天然药物化学_第九章_生物碱-14.ppt

天然产物分析,第四章,一、概述,十九世纪德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出吗啡碱(morphine) 现从自然界中分离得到约10000种 全国医药产品大全中收载的药物及其制剂达六十余种 植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性如：,一、概述,鸦片中的吗啡镇痛作用 麻黄中的麻黄碱止喘作用 长春花中的长春碱抗癌活性 黄连中的小檗碱抗菌消炎作用 山莨菪碱抗中毒性休克作用 生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：,一、概述,植物古柯中的有效成分古柯碱（cocaine）虽有很强的局部麻醉作用，但是毒性较大，久用容易成瘾,普鲁卡因 procaine (合成品)局麻药,古柯碱 cocaine （可卡因）,生物碱作为生物体内一类除蛋白质、肽、氨基酸及维生素B以外的含氮化合物的总称，是结构复杂具生理活性的植物碱。W. Weissner把植物中的碱性化合物统称为类碱(alkali-like )或生物碱(alkaloids)。 生物碱是科学家发现最早的、具有生物活性的一类天然有机化合物。生物碱大多具有生物活性，往往是许多药用植物，包括许多中草药的有效成分。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；, 分布 存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等植物中。,一、概述,生物碱(alkaloids)的定义,一、概述,1.游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。 2.成 盐：有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸类：乌头酸、绿原酸等无机酸：硫酸、盐酸等。 3.苷 类：以苷的形式存在于植物中； 4.酯 类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲酯形式存在。 5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。,存在形式,一、概述,命名规则 1. 类型的命名 基核的化学结构，如吡啶、喹啉、萜类等； 以来源植物命名，如石蒜科生物碱等。 2.单体成分的命名 以植物来源的属、种的名称命名；如 一叶萩碱 也有以生理活性或药效命名，如：吗啡(使睡眠) 以人名命名的；如：pelletierine (石榴碱),一、概述, 分类方法 1. 按植物来源分类； 如：石蒜生物碱，长春花生物碱； 2. 按化学结构分类； 如：异喹啉生物碱、甾体生物碱； 3. 按生源结合化学分类； 如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。,本 章 内 容,结构特点,二、分类,有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸） 氮原子不结合在环内的一类生物碱。,ephedrine,pseudoephedrine,麻黄碱的特点:,二、分类,有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸） 游离时可溶于水，能与酸生成稳定的盐，有挥发性，不易与大多数生物碱沉淀试剂反应生成沉淀。,二、分类,有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）,秋水仙碱 colchicine,治疗急性痛风，并有 抑制癌细胞生长的作用,益母草碱 leonurine,对动物子宫有增加其 紧张性与节律性的作用,二、分类,吡咯衍生物 由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。,重要的分：简单的吡咯衍生物 吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶） 吲哚里西啶衍生物。,吡咯,四氢吡咯,二、分类,吡咯衍生物 简单的吡咯衍生物,红古豆碱 cuscohygrine,红古豆苦杏仁酸酯,（无活性）,（有活性）,似阿托品药物 的散瞳等作用,二、分类,吡咯衍生物,野百合碱 monocrotaline,（有抗癌活性）,吡咯里西啶,吡咯里西啶（pyrrolizidine）衍生物,N,O,O,N,M,e,M,e,M,e,H,O,H,O,H,O,O,二、分类,吡咯衍生物 吲哚里西啶（indolizidine）衍生物,吲哚里西啶 indolizidine,一叶萩碱 securinine,Tylophora alkaloids,二、分类,吡啶衍生物 由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。 分：简单吡啶衍生物、喹诺里西啶（quinolizidine）,二、分类,吡啶衍生物,actinidine,ricinine,cytisine,二、分类,吡啶衍生物,matrine,oxymatrine,二、分类,莨菪烷（tropane）衍生物 由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环。 分：颠茄生物碱（belladonna alkaloids） 古柯生物碱（coca alkaloids）,二、分类,莨菪碱是由莨菪醇（tuopine）与莨菪酸（tuopic acid）缩合而生成的酯：,莨菪醇,莨菪酸,莨菪碱（阿托品）,+,缩合,二、分类,颠茄生物碱（belladonna alkaloids）,莨菪碱 hyoscyamine,阿托品 atropine,东莨菪碱 scopolamine,山莨菪碱 anisodamine,樟柳碱 anisodine,二、分类,古柯生物碱（coca alkaloids）,爱康宁 ecgonine,古柯碱 cocaine,二、分类,喹啉衍生物,喜树碱 camptothecine,治白血病和直肠癌,内酯结构,碱化开环,成盐溶于水,二、分类,异喹啉衍生物,分：1-苯甲基异喹啉型 双苯甲基异喹啉型 原小檗碱型 阿朴啡型 原阿朴啡型 吗啡烷型 原托品碱型,异喹啉 isoquinoline,二、分类,异喹啉衍生物,1-苯甲基异喹啉型,那可丁 narcotine,存在于鸦片中，具有镇 咳作用与可卡因相似， 但无成瘾性，可替代可 卡因。,1-benzyl-isoquinoline,二、分类,双苯甲基异喹啉型,唐松草碱 thalicarpine,二、分类,原小檗碱型 protoberberine,小檗碱（黄连素） berberine,药根碱 jatrorrhizine,二、分类,原小檗碱型,四氢黄连碱 tetrahydrocoptisine,延胡索乙素 Corydalis B,二、分类,阿朴啡型,阿朴啡 aporphine,土藤碱 tuduranine,二、分类,原阿朴啡型,原阿朴啡 proaporphine,Stepharine （存在于千金藤中）,二、分类,吗啡烷型,吗啡烷 morphinane,吗啡碱 morphine,青藤碱 sinomenine,二、分类,原托品碱型,原托品碱 protopine,二、分类,菲啶（phenanthridine）衍生物 属异喹啉类衍生物，重要的类型有： 苯骈菲啶类 吡咯骈菲啶类,苯骈菲啶 benzo-phenanthridine,菲啶,二、分类,菲啶（phenanthridine）衍生物 苯骈菲啶类 吡咯骈菲啶类,白屈菜碱 chelidonine,石蒜碱 lycorine,二、分类,吖啶酮（acridone）衍生物,吖啶,山油柑碱 acronycine,具有显著抗癌作用，抗瘤谱 较广，现已有人工合成品。,二、分类,吲哚（yinduo）衍生物,吲哚,麦角新碱 ergonovine ergometrine,二、分类,吲哚（yinduo）衍生物,毒扁豆碱 physostigmine 治疗青光眼,玫瑰树碱 ellipticine 抗癌作用，低毒。,二、分类, 咪唑（imidazole）衍生物,咪唑,毛果芸香碱 pilocarpine,治疗青光眼,二、分类,(十一) 喹唑酮（quinazolidone）衍生物,喹唑酮,常山碱 -dichroine febrifugine,抗疟作用,二、分类,(十二) 嘌呤（purine）衍生物,嘌呤,香菇嘌呤 eritadenine,具降脂作用,二、分类,(十三) 甾体生物碱类,贝母碱 peimine verticine,二、分类,(十四) 萜生物碱类,石斛碱 dendrobine,乌头碱 aconitine,二、分类,(十五) 大环生物碱类,美登碱 maytansine,高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分,二、分类,(十六) 其他类型生物碱,四甲基吡嗪（川芎嗪） tetramethylpyrazine,莲氏花烷 hasubanane,间千金藤碱 metaphanine,短防已碱 acutumine,本 章 内 容,三、理化性质（一）一般性质,（一）一般性质 1.形态多为结晶固体，少为粉末；有熔点。 少数常温下液体（多不含氧，若含多成酯键）,毒藜碱 dl-anabasine,菸碱 nicotine,槟榔碱 arecoline,三、理化性质（一）一般性质,2.颜色多为无色或白色，少数有色。,三、理化性质（一）一般性质,一叶萩碱成盐后则无色。,一叶萩碱 （黄色）,三、理化性质（一）一般性质,3.味 觉多具苦味。 4.挥发性多无挥发性，少数具挥发性。 5.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。,三、理化性质（一）一般性质,*酸、碱均为1%。,6.溶解度 (1)游离碱,类别 极性 溶解性 H2O CHCl3 H+ OH-,非酚性 较弱 脂溶性 + + ,季铵碱 强 水溶性 + + +,氮氧化物 半极性 中等水溶 + ± + +,两性: Ar-OH 较弱 脂溶性 + + + -COOH 强 水溶性 + + +,三、理化性质（一）一般性质,6.溶解度 (1)游离碱 少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。 如：,三、理化性质（一）一般性质,6.溶解度 (2)成盐Alk 多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂。 含氧酸盐的水溶性往往较大。 与大分子有机酸所形成的盐水溶性差 与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好。,三、理化性质（二）碱性,（二）碱性 1.碱性的来源,2.碱性强弱的表示方法,三、理化性质（二）碱性,2.碱性强弱的表示方法,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （1）杂化方式,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应,连接供电基团则使碱性增强。,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应,A,B,a,b,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应,氮原子附近若有吸电基团，碱性减弱。,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应,氮原子孤电子对处于P共轭体系时，碱性减弱。,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应,诱导场效应：碱性降低。,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （3）立体因素,叔胺分子碱性降低 但如：苦参碱使碱性增强,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （4）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）,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （4）分子内氢键,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （4）分子内氢键,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （5）分子内互变异构,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （5）分子内互变异构,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （5）分子内互变异构,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （5）分子内互变异构,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （5）分子内互变异构,N原子处在稠环的“桥头”张力较大,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 （5）分子内互变异构 互变异构的条件： 环叔胺分子，氮原子的、位有双键； 环叔胺分子，氮原子的位有-OH； 处于稠环桥头的N，不能异构化。,三、理化性质（二）碱性,3.影响碱性强弱的因素 碱性强弱：,三、理化性质（二）碱性,比较碱性强弱：,三、理化性质,（三）成盐（Alk成盐的机理） 生物碱与酸成盐，对质子化来说，仲胺、叔胺生物碱成盐时，质子多结合于氮原子。 季胺碱、氮杂缩醛、烯胺以及具有涉及氮原子的跨环效应形式存在的生物碱，质子化则往往并非发生在氮原子上。,三、理化性质,（三）成盐（Alk成盐的机理） 1.季胺碱的成盐,三、理化性质,（三）成盐（Alk成盐的机理） 2.含氮杂缩醛Alk的成盐,三、理化性质,（三）成盐（Alk成盐的机理） 2.含氮杂缩醛Alk的成盐,三、理化性质,（三）成盐（Alk成盐的机理） 3.具有烯胺结构Alk的成盐,三、理化性质,（三）成盐（Alk成盐的机理） 3.具有烯胺结构Alk的成盐,三、理化性质,（三）成盐（Alk成盐的机理） *稠环桥头N原子不能形成亚胺形式的盐。,有烯胺结构,新士的宁,含氮杂缩醛结构,阿马林碱,三、理化性质,（三）成盐（Alk成盐的机理） 4.涉及氮原子跨环效应Alk的成盐,N原子孤电子对空间上靠近酮基时，则产生跨环效应,三、理化性质,（三）成盐（Alk成盐的机理） 4.涉及氮原子跨环效应Alk的成盐,产生跨环效应生成的盐,二甲氧基皮拉菲林 dimethoxy picraphylline,三、理化性质,（四）涉及氮原子的氧化,三、理化性质,（四）涉及氮原子的氧化,三、理化性质,（四）涉及氮原子的氧化,三、理化性质,（四）涉及氮原子的氧化 1.氧化成亚胺及其盐类：,三、理化性质,（四）涉及氮原子的氧化 2.N-去烷基化（去N-甲基、N-乙基等）,三、理化性质,（四）涉及氮原子的氧化 3.酰胺化,三、理化性质,（四）涉及氮原子的氧化 4.氮杂缩醛的形成,三、理化性质,（五）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,三、理化性质,（五）沉淀反应 1.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,三、理化性质,（五）沉淀反应 1.沉淀试剂 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,三、理化性质,（五）沉淀反应 2.反应原理：生成更大多分子复盐和络盐,三、理化性质,（五）沉淀反应 3.沉淀反应条件 （1）通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行； （若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀） （2）在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量50%； （当醇含量50%时可使沉淀溶解） （3）沉淀试剂不易加入多量。 （如：过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解）,三、理化性质,（五）沉淀反应 4.结果的判断 （1）鉴别时每种Alk需采用三种以上沉淀试剂； （沉淀试剂对各种Alk的灵敏度不同） （2）直接对中药酸提液进行沉淀反应，则 阳性结果不能判定Alk的存在 阴性结果可判断无Alk存在 氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等 + 沉淀试剂沉淀,三、理化性质,常规提纯方法（排除水溶性成分的干扰）,中草药水提液,CHCl3,H2O,H+/H2O,OH- / CHCl3萃取,H2O,CHCl3,氨基酸、蛋白质 多糖、鞣质等,三、理化性质,（六）显色反应 Labat反应 5%没食子酸的醇溶液 具有亚甲二氧基结构呈翠绿色 Vitali反应 发烟硝酸和苛性碱醇溶液 结构中有苄氢存在则呈阳性反应 深紫暗红最后颜色消失,三、理化性质,（七）C-N键的裂解反应（基本骨架的测定） 1.霍夫曼降解（Hofmann degradation） 2.Emde降解反应（Emde degradation） 3.von Braun三级胺降解 （von Braun ternary amine degradation）,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,1.霍夫曼降解（Hofmann degradation）,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,1.霍夫曼降解（Hofmann degradation）,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,1.霍夫曼降解（Hofmann degradation） 反应条件： N原子的位具有H； 位连电负性基团（苯），Hofmann不 脱去三甲氨。,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,2.Emde降解反应（Emde degradation）,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,2.Emde降解反应（Emde degradation）,位无H时，或位有电负性基团时,钠汞齐/EtOH,季铵卤化物,C-N键断裂,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,2.Emde降解反应（Emde degradation） 裂解优先发生在处于苄基或烯丙体系的C-N键上 如：娃儿藤碱（tylophorine）,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,3.von Braun三级胺降解 （von Braun ternary amine degradation）,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,3.von Braun三级胺降解 (1)反应机制,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,3.von Braun三级胺降解 (2)分子结构与降解产物的关系 N-烷基取代，体积小者易被取代裂除。,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,3.von Braun三级胺降解 (2)分子结构与降解产物的关系 N原子的、为不饱和体系，则N原子的位C-N键易断裂（如：苄基或丙烯基）。,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,3.von Braun三级胺降解 (2)分子结构与降解产物的关系 C-N键中碳原子处于苯环中，则多不反应。,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,3.von Braun三级胺降解 (2)分子结构与降解产物的关系 C-N键的碳原子处于叉链结构中，则C-N键不易断开。,三、理化性质（七）C-N键的裂解反应,3.von Braun三级胺降解 (2)分子结构与降解产物的关系 立体效应影响降解产物的定向。,三、理化性质,（一）一般性质 （二）碱性 （三）成盐 （四）涉及氮原子的氧化 （五）沉淀反应 （六）显色反应 （七）C-N键的裂解反应,本 章 内 容,四、提取分离,（一）提取 1.酸水提取法 （离子交换树脂法、沉淀法） 2.醇类溶剂提取法 3.与水不相混溶的有机溶剂提取法,四、提取分离（一）提取,1.酸水提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法） 酸性水0.1% 1%H2SO4、HCl、HOAc等,生药,H+/H2O,药渣,Alk ,OH-/H2O,H+/H2O,OH-,弱碱及杂质,亲水性Alk,四、提取分离（一）提取,1.酸水提取法 此法缺点： 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,四、提取分离（一）提取,1.酸水提取法 （1）离子交换树脂法,四、提取分离（一）提取,1.酸水提取法 （2）沉淀法 酸提碱沉法,药 材,沉 淀,H2O,H+/H2O提取；加碱碱化,水溶性Alk、杂质,不溶或难溶性Alk,四、提取分离（一）提取,1.酸水提取法 （2）沉淀法 盐析法：适用中等弱碱。,黄藤1%H2SO4水溶液,H2O,沉淀,碱化至pH=9；加NaCl达饱和,掌叶防已碱,四、提取分离（一）提取,1.酸水提取法 （2）沉淀法 雷氏铵盐沉淀法,四、提取分离（一）提取,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）,四、提取分离（一）提取,2.醇类溶剂提取法,生 药,H+ / H2O,药 渣,醇 液,OH-/H2O,醇或酸性醇,挥醇；加酸水,碱性较弱的碱,亲水性Alk,CHCl3,沉 淀,Alk,OH-/H2O CHCl3,四、提取分离（一）提取,3.与水不相混溶的有机溶剂提取法,生 药,残 渣,CHCl3,CHCl3,H+/H2O,碱化（如NH4OH）（使Alk游离） 渗滤（或浸渍）（如CHCl3等）,H+/H2O,OH-/H2O,Alk沉淀,亲水性Alk,碱性较弱的Alk,四、提取分离,（一）提取 1.酸水提取法 2.醇类溶剂提取法 3.与水不相混溶的有机溶剂提取法 （二）分离 溶解性重结晶法 碱性强弱pH梯度萃取 色谱法,生物碱的分离,（1）利用分步结晶法进行混合生物碱的分离 （2）生成生物碱的衍生物进行分离 （3）利用生物碱的碱性强弱进行分离 （4）利用生物碱中不同官能团用化学法进行分离 （5）利用分馏方法进行分离 （6）采用色谱法进行分离,（1）利用分步结晶法进行混合生物碱的分离,利用生物碱在不同溶剂中的不同溶解度以达到分离的目的。先将总碱溶于少量乙醚、丙酮或甲醇中，放置，如果析出结晶，过滤，得一种生物碱结晶，母液浓缩至少量或加入另一种溶剂往往又可得到其它生物碱结晶。,（2）生成生物碱的衍生物进行分离,许多生物碱的盐往往比游离的生物碱更易于结晶，常用酸有氢碘酸、过氯酸、苦味酸等。例如麻黄碱与伪麻黄碱的分离，利用它们的草酸盐的溶解度不同（前者小）而分离，有些生物碱可与氯乙酰或氯甲酸乙酯生成相应的酯，利用它们的沸点不同进行分离。,（3）利用生物碱的碱性强弱进行分离,碱强度不同的混合生物碱在酸水溶液中加适量的碱液，有机溶剂萃取，则弱碱先游离析出转入有机层中，强碱与酸成盐仍留在水溶液中，如逐渐增加碱量，则游离出生物碱的强度也逐渐增强，这样可以达到分离的目的。 例：总生物碱的初步分离流程,例：总生物碱的初步分离流程,（4）利用生物碱中不同官能团用化学法进行分离,例如：吗啡的总碱中加NaOH水溶液，再用CHCl3提取，因吗啡含有酚羟基可与NaOH生成盐仍留于水中，从而与其它生物碱分离开。,（5）利用分馏方法进行分离,由不同沸点组成的液体生物总碱，往往可通过常压或减压分馏进行分离。,（6）采用色谱法进行分离,当采用一些简单方法未能达到分离的目的时，可采用柱色谱法进行分离。常用Al2O3、硅胶作吸附剂，根据吸附能力的不同达到分离的目的。还可用离子交换色谱，根据碱性强弱的不同进行分离；有时也用凝胶色谱，根据分子量大小不同进行分离。,四、提取分离,（二）分离,生物碱的分离,系统分离,特定分离,多用于基础研究,侧重于生产实用,总 碱,单体Alk的分离,类别 指酸碱性强弱,部位 指极性不同,依据Alk的理化性质,四、提取分离（二）分离, 根据Alk及其盐的溶解度不同进行分离 （1）已知成分查文献选择结晶溶剂; （2）未知成分色谱方法进行溶剂的选择 Alk碱性不同pH梯度萃取法 首先考虑的问题： 所选溶剂pH值多少为宜？ 萃取几次能完全？ 萃取溶剂的最佳体积？,四、提取分离（二）分离,Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法 缓冲纸色谱,四、提取分离（二）分离,Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法,四、提取分离（二）分离,Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法,四、提取分离（二）分离,Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法,C+,四、提取分离（二）分离,Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法,四、提取分离（二）分离,Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法 利用pKa值来确定pH值 pKa与pH关系：,四、提取分离（二）分离,Alk碱性不同pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法 利用pKa值来确定pH值,例：某Alk的pKa=8.0，用CHCl3从H2O中萃取，H2O的pH应调多少？,pH = pKa + 2 = 8 + 2 = 10,四、提取分离（二）分离,Alk碱性不同pH梯度萃取法 （2）判断分离的难易程度萃取次数,四、提取分离（二）分离,Alk碱性不同pH梯度萃取法 （2）判断分离的难易程度萃取次数, 100 1次萃取可达90%以上 10 萃取需1012次 2 需1000次以上萃取（CCD法） 1 不能分离,四、提取分离（二）分离,Alk碱性不同pH梯度萃取法 （3）萃取溶剂的最佳体积容积比（R）,例：设K1=1.3 K2=3.0 按上式计算得 R=1/2。 即，有机相与水相容积比为1:2，1份有机相与2份水相进行萃取。,四、提取分离（二）分离,色谱法 吸附剂：柱色谱法常用氧化铝（偶用硅胶）； 展开剂：游离Alk常以苯、乙醚、氯仿等溶剂洗脱 化合物极性判断： 相似结构：双键多、含氧官能团多则极性大 在含氧官能团中：,四、提取分离,提取分离实例长春碱与长春新碱,长春花，又名日日春、天天开等。夹竹桃科，常绿直立亚灌木。株高30-60厘米，叶对生，长椭圆形，深绿具光译。花腋生，花冠高脚碟状，裂片5，呈轮状排列，花径3-4厘米，白色、粉红色或紫红色。 长春花的嫩枝顶端，每长出一叶片，叶腋间即冒出两朵花， 因此它的花朵特多，花期特长，花势繁茂，生机勃勃。从春到秋开花从不间断，所以有“日日春”之美名。 原产西印度，早在宋代以前就传入我国。性喜高温高湿，耐半阴。多采用播种繁殖。 长春花不仅姿态忧美，花期特长，还是一种防治癌症的良药。据现代科学研究，长春花中含55种生物碱。其中长春碱和长春新碱对治疗绒癌等恶性神瘤、淋巴肉瘤及儿童急性白血病等都有一定疗效，是目前国际上应用最多的抗癌植物药源。,四、提取分离,长春花全草,(干粉80目),苯渗漉液,药 渣,苯 液,H+/H2O,苯渗漉,pH=4,6%酒石酸水溶液萃取,过滤，氨水碱化至 pH=67 CHCl3提,除水杂,除脂杂,除碱性较强的成分,四、提取分离,H2O,CHCl3,弱碱,Alk硫酸盐,回收氯仿，蒸干 溶于无水乙醇 H2SO4调pH=3.84.1 Alk沉淀,溶于H2O，氨水碱化至 pH=89 CHCl3萃取,除脂杂,除水杂,精 制,四、提取分离,H2O,CHCl3,游离Alk,长春碱,醛基长春碱,回收氯仿,溶于苯:氯仿(1:2)液中 通过Al2O3吸附柱 用苯:氯仿(1:2)洗脱,色谱分离,提取分离实例延胡索乙素,类别Alk的一般分离流程如下图,本 章 内 容,五、结构鉴定,（一）色谱法 测定理化常数（如：熔点），与文献报道的数据进行对照，与对照品共薄层，测定其衍生物的理化数据等。 1.薄层色谱法 2.纸色谱法,五、结构鉴定,（二）谱学法 紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振 UV反映分子中所含共轭系统情况； IR利用特征吸收峰，鉴定结构中主要官能团； NMR各种技术图谱测定结构； MS依据文献，结合主要生物碱类型的质谱特征进行解析。,1.难于裂解或由取代基或侧链的裂解产生特征离子,五、结构鉴定,生物碱MS的一般规律： 特点：M+或M+-1多为基峰或强峰。 一般观察不到由骨架裂解产生的特征离子。 主要包括两大类： 芳香体系组成分子的整体或主体结构； 如喹啉类、吖啶酮类等 具有环系多、分子结构紧密的生物碱； 如苦参碱类、秋水仙碱类等,五、结构鉴定,2.主要裂解受氮原子支配 主要裂解方式是以氮原子为中心的-裂解，且多涉及骨架的裂解。 特征：基峰或强峰多是含氮的基团或部分。 主要类型生物碱：金鸡宁类、甾体生物碱类等。,五、结构鉴定,3.主要由RDA裂解产生的特征离子 特点：裂解后产生一对强的互补离子，由此可确定环上取代基的性质和数目。 主要有：四氢原小檗碱类、无N-烷基取代的阿朴菲类等。 四氢原小檗碱类型的生物碱，主要从环裂解，发生逆Diels-Alder反应(RDA反应)。如：轮环藤酚碱（cyclanoline）的裂解过程表示如下：,五、结构鉴定,轮环藤酚碱（cyclanoline）的裂解过程,五、结构鉴定,4.主要由苄基裂解产生特征离子 特点：同3。即裂解后产生一对强的互补离子 如：苄基四氢异喹啉类、双苄基四氢异喹啉类等。 如异喹啉类型中的1-苯甲基-四氢异喹啉类型的生物碱，其在裂解过程中易失去苯甲基，得到以四氢异喹啉碎片为主的强谱线。,五、结构鉴定,1-苯甲基-四氢异喹啉类型的生物碱的裂解：,THE END,苦 参,练习试题,一、选择判断题 二、是非题 三、化学鉴别题 四、分析比较碱性大小 五、提取分离,一、选择判断题,生物碱的盐若从酸水中游离出来，pH应为（ ） A. pH pka C. pH = pKa,某生物碱碱性很弱，几乎呈中性，氮原子的存在状态可能为( )。 A.伯胺 B.仲胺 C.酰胺 D.叔胺,一、选择判断题,季铵型生物碱分离常用( )。 A. 水蒸汽蒸馏法 B. 雷氏铵盐法 C. 升华法 D. 聚酰胺色谱法,生物碱沉淀反应是利用大多数生物碱在( )条件下，与某些沉淀试剂反应生成不溶性复盐或络合物沉淀。 A. 酸性水溶液 B. 碱性水溶液 C. 中性水溶液 D. 亲脂性有机溶剂,一、选择判断题,Emde降解多用于( )的生物碱中C-N链的裂解。 A.位有氢 B.位有氢 C.位无氢 D.位无氢,将混合生物碱溶于有机溶剂中，以酸液pH由大小顺次萃取，可依次萃取出( )。 A.碱性由强弱的生物碱 B.碱性由弱强的生物碱 C.极性由弱强的生物碱 D.极性由强弱的生物碱,一、选择判断题,用Hofmann降解反应鉴别生物碱基本母核时，要求结构中( )。 A.位有氢 B.位有氢 C.、位均有氢 D.、位均无氢,生物碱的碱性强弱可与下列( )情况有关。 A.生物碱中N原子具有各种杂化状态 B.生物碱中N原子处于不同的化学环境 C.以上两者均有关 D.以上两者均无关,一、选择判断题,pH梯度萃取法分离生物碱时，生物碱在酸水层，应顺次调pH（ ）用氯仿萃取。 A.pH=38 B.pH=813 C.pH=17 D.pH=71,对生物碱进行分离常用的吸附剂为( )。 A.活性炭 B.硅胶 C.葡聚糖凝胶 D.碱性氧化铝,二、是非判断题,自然界所发现的生物碱都是氨基酸的代谢产物。 季铵型生物碱可溶于水，它是各类生物碱中碱性最强的一类生物碱。 阴离子交换树脂适用于分离生物碱类物质。 所有含N的化合物，其质谱上的分子离子峰m/z均为奇数。 生物碱一般是以游离碱的状态存在于植物体内。,二、是非判断题,某一中药的粗浸液，用生物碱沉淀试剂检查结果为阳性，可说明该中药中肯定含有生物碱。 某生物碱pKa=7.6，若用足够的雷氏铵盐使该生物碱完全沉淀，该溶液的pH值应调节到大于pKa两个单位（即pH=9.6)。 生物碱都能被生物碱沉淀试剂所沉淀。,三、化学方法鉴别下列各组化合物,三、化学方法鉴别下列各组化合物,三、化学方法鉴别下列各组化合物,三、化学方法鉴别下列各组化合物,四、比较各化合物中N原子的碱性大小,四、比较下列各组化合物的碱性 ？,四、比较下列各组化合物的碱性,四、比较下列各组化合物的碱性,四、比较下列各组化合物的碱性,四、比较下列各组化合物的碱性,五、提取分离,某中药材中主要含有生物碱类成分，且已知在其总碱中含有如下成分： 季铵碱、酚性叔胺碱、非酚性叔胺碱、水溶性杂质、脂溶性杂质 现有下列分离流程，试将每种成分可能出现的部位填入括号中。,思考题,1.生物碱定义？ 2.总生物碱的提取方法？ 3.利用生物碱的碱性强弱进行分离的总生物碱的初步分离流程？,苦 参 药 材,The End,