生物堿-理化性質課件

第三節(jié)生物堿的理化性質一、性狀1.形態(tài)：

多為結晶固體，少為粉末。少數(shù)常溫下液體（多不含氧，若含氧則多成酯鍵）,如檳榔堿、煙堿等在常溫下是液體。

nicotine2、熔點熔點固定雙熔點：防己諾林堿3、揮發(fā)性

多無揮發(fā)性，少數(shù)小分子、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

麻黃堿、偽麻黃堿能隨水蒸氣蒸餾。4、味覺

多具苦味；有的有辣味，如胡椒堿；個別生物堿具有甜味，如甜菜堿。

ZnH2SO4小檗堿（黃色）四氫小檗堿（無色）大多數(shù)生物堿為無色物質，少數(shù)含有較長共軛體系的如小檗堿、蛇根堿為黃色，小檗紅堿為紅色。5.顏色二.旋光性含有手性碳原子的生物堿，由于分子不對稱性而具有旋光性。生物堿的旋光性受PH、溶劑、溫度、濃度等因素影響。如：煙堿(尼古丁)中性溶液——左旋光性酸性溶液——右旋光性多數(shù)左旋體呈顯著生理活性，右旋體無或很弱。三.溶解性親脂性生物堿：絕大多數(shù)仲胺和叔胺生物堿；氮原子的存在形式極性基團的有無、數(shù)目溶劑的極性分子大小溶解的溶劑？水溶性生物堿：季銨鹽；少數(shù)小分子叔胺堿溶解的溶劑？成鹽后易溶于水無機酸鹽大于有機酸鹽；無機酸鹽中含氧酸鹽的水溶性大；有機酸鹽中小分子有機酸鹽水溶性較好?？鄥A氧化苦參堿少數(shù)游離生物堿難溶于有機溶劑，而溶于水中。如：

嗎啡難溶于氯仿、乙醚，可溶于堿水。

喜樹堿不溶于一般有機溶劑，而溶于酸性氯仿。某些生物堿鹽具有特殊的溶解性質。如高石蒜堿的鹽酸鹽不溶于水，而溶于氯仿；鹽酸小檗堿難溶于水；少數(shù)酚性堿，不溶堿水中。特殊溶解性空間位阻四、生物堿的堿性

生物堿的堿性強弱主要取決于分子結構中氮原子的電子云密度，若電子云密度升高，則堿性增強，反之堿性下降。

生物堿分子中含有氮原子，氮原子最外層電子結構中有一對未共用電子，能與酸中的質子（H+）以配位鍵的形式結合成鹽，所以具有堿性。堿性？（一）堿性的產(chǎn)生1、氮原子的雜化方式（三）生物堿堿性和分子結構的關系為什么？煙堿Pka1=8.2Pka2=3.4季胺堿>氮烷雜環(huán)>脂肪胺基>芳香胺>氮芳烯雜環(huán)>酰胺>吡咯>腈(1)誘導效應（通過碳鏈傳遞）供電性基團取代，堿性增強氮原子附近有吸電性基團，堿性減弱；

如：二甲胺(Pka10.70)>甲胺(Pka10.64)>氨(Pka9.75)三甲胺？Pka9.80？2、電子效應去甲麻黃堿PKa9.00麻黃堿PKa9.58苯異丙胺PKa9.80二氫石蒜堿石蒜堿Pka=8.4Pka=6.4可卡因托哌可卡因Pka=8.31Pka=9.88阿馬林：pKa=8.15；二乙酰阿馬林：pKa=4.9R=H阿馬林R=Ac二乙酰阿馬林其他如士的寧與偽士的寧(2)誘導-場效應

誘導和場效應:生物堿分子中同時含有兩個氮原子時，第一個氮原子質子化后產(chǎn)生一個強的吸電基團+NHR2，此時對第二個氮原子產(chǎn)生兩種降低其堿性的作用（誘導和場效應）。

誘導效應通過碳鏈傳遞。

場效應通過空間直接作用，又稱為直接效應。

吐根堿金雀花堿ΔpKa=0.89ΔpKa=8.1(3)共軛效應

氮原子孤電子電子基團

氮原子孤電子對處于P~共軛體系時，通常堿性減弱。苯胺型、烯胺型、酰胺型①苯胺型Pka1=1.76Pka2=7.88毒扁豆堿②烯胺型仲烯胺：共軛酸B極不穩(wěn)定，平衡向C進行，堿性較弱；叔烯胺：共軛酸B較穩(wěn)定，平衡向B進行，堿性較強。A（生物堿）B（共軛酸）H+OH-C共軛酸B較穩(wěn)定，平衡向B進行，堿性較強。士的寧Pka=8.2新士的寧Pka=3.8氮原子不處在橋頭，堿性強氮原子處在橋頭，堿性相對較弱吡咯pKa0.4咪唑pKa7.2脒pKa12.4胍基生物堿呈強堿性。PKa＝13.6

胍質子化后形成季銨離子，呈強共軛，體系穩(wěn)定性大（共軛酸的高度共振穩(wěn)定性，使共軛酸穩(wěn)定，Ka小，Pka大，堿性強）胍H+Pka=13.6③酰胺型胡椒堿Pka=1.42咖啡因Pka=1.223、空間效應

氮原子由于附近取代基的空間立體障礙或分子構象因素，使質子難于接近氮原子，堿性減弱。PKa＝4.39PKa＝5.15PKa＝4.81PKa＝2.93空間效應：阻礙質子靠近氮原子，使堿性降低（莨菪堿和東莨菪堿）。莨菪堿（pka9.65）

東莨菪堿（pka7.50）4、分子內(nèi)氫鍵

若能形成穩(wěn)定的分子內(nèi)氫鍵，可使堿性增強。（指成鹽時接受的質子能形成穩(wěn)定的分子內(nèi)氫鍵）和鉤藤堿Pka=6.32異和鉤藤堿Pka=5.20一個生物堿結構中常存在多個影響生物堿堿性強度的因素，應綜合考慮。誘導效應和空間效應共存時，空間效應對堿度的影響較大；誘導效應和共軛效應共存時，共軛效應對堿度的影響較大。五、生物堿的檢識大多數(shù)生物堿能發(fā)生沉淀反應少數(shù)生物堿與沉淀試劑不反應

如麻黃堿、咖啡因等反應條件：稀酸水溶液或醇溶液。個別如苦味酸在中性條件進行）。應用：

鑒別——試管法、TLC或PPC顯色劑；

提取分離、鑒定——檢查是否提取完全。（一）沉淀反應金屬鹽類碘-碘化鉀（Wagner）KI-I2紅棕色沉淀碘化鉍鉀（Dragendoff）BiI3KI橘紅色沉淀碘化汞鉀（Mayer試劑）HgI22KI類白色沉淀若加過量試劑，沉淀又被溶解其中改良的碘化鉍鉀試劑最為常用。氯化金（3%）（auricchloride）HAuCl4

黃色晶型沉淀

1氯化鉑（10%）（platiniccholride）H2PtCl6

白色晶型沉淀酸類：硅鎢酸(Bertrand試劑)淡黃色或灰白色酚酸類：苦味酸(Hager試劑)2,4,6-三硝基苯酚黃色晶型復鹽：雷氏銨鹽(Ammoniumreineckate)硫氰酸鉻銨試劑生成難溶性復鹽紫紅色反應原理：生成復鹽和絡鹽假陽性：

蛋白質、多肽、鞣質等。加入生物堿沉淀試劑，若陽性，是否說明含有生物堿？凈化方法：

酸水提取液堿化后氯仿萃取，氯仿萃取液再用酸水萃取，取酸水萃取液進行沉淀反應。（二）顯色反應某些生物堿單體能與一些濃無機酸為主的試劑反應，呈現(xiàn)出不同的顏色，常用來檢識和鑒別個別生物堿。具體試劑與反應現(xiàn)象見P403表9-2堿性強弱供電——堿性共軛、誘導吸電——堿性3>2>12>1>3B>