第三章 生物堿

章生物堿2021/6/271十九世紀德國學者F.W.Sertrner從鴉片中分離出嗎啡堿(morphine)現(xiàn)從自然界中分離得到約10000種《全國醫(yī)藥產品大全》中收載的藥物及其制劑達六十余種植物中存在的生物堿大多有明顯的生理活性如：2021/6/272

鴉片中的嗎啡——鎮(zhèn)痛作用麻黃中的麻黃堿——止喘作用長春花中的長春堿——抗癌活性黃連中的小檗堿——抗菌消炎作用

山莨菪堿——抗中毒性休克作用石蒜中的生物堿加蘭他敏——具有擬膽堿作用利血平——降壓作用2021/6/273

生物堿是一類十分重要的天然有機化合物，也是一類研究得最早的有生物活性的天然化合物。一.生物堿的含義

生物堿一般指植物中含N的有機化合物（蛋白質、肽類、氨基酸等除外)。第一節(jié)概述2021/6/274

生物堿主要分布于植物界,在動物中發(fā)現(xiàn)得很少。在高等植物尤其在雙子葉植物中分布為廣：①在雙子葉植物的小檗科(Berberidaceae)，毛茛科(Rununcu-laceae)，木蘭科(Magnoliaceae)，防己科(Menisperma-ceae)，罌粟科(Papaveraceae)，蕓香科(Rutaceae)等植物中廣為分布；二、分布2021/6/275②裸子植物中，在紅豆杉科紅豆杉屬(Taxus)，松柏科松屬(Pinus)，云杉屬(Picia)，三尖杉科三尖杉屬Cepha-lotaxus)，麻黃科麻黃屬(Ephedra)等屬植物中有分布；③少數(shù)單子葉植物如石蒜科，百部科(Stemonaceae)，百合科(Liliaceae)等植物中有分布。在低等植物中，生物堿分布少，而且結構一般為簡單。生物堿在生物體中的存在部位和含量往往差別很大，一般來說，含量在千分之一以上即為高含量。2021/6/276三、存在形式1.游離堿：堿性極弱，以游離堿的形式存在。2.成鹽：

有機酸有：檸檬酸、酒石酸等；特殊的酸類：烏頭酸、綠原酸等無機酸：硫酸、鹽酸等。3.苷類：以苷的形式存在于植物中；4.酯類：多種吲哚類生物堿分子中的羧基，常以甲酯形式存在。5.N-氧化物：植物體中的氮氧化物約一百余種。2021/6/277㈣命名規(guī)則1.生物堿類型的命名主要根據(jù)：⑴母核的化學結構，如吡啶、吡咯啶、喹啉、異喹啉、萜類等；⑵以來源植物命名，如石蒜科生物堿等。2021/6/2782.生物堿單體成分的命名⑴以植物來源的屬、種的名稱命名，如：一葉萩堿⑵也有以生理活性或藥效命名，如：嗎啡morphine（使睡眠),吐根堿emetine（嘔吐）⑶以人名命名的，如：pelletierine（為紀念化學家PierreJosephPelletier）2021/6/279生物堿的分類方法很多，主要包括1.按植物來源分類如：石蒜生物堿，長春花生物堿；2.按化學結構分類如：異喹啉生物堿、甾體生物堿；3.按生源結合化學分類如：來源于鳥氨酸的吡咯生物堿。第二節(jié)結構與分類2021/6/2710㈠有機胺類（氮原子不結合在環(huán)內的一類生物堿。）止咳平喘作用2021/6/2711益母草堿對動物子宮有興奮作用、降壓作用2021/6/2712（二）雜環(huán)類（氮原子結合在環(huán)內的一類生物堿。）1、吡咯衍生物由吡咯或四氫吡咯衍生的生物堿。

分為：簡單的吡咯衍生物吡咯里西啶衍生物（又稱雙稠吡咯啶）吲哚里西啶衍生物。2021/6/2713簡單的吡咯衍生物紅古豆堿（無活性）紅古豆苦杏仁酸酯（有活性）似阿托品藥物的散瞳等作用2021/6/2714吡咯里西啶（pyrrolizidine）衍生物野百合堿（有抗癌活性）吡咯里西啶2021/6/2715吲哚里西啶（indolizidine）衍生物吲哚里西啶一葉萩堿2021/6/27162、吡啶衍生物由吡啶或六氫吡啶衍生的生物堿。分為：簡單吡啶衍生物、喹諾里西啶2021/6/2717吡啶降壓、鎮(zhèn)靜、促進唾液分泌作用2021/6/2718喹諾里西啶消腫利尿、抗腫瘤、抗心律失常、降血脂及免疫調節(jié)2021/6/27193、莨菪烷衍生物莨菪堿（阿托品）解痙、鎮(zhèn)痛、解磷中毒、散瞳作用2021/6/27204、喹啉衍生物喜樹堿治白血病和直腸癌2021/6/27215、異喹啉衍生物異喹啉isoquinoline2021/6/27221-benzyl-isoquinoline存在于鴉片中，具有鎮(zhèn)咳作用與可待因相似，但無成癮性，可替代可待因。那可丁又稱芐基異喹啉2021/6/2723雙苯甲基異喹啉型唐松草堿2021/6/2724原小檗堿型抗菌消炎存在于黃連、黃柏及三顆針等植物中。2021/6/2725原小檗堿型鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、改善心肌供血、治療心率失常2021/6/2726嗎啡烷型嗎啡烷morphinane鎮(zhèn)痛如：嗎啡堿（morphine）是鴉片中的成分，具有止痛的作用。2021/6/27276、吲哚衍生物2021/6/27282021/6/2729咪唑毛果蕓香堿pilocarpine治療青光眼7、其他雜環(huán)2021/6/27302021/6/2731蟲草素抗菌、抗病毒、抗腫瘤嘌呤2021/6/2732石斛堿dendrobine烏頭堿aconitine三、萜類生物堿解熱鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)痛、消炎、麻醉、降壓2021/6/2733二萜抗癌活性2021/6/2734貝母堿四、甾類生物堿擴張支氣管平滑肌、興奮子宮2021/6/2735

第三節(jié)理化性質一、性狀1.形態(tài)——多為結晶固體，少為粉末。少數(shù)常溫下為液體（多不含氧，若含氧則多成酯鍵）2.顏色——多為無色或白色，少數(shù)有色。3.味覺——多具苦味，少數(shù)有甜味，如：甜菜堿。2021/6/27364.揮發(fā)性——液體生物堿多有揮發(fā)性，個別固體生物堿有揮發(fā)性，如麻黃堿。5、旋光性——多為左旋光性。條件改變有的產生變旋現(xiàn)象。如：菸堿中性溶液——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。2021/6/2737類別極性價鍵溶解性H2OCHCl3HClNaOH非酚性Alk(無Ar-OH叔胺、仲胺)較弱共價脂溶性—++—季銨堿強離子水溶性+—++氮氧化物半極性配位中等水溶+±++兩性AlkAr-OH較弱共價脂溶性—+++（可成內鹽）-COOH強離子水溶性+—++(1)游離堿二、溶解度2021/6/2738(2)成鹽生物堿

多易溶于水，不溶或難溶有機溶劑。含氧酸鹽的水溶性往往較大。與大分子有機酸所形成的鹽水溶性差與小分子有機酸或無機酸成鹽水溶性較好。2021/6/2739三、堿性以pKa計,堿性大則pKa大,堿性小則pKa小。2021/6/2740影響堿性強弱的因素（1）N的雜化方式：因p電子成分越多，越易失去電子，堿性越強。(2)誘導效應（通過碳鏈傳遞）(a)供電性基團取代，堿性增強；如：二甲胺(Pka10.70)>甲胺(Pka10.64)>氨(Pka9.75)2021/6/2741（b）氮原子附近有吸電性基團，堿性減弱常見的吸電子基：苯基、羰基、酯基、醚基、羥基、雙鍵、硝基等常見的給電子基：烷基、甲氧基等2021/6/2742(3)共軛效應：形成p-π共軛，通常堿性較弱。苯胺型、酰胺型、烯胺型①苯胺型毒扁豆堿毒扁豆堿毒扁豆堿2021/6/2743②酰胺型與酸成鹽很不穩(wěn)定，在酸性條件下，就能表現(xiàn)出游離堿的溶解性，能溶于三氯甲烷2021/6/2744(4)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，而使質子難于接近氮原子，堿性減弱。如莨菪堿堿性強于東莨菪堿2021/6/2745堿性強弱：2021/6/2746

第四節(jié)檢識2021/6/2747（一）化學檢識（沉淀反應):

生物堿鹽與生物堿沉淀試劑生成難溶于水的復鹽或分子復合物。

沉淀試劑：(1)碘化物復鹽類碘化鉍鉀KBiI4

橘紅色至黃色沉淀碘-碘化鉀KI-I2

紅棕色沉淀碘化汞鉀

K2HgI4

類白色沉淀

若加過量試劑，沉淀又被溶解。2021/6/2748(2)大分子酸類：酸類——硅鎢酸SiO2

12WO3乳白色酚酸類——苦味酸

2,4,6-三硝基苯酚黃色(3)金屬鹽類雷氏銨鹽(Ammoniumreineckate)硫氰酸鉻銨試劑生成難溶性復鹽紫紅色2021/6/27492.反應原理：生成復鹽和絡鹽2021/6/2750

3.沉淀反應條件（1）通常在酸性水溶液中生物堿成鹽狀態(tài)下進行；（若在堿性條件下則試劑本身將產生沉淀）（2）在稀醇或脂溶性溶液中時，含水量>50%；（當醇含量>50%時可使沉淀溶解）（3）沉淀試劑不易加入多量。（如：過量的碘化汞鉀可使產生的沉淀溶解）2021/6/27514.結果的判斷（1）鑒別時每種Alk需采用三種以上沉淀試劑；

（2）直接對中藥酸提液進行沉淀反應，則陽性結果——不能判定生物堿的存在陰性結果可判斷無生物堿存在氨基酸、蛋白質、多糖、鞣質等+沉淀試劑——沉淀2021/6/2752處理方法：將含生物堿的酸水液堿化，再用三氯甲烷萃取，分取三氯甲烷層，再用酸水萃取，所得酸水層部分可作為沉淀反應的溶液（3）仲胺類一般不易與生物堿沉淀試劑反應，如麻黃堿注意：在結果判斷時要慎重2021/6/2753（二）色譜檢識（一）薄層色譜：適用于脂溶性生物堿硅膠薄層色譜吸附TLC┤

└氧化鋁薄層色譜2021/6/2754使用硅膠薄層色譜的注意事項：由于硅膠顯弱酸性，強堿性的生物堿在硅膠板上能成鹽，使Rf值很小或拖尾因此，使用硅膠作吸附劑，需要在堿性環(huán)境中進行，以克服其酸性。方法：濕法制板時，以0.1-0.5的氫氧化鈉代替水，使其成堿性；展開劑中加入一定量的二乙胺或氨水；展開槽中放入一小杯氨水，產生氨氣使色譜空間顯堿性。2021/6/2755薄層色譜的顯色：（1）直接在可見光或紫外燈下觀察斑點，該法適用于有顏色或有熒光的生物堿（2）大多數(shù)用改良碘化鉍鉀試劑，顯橘紅色。少數(shù)生物堿不顯色可用的碘鉑酸、三氯化銻、硫酸鈰硫酸（或磷酸）等試劑。2021/6/2756（二）紙色譜（1）游離生物堿：甲酰胺為固定相，固定相飽和的有機溶劑為展開劑。（2）生物堿鹽：濾紙中的水為固定相，系統(tǒng)正丁醇-冰醋酸-水為展開劑。2021/6/2757

第五節(jié)提取和分離最常用的方法：溶劑提取法常選用的溶劑：酸水、乙醇、親脂性有機溶劑2021/6/2758（1）酸水提取原理：酸溶堿沉常用的酸水：0.5%-1%的鹽酸、硫酸操作方法：滲漉法或浸漬法提取成分：生物堿鹽和大量水溶性雜質2021/6/2759怎樣使生物堿鹽和水溶性雜質分開a、離子交換法：使用強酸型陽離子交換樹脂柱（水溶性雜質因沒被交換，所以先流出）

交換后的樹脂用氨水堿化，生物堿游離出來，再用有機溶劑進行回流提取。離子交換過程如下：R-H＋＋[B·H]＋Cl－R－[B·H]＋＋HClR－[B·H]＋＋NH4OHR－NH4＋＋B＋H2O

適用于一般生物堿酸水提取液的處理，尤其是水溶性較大的生物堿，如苦參堿、麻黃堿。2021/6/2760b、萃取法：氨水、石灰水堿化酸提取液，親脂性有機溶劑進行萃取

常用的萃取劑：三氯甲烷、乙醚此法適用于脂溶性生物堿與水溶性雜質的分離2021/6/2761c、沉淀法堿化酸水提取液，游離生物堿水溶性降低而沉淀析出若是水溶性生物堿，如季銨生物堿，需加雷氏銨鹽（硫氰酸鉻銨）對季銨生物堿進行沉淀。此法適用于季銨型生物堿與其他生物堿的分離。2021/6/2762（2）乙醇提取法原理：生物堿與生物堿鹽都溶于乙醇的性質所用乙醇：60%～95%乙醇操作方法：滲漉法或回流法提取成分：生物堿、生物堿鹽、少量水溶性雜質、較多脂溶性雜質除去脂溶性雜質的方法：酸水溶解生物堿，與脂

溶性雜質分離。2021/6/2763（3）親脂性有機溶劑提取法原理：游離生物堿易溶于親脂性有機溶劑常用的溶劑：三氯甲烷、乙醚、乙酸乙酯操作方法：回流法或連續(xù)回流法提取成分：游離生物堿和脂溶性雜質除去脂溶性雜質的方法：酸水溶解生物堿，與脂

溶性雜質分離。為獲得藥材中游離生物堿，在提取前，藥材應先用少量堿水（氨水和石灰水）潤濕。2021/6/2764二、分離（一）生物堿的初步分離將總生物堿初步分成：強堿性生物堿、中強堿性生物堿、弱堿性生物堿2021/6/2765（二）生物堿單體的分離1、利用生物堿堿性的差異進行分離（pH梯度萃取法）

用不同酸性的緩沖溶液，pH由高到低依次萃取，堿性較強的生物堿先成鹽而溶于酸水溶液中將