1、第十章 生物堿 (Alkaloids),1定義,生物堿（alkaloids）系指來源于生物界（主要是植物界）的一類含氮有機化合物，多有較復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，氮原子多結(jié)合在環(huán)內(nèi)；多具堿性，多能與酸成鹽；多具有顯著的生理活性。,一、 生物堿的含義及生物活性,第一節(jié) 概述,例如：鹽酸小檗堿,提自黃連，含氮，母核由四個環(huán)組成，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其N在環(huán)內(nèi)（異喹啉環(huán)），可與酸成鹽（堿性）具較強的抑制痢疾桿菌，葡萄球菌和鏈球菌的作用。,這個定義是以化學(xué)角度結(jié)合生物學(xué)角度下的，一般可以將絕大多數(shù)生物堿類化合物界定進去，但有少數(shù)生物堿用此定義難以限定。如：,咖啡因 pKa 1.22 ，中性 ，與酸難成鹽,秋水仙堿 N

2、不在環(huán)內(nèi)，pKa 1.45, 近中性,雖然此兩化合物不是完全符合生物堿的定義，但在進行植物化學(xué)成分的分類時，國內(nèi)外許多專家和著作還是把它們歸到生物堿類，因歸到其它類更不合適（結(jié)構(gòu)及性質(zhì)）。,而另外一些生物體必須的含氮有機化合物，如：氨基酸，氨基糖、肽類、蛋白質(zhì)，核酸、核苷酸及含氮維生素（Vit B）等也含氮，其分子結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，也顯堿性，有些也具有較強的生物活性，但此類不屬生物堿（因此類早期研究時，很多都是以動物來中提取的，而生物堿的初期研究主要從植物中提?。?。,2生物活性,生物堿在植物成分中是研究得較早的一類成分（嗎啡,1804年），1973年統(tǒng)計已發(fā)現(xiàn)5000種左右的生物堿（到現(xiàn)在生物堿發(fā)

3、現(xiàn)的速度相當(dāng)快，目前已有一萬種以上）。而這其中很多都是較重的藥品。如小檗堿、阿托品、可待因、長春堿、喜樹堿、喹啉、紫杉醇等。因此無論是從研究的數(shù)量、學(xué)術(shù)及藥用價值來說，生物堿為各類成分中的一大類較重要的成分。,二、存在形式及分布,(一) 存在形式,1. 成鹽型（多）,A.有機酸鹽（多）,多數(shù)生物堿以鹽的形式存在于植物體內(nèi)，有機酸鹽多，無機酸鹽少，成鹽的酸有,尚有特殊的酸，如：,B. 無機酸（少）,HCL H2SO4 HNO3,2游離型（少）,主要為酰胺氮生物堿（中性，難成鹽），及少數(shù)堿性極弱酸（如那可汀，那碎因等）。,3生物堿甙,甾體類、吲哚類、異喹啉類、吡咯里西啶類中某些堿可與糖成苷，如：,

4、茄堿,增加了堿的水溶性,提取時防酸及酶水解,（二） 分布,天然界發(fā)現(xiàn)的1萬多種生物堿主要分布于植物（在動物中發(fā)現(xiàn)的生物堿極少），其分布規(guī)律是:,1在系統(tǒng)發(fā)育較低級的類群中，如藻類、水生植物(睡蓮科植物除外)、異養(yǎng)(腐生、寄生)、菌類、地衣、苔藻類等植物中，生物堿分布較少或無。,2特殊類型的生物堿，常分布的植物類群窄。如蓮花氏烷basubanane)型異喹啉生物堿類，僅分布在毛茛科千金藤屬（Stephania）植物中。又如二萜生物主要分布于毛茛科烏頭屬(Aacontum)和雀屬(Delphinium) 植物中 。,3生物堿極少與萜類和揮發(fā)油共存于同一植物類群中。,4生物堿集中地分布在系統(tǒng)發(fā)育較高

5、級的植物類群，裸子植物的紫杉科紅豆杉屬(Taxux)、松柏科松屬(Pinus)、云衫屬(picea)、油杉屬（Ketelearia）、麻黃科麻黃屬(Ephera)、三尖杉科三尖杉屬（Cephalotaxus）等植物多含有生物堿被子植物百合科、石蒜科、百部科、毛茛科、木蘭科、小檗科、防己科、馬兜鈴科、罌粟科、番荔枝科、蕓香科、龍膽科、夾竹桃科、馬錢科、茜草科、茄科、紫草料、菊科等植物中分布較廣。,三生物堿的生物合成簡介,生物堿的主要生物合成為：,參與生物合成的氨基酸，主要有 ：,鳥氨酸,賴氨酸,苯丙氨酸,酪氨酸,鄰氨基苯甲酸,由氨基酸合成的生物堿稱真生物堿 （trile alkaloids）,由

6、甲戊二羥酸和乙酸酯合成的生物堿稱 假生物堿（pseudoalkaloids）,色氨酸,組氨酸,（一）環(huán)合反應(yīng),1希夫堿（Schiff bases）形成反應(yīng),此反應(yīng)又稱“希夫醛亞胺合成”反應(yīng)，其反應(yīng)為 :,胺 醛 希夫堿（醛亞胺）,其反應(yīng)機理為：,胺的未共用電子對羰基碳進行親核加成，形成加成中間雜化體，再脫水形成希夫堿。此反應(yīng)由H.Schiff 于1864年建立。,反應(yīng)中的含氮化合物及羰基化合物可以是,脂肪族的伯胺與脂肪族的醛形成的希夫堿較芳香族胺與芳香的醛形成的希夫堿不穩(wěn)定，易加成轉(zhuǎn)化成N雜環(huán)化合物。如:,2氨基5羰基戊酸 5羧基環(huán)丁亞胺,甲胺基丁醛 N甲基環(huán)丁亞胺,在吡咯、莨菪烷、蒎啶、喹諾

7、里西啶類等類生物堿的生物合成過程中都會發(fā)生希夫堿的形成反應(yīng)。,吡咯,莨菪烷,蒎啶,喹諾里西啶,2曼尼希（Mannich）氨甲基化反應(yīng),此反應(yīng)系德國化學(xué)家C.Mannich于1912建立，其反應(yīng)為:,活潑氫的 醛 胺 曼尼希堿 化合物（ 負碳離子） (氨基酮),反應(yīng)是含活潑氫的化合物與甲醛和胺（伯、仲胺）進行縮合反應(yīng)，反應(yīng)生成物為活潑氫被胺甲基所取代的氨基酮，即曼尼希堿。,含活潑氫的結(jié)構(gòu)的醛、酮、酸、酯都可發(fā)生此反應(yīng)，故曼尼希（Mannich）氨甲基化反應(yīng)可用下式表達 :,負碳離子 醛 胺 曼尼希堿,生物堿，尤其是芐基異喹啉和吲哚生物堿的生物合成中，許多一級環(huán)合都是通過曼尼希反應(yīng)生成的，而且提供

8、負碳離子的化合物多為芳香碳，如:,3.酚氧化偶聯(lián),（1）酚自由基的形成,酚氧化偶聯(lián)為生物堿生物合成中的次級環(huán)化反應(yīng)。,(2) 自由基偶聯(lián),(3) 再芳香化：,酚自由基偶聯(lián)的次級環(huán)化產(chǎn)物可經(jīng)烯醇化，CC鍵遷移及C-C鍵裂解后提高芳香化程度。, 稀醇化再芳香化,偶聯(lián)位上有氫才有可有此種再“芳化”。如, C-C鍵遷移再芳化,偶聯(lián)位置上氫被碳取代，則經(jīng)二烯酮（醇）重排，C-C鍵遷移，再“芳化”。, C-C裂解再芳化,偶聯(lián)位上無氫的次級環(huán)化產(chǎn)物，在一定條件下須經(jīng)C-C鍵的裂解，再芳化。如,（二）C-N鍵的裂解,1. 內(nèi)酰胺開環(huán),2Hofmann降解和Von Braun降解,此二種化學(xué)降解反應(yīng)在后面結(jié)構(gòu)測

9、定中詳細講，生物堿在植物體內(nèi)也可進行此類反應(yīng)。,第二節(jié) 生物堿的分類,生物堿的種類及數(shù)量是僅次于萜類化合物的第二大類成分。其生物堿的分類方法較多，如：,其中生源結(jié)合化學(xué)結(jié)構(gòu)分類法既能將同源性的生物堿歸為一系，又可將結(jié)構(gòu)母核相同的生物堿歸為一系，是目前采用最多的分類方法。,一、鳥氨酸系生物堿,系由鳥氨酸衍生而成，如：,(一) 吡咯烷類,(二) 莨菪烷類,又可分為兩小類,(三) 吡咯里西啶類,特點為二個吡咯烷共用一個N稠合而成,二、賴氨酸系生物堿,系由賴氨酸衍生而成,(一）哌啶類（吡啶類）,此類多為液態(tài)生物堿,（二）喹喏里西啶類（雙稠哌啶類）,兩個哌啶共用一個N稠和而成,(三) 吲哚里西啶類,由哌

10、啶和吡咯共用一個N稠和而成，又分簡單吲哚里西啶和一葉秋堿二類。,三苯丙氨酸和酪氨酸系生物堿,此類數(shù)量多（約1000余種），分布廣，藥用價值大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。,生源如下：,(一)苯丙胺類（數(shù)量少）,（二）四氫異喹啉類（少）,此類結(jié)構(gòu)簡單，例：,（三）卞基四氫異喹啉類,數(shù)量多，又分為20多種小類，主要有：,1.小檗堿類和原小檗堿類,C環(huán)氧化程度低者為原小檗堿類，高者為小檗堿類。,2.卞基四氫異喹啉類,異喹啉環(huán)1位連卞基,3. 阿樸芬類及異阿樸芬類,4. 原阿樸芬類（可看作是阿樸芬的前體）,5. 雙芐基異喹啉類,由兩個芐基異喹啉經(jīng)醚鍵相連而成，例：,6.嗎啡烷類,7. 普托品類：,為原小檗堿類開環(huán)衍生而

11、成，如：,8. 苯駢菲啶類：,可看作原小檗堿B環(huán)開環(huán)重排的結(jié)構(gòu)。如：,（四）卞基苯乙胺類,（五）苯乙基四氫異喹啉類,（六）吐根堿類,有些具有多巴胺結(jié)構(gòu),四.色氨酸系生物堿,此類老的稱法為吲哚類，其數(shù)目及類型為最多的一類，許多是藥用價值很高的生物堿。,（一）簡單吲哚類,（二）色胺吲哚類,（三）半萜吲哚類,又稱麥角堿類，由1個半萜與色氨酸環(huán)合而成。,（四）單萜吲哚類,此類又稱裂環(huán)環(huán)烯醚萜吲哚類,（五）雙吲哚類,由二分子單萜吲哚縮合而成,五鄰氨基苯甲酸系生物堿,由鄰氨基苯甲酸衍生而成,六組氨酸系生物堿,此類主要是咪唑類，數(shù)量少。,七萜類生物堿,由甲戊二羥基酸衍生而成,（一）單萜類生物堿,由環(huán)烯醚萜衍

12、生而成,（二）倍半萜類生物堿,（三）二萜類生物堿,此類有一些生物堿活性很強的生物堿,（四）三萜類生物堿 (發(fā)現(xiàn)數(shù)量少 ),八甾體類生物堿,第三節(jié) 生物堿的理化性質(zhì),一、物理性狀,2.形態(tài)：多為結(jié)晶，具一定的熔點（少數(shù)為雙熔點，如防己諾林，有的為熔點分解點，如小檗堿）。少部分為無定型的粉末（難結(jié)晶）。極少數(shù)為液體（結(jié)構(gòu)中多無O，或含O而呈酯鏈狀態(tài)，稱液態(tài)生物堿），具一定的沸點。如：,1組成元素：主要由C、H、O、N組成，極少數(shù)有S、Cl、 Br等元素組成（如美登木堿含Cl）。,無色液體 bp 270272,3色：多無色，但若分子結(jié)構(gòu)具共軛體系，并具有 OCH3、OH等助色團，則具色或具熒光。如：

13、,可見：黃 熒光：黃,4味：多為苦味，極少不苦且甜味，如： 甜菜堿,5揮發(fā)性：少數(shù)堿有揮發(fā)性（液態(tài)堿多，固態(tài)堿少），如：,6升華性：少數(shù)生物堿具升華性，如咖啡因。,7旋光性：具有C*或不對稱結(jié)構(gòu)的手性分子具旋光性。 某些生物堿游離型與成鹽型旋光不同，如：,煙堿：左旋（中性）、右旋（酸性） 吐根堿（CHCl測定）：游離（左旋） 鹽酸鹽（右旋）,生物堿 l體多有效，d體多無效或弱效。如：,l 莨菪堿散瞳活性d莨菪堿100倍,二、溶解性,一類化合物的性質(zhì)往往與結(jié)構(gòu)有很大關(guān)聯(lián)，生物堿的溶解性也不例外。各類生物堿的結(jié)構(gòu)差異雖然有時很大，但都可以看成是兩大部分組成。,1、親脂性生物堿（脂溶性生物堿）,此類

14、數(shù)量多，且多為叔胺或仲胺堿,（1）游離堿：,不溶或難溶于水（常水），溶于酸水（成鹽）,CH3Cl的CH電子云向Cl移動使H易與N上未成對電子形成氫鍵，產(chǎn)生溶劑化作用，而易溶。,以上是一般規(guī)律，也有例外。,溶于甲醇，乙醇，丙酮，以及乙醚，氯仿（部分鹵代烷CH2Cl2 CCl4 ），苯等親脂性有機溶劑。 在氯仿中最易溶。, 酸，堿二性生物堿：,此類結(jié)構(gòu)中具phOH或COOH，故除上述溶劑外還可溶于堿水。,酚性堿:在NaOH水液或酸水中均可溶，如：,NaOH水液可溶,需注意隱酚羥基生物堿NaOH水液難溶,phoh形成分子內(nèi)氫鍵，難以解離，為隱性 ph-oh，濃度低（10）NaOH水中難溶,COOH生

15、物堿：可溶于NaHCO3水液,故脂溶性下降，水溶性增加，有些書歸為水溶性生物堿,可溶于NaCO3水液，此外此類尚可形成分子內(nèi)鹽而溶于水, 內(nèi)酯結(jié)構(gòu)堿：, N O結(jié)構(gòu)堿：, 小分子堿及堿性極弱堿,此類分子較?。ǘ酁橐簯B(tài)堿）或堿性極弱近中性，故極性低，低極性有機溶劑，水，（甚至堿水）可溶，如：, 特殊溶解性生物堿：,少數(shù)親脂性堿在一定的親脂性有機溶劑氯仿，乙醚中（有的甚至在乙醇中）難溶。如：,嗎啡難溶于氯仿，乙醚 石蒜堿難溶于氯仿，乙醇 加蘭他敏難溶于乙醚 氧化苦參堿難溶于乙醚,其水溶性：,無機酸鹽有機酸鹽 含氧無機酸鹽鹵代酸鹽（氯鹽溴鹽碘鹽） 小分子有機酸鹽大分子有機酸鹽 （有些大分子酸鹽在水中

16、不溶，如苦味酸鞣酸鹽等）,溶于水（常水，酸水），甲醇，乙醇，丙酮 不溶或難溶堿水，乙醚，氯仿，苯等親脂性有機溶劑。,（2）生物堿鹽：,鹽酸奎寧（1：1 溶于CHCl3）,少數(shù)生物堿鹽難溶于水：鹽酸紫堇堿，草酸麻黃堿，普托 品的鹽酸及硝酸鹽,喹啉，喹尼丁，辛可寧，吐根酚堿，罌粟堿，半邊蓮堿，利血平，異延胡索堿等的鹽酸鹽溶于氯仿。,某些生物堿的鹽酸鹽可溶于氯仿（包括水溶季銨堿） 如：,堿性極弱酸鹽不穩(wěn)定可用氯仿抽提,也有少數(shù)生物堿鹽溶解性例外。,2、水溶性生物堿：,數(shù)量少，多為季胺堿及某些COOH生物堿,（1）游離堿,溶于水（常水，酸水，堿水，），甲醇，乙醇，nBUOH， 異戊醇 難溶或不溶于氯仿

17、，乙醚，苯等親脂性有機溶劑。,（2）生物堿鹽,與游離堿相似，但某些堿鹽在水中的溶解度低于以游離堿（鹽酸鹽，硝酸鹽，鹵代鹽，苦味酸鹽等）,如：游離小檗堿水溶性鹽酸小檗堿,三 、 堿 性,生物堿都含N，故多呈堿性（從酸堿質(zhì)子論或電子論角度來看所有生物堿都為堿性），而堿性是生物堿很重要的一個性質(zhì)，提取分離中起到很大的作用。,1共軛弱堿的概念及堿性強度表示法：,根據(jù)Bronsted質(zhì)子論，酸堿反應(yīng)的實質(zhì)是H（質(zhì)子）的傳遞（轉(zhuǎn)移）：,這里堿的強度實際是指其吸引接受質(zhì)子的能力大小，可以以Kb值（堿式電離常數(shù)）表示強度大小。,為避免Kb寫成10的負指數(shù)形式，多以Pkb表示,pkb = log kb,所以，堿

18、度大，kb大，pkb 值??；堿度小，kb小，pkb值大。,在實際運用中用堿（B）的共軛酸（BH）的酸式電離常數(shù)ka或其負對數(shù)pka表示堿的強度。,同kb一樣 pka = log ka,共軛酸的解離度大，則ka大，pka小，其堿B的堿性弱。 共軛酸的解離度小，則ka小，pka大，其堿B的堿性強。,pka，pkb與pkw的關(guān)系：,堿（B）與其共軛酸的離子積等于水的解離常數(shù)（kw）,Ka Kb H3+O OH- = Kw Kw 1014 或 pKw 14 pka pKb pKw pka pKw pKb,一般認(rèn)為： pka 11 強堿,也說明： pka大，則pKb小，堿性強 pka小，則pKb大，堿性

19、弱,2、生物堿分子結(jié)構(gòu)與堿性強弱的關(guān)系,生物堿堿性強弱主要由其分子結(jié)構(gòu)中的三個部分決定。,（1）不同結(jié)合狀態(tài)N的堿性強弱,不同結(jié)合狀態(tài)N是決定生物堿堿性強弱的主要因素，其順序為：,胍基 季銨N 脂肪胺N、脂氮雜環(huán) 芳胺、芳N雜環(huán) 多N同環(huán)芳雜環(huán) 酰胺N 脂胺N的堿性順序為： 仲胺N 伯胺N 叔胺N 酰胺N 芳胺N的堿性順序為： 芳伯胺N 芳仲胺N 芳叔胺N,例：,（2）N的雜化方式及化學(xué)環(huán)境對堿性強弱的影響。,N原子雜化軌道的影響,生物堿分子中的N是通過其N原子上的未共用電子對吸引質(zhì)子（或給出電子）而顯堿性。,那么,N雜化軌道的影響：,N為7號元素，最外層電子為5（2 S2 2 P3） S電子

20、繞核近，活動范圍小，給電子能力小，堿性弱。 P電子繞核遠，活動范圍大，給電子能力大，堿性強。,N雜化方式有三種：,SP3N SP2N SPN 未共用電子對 S成分 P成分 P成分 堿 性 堿 性 堿 性,例1：,例2：,例3：,電子效應(yīng)的影響,A、誘導(dǎo)效應(yīng)：,誘導(dǎo)效應(yīng)主要是經(jīng)供電子基及吸電子基對N的未共用電子對產(chǎn)生影響。,（a）供電子基 （多為烷基）,生物堿N若連有供電基，使電子云向N上轉(zhuǎn)移，N未共 用電子云密度越大，堿性越大， 如：,（b）吸電子基,OH =O , RCOO ，OR , 苯環(huán)等使N上的未共用電子對向吸電基轉(zhuǎn)移，電子云密度變小，堿性變小。如：,C的OH吸電作用使去甲基麻黃堿堿性

21、下降,C連酯基，N上電子云密度下降，古柯堿堿性下降,C2,C3雙鍵，N電子云密度下降，石蒜堿堿性下降,（c）不遵守吸電效應(yīng)的結(jié)構(gòu),并不是所有N附近連有吸電基，N堿性即下降，也有例外，當(dāng)結(jié)構(gòu)中氮雜縮醛時：,此種結(jié)構(gòu)的生物堿不但堿性不下降生成季銨N，反而成強堿。,如：,(d)Bredts規(guī)則制約：,并不是具有氮雜縮醛結(jié)構(gòu)的生物堿的堿性都增加，若氮雜縮醛結(jié)構(gòu)中的氮處橋環(huán)，且N處橋頭位置，就要Bredts規(guī)則制約，其堿性不增強。,Bredts規(guī)則為：在橋環(huán)體系中若有氮原子橋。則在橋頭位置不出現(xiàn)雙鍵（中環(huán)或大環(huán)除外）因張力大，環(huán)可能破。如:,由于Bredts規(guī)則制約，阿馬林及偽士的寧雖 C上有OH屬氮雜

22、縮醛結(jié)構(gòu)，但其N出橋頭位置，不可以形成季銨結(jié)構(gòu)，故OH起吸電作用，其堿性下降。,B、誘導(dǎo) 場效應(yīng),如：,生物堿結(jié)構(gòu)2個N原子中的一個N質(zhì)子化形成強吸電子基 后，即對第二個N產(chǎn)生降低堿性的誘導(dǎo) 場效應(yīng)。,pka 11.4和3.3,C、共軛效應(yīng),當(dāng)生物堿N上的未共用電子對與具有電子基團相連，多數(shù)情況下產(chǎn)生P共軛，N上電子云密度下降，堿性降低，常見的共軛體系有：苯胺型，酰胺型，烯胺型。,（a）苯胺型,此種類型形成的 P共軛使N的堿性下降很多，如：,（b）酰胺型：,此類P共軛N堿性下降至極弱，近中性，如：,（c）烯胺型：,具有 結(jié)構(gòu)的生物堿為烯胺結(jié)構(gòu)，并有下列平衡：,其中B為A的共軛酸，堿性強。,R或

23、R有一個為H時為仲烯胺，共軛酸（B）不穩(wěn)定（因缺少烷基向N原子供電，補充N原子的正電荷），平衡移向C式，堿性較弱。如：,與吡咯一樣p共軛，多芳雜環(huán)，堿性下降。,R或R均為烷基時，為叔烯胺，共軛酸（B）較穩(wěn)定（因烷基向N供電，平衡正電荷），平衡移向B式，堿性強，如：,但若烯胺N處于橋環(huán)橋頭，同樣受Bredt規(guī)則限制，p共軛起作用，堿性弱。如：,（d）連-C=N（亞胺）結(jié)構(gòu)：,N處亞胺結(jié)構(gòu)，p共軛產(chǎn)生共振，堿性升高，如：,由于p共軛，分子成平面型，穩(wěn)定性好，共振 式穩(wěn)定，3個N都平衡N，成季胺，堿性升高,咪唑也連-C=N結(jié)構(gòu)，堿性升高比吡咯強，但由于也是多芳雜環(huán)，部分N參與p共軛N電子云密度下降，

24、堿性較脒小。,此外無p共軛或p共軛程度小的結(jié)構(gòu)，堿性升高，如：,前者CH3因位阻作用破壞N與苯環(huán)的p共軛平面，堿性增加。,咪唑也連-C=N結(jié)構(gòu)，堿性升高比吡咯強，但由于也是多芳雜環(huán)，部分N參與p共軛N電子云密度下降，堿性較脒小。,空間效應(yīng)的影響：,若 周圍的原子或基存在，則阻止H+進攻，堿性降低。 如：,分子內(nèi)氫鍵的影響：,N的共軛酸NH若與結(jié)構(gòu)中的OH或=O形成分子內(nèi)氫鍵，則穩(wěn)定性增加，堿性增加。如：,結(jié)構(gòu)對堿性影響的綜合分析：,結(jié)構(gòu)對生物堿的影響是多因素的，當(dāng)多因素共存時：,最后以實驗測定結(jié)果為準(zhǔn),四、沉淀反應(yīng)：,1 、常用生物堿沉淀試劑,2、結(jié)果判斷：,許多生物堿沉淀劑可與蛋白質(zhì)、肽、鞣

25、質(zhì)、黃酮產(chǎn)生沉淀，因此：,說明可能有生物堿但不能說一定有生物堿。,作報告時多說對某某沉淀劑顯陽性反應(yīng)，出現(xiàn)陰性反應(yīng)比陽性可靠，因沒有生物堿只能是陰性，而陽性有可能出現(xiàn)假陽性。 一種沉淀劑不可能沉淀所有生物堿，因此要盡量多做幾種沉淀反應(yīng)。,3、操作要點：,五、顯色反應(yīng)：,多用于TLC或PC檢查生物堿（定性，TLC掃描定量），有專屬性強的顯色劑，也有非專屬性顯色劑。,常用顯色劑 ：,Macquis試劑（含少量甲醛的濃硫酸）對嗎啡顯紫紅色，可待因顯藍色；Mandelin試劑(1釩酸銨濃硫酸液)對莨菪堿顯紅色，嗎啡顯棕色，士的寧顯藍紫色，奎寧顯淡橙色；Frohde試劑（1鉬酸鈉濃硫酸液）對嗎啡顯紫棕綠

26、色，利血平顯黃 藍色，小檗堿顯棕綠色等。,第四節(jié) 生物堿的提取分離,（一）提?。?生物堿的提取主要是利用生物堿及其鹽的溶解性進行，生物堿按溶解性可分為親脂性生物堿和親水性生物堿（季銨堿）兩大類。,1、脂溶性總堿的提?。?此類多為叔胺，仲胺堿（伯胺堿少），除少數(shù)具揮發(fā)性用水蒸氣蒸餾法外，多用溶劑法提。,（1）水或酸水提取法：,生物堿在結(jié)構(gòu)體內(nèi)多以鹽的形式存在（檸檬酸，酒石酸，蘋果酸，草酸，琥珀酸，少數(shù)鹽酸，碳酸等）（堿性極弱，如：秋水仙堿難以成鹽而游離），因此可以用水提取，但為了提取完全，多用酸水提。,酸水提取液內(nèi)水溶性雜質(zhì)較多：,糖，水溶性大的苷及色素，鞣質(zhì)，蛋白質(zhì)等。 多用有機溶劑萃取法、樹

27、脂法，沉淀法（少）去除雜質(zhì)。,有機溶劑萃取法：,此法實驗室用的較多,離子交換樹脂法：,此法多用于大體積的酸水液，且工廠多用，多用強酸型陽樹脂。原理為：,注意: 樹脂交聯(lián)度不要過高，36為宜（8提取少用，多用純水） ，過高網(wǎng)孔小，生物堿難進入，樹脂要用氫型，且注意交換流速，不要過快（檢識反應(yīng)檢測） 。NH3/H2O堿化加入量不宜過多。,沉淀法：,此法用得不多，沉淀會常有許多雜質(zhì)，不易過濾。,（2）醇類溶解提取法：,溶劑多用甲醇或乙醇（堿，鹽均可溶），工廠及實驗室常用。,(3) 親脂性有機溶劑提取法：,此法實驗室多用，水溶性雜質(zhì)少（選擇性好），但成本高，工廠少用。,若原料油脂較多，先脫脂（石油醚）

28、，再提。弱堿（因不易成鹽），可水濕潤后直接提。也可酸水濕潤，使中強堿成鹽，弱堿游離，先提弱堿。,若前三種方法拿到的總堿純度仍不行，可用酸、堿水有機溶劑萃取，去除水溶和脂溶雜質(zhì)。,2、水溶性生物堿的提?。?提取了脂溶性生物堿后，在堿水或植物中可能有水溶性生物堿（多用季胺堿），可用下面二法提。,（1）沉淀法：,原理如下 ：,也可用陰樹脂（氯型）交換出沉淀中的陰離子：,一步可得生物堿鹽，但對樹脂毒化嚴(yán)重。,除雷氏銨鹽外也可用磷鎢酸，硅鎢酸沉淀，氫氧化鋇或氫氧化鈣分解，但一般多用雷氏鹽。,（2）溶劑法：,用與水不相溶的親水性性有機溶劑萃?。?（二）分離：,以上所講方法提到的總堿一般都是由數(shù)個或十?dāng)?shù)個生

29、物堿所組成的混合物，要拿到單體堿必須分離，分離時，多利用生物堿結(jié)構(gòu)差異引起的理化性質(zhì)差異進行，常利用的差異有：,1、粗分,若單味中藥所含生物堿種類較多，常先進行粗分。 水溶性堿：游離或成鹽溶于水，不或難溶于親脂性有機溶劑。 中強堿：游離堿溶于親脂性有機溶劑，鹽溶于水。 弱堿性堿：難成鹽，溶于有機溶劑。 酸堿兩性堿（酚性堿）：除具中強堿及弱堿性堿的相應(yīng)性質(zhì) 外，可與氫氧化鈉成鹽或溶于水,2、單體分離：,(1)利用生物堿堿性差異分：,生物堿堿性的差異實際就是pKa值的差異，不同pKa值的的單體堿及其鹽在不同的pH值條件下分別成鹽或游離，那么調(diào)節(jié)生物堿或其鹽溶液的pH值則可使不同pKa的單體堿分別由

30、游離態(tài)變成鹽溶于水，進而分離或由成鹽態(tài)分別變成游離態(tài)溶于親脂性有機溶劑而分離。一般從理論上來說pH pKa兩個單位，則生物堿鹽B+H有99變成游離態(tài)的堿B：,故要使生物堿鹽游離，須使水液pH高于其pKa2個單位，要使生物堿成鹽，需使用pH低于其pKa2個單位的酸水。,實際做時，用pH梯度萃取法：,萃取前可先用多帶緩沖PC測試各單體的堿度，再決定萃取的pH值。,以鹽形式分離時可用多帶緩沖PC（multi buffered paper）,若濾紙沒有用緩沖溶液處理，色譜分離時因游離堿溶于氯仿不溶于水，因此可上行展開，當(dāng)用緩沖液處理后，游離堿一旦到合適的緩沖區(qū)便與酸形成鹽，難溶于氯仿，進而難以展開便停

31、留再相應(yīng)的緩沖區(qū)內(nèi)。因此可以提供不同堿度（pKa）生物堿成鹽的酸液pH值。,例： 千金藤生物堿的分離：,共分離出13種以上單體堿，為非酚性堿（叔、季），酚性堿（叔、季）兩大類，其中非酚性叔胺堿以此法分離。,另外從CHCl3液中也得到蓮花寧堿,例：莨菪堿與東莨菪堿的分離,(2)利用生物堿及其鹽溶解度的差異分離:,利用游離堿溶解度的差異。,如：粉防己中生物堿的分離,粉防己中叔胺堿有：,用溶劑法分離極性差異的生物堿一般較難分離成功，現(xiàn)代上多用色譜法分離，較為有效。,利用生物堿鹽溶解度的差異分：,目前對哪些酸形成的鹽溶解度改變的規(guī)律尚不清楚，一般是取不同的酸來試，以摸索其最佳的分離條件。,例：金雞納樹

32、皮中生物堿的分離,其鹽在水中溶劑度（室溫） ：,表中可見： 硫酸奎寧水中溶解度最小 金雞尼寧酒石酸鹽 奎尼丁,此外：金雞寧在H2SO4可溶，而在Et2O、CHCl3 不溶。 余三種游離堿在Et2O、CHCl3可溶。,（3） 利用特殊功能基分離：, phOH,紫堇堿和紫堇單酚球堿的分離：,、內(nèi)酯環(huán)：,其堿性較弱，難與酸成鹽，故難溶于酸水，微溶于CHCl3，易溶于CHCl3Et2O混合液。, 制備功能基衍生物,前述溶劑法分離生物堿，只有當(dāng)某一種堿的含量很高時,可以拿到純的單體，否則一般要等到單體是較難的，多數(shù)要經(jīng)色譜分離（工廠制備要求盡量不用色譜法分離）。,（4） 色譜法分離：,固定相：氧化鋁（多

33、用中性或堿性）， 硅膠 移動相：苯、CHCl3、Et2O、Me2CO ，等。,相應(yīng)洗脫順序為極性基團多較極性基團少后洗脫。但要以實驗為準(zhǔn)。,例：喜樹堿與羥基喜樹堿的分離,(三) 提取分離對生物堿結(jié)構(gòu)改變影響,提取分離生物堿，對某些堿來說，酸、堿、色譜、空氣（O2）甚至某些試劑會對其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，使前后得到的單體結(jié)構(gòu)不是植物體內(nèi)的原始結(jié)構(gòu)（若是有效的堿結(jié)構(gòu)改變了，其藥效會下降或消失或有毒）,1.溶劑影響：主要是對異喹啉類中的苯駢菲啶酮及喹唑啉類有影響。,其C8N在堿性條件下產(chǎn)生氮雜縮醛結(jié)構(gòu)，即C8N雙鍵打開，并在C8接含氧酸代基。,如：博落四堿鹽酸鹽用氨水堿化EtOAC萃取，則：,2.酸、堿影響

34、：,除前述酸堿加溶劑影響外，還有：,（1）、烯醇互變：,（2）、非生物堿轉(zhuǎn)化為生物堿,（3）、氮雜環(huán)醛或烯胺結(jié)構(gòu)堿：,3.色譜影響：,氧化鋁作固定相時易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)改變，如：,4.其它影響：空氣（O2）及溫度影響，一般的問題，如放 置陰暗處或高溫數(shù)天。,第五節(jié) 生物堿的檢識,(一）化學(xué)法：主要是用沉淀反應(yīng)及顯色反映,（二）色譜法 ：現(xiàn)代生物堿的檢識，識別主要是色譜法。,選擇好固定相，移動相，顯色劑，則檢識可成功。,A. TLC,1、吸附色譜：,（1） 固定相： 硅膠或硅膠G（多用），氧化鋁（少用） 中性板或堿板,（2） 移動相： 基本溶劑 極性溶劑 堿性溶劑 氯仿 甲醇 氨水、氨瓶 極性大的堿 苯 丙酮 二乙胺、乙二胺 極性小的堿,少數(shù)生物堿如小檗堿、巴馬丁等難分離的堿展開劑復(fù)雜一些。 加入氨等試劑是為了讓堿全部以游離態(tài)（不是成鹽離子態(tài)）層析分離，有時若堿性展開劑不行，則在硅膠G制板時，加入