中药化学10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