第六章 生物堿

1第六章生物堿2定義

多數(shù)認(rèn)為：生物堿是來(lái)源于植物界的含氮有機(jī)化合物（N多在環(huán)內(nèi)），有生理活性的堿，能與酸成鹽。廣義認(rèn)為：除去生物體必須的含氮化合物，如氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、核酸、B族維生素等外的所有含氮有機(jī)化合物。31.在植物的各部位都有分布，但多集中在某一器官。2.植物體內(nèi)生物堿的含量差別很大，但一般都較低（1%以下），通常把含量在

0.01%以上的植物稱(chēng)為生物堿植物。3.同一植物體內(nèi)的生物堿，往往是多種生物堿共存，而且母核結(jié)構(gòu)相似。生物堿的分布特點(diǎn)：4生物堿的存在形式：多數(shù)以鹽的形式存在（以有機(jī)酸鹽為主，少數(shù)為無(wú)機(jī)酸鹽）；少數(shù)以游離形式存在（主要是一些堿性極弱的生物堿，如酰胺類(lèi)生物堿）；其他尚有以酯、苷及N→O化合物的形式存在（烏頭堿、氧化苦參堿）5第一節(jié)生物堿的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)

1．按植物來(lái)源分類(lèi):

黃連生物堿、苦參生物堿2．按化學(xué)結(jié)構(gòu)類(lèi)型分類(lèi):

喹啉類(lèi)生物堿、吲哚類(lèi)生物堿等3．按生源途徑和化學(xué)結(jié)構(gòu)類(lèi)型分類(lèi).61000多種占1/47

本教材按化學(xué)結(jié)構(gòu)劃分。

按氮原子是否結(jié)合在環(huán)上可分為兩大類(lèi)：有機(jī)胺類(lèi)和氮雜環(huán)類(lèi)：

一、有機(jī)胺類(lèi)生物堿結(jié)構(gòu)特征：氮原子不結(jié)合在環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，此類(lèi)生物堿數(shù)目不多。如：

麻黃堿8

二、氮雜環(huán)類(lèi)生物堿結(jié)構(gòu)特征：氮原子結(jié)合在環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。其中大多為五元、六元氮雜環(huán)衍生物。（一）五元氮雜環(huán)類(lèi)生物堿(5)

基本結(jié)構(gòu)為吡咯和四氫吡咯

吡咯(1)四氫吡咯(2)91．簡(jiǎn)單吡咯類(lèi)

該類(lèi)生物堿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，數(shù)目較少。如益母草中具有祛痰止咳作用的水蘇堿(stachydrine)

水蘇堿吡咯里西啶(3)闊葉千里光堿2．吡咯里西啶類(lèi)

結(jié)構(gòu)特征為兩分子吡咯共用一個(gè)氮原子的稠環(huán)化合物，多與有機(jī)酸以雙內(nèi)酯形式縮合。如具有阿托品樣活性的闊葉千里光堿。103．吲哚類(lèi)

結(jié)構(gòu)特征為苯并吡咯。如具有興奮子宮作用的麥角新堿(ergometrine)

吲哚(4)

麥角新堿吲哚里西啶(5)一葉萩堿11

（二）六元氮雜環(huán)類(lèi)生物堿基本結(jié)構(gòu)為吡啶和六氫吡啶（哌啶）。此類(lèi)生物堿衍生物數(shù)量較多。

吡啶(6)哌啶(7)1.簡(jiǎn)單吡啶類(lèi)如具有驅(qū)絳蟲(chóng)作用的檳榔堿(arecoline)煙草中殺蟲(chóng)成分煙堿(nicotine)。12

檳榔堿

煙堿2．喹諾里西啶類(lèi)

結(jié)構(gòu)特征為兩個(gè)哌啶共用一個(gè)氮原子的稠環(huán)化合物。如苦參中的苦參堿(matrine)和氧化苦參堿(oxymatrine)。

喹諾里西啶(8)苦參堿氧化苦參堿133．喹啉類(lèi)

結(jié)構(gòu)特征為苯并吡啶（氮原子在α-位）。如抗瘧藥奎寧(quinine)。

喹啉(9)

奎寧4．異喹啉類(lèi)

結(jié)構(gòu)特征為苯并吡啶（氮原子在β-位）。本類(lèi)衍生物結(jié)構(gòu)較多，又可分為：（1）簡(jiǎn)單異喹啉：如存在于鹿尾中的降壓成分薩蘇林(salsoline)。14

異喹啉(10)薩蘇林

R=H

薩蘇里丁

R=CH3（2）：有單或雙芐基異喹啉衍生物。如具有解痙作用的罌粟堿(papaverine)

罌粟堿芐基異喹啉(11)15（3）原小檗堿型：結(jié)構(gòu)特征為兩分子異喹啉共用一個(gè)氮原子的稠環(huán)化合物。如抗菌藥物小檗(berberine)。原小檗堿(12)小檗堿165．莨菪烷類(lèi)結(jié)構(gòu)特征為莨菪烷衍生物莨菪醇與有機(jī)酸縮合的酯。如茄科植物中具有解痙作用的莨菪堿(hyoscyamine)、東莨菪堿(scopolamine)。莨菪烷（13）莨菪堿（阿托品）東莨菪堿176．嗎啡烷類(lèi)

結(jié)構(gòu)特征為哌啶環(huán)垂直與多氫菲稠合。如嗎啡(morphine)與可待因(codeine)。嗎啡烷（14）

嗎啡

18（三）萜類(lèi)的生物堿1.單萜類(lèi)生物堿秦艽堿甲192.倍半萜類(lèi)生物堿石斛堿203.二萜生物堿214.三萜生物堿：如交讓木堿（四）甾體的生物堿1.孕甾烷生物堿2.環(huán)孕甾烷生物堿4.膽甾烷生物堿（1）膽甾烷堿類(lèi)（2）異膽甾烷堿類(lèi)浙貝甲素verticine22環(huán)常綠黃楊堿D（黃楊科）23（五）其它結(jié)構(gòu)類(lèi)型生物堿咪唑（16）嘌呤類(lèi)（17）

吡嗪（18)噻嗪類(lèi)(19)

丫啶酮類(lèi)(20)

24常見(jiàn)氮雜環(huán)類(lèi)生物堿基本母核類(lèi)型：吡咯

四氫吡咯

咪唑

吡咯里西啶

吲哚里西啶

吲哚25蒎啶

吡啶

吡嗪莨菪烷喹喏里西啶

嘌呤類(lèi)

26噻嗪類(lèi)

丫啶酮類(lèi)

喹啉

異喹啉

27嗎啡烷類(lèi)

芐基異喹啉原小檗堿型

小檗堿型

28第三節(jié)生物堿的性質(zhì)1．性狀形態(tài)：多呈結(jié)晶狀態(tài)，有一定熔點(diǎn)；有的呈液態(tài)（小分子、無(wú)氧或氧呈酯鍵---

煙堿、檳榔堿）。 個(gè)別小分子固體生物堿有揮發(fā)性--麻黃堿。升華性----咖啡因、川嗪29顏色：大多無(wú)色。小檗堿呈黃色、具黃綠色熒光；血根堿呈紅色（共軛體系）。氣味：苦。個(gè)別具甜味（甜菜堿）。

旋光性：大多有旋光（不對(duì)稱(chēng)碳原子或不對(duì)稱(chēng)中心），且多呈左旋性。30

2．溶解性（1）游離水酸水堿水、甲（乙）醇、苯/乙醚/CHCL3、CCL4/石油醚

親脂性生物堿:-

+

-

+ +（++）+親水性生物堿:++ + +- -季銨堿、離子型 含N→O配位鍵氧化苦參堿小分子或液體生物堿菸堿、麻黃堿、苦參堿酰胺類(lèi)生物堿-----秋水仙堿、咖啡堿31兩性生物堿:

含酚羥基（嗎啡、青藤堿）NaOH+；隱性酚羥基（漢防己乙素）NaOH-,具脂溶性生物堿通性；羧基生物堿（檳榔次堿）NaHCO3 + 內(nèi)酯型生物堿(喜樹(shù)堿)：熱NaOH

（堿水解、皂化） 內(nèi)酰胺生物堿（苦參堿）：堿水解32（2）鹽（離子型、極性大）：

水酸水堿水、甲（乙）醇、苯/乙醚/CHCL3、CCL4/石油醚

+

+-+-

-

在水中的溶解度與酸有關(guān)：無(wú)機(jī)酸鹽的水溶度大于有機(jī)酸鹽的水溶度。無(wú)機(jī)酸鹽中，含氧酸鹽的水溶度大于鹵代酸鹽。33鹵代酸鹽中，鹽酸鹽的水溶度最大，氫碘酸鹽的水溶度最小。有機(jī)酸鹽中，小分子有機(jī)酸鹽的水溶度大于大分子有機(jī)酸鹽（沉淀）。 多元有機(jī)酸鹽的水溶度大于一元有機(jī)酸鹽。注意：有些生物堿或鹽不符合上述規(guī)律。341.生物堿鹽不溶于水（小檗堿鹽酸鹽、麻黃堿草酸鹽），而能溶于氯仿（鹽酸奎寧）。2.游離生物堿難溶于有機(jī)溶劑而溶于水

（石蒜堿；嗎啡難溶于氯仿、乙醚，可溶于堿水；喜樹(shù)堿不溶于一般有機(jī)溶劑，而溶于酸性氯仿）。353.堿性極弱的生物堿（酰胺類(lèi)生物堿）和酸生成的鹽不穩(wěn)定，其酸水溶液用氯仿萃取時(shí),生物堿可轉(zhuǎn)溶于氯仿而被分離。

應(yīng)用：可用于生物堿的提取和分離。注：++示易溶；+示可溶 -示不溶或難溶。36

3．堿性來(lái)源71S2 2S22P3

N：H+(接受質(zhì)子或提供電子)堿性強(qiáng)弱的表示方法pka(堿共軛酸解離常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù))，其值的大小與堿性呈正比。

pKa=-lgKa，Ka越?。▔A的共軛酸越穩(wěn)定），pKa越大，堿性越強(qiáng)。37影響堿性強(qiáng)弱的因素：

1．氮原子的雜化方式：

SP3 >SP2 >SP四氫異喹啉（SP3pKa9.5）

異喹啉（SP2pKa5.4）

氰類(lèi)（SP中性）電效應(yīng)382.誘導(dǎo)效應(yīng)：

供電誘導(dǎo)效應(yīng)（烷基）：可使氮原子周?chē)娮釉泼芏仍黾?，堿性增強(qiáng)。

吸電誘導(dǎo)效應(yīng)（含氧基團(tuán)，雙鍵，苯環(huán)）：電子云密度降低，堿性減弱。39

麻黃堿（pKa9.58）（甲基供電誘導(dǎo)效應(yīng)）

去甲基麻黃堿（pKa9.00）（羥基的吸電誘導(dǎo)效應(yīng)）

苯異丙胺（pKa9.80）（無(wú)羥基的吸電作用）

403．共軛效應(yīng)：

苯胺型：P—π共軛，氮原子周?chē)娮釉泼芏认陆?，堿性降低。酰胺型：P—π共軛，氮原子周?chē)娮釉泼芏认陆?，堿性降低。胍基型：供電基和氮原子上未共享電子對(duì)共軛，堿性增強(qiáng)（共軛酸的高度共振穩(wěn)定性,使共軛酸穩(wěn)定，Ka小，則pKa大，堿性強(qiáng)）。41

環(huán)己胺（pKa10.64）

苯胺（pKa4.58）

胍（pKa13.6）

秋水仙堿（酰胺共軛pKa1.84）

胡椒堿（酰胺共軛pKa1.42）

424.空間效應(yīng)：阻礙質(zhì)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（環(huán)氧位阻pka6.20）

435、氫鍵效應(yīng)：

氮原子周?chē)牧u基所處的位置有利于生物堿共軛酸分子內(nèi)氫鍵形成時(shí)，則共軛酸穩(wěn)定,堿性增強(qiáng)。

麻黃堿共軛酸（穩(wěn)定性差）

pKa9.58（堿性弱）

偽麻黃堿共軛酸（穩(wěn)定）

pKa9.74（堿性強(qiáng)）

44常見(jiàn)生物堿堿性規(guī)律：

胍>季銨堿＞N-烷雜環(huán)＞脂肪胺＞芳香胺≈N-芳雜環(huán)＞酰胺≈吡咯（pKa13.6）小檗堿（11.5）四氫異喹啉（9.5）異喹啉（5.4）（pKa<2）共軛酸高度離子型SP3雜化SP2雜化P—π共軛共振穩(wěn)定性類(lèi)似無(wú)機(jī)堿（無(wú)雙鍵）（有雙鍵）45通常情況下堿性強(qiáng)弱與pKa大小的關(guān)系如下：pKa>11為強(qiáng)堿（胍、季胺堿）pKa7～11中強(qiáng)堿（脂肪胺類(lèi)—仲胺、叔胺）pKa2～7弱堿（芳胺、芳氮雜環(huán)）pKa<2極弱堿（酰胺類(lèi)）46補(bǔ)充胺的分類(lèi)和命名47脂肪胺芳香胺

aniline48脂肪胺芳香胺49脂肪胺芳香胺50膽堿HOCH2CH2N(CH3)3OH氫氧化-羥乙基三甲銨+-514．生物堿沉淀反應(yīng)

生物堿的酸水溶液+生物堿沉淀試劑

沉淀應(yīng)用注意：1．在酸性環(huán)境中進(jìn)行。2．檢識(shí)時(shí)，至少用三種以上試劑同時(shí)進(jìn)行。

應(yīng)用：

52碘化鉍鉀試劑：桔紅色沉淀碘化汞鉀：類(lèi)白色沉淀碘—碘化鉀：紅棕色沉淀磷鉬酸試劑：白色或黃褐色沉淀硅鎢酸試劑：淡黃或灰白色沉淀苦味酸試劑：黃色結(jié)晶硫氰酸鉻鉀（雷氏銨鹽）：紅色沉淀或結(jié)晶

53應(yīng)用：

用于中藥中生物堿的預(yù)試（注意假陽(yáng)性，假陰性）。作為生物堿分離提取過(guò)程中的追蹤指標(biāo)。用于分離純化生物堿（季銨堿的雷氏銨鹽沉淀法）。用于生物堿的鑒定和含量測(cè)定（晶型，熔點(diǎn)）。作為生物堿薄層層析和紙層析的顯色劑（碘化鉍鉀）。54第四節(jié)生物堿的提取分離

一、總生物堿的提?。?、水蒸汽蒸餾法提取適合具有揮發(fā)性的生物堿（麻黃堿）。

552.水或酸水提取法

原理：生物堿鹽易溶于水，難溶于親脂性溶劑溶劑：0.5-1%乙酸、硫酸、鹽酸等方法：浸漬、滲漉、煎煮純化：離子交換樹(shù)脂（強(qiáng)酸型陽(yáng)離子樹(shù)脂）有機(jī)溶劑萃?。▔A化－親脂性溶劑萃?。?6提取濃縮液（水）或濃縮物酸水處理，過(guò)濾

不溶物（脂溶性雜質(zhì)）酸水液（鹽）堿化（游離）氯仿萃取

堿水液（水溶性雜質(zhì)）（水溶性生物堿）

氯仿液（游離）回收較純的總生物堿57583.醇類(lèi)溶劑提取法原理：游離生物堿及生物堿鹽均易溶于醇溶劑：乙醇、甲醇、酸性醇等方法：浸漬、滲漉、回流等純化：濃縮，酸水-堿化-親脂性溶劑萃取59604.親脂性有機(jī)溶劑提取法原理：游離生物堿易溶于親脂性有機(jī)溶劑溶劑：堿水或水濕潤(rùn)后用親脂性溶劑提取方法：冷浸、連續(xù)回流等純化：回收溶劑后即得總生物堿616263附注：

離子交換樹(shù)脂法中藥酸水提取液（鹽）過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱（RSO3-H+）

流出液（水性雜質(zhì)）樹(shù)脂柱（RSO3BH+）氨液堿化（游離）氯仿提取回收溶劑總生物堿64二、生物堿的分離（一）生物堿的初步分離（二）生物堿單體

65（一）生物堿的初步分離66（二）生物堿的單體分離

1.利用生物堿的堿性差異分離（依操作方式的不同，分離方法有二種）混合總生物堿酸水溶解酸水液（鹽）

加堿進(jìn)行梯度堿化同時(shí)用CHCl3萃取，分別回收CHCl3生物堿由弱到強(qiáng)依次被分離CHCl3溶解CHCl3溶液(游離)用不同酸度(酸度由弱到強(qiáng),pH由大到小)的酸水進(jìn)行梯度萃取,酸水液分別堿化,同時(shí)CHCl3萃取,回收CHCl3

生物堿由強(qiáng)到弱依次被分離

67附注：用方法二分離時(shí)，應(yīng)采用多緩沖紙色譜（分配原理）進(jìn)行先導(dǎo)分離。堿性弱的生物堿易游離

（脂溶性，易溶于CHCl3）。堿性強(qiáng)的生物堿易成鹽

（離子型，易溶于水）。682、利用生物堿的極性（溶解性）差異分離分子結(jié)構(gòu)的不同極性的差異對(duì)特殊溶劑的溶解性能不同而分離苦參堿和氧化苦參堿混合物少量CHCl3溶解CHCl3

液加入10倍量的乙醚

沉淀（氧化苦參堿）

母液（苦參堿）69苦參堿

氧化苦參堿

流程說(shuō)明：氧化苦參堿的NO半極性配位鍵，極性大，水中的溶解度較大，而在乙醚中的溶解度較小。70漢防己甲素和漢防己乙素混合物冷苯溶解不溶物（漢防己乙素）冷苯液回收漢防己甲素71流程說(shuō)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=H723、利用生物堿鹽的溶解度不同分離 麻黃堿和偽麻黃堿混合物

甲苯溶解甲苯溶液流經(jīng)1~2%草酸溶液草酸溶液減壓濃縮，冷置，過(guò)濾結(jié)晶（草酸麻黃堿）母液（草酸偽麻黃堿）CaCl2轉(zhuǎn)化CaCl2轉(zhuǎn)化鹽酸麻黃堿鹽酸偽麻黃堿流程說(shuō)明:利用麻黃堿草酸鹽的水溶度小于偽麻黃堿草酸鹽的水溶度進(jìn)行分離。734、利用特殊官能團(tuán)的性質(zhì)進(jìn)行分離含羧基的生物堿

可用碳酸氫鈉水溶液萃取分離。含酚羥基的生物堿

可用氫氧化鈉水溶液萃取分離（嗎啡和可待因）。含內(nèi)酯或內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)的生物堿

用熱的氫氧化鈉開(kāi)環(huán)，加酸環(huán)合的性質(zhì)予以分離（喜樹(shù)堿）。74

嗎啡和可待因混合物CHCl3溶解氯仿溶液1～2%NaOH溶液萃取堿水液CHCl3液弱酸酸化CHCl3萃取回收可待因CHCl3液?jiǎn)岱然厥?5

嗎啡R=H可待因R=CH3

765、利用色譜法進(jìn)行分離生物堿（游離）為脂溶性成分，適合于采用吸附原理進(jìn)行分離，吸附劑多用硅膠、氧化鋁，流動(dòng)相為中性的苯，氯仿，乙醚等有機(jī)溶劑或混合有機(jī)溶劑。77

對(duì)一些極性很近似或極性較大的生物堿的分離，可以利用分配原理進(jìn)行分離，效果可能更佳（三三尖杉酯堿和高三尖杉酯堿）的分離。

高效液相色譜（三尖杉混合酯堿的分離），氣相色譜（揮發(fā)性生物堿），干柱色譜，制備性薄層色譜等也經(jīng)常用于生物堿的分離。78第5節(jié)生物堿的檢識(shí)

一、生物堿的薄層層析（以吸附原理為主）吸附劑氧化鋁（吸附能力強(qiáng)，弱堿性）適應(yīng)范圍極性較?。ㄓH脂性較強(qiáng)）生物堿展開(kāi)劑中性展開(kāi)劑

硅膠（吸附能力弱弱酸性）79適用于大多數(shù)生物堿，但強(qiáng)堿性生物堿可能出現(xiàn)Rf太小和復(fù)斑或拖尾（與硅膠的弱酸性成鹽），解決這一問(wèn)題的辦法：801.堿液（0.1～0.5mol/LNaOH）制板2.堿性展開(kāi)劑（中性展開(kāi)劑+少許二乙胺或氨水）3.在層析槽中放一盛有氨水的小器皿81顯色劑

日光下（有顏色的生物堿小檗堿顯黃色斑點(diǎn)）觀察看熒光（有熒光的生物堿小檗堿有黃綠色熒光）噴顯色劑（碘化鉍鉀，對(duì)大多數(shù)生物堿顯橘紅色），注意排除甲酰胺的干擾（110℃加熱）82支持劑硅膠固定相甲酰胺（有機(jī)堿，極性小，以利于生物堿在其中的分配）展開(kāi)劑以甲酰胺飽和的中性展開(kāi)劑（親脂性的有機(jī)溶劑，苯、氯仿等）顯色劑同上83二、生物堿的紙色譜（分配原理）：

色譜條件與生物堿的存在狀態(tài)有關(guān)

游離態(tài)生物堿（脂溶性、極性?。┑臋z識(shí)，樣品液為氯仿溶液：

固定相甲酰胺（有機(jī)堿）展開(kāi)劑偏堿性（使生物堿以游離狀態(tài)存在）、極性較小的有機(jī)溶劑（甲酰胺飽和的苯、氯仿）84緩沖液

pH2pH3pH4pH5pH6pH7pH8

水飽和氯仿展開(kāi)改良KBiI4

顯色1.A、B、C堿度強(qiáng)弱？2.成鹽pH？3.設(shè)計(jì)pH梯度萃取分離

A、B、C流程ABC85以生物堿鹽的狀態(tài)（離子型、極性大）的檢識(shí)，樣品液為酸水溶液：

固定相水展開(kāi)劑偏酸性（使生物堿以鹽的狀態(tài)存在）、極性較大的有機(jī)溶劑（正丁醇—冰醋酸—水4：1：5上層，即BAW系統(tǒng)）顯色劑紙色譜的顯色方法同薄層色譜（注意排除甲酰胺的干擾），但不能用硫酸組成的試劑（以防濾紙?zhí)炕?6檢識(shí)方法用Rf檢識(shí)（在相同條件下，同一成分的Rf值應(yīng)該一致）與對(duì)照品共色譜，同一成分在相同位置應(yīng)該呈現(xiàn)相同顏色、相同大小的斑點(diǎn)另外，高效液相色譜（HPLC）、氣相色譜（GL），也可以用于生物堿的檢識(shí)。87第六節(jié)生物堿的結(jié)構(gòu)測(cè)定1.化學(xué)方法2.波譜分析3.實(shí)例88一.化學(xué)方法（1）C－N鍵裂解反應(yīng)＊（2）脫氫反應(yīng)（3）氧化反應(yīng)（4）還原反應(yīng)（5）溝通反應(yīng)89C－N鍵裂解反應(yīng)（1）Hofmann降解（徹底甲基化法）：季銨堿在堿性溶液中加熱，脫水生成烯和三甲胺的反應(yīng)。根據(jù)生成烯的數(shù)目，可推測(cè)生物堿結(jié)構(gòu)中N的結(jié)合狀態(tài)。伯、仲、叔胺先用CH3I和Ag2O進(jìn)行徹底甲基化反應(yīng)，生成季銨堿。

9091注意：

N應(yīng)有β-H且易消除。吡啶、喹啉、異喹啉等無(wú)β-H不發(fā)生此降解反應(yīng)。

β-H消除的難易與β-C上烴基取代情況及β-H與季氮的相對(duì)構(gòu)型有關(guān)。β-C上烷基取代多不易消除；β-C上有吸電基易消除；β-H與季氮處于反式構(gòu)型易消除。9293N-C鍵裂解反應(yīng)（2）Emde降解（改良的Hofmann降解）季銨堿溶液用Na-Hg處理還原，使C-N鍵斷裂，得到脫胺化合物和三甲胺。適用于無(wú)β-H的生物堿的C-N鍵的裂解。9495N-C鍵裂解反應(yīng)（3）vonBraun反應(yīng)叔胺生物堿與BrCN反應(yīng)，氮環(huán)裂開(kāi)，CN與N結(jié)合，Br與鄰碳結(jié)合，生成溴代烷和二取代氨基氰化物，此氰化物進(jìn)一步水解生成羧酸，脫羧即得仲胺。用于無(wú)β-H的C-N鍵裂解。9697注意：當(dāng)N處于不對(duì)稱(chēng)位置時(shí)，多數(shù)Br與C鏈短的一側(cè)相連。處于苯環(huán)中叉鍵結(jié)構(gòu)中的N-C鍵中，不易發(fā)生裂解。有時(shí)N-C不裂解，只發(fā)生N-CH3的脫甲基反應(yīng)。若用羥基溶劑，由于OH-或RO-親核性大于Br-，產(chǎn)物會(huì)引入OH或OR。9899二.波譜分析（1）紫外光譜（2）紅外光譜（3）質(zhì)譜（4）核磁共振譜1001.UV生色團(tuán)為分子的整體結(jié)構(gòu)部分：反映分子的基本骨架及類(lèi)型特征。如吡啶、喹啉、氧化阿樸菲、吲哚堿類(lèi)等。生色團(tuán)為分子的主體結(jié)構(gòu)部分：不同類(lèi)型生物堿有相同或相似UV譜。不能推斷骨架類(lèi)型。如莨菪烷、芐基異喹啉、四氫原小檗堿類(lèi)等。生色團(tuán)為分子的非主體部分：不能反映分子的骨架。吡咯里西啶、喹諾里西啶、萜類(lèi)和甾體等。1012.IR

Bohlmann吸收帶：指在反式喹諾里西啶環(huán)中，凡N的鄰位至少有2個(gè)豎鍵C-H與N孤電子對(duì)成反式雙直立關(guān)系者，則在2700-2800cm-1區(qū)域有2個(gè)以上明顯的吸收峰（υC-H）。用于反式和順式喹諾里西啶環(huán)的確定，此外，吐根堿類(lèi)、四氫原小檗堿類(lèi)、某些吲哚類(lèi)和甾體類(lèi)有此吸收峰。但反式喹喏里西啶的鹽、季銨鹽、氮氧化物及內(nèi)酰胺化合物，因無(wú)孤電子對(duì)，亦無(wú)此吸收帶。1021033.MS

α-鍵裂解：裂解α-C與β原子之間的鍵，離子碎片多為含N部分，且為基峰或強(qiáng)峰。若α-C連不同基團(tuán)，易斷裂連大基團(tuán)的β鍵。如辛可寧。104

RDA裂解：生物堿結(jié)構(gòu)中存在相當(dāng)于環(huán)己烯部分時(shí)，常可發(fā)生RDA裂解，即雙鍵的β位鍵的裂解，產(chǎn)生1對(duì)互補(bǔ)離子。不但可證實(shí)生物堿的類(lèi)型，還可由碎片峰m/z值推斷A和D環(huán)上的取代基類(lèi)型和數(shù)目。如延胡索乙素。105106

其他裂解：生物堿主要為芳香體系組成或環(huán)系多、分子結(jié)構(gòu)緊密者，環(huán)裂解困難，裂解主要發(fā)生在側(cè)鏈上，M+或（M-H）+多為基峰或強(qiáng)峰。如喹啉類(lèi)、嗎啡堿類(lèi)等。芐基異喹啉類(lèi)生物解主要裂解是芐基裂解，產(chǎn)生二氫異喹啉離子碎片多為基峰。生物堿EI-MS中，生物堿含不只一個(gè)N時(shí)，可見(jiàn)到雙電荷峰。如粉防己堿。1071084.NMR推定生物堿的結(jié)構(gòu)式。如從防己科植物廣西地不容中分離出一新生物堿C19H17O3N，UV光譜提示該生物堿為去氫阿樸菲類(lèi)，根據(jù)1H-NMR解析其結(jié)構(gòu)。109δ：3.08(3H,s,N-CH3)3.1-3.4(4H,m,C4-H2、C5-H2)3.98(3H,s,C8-OCH3)6.11(2H,s,-O-CH2-O-)6.84(1H,s,C7-H)6.95(1H,s,C3-H)6.82(1H,q,J=8Hz,2Hz,C9-H)7.20(1H,t,J=8Hz,8Hz,C10-H)8.47(1H,q,J=8Hz,2Hz,C11-H)110推定生物堿結(jié)構(gòu)式構(gòu)象和取代基構(gòu)型。如N,O,O-三甲基烏藥堿中，a式：C7-OCH3位于C環(huán)的正屏蔽作用，受其屏蔽影響比C6-OCH3向高場(chǎng)移；b式：C7-OCH3不受C環(huán)屏蔽作用，比a式處在低場(chǎng)。同理N-CH3也是如此，b式中受C環(huán)屏蔽作用，N-CH3中的質(zhì)子比a式處在高場(chǎng)。由此推斷a、b兩式的結(jié)構(gòu)。1111123.實(shí)例海南青牛膽為防己科青牛膽屬植物的藤莖，民間用其治療關(guān)節(jié)疼痛和筋骨損傷。從中分離出的海南青牛膽堿為一新季銨堿，類(lèi)白色晶體，mp242-245℃，Dragendorff試劑反應(yīng)陽(yáng)性。FAB－MS給出M＋342、328、206、204、192、190、136，分子式C20H24NO4。其氫譜信號(hào)與四氫原小檗堿類(lèi)生物堿類(lèi)似。1131H-NMR譜（DMSO-d6）δ：

2.79（3H,s）：N－CH3

3.79（3H,s）：O－CH3（HMBC譜確定與C2相連）

3.82（3H,s）：O－CH3（HMBC譜確定與C3相連）

9.14（1H,s）：酚－OH（HMBC確定C11與10-OH相關(guān)）

9.42（1H,s）：酚－OH（HMBC確定C8a與9-OH相關(guān)）

6.86（1H,s）：孤立芳?xì)洌?位）

6.88（1H,s）：孤立芳?xì)洌?位）

6.84（1H,d,J=8.3Hz）：有鄰位偶合的芳?xì)洌?2位）

7.03（1H,d,J=8.3Hz）：有鄰位偶合的芳?xì)洌?1位）

3.05-3.15（2H,m）：－CH2（5位）

3.85-4.05（2H,m）：－CH2（6位）

2.95,3.85（2H,dd,J=7.9,12.8Hz）：－CH2（13位）

4.58-4.79（2H,d,J=15.7Hz）：－CH2（8位）

4.99（1H,dd,J=7.9,4.2Hz）：－CH（13a）11413C-NMR譜（DMSO-d6）δ：

1個(gè)氮甲基：38.73

2個(gè)甲氧基：55.74、56.12

4個(gè)亞甲基：22.77、27.81、60.56、60.75

5個(gè)次甲基：64.70（脂肪烴）

111.96、112.07、112.62、119.28（芳環(huán)上）

8個(gè)芳環(huán)季碳：114.36、120.86、122.08、122.80、

142.78、145.69、147.78

115FAB-MS解析如下：116第七節(jié)、含生物堿中藥實(shí)例1.麻黃2.黃連3.延胡索4.粉防己5.苦參6.洋金花7.番木鱉8.烏頭（附子）1171.麻黃（1）化學(xué)成分（2）理化性質(zhì)（3）提取分離（4）檢識(shí)118（1）化學(xué)成分

119（2）理化性質(zhì)

性狀：均為無(wú)色結(jié)晶，均有揮發(fā)性，不易和多數(shù)生物沉淀劑發(fā)生沉淀。游離麻黃堿含水物mp為40℃。堿性：麻黃生物堿的N在側(cè)鏈上，堿性都較強(qiáng)，麻黃堿（pKa9.58）比偽麻黃堿（pKa9.74）弱，因?yàn)閭温辄S堿的共軛酸和C1-OH形成分子內(nèi)氫鍵的穩(wěn)定性大于麻黃堿的共軛酸。溶解性：游離的麻黃堿可溶于水，但偽麻黃堿在水中的溶解度較麻黃堿小，能溶于氯仿、乙醚、苯及醇類(lèi)溶劑。都能和無(wú)機(jī)酸或強(qiáng)有機(jī)酸成鹽，但溶解性能完全不同。120121（3）提取分離溶劑法：利用二者能溶于熱水的性質(zhì)提取，利用二者草酸鹽的溶解度不同分離。水蒸汽蒸鎦法：麻黃堿和偽麻黃堿在游離態(tài)時(shí)具揮發(fā)性，可隨水蒸汽蒸鎦出，將鎦出液吸收于草酸溶液中，其他操作同溶劑法。離子交換樹(shù)脂法：麻黃草的酸水提液通過(guò)強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，生物堿鹽陽(yáng)離子被交換在樹(shù)脂上，麻黃堿的堿性比偽麻黃堿弱，故麻黃堿鹽不如偽麻黃堿鹽穩(wěn)定，可先從樹(shù)脂上洗脫，使二者分離。122123124（4）檢識(shí)二硫化碳－硫酸銅反應(yīng)：

s/MeOH+CS2,CuSO4,NaOH→黃色↓銅絡(luò)鹽反應(yīng)：

s/H2O+CuSO4,NaOH→藍(lán)紫色

乙醚萃取醚層紫紅色水層藍(lán)色1252.黃連（1）化學(xué)成分（2）理化性質(zhì)（3）提取分離（4）檢識(shí)126（1）化學(xué)成分

127（2）理化性質(zhì)性狀：自水或乙醇中結(jié)晶出的小檗堿是黃色針狀晶體，含5.5分子結(jié)晶水。鹽酸小檗堿為黃色小針狀結(jié)晶。堿性：屬季銨型生物堿，可離子化而呈強(qiáng)堿性，pKa為11.5。溶解性：游離的小檗堿能緩緩溶于水中，易溶于熱水或熱乙醇，在冷乙醇中的溶解度不大，難溶于苯、氯仿、丙酮等有機(jī)溶劑。鹽酸鹽在冷水中的溶解度小（1:500），較易溶于沸水，不溶于乙醇，其硫酸鹽(1:30)和磷酸鹽(1:15)在水中的溶解度較大。注意：易與大分子有機(jī)酸成鹽，難溶于水。有三種互變體，顏色與溶解度不同。128129（3）提取分離

根據(jù)小檗堿鹽酸鹽在水中溶解度小（1:500），而硫酸鹽在水中溶解度大（1:30）的性質(zhì)，采用稀硫酸水溶液進(jìn)行滲漉，在鹽析的同時(shí)，將硫酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)辂}酸小檗堿而析出。130131（4）檢識(shí)可與一般生物堿沉淀試劑反應(yīng)。小檗紅堿反應(yīng)：鹽酸小檗堿加熱至220℃左右分解，生成紅棕色小檗紅堿，加熱至285℃完全熔融。丙酮加成反應(yīng)：小檗堿鹽酸鹽水溶液中加入NaOH使呈強(qiáng)堿性，滴加數(shù)滴丙酮，得黃色結(jié)晶性小檗堿丙酮加成物，有一定熔點(diǎn)，可用于鑒別。漂白粉反應(yīng)：小檗堿酸水液中加入適量漂白粉（或通入氯氣），溶液由黃色變?yōu)闄鸭t色。變色酸反應(yīng)：亞甲二氧基的顯色反應(yīng)。試劑為變色酸和濃硫酸，溶液呈紅色。1323.延胡索

（1）化學(xué)成分

主要含異喹啉類(lèi)生物堿，小檗堿（主要為季銨堿）型和原小檗堿（主要為叔胺堿）型。主要有效成是延胡索乙素（dl-四氫巴馬?。┖妥陷缐A。（2）理化性質(zhì)延胡索乙素為淡黃色結(jié)晶，m.p.148－149℃，紫堇堿為棱柱狀結(jié)晶，m.p.135℃。二者均難溶于水，易溶于氯仿等。（3）提取分離在延胡索中含量很低，以其他植物為原料。叔胺堿數(shù)目較多，分離難度較大。（4）檢識(shí)生物堿沉淀反應(yīng)。133延胡索乙素R1=R2=R3=R4=CH3R5=H紫堇堿R1=R2=R3=R4=R5＝CH31344.粉防己（1）化學(xué)成分（2）理化性質(zhì)（3）提取分離（4）檢識(shí)135（1）化學(xué)成分

136（2）理化性質(zhì)性狀：甲素為白色結(jié)晶，m.p.217－218℃（丙酮），[α]D+286.7（CHCl3）。乙素為白色結(jié)晶，由丙酮中結(jié)晶的具雙熔點(diǎn)，[α]D+275（CHCl3）。輪環(huán)藤酚堿的氯化物為無(wú)色結(jié)晶，熔點(diǎn)214℃，[α]D－116（CH3OH）。堿性：乙素與甲素的結(jié)構(gòu)相似，屬雙芐基異喹啉的衍生物，N為叔胺，堿性較強(qiáng)。輪環(huán)藤酚堿屬原小檗堿型酚性季銨堿，具強(qiáng)堿性。溶解性：甲素、乙素親脂性較強(qiáng)，易溶于親脂性有機(jī)溶劑。但甲素極性小于乙素，能溶于冷苯。乙素有隱性酚-OH，難溶于NaOH。輪環(huán)藤酚堿屬原小檗堿型酚性季銨堿，可溶于水、乙醇，難溶于親脂性溶劑。137（3）提取分離

根據(jù)粉防己中所含生物堿的性質(zhì)，用乙醇提取，酸水－堿化－親脂性溶劑萃取后得總生物堿。甲素、乙素在有機(jī)層，利用極性不同分離。輪環(huán)藤酚堿在水層，用雷氏銨鹽沉淀法分離。138139（4）檢識(shí)可與一般生物堿沉淀試劑反應(yīng)。

1405.苦參（1）化學(xué)成分（2）理化性質(zhì)（3）提取分離（4）檢識(shí)141（1）化學(xué)成分

142（2）理化性質(zhì)性狀：苦參堿有4種形態(tài)，α、β、δ為結(jié)晶體，常見(jiàn)的是α-，mp76℃，針狀或棱柱狀結(jié)晶。γ為液體，沸點(diǎn)為223℃/0.79Kpa。氧化苦參堿為無(wú)色正方體狀結(jié)晶（丙酮），mp為207－208℃（分解），有強(qiáng)吸水性，含1分子結(jié)晶水的mp為77－78℃。堿性：均含兩個(gè)N，一個(gè)為叔胺氮，呈堿性；另一個(gè)為酰胺氮，幾乎不顯堿性。溶解性：苦參堿既溶于水，又溶于氯仿、乙醚等親脂性溶劑；氧化苦參堿，具半極性配位鍵，易溶于水，可溶于氯仿，但不溶于乙醚。其他：水解反應(yīng)、氧化