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1、国家执业药师考试,中药化学 温州医学院药学院,生物碱,掌握生物碱的概念、各类结构特征、形态、颜色、旋光、酸碱性、溶解度、沉淀试剂、提取分离、色谱检识。 掌握苦参、麻黄、黄连中生物碱的结构类型、鉴别、提取、活性 熟悉生物碱的分类、植物中分布、水溶性生物碱的分离、汉防己、洋金花马钱子、乌头中主要化学成分,生物碱的定义 指天然产的一类含氮的有机化合物； 多数具有碱性且能和酸结合生成盐； 大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内； 多数有较强的生理活性。,在植物界的分布规律 1、在系统发育较低级的类群中分布较少或无。 2、生物碱集中分布在系统发育较高的植物类群。 3、生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植物类
2、群中。 4、越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群就越窄。,理化性质,一般性质 1.形态多为结晶固体，少为粉末；有熔点，有的为双溶点。 少数常温下液体（多不含氧，若含多成酯键）,颜色多为无色或白色，少数有色。,味 觉多具苦味，少数有其他味道，如甜味。 4.挥发性多无挥发性，少数具挥发性。 二、旋光性多为左旋光性。 有的产生变旋现象。 如：菸碱 中性溶液左旋光性 酸性溶液右旋光性 多数左旋体呈显著生理活性。,一些生物碱的特殊性状,溶解度 氮原子的存在状态 分子的大小 影响生物碱溶解度的因素 功能团的种类 功能团的数目 溶剂的种类,生物碱的溶解性,生物碱的碱性,生物碱的化学性质和反应 （一）碱性
3、1.碱性的来源 生物碱分子中的氮原子通常具有孤电子对，能接受质子，所以是碱，显碱性。,碱性强弱的表示方法：pKa 碱性基团与pKa值大小顺序： 胍基-NH(C=NH)NH2季胺碱脂肪胺基与脂氮杂环芳胺与芳氮杂环多氮同环芳杂环酰胺基,生物碱碱性强弱与分子结构的关系 （1）氮原子的杂化方式和碱性的关系 氮原子的价电子在形成有机胺分子时的杂化轨道和碳原子一样，有三种形式，即sp、sp2、sp3，但它是不等性杂化。在这三种杂化方式中，随P电子成分的增加。其活动性增大，易提供电子（易吸引质子），则碱性强。因此，不同杂化轨道碱性强弱顺序是： sp3sp2sp 季铵碱中的氮原子以离子状态存在，同时含有以负离
4、子形式存在的羟基，故显强碱性。,电效应和碱性的关系 凡能影响氮原子上的孤对电子对电子云密度分布的因素，都能影响生物碱的碱性。 1）. 诱导效应：氮原子上的电子云密度受其附近取代基性质的影响。 供电子基使电子云密度增加，碱性增强 取代基的影响 吸电子基使电子云密度减少，碱性降低。（如芳环、 酰基、酯酰基、 醚基、羟基、双键）,诱导效应,连接供电基团则使碱性增强,共轭效应：氮原子的孤电子对与具有电子的基团相连接时，由于形成-共轭，使该氮原子的碱性降低。在生物碱分子结构中常见的-共轭体系有苯胺型、酰胺型和烯胺型。,苯胺型：苯胺氮原子上孤电子对与苯环电子成 -共轭,空间效应和碱性的关系 生物碱分子的构
5、象及氮原子附近的取代基的种类等立体因素也常影响氮原子接受质子的难易，故也影响生物碱的碱性。如东莨菪碱的碱性（pKa 7.50）比莨菪碱的碱性（pKa9.65）弱，既是由于东莨菪碱分子中氮原子附近6、7位氧桥的空间位阻作用。,分子内氢键 若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。(指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）,沉淀反应 用途： 鉴别试管、TLC或PPC显色剂； 提取分离检查是否提取完全。 主要内容： 1.沉淀试剂 2.反应原理 3.反应条件 4.结果判断,沉淀试剂 金属盐类 碘-碘化钾（Wagner）KI-I2 棕褐色沉淀 碘化铋钾（Dragendoff）BiI3KI 红棕色沉淀 碘
6、化汞钾（Mayer试剂）HgI22KI 类白色沉淀 若加过量试剂，沉淀又被溶解 氯化金(3%)（Suric chloride）HAuCl4 黄色晶形沉淀,酸类硅钨酸(Bertrand试剂)SiO212WO3 乳白色 酚酸类苦味酸(Hager试剂) 2,4,6-三硝基苯酚黄色 复盐 雷氏铵盐(Ammoniumreineckate) 硫氰酸铬铵试剂 生成难溶性复盐 紫红色,提取,脂溶性生物碱的提取： 1、水、酸水提取法 （离子交换树脂法、萃取法） 2、醇类溶剂提取法 3、亲脂性有机溶剂提取法,酸水提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法） 酸性水0.5% 1%H2SO4、HCl、HOAc等,酸水提取法 此法
7、缺点： 提取液体积较大（浓缩困难） 提取液中水溶性杂质多 解决方法： （1）离子交换树脂法 （2）沉淀法,离子交换树脂法,酸提碱沉法,水溶性生物碱的分离,沉淀法 雷氏铵盐沉淀法,季铵碱的水溶液,水溶液,沉淀(雷氏复盐),雷氏铵盐沉淀,沉 淀,滤 液,滤液 (B2SO4),硫酸钡沉淀,季铵碱的盐酸盐,加酸水调至弱酸性 加新配制的雷氏铵盐饱和/H2O,溶丙酮（乙醇）中 加Ag2SO4饱和水溶液,加入氯化钡（BaCl2）,生物碱的分离 总碱,酸水（2%H2SO4）溶解，有机溶剂萃取,萃取液,酸水液,碱液,萃取液,非酚性弱碱性生物碱,NH4Cl，有机溶剂萃取,萃取液 酚性弱碱性,碱化PH9-10，有机
8、溶剂萃取,萃取液,1%NaOH,萃取液 非酚性中，强碱性,碱液,NH4Cl,萃取液 酚性中强碱性,碱液,强碱化PH12,正丁醇萃取,水溶性生物碱,利用碱性差异分离,生物碱盐水溶液（pKa为3、6、9）,PH 5，CHCl3萃取,CHCl3 B,水溶液,PH 8，CHCl3萃取,CHCl3 A,CHCl3 C,水溶液,PH 11，CHCl3萃取,游离生物碱氯仿液,PH 7，水溶液萃取,CHCl3,水溶液（C）,PH 4，水溶液萃取,CHCl3,水溶液（B）,PH 1，水溶液萃取,水溶液（A）,利用生物碱或生物碱盐溶解度差异： 利用生物碱特殊官能团的性质： 利用色谱法分离：,生物碱的色谱检识,含生
9、物碱的中药,苦参 麻黄、黄连 防己 洋金花 马钱子、乌头,黄酮,掌握 1、化合物的基本母核、结构分类 2、颜色、旋光、溶解性与结构 3、酸碱性与结构关系、显色反应与结构 4、一般提取分离方法与结构 5、色谱鉴定法、UV光谱特征 6、黄芩、葛根、银杏中化合物结构 熟悉 1、1H-NMR谱特征 2、槐米中化合物结构、,黄酮的基本母核和结构分类,苷元的结构与分类 基本母核为2苯基色原酮，现泛指两个苯环通过三个碳原子相互联结成的一系列化合物。称为黄酮类化合物,结构分类： 根据A环与B环中间三碳链的氧化程度（C3位是否有OH，C4位是否有CO，C2与C3是否为双键等），B环联接位置（2或3位）以及C环是
10、否构成环状结构等特点，可将黄酮类化合物分很多小类。,黄酮类化合物的主要类型及结构特点,黄酮类化合物的理化性质,形态 黄酮类化合物多为结晶性固体，少数（如黄酮苷类）为无定形粉末 。 颜色 黄酮、黄酮醇及其苷类-灰黄色至黄色，查耳酮为黄至橙黄色，而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类，因在分子结构中不存在交叉共轭体系，故不呈黄色，几乎为无色。如在黄酮、黄酮醇分子中，尤其在7-位或4-位引入OH及OCH3等供电子基后，产生-共轭，促进电子重排，使共轭系统延长，化合物颜色加深。但OH、OCH3引入分子结构中其他位置，则对颜色影响较小。,黄酮类化合物的颜色、旋光、溶解性,黄酮类化合物的酸碱性与结构,酸碱性 黄
11、酮类化合物因分子中具有酚羟基，故显酸性，可溶于碱性水溶液、吡啶中。其酸性强弱与酚羟基数目的多少和位置有关。例如黄酮的酚羟基酸性由强到弱顺序是： 7，4-=OH7-或4-OH一般酚羟基5-OH 7-和4-位有酚羟基者，在-共轭效应的影响下，使酸性增强而溶于碳酸氢钠水溶液。7-或4-位上有酚羟基者，只溶于碳酸钠水溶液，不溶于碳酸氢钠水溶液。具有一般酚羟基者只溶于氢氧化钠水溶液。仅有5-位酚羟基者，因可与C4=O形成分子内氢键，故酸性最弱，因此，可用pH梯度法来分离黄酮类化合物。,碱性： 黄酮类化合物分子中-吡喃酮环上的1-位氧原子，因有未共用电子对，故表现出微弱的碱性（全甲基化的多羟基黄酮类化合物
12、碱性较强），可与强无机酸，如浓硫酸、盐酸等生成盐，该盐极不稳定，加水后即分解,溶解性 黄酮类化合物的溶解度因结构不同而有很大差异。 1. 一般黄酮苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有机溶剂及稀碱液中。其中黄酮、黄酮醇、查耳酮等为平面型分子，因堆砌紧密，分子间引力较大，故难溶于水。而二氢黄酮及二氢黄酮醇等，因系非平面型分子如图，故排列不紧密，分子间引力降低，有利于水分子进入，因而在水中溶解度稍大。 异黄酮类化合物亲水性比平面性分子增加。花色素类亲水性较强，虽然它们也属于平面型结构，但因以离子形式存在，具有盐的通性，故水溶性较大。,黄酮类化合物的溶解度因结构不同而有很大差异。 1.
13、 一般黄酮苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等有机溶剂及稀碱液中。其中黄酮、黄酮醇、查耳酮等为平面型分子，因堆砌紧密，分子间引力较大，故难溶于水。而二氢黄酮及二氢黄酮醇等，因系非平面型分子如图，故排列不紧密，分子间引力降低，有利于水分子进入，因而在水中溶解度稍大。 异黄酮类化合物亲水性比平面性分子增加。花色素类亲水性较强，虽然它们也属于平面型结构，但因以离子形式存在，具有盐的通性，故水溶性较大。,黄酮类化合物的主要显色反应,还原反应 1. 盐酸镁粉反应 一般黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇类成分在乙醇或甲醇溶液中可被还原成红色至紫红色，个别的显蓝或绿色（如7、3、4三OH二氢黄
14、酮）。而异黄酮不显色。此反应可用于鉴识黄酮类化合物，也可鉴识某提取物或提取液中是否含有上述黄酮类成分。具体做法 2. 四氢硼钠（钾）反应 此反应是二氢黄酮的专属性反应，生成红紫红色，而其它类不显色，故可用于鉴别。也可以说如一化合物与四氢硼钠试剂反应生成红紫红色，则说明该化合物极可能是二氢黄酮类化合物。 3. 钠汞齐还原反应 向黄酮类化合物的乙醇溶液中加入钠汞齐，放置数分钟至数小时或加热，过滤，滤液用盐酸酸化，则黄酮、二氢黄酮、异黄酮、二氢异黄酮类显红色，黄酮醇类显黄色至淡红色，二氢黄酮醇类显棕黄色。,与金属盐类试剂的络合反应 如黄酮类成分是有3-OH、C4=O、或5OH、C4O或邻二酚羟基，则
15、可与某些金属盐类试剂如铝盐（常用三氯化铝）、锆盐（二氯氧锆）、镁盐（醋酸镁）等反应生成有色络合物，可用于鉴别。 1. 锆盐枸橼酸反应 可以用来区别黄酮类化合物分子中3OH或5OH的存在，加2%二氯氧锆(ZrOCl)的甲醇溶液到样品的甲醇溶液中，若出现黄色，说明有3-OH或5-OH与锆盐生成络合物，再加入2%的枸橼酸的甲醇溶液，黄色不退，示有3-OH，如果黄色减退，加水稀释后转为无色，示无3-OH，但有5-OH，因为5-羟基、4-羰基与锆盐生成的络合物稳定性没有3-羟基、4-羰基锆络合物稳定，容易被弱酸分解。 锆盐显色反应也可在滤纸上进行，得到的锆盐络合物斑点多呈黄绿色并有荧光。,2. 醋酸镁反应 二氢黄酮、二氢黄酮醇可显天蓝色荧光，而其它黄酮则显其它色，故可用于鉴别。 3. 三氯化铝反应 具有上述结构的黄酮与三氯化铝或硝酸铝生成的铬合物多为黄色或使原来黄色加深，并有黄或黄绿色荧光，可用于鉴别与定量分析。 4. 氨性氯化锶反应 此反应不是所有黄酮类化合物的反应，而是具有邻二酚羟基黄酮的反应，也可以说某黄酮类化合物与氨性氯化锶反应为阳性，即生成绿至棕色乃至黑色沉淀，说明该化合物具有邻二酚羟基。在结构鉴定中有意义。 5. 三氯化铁反应
