《天然藥物化學(xué)》課件-第九章 生物堿類的提取分離技術(shù)

生物堿類的提取分離技術(shù)—第九章—生物堿類化合物的提取分離技術(shù)掌握

生物堿類化合物的結(jié)構(gòu)類型、理化性質(zhì)、提取分離及檢識(shí)及。熟悉

生物堿類的典型化合物了解

生物堿類化合物生物活性今年分布學(xué)習(xí)目標(biāo)第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型一、二、萘醌第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型三、菲醌四、蒽醌一、有機(jī)胺類生物堿第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氮原子不結(jié)合在環(huán)內(nèi)的一類生物堿。一、有機(jī)胺類生物堿第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氮原子不結(jié)合在環(huán)內(nèi)的一類生物堿。秋水仙堿治療急性痛風(fēng)，并有抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)的作用一、有機(jī)胺類生物堿第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氮原子不結(jié)合在環(huán)內(nèi)的一類生物堿。益母草堿leonurine二、吡咯類衍生物以吡咯烷為基本骨架的一類生物堿，該類生物堿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，已發(fā)現(xiàn)的數(shù)量較少。第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型吡咯水蘇水蘇堿

堿

水蘇堿

黨參堿

三、吡咯里西啶類生物堿

野百合堿

迷迭香裂堿

抗癌作用

抗高血壓第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型四、哌啶類生物堿哌啶

吡啶

檳榔堿

煙堿

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型五、喹諾里西啶類生物堿

喹諾里西啶

抗癌。光譜殺菌作用，作為生物農(nóng)

藥可防治病蟲害

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型六、托品烷類生物堿

在植物體內(nèi)常以有機(jī)酸酯的形式存在

莨菪醇

莨菪堿（阿托品）莨菪酸

天仙子

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型六、托品烷類類生物堿

在植物體內(nèi)常以有機(jī)酸酯的形式存在

東莨菪堿

山莨菪堿

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型七、喹啉類生物堿

喹啉

喜樹堿

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型八、四氫異喹啉類生物堿四氫異喹啉

薩蘇林R=H

薩蘇里丁R=CH3

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型九、芐基喹啉類生物堿

罌粟堿

去甲烏藥堿

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型九、芐基喹啉類生物堿

粉防己堿R=CH3防己諾林堿R=H

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型九、芐基喹啉類生物堿

嗎啡

可待因

青風(fēng)藤堿

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型九、芐基喹啉類生物堿

小檗堿

延胡索乙素

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型十、吲哚類生物堿吲哚

大青素B靛青苷

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型十、吲哚類生物堿

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型毒扁豆堿

哈爾明堿

色胺

十、吲哚類生物堿是一種用于治療高血壓及精神病的吲哚類生物堿藥物[1]，最初是在蘿芙木屬植物蛇根木中提取而成。

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型利血平

十、吲哚類生物堿

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型馬錢子堿(士的寧）十、吲哚類生物堿

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型長(zhǎng)春堿R=CH3

長(zhǎng)春新堿R=CHO

十一、萜類生物堿

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型石斛堿dendrobine十二、甾體生物堿

龍葵堿

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型十二、甾體生物堿

貝母堿

第一節(jié)

結(jié)構(gòu)類型第二節(jié)

理化性質(zhì)二、旋光性一、性狀第二節(jié)

理化性質(zhì)三、溶解性四、堿性五、沉淀反應(yīng)第二節(jié)

理化性質(zhì)一、性狀（一）一般性質(zhì)1.形態(tài)——多為結(jié)晶固體，少為粉末；有熔點(diǎn)。少數(shù)常溫下——液體（多不含氧，若含多成酯鍵）毒藜?jí)A煙堿

檳榔堿第二節(jié)

理化性質(zhì)一、性狀2.顏色——多為無色或白色，少數(shù)有色。第二節(jié)

理化性質(zhì)一、性狀2.顏色——多為無色或白色，少數(shù)有色。一葉萩堿（黃色）第二節(jié)

理化性質(zhì)一、性狀3.味覺——多具苦味。4.揮發(fā)性——多無揮發(fā)性，少數(shù)具揮發(fā)性。5.旋光性——多為左旋光性。有的產(chǎn)生變旋現(xiàn)象。如：煙堿中性溶液——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。第二節(jié)

理化性質(zhì)二、旋光性多數(shù)為左旋光性。有的產(chǎn)生變旋現(xiàn)象。如：煙堿：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。第二節(jié)

理化性質(zhì)三、溶解性溶解性能和結(jié)構(gòu)中氮原子的存在狀態(tài)、分子大小、結(jié)構(gòu)中功能團(tuán)的種類和數(shù)目、溶劑的種類等因素有關(guān)。第二節(jié)

理化性質(zhì)三、溶解性1.游離生物堿(1)親脂性生物堿

1)多數(shù)仲胺堿和叔胺堿為親脂性

2)易溶于乙醚、苯和鹵烴類（二氯甲烷、三氯甲烷、

四氯化碳）等有機(jī)溶劑，尤其在三氯甲烷中溶解度較大

3)可溶于甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯等

4)不溶或難溶于水，但溶于酸水第二節(jié)

理化性質(zhì)三、溶解性1.游離生物堿(2)親水性生物堿

1）季銨堿型生物堿：為離子型化合物，易溶于水和酸水，可溶于甲醇、乙醇及正丁醇等極性較大的有機(jī)溶劑，難溶于親脂性有機(jī)溶劑。

第二節(jié)

理化性質(zhì)三、溶解性1.游離生物堿(2)親水性生物堿

2）含N-氧化物結(jié)構(gòu)的生物堿：具有配位鍵，可溶于水，如氧化苦參堿。而苦參堿可溶于乙醚

第二節(jié)

理化性質(zhì)三、溶解性1.游離生物堿(2)親水性生物堿

3）小分子生物堿：少數(shù)分子較小而堿性較強(qiáng)的生物堿，既可溶于水，也可溶于三氯甲烷，如麻黃堿、煙堿等。4）酰胺類生物堿：由于酰胺在水中可形成氫鍵，所以在水中有一定的溶解度，如秋水仙堿、咖啡堿等。第二節(jié)

理化性質(zhì)三、溶解性1.游離生物堿（3）具有特殊官能團(tuán)的生物堿1）兩性生物堿（具有酚羥基或羧基的生物堿：具有酸、堿兩性，故即可溶于酸水，又可溶于堿水）

具有酚羥基的生物堿（又稱酚性生物堿），可溶于氫氧化鈉等強(qiáng)堿性溶液，如嗎啡；具有羧基的生物堿，可溶于碳酸氫鈉等弱堿溶液，如檳榔堿。

第二節(jié)

理化性質(zhì)三、溶解性1.游離生物堿（3）具有特殊官能團(tuán)的生物堿

2）具有內(nèi)酯或內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)的生物堿：在強(qiáng)堿性溶液中加熱，其內(nèi)酯（或內(nèi)酰胺）結(jié)構(gòu)可開環(huán)形成羧酸鹽而溶于水，酸化后環(huán)合析出，如喜樹堿、苦參堿等。

第二節(jié)

理化性質(zhì)三、溶解性2.生物堿鹽

一般易溶于水，可溶于甲醇、乙醇類，難溶于親脂性有機(jī)溶劑。無機(jī)酸鹽水溶性大于有機(jī)酸鹽；無機(jī)酸鹽中含氧酸鹽的水溶性大于鹵代酸鹽；小分子有機(jī)酸鹽水溶性大于大分子有機(jī)酸鹽。有些生物堿鹽難溶于水，如小檗堿鹽酸鹽、麻黃堿草酸鹽等。第二節(jié)

理化性質(zhì)類型溶解性游離生物堿親脂性生物堿大多數(shù)叔胺堿為親脂性，一般能溶于有機(jī)溶劑，尤其易溶于親脂性有機(jī)溶劑，熱別易溶于氯仿。溶于酸水，不溶或難溶于水和堿水親水性生物堿主要指季氨堿和某些含氨-氧化物的生物堿，可溶于水、甲醇、乙醇，難溶于親脂性有機(jī)溶劑具特殊官能團(tuán)的生物堿兩性生物堿即可溶于酸水，也可溶于堿水，但在PH8-9時(shí)易產(chǎn)生沉淀具內(nèi)脂或內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)在堿水中，其內(nèi)酯（或內(nèi)酰胺）結(jié)構(gòu)可開環(huán)形成羧酸鹽溶于水中，繼之加酸復(fù)又還原生物堿鹽一般溶解性易溶于水，可溶于醇類，難溶于親脂性有機(jī)溶劑。生物堿在酸水中成鹽溶解，調(diào)減性后又游離不同的酸的鹽通常生物堿的五級(jí)酸鹽水溶性大于有機(jī)酸鹽；無機(jī)酸鹽中韓養(yǎng)酸鹽的水溶性大于鹵代酸鹽；小分子有機(jī)酸鹽大于大分子有機(jī)酸鹽第二節(jié)

理化性質(zhì)四、堿性生物堿分子中氮原子上的孤電子對(duì)，能給出電子或接受質(zhì)子而使生物堿顯堿性。第二節(jié)

理化性質(zhì)四、堿性（一）堿性強(qiáng)弱的表示方法

生物堿堿性強(qiáng)弱用pKa表示，pKa越大，堿性越強(qiáng)。生物堿的堿性強(qiáng)弱與pKa的關(guān)系：

①pKa＜2為極弱堿，如酰胺、N-五元芳雜環(huán)類生物堿。

②pKa2～7為弱堿，如芳香胺、N-六元芳雜環(huán)類生物堿。

③pKa7～11為中強(qiáng)堿，如脂肪胺、脂雜環(huán)類生物堿。

④pKa11以上為強(qiáng)堿，如季銨堿、胍類生物堿。

生物堿分子中堿性基團(tuán)的pKa值大小順序一般是：胍基＞季銨堿＞N-烷雜環(huán)＞脂肪胺＞芳香胺≈N-芳雜環(huán)＞酰胺≈吡咯。第二節(jié)

理化性質(zhì)四、堿性（二）堿性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

堿性強(qiáng)弱影響因素：氮原子的雜化方式

電子云密度（電性效應(yīng)）、

空間效應(yīng)、

分子內(nèi)氫鍵。

第二節(jié)

理化性質(zhì)四、堿性（二）堿性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

堿性強(qiáng)弱影響因素：

1.氮原子的雜化方式堿性隨雜化程度的升高而增強(qiáng)，即sp3＞sp2＞sp。PKa5.4PKa9.5PKa11.5

第二節(jié)

理化性質(zhì)四、堿性（二）堿性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

2.電性效應(yīng)

電性效應(yīng)（包括誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)），能影響N原子上電子云排布，從而影響堿性的大小。

第二節(jié)

理化性質(zhì)四、堿性（二）堿性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

2.電性效應(yīng)1）誘導(dǎo)效應(yīng)

第二節(jié)

理化性質(zhì)四、堿性（二）堿性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

2.電性效應(yīng)（2）共軛效應(yīng)：

當(dāng)生物堿分子中氮原子的孤電子對(duì)與π電子基團(tuán)共軛時(shí)，一般使生物堿的堿性減弱。常見的有苯胺和酰胺兩種類型。

第二節(jié)

理化性質(zhì)四、堿性（二）堿性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

2.電性效應(yīng)（2）共軛效應(yīng)：苯胺型：

苯胺氮原子上的孤電子對(duì)與π電子形成p一π共軛體系后，其堿性減弱。

第二節(jié)

理化性質(zhì)四、堿性（二）堿性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

2.電性效應(yīng)（2）共軛效應(yīng)：

酰胺型：酰胺氮原子上的孤電子對(duì)與羰基形成p一π共軛效應(yīng)，使其堿性極弱。如胡椒堿、秋水仙堿或咖啡堿等。

第二節(jié)

理化性質(zhì)四、堿性（二）堿性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

3.空間效應(yīng)

氮原子由于附近取代基的空間立體障礙或分子構(gòu)象因素，而使質(zhì)子難于接近氮原子，堿性減弱。

如麻黃堿堿性小于去甲麻黃堿

山莨菪堿堿性介于東莨菪堿與莨菪堿之間

第二節(jié)

理化性質(zhì)四、堿性（二）堿性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

4.氫鍵效應(yīng)

當(dāng)生物堿成鹽后，氮原子附近如有羥基、羰基，并處于有利于形成穩(wěn)定分子內(nèi)氫鍵時(shí)，氮上的質(zhì)子不易離去，其共軛酸穩(wěn)定，則堿性強(qiáng)。如偽麻黃堿堿性大于麻黃堿堿性。第二節(jié)

理化性質(zhì)五、沉淀反應(yīng)

生物堿在酸性水或稀醇中（苦味酸試劑可在中性條件下進(jìn)行），與某些試劑生成難溶于水的復(fù)鹽或絡(luò)合物的反應(yīng)稱為生物堿沉淀反應(yīng)。第二節(jié)

理化性質(zhì)五、沉淀反應(yīng)

1.反應(yīng)條件除苦味酸試劑外，其他生物堿沉淀反應(yīng)一般都在酸性水溶液中進(jìn)行。原因：生物堿在酸性條件下成鹽，易溶于水與沉淀試劑反應(yīng)，所生成沉淀易于觀察。第二節(jié)

理化性質(zhì)五、沉淀反應(yīng)

2.陽(yáng)性結(jié)果的判斷利用沉淀反應(yīng)鑒別生物堿時(shí)，應(yīng)注意假陰性和假陽(yáng)性反應(yīng)。判定注意事項(xiàng)：

①對(duì)生物堿定性鑒別時(shí)，應(yīng)用三種以上試劑分別進(jìn)行反應(yīng)，均陽(yáng)性或陰性方有可信性。

②仲胺一般不易與生物堿沉淀試劑反應(yīng)，如麻黃堿、嗎啡、咖啡堿等。

③水溶液中如有蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、鞣質(zhì)等亦可與此類試劑產(chǎn)生陽(yáng)性反應(yīng)，故應(yīng)在被檢液中除掉這些成分。（具體方法：利用酸提堿沉得方法使生物堿游離，萃取使其與雜質(zhì)分離）第二節(jié)

理化性質(zhì)五、沉淀反應(yīng)

3.沉淀反應(yīng)的應(yīng)用

①用于檢查生物堿的有無

②可用于試管定性反應(yīng)和色譜的顯色劑。

③在生物堿的提取分離中可指示提取、分離終點(diǎn)。

④個(gè)別沉淀試劑可用于分離純化生物堿，如雷氏銨鹽可用于沉淀分離季銨堿。

⑤某些生物堿沉淀反應(yīng)可用于生物堿的定量，如硅鎢酸試劑反應(yīng)。第二節(jié)

理化性質(zhì)六、顯色反應(yīng)某些生物堿能與一些試劑反應(yīng)生成不同顏色的產(chǎn)物，這些試劑成為生物堿顯色劑。第三節(jié)

提取與分離二、分離一、提取第三節(jié)

提取與分離第二節(jié)

理化性質(zhì)一、提取一、總生物堿的提取揮發(fā)性生物堿如麻黃堿可用水蒸氣蒸餾法提取?？缮A的生物堿如咖啡堿可用升華法提取。第二節(jié)

理化性質(zhì)二、分離（一）生物堿的初步分離將總生物堿按堿性強(qiáng)弱、酚性有無及是否水溶性初步分成5個(gè)部分，一般分離流程如下：第二節(jié)

理化性質(zhì)二、分離（二）生物堿單體的分離

1.利用生物堿的堿性差異進(jìn)行分離方法：酸水-堿化-萃取法注意：①?gòu)?qiáng)堿在弱酸性條件下能形成生物堿鹽，易溶于水；弱堿則需在較強(qiáng)酸性條件下形成生物堿鹽而溶于水。②成鹽后，弱堿鹽在弱堿條件下即可轉(zhuǎn)變成游離生物堿，易溶于親脂性有機(jī)溶劑；強(qiáng)堿鹽則需在較強(qiáng)堿性條件下轉(zhuǎn)變成游離生物堿，溶于親脂性有機(jī)溶劑?？倝A中各生物堿的堿性不同，可用pH梯度萃取法進(jìn)行分離。第二節(jié)

理化性質(zhì)二、分離（二）生物堿單體的分離

1.利用生物堿的堿性差異進(jìn)行分離具體方法有兩種：①總生物堿溶于親脂性有機(jī)溶劑，pH由高至低依次萃取，生物堿可按堿性由強(qiáng)至弱先后成鹽依次被萃取出而分離②總生物堿溶于酸水，逐步加堿使pH值由低至高分離。對(duì)于堿性有差別的兩種生物堿，可采用調(diào)pH后簡(jiǎn)單萃取法分離。第二節(jié)

理化性質(zhì)二、分離（二）生物堿單體的分離

2.利用溶解度差異進(jìn)行分離游離生物堿：如苦參中苦參堿和氧化苦參堿的分離（氧化苦參堿的極性大于苦參堿，難溶于乙醚）漢防己中漢防己甲素和漢防己乙素的分離（漢防己甲素的極性小于漢防己乙素，可溶于冷苯）生物堿鹽：如麻黃中分離麻黃堿、偽麻黃堿（在草酸中溶解度不同，麻黃堿溶解度小于偽麻黃堿）第二節(jié)

理化性質(zhì)二、分離（二）生物堿單體的分離

3.利用特殊官能團(tuán)進(jìn)行分離

含羧基的生物堿能與碳酸氫鈉生成羧酸鹽而溶于水，可與其他堿分離；

酚性生物堿的酚羥基具有弱酸性，可與氫氧化鈉溶液生成鹽溶于水，而與其他非酚性生物堿分離。如在阿片生物堿中，嗎啡具酚羥基而可待因無酚羥基，可用5%氫氧化鈉分離。

內(nèi)酯或內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)的生物堿可在堿性水液中加熱開環(huán)生成溶于水的羧酸鹽而與其他生物堿分離，在酸性下又環(huán)合成原生物堿而沉淀，如喜樹堿。第二節(jié)

理化性質(zhì)二、分離（二）生物堿單體的分離

4.利用色譜法進(jìn)行分離（1）吸附柱色譜常用氧化鋁或硅膠作為吸附劑，有時(shí)也用纖維素、聚酰胺等。以苯、氯仿、乙醚等親脂性有機(jī)溶劑或以其為主的混合溶劑系統(tǒng)作洗脫劑。

（2）分配柱色譜對(duì)某些結(jié)構(gòu)特別相近的生物堿，可采用分配色譜法。第二節(jié)

理化性質(zhì)二、分離（三）、水溶性生物堿（季銨堿）的分離（一）沉淀法實(shí)驗(yàn)室常用雷氏銨鹽試劑純化季銨堿。

（二）溶劑法利用水溶性生物堿能夠溶于極性較大而又能與水分層的有機(jī)溶劑（如正丁醇、異戊醇或氯仿-甲醇的混合溶劑等）的性質(zhì)，用這類溶劑與含這類生物堿的堿水液反復(fù)萃取，使水溶性生物堿與強(qiáng)親水性的雜質(zhì)得以分離。第四節(jié)

提取與分離二、色譜檢識(shí)一、理化檢識(shí)第四節(jié)

檢識(shí)第二節(jié)

理化性質(zhì)一、理化檢識(shí)

物理方法主要利用生物堿的形態(tài)、顏色或熔點(diǎn)、比旋度等物理性質(zhì)鑒定。

化學(xué)方法克通過生物堿沉淀反應(yīng)和顯色反應(yīng)進(jìn)行鑒定。第二節(jié)

理化性質(zhì)

二、色譜檢識(shí)（一）薄層色譜法

1.吸附薄層色譜法

（1）吸附劑吸附劑常用硅膠和氧化鋁。

硅膠適用注意：硅膠為酸性吸附劑，易造成拖尾或復(fù)斑，影響分離效果?？稍谕夸伖枘z薄層時(shí)加稀堿（0.1～0.5mol/L氫氧化鈉）或緩沖溶液，制成堿性薄板；或使色譜過程在堿性條件下進(jìn)行，即在展開劑中加入少量堿性試劑，如二乙胺、氨水等。

氧化鋁本身顯弱堿性，不經(jīng)處理便可用于分離和檢識(shí)生物堿，一般較常用，特別適合分離親脂性較強(qiáng)的生物堿。第二節(jié)

理化性質(zhì)

二、色譜檢識(shí)（一）薄層色譜法

1.吸附薄層色譜法（2）展開劑展開劑系統(tǒng)多以親脂性溶劑為