藥學(xué)醫(yī)學(xué)天然藥物化學(xué)ppt課件-第九章 生物堿

天然藥物化學(xué)主講：白素平baisuping@Chapter9Alkaloids第九章生物堿

第九章生物堿第一節(jié)生物堿概述第三節(jié)生物堿的分類第四節(jié)生物堿的理化性質(zhì)第五節(jié)生物堿的提取和分離第六節(jié)生物堿的結(jié)構(gòu)鑒定第二節(jié)生物堿生物合成的基本原理主要內(nèi)容

第一節(jié)

概述第九章生物堿17世紀(jì)，《白猿經(jīng)》記述烏頭中提出砂糖樣毒物，烏頭堿。1806年，德國科學(xué)家自鴉片中分得第一個生物堿，嗎啡。1810年，西班牙醫(yī)生自金雞納中得生物堿奎寧和辛可寧。1919年，科學(xué)家稱植物中得堿性化合物為生物堿。大多數(shù)生物堿都具有生物活性，目前仍是科學(xué)工作者研究的重要領(lǐng)域。

第一節(jié)

概述一、生物堿（alkaloids）定義：一般表述：天然產(chǎn)的含氮有機(jī)化合物。不包括低分子胺類，如甲胺、乙胺；氨基酸、氨基糖、蛋白質(zhì)、核酸、核苷酸、卟啉類、維生素。確切的表述：含負(fù)氧化態(tài)的氮原子，存在于生物有機(jī)體的環(huán)狀化合物。排除了小分子的胺類、非環(huán)的多胺和酰胺以及含硝基和亞硝基的化合物，同時又包含了經(jīng)典定義中例外的大多數(shù)化合物。

第一節(jié)

概述二、生物堿的分布分布植物界動物界：極少1.在系統(tǒng)發(fā)育較低級的植物類群中，生物堿分布較少或無

生物堿集中分布在系統(tǒng)發(fā)育較高級的植物類群中

三、生物堿的存在形式第一節(jié)

概述1.游離堿生物堿中，以酰胺形式存在的生物堿以游離狀態(tài)，少數(shù)堿性極弱的生物堿以游離形式存在，如那碎因（narceine）、那可?。╪arcotine）。那碎因那可丁narcotine

2.鹽類生物堿因含有N原子具有堿性，大多數(shù)與有機(jī)酸結(jié)合成鹽的形式存在，也有少數(shù)與無機(jī)酸結(jié)合成鹽存在。有機(jī)酸：酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、草酸、琥珀酸、烏頭酸、綠原酸等。無機(jī)酸：硫酸、鹽酸、硝酸如嗎啡與硫酸結(jié)合成鹽存在于鴉片中；小檗堿與鹽酸結(jié)合成鹽存在于黃連及小檗科植物中；刺桐屬生物堿以硝酸鹽的形式存在于印度刺桐中。第一節(jié)

概述

發(fā)現(xiàn)的生物堿N-氧化物主要有吡咯里西丁類、吲哚類、喹諾里西丁類、煙堿類、顛茄烷類、異喹啉類、嗎啡烷類等。3.N-氧化物（NO

）Verticine

煙堿N氧化物第一節(jié)

概述

4.氮雜縮醛類（O,N混合縮醛）：第一節(jié)

概述阿馬林ajmaline阿替生atisine

5.亞胺（C=N）、烯胺（N－C=C、N－CN）6.苷類：以苷的形式存在于植物中第一節(jié)

概述新的士寧

環(huán)合反應(yīng)C-N鍵和C-C鍵的裂解反應(yīng)伴隨的某些重排、取代基的形成、增減、消除、轉(zhuǎn)化等。第二節(jié)生物堿生物合成的基本原理生物合成研究表明：生物堿來源的前體物質(zhì)氨基酸甲戊二羥酸醋酸酯鳥氨酸賴氨酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸鄰氨基苯甲酸組氨酸煙酸等。

生物堿生物合成涉及的反應(yīng)

第二節(jié)生物堿生物合成的基本原理一、環(huán)合反應(yīng)酚氧化偶聯(lián)反應(yīng)亞胺鹽的次級環(huán)合反應(yīng)一級環(huán)合內(nèi)酰胺形成希夫堿（Schiff’sbase）形成曼尼希（Mannich）氨甲基化生物堿的環(huán)和反應(yīng)一級環(huán)合：次級環(huán)合：先形成N-雜環(huán)N-雜環(huán)的再環(huán)合次級環(huán)合

一、環(huán)合反應(yīng)（一）、一級環(huán)合反應(yīng)1.內(nèi)酰胺形成限于肽類生物堿的合成。2.希夫堿（Schiff）形成反應(yīng)

氨基和羰基加成-脫水形成希夫堿。生物堿有：吡咯、吡咯西丁類、托品類、哌啶類、喹諾里西丁類。酶分子間分子內(nèi)希夫堿

一、環(huán)合反應(yīng)伯胺仲胺乙酰乙酸

3、曼尼希（Mannich）氨甲基化反應(yīng)

醛、胺（氨、伯胺、仲胺）和負(fù)碳離子（含活潑氫的化合物）發(fā)生縮合的反應(yīng)為曼尼希氨甲基化反應(yīng)。結(jié)果是活潑氫被氨甲基取代，得到曼尼希堿：一、環(huán)合反應(yīng)H+曼尼希堿

在生物堿中，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。一、環(huán)合反應(yīng)如：哈滿尼（harmanine）的形成Harmanine－CO2乙酰甲酸＋色氨酸在生物堿的Mannich反應(yīng)中，提供負(fù)碳離子者常為芳香碳

1.酚氧化偶連（oxidativecouplingofphenols）（二）、次級環(huán)合反應(yīng)一、環(huán)合反應(yīng)酚自由基形成－自由基偶聯(lián)－再芳香化（1）酚自由基的形成鄰位自由基對位自由基氧自由基互變異構(gòu)

（2）自由基偶連形成C-C、C-O、C-N鍵網(wǎng)狀番荔枝堿O-Pcoupling嗎啡堿類鄰－鄰偶連、鄰－對偶連、對－對偶連嗎啡堿類生物堿的生物合成

由芐基異喹啉類生物堿形成眾多骨架類型的異喹啉類生物堿紫堇塊莖堿阿樸菲堿類網(wǎng)狀番荔枝堿O-Ocoupling阿樸菲類生物堿的生物合成

（3）再芳香化

2種途徑：烯醇化、C-C鍵遷移

①.烯醇化－再芳香化一、環(huán)合反應(yīng)酮式－烯醇式互變異構(gòu)

②.C－C鍵遷移－再芳香化一、環(huán)合反應(yīng)保爾定阿樸菲類生物堿－H+

2.亞胺鹽次級環(huán)合反應(yīng)二、C－N鍵的裂解

碳-氮鍵的裂解，較重要的裂解為Hofmann降解和vonBraun

降解。托品烷類生物堿托品烷類的生物合成一、環(huán)合反應(yīng)

第三節(jié)生物堿的分類（1）來源分類（2）化學(xué)分類（3）生源結(jié)合化學(xué)分類

生物堿分類主要有三種方法：生物堿來源于氨基酸來源于異戊烯鳥氨酸賴氨酸鄰氨基苯甲酸苯丙氨酸/酪氨酸色氨酸來源于萜類來源于甾體

H一、來源于鳥氨酸的生物堿第三節(jié)生物堿的分類丁二胺主要包括三類：吡咯類托品類吡咯里西丁類－CO2鳥氨酸;,-二氨基戊酸

紅苦豆堿cuscohyrine苦豆堿hygrine黨參堿codonopsine一、來源于鳥氨酸的生物堿（一）、吡咯類生物堿（pyrrolidines）

結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)目較少。如古柯葉中分出的液體生物堿苦豆堿和紅苦豆堿；新疆黨參中的黨參堿。

一、來源于鳥氨酸的生物堿3245761托品烷莨菪烷tropane阿托品類生物堿（二）、托品烷類生物堿（tropanes,莨菪烷類）托品烷(莨菪烷)是由吡咯烷和哌啶烷駢和而成（1R,5S），分子內(nèi)消旋，無旋光性。RS托品烷有機(jī)酸二者常在3－位形成酯

一、來源于鳥氨酸的生物堿重要的有莨菪堿、阿托品、東莨菪堿、樟柳堿、可卡因等如：莨菪堿和阿托品是由莨菪醇與莨菪酸形成的酯莨菪醇（內(nèi)消旋）莨菪堿（l）阿托品(dl莨菪堿，外消旋)消旋莨菪堿，解痙鎮(zhèn)痛﹡莨菪酸（d,l）﹡

﹡東莨菪堿Scopolamine鎮(zhèn)痛，中藥麻醉藥的主成分一、來源于鳥氨酸的生物堿樟柳堿Anisodine膽堿阻滯劑，解有機(jī)磷毒l莨菪酸樟柳酸東莨菪醇東莨菪醇東莨菪堿東莨菪醇l莨菪酸樟柳堿東莨菪醇樟柳酸

（三）、吡咯里西丁類生物堿（pyrrolizidines）該類生物堿都含有雙稠吡咯烷結(jié)構(gòu)部分。如野百合堿（monocrotaline）一、來源于鳥氨酸的生物堿野百合堿monocrotaline76543218

一、來源于鳥氨酸的生物堿吡咯里西丁類生物堿主要分布于菊科千里光屬（Senecio）植物中。具有毒性。大葉千里光堿，macrophylline大葉千里光次堿，macronecine闊葉千里光次堿，platynecine

二、來源于賴氨酸的生物堿

本類生物堿主要包括哌啶類、喹諾里西丁類、吲哚里西丁類生物堿

第三節(jié)生物堿的分類H哌啶H

二、來源于賴氨酸的生物堿（一）哌啶類生物堿（piperidines）

結(jié)構(gòu)簡單、分布廣泛。代表化合物如下:胡椒堿洛貝林，loberine石杉堿甲，huperzineA

二、來源于賴氨酸的生物堿（二）吲哚里西丁類生物堿（indolizidines）

主要有簡單的吲哚里西丁類（如dendroprimine）和一葉萩堿類。dendroprimine一葉萩堿securinine

二、來源于賴氨酸的生物堿（三）喹諾里西丁類生物堿（quinolizidines）代表有羽扇豆堿（lupinine）、金雀花堿（sparteine）、苦參堿（matrine）和石松堿（lycopodine）羽扇豆堿金雀花堿苦參堿石松堿O氧化苦參堿

三、來源于鄰氨基苯甲酸的生物堿第三節(jié)生物堿的分類本類主要包括喹啉類和吖啶酮類生物堿吖啶山油柑堿，acronycine喹啉

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿第三節(jié)生物堿的分類本類生物堿數(shù)量大（約1000多種）、分布廣、藥用價值大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但生源關(guān)系明確，是由苯丙氨酸和酪氨酸通過mannich氨甲基化反應(yīng)或希夫堿反應(yīng)而成。

根據(jù)骨架類型不同可分為6類：苯丙胺類、四氫異喹啉類、芐基四氫異喹啉類、苯乙基四氫異喹啉類、芐基苯胺類和吐根堿類。

苯丙氨酸R＝H酪氨酸R＝OH

(一)苯丙胺類(phenylalkylamines)生物堿四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿麻黃堿ephedrine偽麻黃堿pseudoephedrine骨架結(jié)構(gòu)本類較少，如麻黃堿（ephedrine）和偽麻黃堿（pseudoephedrine）

（二）四氫異喹啉類（tetrahydroisoquinolines）四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿鹿尾草堿

salsoline鹿尾草定salsolidine骨架結(jié)構(gòu)本類較少，如鹿尾草中的降血壓成分鹿尾草（salsoline）和鹿尾草定（salsolidine）。

（三）芐基四氫異喹啉類（benzyltetrahydroisoquinolines）四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿這是一類很重要的生物堿，這類生物堿主要分布于木蘭科、防己科、大戟科、樟科、馬錢科、番荔枝科、馬兜鈴科、小檗科、罌粟科、毛茛科、蕓香科等植物中。數(shù)量多、結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜。但其生源關(guān)系十分明確。以芐基四氫異喹啉為前提物質(zhì)，通過次級環(huán)合反應(yīng)形成骨架類型主要有7類的生物堿。

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿1.化學(xué)分類：7類的生物堿（1）芐基四氫異喹啉類（2）阿樸菲類（3）雙芐基四氫異喹啉類（4）嗎啡烷類（5）原小檗堿和小檗堿類（6）普羅托品類（7）苯菲啶類

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿（1）

芐基四氫異喹啉類

厚樸堿magnocurarine去甲烏藥堿demethylcoclaurine骨架結(jié)構(gòu)

罌粟堿papaverine那可丁narcotine四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿（2）阿樸菲類（aporphines）生物堿

生源上，該類生物堿是芐基四氫異喹啉類通過酚氧化偶聯(lián)再芳香化形成；結(jié)構(gòu)上由芐基四氫異喹啉堿的芐基芳環(huán)與異喹啉環(huán)的8位相連組成的四環(huán)化合物。千金藤堿stephanine木蘭花堿magnoflorine骨架結(jié)構(gòu)

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿（3）雙芐基四氫異喹啉類是由相同或不相同的芐基四氫異喹啉經(jīng)酚氧化偶聯(lián)產(chǎn)生醚氧鍵而成的二聚體或多聚體。如：毛茛科唐松草屬植物中的抗癌活性成分厚果唐松草堿厚果唐松草堿，thalicarpine

漢防己甲素蓮心堿四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿（4）嗎啡烷（morphanes）類生物堿

生源上，該類生物堿是芐基四氫異喹啉類通過偶聯(lián)、烯醇式再芳香化形成；結(jié)構(gòu)上由芐基四氫異喹啉堿的芐基芳環(huán)與異喹啉環(huán)的10位相連組成的四環(huán)化合物。骨架結(jié)構(gòu)嗎啡烷類阿樸菲類

嗎啡堿可待因蒂巴因四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿（5）原小檗堿和小檗堿類生物堿

（protoberberinesandberberines）

生源上，該類生物堿來源于芐基四氫異喹啉類骨架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)上，該類生物堿可認(rèn)為是兩個異喹啉環(huán)稠合而成

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿如：延胡索的鎮(zhèn)靜止痛成分延胡索乙素（四氫巴馬亭）黃連和三顆針中的抗菌成分小檗堿（黃連素）四氫巴馬亭小檗堿，黃連素berberine原小檗堿類小檗堿類區(qū)別在于D環(huán)氫化程度不同D延胡索乙素(±)顱痛定(-)

巴馬亭，palmatine藥根堿，jatrorrhizine四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿（6）普羅托品類（protopines）生物堿（7）苯菲啶類（benzophenanthridines）生物堿

生源上，這兩類生物堿來源于小檗堿類ba小檗堿類苯菲啶類普羅托品類Hofmann降解VonBraun降解

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿普羅托品類：如延胡索中的普羅托品和隱品堿普羅托品隱品堿白屈菜堿血根堿苯菲啶類：如博落回中的血根堿和白屈菜中的白屈菜堿

2.生源四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿阿樸菲類芐基四氫異喹啉類嗎啡烷類原小檗堿類普羅托品類苯菲啶類

（四）苯乙基四氫異喹啉類生物堿

（phenethylterahydroisoquinolines）

代表化合物有：奧特那名；三尖杉酯堿和高三尖杉酯堿；秋水仙堿、秋裂堿胺。四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿奧特那名autunamine

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿三尖杉酯堿，n=2高三尖杉酯堿，n=3來源于植物三尖杉科粗榧中的抗腫瘤成分三尖杉酯堿和高三尖杉酯堿R=有時也將該類生物堿劃歸為吡咯烷類生物堿，屬于粗榧類生物堿

四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿秋水仙堿秋裂堿胺酰胺類生物堿來源于植物秋水仙中秋水仙堿R＝OMe秋裂堿胺R=NH2苯乙基四氫異喹啉類生物堿主要分布于百合科、罌粟科、三尖杉科植物中

（五）芐基苯乙胺類（benzylphenethylamines）生物堿四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿加蘭他敏該類生物堿主要分布于石蒜科石蒜屬（lycoris）、水仙屬（Narcissus）等植物中。重要化合物有加蘭他敏、石蒜堿和二氫石蒜堿等。骨架結(jié)構(gòu)

石蒜堿四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿二氫石蒜堿

(六)吐根堿類（emetines）生物堿

該類生物堿主要分布于茜草科和八角楓科植物中。代表化合物有吐根堿（emetine）四、來源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物堿

第三節(jié)生物堿的分類、分布

該類生物堿又稱為吲哚類（indoles）生物堿。是最多

最復(fù)雜的一類生物堿。約占已知生物堿的1/4。據(jù)生源關(guān)系，初步分為四大類：簡單吲哚類、-卡波林堿類、半萜吲哚堿

類和單萜吲哚堿類色氨酸色胺五、來源于色氨酸的生物堿

（一）簡單吲哚類（simpleindoles）生物堿

主要分布于禾木科和豆科植物中。如色胺以及相思豆中的相思豆堿。五、來源于色氨酸的生物堿相思豆堿abrine色胺

五、來源于色氨酸的生物堿（二）簡單-卡波林堿類（simple-carbolines）生物堿該類生物堿分布比較分散。代表化合物有駱駝蓬種子中的駱駝蓬堿和去氫駱駝蓬堿，具有抗腫瘤作用。駱駝蓬堿harmaline去氫駱駝蓬堿,哈滿尼harmine生物合成

五、來源于色氨酸的生物堿（三）半萜吲哚類（semiterpinoid

indoles）生物堿本類又稱麥角堿類生物堿。含有四環(huán)的麥角堿核，生源上由甲戊二羥酸與色氨酸及其衍生物環(huán)合而成。麥角堿核R麥角新堿

(四)單萜吲哚類（monoterpenoid

indoles）生物堿五、來源于色氨酸的生物堿b'c'b'bc'c色胺a色胺A類色胺B類色胺C類1.單萜吲哚類生源上，裂環(huán)番木鱉萜及其衍生物與色胺縮合而成1716

（1）柯南因-士的寧堿類（A類）五、來源于色氨酸的生物堿柯南因corynantheine利血平reserpine

五、來源于色氨酸的生物堿（2）白堅木堿類（B類）：是最大的一類生物堿（3）依波加明堿類（C類）：依波加明長春胺vincamine依波加明ibogamine代表化合物：長春胺類

2.雙吲哚類生物堿：

由兩分子單萜吲哚類經(jīng)分子間縮合而成。如長春花中的抗癌藥長春堿(vinblastine)和長春新堿(vincristine)。

五、來源于色氨酸的生物堿長春堿VLBR=CH3長春新堿VCRR=CHOC類B類

3.與單萜吲哚類堿有關(guān)的生物堿（1）阿巴利生類和烏勒因類：五、來源于色氨酸的生物堿阿巴利生apparicine與柯南因－士的寧類比較，色胺部分少1或2個碳原子。烏勒因uleines

（2）喜樹堿類：五、來源于色氨酸的生物堿與柯南因－士的寧類比較，C2－C7鍵發(fā)生了裂解喜樹堿R=Hcamptothecine羥基喜樹堿R=OH10-hydroxycamptothecine26471也可劃歸為喹啉類生物堿

（3）金雞寧類：與柯南因－士的寧類比較，色胺部分成喹啉核結(jié)構(gòu)。也可劃歸為喹啉類生物堿。五、來源于色氨酸的生物堿32

六、來源于萜類的生物堿第三節(jié)生物堿的分類不同于前面所述的生物堿，該類生物堿的生物合成無氨基酸參與。（一）單萜類生物堿（二）倍半萜類生物堿（三）二萜類生物堿（四）三萜類生物堿紫杉醇，taxol烏頭堿，aconitine

七、來源于甾體的生物堿第三節(jié)生物堿的分類辣茄堿solanocarpsine浙貝甲素verticine本類生物堿是天然甾體的含氮簡單衍生物，都具有甾體母核，與萜類生物堿通稱為偽生物堿。

第四節(jié)

生物堿的理化性質(zhì)第九章生物堿一、性狀組成：一般由C、H、O、N四種元素組成，少數(shù)含有

Cl、

S等多數(shù)為固體少數(shù)為液體4.味道：多具苦味，有些極苦。如鹽酸小檗堿。2.狀態(tài)：固體一般為結(jié)晶形有些為無定形粉未少數(shù)有升華性，如咖啡因一般不含氧元素，如煙堿、毒芹堿可隨水蒸氣蒸餾，如煙堿、麻黃堿3.熔點：多數(shù)具確定的熔點，少數(shù)具雙熔點，如防己諾林

第四節(jié)

生物堿的理化性質(zhì)四氫巴馬亭，延胡索乙素?zé)o色小檗堿，黃連素黃色小檗紅堿，紅色蛇根堿，黃色5.顏色：多數(shù)呈無色，少數(shù)高度共軛體系有顏色

二、旋光性第四節(jié)

生物堿的理化性質(zhì)生物堿結(jié)構(gòu)中如有手性碳原子或本身為手性分子，即有旋光性。反之，如小檗堿、罌粟堿無旋光性。小檗堿罌粟堿

生物堿的旋光性受溶劑、pH等因素的影響。如麻黃堿在氯仿中呈左旋光性，而在水中則呈右旋光性；煙堿在中性條件下呈左旋光性，而在酸性條件下則呈右旋光性；有的生物堿游離狀態(tài)與其成鹽狀態(tài)的旋光性也有不同，如長春堿游離時為右旋光性，其硫酸鹽為左旋光性。生物堿的生理活性與其旋光性密切相關(guān)，通常左旋體的生理活性比右旋體強(qiáng)。如l-莨菪堿的散瞳作用比d-莨菪堿大100倍。去甲烏藥堿（higenaenine）僅左旋體具強(qiáng)心作用。

二、旋光性

三、溶解度1．親脂性生物堿的溶解性

這類生物堿的數(shù)目較多，絕大多數(shù)叔胺堿和仲胺堿，屬于親脂性生物堿。特例：偽石蒜堿不溶于有機(jī)溶劑，但溶于水；喜樹堿僅溶于酸性CHCl3中；嗎啡堿難溶于一般有機(jī)溶劑；小分子的麻黃堿即溶于有機(jī)溶劑又溶于水中。（1）游離的親脂性生物堿

易溶于乙醚、苯、鹵代烷類等親脂性有機(jī)溶劑，尤其在氯仿中的溶解度較大；可溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯等有機(jī)溶劑；難溶于水。不溶于堿水，多溶于酸水。

易溶于水，其無機(jī)鹽在水中的溶解度大于有機(jī)酸鹽；可溶于甲醇、乙醇；難溶或不溶于親脂性有機(jī)溶劑。三、溶解度特例：如鹽酸小檗堿難溶于水；奎寧等生物堿的鹽酸鹽可溶于氯仿；弱堿性生物堿利血平的鹽酸鹽可溶于氯仿。（2）生物堿鹽

三、溶解度2．親水性生物堿的溶解性（1）季銨型生物堿

易溶于水、酸水和堿水，可溶于甲醇、乙醇、正丁醇等極性大的有機(jī)溶劑，難溶或不溶于乙酸乙酯、乙醚、氯仿等低極性的有機(jī)溶劑。如小檗堿易溶于水。

（2）N-氧化物生物堿和小分子生物堿如氧化苦參堿易溶于水。少數(shù)分子量較小的叔胺或仲胺生物堿既可溶于水，也可溶于氯仿。如麻黃堿、秋水仙堿等。

三、溶解度3．具有特殊官能團(tuán)的生物堿的溶解性

（1）具有酚羥基（或羧基）的生物堿

這類生物堿稱為兩性生物堿，如嗎啡堿、四氫藥根堿等。除具有一般生物堿的溶解性能外，由于其結(jié)構(gòu)中連有弱酸性官能團(tuán)，也可溶于稀堿水中。既可溶于酸又可溶于堿。嗎啡堿四氫藥根堿

（2）具內(nèi)酯（或內(nèi)酰胺）結(jié)構(gòu)生物堿的溶解性

這類生物堿如喜樹堿、那可丁堿等，除具有一般生物堿的溶解性外，遇堿水內(nèi)酯環(huán)開裂成鹽而溶解，加酸后復(fù)又還原。即溶于堿水。三、溶解度那可丁喜樹堿

1．生物堿的沉淀反應(yīng)

生物堿的沉淀反應(yīng)是利用大多數(shù)生物堿在酸性條件下，與某些沉淀劑反應(yīng)生成弱酸不溶性復(fù)鹽或絡(luò)合物沉淀。四、生物堿的檢識碘化物復(fù)鹽類：碘-碘化鉀試劑，KI·I2

，紅棕色沉淀

碘化汞鉀試劑，K2HgI4，白色沉淀

碘化鉍鉀試劑，KBiI4，黃至橘紅色沉淀重金屬鹽類：硅烏酸試劑，SiO2·12WO3·nH2O，淡黃或

灰白色沉淀

顯色反應(yīng)

常用的顯色劑為改良的碘化鉍鉀試劑，常用于TLC生物堿的預(yù)試、提取、分離和結(jié)構(gòu)鑒定中，常需要一種簡便的檢識方法。最常用的是生物堿的沉淀反應(yīng)和顯色反應(yīng)。

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)（一）堿性：

1.堿性的產(chǎn)生及其強(qiáng)度表示：B+H2O=BH++OH-BH+=B+H+

Kb=[BH+][OH-][B]Ka=[B][H+][BH+]pKbpKaKa×Kb=[H+][OH-]=10-14pKa+pKb=14堿性強(qiáng)度：堿的pKb共軛酸pKa，pKb越小，堿性越強(qiáng)，pKa越大，堿性越強(qiáng)pKa

<2（極弱堿）pKa

2~7（弱堿）pKa

7~12（中強(qiáng)堿）pKa

>12（強(qiáng)堿）

堿性強(qiáng)度劃分：

堿性基團(tuán)的pKa值大小順序一般是：

胍基>季銨堿(pKa>11)>脂胺類，脂氮雜環(huán)類（pKa8~11）>芳胺類，芳氮雜環(huán)類（pKa3~7）>酰胺基（中性）。五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)厚樸堿去甲烏藥堿罌粟堿>>

小檗堿pKa=11.5四氫巴馬亭五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)﹥

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)2.堿性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)氮原子的雜化狀態(tài)：是決定生物堿堿度的內(nèi)因堿性：sp3>sp2>sppKa=5.17pKa=5.4pKa=10.26pKa=9.5sp2sp3sp氰基，

呈中性堿性強(qiáng)弱與N原子上電子云密度大小有關(guān)

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)(2)誘導(dǎo)效應(yīng)(a)吸電子基，降低N上電子云密度，堿性減弱

供電子基，增加N上電子云密度，堿性增強(qiáng)可卡因托哌可卡因如：二甲胺(pKa10.70)>甲胺(pKa10.64)>氨(pKa9.75)pKa=8.31pKa=9.88

石蒜堿二氫石蒜堿五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)pKa=6.4pKa=8.4

(b)氮雜縮醛(酮)生物堿的堿性：五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)但是質(zhì)子化發(fā)生在O上，而非N上通常這類生物堿易于質(zhì)子化而顯示強(qiáng)堿性該類生物堿酸性條件下質(zhì)子化，O得到質(zhì)子，C-O鍵斷裂，形成ROH或H2O；同時N上的孤電子對與C形成穩(wěn)定的亞銨鹽類，因此該類生物堿顯示強(qiáng)堿性。

氮原子不處在橋頭，可以形成N=C雙鍵發(fā)生質(zhì)子化，強(qiáng)堿性阿替生氮原子處在稠環(huán)的橋頭時，受Bredt’s規(guī)則限制，不能形成N=C雙鍵發(fā)生質(zhì)子化呈強(qiáng)堿性。相反，卻因羥基或醚鍵的吸電子效應(yīng)，堿性減弱。R=H，阿馬林五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)pKa=12.9R=OAc，二乙酰阿馬林pKa=8.15pKa=4.9

(3)誘導(dǎo)－場效應(yīng):五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)堿性影響誘導(dǎo)效應(yīng)－－隨碳鏈增長而降低場效應(yīng)（直接效應(yīng)）－－接近，影響大pKa=0.89pKa=8.1生物堿同時含有兩個N原子時，其堿度有差異。一個N質(zhì)子化后，形成強(qiáng)的吸電子基（+NHR2），對第二個N的堿性有影響

(4)共軛效應(yīng)：①苯胺型五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)p-共軛pKa=4.58無共軛pKa=10.14毒扁豆堿苯胺型、烯胺型、酰胺型生物堿中N原子孤電子對成p-共軛體系時，一般情況其堿性減弱。pKa2=7.88pKa1=1.76

②烯胺型五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)仲烯胺：B不穩(wěn)定，平衡向C，堿性較弱叔烯胺：B穩(wěn)定，平衡向B，堿性較強(qiáng)pKa=11.94pKa=10.26pKa=0.4pKa=5.17

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)吲哚類生物堿僅呈中性柯南因corynantheine12pKa1﹤pKa2

氮原子不處在橋頭，易發(fā)生上述質(zhì)子化異構(gòu)，強(qiáng)堿性氮原子處在橋頭；不易發(fā)生上述質(zhì)子化異構(gòu)，呈雙鍵的誘導(dǎo)效應(yīng)，堿性相對較弱pKa=3.8pKa=8.2五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)③酰胺型：p-共軛，堿性極弱極弱堿性酰胺胍強(qiáng)堿性胡椒堿秋水仙堿pKa=1.42pKa=1.84

氮孤電子對和共軛體系中電子產(chǎn)生p-共軛的立體條件必須是二者的p-電子軸共平面。否則，這種共軛效應(yīng)減弱或消失，都將使堿性增強(qiáng)。五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)pKa=4.39pKa=5.15pKa=4.81pKa=2.93

(5)空間效應(yīng)

生物堿與質(zhì)子結(jié)合表現(xiàn)出堿性。盡管質(zhì)子的體積較小，但生物堿氮原子質(zhì)子化時，仍受到空間效應(yīng)的影響，使其堿性增強(qiáng)或減弱。五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)麻黃堿偽麻黃堿pKa=9.56pKa=9.30

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)阿替生異阿替生1920利血平pKa=12.9pKa=10.0pKa=6.07

東莨菪堿﹡東莨菪堿莨菪堿環(huán)氧的空間位阻效應(yīng)環(huán)氧吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)堿性弱于莨菪堿山莨菪堿羥基吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)﹡山莨菪堿pKa=7.50pKa=9.65

(6)分子內(nèi)氫鍵

和鉤藤堿異和鉤藤堿生物堿堿性各因素綜合的結(jié)果，空間效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng)共存空間效應(yīng)主導(dǎo)；誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)共存，共軛效應(yīng)主導(dǎo)五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)pKa=6.32pKa=5.20

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)（二）成鹽絕大多數(shù)生物堿可與酸形成鹽類。仲胺、叔胺生物堿成鹽時，質(zhì)子多結(jié)合于氮原子上。去甲烏藥堿HClOH-

1.季銨生物堿的成鹽與酸成鹽時，質(zhì)子與OH-結(jié)合成水通常，鹽類遇堿又復(fù)成季銨堿（1）一般形式的季銨堿但是，以季銨堿、氮雜縮醛、烯胺以及具有氮原子跨環(huán)效應(yīng)形式存在的生物堿，質(zhì)子化則往往并非發(fā)生在氮原子上。五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)以亞胺鹽形式存在的季銨鹽，如小檗堿類和苯菲啶類等，其在酸堿溶液中存在的形式比較特殊：在酸性溶液中，以季銨鹽的形式為主；在堿水溶液中，則以氮雜縮醛形式存在。（2）亞胺鹽形式的季銨堿HClOH-小檗堿酸性中，季銨鹽堿性中，氮雜縮醛OH-H+

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)如：苯菲啶類的血根堿在酸堿溶液中的存在形式HClOH-酸性中，季銨鹽堿性中，氮雜縮醛血根堿

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)2.含氮雜縮醛生物堿的成鹽該類生物堿與酸作用，生成亞胺鹽，質(zhì)子與RO-

結(jié)合成醇或水。HCl阿替生鹽酸阿替生OH-

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)HClOH-吲哚類生物堿，斯米生H+OH-螺甾堿型甾體生物堿：一類重要的氮雜縮醛生物堿，遇酸成鹽時，發(fā)生下列變化

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)阿馬林：H+OH-與酸成鹽時，質(zhì)子不發(fā)生在OH上，而發(fā)生在N2上。因N2處于橋頭位置，難以形成亞胺鹽類

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)3.涉及氮原子跨環(huán)效應(yīng)生物堿的成鹽若生物堿分子中氮孤電子對空間上靠近酮基時，則多產(chǎn)生跨環(huán)效應(yīng)。這類生物堿與酸成鹽時，質(zhì)子化發(fā)生在酮基上，且伴隨著C—N鍵的形成。H+OH-AB如：普羅托品類生物堿和二甲氧基皮拉菲林，有跨環(huán)效應(yīng)

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)H+OH-二甲氧基皮拉菲林H+OH-普羅托品類生物堿C14-OH的原小檗堿

4.烯胺生物堿的成鹽五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)H+該類生物堿質(zhì)子化多發(fā)生在－碳上，不是N原子上。形成亞胺鹽H+OH-二氫奧斯冬寧

五、生物堿的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)H+OH-新士的寧雖有烯胺結(jié)構(gòu)，但與酸成鹽時，質(zhì)子結(jié)合于N2上，而非-碳上。因為N2處于橋頭，難以形成亞胺鹽類21新士的寧

第五節(jié)生物堿的提取和分離一、總生物堿的提取方法：溶劑法、離子交換樹脂法、沉淀法（一）溶劑法水或酸水－堿化－有機(jī)溶劑提取法醇－酸水－堿化－有機(jī)溶劑提取法堿化－有機(jī)溶劑提取法其它溶劑法

水或酸水－堿化－有機(jī)溶劑提取法由于生物堿在植物體中可以與酸生成鹽存在，也可以游離狀態(tài)存在。生物堿的鹽易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑；游離生物堿可以與酸成鹽而溶于酸水，溶于有機(jī)溶劑，但難溶于水。因此可以用稀酸水液提取，提取液濃縮成適當(dāng)體積后，再用堿（氨水、石灰乳）堿化游離出生物堿，然后再用有機(jī)溶劑如氯仿、苯萃取，萃取液濃縮得親脂性總生物堿。缺點不適用于含大量淀粉或蛋白質(zhì)的植物材料提取液較難濃縮一、總生物堿的提取

藥材粗粉0.5-1%的稀酸液提取藥渣酸提取液CHCl3萃取除去脂溶性雜質(zhì)CHCl3層（脂溶性雜質(zhì)）酸液一、總生物堿的提取

酸液石灰乳堿化有機(jī)溶劑提?。–HCl3）堿水稀堿水洗滌水洗滌有機(jī)溶劑（CHCl3層）有機(jī)溶劑回收粗總生物堿一、總生物堿的提取

生物堿及其鹽類均可溶于甲醇或乙醇，故可醇提。但醇提物含有非生物堿成分，需純化，常用酸水使生物堿成鹽溶出，過濾，酸液堿化游離出生物堿，親脂性有機(jī)溶劑萃取（苯或氯仿）濃縮得親酯性總生物堿。

2.醇－酸水－堿化－有機(jī)溶劑提取法一、總生物堿的提取

生藥粉末，用60-80%的醇溶液，在室溫下或以回流法提取，則游離堿及其鹽類均可提出。醇的用量一般為生藥量的7-8倍（沒頂），可提取數(shù)次。提取液回收醇后所得殘渣用2％左右的稀酸提取數(shù)次，使生物堿轉(zhuǎn)入酸液中，再堿化酸液，用乙醚、氯仿等分別提取多次，提取液用水洗凈后可進(jìn)行干燥處理，并分別蒸干溶劑，可得不同的生物堿總堿。用此法時，若有水溶性生物堿存在于水液中，可用正丁醇或戊醇直接提取。一、總生物堿的提取

醇－酸水－堿化－有機(jī)溶劑提取法濃縮一、總生物堿的提取

水溶性脂溶性脂溶性游離出生物堿

由于生物堿在植物體中往往與酸成鹽，故提取材料用堿水（石灰乳、NaCO3溶液或10％氨水）濕潤（使生物堿轉(zhuǎn)為游離狀態(tài)），再用有機(jī)溶劑（CH2Cl2,CHCl3,CCl4）進(jìn)行提取。提取的有機(jī)溶液部分用稀酸水提取。此后，含有生物堿的酸水部分，經(jīng)過濾后用乙醚或氯仿等洗去脂溶性雜質(zhì)，酸水部分加10%氨水等進(jìn)行堿處理后，分別用乙醚、氯仿等萃取，萃取液用水洗凈后，干燥處理，分別蒸干溶劑，可能得到不同的生物堿總堿。3.堿化－有機(jī)溶劑提取法一、總生物堿的提取

堿化－有機(jī)溶劑提取法

脂溶雜質(zhì)

若生物堿為弱堿,多以游離堿存在,則處理方法稍有不同:一、總生物堿的提取

一、總生物堿的提取

4.其它溶劑法一、總生物堿的提取一些親水性生物堿，如N－氧化物生物堿，用上述方法提取后，常用極性較大的與水不相混溶的正丁醇或異戊醇提取。

一、總生物堿的提取（二）離子交換樹脂法常用強(qiáng)酸性的陽離子交換樹脂，如磺酸型生藥粉末可直接用0.5-1%的硫酸或乙酸液或水室溫下或加熱提取，將酸水液與陽離子交換樹脂進(jìn)行交換，以便與非生物堿成分分離。交換后的樹脂，先用水沖洗柱，用堿液或10％的氨水堿化后（注意堿的用量，以有濕潤感為指標(biāo)），再用有機(jī)溶劑（乙醚、氯仿、甲醇）洗脫，回收有機(jī)溶劑的總生物堿?！么朔?水溶性生物堿和季胺堿可提出。

一、總生物堿的提取

稀氨水堿化有機(jī)溶劑洗脫（乙醚、氯仿、甲醇）有機(jī)溶劑洗脫液濃縮總生物堿一、總生物堿的提取

雷氏銨鹽沉淀法分解原理一、總生物堿的提?。ㄈ┏恋矸?/p>

水溶性生物堿，如季銨堿，除了離子交換樹脂法外，很難用溶劑法提取，因此常采用沉淀法提取。如雷氏銨鹽沉淀法：B++NH4[Cr(NH3)2(SCN)4]B[Cr(NH3)2(SCN4)]雷氏銨鹽雷氏生物堿不溶于水溶于丙酮2B[Cr(NH3)2(SCN)4]+Ag2SO4B2SO4+2Ag[Cr(NH3)2)(SCN)4]B2SO4+BaCl2BaSO4+2B?

Cl

第五節(jié)生物堿的提取和分離二、生物堿的分離分離程序系統(tǒng)分離

特定生物堿分離基礎(chǔ)研究側(cè)重于應(yīng)用常采用總堿－－類別或部位－－單體類別：堿性強(qiáng)弱或酚性、非酚性的生物堿部位：最初色譜柱中洗脫的極性不同的生物堿

總生物堿的酸水提取液有機(jī)溶劑萃?。–HCl3、苯等）有機(jī)溶劑層（弱堿性生物堿）酸水層（中強(qiáng)、強(qiáng)堿性生物堿）1-2%的NaOH萃取氨水調(diào)pH9-10有機(jī)溶劑萃?。–HCl3）、苯二、生物堿的分離系統(tǒng)分離：類別生物堿的一般分離流程圖

有機(jī)溶劑層（弱堿性生物堿）1-2%的NaOH萃取堿水層有機(jī)溶劑層（非酚性弱堿性生物堿）NH4Cl調(diào)pH近7CHCl3萃取水液CHCl3層（酚性弱堿性生物堿）二、生物堿的分離（溶解酚性生物堿）

酸水層（中強(qiáng)、強(qiáng)堿性生物堿）氨水調(diào)pH9-10有機(jī)溶劑萃（CHCl3）、苯有機(jī)溶劑層（中強(qiáng)堿性生物堿）堿水層（水溶性強(qiáng)堿性生物堿）1-2%的NaOH萃取堿水層有機(jī)溶劑層（非酚性叔胺性生物堿）NH4Cl調(diào)pH近7CHCl3萃取CHCl3層（酚性叔胺生物堿）①或②①pH﹥12正丁醇萃取正丁醇層（水溶性生物堿）酸化生物堿沉淀劑過濾沉淀分解（水溶性生物堿）②

特定生物堿的分離：

特定生物堿的分離是基于對欲分離的特定生物堿的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)的充分理解而分離的。許多藥用生物堿的生產(chǎn)都屬于這種分離。二、生物堿的分離生物堿的分離方法：利用生物堿的堿性差異進(jìn)行分離

可采用不同pH值下，用與水互不相溶的有機(jī)溶劑萃取將生物堿分離為堿性不同的部位。PH梯度分離法①混合物溶于稀酸水，逐漸調(diào)堿性，分別用CHCl3萃取

PH由低到高，生物堿堿性由弱到強(qiáng)②混合物溶于CHCl3中，用緩沖液依次萃取

PH由高到低，生物堿堿性由強(qiáng)到弱

二、生物堿的分離利用生物堿及其鹽的溶解度的差異進(jìn)行分離

這種分離是在充分了解生物堿的溶解性的基礎(chǔ)上進(jìn)行分離。3.色譜法

廣泛用于生物堿的分離。大多采用吸附色譜。吸附劑多用硅膠、氧化鋁、纖維素、聚酰胺等。對苷類生物堿或極性較大的生物堿，可用反相色譜材料（如RP-8、RP-18等）或葡聚糖凝膠進(jìn)行分離。也可用HPLC、中壓或低壓柱色譜、制備薄層色譜進(jìn)行分離。4.其他方法

如，利用內(nèi)酯環(huán)或內(nèi)酰胺環(huán)的開環(huán)-閉環(huán)反應(yīng)進(jìn)行分離生物堿的提取分離，方法較多，各有特點。具體情況具體分析

第六節(jié)生物堿的結(jié)構(gòu)鑒定第九章生物堿一、紫外光譜（UV）反應(yīng)了分子的基本骨架或生色基團(tuán)的結(jié)構(gòu)特點可用波譜法(包括UV,IR,NMR,MS等)和化學(xué)法進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。生物堿的結(jié)構(gòu)鑒定往往用波譜法結(jié)合化學(xué)法進(jìn)行。生物堿的結(jié)構(gòu)分類與UV的關(guān)系生色團(tuán)（羰基、雙鍵、苯基和硝基等）在非主體部分，其UV對判斷其母核類型的作用十分有限。主要有吡咯里西定、喹諾里西定、萜類和甾體生物堿。

2.生色團(tuán)在生物堿的整體結(jié)構(gòu)中時，UV可以反映其骨架類型特征－對其骨架類型的判斷和推定有重要作用。

該類生物堿即指分子骨架為共軛體系構(gòu)成的，如喹啉、異喹啉、吖啶酮、苯菲啶、氧化阿樸菲、吲哚堿類。如：一、紫外光譜（UV）

一、紫外光譜（UV）如：其他如：吡啶類、吖啶酮類、小檗堿類等。

3.生色團(tuán)接在主體結(jié)構(gòu)中：

不能推斷生物堿的骨架類型，VU僅有輔助作用一、紫外光譜（UV）

第六節(jié)生物堿的結(jié)構(gòu)鑒定二、紅外光譜（IR）