生物碱,Alkaloids,第一课件网 （ ）,1. 生物碱的含义 来源于生物界的一类含氮的有机化合物一、 概述,,特点： ① 含有氮原子（N 原子大多在环内，也可以在环外） ； ② 大多有碱性； ③ 来源于生物，具有强烈的生物活性麻黄碱,咖啡碱,小檗碱,秋水仙碱,在植物界分布广泛，主要是高等植物 1）双子叶植物：如毛茛科、罂粟科、茄科、防己科、小檗科； 2）单子叶植物：如百合科、石蒜科； 3）裸子植物：如麻黄科、红豆杉科、三尖杉科； 4）菌类植物：如麦角菌科2. 分布,第一课件网 （ ）,3. 存在形式,1）绝大多数以盐形式存在（常与有机酸成盐，如酒石酸、苹果酸、草酸等）； 2）少数碱性弱的生物碱一般以游离态存在，如酰胺碱； 3) N-氧化物（极少数）氧化苦参碱,4. 生物合成途径—氨基酸途径,分类依据： 1） 来源分类 2）化学分类 3）生源结合化学分类（现最常用）,二、生物碱的分类,,（一）来源于鸟氨酸的生物碱 1. 吡咯类生物碱：,吡咯 四氢吡咯,水苏碱,,2. 莨菪烷类( 托品烷类）生物碱,莨菪碱（阿托品）,莨菪烷,莨菪醇的有机酸酯,3. 吡咯里西啶类生物碱,吡咯里西啶,大叶千里光碱,（二）来源于赖氨酸的生物碱 1. 哌啶类：,槟榔碱（槟榔）,烟碱（烟草）,毒芹碱,哌啶,吡啶,,2.吲哚里西啶类：,吲哚里西啶,一叶萩碱,3. 喹喏里西啶类：,喹喏里西啶,苦参碱,氧化苦参碱,N不在环内,麻黄碱,（三）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱 1.苯丙胺类生物碱：,,第一课件网 （ ）,2. 异喹啉类生物碱 （1）简单异喹啉类,（2）苄基异喹啉类,罂粟碱,（3）双苄基异喹啉类 2分子苄基异喹啉通过醚键结合而成,蝙蝠葛碱 （北豆根）,,粉防已甲素 R=CH3,粉防已乙素 R=H,（4）小檗碱类和原小檗碱类 可视为2分子异喹啉稠合而成,延胡索乙素 （L-四氢巴马亭）,小檗碱（黄连素）,原小檗碱型,小檗碱型,（5）吗啡烷类,青风藤碱,吗啡烷,（四）来源于色氨酸的生物碱（吲哚类生物碱） 1.简单吲哚类：,吲哚,靛青苷,,2. 色胺吲哚类：,色胺,吴茱萸碱,3. 半萜吲哚类： 色胺构成的吲哚衍生物上接1个异戊二烯单位,麦角新碱 （麦角）,4. 单萜吲哚类： 色胺接1个单萜,利血平,（五）萜类生物碱,单萜类生物碱：猕猴桃碱、龙胆碱（龙胆科） 倍半萜类生物碱：石斛碱（石斛） 二萜类生物碱：乌头碱（乌头、附子） 三萜类生物碱：少,,（六）甾体类生物碱,如藜芦胺碱,,第一课件网 （ ）,三、 生物碱的理化性质,（一） 性状 多为结晶性固体，无色，味苦。
特：1） 一些小分子的生物碱如烟碱、槟榔碱等，在常温 下为液体； 2）大多无色，但分子中有较长的共轭体系并有助色团存在时，颜色加深； 如小檗碱和蛇根碱显黄色，小檗红碱显红色 3）有些味甜，如甜菜碱小檗碱,四氢小檗碱,（二） 旋光性 大多生物碱是手性分子，具有旋光性，天然产物多为左旋 1） 旋光性受溶剂、pH等影响： 如麻黄碱在氯仿中呈左旋，在水中呈右旋； 烟碱在中性条件下呈左旋，在酸性下呈右旋； 2）生理活性与其旋光性有关，通常左旋体的生理活性比右旋体强（如仅左旋去甲乌头碱有强心作用）三） 溶解性 1. 游离碱 亲脂性生物碱：叔胺碱、仲胺碱； （不溶或难溶于水，易溶于亲脂性有机溶剂如苯、乙醚、氯仿和甲醇、乙醇中）； 亲水性生物碱：季铵碱、生物碱氮氧化物；（易溶于水和甲醇、乙醇中，不溶或难溶于亲脂性有机溶剂）；,2. 生物碱的盐 类似于亲水性生物碱，一般不溶于氯仿，可溶于水 可分为有机酸盐和无机酸盐，无机酸盐在水中溶解度大于有机酸盐3. 特殊情况 既溶于亲脂性有机溶剂，也可溶于水：一些小分子的 生物碱和液体生物碱 两性生物碱：含有酚羟基或羧基的生物碱 含隐性酚羟基者，如汉防己乙素。
具有内酯或内酰胺结构 特殊生物碱盐 A. 难溶于水：如盐酸小檗碱、草酸麻黄碱； B. 溶于氯仿：如盐酸奎宁吗 啡 R=H 可待因 R=CH3,,粉防已甲素 R=CH3,粉防已乙素 R=H,（四）生物碱的检识,1. 沉淀反应 1）原理 在酸水或酸性稀醇中，沉淀试剂与生物碱盐生成更大分子的难溶于水的复盐或络合物 2）常用沉淀试剂： ① 重金属盐 碘化铋钾试剂（KBiI4） 橘红色沉淀 碘-碘化钾试剂（KI-I2） 红棕色沉淀 碘化汞钾试剂（HgI2-2KI）类白色沉淀,③ 酚类 苦味酸或鞣酸 均生成黄色沉淀 ④ 复盐 雷氏铵盐 NH4[Cr(NH3)2(SCN)4] 生成红色沉淀或结晶,② 酸类 硅钨酸试剂(SiO2.12WO3) 乳白色沉淀,3）生物碱沉淀反应的应用 A 检识是否存在生物碱 一般需选用三种以上的沉淀试剂进行反应，如均有沉淀反应，可判断为阳性结果 B 用于生物碱的分离纯化 如雷氏铵盐常用于分离纯化季铵型水溶性生物碱 C 薄层或纸层色谱的显色剂 如改良碘化铋钾试剂，在薄层上呈现桔红色斑点,4）操作注意： ① 沉淀条件：稀酸水溶液或稀醇中，生物碱成盐状态； ② 假阴性结果：仲胺碱如麻黄碱沉淀反应阴性； ③ 假阳性结果：因为中药中某些非生物碱物质也能与沉淀试剂产生沉淀反应，如蛋白质、多肽、鞣质等，因此在制备供试品溶液时，须净化处理除去这些物质，避免其干扰而导致错误结论。
2. 显色试剂 专属性强—针对单一化合物,1）麻黄碱+CS2 +CuSO4 橘红或黄色沉淀,,2）含少量甲醛的浓硫酸 吗 啡 紫红色 可待因 蓝 色,第一课件网 （ ）,（五） 碱性,1. 碱性产生的原因 氮原子上的孤对电子对能接受质子而显碱性 2. 碱性强弱 1）用其共轭酸的PKa值来衡量； 2） PKa值越大，碱性越大； pKa 11强碱 7~11中强碱 2~7弱碱 2极弱碱,3. 影响碱性大小的因素,1）N原子本身的杂化方式 碱性 SP3SP2SP,哌啶 四氢异喹啉 脂肪胺 吡啶 异喹啉 氰基,如烟碱中的两个氮：,2）电性效应（影响氮原子上未共用电子云密度的分布，而影响其碱性大小） ① 诱导效应 供电子诱导效应（如烷基等）： 使N上电子云密度增多，碱性增强 (CH3)2NH CH3NH2 NH3 PKa 10.70 10.64 9.75,吸电子诱导效应（如芳环、酰基、醚氧、双键、羟基、羰基、酯基等）：降低N上电子云密度，使碱性减弱可卡因 托哌可卡因,,② 共轭效应 A 苯胺型：苯胺的碱性（ pKa 4.58）比相应的环己胺（ pKa 10.14）弱的多； B 酰胺型： 碱性极弱，几乎呈中性。
C 胍类：接受质子后形成季铵离子， 呈更强的p- π共轭， 具有高度的共振稳定性， 显现出强碱性综上所述，碱性大小顺序为： 胍类季铵碱脂肪胺吡啶型生物碱苯胺型生物碱酰胺型生物碱,例：比较下列化合物的碱性大小,3） 空间效应（或立体效应）的影响 基团阻碍N给出电子则碱性减小；阻碍p-π共轭则碱性增大莨菪碱 东莨菪碱,4） 分子内氢键（若结构中N附近存在羟基、羰基等取代基团，并处在有利于同生物碱共轭酸分子的质子形成分子内氢键缔合，此时共轭酸较稳定，碱性增强）,和钩藤碱 异和钩藤碱,,麻黄碱共轭酸（稳定性差） pKa9.58（碱性弱）,伪麻黄碱共轭酸（稳定） pKa9.74（碱性强）,四、 提取与分离,（一）提取 1 溶剂法 1） 水或酸水提取法 2 ）醇类溶剂提取法 3 ）亲脂性有机溶剂提取法 可将生物碱分为脂溶性生物碱（酸水提取、醇类提取、亲脂性有机溶剂提取）和水溶性生物碱（沉淀法、溶剂法）两部分提取第一课件网 （ ）,。