中药化学生物碱.ppt

第十章生物碱教学内容：10.1概述10.2结构与分类10.3理化性质与检识10.4提取分离10.5结构研究10.6实例:麻黄、黄连、洋金花、延胡索、乌头、苦参、防己、马钱子、紫杉10.1概述（一）定义生物碱是指除了生物界必需的含氮有机化合物氨基酸、氨基糖、肽、蛋白质、核酸、核苷酸、含氮维生素以外的所有含氮有机化合物。大多结构复杂、具有碱性且生物活性显著。（二）分布1、多分布于双子叶植物中，少数单子叶植物和裸子植物也有分布。双子叶——防己科、婴粟科、夹竹桃科、毛茛科、豆科、马钱科、茄科、小檗科等。单子叶——兰科、百合科、石蒜科、禾本科等。裸子——麻黄科、红豆杉科、三尖杉科等。2、多集中分布于植物的某一器官。金鸡纳——树皮；麻黄——髓；3、多种生物碱共存且结构类似。（三）存在形式盐的形式——在植物体中，多数生物碱往往和有机酸结合成盐。游离形式——少数碱性极弱的生物碱以游离态存在，如酰胺类。苷的形式——生物碱苷。（四）生物活性镇痛——吗啡、延胡索乙素解痉——阿托品抗菌消炎——小檗碱、蝙蝠葛碱抗癌——喜树碱、秋水仙碱、长春新碱止咳平喘——麻黄碱10.2结构与分类按氮原子所在基本母核的结构来分类（一）杂环类生物碱1、吡咯类生物碱2、哌啶类生物碱简单哌啶类和双稠哌啶类3、吲哚里西啶吡咯和哌啶共用一个氮原子。4、莨菪烷类生物碱（茄科生物碱）是由四氢吡咯和六氢吡啶并合而成的杂环。莨菪碱是由莨菪醇和莨菪酸缩合而生成的酯。5、喹啉类6、异喹啉类（1）简单异喹啉（2）苄基异喹啉、双苄基异喹啉（3）原小檗碱型（4）阿朴芬型（5）原阿朴芬型（6）吗啡烷型（7）普托品型7、吲哚类（二）萜类生物碱基本骨架为萜类，氮原子在环状结构内或侧链上。单萜生物碱——肉苁蓉碱、龙胆碱倍半萜生物碱——石斛碱二萜生物碱——乌头碱类、紫杉醇三萜生物碱——小叶黄杨碱A（三）甾体生物碱主要分布于百合科藜芦属、贝母属和茄科的茄属植物中。（四）有机胺类生物碱N原子不在杂环内，在环外。（伪）麻黄碱（五）肽类生物碱（环肽类生物碱）结构特点是含有二个以上酰胺基，且大多属于大环结构，不同于一般的肽类，组成它们的氨基酸大多是不常见的氨基酸。有十三环、十四环、十五环肽生物碱。10.3生物碱的理化性质与检识一、物理性质（一）性状多数为结晶形固体，少数为非晶形粉末；少数为液体——烟碱、毒芹碱、槟榔碱等。多数无色或白色，少数有颜色——小檗碱、蛇根碱为黄色。多数味苦。少数小分子生物碱和液态生物碱有挥发性——麻黄碱、烟碱。（二）旋光性大多数生物碱有旋光性，多呈左旋。（三）溶解性2、生物碱盐二、化学性质(一)碱性生物碱分子中氮原子具有孤电子对，可以给出电子，也可以接受质子，因此具有碱性。1、碱性强弱的表示方法取决于它吸引质子或给出电子的能力。主要和氮原子的杂化方式、电子云密度及立体效应有关。用其共轭酸的pKa值表示。pKa值越大，碱性越强。2、碱性强弱的一般规律季铵碱（强碱pKa>11）脂胺、脂氮杂环（中强碱pKa8~11）芳胺、芳氮杂环（弱碱pKa3~7）酰胺类（极弱碱pKa<2）3、影响碱性的因素（1）氮原子的杂化方式SP3>SP2>SP（2）电效应1）诱导效应氮原子周围引入供电子基，使之电子云密度增加，碱性增强。引入吸电子基，则电子云密度减小，碱性减弱。常见吸电子基：苯基、羰基、羟基、双键、醚键、酯键。常见供电子基：烷基2）共轭效应当有供电子基或吸电子基与氮原子处在同一共轭体系中，引起氮原子的电子云密度增加或降低，使碱性增强或降低的效应。此效应不受碳链长短的限制。（3）立体效应氮原子的周围取代基的构型、构象等立体因素，如果阻碍氮原子与质子的结合，则使其碱性降低。（4）氢键效应生物碱成盐后，氮原子附近如有羟基、羰基并可与氮上的氢形成分子内氢键，使质子不易离去，从而碱性增强。（二）沉淀反应1、反应条件：酸水或酸性稀醇中进行。2、沉淀试剂：碘化物复盐、重金属盐、大分子有机酸。常用的有：碘化铋钾（橘红色沉淀）、碘化汞钾（类白色沉淀）、碘-碘化钾（红棕色沉淀）；硅钨酸（类白色或淡黄色沉淀）、苦味酸（黄色沉淀）；雷氏铵盐（即硫氰酸铬铵，与季铵碱生成红色沉淀）。3、应用：（1）检识生物碱的存在（预试）（2）鉴定、检识(反应、薄层显色)（3）追踪提取分离生物碱（4）分离纯化季铵碱（5）定量（组成固定）4、注意事项：假阳性干扰成分：蛋白质、多肽、鞣质解决方法：酸水提取液碱化后用氯仿萃取，再用酸水反萃氯仿，得到的酸水再进行沉淀反应。（三）显色反应不同生物碱可与特殊试剂生成不同颜色，用于鉴别。Mandelin试剂（1%铬酸铵浓硫酸）：莨菪碱、阿托品——红色奎宁——淡橙色吗啡、士的宁——蓝紫色可待因——兰色Marquis试剂（30%甲醛0.2ml与10ml硫酸的混合液）：吗啡——橙色至紫色可待因——洋红色至黄棕色10.4生物