第三章 生物碱第三节第四节
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(精)《中药化学》讲义：生物碱
（精）《中药化学》讲义：生物碱第一节基本内容一、生物碱的定义生物碱是指一类根源于生物界( 以植物为主 ) 的含氮的有机化合物，多半生物碱分子拥有较复杂的环状构造，且氮原子在环状构造内，大多呈碱性。
一般拥有生物活性。
二、生物碱在动、植物界的散布和存在状况生物碱主要散布在植物界，其散布的一般规律是：①绝大部分生物碱散布在高等植物中，如毛莨科、罂粟科、防已科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆科、小檗科等。
②很少量生物碱散布在低等植物中，如烟碱存在于蕨类植物。
③科属亲缘关系邻近的植物，常含有同样构造种类的生物碱。
④生物碱在植物体内多半集中散布在某一部分或某些器官。
三、生物碱的分类及构造特点生物碱的分类方法主要有 3 种，按植物根源、生源门路和基本母核的构造种类分类。
( 一) 吡啶类生物碱此类生物碱构造简单，好多呈液态。
代表物有：槟榔碱、槟榔次碱，烟碱、苦参碱等。
( 二) 莨菪烷类生物碱( 三) 异喹啉类生物碱1.简单异喹啉类2.苄基喹啉类(1)1- 苄基异喹啉类：代表物有罂粟碱、厚朴碱等。
(2)双苄基异喹啉类：代表物有汉防已碱等。
(3)原小檗碱类：代表物有小檗碱、延胡索乙素等。
(4)吗啡烷类：代表物有吗啡、可待因等。
( 四) 吲哚类生物碱代表物有吴茱萸碱、马钱子碱、士的宁、长春碱、长春新碱、利血同等。
( 五) 有机胺类生物碱代表物有麻黄碱、秋水仙碱、益母草碱等。
第二节理化性质一、性状形态多半生物碱呈结晶形固体，有些为晶形粉末状; 少量生物碱为液体状态，这种生物碱分子中多无氧原子，或氧原子联合为酯键，如烟碱、槟榔碱等 ; 个别拥有挥发性 ( 麻黄碱 ) 、拥有升华性 ( 咖啡因、川芎嗪)。
滋味大部分生物碱具苦味，少量生物碱拥有其余滋味，如甜菜碱拥有甜味。
颜色绝大部分生物碱无色或白色，仅少量拥有较长共轭系统构造的生物碱呈不一样颜色。
如小檗碱为黄色，药根碱为红色。
二、旋光性生物碱的旋光性受溶剂、pH 等要素的影响。
10生物碱
• •
五、沉淀反应
试剂名称 碘化铋钾 碘化汞钾 碘〃碘化钾 试剂组成 KBiI4试剂 K2HgI4 KI.I2 现象 橘红↓ 白色↓
红棕色↓ 灰白色↓
红色↓
硅钨酸
（雷氏铵盐） 硫氰酸铬铵试剂
SiO2.12WO3.nH2O
NH4+[Cr(NH3)2(SCN)4]
六、显色反应
•
• 主要用于检识个别生物碱。如：
• 分子结构中含有酚羟基时，称为酚性生物 碱。有碱性及弱酸性，可溶于氢氧化钠溶 液。
2. 碱性与分子结构的关系
⑴杂化度 ⑵诱导效应 ⑶诱导-场效应 ⑷共轭效应 ⑸空间效应 ⑹氢键效应
（四）生物碱的溶解性
水溶性生物碱：季铵碱，内盐，生 物碱盐、小分子液态生物碱。 • 亲脂性生物碱：游离生物碱，溶于 氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂，难溶或 不溶于水。 一般游离生物碱可溶于酸水。 各种生物碱都溶于乙醇。
I
O
OH O
J
O
N
&C H3
N C H3 HO H C H 2O H
O CO CH
H
第三节 生物碱的理化性质
• 1、生物碱：
• 性状（形、味、色）、旋光性
• 2、生物碱：
• 检识、碱性、提取分离
第三节 生物碱的理化性质 一、性状 形：多为晶体，少数非晶形固体 味：多数味苦，如小檗碱极苦
鸦片含有12%的吗啡， 有缓解疼痛的作用 。
麻黄
(alkaloids)
本章内容
第一节 概 述
第二节 分类与生源
第三节 理化性质
第四节 提取分离
• 1、生物碱：
• 定义、分布、结构特点、 • 分类（按母核结构）
• 2、代表物
生物碱-1
邻氨基苯甲酸 1×CH3COOH
OH O
3×CH3COOH
N (O) OH OH
2×CH3COOH
N H O N OH
1 、喹啉类生物碱 已知有 150多种，主要分布于芸香科植物， 如：
N C2H5 N O
喜树碱
OH O O
N
喹啉
HO CH R N
N CH2 CH2 CH CH 2
R=H 金鸡宁 R=OCH3（2R，3S） 奎宁碱 R=OCH3（2S，3R） 奎尼丁
伪麻黄碱
麻黄碱 伪麻黄碱 （二）四氢异喹啉类生物碱（简单异喹啉类）
HO N OH
哌劳亭
CH3O
CH3
CH3O
萨苏啉型复杂，已知有700 多种，分布于 27 科植物中，如防已、小檗科等，是 一类主要的生物碱，按结构特点又可分为 15 类。基 中主要不得有7类。 1、苄基四氢异喹啉类，主要化合物； MeO CH3O HO + CH 3 N N NH MeO HO HO CH3
二、生物碱在植物界的分布
生物碱主要分布在植物界，动物 中很少，一般主要分布在高等植物中， 如：裸子植物，紫杉属，松属，云杉 属，三尖杉等。少数被子植物叶中， 金合欢科，石蒜科，木兰科等。
三、生物碱在植物体中存在形式
1 、主要以盐类形式存在，与生物碱成盐的酸， 常见的有草酸，柠檬酸，硫酸，盐酸，硝酸 等。少数以其它形式存在。 2 、游离碱指一些碱性较弱的生物碱，指碱笥极 弱的生物碱。 3、酰胺形式存在，秋水仙碱、喜树碱 4、N—氧化物等形式存在。如苦参碱N-氧化物。 5、氮缩醛类如：阿替生。 6、亚胺、烯胺类如：新士的宁
（一）单萜生物碱类
Me N
Me Me
O CHO N O O O
OH O
3×CH3COOH
N (O) OH OH
2×CH3COOH
N H O N OH
1 、喹啉类生物碱 已知有 150多种，主要分布于芸香科植物， 如：
N C2H5 N O
喜树碱
OH O O
N
喹啉
HO CH R N
N CH2 CH2 CH CH 2
R=H 金鸡宁 R=OCH3（2R，3S） 奎宁碱 R=OCH3（2S，3R） 奎尼丁
伪麻黄碱
麻黄碱 伪麻黄碱 （二）四氢异喹啉类生物碱（简单异喹啉类）
HO N OH
哌劳亭
CH3O
CH3
CH3O
萨苏啉型复杂，已知有700 多种，分布于 27 科植物中，如防已、小檗科等，是 一类主要的生物碱，按结构特点又可分为 15 类。基 中主要不得有7类。 1、苄基四氢异喹啉类，主要化合物； MeO CH3O HO + CH 3 N N NH MeO HO HO CH3
二、生物碱在植物界的分布
生物碱主要分布在植物界，动物 中很少，一般主要分布在高等植物中， 如：裸子植物，紫杉属，松属，云杉 属，三尖杉等。少数被子植物叶中， 金合欢科，石蒜科，木兰科等。
三、生物碱在植物体中存在形式
1 、主要以盐类形式存在，与生物碱成盐的酸， 常见的有草酸，柠檬酸，硫酸，盐酸，硝酸 等。少数以其它形式存在。 2 、游离碱指一些碱性较弱的生物碱，指碱笥极 弱的生物碱。 3、酰胺形式存在，秋水仙碱、喜树碱 4、N—氧化物等形式存在。如苦参碱N-氧化物。 5、氮缩醛类如：阿替生。 6、亚胺、烯胺类如：新士的宁
（一）单萜生物碱类
Me N
Me Me
O CHO N O O O
第十章生物碱
第三章 生物碱（Alkaloids）
内容
第一节 概述 第二节 生物碱的分类 第三节 生物碱的理化性质 第四节 生物碱的提取分离
第一节 概述
生物碱的含义： 生物碱指来源于生物界的一类含氮有机化合物。
生物碱的特点： 大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环
内；多呈碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理 活性。
秋水仙碱
【来源】 ：百合科秋水仙属 【产地】： 欧洲和地中海沿岸，我国自七
十年代起从国外引进种子和球茎，分别在 北京、庐山、昆明等地试种，已取得可喜 成果。由于生物工程科学的发展，对秋水 仙碱的需要量不断增加，各地都在扩大种 植面积。 【应用】： 十九世纪时就开始应用秋水仙碱治疗坐骨 神经痛和关节炎等，后来又发现它对乳腺 癌、宫颈癌、急性淋巴细胞的白血病都有 一定的疗效。另外，秋水仙素（从秋水仙 球茎中提取），能诱导单倍体植株的染色 体加倍（加倍浓度大约为0.1-1％）形成多 倍体，对培育花卉和农作物新品种，提高 农作物产量有着极其重要的作用。
Herb.的鳞茎
【作用】用于重症肌无力、进行
性肌营养不良、脊髓灰质炎后遗 症、儿童脑型麻痹、因神经系统
HO
O
H OH
疾患所致感觉或运动障碍、多发
N
性神经炎等。
石蒜碱
抗阿米巴原虫药。并能抗炎、解
热、镇静及催吐。其衍生物二氢
石蒜碱 (Dihydrolycorine) 有明
显的镇静作用 , 为良好的抗阿米
生物碱的分布：
主要分布于植物界，绝大多数存在于高等植 物的双子叶植物中，已知存在于100多个科的中。 与中药有关的一些典型的科如毛茛科（黄连、乌 头、附子）、罂粟科（罂粟、延胡索）、茄科 （洋金花、颠茄、莨菪）、防己科（汉防己、北 豆根）、豆科（苦参、苦豆子）等。
内容
第一节 概述 第二节 生物碱的分类 第三节 生物碱的理化性质 第四节 生物碱的提取分离
第一节 概述
生物碱的含义： 生物碱指来源于生物界的一类含氮有机化合物。
生物碱的特点： 大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环
内；多呈碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理 活性。
秋水仙碱
【来源】 ：百合科秋水仙属 【产地】： 欧洲和地中海沿岸，我国自七
十年代起从国外引进种子和球茎，分别在 北京、庐山、昆明等地试种，已取得可喜 成果。由于生物工程科学的发展，对秋水 仙碱的需要量不断增加，各地都在扩大种 植面积。 【应用】： 十九世纪时就开始应用秋水仙碱治疗坐骨 神经痛和关节炎等，后来又发现它对乳腺 癌、宫颈癌、急性淋巴细胞的白血病都有 一定的疗效。另外，秋水仙素（从秋水仙 球茎中提取），能诱导单倍体植株的染色 体加倍（加倍浓度大约为0.1-1％）形成多 倍体，对培育花卉和农作物新品种，提高 农作物产量有着极其重要的作用。
Herb.的鳞茎
【作用】用于重症肌无力、进行
性肌营养不良、脊髓灰质炎后遗 症、儿童脑型麻痹、因神经系统
HO
O
H OH
疾患所致感觉或运动障碍、多发
N
性神经炎等。
石蒜碱
抗阿米巴原虫药。并能抗炎、解
热、镇静及催吐。其衍生物二氢
石蒜碱 (Dihydrolycorine) 有明
显的镇静作用 , 为良好的抗阿米
生物碱的分布：
主要分布于植物界，绝大多数存在于高等植 物的双子叶植物中，已知存在于100多个科的中。 与中药有关的一些典型的科如毛茛科（黄连、乌 头、附子）、罂粟科（罂粟、延胡索）、茄科 （洋金花、颠茄、莨菪）、防己科（汉防己、北 豆根）、豆科（苦参、苦豆子）等。
生物碱
9
2．极性溶剂 极性较大的生物碱可用中性甲醇、乙醇、酸性甲 醇、乙醇、酸水（常用0.1%-1%盐酸、硫酸、乙酸 、酒石酸等）以及缓冲液等进行提取，这方法较 简便，但提出的杂质较多，需进一步净化。 3．混合溶剂
10
生物碱的提取方法，常用的有冷浸、渗漉、 超声波振荡、索氏提取、热回流提取。 在含量测定中常用的提取方法为超声波振荡提 取，大部分待测的有效成分能够被提出。
24
3）比色法测定总碱含量是最重要的方法之一，它是 根据生物碱的颜色、官能团与特定试剂发生反应产生的 颜色，或生物碱与酸性染料在一定条件所成的复合物颜 色等，按比色法完成总碱的测定的。 4）大多数生物碱分子结构中含有双键，在紫外区有吸 收，因此，可按紫外分光光度法于特定波长处测定吸收 系数相近的总碱含量。同理，有荧光的生物碱也可用荧 光分光光度法测定。 以上均属测定总碱的好方法，但测定指定成分的含量， 就有一定的困难。
7
5．沉淀反应
生物碱在酸性水溶液或酸性稀醇（＜50%）中能与生物 碱沉淀试剂生成难溶性沉淀。 沉淀反应的阳性结果，往往并不可靠，但阴性反应却 可以证实其不含生物碱。检查时常需用3种以上灵敏的沉 淀试剂对照观察。 生物碱沉淀一般都是试剂分子的阴离子，与生物碱阳 离子形成难溶络盐而产生沉淀（沉淀剂多为重金属盐类 或分子量较大的复盐）。 常用的生物碱试剂有：碘-碘化钾（Wagner试剂）、碘 化铋钾（Dragendorff试剂）、碘化汞钾（Mayer试剂）、 硅钨酸（Bertrand试剂）等。
3
生物碱类型
序号 类型 1 吡咯啶衍生物类 2 吡啶衍生物类 3 喹啉衍生物类 4 异喹啉衍生物类 5 吲哚衍生物类 6 咪唑衍生物类 7 喹唑酮衍生物类 8 嘌呤衍生物类 9 甾体生物碱类 10 莨菪烷衍生物类 11 无环生物碱类 12 其它
2．极性溶剂 极性较大的生物碱可用中性甲醇、乙醇、酸性甲 醇、乙醇、酸水（常用0.1%-1%盐酸、硫酸、乙酸 、酒石酸等）以及缓冲液等进行提取，这方法较 简便，但提出的杂质较多，需进一步净化。 3．混合溶剂
10
生物碱的提取方法，常用的有冷浸、渗漉、 超声波振荡、索氏提取、热回流提取。 在含量测定中常用的提取方法为超声波振荡提 取，大部分待测的有效成分能够被提出。
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3）比色法测定总碱含量是最重要的方法之一，它是 根据生物碱的颜色、官能团与特定试剂发生反应产生的 颜色，或生物碱与酸性染料在一定条件所成的复合物颜 色等，按比色法完成总碱的测定的。 4）大多数生物碱分子结构中含有双键，在紫外区有吸 收，因此，可按紫外分光光度法于特定波长处测定吸收 系数相近的总碱含量。同理，有荧光的生物碱也可用荧 光分光光度法测定。 以上均属测定总碱的好方法，但测定指定成分的含量， 就有一定的困难。
7
5．沉淀反应
生物碱在酸性水溶液或酸性稀醇（＜50%）中能与生物 碱沉淀试剂生成难溶性沉淀。 沉淀反应的阳性结果，往往并不可靠，但阴性反应却 可以证实其不含生物碱。检查时常需用3种以上灵敏的沉 淀试剂对照观察。 生物碱沉淀一般都是试剂分子的阴离子，与生物碱阳 离子形成难溶络盐而产生沉淀（沉淀剂多为重金属盐类 或分子量较大的复盐）。 常用的生物碱试剂有：碘-碘化钾（Wagner试剂）、碘 化铋钾（Dragendorff试剂）、碘化汞钾（Mayer试剂）、 硅钨酸（Bertrand试剂）等。
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生物碱类型
序号 类型 1 吡咯啶衍生物类 2 吡啶衍生物类 3 喹啉衍生物类 4 异喹啉衍生物类 5 吲哚衍生物类 6 咪唑衍生物类 7 喹唑酮衍生物类 8 嘌呤衍生物类 9 甾体生物碱类 10 莨菪烷衍生物类 11 无环生物碱类 12 其它
9.生物碱
莨菪碱与东莨菪碱/CHCl3 pH 6.5缓冲液萃取
水层（莨菪碱） CHCl3（东莨菪碱）
（二）特定生物碱的分离 1.利用ALK碱性差异进行分离：pH梯度萃取法 未知ALK碱性，缓冲纸色谱选择条件
缓冲液 pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7 pH8
C B A
水饱和氯仿展开 改良KBiI4 显色
五、ALK的化学性质和反应 ⑷各种强度生物碱的pKa范围 pKa值 pKa＜2 pKa 2~7 碱度 结构 特征 极弱碱 酰胺类、部分杂环 弱 碱 芳香胺、芳杂胺
pKa 7~12 中强碱 脂肪胺、脂杂胺、季铵 pKa 12 强 碱 季铵、胍类
五、ALK的化学性质和反应
2.碱性与分子结构的关系： ⑴杂化度 ⑵诱导效应 ⑶诱导-场效应 ⑷共轭效应 ⑸空间效应 ⑹氢键效应
H2O
五、ALK的化学性质和反应
（二）成盐
3.氮杂缩醛类生物碱成盐——亚胺盐
R1 R2 N H C OR + HX OH (OR ) R2 － R1 H N C X
+
H2O ( HOR )
如：小檗碱成盐
五、ALK的化学性质和反应
（二）成盐
3.氮杂缩醛类生物碱成盐——亚胺盐 如：小檗碱成盐
O O N OH O
（一）简单吲哚类生物碱：利血平等
MeO
N H H H MeOOC
N H
20 19
OMe O O C OMe OMe
OMe
六、来源于萜类生物碱
（一）单萜类生物碱：猕猴桃碱、秦艽碱甲
CH3
N
O O
N
猕猴桃碱
秦艽碱甲
六、来源于萜类生物碱
（二）倍半萜类生物碱：石斛碱、萍逢定
天然药物化学 第三章 生物碱4-5节
CHCl3层 （中强碱）
CHCl3层 （弱碱）
（二）生物碱单体的分离
1、利用生物碱碱性差异进行分离 总碱
酸水
酸水液（盐）
NaHCO3碱化， 三氯甲烷萃取
水层（莨菪碱）
三氯甲烷层 （东莨菪碱）
练习
• 1．在酸水溶液中可直接被氯仿萃取出来的生物 碱是
A．强碱 B．中强碱
C．弱碱 D．酚性碱 E．季铵碱
• 2．在生物碱酸水提取液中，加碱调pH由低到高， 每调一次用氯仿萃取一次，首先得到
A．强碱性生物碱 B．弱碱性生物碱 C．季铵碱 D．中等碱性生物碱 E．水溶性生物碱
2、利用游离生物碱在有机溶剂中的溶 解度不同进行分离
氧化苦参碱和苦参碱混合物
少量CHCl3溶解 CHCl3 液
加入10倍量的乙醚
沉淀↓ （氧化苦参碱）
三、亲脂性有机溶剂提取法
原理：利用游离生物碱易溶于亲脂 性有机溶剂的性质进行提取。
提取前先用碱水（石灰乳或氨水） 湿润，使生物碱游离。再用氯仿、 苯等亲脂性有机溶剂提取。
方法 ：回流或连续回流法。
三、亲脂性有机溶剂提取法
药材（须碱化）
亲脂性有机溶剂提取 （三氯甲烷 /苯）冷浸/ 回流
有机溶剂提取液（游离）
方法：浸渍、渗漉和回流法 继续纯化采用酸溶碱沉法。
二、乙醇溶剂提取法
药材
60%~95%乙醇渗漉/ 浸渍 /回流 乙醇提取液（盐、游离、脂溶性杂质）
减压回收乙醇
浓缩液（盐、游离、脂溶性杂质）
加稀酸放置，滤过
酸水溶液（盐）
碱化
沉淀（脂溶性杂质）
总生物碱（游离）↓（可
碱水液（水溶性生物
过滤Байду номын сангаас去也可用氯仿萃取 ） 碱或杂质）
第三章 生物碱
石蒜中的生物碱加兰他敏——具有拟胆碱作 用
利血平——降压作用
PPT课件
3
第一节 概述
生物碱是一类十分重要的天然有机化合物，也 是一类研究得最早的有生物活性的天然化合物。
一.生物碱的含义 生物碱一般指植物中含N的有机化合物
（蛋白质、肽类、氨基酸等除外)。
PPT课件
4
二、分布
生物碱主要分布于植物界,在动物中发现 得很少。在高等植物尤其在双子叶植物中分 布为广：
因此，使用硅胶作吸附剂，需要在碱性环境中进行， 以克服其酸性。
方法：湿法制板时，以0.1-0.5的氢氧化钠代替水， 使其成碱性；展开剂中加入一定量的二乙胺或氨水； 展开槽中放入一小杯氨水，产生氨气使色谱空间显 碱性。
PPT课件
55
• 薄层色谱的显色： • （1）直接在可见光或紫外灯下观察斑点，
酸类——硅钨酸
SiO212WO3
乳白色
酚酸类——苦味酸 2,4,6-三硝基苯酚 黄色
(3)金属盐类
雷氏铵盐(Ammoniumreineckate) 硫氰酸铬铵试剂
生成难溶性复盐 紫红色
PPT课件
49
2.反应原理：生成复盐和络盐
PPT课件
50
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）
PPT课件
6
三、存在形式
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。
利血平——降压作用
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3
第一节 概述
生物碱是一类十分重要的天然有机化合物，也 是一类研究得最早的有生物活性的天然化合物。
一.生物碱的含义 生物碱一般指植物中含N的有机化合物
（蛋白质、肽类、氨基酸等除外)。
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二、分布
生物碱主要分布于植物界,在动物中发现 得很少。在高等植物尤其在双子叶植物中分 布为广：
因此，使用硅胶作吸附剂，需要在碱性环境中进行， 以克服其酸性。
方法：湿法制板时，以0.1-0.5的氢氧化钠代替水， 使其成碱性；展开剂中加入一定量的二乙胺或氨水； 展开槽中放入一小杯氨水，产生氨气使色谱空间显 碱性。
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• 薄层色谱的显色： • （1）直接在可见光或紫外灯下观察斑点，
酸类——硅钨酸
SiO212WO3
乳白色
酚酸类——苦味酸 2,4,6-三硝基苯酚 黄色
(3)金属盐类
雷氏铵盐(Ammoniumreineckate) 硫氰酸铬铵试剂
生成难溶性复盐 紫红色
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2.反应原理：生成复盐和络盐
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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）
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三、存在形式
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。
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影响生物碱碱性强弱的因素：
②酰胺型 N原子上的孤对电子与羰基的π 电子形成P—π 共轭，碱性极弱。
O
.. N
O N Me N N Me
Me N N
C
O
O O
R
O
酰胺结构
胡椒碱 （pKa=1.42）
咖啡因 （ pKa=1.22）
课堂互动：
某中药含有A.B两种生物碱，分析其碱性和溶解 性，若将二者的酸水液用三氯甲烷萃取，试分析酸 水层和三氯甲烷成的成分各是哪种？
N
小檗碱
OCH3
H3CO OCH3
罂粟碱
第四节 生物碱的检识
一、化学检识 1.沉淀反应 生物碱在酸性水溶液中，与某些试剂生成难溶 于水的复盐或分子复合物的反应。
用途： 鉴别：检查生物碱有无（定性反应）；
显色剂：薄层色谱 ，纸色谱
提取分离：检查是否提取完全。 分离纯化：雷氏铵盐用于季铵碱的分离
常用生物碱沉淀剂
9.5
芳杂环 sp2
0.4
N H
N
N
N
5.17
4.94
5.4
氰基
sp
－C≡N（中性）
影响生物碱碱性强弱的因素：
2.诱导效应 a.吸电子诱导：N原子电子云密度↓，碱性↓ 吸电基团：含氧基团、苯基、双键 b.供电子诱导：N原子电子云密度↑，碱性↑ 供电基团：烷基
影响生物碱碱性强弱的因素：
CH2 CH NH2
二、溶解性
（一）游离生物碱
3.两性生物碱 具有酚羟基或羧基等酸性基团的生物碱。可 溶于酸水及碱水，pH8～9产生沉淀。 （如：吗 啡、小檗胺、槟榔次碱）
4.具有内酯结构或内酰胺结构的生物碱 内酯结构在碱水中可以开环形成羧酸盐溶于 水，加酸又复原。易溶于热NaOH溶液
二、溶解性
叔胺碱
CH3 N
易溶于乙醇、三氯甲烷。 可溶于四氯化碳 难溶于水
CH OH
CH OH
CH3
A.苯异丙胺 （无羟基的吸电作用） B.麻黄碱 （甲基供电诱导效应） C.去甲基麻黄碱 （羟基的吸电诱导效应）
CH
CH3
NHCH3
CH NH2 CH3
碱性：A>B>C
影响生物碱碱性强弱的因素：
NH3
氨 pKa 9.75
H3C
伯胺
NH2
H3C NH H3C
H3C
CH3 N CH3
季铵碱（强碱）>脂氮杂环（中强碱）>有机胺 （仲>伯>叔） （中强碱） >吡啶≈苯胺（弱碱） >吡咯≈酰胺（极弱碱）
课堂练习：
比较下列化合物的碱性大小，并说明原因。 ①吡啶与哌啶
N
吡啶
N H 哌啶
课堂练习：
比较下列化合物的碱性大小，并说明原因。 ②小檗碱与罂粟碱 H3CO
O O N OCH3
H3CO
轮环藤酚碱 （汉防己乙素）
二、溶解性
内酯结构生物碱
O N N OH O O
OH-
O
OH OH O OH
喜树碱
N
N
二、溶解性
内酰胺结构生物碱
O N
O C R
酰基
胺基
NH2
N
O C NH2
酰胺基
苦参碱
二、溶解性
（二）生物碱盐
①易溶于水，可溶于醇，难溶于亲脂性有机溶剂。 ②水溶性：无机酸盐>有机酸盐 ③水溶性：无机酸盐中含氧酸盐＞卤代酸盐 ④小分子有机酸盐＞大分子有机酸盐
适用：水溶性生物碱、脂溶性生物碱、生物碱盐
检识 水溶性生物碱，样品液为酸水溶液 固定相 水 展开剂 偏酸性（使生物碱以盐的状态存在）、极性较 大的有机溶剂（正丁醇—冰醋酸—水4：1：5上层 ，即 BAW系统 ）
第四节 生物碱的检识
二、色谱检识 （一）纸色谱法 适用：水溶性生物碱、脂溶性生物碱、生物碱盐
pKa 碱性 <2 2~7 7~11 >11 极弱碱 弱碱性 中强碱 强碱性
三、碱性
影响生物碱碱性强弱的因素：
杂化方式 诱导效应 碱性与分子 结构的关系 共轭效应 空间效应 氢键效应
影响生物碱碱性强弱的因素：
1.N原子的杂化方式
碱性 类型 杂化
N H
举例
NH
脂肪胺 sp3 脂氮环
N H
11.3
11.2
注意：有些生物碱或盐不符合上述规律。
二、溶解性
1.生物碱盐不溶于水（小檗碱盐酸盐、麻黄碱 草酸盐），而能溶于氯仿（盐酸奎宁）。
2.游离生物碱难溶于有机溶剂而溶于水
（石蒜碱；吗啡难溶于氯仿、乙醚，可溶于碱 水；喜树碱不溶于一般有机溶剂，而溶于酸性 氯仿）。
二、溶解性
3.碱性极弱的生物碱（酰胺类生物碱）和酸生
碘化物复盐类： 碘化铋钾试剂 ：桔红色沉淀 碘—碘化钾：红棕色沉淀 碘化汞钾 ：类白色沉淀（若加过量试剂，沉淀溶解） 重金属盐类： 磷钼酸试剂：白色或黄褐色沉淀 硅钨酸试剂：淡黄或灰白色沉淀 大分子酸类： 苦味酸试剂：黄色结晶 其它： 硫氰酸铬钾（雷氏铵盐）：红色沉淀或结晶 （季铵碱）
第四节 生物碱的检识
检识 游离态生物碱（脂溶性、极性小）的检识，样品 液为氯仿溶液。 固定相 甲酰胺（有机碱） 展开剂 偏碱性（使生物碱以游离状态存在）、极性较 小的有机溶剂（甲酰胺饱和的苯、三氯甲烷、乙酸乙 酯）
第四节 生物碱的检识
二、色谱检识 （一）纸色谱法 多层缓冲纸色谱： 固定相 酸性缓冲溶液
碱性强的生物碱Rf值小。 纸色谱显色剂： 与薄层色谱相同，但试剂中不可含有硫酸。
NH3
氨
H3C NH H3C
H3C CH3 N CH3
H3C
伯胺
NH2
仲胺
叔胺
二、溶解性
（一）游离生物碱
2.水溶性生物碱
①季铵碱，离子型化合物，易溶于水。难溶 于亲脂性有机溶剂。可溶于甲醇、乙醇、正 丁醇。 ②含N-氧化物生物碱（氧化苦参碱）；液体 （东莨菪碱）或小分子生物碱（麻黄碱、烟 碱）亲脂又亲水。
第三章 生物碱
1 3 2 3 4 5 3 6
生物碱概述 生物碱的结构与分类
生物碱的理化性质 生物碱的检识 生物碱的提取和分离 生物碱的提取和分离实例
第三节 生物碱的理化性质
一、性状 1.形态 2.颜色 3.味道 4.旋光性 二、溶解性 三、碱性
第三节 生物碱的理化性质
一、性状 1.形态：多为结晶，有些为粉末状固体。少数为液 体。 ①液体生物碱：小分子、无氧或氧呈酯键。多有 挥发性，可随水蒸气蒸馏。
COOCH3
N
N H N
N CH3
烟碱 （尼古丁）
N
CH3
毒藜碱
槟榔碱
第三节 生物碱的理化性质
一、性状 1.形态：多为结晶，有些为粉末状固体。少数为液 体。 ②个别小分子固体生物碱有挥发性--麻黄碱 ③个别有升华性 ----咖啡因 、川芎嗪
O H3C N N N N CH3
H3C N CH3 CH3
二、色谱检识 （一）薄层色谱法 结果观察： ①可见光下观察有色斑点（例如小檗碱显黄色）。 ②紫外光下观察。 ③喷显色剂(碘化铋钾，对大多数生物碱显橘红色.注 意排除甲酰胺的干扰（110℃加热） 硅胶和氧化铝色谱(吸附色谱）适 用于检识脂溶性生物碱。
第四节 生物碱的检识
二、色谱检识 （一）纸色谱法
正相色谱，分配色谱
H2O CHCl3
氨基酸、蛋白质 多糖、鞣质等
H2O 测定液
H+/H2O CHCl3
第四节 生物碱的检识
二、色谱检识 薄层色谱、纸色谱
（一）薄层色谱法 吸附剂：硅胶、氧化铝 展开剂：三氯甲烷、苯 极性很弱的生物碱：加入极性小的有机溶剂（石油醚、 环己烷） 极性较强的生物碱：加入极性较大的有机溶剂（甲醇、 乙醇）
仲胺
10.7
叔胺
10.64
9.74
电子效应：连接供电基团则使碱性增强。 空间位阻：使碱性变弱。
影响生物碱碱性强弱的因素：
①苯胺型
N
3.共轭效应
O
②酰胺型
C
N
影响生物碱碱性强弱的因素：
①苯胺型 P—π共轭，氮原子周围电子云密度下降，碱性 降低。
NH2
NH2
苯胺 （pKa4.58）
环己胺 （pKa10.64）
成的盐不稳定，其酸水溶液用氯仿萃取时,生
物碱可转溶于氯仿而被分离。
应用：可用于生物碱的提取和分离。
三、碱性
碱性来+ + H + N:H
生物碱
生物碱盐
N原子上的孤对电子具有给出电子或者接受质子的 能力而显碱性，能与酸成盐而溶于水
三、碱性
生物碱碱性强度的表示： 用pKa表示： pKa越大，碱性越强。
H CH2OH O C CH O
莨菪碱
二、溶解性
季铵碱
O O N OCH3 OCH3
H3CO
N
HO
CH3
OH
OCH3
小檗碱
轮环藤酚碱 （汉防己乙素）
二、溶解性
两性生物碱
HO
H3CO CH3
COOH
HO
N
NH O H HO
N CH3
OH
OCH3
槟榔次碱
吗啡
（酸性叔胺碱： 难溶于氯仿、乙 醚，可溶于水）
一、化学检识 1.沉淀反应
结果判断
a.鉴别生物碱的存在，需要采用三种以上生物碱试剂。 b.排除假阳性反应，除去水提液中含有的蛋白质、多
肽、鞣质等杂质。（如何排除水溶性成分的干扰？）
c.仲胺类不易于生物碱沉淀试剂反应，如麻黄碱。
常规提纯方法（排除水溶性成分的干扰）
中草药水提液
OH- / CHCl3萃取