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1、第六章第六章 生物碱生物碱AlkaloidsAlkaloids第六章 生物碱生物碱概述生物碱的分布生物碱的分类生物碱的性质生物碱的提取和分离生物碱的结构鉴定生物碱的提取分离实例243 13 33 563 7一、生物碱概述 （含N有机化合物的总称）1.多数由C、H、 O、N组成。2. 多在环上，少数在环外。3. 大多具碱性，可与酸成盐。4. 多具显著的生理活性。生物碱的含义 和特点 生物碱概述生物碱的分布生物碱的分类生物碱的性质生物碱的提取和分离生物碱的结构鉴定生物碱的提取分离实例243 13 33 563 7第六章 生物碱主要分布于植物界，在动物中发现得很少。双子叶植物：小檗科，毛茛科，木兰科
2、，防己科， 罂粟科， 芸香科裸子植物： 红豆杉属，松属，云杉属，三尖杉 属，麻黄属单子叶植物：石蒜科，百部科，百合科二、生物碱的分布 动物界也有存在，但种类少。肾上腺素蟾酥碱二、生物碱的分布 蟾蜍毒汁中的色胺海绵中含溴的生物碱， 具有很强的细胞毒作用二、生物碱的分布 生物碱概述生物碱的分布生物碱的分类生物碱的性质生物碱的提取和分离生物碱的结构鉴定生物碱的提取分离实例243 13 33 563 7第六章 生物碱按植物来源分 类如长春花生物 碱、石蒜生物 碱等）按生源结合化 学骨架分类基于生物碱合 成前体物的来 源按化学骨架分类（本教材选用）按含基核类型：如吲哚、喹啉等按整个母核类型：如萜类、甾类
3、等分类方法三、生物碱的分类 1.简单吡咯烷类2.双稠吡咯烷类 3.吲哚里西定类 （一）吡咯烷类红古豆碱(cuscohygrine) 野百合碱 (monocrotaline)一叶萩碱(securinine )三、生物碱的分类 （二）哌啶类生物碱*结构新颖的胆碱酯酶抑制剂。最 初被用于重症肌无力和小儿麻痹 症，1996年被成功开发为治疗老 年性痴呆的新药。石杉碱甲(huperzine A)三、生物碱的分类 苦参碱 氧化苦参碱matrine oxymatrine三、生物碱的分类 （三） 托品烷类生物碱阿托品(atropine) R=H （dl） 莨菪碱(hyoscyamine) R=H （l） 山莨
4、菪碱(anisodamine) R=OH东莨菪碱(scopolamine) 樟柳碱(anisodine) 三、生物碱的分类 鉴别反应 (1) Vitali反应(针对莨菪酸部分)（深紫-暗红-消失）紫色三、生物碱的分类 (2) DDL反应黄色三、生物碱的分类 猪毛菜碱(salsoline)罂粟碱（papaverine）12 苄基异喹啉类（最多）简单异喹啉类（四）异喹啉类生物碱*（最大的一类）三、生物碱的分类 粉防己碱（tetrandrine） 3 双苄基异喹啉类三、生物碱的分类 4 阿扑芬类小檗碱（berberine） 轮环藤酚碱 (cyclanoline) 5 原小檗碱 类 木兰碱（magno
5、florine)三、生物碱的分类 吐根碱(emetine)异喹啉环带苯骈喹啉啶环6 普洛托品类含羰基的小檗碱开环延胡索丙素(corydalis C)三、生物碱的分类 7 吐根碱类8 萘菲啶类吗啡(morphine) R=H可待因(codeine) R=CH3 9 吗啡类三、生物碱的分类 血根碱 (sanguinarine)奎宁（金鸡纳树皮中的抗疟有 效成分，含量高达3）奎尼丁（五）喹啉类生物碱三、生物碱的分类 喜树碱及其类似物喜树碱(camptothecin) R=H 羟基喜树碱(hydroxycamptothecin) R=OH三、生物碱的分类 （六）吲哚生物碱（较多，有千余种）长春碱 （v
6、inblastine, VLB） R=CH3 长春新碱 （vincristine, VCR）R=CHO1. 长春碱和长春新碱三、生物碱的分类 2. 萝芙木生物碱利血平 (reserpine)三、生物碱的分类 美登碱（maylasine ）（七）大环生物碱三、生物碱的分类 （八）萜类生物碱二萜生物碱关附甲素( guanfu base A)紫杉醇 (taxol)三、生物碱的分类 二萜生物碱乌头碱（aconitine）三、生物碱的分类 1. 代表化合物麻黄碱、伪麻黄碱互为立体异构体，区别在于C1的构型不同。麻黄碱 R=H, R=CH3 伪麻黄碱(ephedrine) （pseudoephedrine
7、）（九）有机胺类生物碱三、生物碱的分类 2. 代表化合物 秋水仙碱秋水仙碱(colchicine)秋水仙胺(colchamine)抑制有丝分裂，毒性大与秋水仙碱作用相同，毒性为其1/301/40。三、生物碱的分类 秋水仙酰胺(秋裂胺，colchicinamide) 三、生物碱的分类 （十）甾体生物碱浙贝甲素三、生物碱的分类 生物碱概述生物碱的分布生物碱的分类生物碱的性质生物碱的提取和分离生物碱的结构鉴定生物碱的提取分离实例243 13 33 563 7第六章 生物碱（一） 生物碱的性状 组成多数含有C、H、O、N，少数含有S、Cl 形态 多为结晶性固体，有些为非晶性粉末，少数为液体 (如烟碱、
8、槟榔碱) 味道 多具苦味(盐酸小檗碱)，少数呈辛辣味 颜色 一般无色或白色；少数具有长链共轭体系的具有一 定颜色。如，小檗碱：黄色；小檗红碱：红色；一 叶萩碱：淡黄色 挥发性与 升华性 少数液体及个别小分子生物碱具挥发性(麻黄碱)， 少数具升华性(咖啡因) 四、生物碱的性质 产生条件 具有手性碳原子或手性分子 影响因素 A. 手性碳的构型 B. 测定溶液 C. pH 值 D. 浓度研究意义 生理活性与旋光性密切相关。一般情况下 ，左旋体的活性比右旋体活性强。如，L- 莨菪碱的散瞳作用比D-莨菪碱大100倍。 （二） 生物碱的旋光性 四、生物碱的性质 游离 生物碱亲脂性叔胺碱和仲胺碱，溶于有机溶
9、剂，溶于酸 水亲水性主要指季胺碱和某些含N-氧化物生物碱； 液体或分子较小的生物碱亲脂又亲水。如 东莨菪碱、氧化苦参碱、烟碱、麻黄碱。具特殊 官能团两性生物碱（吗啡、小檗胺、槟榔次碱） ：可溶于酸水及碱水，pH89产生沉淀 。 内酯（或内酰胺）结构：类似一般叔胺碱 ，但在碱水中可以开环形成羧酸盐溶于水 ，加酸又复原。（三） 生物碱的溶解性 四、生物碱的性质 生物 碱盐一般易溶于水，可溶于醇无机酸盐有机酸盐；无机酸盐中含氧酸盐卤代酸 盐；小分子有机酸盐大分子有机酸盐溶解性 特殊的 化合物吗啡为酸性叔胺碱：难溶于氯仿、乙醚，可溶于水 石蒜碱叔胺碱：难溶于有机溶剂，溶于水 喜树碱：不溶于一般有机溶剂
10、，而溶于酸性氯仿 高石蒜碱的盐酸盐：难溶于水，易溶于氯仿 盐酸小檗碱、麻黄碱草酸盐：难溶于水四、生物碱的性质 生成不溶性盐类: 硅钨酸、苦味酸、磷钼 酸试剂等 生成疏松的配合物: 碘-碘化钾试剂 生成不溶性加成物：碘化铋钾、碘化汞钾等重金属盐类 沉淀试剂 （四）生物碱的检识 1. 沉淀反应与某些试剂生成难溶于水的复盐或配合物的反应。四、生物碱的性质 试剂名称组成 反应特征 碘化物复盐类 ： 碘-碘化钾试剂 KII2 红棕色沉淀碘化汞钾试剂 K2HgI4类白色沉淀 碘化铋钾试剂 KBiI4黄至橘红色沉淀 重金属盐类：硅钨酸试剂 SiO212WO3nH2O淡黄或灰白色沉淀磷钼酸试剂H3PO412M
11、O32H2 O白色或黄褐色沉淀四、生物碱的性质 试剂名称 组成 反应特征 大分子酸类： 苦味酸试剂 黄色结晶苦酮酸试剂 黄色结晶其它： 雷氏铵盐试剂 NH4Cr(NH3)2(SCN)4 红色沉淀或结晶四、生物碱的性质 1234个别生物 碱如麻黄 碱、咖啡 碱不反应多在酸性 溶液中反 应，个别 在中性条 件，如苦 味酸。一般三种 以上的沉 淀试剂均 有反应， 可判断为 阳性。 多糖、鞣 质等非生 物碱也能 反应，溶 液需净化 处理 。注意事项： 四、生物碱的性质 名称组成现象Macquis试剂甲醛-浓硫酸吗啡紫红色 可待因蓝色Mandelin试剂 钒酸铵-浓硫酸吗啡棕色 士的宁蓝紫色 奎宁淡橙色
12、Frohde试剂钼酸钠-浓硫酸利血平黄蓝色 小檗碱棕绿色2. 显色反应某些试剂能与一些生物碱反应生成有颜色的溶液。四、生物碱的性质 薄层色谱 (TLC)吸附剂：硅胶，氧化铝，活性炭，纤维素移动相：各种溶剂系统纸色谱 (PC)固定相：水、甲酰胺或缓冲溶液移动相：各种溶剂系统高效液相色谱法(HPLC)对结构相似的生物碱的分离检识可获得满意的效果3.色谱检识 123四、生物碱的性质 产生原因N原子具有孤对电子，能接受质子或给出 电子而显碱性理论依据表示方法pKa碱性大小与 pKa关系pKa2为极弱碱，pKa27为弱碱 pKa711为中强碱，pKa11以上为强碱碱性基团 pKa值顺序胍基季胺碱N-烷杂
13、环脂肪胺芳香 胺N-芳杂环酰胺吡咯 五、生物碱的碱性 1. 共轭酸碱概念及强度表示 四、生物碱的性质 杂化方式诱导效应共轭效应空间效应氢键效应2. 碱性与分 子结构的关系四、生物碱的性质 碱性 类型杂化举例脂肪胺 脂氮环sp311.3 11.2 9.5 芳杂环sp20.4 5.17 4.94 5.14氰基spCN四、生物碱的性质 1）杂化方式 甲基苯环2）诱导效应 氨基 其他烷基酰基,双键羟基,醚氧供电子基吸电子基碱性增强碱性减弱四、生物碱的性质 苯胺型 酰胺型 烯胺型 N原子上孤对电子形成p- 共轭时，碱性减弱四、生物碱的性质 3）共轭效应 稀胺型特例：N原子,-位有双键可能转化为季铵蛇根碱（serpentine）pka 10.8四、生物碱的性质 pka 8.2pka 5.6pka 3.8strychnine pseudostrychnine neostrychnineN: 处在桥头，为刚性结构，不发生未共用电子对 的转移，故不形成季铵碱。四、生物碱的性质 4）空间效应 生物碱的共轭酸盐若能生成稳定的分子内氢键（ 与含氧基团），则碱性增强。 和钩藤碱 pka 6.32 异和钩藤碱 pka 5.20 四、生物碱的性质 5）氢键效应
