天然藥物化學(xué)生物堿的提取與分離

第五節(jié)生物堿的提取與分離提取藥材總生物堿同一植物體內(nèi)各種形式生物堿的總稱叫作“總生物堿”分離

生物堿單體（三）生物堿類化合物的提取與分離生物堿的提取與分離提取方法

分離方法醇類溶劑提取法

利用生物堿堿性的差異分離利用生物堿及其鹽的溶解度不同分離利用生物堿的特殊官能團分離酸水提取法

親脂性有機溶劑提取法

利用色譜法分離

一、提取

總生物堿同一植物中往往共含有幾個甚至幾十個化學(xué)結(jié)構(gòu)相類似的生物堿。這些生物堿在植物體內(nèi)大多數(shù)與有機酸或無機酸結(jié)合成鹽而存在。只有弱堿呈游離狀態(tài)。還有一些是與糖結(jié)合成苷而存在。同一植物體內(nèi)各種形式生物堿的總稱叫作“總生物堿”水蒸氣蒸餾法：適用于液體生物堿及小分子生物堿（麻黃堿）這些具有揮發(fā)性的生物堿的提取。升華法：具有升華性質(zhì)的生物堿如咖啡因等。提取方法(寫到書上溶劑提取法：最常見的方法，適用于多數(shù)生物堿的提取方式：溶劑提取法分為浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法和連續(xù)回流提取法。其中連續(xù)回流提取法可以反復(fù)利用溶劑，提取較完全，效率高。溶媒選擇：生物堿在溶劑中的溶解符合“相似相溶”的規(guī)律，生物堿的溶解度與分子中極性基團的數(shù)目與溶劑種類有密切關(guān)系；生物堿可與酸成鹽而溶于酸水中，隨后加堿至堿性又可成為游離態(tài)。生物堿+酸成鹽的公式與表達（或共軛酸）游離堿：B

BH+

+

OH-

B

+

H2O游離生物堿（B）易接受酸中的質(zhì)子變成生物堿鹽（BH+）；但是當(dāng)生物堿鹽（BH+）遇到堿性比生物堿更強的堿時，則生物堿相對而言具有酸性，則供出質(zhì)子，重新變回游離堿（B）

游離堿和鹽之間的轉(zhuǎn)化生物堿鹽游離堿1、酸水提取法2、醇提法3、親脂性有機溶劑提取法

1、酸水提取法具有堿性的生物堿在植物體內(nèi)多以鹽的形式而存在，可直接以水作為提取溶劑，而弱堿性生物堿以游離堿的形式存在，故采用酸水為提取溶劑，使游離堿與酸成鹽而被提取。常用的酸有0.5%—1%的鹽酸、硫酸、醋酸或酒石酸。采用滲漉或浸漬的方法提取，而不用煎煮法但水提法易染菌，此外含果膠、黏液質(zhì)類成分的水提物難以過濾；并且所得溶液體積較大，濃縮困難，故需配合離子交換樹脂法或有機溶劑萃取法進行處理。提取分離（一）提取

1.酸水提取法：酸性水——0.1%~1%H2SO4、HCl、HOAc等生藥H+/H2O藥渣親脂性生物堿

OH-/H2OH+/H2OOH-不溶于水雜質(zhì)親水性生物堿親脂性的不溶于堿水，還記得嗎所得酸水液可用以下方法處理①離子交換樹脂提取法②有機溶劑萃取法③沉淀法四、提取分離（一）提取

1.酸水提取法（1）離子交換樹脂法：適合水溶性較大的生物堿：麻黃堿

②有機溶劑萃取法

（用于親脂性的）

對于酸水提取液，用堿液（氨水、石灰水石灰乳）將其堿化，使其中的生物堿鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x生物堿，再用有機溶劑（如正丁醇、乙醚、氯仿等）把游離的生物堿萃取出來②有機溶劑萃取法

常用的堿有氨水、石灰乳③沉淀法針對極性小的游離堿的分離，又可稱為酸溶堿沉法，利用游離生物堿（親脂）難溶于水的性質(zhì)使其在水中產(chǎn)生沉淀進行提取，可與水溶性生物堿及水溶性雜質(zhì)分開。四、提取分離（一）提取

1.酸水提取法（2）沉淀法①酸提堿沉法藥材沉淀H2OH+/H2O提??；加堿堿化水溶性Alk、雜質(zhì)不溶或難溶性Alk四、提取分離（一）提取

1.酸水提取法（2）沉淀法③雷氏銨鹽沉淀法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液濾液(B2SO4)硫酸鋇沉淀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水溶液溶丙酮（乙醇）中加Ag2SO4飽和水溶液加入氯化鋇（BaCl2）

2、醇提法游離生物堿及其鹽一般都能溶于甲醇或乙醇

,因此用它們作為生物堿的提取溶劑,應(yīng)用較為普遍，甲醇的沸點比乙醇更低，但甲醇對視神經(jīng)的毒性很大，所以除了實驗室有時用甲醇為生物堿提取溶劑外，一般用乙醇為溶劑。醇提法對根及根莖類藥材的提取適用，含淀粉較多的塊根類藥材水煎時易使淀粉糊化，影響成分浸出，故選醇提法為宜。但乙醇的防火等級高，一般采用稀乙醇（60%--95%）或酸性乙醇為提取溶劑。醇提法的提取液中除含有生物堿及其鹽外，還含有大量的其它脂溶性雜質(zhì)，還有一些水溶性雜質(zhì)，需進一步處理。醇提法具體步驟用乙（甲）醇提取（滲漉、浸漬、加熱回流等），減壓回收溶劑，得總生物堿總生物堿用酸水溶解，濾除不溶于水的親脂性雜質(zhì)將酸水液堿化，用氯仿等有機溶劑萃取得較純的總生物堿四、提取分離（一）提取

2.醇類溶劑提取法

生藥H+/H2O藥渣醇液OH-/H2O醇或酸性醇揮醇；加酸水堿性較弱的堿親水性AlkCHCl3沉淀OH-/H2OCHCl33、親脂性有機溶劑提取法大多數(shù)游離生物堿都是脂溶性的，因此可采用親脂性有機溶劑（弱極性），如氯仿、二氯甲烷、苯等提取由于生物堿一般以鹽的形式存在于植物細胞中，故采用親脂性有機溶劑提取時，必須先使生物堿鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x堿，即先將藥材粉末用石灰乳、碳酸鈉溶液或稀氨水等堿水濕潤后再用溶劑提取親脂性有機溶劑提取法提出的總生物堿一般只含有親脂性生物堿，不含水溶性生物堿，這種方法得到的生物堿雜質(zhì)較少，易于進一步純化，但溶劑滲入能力較弱，需反復(fù)提取若為了只提取藥材中的弱堿性生物堿，可采用水或有機酸代替堿水潤濕藥材，再用有機溶劑提取，可使大部分堿性較強的生物堿不被提取。四、提取分離（一）提取

3.與水不相混溶的有機溶劑提取法生藥殘渣CHCl3CHCl3H+/H2O堿化（如NH4OH）（使Alk游離）滲濾（或浸漬）（如CHCl3等）H+/H2OOH-/H2OAlk沉淀親水性Alk堿性較弱的Alk小結(jié)如何從中草藥中提取脂溶性生物堿如何從中草藥中提取水溶性生物堿

二、分離1、生物堿的初步分離生物堿因堿性不同可分為強堿性的季銨堿（水溶性生物堿）、中強堿（叔胺堿）、弱堿它們的游離堿極性不同，水溶性游離堿（強堿性）極性大，帶特殊官能團（酚羥基）的游離堿可溶于堿水（氫氧化鈉溶液）弱堿性游離堿極性較小文獻報道某植物藥含有季銨堿、叔胺堿、酚性叔胺堿及脂溶性雜質(zhì)、水溶性雜質(zhì)，試設(shè)計提取分離流程季銨堿：水溶性生物堿，強堿性叔胺堿：中強堿性酚性生物堿：含酚羥基的生物堿脂溶性雜質(zhì)：弱堿問題解析：二、生物堿的分離（一）生物堿的初步分離總生物堿酸水(2%H2SO4、2%酒石酸等)溶解、過濾酸水濾液有機溶劑萃取(CHCl3

、苯等)有機溶劑層(弱堿性生物堿)酸水層(中強、強堿性生物堿)2、利用堿性差異進行分離（pH梯度萃取法★）方法一：將混和生物堿溶于酸水中，依次加堿使PH由低到高，同時依次用氯仿等相應(yīng)極性的有機溶劑進行萃取。則堿性較弱的生物堿先游離出而分離方法二：將混合生物堿溶于氯仿等有機溶劑，用PH由高到低的酸性緩沖溶液依次萃取，則依次將堿度由強到弱的生物堿萃取出，然后將各部分的酸水緩沖液堿化，轉(zhuǎn)溶于有機溶劑，蒸去溶劑即獲得各個堿度的生物堿。6．分離堿性不同的混合生物堿可用（）A．簡單萃取法B．酸提取堿沉淀法C.pH梯度萃取法D．有機溶劑回流法E．分餾法四、提取分離（二）分離

2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法★（1）確定pH值的方法①緩沖紙色譜四、提取分離（二）分離

2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法（1）確定pH值的方法四、提取分離（二）分離

2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法

（1）確定pH值的方法請問你能從這里得到什么信息呢？將總生物堿溶于三氯甲烷中，用不同的緩沖溶液，PH從高到低萃取，誰先分離出來？混合總堿

酸水溶解

酸水液（鹽）

PH梯度堿化萃取法生物堿由弱到強依次被分離CHCl3溶解

CHCl3溶液(游離)

PH梯度酸水萃取法

生物堿由強到弱依次被分離可用以下兩種方式分離3、利用溶解度不同進行分離利用游離堿的溶解度不同進行分離（相似相溶）利用生物堿鹽的溶解度差異進行分離：生物堿可和鹽酸、硫酸、苦味酸、氫碘酸等形成鹽，生物堿的這些鹽類在不同溶劑中溶解度不同。如金雞納樹皮中的奎寧、奎尼丁、金雞寧、金雞寧丁，它們與酸生成的鹽溶解度不同。硫酸奎寧、酒石酸金雞寧丁和氫碘酸奎尼丁在水中溶解度較小，金雞寧不溶于乙醚

苦參堿與氧化苦參堿的分離

麻黃堿與偽麻黃堿的分離

利用生物堿及其鹽的溶解度不同分離利用生物堿堿性的差異分離總堿氯仿溶液氯仿層氯仿層pH5～6緩沖液萃取

（強堿性生物堿）酸水層pH3～4緩沖液萃取pH1～2緩沖液萃取氯仿層（中強堿性生物堿）酸水層（弱堿性生物堿）酸水層CHCl3Et2O分離方法苦參堿++總堿溶于少量CHCl3，逐滴加入至Et2O中，過濾氧化苦參堿+－CHCl3甲苯H2O分離方法麻黃堿++麻黃堿草酸鹽-總堿溶于甲苯，用草酸溶液萃取，濃縮萃取液，麻黃堿草酸鹽析出。偽麻黃堿++偽麻黃堿草酸鹽+8．從苦參總堿中分離苦參堿和氧化苦參堿是利用二者（）A．在水中溶解度不同B．在乙醇中溶解度不同C．在氯仿中溶解度不同D．在苯中溶解度不同E．在乙醚中溶解度不同流程說明：漢防己乙素的隱性酚羥基，使其極性較大，而在冷苯中的溶解度較小。

漢防己甲素R=CH3

漢防己乙素R=H漢防己甲素和乙素的分離

麻黃堿和偽麻黃堿混合物堿化甲苯提取甲苯溶液

流經(jīng)1-2%草酸溶液草酸溶液

減壓濃縮，冷置，過濾結(jié)晶（草酸偽麻黃堿）

母液（草酸麻黃堿）

CaCl2轉(zhuǎn)化

CaCl2轉(zhuǎn)化

鹽酸偽麻黃堿鹽酸麻黃堿分離說明:利用草酸偽麻黃堿的水溶度＜草酸麻黃堿而進行分離。如何從洋金花中提取分離東莨菪堿和莨菪堿？①提取：酸水提取法—離子交換法—堿化親脂性有機溶劑萃取法②分離：利用氫溴酸東莨菪堿在水中溶解度低而與莨菪堿分離4、利用生物堿特殊功能基的性質(zhì)進行分離較為普遍的是酚性生物堿，因它能溶于氫氧化鈉水溶液中而和其他非酚性生物堿分離含羧基的生物堿則可用碳酸氫鈉水溶液萃取來分離具有內(nèi)酯或內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)的生物堿則可用加堿加熱開環(huán)溶于水，加酸環(huán)合析出的性質(zhì)與其他生物堿分離喜樹堿的分離：此類生物堿的堿性很弱，分子中有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，當(dāng)與稀氫氧化鈉溶液共同加熱時，內(nèi)酯開環(huán)生成鈉鹽而溶于水中，加酸于水中則復(fù)環(huán)析出5、利用色譜法進行分離當(dāng)上述方法不能達到完全分離目的時，往往采用色譜法進行分離①硅膠、氧化鋁吸附柱色譜②硅膠分配柱色譜①硅膠、氧化鋁吸附柱色譜硅膠柱色譜分離法：是常用的柱色譜分離方法。利二氧化硅為填料，是中性無色顆粒，其性能穩(wěn)定，層析適用范圍廣，既能用于非極性生物堿也能用于極性生物堿的分離。硅膠對強極性的物質(zhì)親和力強，故極性強的先吸附。但加入極性更強的溶劑時，又可被后者置換（洗脫）下來氧化鋁柱色譜分離法：分離生物堿使用堿性氧化鋁，一般過一次堿性氧化鋁柱，除去極性較低的碳氫化合物及部分中性、酸性物質(zhì)。長春堿和長春新堿均為中極性物質(zhì)，故流動相的極性不宜太高，一般用苯—石油醚、苯—氯仿、苯—二氯甲烷、乙酸乙酯—石油醚作流動相，以不同比例梯度洗脫，洗脫產(chǎn)物依次為長春堿、長春新堿。該法是目前大規(guī)模生產(chǎn)的方法。

3、如何利用PH梯度萃取法

分離不同堿性的生物堿？游離總生物堿

酸水溶解

含生物堿鹽的酸水液PH梯度堿化有機溶劑萃取法PH由低到高使鹽逐步游離生物堿由弱到強依次被分離有機溶劑溶解含游離堿的有機溶劑

PH梯度酸水萃取法PH由高到低使游離堿逐步成鹽生物堿由強到弱依次被分離可用以下兩種梯度萃取法方式分離麻黃

二洋金花中生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

洋金花為茄科植物毛曼陀羅和白曼陀羅（Daturametel）的花。以洋金花為主藥的中藥麻醉劑，我國自古以來就有應(yīng)用。洋金花具有解痙止痛．止咳平喘的功效。其有效成分為生物堿。現(xiàn)代藥理研究表明，洋金花中所含的莨菪堿及其外消旋體阿托品有解痙鎮(zhèn)痛、解有機磷中毒和散瞳作用；東莨菪堿除除具有莨菪堿的生理活性外，還有鎮(zhèn)靜、麻醉的作用。（一）洋金花中主要有效成分及結(jié)構(gòu)洋金花中所含生物堿為莨菪烷衍生物，以莨菪堿、東莨菪堿、N一去甲基莨菪堿為主。其結(jié)構(gòu)如下：練習(xí)題練習(xí)試題一、選擇判斷題二、是非題三、化學(xué)鑒別題四、分析比較堿性大小五、提取分離一、選擇判斷題◆用pH梯度萃取法從氯仿中分離生物堿時，可順次用（）緩沖液萃取。

A.pH=8~3B.pH=6~8C.pH=8~14D.pH=3~8◆生物堿的鹽若從酸水中游離出來，pH應(yīng)為（）

A.pH<PkaB.pH>PkaC.pH=PKa◆某生物堿堿性很弱，幾乎呈中性，氮原子的存在狀態(tài)可能為()。

A.伯胺B.仲胺C.酰胺D.叔胺一、選擇判斷題◆季銨型生物堿分離常用()。

A.水蒸汽蒸餾法B.雷氏銨鹽法

C.升華法D.聚酰胺色譜法◆生物堿沉淀反應(yīng)是利用大多數(shù)生物堿在()條件下，與某些沉淀試劑反應(yīng)生成不溶性復(fù)鹽或絡(luò)合物沉淀。A.酸性水溶液B.堿性水溶液

C.中性水溶液D.親脂性有機溶劑一、選擇判斷題◆將混合生物堿溶于有機溶劑中，以酸液pH由大→小順次萃取，可依次萃取出()。

A.堿性由強→弱的生物堿

B.堿性由弱→強的生物堿

C.極性由弱→強的生物堿

D.極性由強→弱的生物堿一、選擇判斷題◆生物堿的堿性強弱可與下列()情況有關(guān)。

A.生物堿中N原子具有各種雜化狀態(tài)

B.生物堿中N原子處于不同的化學(xué)環(huán)境

C.以上兩者均有關(guān)D.以上兩者均無關(guān)一、選擇判斷題◆pH梯度萃取法分離生物堿時，生物堿在酸水層，應(yīng)順次調(diào)pH（）用氯仿萃取。

A.pH=3~8B.pH=8~13C.pH=1~7D.pH=7~1◆對生物堿進行分離常用的吸附劑為()。

A.活性炭B.硅膠C.葡聚糖凝膠D.堿性氧化鋁二、是非判斷題自然界所發(fā)現(xiàn)的生物堿都是氨基酸的代謝產(chǎn)物。季銨型生物堿可溶于水，它是各類生物堿中堿性最強的一類生物堿。陰離子交換樹脂適用于分離生物堿類物質(zhì)。。生物堿一般是以游離堿的狀態(tài)存在于植物體內(nèi)。二、是非判斷題某一中藥的粗浸液，用生物堿沉淀試劑檢查結(jié)果為陽性，可說明該中藥中肯定含有生物堿。生物堿都能被生物堿沉淀試劑所沉淀。三、化學(xué)方法鑒別下列各組化合物三、化學(xué)方法鑒別下列各組化合物四、比較各化合物中N原子的堿性大小四、比較下列各組化合物的堿性四、比較下列各組化合物的堿性四、比較下列各組化合物的堿性四、比較下列各組化合物的堿性四、比較下列各組化合物的堿性五、提取分離某中藥材中主要含有生物堿類成分，且已知在其總堿中含有如下成分：季銨堿、酚性叔胺堿、非酚性叔胺堿、水溶性雜質(zhì)、脂溶性雜質(zhì)現(xiàn)有下列分離流程，試將每種成分可能出現(xiàn)的部位填入括號中。六目標(biāo)檢測一、A型題

1.從藥材中提取季銨堿一般采用的方法是__。（A.堿溶酸沉法B.pH梯度萃取法C.醇-酸水-堿化-氯仿提取法D.醇-酸水-堿化-雷氏銨鹽沉淀法）

2.酸水液中可直接被氯仿提取出來的生物堿是__。（A.強堿B.中強堿C.弱堿D.酚性堿）

3.分離含有不同堿性生物堿的總堿可選用__。（A.簡單萃取法B.pH梯度萃取法C.分餾法D.酸提堿沉法）

4.在生物堿酸水提取液中，加堿調(diào)由低到高，每調(diào)一次用氯仿萃取一次，首先得到的是___。（A.強堿性生物堿B.弱堿性生物堿C.中強堿性生物堿堿D.季銨型生物堿E.水溶性生物堿）

5.將總堿溶于氯仿中，用不同pH（由高到低）緩沖液依次萃取，最后萃取出的生物堿是___生物堿。（A.最強堿性的B.中強堿性的C.弱堿性的D.強堿性的）

6.用陽離子交換樹脂法分離脂溶性生物堿時，樣品應(yīng)先配成___。（A.水溶液B.強酸性水溶液C.強堿性水溶液D.弱酸性水溶液）

7.生物堿常用的TLC顯色劑是___。（A.碘化鉍鉀試劑B.改良碘化鉍鉀試劑C.碘化汞鉀試劑D.雷氏銨鹽試劑）

8.用氧化鋁TLC分離生物堿，化合物的Rf值大小取決于___。（A.堿性大小B.酸性大小C.極