第九章-生物碱(天然药物化学)只是分享

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天然药物化学教学资料 天然药化9 生物碱

天然药物化学教学资料 天然药化9 生物碱

1.1生物碱定义
▪ 生物碱(广义): 天然产的含氮有机化合物。
下列除外: 低分子胺类如甲胺、乙胺;氨基酸、氨基
糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸、卟啉类、 维生素;
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7
第一节、生物碱概述
生物碱(多数教材):
1.多数由C、H、 O、N组成。
生物碱的含义 和特点
(含N有机化合物的总称) 2.大部分为杂环化合物,N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。
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下列除外: 低分子胺类:甲胺、乙胺; 氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、 核酸、核苷酸、卟啉类、维生素;
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9
生物碱定义
维生素B1 维生素B12
维生素B2
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维生素B6
10
1.1 生物碱的定义
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11
1.1 生物碱的定义
年龄含量增加。 3)同一种植物多含有同一母核的生物碱,复杂 生物碱分布窄。
如茄科的颠茄属(Atropa)、曼陀罗属 (Datura)、莨菪属(Hyoscyamus)、东莨菪属 (Scopolia)等属的植物都含有莨菪碱 (hyoscyamine)
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25
1.4 生物碱的分布
4)生物碱可存在于植物体内各器官中,同种植 物中所含生物碱常不止一种,有的可含数种至 数十种,如罂粟约含25种生物碱,长春花中 含70余种生物碱。
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1
第九章 生物碱
Chapter 9 Alkaloids
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2
生物碱
一3 生物碱概述 二 生物碱的分类和生源关系 三3 生物碱的理化性质 四 生物碱的提取和分离 五3 生物碱的结构鉴定

天然药物化学教学资料 天然药化9 生物碱-2.ppt

天然药物化学教学资料 天然药化9  生物碱-2.ppt

左旋体比右旋体活性强:莨菪碱、去甲乌药碱
L-莨菪碱的散瞳作用比D-莨菪碱大100倍
右旋体活性强:古柯碱
7 19:10
三、溶解性
(一)脂溶性生物碱 大多数叔胺碱和仲胺碱为亲脂性,一般能溶于
有机溶剂,尤其易溶于亲脂性有机溶剂,如苯、乙 醚、氯仿,特别易溶于氯仿。可溶于甲醇、乙醇, 溶于酸水,不溶或难溶于水和碱水
16 19:10
生物碱的溶解性小结
亲脂性
叔胺碱和仲胺碱,溶于有机溶剂,不 溶于碱水
游离 生物碱
亲水性
具特殊 官能团
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。
两性生物碱(吗啡、小檗胺、槟榔次 碱):可溶于酸水及碱水,pH8~9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。
17 19:10
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
①吗啡为酸性叔胺碱:难溶于氯仿、乙醚, 可溶于水 ②石蒜碱叔胺碱:难溶于有机溶剂,溶于水 ③喜树碱:不溶于一般有机溶剂,而溶于酸 性氯仿 ④高石蒜碱的盐酸盐:难溶于水,易溶于氯 仿 ⑤盐酸小檗碱、麻黄碱草酸盐:难溶于水
含羧基的生物碱类似于水溶性碱:槟榔次碱、那碎因。 易溶于水、酸水、碱水,可溶于甲醇、乙醇,难溶于亲脂 性有机溶剂
11 19:10
三、溶解性
HO MeO
N
+
OH
OMe
OMe
药根碱 jatrorrhizine
槟榔次碱

天然药物化学教学资料 天然药化9生物碱-32-精选文档115页

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氯仿层 (弱碱性生物碱)
1%~2%NaOH容液萃取
酸水层 (强碱性和中强碱性生物碱)
NH4OH碱化至pH9~10,氯仿萃取
氯仿层
(非酚性弱碱性 生物碱)
碱水层 NH4Cl或CO2 处理,氯仿萃取
氯仿层 1%~2%NaOH 容液萃取
碱水层 (水溶性生物碱)
氯仿层
(酚性弱碱性生物碱)
氯仿层
碱水层
(非酚性中、强碱性生物碱) (酚性中、强碱性生物碱)
过滤后用乙醚,CHCl3分别去杂
稀酸部分 乙醚,CHCl3部分
加1%氨水碱化, 乙醚,CHCl3提取
乙醚部分 CHCl3部分 水溶液部分
水洗,干燥 回收乙醚
水洗,干燥 回收 CHCl3
总碱1
总碱2
(三) 碱化-亲脂性有机溶剂提取法
若生物碱为弱碱,多以游离碱存在,则处理方法稍有
不同:用少量水或稀有机酸水润湿,有机溶剂固液
防己 防己生物碱
H3C N
汉防己甲素 汉防己乙素(防己诺林碱)
双苄基异喹啉类生物碱
性质
OMe
OR O
O OMe
N CH3
汉防己甲素 R=CH3 汉防己乙素 R=H
1
2
3
1、白色结晶,有旋光性。
2、具脂溶性生物碱的溶解性特点。汉防己乙素具隐 性酚羟基,使极性较大,冷苯中不溶,汉防己甲素 具甲氧基,极性较小,溶于冷苯(用于分离)。
CHCl3液 1~2%NaOH萃取
碱水液 NH4Cl处理, CHCl3萃取
CHCl3液 回收
酚性中强碱性生物碱
CHCl3液 回收
非酚性中强碱 性生物碱
碱水液(强碱:季铵)
酸化,雷氏

天然药物化学 第9章 生物碱

天然药物化学 第9章 生物碱

第四节 提取分离
1.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 2.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?
第四节 提取分离
2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法 (1)确定pH值的方法
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.酰胺:如:喜树碱、秋水仙碱等。 4.氮杂缩醛:如:阿马林 阿替生等。 5.N-氧化物:植物体中的氮氧化物生物碱约一百余种 6.其它: 如亚胺(C=N)、烯胺(-N-C=C)、氮腈(-N-CN)
第三节
理化性质
2. 碱性强弱的表示方法

pKa: < 2 极弱碱
2~7 弱 碱
7 ~ 11 中强碱
> 11 强碱
第三节
理化性质
3.影响碱性强弱的因素 (1)杂化方式
第三节
理化性质
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。
第三节
理化性质
3.影响碱性强弱的因素 (2)电子效应
第九章
生 物 碱
(Alkaloids)
本章内容
F 第一节
第二节 第三节 第四节 第五节
概述 化学结构及分类 理化性质 提取分离 波谱特征
第一节 概述
一、生物碱的定义
生物碱是指结构中含有负氧化态氮原子、且氮原 子多处在杂环上的一类碱性化合物,多数能与酸成 盐,具有较强的生理活性。
第一节 概述

生物碱(天然药物化学课件)

生物碱(天然药物化学课件)

(二)碳-氮键裂解反应
1.霍夫曼降解
胺与CH3I生成季铵盐,与碱加 热发生β-H消除,生成水、烯 和胺
O
N O
H
O O O
Me N
O
O
O
11
第一节
概述
Ssummary
2.冯布劳恩三级胺降解
三级胺与溴化氢,生成溴代烷 和二取代氨基氰化物
O Me
N O
O O
O
NMe
O MeO
O O
天然药物化学
生物碱 分类及生源途径
glc O
N
H
靛青苷
32
分类和 第二节 生源关系
Classification and resource
(二)色胺吲哚类
分子中残存色胺部分
NH2 N H
色胺
N
O
N H
N H3C
吴茱萸碱
33
分类和 第二节 生源关系
Classification and resource
(三)半萜吲哚类
色胺吲哚基础上连接异戊二烯
OH
1
2 CH3
HN CH3
,H2SO4
NH2
麻黄碱 (1R,2S)
伪麻黄碱 (1S,2S)
CH3
HN CH3
40
分类和 第二节 生源关系
Classification and resource
(二)萜类生物碱
1.单萜生物碱
环烯醚萜生物合成而来
O O
N
龙胆碱
41
分类和 第二节 生源关系
Classification and resource
N
苦参碱
22
分类和 第二节 生源关系

药科大学天然药物化学课件——第九章生物碱

药科大学天然药物化学课件——第九章生物碱

二、分类
㈨吲哚(yinduo)衍生物
4 5
6 7
3 1 N2 H
吲哚
H CONH
N Me
C H2 O H Me
N H
麦角新碱 ergonovine ergometrine
二、分类 ㈨吲哚(yinduo)衍生物
CH3NH COO
CH3
NN CH3 CH3
毒扁豆碱 physostigmine
治疗青光眼
N Me
NH
CH3O
阿朴啡 aporphine
HO
土藤碱 tuduranine
二、分类 原阿朴啡型
MeO
N Me
MeO
NH
O
原阿朴啡 proaporphine
O
Stepharine (存在于千金藤中)
二、分类 吗啡烷型
CH3 N
N 16 10 9
1 11 14
8
12
2
13 15 7
吗啡烷 morphinane
三、理化性质(二)碱性
(二)碱性
1.碱性的来源
N: + H+
+ N:H
生物碱
生物碱盐
2.碱性强弱的表示方法
BH+
B+H3O+
Ka
[B] [H3O]+ [BH+]
三、理化性质(二)碱性
2.碱性强弱的表示方法
p K a
[B ] p H — — lgB [H+ ]
游 离 碱 浓 度 成 盐 碱 浓 度
N
吡啶
N
喹诺里西啶
二、分类 ㈢吡啶衍生物
Me
Me
N
猕猴桃碱 actinidine

天然药物化学第九章 生物碱

天然药物化学第九章 生物碱

R CH CH2 + (CH 3)3N + H2O

α C
OH -
H
25
②E2(双分子消除)历程

α C
H
NMe3 HO-
R CH CH2 + (CH 3)3N + H2O
E2 反应

α C
H
NMe3 HO-

α C OH
6
三、生物碱在植物体中的积累和储藏
1.生物碱的代谢分为积累、转移、储藏三个阶段, 不同阶段是在植物的不同细胞内进行的; 2.生物碱的积累主要在生长活跃的组织如子房、心 皮等; 3.生物碱的储藏主要是在液泡细胞、乳汁管细胞中 进行;因此,不同植物中生物碱存在的部位不同; 4.生物碱在转移阶段往往发生许多甲基化、氧化、 去甲基化等次级结构修饰;
H
O
O
O
O
H
A
B
H
C
D
16
(2)自由基偶连形成:邻-邻偶连、邻-对 偶连、对-对偶连
MeO HO
MeO OH
MeO
MeO
O-P coupling
O H
N Me
MeO O
N Me
MeO O H
MeO O
N Me
HO
N Me
MeO O
17
MeO
MeO
HO
O
O-O coupling
H
O N Me
MeO
环状化合物排除了小分子胺类、非环的多胺 和酰胺
负氧化态包括胺(-3)、氮氧化物(-1)、 酰胺(-3)化合物,但排除了含硝基(+3) 和亚硝基(+1)的化合物。如:马兜铃酸

天然药物化学第九章生物碱-精品文档

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O
O
黄嘌啉
O
HN
NH
H 3C N N
CH3
N H
N
咖啡因
O N CH3 N
五、其它类生物碱 (四)萜类衍生物:
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
五、其它类生物碱 (五)甾体类生物碱:
百合科植物多含此类生物碱,如贝母碱(贝母)
二、吡啶类生物碱
(一)哌啶和吡啶类:
哌啶
N H
毒芹碱
N H CH3
吡啶
N
N
N CH3
烟碱(烟草)
COOCH3
槟榔碱(槟榔)
N CH3
二、吡啶类生物碱
(二)吲哚里西啶类:
O
N
H
吲哚里西啶
O
N
一叶萩碱
二、吡啶类生物碱
(二)喹喏里西啶类:
O N
N
苦参碱
N
喹喏里西啶
O
N
氧化苦参碱
N O
三、 莨菪烷类生物碱
主要分布于植物界
特别是高等植物的双子叶植物
如:毛茛科、防己科、罂粟科、茄科等
单子叶植物中较少
如:百合科、石蒜科等
裸子植物和低等植物中个别存在
二、生物碱的存在方式
多以生物碱盐存在
多与有机酸成盐
少数与无机酸成盐
有游离生物碱
少以酯、苷、氮氧化物存在
第二节 结构和分类
四、异喹啉类生物碱
(五)吗啡烷型
CH3 R N
C H3 N
O MeO OH OMe
吗啡烷
青藤碱
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(2)生物碱盐
易溶于水,其无机盐在水中的溶解度大于有机酸盐;可溶 于甲醇、乙醇;难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。
少数生物碱盐的溶解性不符合一般规律。如奎宁、奎宁尼 丁、辛可宁、吐根酚碱等生物碱的盐酸盐可溶于氯仿,麻 黄碱草酸盐难溶于水。
2.亲水性生物碱的溶解性
水溶性生物碱数目较少,主要指季胺碱型生物碱, 也包括一些分子量较小的叔胺碱或仲胺碱。
(三)溶解性
生物碱类成分的结构复杂,其溶解性有 很大差异,与其分子中N原子的存在形式、 极性基团的有无、数目以及溶剂等密切 相关。
可分为以下几种情况。
1.亲脂性生物碱的溶解性
这类生物碱的数目较多,绝大多数叔胺碱和仲胺碱 属于亲脂性生物碱。
(1)游离生物碱
易溶于乙醚、苯、卤代烷类等亲脂性有机溶剂,尤其在氯 仿中的溶解度较大;可溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯 等有机溶剂;难溶或不溶于水。
D、生物碱沉淀反应的应用
①检识反应 ②指导生物碱的提取分离 ③生物碱的分离纯化 ④薄层或纸层色谱的显色剂
2.显色反应
某些生物碱单体能与一些以无机酸为主的试剂 反应生成具有颜色的产物,不同的生物碱产生 不同的特征颜色,这种试剂称为生物碱的显色 试剂。
(1)生物碱显色试剂的种类:
试剂名称 Macquis试剂 Frohde试剂 Mandelin试剂
试剂组成 含少量甲醛的浓硫酸 1%钼酸钠(铵)的浓硫酸溶液 1%钒酸铵的浓硫酸溶液
颜色特征 吗啡紫红色 小檗碱棕绿色 莨菪碱红色
(2)显色反应的应用:
在研究过程中应用不广泛,但对检识和 分析个别生物碱仍有一定的参考价值。
①生物碱的检识
②生物碱的含量测定
(五)生物碱的化学性质和反应
本节仅选择与氮原子有关的重要而共 同的化学性质与反应:碱性、成盐、 涉及氮原子的氧化和C-N键裂解,加 以讨论。
NO2
黄色结晶
NH [Cr(NH ) (SCN) ] 红色沉淀或结晶
B、沉淀反应的条件
1)反应环境: 生物碱沉淀反应一般在稀酸水溶液中进
行。 这是由于生物碱与 酸成盐易溶于水,生
物碱沉淀试剂也易溶于水,且在酸水中 较稳定,而反应产物难溶于水,因而有 利于反应的进行和反应的进行和反应结 果的观察。
(1)具有酚羟基(或羧基)的生物碱 这类生物碱称为两性生物碱,如吗啡、青藤碱等。
除具有一般叔胺碱的溶解性能外,由于其结构中连 有弱酸性官能团,也可溶于苛性碱溶液。
(2)具内酯(或内酰胺)结构生物碱的溶解性 这类生物碱如喜树碱、那可汀碱等在正常情况下,
其溶解度类似一般叔胺碱。但在热水溶液中,其内 酯(内酰胺)结构可开环形成羧酸盐而溶于水。
生物碱的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。
如乌头中存在的左旋去甲乌头碱具有强 心作用,但存在于其它植物中右旋去甲 乌头碱则无强心作用。
又如左旋莨菪碱的扩瞳作用较右旋体强 100倍等。也有少数生物碱右旋体的生理 活性较左旋体强,如右旋古柯碱的局部 麻醉作用强于左旋体古柯碱。
试剂进行反应,如果均有生物碱的沉淀反应, 可判断为阳性结果。 2)需要注意的问题 ①极少数生物碱不能与一般生物碱沉淀试剂产 生反应。如麻黄碱、咖啡碱与多数生物碱沉淀 试剂不能发生反应,因而只能用其它检识反应 鉴别; ②中药中有些非生物碱类物质也能与生物碱沉 淀试剂产生沉淀反应,如蛋白质、多糖、氨基 酸、鞣质等。因此制备共试品溶液时,需要净 化处理除去这些物质,避免其干扰而导致错误 的结论。
(1)季胺型生物碱 这类生物碱易溶于水、酸水和碱水,可溶于甲醇、
乙醇、正丁醇等极性大的有机溶剂,难溶或不溶于 乙酸乙酯、乙醚、氯仿等低极性的有机溶剂。 (2)小分子生物碱 少数分子量较小的叔胺或仲胺生物碱既可溶于水, 也可溶于氯仿。这类生物碱包括麻黄碱、苦参碱、 秋水仙碱等
3.具特殊官能团的生物碱的溶解性
胍基季胺碱(pKa 11)脂胺类,脂氮杂 环类(pKa 811)芳胺类,芳氮杂环类 (pKa 37)两个以上的氮杂环类(pKa 3) 酰胺基。
2)净化处理:
生物碱的酸水提取液通常含有蛋白质、 多肽、鞣质等成分,这些物质也能与生 物碱沉淀试剂发生沉淀反应。
为了避免其干扰,可将酸水也碱化后, 用氯仿萃取,除去水溶性干扰成分,然 后用酸水从氯仿中萃取出生物碱,以此 酸水液进行沉淀反应。
C、生物碱沉淀反应阳性结果的判断
1)阳性结果的判断: 为了检识的准确性,一般选用三种以上的沉淀
1.碱性:
(1)碱性的产生及其强度表示: 生物碱分子中都含有氮原子,其氮原子上的孤
电子对能接受质子而显碱性。碱性是生物碱的 重要性质。通常以酸式离解指数pKa表示。 碱性强度与pKa值关系:
pKa2(极弱碱)、pKa 27(弱碱)、 pKa 712(中强碱)、pKa 12(强碱)。 碱性基团的pKa值大小顺序一般是:
组成
KI•I2 K2HgI4 KBiI4
SiO2•12WO3•nH2O
H3PO4•12MO3•2H2O
OH
H3PO4•1O 22N WO3N•O 22H2O

H 3C
NO2 NO2
N N OH
反应特征
红棕色沉淀 类白色沉淀 黄至橘红色沉淀
淡黄或灰白色沉淀 白色或黄褐色沉淀 白色或黄褐色沉淀
黄色结晶
苦酮酸试剂 其它: 雷氏铵盐试剂
第九章-生物碱(天然药物化学)
(二)旋光性
凡是具有手性碳原子或本身为手性分子的 生物碱,则具有旋光性。反之则无,如小 檗碱没有旋光性。
生物碱的旋光性受溶剂、pH等因素的影响。 如麻黄碱在氯仿中呈左旋光性,而在水中 则呈右旋光性;烟碱在中性条件下呈左旋 光性,而在酸性条件下则呈右旋光性;有 的生物碱游离状态与其成盐状态的旋光性 也有不同,如长春碱游离时为右旋光性, 其硫酸盐为左旋光性。
(四)生物碱的检识
在生物碱的预试、提取、分离和结构鉴定 中,常常需要一种简便的检识方法。最常 用的是生物碱的沉淀反应和显色反应。
1.生物碱的沉淀反应: 生物碱的沉淀反应是利用大多数生物碱在
酸性条件下,与某些沉淀剂反应生成弱酸 不溶性复盐或络合物沉淀。
A、生物碱沉淀试剂的种类
试剂名称 碘化物复盐类: 碘-碘化钾试剂 碘化汞钾试剂 碘化铋钾试剂 重金属盐类: 硅乌酸试剂 磷钼酸试剂 磷钨酸试剂 大分子酸类: 苦味酸试剂
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