(tbi)是氮原子的雜化狀態(tài)和其化學(xué)環(huán)境有很大的關(guān)系，一般堿性強(qiáng)弱順序：季銨堿脂仲胺堿脂叔胺堿芳胺堿酰胺堿。生物堿大多能與無機(jī)酸或有機(jī)酸成鹽而溶于水。生物堿的性質(zhì)(xngzh)

19、共一百三十二頁各種( zhn)強(qiáng)度生物堿的pKa范圍pKa值堿度結(jié)構(gòu) 2極弱 酰胺類、部分雜環(huán) 27弱 芳香胺、芳雜胺 712中強(qiáng) 脂肪胺、脂雜胺 12強(qiáng) 季銨、胍類共一百三十二頁酸性(sun xn)或酚性生物堿分子結(jié)構(gòu)中含有羧基時(shí)，稱為酸性生物堿，有堿性(jin xn)及酸性，顯兩性，可溶于碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液。分子結(jié)構(gòu)中含有酚羥基時(shí)，稱為酚性生物堿。有堿性及弱酸性，顯兩性，可溶于氫氧化鈉溶液，例如嗎啡。共一百三十二頁影響生物堿堿性強(qiáng)弱的因素（1）雜化方式 生物堿分子(fnz)中氮原子的孤電子對(duì)處于雜化軌道中，其堿性隨氮原子雜化狀態(tài)的升高而增強(qiáng)，即sp3sp2sp。pKa越大，堿性(jin

20、xn)越強(qiáng)共一百三十二頁影響堿性強(qiáng)弱(qin ru)的因素（2）誘導(dǎo)效應(yīng) 生物堿分子中氮原子上電荷密度受到分子中供電基（如烷基等）和吸電基（如芳環(huán)、?；?、醚鍵、雙鍵、羥基等）誘導(dǎo)效應(yīng)的影響。供電基使電荷密度增多，堿性變強(qiáng)；吸電基則降低電荷密度。連接(linji)供電基團(tuán)則使堿性增強(qiáng)。pKa越大，堿性越強(qiáng)共一百三十二頁影響堿性強(qiáng)弱的因素誘導(dǎo)(yudo)效應(yīng)氮原子(yunz)附近若有吸電基團(tuán)（芳環(huán)、羰基、?；Ⅴセ?、醚基、雙鍵、羥基），堿性減弱。pKa越大，堿性越強(qiáng)共一百三十二頁以氮雜縮醛形式存在的生物堿結(jié)構(gòu)(jigu)由于易于質(zhì)子化而顯示強(qiáng)堿性 影響堿性(jin xn)強(qiáng)弱的因素共一百三十二頁

21、影響堿性強(qiáng)弱的因素（3）誘導(dǎo)場效應(yīng)：生物堿分子中同時(shí)含有兩個(gè)氮原子時(shí)，即使其處境完全相同，堿度總是有差異的。一旦第一個(gè)氮原子質(zhì)子化后，就產(chǎn)生(chnshng)一個(gè)強(qiáng)的吸電基團(tuán)（+NHR2） 。此時(shí)，它對(duì)第二個(gè)氮原子產(chǎn)生兩種堿性降低效應(yīng)：誘導(dǎo)效應(yīng)和靜電效應(yīng)。誘導(dǎo)效應(yīng)通過碳鏈傳遞，且隨碳鏈增長而漸降低。靜電效應(yīng)則通過空間直接作用，故又稱為直接效應(yīng)。二者可統(tǒng)稱為誘導(dǎo)-場效應(yīng)。若此時(shí)強(qiáng)的吸電基和第二個(gè)氮原子在空間上接近時(shí)，則直接效應(yīng)對(duì)其堿度的影響就更顯著。若空間上相距較遠(yuǎn)，彼此受誘導(dǎo)-場效應(yīng)的影響較小。pKa = 0.89pKa = 8.1pKa越大，堿性(jin xn)越強(qiáng)共一百三十二頁影響堿性強(qiáng)弱

22、的因素（4）共軛效應(yīng)：若生物堿分子(fnz)中氮原子孤電子對(duì)成p-共軛體系時(shí)，通常情況下，其堿性強(qiáng)烈減弱。生物堿中常見的p-共軛效應(yīng)主要有三種類型：苯胺型、烯胺型和酰胺型。苯胺型：苯胺氮原子上孤電子對(duì)與苯環(huán)電子形成成 p-共軛體系，堿性(jin xn)比相應(yīng)的環(huán)己胺弱的多。pKa越大，堿性越強(qiáng)1N與苯環(huán)形成共軛體系，堿性下降；2N是脂肪族叔胺，堿性比芳香胺強(qiáng)。3N是酰胺，呈中性。共一百三十二頁影響(yngxing)堿性強(qiáng)弱的因素共軛效應(yīng)烯胺型：通常(tngchng)烯胺化合物存在以下平衡：pKa越大，堿性越強(qiáng)共一百三十二頁 影響堿性強(qiáng)弱(qin ru)的因素共軛效應(yīng)酰胺型：若氮原子(yunz)

23、處于酰胺結(jié)構(gòu)中，由于氮原子(yunz)孤電子對(duì)與酰胺羰基的p-共軛效應(yīng)，其堿性很弱，近似中性。pKa越大，堿性越強(qiáng)共一百三十二頁比較(bjio)堿性強(qiáng)弱強(qiáng)弱(qin ru)順序：季銨堿脂仲胺堿脂叔胺堿芳胺堿酰胺堿。共一百三十二頁 影響堿性強(qiáng)弱的因素(yn s)（5）空間效應(yīng)：東莨菪堿分子結(jié)構(gòu)中，氮原子附近的環(huán)氧結(jié)構(gòu)形成空間位阻以及吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)，使其堿性較莨菪堿弱。 pKa越大，堿性(jin xn)越強(qiáng)共一百三十二頁影響(yngxing)堿性強(qiáng)弱的因素空間效應(yīng)叔胺分子堿性(jin xn)降低但如：苦參堿使堿性增強(qiáng)pKa越大，堿性越強(qiáng)共一百三十二頁影響堿性強(qiáng)弱的因素(yn s)（6）分子內(nèi)氫鍵分

24、子內(nèi)氫鍵形成(xngchng)對(duì)生物堿堿性強(qiáng)度的影響顯著。若能形成穩(wěn)定的分子內(nèi)氫鍵，可使堿性增強(qiáng)。pKa越大，堿性越強(qiáng)共一百三十二頁影響堿性(jin xn)強(qiáng)弱的因素（7）分子內(nèi)互變異構(gòu)小檗堿有季銨式、醇式、醛式三種能互變的結(jié)構(gòu)式，以季銨式最穩(wěn)定。pKa越大，堿性(jin xn)越強(qiáng)小檗堿pKa=11.5，是強(qiáng)堿。共一百三十二頁影響生物堿堿性(jin xn)強(qiáng)弱的因素堿性強(qiáng)弱順序：共一百三十二頁 對(duì)具體化合物，上述幾種影響生物堿堿性強(qiáng)度的因素，必須綜合考察。一般來說：空間效應(yīng)(xioyng)和誘導(dǎo)效應(yīng)(xioyng)共存時(shí)，空間效應(yīng)居于主導(dǎo)地位。誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)共存時(shí)，往往共軛效應(yīng)的影響為大

25、。此外，除分子結(jié)構(gòu)本身影響生物堿的堿性強(qiáng)度外，外界因素如溶劑、溫度等也可影響其堿性強(qiáng)度。影響生物堿堿性強(qiáng)弱(qin ru)的因素共一百三十二頁4.溶解度（1） 游離生物堿極性極小，大多數(shù)不溶于水或難溶于水，能溶于氯仿、乙醚、丙酮、乙醇或苯等有機(jī)溶劑，特別(tbi)易溶于氯仿，可溶于酸水，不溶或難溶于水和堿水。 （2）生物堿的鹽類極性較大，大多易溶于水及醇，不溶或難溶于氯仿、乙醚、丙酮或苯等有機(jī)溶劑，其溶解性與游離生物堿恰好相反，生物堿在酸水中成鹽溶解，調(diào)堿性后又游離析出沉淀這種性質(zhì)可以用于生物堿的提取、分離與精制。此外，生物堿的無機(jī)酸鹽雖易溶于水，但溶解度的大小有區(qū)別。一般以含氧酸，如硫酸、磷

26、酸等的鹽，水溶度較大。少數(shù)化合物的鹽酸鹽、氫碘酸鹽則難溶于水（如鹽酸小檗堿）。 （3）苷類、季銨堿類生物堿和某些含氮-氧化物的生物堿可溶于水、甲醇、乙醇，難溶于親脂性有機(jī)溶劑。（4）兩性生物堿（含酸性基團(tuán)（酚羥基、羧基的生物堿）既可溶于酸水，也可溶于堿水溶液，但在pH 8-9時(shí)溶解性最差，易產(chǎn)生沉淀，難溶于一般有機(jī)溶劑中。（5）具內(nèi)酯和內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)的生物堿在正常情況下，其溶解性類似一般叔胺堿，但在堿水溶液中可開環(huán)形成羧酸鹽而溶于水中，繼之加酸復(fù)又還原。（6）小分子的麻黃堿既可溶于有機(jī)溶劑中，也可溶于水中。生物堿的性質(zhì)(xngzh)共一百三十二頁5.生物堿的檢識(shí)方法(fngf)（1）生物堿的沉淀反

27、應(yīng) 利用生物堿的沉淀反應(yīng)可檢查植物中是否含有生物堿以及分離生物堿。 生物堿的沉淀反應(yīng)是指生物堿在酸性條件下與某些試劑生成不溶于水的的復(fù)鹽或絡(luò)合物沉淀的反應(yīng)。 大多數(shù)生物堿能發(fā)生沉淀反應(yīng)（個(gè)別如麻黃堿、咖啡堿不反應(yīng)）。大多數(shù)沉淀反應(yīng)在酸性水溶液中進(jìn)行（個(gè)別如苦味酸在中性條件進(jìn)行）。 生物堿的檢識(shí)方法(fngf)共一百三十二頁生物堿沉淀試劑(shj)根據(jù)生成物不同可分成三種類型：一是生成不溶性鹽類，屬于該類試劑有硅鎢酸試劑、苦味酸試劑、磷鉬酸試劑等；二是生成疏松的配合物，如碘-碘化鉀試劑；三是生成不溶性加成物，如碘化鉍鉀、碘化汞鉀等一些重金屬鹽類。生物堿的沉淀試劑較多，常用的有：Bertrand試

28、劑(硅鎢酸試劑)：12WO3SiO2，在酸性溶液中與生物堿反應(yīng)生成灰白色沉淀。Sonnenschein試劑（磷鉬酸試劑）：H3PO412MoO3，在中性或酸性溶液中與生物堿反應(yīng)生成棕黃色沉淀。Mayer試劑(碘化汞鉀試劑)：HgI22KI，在酸性溶液中與生物堿反應(yīng)生成類白色沉淀，若加過量試劑，沉淀又被溶解。Drugendroff試劑(碘化鉍鉀試劑)：BiI3KI，在酸性溶液中與生物堿反應(yīng)多生成紅棕色沉淀。生物堿的沉淀(chndin)反應(yīng)共一百三十二頁試劑名稱試劑組成現(xiàn)象 碘化鉍鉀KBiI4試劑紅棕色碘化汞鉀K2HgI4類白色碘碘化鉀KI.I2紅棕色硅鎢酸SiO2.12WO3.nH2O灰白色苦味

29、酸2,4,6-三硝基苯酚黃色磷鉬酸H3PO412MoO3棕黃色（雷氏銨鹽）硫氰酸鉻銨試劑NH4+Cr(NH3)2(SCN)4紅色生物堿的沉淀(chndin)反應(yīng)共一百三十二頁沉淀反應(yīng)條件：（1）通常在酸性水溶液中生物堿成鹽狀態(tài)下進(jìn)行； （若在堿性條件下則試劑本身將產(chǎn)生沉淀）（2）在稀醇或脂溶性溶液中時(shí)，含水量50%； （當(dāng)醇含量50%時(shí)可使沉淀溶解）（3）沉淀試劑不易加入多量。 （如：過量的碘化汞鉀可使產(chǎn)生的沉淀溶解）注意：沉淀反應(yīng)的陽性結(jié)果，往往并不可靠(kko)，但陰性反應(yīng)卻可以證實(shí)其不含生物堿。檢查時(shí)常需用3種以上靈敏的沉淀試劑對(duì)照觀察。生物堿的沉淀(chndin)反應(yīng)共一百三十二頁 沉

30、淀試劑和顯色劑鑒別生物堿時(shí)，注意反應(yīng)條件和排除干擾：（1）非專屬性：試劑常對(duì)一些非生物堿類成分同時(shí)能起陽性反應(yīng)，造成假陽性。 如碘化鉍鉀，除了生物堿有沉淀外，還可以與萜類、內(nèi)酯、香豆素、蛋白質(zhì)、鞣質(zhì)等，特別是具有共軛羰基的非含氮物質(zhì)產(chǎn)生陽性反應(yīng)。（2）非含氮雜環(huán)的生物堿（如麻黃堿、秋水仙堿），與某些(mu xi)生物堿沉淀試劑不反應(yīng)。（3）季胺類生物堿未被提出，而造成假陰性。生物堿的沉淀(chndin)反應(yīng)共一百三十二頁（2） 顯色反應(yīng) 顯色反應(yīng)可用于鑒別生物堿，其原理目前還不太清楚。常用的顯色劑有以下幾種。 Frohde試劑(1鉬酸鈉或5鉬酸銨的濃硫酸溶液)：烏頭堿顯黃棕色，嗎啡顯紫色轉(zhuǎn)棕色

31、，可待因顯暗綠色至淡黃色，黃連素顯棕綠色，阿托品等不顯色。 Mandelin試劑(1%釩酸銨的濃硫酸溶液)：嗎啡顯棕色，可待因顯藍(lán)色，莨菪堿則顯紅色。 Marquis試劑(0.2mL30%甲醛(ji qun)溶液與10mL濃硫酸的混合溶液)：嗎啡顯橙色至紫色，可待因顯紅色至黃棕色。 生物堿的檢識(shí)方法(fngf)共一百三十二頁（3）色譜檢識(shí) （A）生物堿的薄層色譜 (TLC) a吸附薄層色譜法 極性吸附劑一般用來分離和檢識(shí)弱極性和中等(zhngdng)極性的生物堿，常用的極性吸附劑有硅膠和氧化鋁?；钚蕴康确菢O性吸附劑常用于分離極性較強(qiáng)的生物堿。生物堿薄層色譜所用流動(dòng)相系統(tǒng)有中性和堿性兩種。 b分

32、配薄層色譜法 常選用硅膠、纖維素為支持劑，以甲酰胺為固定相的薄層色譜，適于分離弱極性和中等極性的生物堿，移動(dòng)相采用氯仿為主的溶劑系統(tǒng)（先用固定相飽和）；以水為固定相的薄層色譜，適于分離檢識(shí)水溶性的生物堿（鹽），可用BAW系統(tǒng)展開。 生物堿的檢識(shí)方法(fngf)共一百三十二頁 由于生物堿的類型很多，各類差別很大，薄層條件也隨之不同。1展開劑及吸附劑 脂溶性生物堿可采用吸附薄層法，用活度較大的吸附劑如硅膠、氧化鋁及極性較小的溶劑進(jìn)行層離。 水溶性生物堿則用硅藻土、纖維素等支持劑及極性較大的溶劑進(jìn)行分配層析。 生物堿在苯、乙醚、氯仿、醇類等有機(jī)溶劑中均有一定(ydng)的溶解度，可以選用這些溶劑為展

33、開劑。首先試用單一的溶劑，再試用混合溶劑為展開劑生物堿的檢識(shí)方法(fngf)（3）色譜檢識(shí)共一百三十二頁常用的生物堿展開系統(tǒng)：（1）甲苯-乙酸乙酯-二乙胺（7：2：1）：適用于多種生藥中生物堿的分離，初篩用。（2）乙酸乙酯-甲酸-水（100：13.5：10）：適用于水溶性生物堿。（3）氯仿-二乙胺（9：1）、氯仿-甲醇（9：1，氨蒸氣(zhn q)飽和）、氯仿-甲醇-氨水（5：0.6：6d）：適用于叔胺堿。（4）正丁醇-冰醋酸-水（7：1：2）：適用于季銨堿。生物堿的檢識(shí)方法(fngf)色譜檢識(shí)共一百三十二頁 吸附劑：吸附劑本身的酸堿性可影響生物堿的分離。 硅膠本身略帶酸性(sun xn)，對(duì)

34、生物堿的吸附力較強(qiáng)，用中性溶劑展開時(shí)Rf值很小，有時(shí)斑點(diǎn)出現(xiàn)拖尾，若用堿性展開劑，可得到集中的斑點(diǎn)，因此，用硅膠為吸附劑分離生物堿時(shí)，可在中性展開劑中加入少量堿（如二乙胺或氫氧化銨等）。 可在涂鋪硅膠薄層時(shí)用稀堿溶液使成堿性硅膠薄層，用中性展開劑分離生物堿。 堿性氧化鋁因本身帶堿性，故用中性展開劑即可使生物堿很好的分離。色譜(s p)檢識(shí)生物堿的檢識(shí)方法共一百三十二頁 顯色劑：最常用的顯色劑是碘化鉍鉀試劑，或碘- 碘化鉀試劑的混合液（1：1）， 碘鉑酸、碘蒸氣、硫酸鈰- 濃硫酸也是常用而靈敏的顯色劑，有時(shí)同一顯色劑對(duì)不同的生物堿可產(chǎn)生不同顏色，而同一生物堿有時(shí)隨顯色時(shí)間及溫度的不同可以有不同顏

35、色，故可藉以區(qū)別Rf值相同的一些物質(zhì)。 碘化鉍鉀試劑是最通用的生物堿顯色劑，但它與植物中一些非生物堿物質(zhì)如蛋白質(zhì)、氨基酸、某些苷、糖、嘌呤、甲基化胺、鞣質(zhì)及銨鹽等特別是具有(jyu)共軛羰基（酮或酸）或內(nèi)酯的非含氮物質(zhì)如香豆素、黃酮、查耳酮、強(qiáng)心苷產(chǎn)生正反應(yīng)而被誤認(rèn)為生物堿，干擾檢出。這些產(chǎn)生假陽性反應(yīng)的雜質(zhì)須用凈化生物堿的方法而除去 。 色譜(s p)檢識(shí)生物堿的檢識(shí)方法共一百三十二頁 （3）色譜(s p)檢識(shí) （A）生物堿的薄層色譜 (TLC) （B）紙色譜 (PC) 生物堿的紙色譜固定相常用水、甲酰胺或緩沖溶液。 （C）高效液相色譜法(HPLC) 高效液相色譜法對(duì)結(jié)構(gòu)相似的生物堿的分離檢

36、識(shí)可獲得滿意的效果。 生物堿的檢識(shí)方法(fngf)共一百三十二頁四.生物堿的提取(tq)與分離1.總生物堿的提取(1).酸水提取法 用0.11%HCl、H2SO4、HOAc浸泡或滲漉。生藥H+/H2O藥渣Alk OH-/H2OH+/H2OOH-弱堿及雜質(zhì)水溶性Alk共一百三十二頁酸水提取法易將生物堿提盡，但提取液體積(tj)大，濃縮困難，水溶性雜質(zhì)多，解決辦法是應(yīng)該結(jié)合強(qiáng)酸性或弱酸性離子交換樹脂、沉淀法等方法分離。(1).酸水提取法A）離子交換樹脂法總生物堿的提取(tq)共一百三十二頁(1)酸水提取法A）離子交換樹脂法B）沉淀法 酸提堿沉法：適用(shyng)于堿性弱的生物堿總生物堿的提取(t

37、q)藥 材沉 淀H2OH+/H2O提??；加堿堿化水溶性Alk、雜質(zhì)不溶或難溶性Alk共一百三十二頁(1)酸水提取法A）離子交換樹脂法B）沉淀法 鹽析法：適用于中等(zhngdng)弱堿總生物堿的提取(tq)黃藤1%H2SO4水溶液H2O沉淀堿化至pH=9；加NaCl達(dá)飽和掌葉防已堿共一百三十二頁(1)酸水提取法A）離子交換樹脂法B）沉淀法 雷氏銨鹽沉淀法：適用于季銨堿（強(qiáng)堿性(jin xn)生物堿）硫氰酸鉻銨試劑（ NH4+Cr(NH3)2(SCN)4 ）總生物堿的提取(tq)共一百三十二頁雷氏銨鹽提取(tq)法（適用于季銨堿類生物堿）季銨堿的水溶液水溶液沉淀(雷氏復(fù)鹽)雷氏銨鹽沉淀沉 淀濾

38、液濾液 (B2SO4)硫酸鋇沉淀(chndin)季銨堿的鹽酸鹽加酸水調(diào)至弱酸性加新配制的雷氏銨鹽飽和/H2O溶丙酮（乙醇）中加Ag2SO4飽和水溶液加入氯化鋇（BaCl2）共一百三十二頁總生物堿的提取(tq)共一百三十二頁(2).醇類溶劑提取法 乙醇(95%)或稀乙醇(6080%)浸泡、滲漉或加熱提取，濃縮液加酸酸化，過濾后，酸水用氯仿、乙醚洗滌，再堿化，最后用氯仿或乙醚提取，濃縮(nn su)得較純的總堿此法易濃縮(nn su)，水溶性雜質(zhì)少，但脂溶性雜質(zhì)多?？偵飰A的提取(tq)共一百三十二頁(3).有機(jī)溶劑提取法 先用1Na2CO3(或氨水(n shu)水溶液攪勻或磨勻，再用CHCl3、

39、CH2Cl2、苯、石油醚等浸泡或滲漉提取，提取液用稀酸水萃取。此法選擇性強(qiáng)，產(chǎn)品純度高，但溶劑昂貴，有毒，不安全?？偵飰A的提取(tq)共一百三十二頁2.生物堿的分離(1).利用分步結(jié)晶法進(jìn)行混合生物堿的分離 利用生物堿在不同溶劑中的溶解度不同以達(dá)到分離的目的(md)。利用總堿中不同生物堿可能在不同溶劑中溶解度不同，析晶速度快慢來達(dá)到分離目的。溶劑:乙醇、丙酮、甲醇等。總堿溶少量適當(dāng)溶劑中(乙醚、丙酮或甲醇)，放置析晶，過濾予以分離，母液濃縮后可以加少量不同溶劑再試行結(jié)晶. 不同生物堿可能由此分離純化。分離到的較純晶體可以重結(jié)晶進(jìn)一步分離純化。生物堿的提取(tq)與分離共一百三十二頁(2).生

40、成生物堿的衍生物進(jìn)行分離生物堿的鹽比游離生物堿更易于結(jié)晶，常用酸有氫碘酸、過氯酸、苦味酸等，與生物堿形成鹽。 例麻黃堿與偽麻黃堿的分離：利用它們草酸鹽的溶解度不同(前者小)而分離。再如：有些生物堿可與氯乙酰或氯甲酸乙酯生成相應(yīng)的酯，利用它們的沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離。(3).利用生物堿的堿性(jin xn)強(qiáng)弱不同進(jìn)行分離 堿強(qiáng)度不同的混合生物堿在酸水溶液中加適量的堿液，有機(jī)溶劑萃取，則弱堿先游離析出轉(zhuǎn)入有機(jī)溶劑層，強(qiáng)堿與酸成鹽仍留在水溶液中，如逐步添加堿量，則游離出生物堿的強(qiáng)度也逐步增強(qiáng)，這樣可達(dá)到分離目的。生物堿的分離(fnl)共一百三十二頁用pH梯度萃取法分離混合生物堿具體有哪兩種方法？ 答：一

41、種是將總生物堿溶于氯仿等親脂性有機(jī)溶劑，以不同酸性緩沖液按pH由高至低依次萃取，生物堿可按堿性(jin xn)由強(qiáng)至弱先后成鹽依次被萃取出而分離，分別堿化后以有機(jī)溶劑萃取即可。另一種是將總生物堿溶于酸水，逐步加堿使pH由低到高，每調(diào)節(jié)一次pH值，即用氯仿等有機(jī)溶劑萃取一次，則各游離生物堿依堿性由弱至強(qiáng)依次被萃取出而分離。共一百三十二頁 方法(fngf)1： 混合生物堿溶于酸水中逐步(zhb)加堿(氨水等)每調(diào)一次pH (pH由低至高),用有機(jī)溶劑萃取一次.生物堿游離，由弱至強(qiáng)依次被分離方法2：混合生物堿溶于氯仿中逐步加酸性緩沖液(pH由高至低)生物堿以鹽的形式由強(qiáng)至弱被依次分離梯度萃取方法pH

42、共一百三十二頁生物堿的分離(fnl)共一百三十二頁(4)利用生物堿中不同官能團(tuán)用化學(xué)法進(jìn)行分離 例如含嗎啡的總堿加NaOH水溶液，再用CHCl3提取，因嗎啡含有酚羥基可與NaOH生成鈉鹽仍留于水中，從而與其它生物堿分離開。(5)利用分餾方法進(jìn)行分離 由不同沸點(diǎn)組成的液體生物堿總堿，往往可通過常壓或減壓分餾進(jìn)行分離。利用總堿中不同生物堿可能在不同溶劑中析晶速度(sd)快慢來達(dá)到分離目的。溶劑:乙醇、丙酮、甲醇等。總堿溶少量適當(dāng)溶劑中，放置析晶，過瀘予以分離，母液濃縮后可以加少量不同溶劑再試行結(jié)晶. 不同生物堿可能由此分離純化。分離到的較純晶體可以重結(jié)晶進(jìn)一步分離純化。 生物堿的分離(fnl)共一

43、百三十二頁(6).采用色譜法進(jìn)行分離 當(dāng)用一些簡便方法還未能達(dá)到分離的目的時(shí)，往往采用柱層析法進(jìn)行分離，常用氧化鋁作吸附劑（偶爾(u r)用硅膠，顯弱酸性），展開劑：游離Alk常以苯、乙醚、氯仿等溶劑洗脫根據(jù)吸附能力不同而達(dá)到分離的目的。還可用離子交換層析法根據(jù)堿性強(qiáng)弱不同而分離。有時(shí)也可用凝膠色譜，根據(jù)分子量大小不同進(jìn)行分離。 上述分離所得單體純度的檢查：薄層層析檢查必須是單一斑點(diǎn)；結(jié)晶經(jīng)重結(jié)晶后晶體均勻，色澤均勻，熔距短(12以內(nèi))；1H-NMR及MS譜中無雜質(zhì)信號(hào)；必要時(shí)再經(jīng)GC與HPLC檢查純度。 生物堿的分離(fnl)共一百三十二頁薄層色譜法分離(fnl)生物堿時(shí)，化合物的Rf值大小

44、取決于分子極性的大小。化合物極性判斷：相似結(jié)構(gòu)：雙鍵多、含氧官能團(tuán)多則極性大在含氧官能團(tuán)中：生物堿的分離(fnl)共一百三十二頁提取(tq)分離 提取分離(fnl)實(shí)例長春堿與長春新堿(醛基長春堿)長春新堿兩個(gè)化合物堿性比較如何？極性如何？ 共一百三十二頁提取分離(fnl)實(shí)例長春花全草(干粉(gnfn)80目)苯滲漉液藥 渣苯 液H+/H2O苯滲漉pH=46%酒石酸水溶液萃取過濾，氨水堿化至pH=67 CHCl3提除水雜除脂雜除堿性較強(qiáng)的成分共一百三十二頁H2OCHCl3弱堿(ru jin)Alk硫酸鹽回收氯仿(l fn)，蒸干溶于無水乙醇H2SO4調(diào)pH=3.84.1Alk沉淀溶于H2O，

45、氨水堿化至pH=89 CHCl3萃取除脂雜除水雜精制提取分離實(shí)例共一百三十二頁H2OCHCl3游離Alk長春堿長春新堿回收(hushu)氯仿溶于苯:氯仿(1:2)液中通過Al2O3吸附(xf)柱用苯:氯仿(1:2)洗脫色譜分離提取分離實(shí)例共一百三十二頁五. 生物堿的鑒定和結(jié)構(gòu)測定1.已知生物堿的鑒定(1) 物性測定 測定化合物的熔沸點(diǎn)、比旋光度等物理常數(shù)，與已知生物堿的物理常數(shù)比較。(2) 色譜分析(s p fn x) 常用薄層色譜，紙色譜，可用幾種溶劑嘗試，對(duì)照其Rf值。薄層色譜：軟板常用氧化鋁，展開劑為苯、氯仿。硬板常用硅膠，展開劑為苯、氯仿、石油醚。如生物堿中極性基團(tuán)多，則可在展開劑中加

46、適量乙醇或丙酮。分配薄層色譜法：在纖維素或硅膠薄層上用甲酰胺作固定相，以苯或氯仿為移動(dòng)相，為避免拖尾，可用甲酰胺把固定相飽和，可得到單一色點(diǎn)。共一百三十二頁已知生物堿的鑒定(1) 物性(w xn)測定(2) 色譜分析薄層色譜：紙層析：以水為固定相，或?qū)⒓柞０芳拥綖V紙上作固定相；苯+氯仿+乙酸乙酯作為移動(dòng)相。 常用顯色劑：都可用碘化鉍鉀或碘化鉑鉀。前者多顯橙紅色；后者則不同(例嗎啡顯藍(lán)色；蛇根堿顯紅棕色；阿托品顯藍(lán)紫色；烏頭堿顯紅棕色)。 大多生物堿的Rf值可查，但隨溶劑不同易變化。如有標(biāo)樣則可與標(biāo)樣作共同分析，確定是否為同一物。 共一百三十二頁(3).譜學(xué)特征分析 與文獻(xiàn)中所列化合物的紫外光譜

47、、紅外光譜、核磁共振譜、質(zhì)譜的譜學(xué)特征進(jìn)行對(duì)照，以確定是否為該化合物。 紫外光譜（UV）：生物堿的UV譜反映了其基本骨架或生色基團(tuán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。生色基團(tuán)在分子的非主體部分(b fen)，UV譜不能反映分子的骨架特征，對(duì)測定結(jié)構(gòu)作用有限。生色基團(tuán)在分子的整體結(jié)構(gòu)部分(b fen)，生色基團(tuán)組成分子的基本骨架與類型，如吡啶、喹啉、吲哚類生物堿，UV譜可反映生物堿的基本骨架與類型特征，且受取代基的影響很小，對(duì)生物堿骨架的測定有重要的作用。 紅外光譜（IR）：主要用于官能團(tuán)的定性和與己知生物堿對(duì)照鑒定。IR在生物堿的結(jié)構(gòu)測定中作用有限。例酮基在1690cm-1左右區(qū)域的振動(dòng)吸收，3735,1296cm-

48、1顯示酚羥基的吸收等。 已知生物堿的鑒定(jindng)共一百三十二頁 核磁共振譜（NMR）：NMR譜是生物堿結(jié)構(gòu)測定中最強(qiáng)有力的工具之一。氫譜可提供(tgng)有關(guān)官能團(tuán)（如NCH3、NC2H5、NH、OH、CH3O、C=C、Ar-H等）和立體化學(xué)的許多信息。碳譜、高分辨氫譜和2D-NMR譜，所提供的結(jié)構(gòu)信息的數(shù)量和質(zhì)量，是其它光譜方法所難于比擬的。因此核磁共振譜是生物堿結(jié)構(gòu)測定中應(yīng)用最廣的方法。 質(zhì)譜(MS)：由于生物堿結(jié)構(gòu)不同，有不同的裂解方式，產(chǎn)生不同的離子峰。難于裂解或由取代基或側(cè)鏈的裂解產(chǎn)生的M+或M+-1多為基峰或強(qiáng)峰，一般觀察不到由骨架裂解產(chǎn)生的特征離子。以氮原子為中心的-裂解

49、，多涉及骨架的裂解，且基峰或強(qiáng)峰多是含氮的基團(tuán)或部分。已知生物堿的鑒定(jindng)共一百三十二頁生物堿MS的一般規(guī)律：1.難于裂解或由取代基或側(cè)鏈的裂解產(chǎn)生特征(tzhng)離子 特點(diǎn)：M+或M+-1多為基峰或強(qiáng)峰。 一般觀察不到由骨架裂解產(chǎn)生的特征離子。主要包括兩大類： 芳香體系組成分子的整體或主體結(jié)構(gòu)； 如喹啉類、吖啶酮類等 具有環(huán)系多、分子結(jié)構(gòu)緊密的生物堿； 如苦參堿類、秋水仙堿類等共一百三十二頁生物堿MS的一般規(guī)律： 2.主要裂解受氮原子支配(zhpi)主要裂解方式是以氮原子為中心的-裂解，且多涉及骨架的裂解。 特征：基峰或強(qiáng)峰多是含氮的基團(tuán)或部分。 主要類型生物堿：金雞寧類、甾體

50、生物堿類等。共一百三十二頁生物堿MS的一般規(guī)律： 3.主要由RDA裂解產(chǎn)生的特征離子 特點(diǎn)：裂解后產(chǎn)生一對(duì)強(qiáng)的互補(bǔ)離子，由此可確定環(huán)上取代基的性質(zhì)和數(shù)目。 主要有：四氫原小檗堿類、無N-烷基取代的阿樸菲類等。 四氫原小檗堿類型的生物堿，主要從環(huán)裂解，發(fā)生逆Diels-Alder反應(yīng)(RDA反應(yīng))。如：輪環(huán)藤酚堿（cyclanoline）的裂解過程表示(biosh)如下：共一百三十二頁輪環(huán)藤酚堿（cyclanoline）的裂解(li ji)過程共一百三十二頁生物堿MS的一般規(guī)律： 4.主要(zhyo)由芐基裂解產(chǎn)生特征離子 特點(diǎn)：同3。即裂解后產(chǎn)生一對(duì)強(qiáng)的互補(bǔ)離子如：芐基四氫異喹啉類、雙芐基四氫

51、異喹啉類等。如：異喹啉類型中的1-苯甲基-四氫異喹啉類型的生物堿，其在裂解過程中易失去苯甲基，得到以四氫異喹啉碎片為主的強(qiáng)譜線。 共一百三十二頁1-苯甲基-四氫異喹啉類型(lixng)的生物堿的裂解：共一百三十二頁2. 未知生物堿的結(jié)構(gòu)測定(1) 化學(xué)降解反應(yīng) 化學(xué)降解反應(yīng)是經(jīng)典的結(jié)構(gòu)測定方法(fngf)，其方法(fngf)很多，常用的化學(xué)方法有Hofmann降解反應(yīng)、Emde降解反應(yīng)等，生物堿的結(jié)構(gòu)鑒定往往用波譜法結(jié)合化學(xué)法進(jìn)行。對(duì)生物堿而言，Hoffman分解反應(yīng)(徹底甲基化反應(yīng)）是最常用的方法，可了解氮原子的結(jié)合狀態(tài)，基本明確生物堿的骨架。 共一百三十二頁未知生物堿的結(jié)構(gòu)測定(1) 化學(xué)

52、降解反應(yīng)霍夫曼降解反應(yīng)：季銨堿熱解生成烯的反應(yīng)。霍夫曼降解反應(yīng)是最為重要的C-N鍵裂解反應(yīng)，發(fā)生的必要條件是氮原子的-位應(yīng)有質(zhì)子。開始的化合物是胺，用過量CH3I使之烷基化，轉(zhuǎn)變?yōu)樗募?jí)銨鹽，再變?yōu)榧句@堿后熱解，因此又叫徹底甲基化。反應(yīng)實(shí)質(zhì)：失去-位氫，N與-C斷鍵，在、-C之間形成雙鍵得到烯烴(xtng)。注意：（1）霍夫曼降解每次只能使一個(gè)C-N鍵斷裂。 （2）當(dāng)可得到幾種產(chǎn)物時(shí)，將形成取代程度最小的烯烴。共一百三十二頁開始(kish)的化合物是胺，用過量CH3I使之烷基化，轉(zhuǎn)變?yōu)樗募?jí)銨鹽，再變?yōu)榧句@堿后熱解，因此又叫徹底甲基化。反應(yīng)實(shí)質(zhì)：失去-位氫，N與-C斷鍵，在、-C之間形成雙鍵得到烯

53、烴。例如：霍夫曼降解反應(yīng)(fnyng)：季銨堿熱解生成烯的反應(yīng)。過程如下：共一百三十二頁再例：霍夫曼降解反應(yīng)(fnyng)：季銨堿熱解生成烯的反應(yīng)。過程(guchng)如下：共一百三十二頁當(dāng)可得到幾種產(chǎn)物時(shí)，將形成取代程度(chngd)最小的烯烴?；舴蚵到夥磻?yīng)(fnyng)：季銨堿熱解生成烯的反應(yīng)。共一百三十二頁思考題：毒芹的活性成分是一種(y zhn)叫毒芹堿的生物堿。從下面所示的反應(yīng)過程中推測毒芹堿(C8H17N)的結(jié)構(gòu)式。 霍夫曼降解(jin ji)反應(yīng)：季銨堿熱解生成烯的反應(yīng)。共一百三十二頁未知生物堿的結(jié)構(gòu)測定(1) 化學(xué)降解反應(yīng)(2) 物理方法 通過元素分析，四譜，X單晶衍射光譜等

54、分析，確定(qudng)化合物的結(jié)構(gòu)。 例如防已堿：分子式C19H23O4N，為酚性生物堿，m.p. 161，D -70(乙醇)。 紫外光譜 263nm( lg3.79)顯示四氫異喹啉吸收； 紅外光譜 3735,1590,1296cm-1顯示苯酚吸收，1700cm-1顯示,-不飽和酮吸收；共一百三十二頁 1H-NMR(CDCl3)顯示(xinsh)：NCH32.34(3H,s)， -OCH33.40(3H,s)， ArOCH33.70(3H,s)， AB芳香質(zhì)子6.56,6.44(均為1H,d, J=7Hz)， 烯質(zhì)子5.40(1H,s)及酮基鄰位CH22.30, 2.40 (各1H,d,J=

55、14Hz)。共一百三十二頁六. 有代表性的生物堿1.胡椒堿 胡椒堿為白色晶體，m.p. 130。堿性極弱，不易與酸結(jié)合，不溶于水與石油醚，易溶于氯仿、乙醇、乙醚(y m)、苯、醋酸中。由于結(jié)構(gòu)中共軛鏈較長，因此具有抗氧化性，擴(kuò)張膽管等作用。 共一百三十二頁胡椒(hjio)堿為酰胺衍生物，有如下反應(yīng)： 從結(jié)構(gòu)式可知，胡椒酸有四種順反異構(gòu)體，熔點(diǎn)分別為134136，154156，200202，215217。分子對(duì)稱性高，則熔點(diǎn)高。上述胡椒酸m.p. 215 217，右面所示結(jié)構(gòu)胡椒酸m.p. 134136。胡椒堿提?。?5g黑胡椒，95%乙醇（150180mL）回流2h，抽濾，濾液濃縮至15mL，

56、加入熱的2mol/LNaOH醇溶液，過濾，濾液中加入15 mL水，大量黃色晶體析出，抽濾，干燥，丙酮(bn tn)重結(jié)晶，得白色晶體。市售白胡椒約含2%胡椒堿。胡椒酸六氫吡啶有代表性的生物堿胡椒酸異構(gòu)體共一百三十二頁2. 菸堿 菸堿又稱煙堿、尼古丁，分子式C10H14N2，學(xué)名3-(1-甲基-2-吡咯烷基)吡啶。b.p. 246，無色或微黃色油狀液體，D -168o，有一手性碳，天然的為左旋物。對(duì)植物神經(jīng)和中樞神經(jīng)有先興奮后麻痹作用，40mg致死，是煙草中的一種主要生物堿，煙草中含45%，我國市售香煙每支含量約為11.4mg，吸煙過多的人會(huì)引起慢性(mn xng)中毒。煙堿可作殺蟲劑、殺菌劑。

57、有代表性的生物堿共一百三十二頁菸堿的性質(zhì)：(1) 具有堿性，使酚酞(fn ti)變紅，pH 8.210。(2) 與碘化汞(鉍)鉀生成絡(luò)合物而顯色。 B(生物堿) + HgI2KI BHgI2KI (有色物)(3) 與苦味酸或鞣酸生成沉淀。(4) 被高錳酸鉀氧化成煙酸。 煙堿的提取方法：35g煙絲，加10%HCl 100ml加熱(ji r)20min，抽濾，濾液用25%NaOH中和至pH 77.5，水汽蒸餾，得無色透明液體。 有代表性的生物堿共一百三十二頁 利用上法從煙草中提取制備的煙堿純度差，能耗大，污染嚴(yán)重，產(chǎn)品成本高，收率低。目前可采用微波輔助提取技術(shù)和索氏提取技術(shù)，分別用極性和非極性溶劑

58、對(duì)煙草中的煙堿進(jìn)行提取。 天然煙堿的用途十分(shfn)廣泛，可用干糧食、油料、蔬菜、水果等食用農(nóng)作物的無殘留、無公害的高效殺蟲劑等。 近年來發(fā)現(xiàn)，尼古丁通過煙堿受體作用于中樞神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)，使多巴胺釋放增加，因而對(duì)帕金森病的發(fā)病具有保護(hù)作用。 尼古丁作為治療心血管、皮膚、蛇毒蟲咬傷害等疾患藥物的原料，需求量越來越大，尤其是高純度的天然尼古丁，在國際上備受歡迎。有代表性的生物堿共一百三十二頁3.茶堿 茶堿學(xué)名為1,3-二甲基黃嘌呤，茶葉中含量為0.002%。無色針狀晶體，味苦，m.p. 269272, 易溶于沸水、氯仿中，與NaOH水溶液生成(shn chn)鹽，具兩性。茶堿有松馳平滑肌、擴(kuò)張血

59、管和冠狀動(dòng)脈的作用，臨床上可用于治療心絞痛和哮喘，其藥理比咖啡堿和可可堿都好，利尿作用比可可豆堿強(qiáng)，但作用時(shí)間較短。 有代表性的生物堿共一百三十二頁4.可可豆堿 可可豆堿學(xué)名是3,7-二甲基黃嘌呤，與茶堿同分異構(gòu)體，可可豆中主要成分。茶葉中含0.05%、可可豆中約含有1.53%。白粉末狀結(jié)晶，味苦，m.p. 357，290升華，易溶于熱水，難溶于冷水、乙醇(y chn)、乙醚。與NaOH水溶液生成鹽，具有兩性。主要作心臟性水腫病的治療，作利尿劑，作用持久，刺激性小。有代表性的生物堿共一百三十二頁5.咖啡堿 咖啡堿學(xué)名為1,3,7-三甲基黃嘌呤，又稱咖啡因。茶葉中含0.10.5%。無色針狀晶體，

60、味苦，m.p. 234237，178升華(shnghu)。易溶于水、乙醇、丙酮、三氯甲烷。能興奮中樞神經(jīng)，對(duì)心臟和腎也有興奮作用。作中樞神經(jīng)興奮劑和利尿、強(qiáng)心藥。 有代表性的生物堿共一百三十二頁6、小檗堿 小檗堿又名黃連素，主要存在于小檗的根莖、樹皮中，分子式為C20H18NO4+，從水或稀乙醇中結(jié)晶得到的小檗堿是黃色針狀結(jié)晶。鹽酸小檗堿是黃色小針狀結(jié)晶。 游離小檗堿易溶于熱水、微溶于水和熱乙醇、難溶于苯、氯仿(l fn)、丙酮。鹽酸小檗堿微溶于冷水，易溶于熱水，幾乎不溶于冷乙醇、氯仿和乙醚中。小檗堿和大分子有機(jī)酸形成的鹽在水中的溶解度都很小。有代表性的生物堿小檗堿鹽酸(yn sun)小檗堿共