天然藥物化學(xué) 課件 項(xiàng)目9 生物堿的提取分離技術(shù)

天然藥物化學(xué)第九章生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目一

緒論項(xiàng)目二

天然藥物中化學(xué)成分的提取、分離技術(shù)項(xiàng)目三糖與苷類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目四

蒽醌類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目五黃酮類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目六苯丙素類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目七皂苷類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目八萜與揮發(fā)油類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目九生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目九生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)知識目標(biāo)：

掌握生物堿類化合物的結(jié)構(gòu)分類、特點(diǎn)、理化性質(zhì)、提取分離及檢識。

熟悉生物堿類化合物各結(jié)構(gòu)類型的代表性天然藥物的質(zhì)量控制成分。熟悉生物堿類化合物的結(jié)構(gòu)分類、理化性質(zhì)、提取分離及應(yīng)用。

了解生物堿類化合物的生物活性及在天然藥物中的分布。技能目標(biāo)：

熟練掌握生物堿類化學(xué)成分的提取分離操作。素質(zhì)目標(biāo)：

具有敬業(yè)、誠信的職業(yè)操守與精益求精的工匠精神，嚴(yán)格要求規(guī)范操作，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任擔(dān)當(dāng)與職業(yè)道德。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)第一節(jié)結(jié)構(gòu)與分類第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

案例描述：幾千年前人類就發(fā)現(xiàn)罌粟果有鎮(zhèn)痛和迷幻作用。蘇美爾人早在公元前4000年就把罌粟果的汁烘干制成一種黑色或褐色(因產(chǎn)地不同)的固體物質(zhì)。到公元七世紀(jì)的時(shí)候，罌粟作為藥材從印度等地傳入中國，并把這種黑色或褐色的固體物質(zhì)稱作“鴉片”。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

鴉片又名阿片，俗稱大煙，是一種麻醉性鎮(zhèn)痛藥，長期使用會導(dǎo)致高度心理及生理依賴性，過量使用會造成包括昏迷、呼吸抑制、低血壓、瞳孔變小等急性中毒癥狀，嚴(yán)重的引起呼吸抑止而致人死亡，鴉片具有的這些生理活性與其含有的化學(xué)成分密切相關(guān)。那么鴉片主要含有哪些化學(xué)成分呢?第九章

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案情分析：阿片中的嗎啡具有鎮(zhèn)痛作用，可待因具有止咳作用，罌粟堿具有解痙作用。它們都屬于生物堿類藥物。

導(dǎo)語：生物堿類藥物的臨床上作用很多，要利用這類藥物治病和防病，只有充分掌握其結(jié)構(gòu)、本章我們將和同學(xué)們一起學(xué)習(xí)生物堿的結(jié)構(gòu)類型、理化性質(zhì)、提取分離以及鑒定方法。第九章

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生物堿是一類含氮的有機(jī)化合物；多數(shù)具有較復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)且氮原子在雜環(huán)內(nèi)；具有堿性，能和酸結(jié)合生成鹽；有較強(qiáng)的生物活性。生物堿常與有機(jī)酸（如酒石酸和草酸等）結(jié)合成生物堿鹽、與無機(jī)酸（硫酸和鹽酸等）成鹽、呈游離狀態(tài)、以酯、苷、氮氧化物的形式存在。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)生物堿主要分布于高等植物中，特別是雙子葉植物，例如毛茛冬、防己科、罌粟科茄科等100多科的植物中；單子葉植物中分布較少，如百合科等；裸子植物中分布更少，如麻黃科等；低等植物中只有極個(gè)別植物存在，如麥角。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)含有生物堿的常見藥材有麻黃、防己、顛茄、黃連、益母草、檳榔、烏頭等。生物堿在植物體內(nèi)一般集中分布于某一部位或器官中。生物堿在植物體內(nèi)的含量還受到生長環(huán)境和采收季節(jié)的影響。第九章

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生物堿有多方面的生物活性，如鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、抗菌、抗病毒、抗癌、抗心律失常、抗肝損傷、抗心肌缺血、防治老年癡呆等作用。麻黃中的麻黃堿具有平喘解痙作用，偽麻黃堿具有升壓利尿作用；黃連中的小檗堿具有抗菌消炎作用；長春花中的長春新堿具有抗癌作用；苦參中的苦參堿、氧化苦參堿具有抗心律失常作用；蘿芙木中的利血平具有降血壓作用。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)生物堿種類繁多，化學(xué)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，按照其基本母核類型和結(jié)構(gòu)特征，將生物堿分為以下幾種主要類型：1.有機(jī)胺類生物堿第九章

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生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)看一看9-1對接醫(yī)藥企業(yè)的中藥炮制崗位。通過合理的炮制，可改變中藥化學(xué)成分的某些結(jié)構(gòu)以降低其毒性、提高療效，是中藥炮制的目的之一，如通過炮制可大大降低烏頭堿的毒性。烏頭堿毒性極大，產(chǎn)生毒性的根源是其結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)酯鍵。若將烏頭堿與稀堿水溶液加然，或?qū)躅^堿在中性水溶液中加熱，兩個(gè)酯鍵可被水解，生成烏頭原堿，其毒性極小。這就是中醫(yī)用烏頭、附子必經(jīng)炮制的原因。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目九生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)第二節(jié)理化性質(zhì)第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)一、性狀多數(shù)生物堿為結(jié)晶形固體，少數(shù)生物堿為無定形粉末，個(gè)別生物堿在常溫下為液體。如煙堿（尼古?。壚茐A。液體生物堿多具有揮發(fā)性，個(gè)別固體生物堿也具有揮發(fā)性，如麻黃堿。個(gè)別生物堿還具有升華性，如咖啡因。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)多數(shù)生物堿為無色或白色，少數(shù)含有較長共軛體系的生物堿在可見光下呈現(xiàn)各種不同的顏色，如小檗堿顯黃色。多數(shù)生物堿具有苦味，如小檗堿，少數(shù)生物堿不具有苦味，個(gè)別生物堿具有甜味，如甜菜堿。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)二、旋光性多數(shù)生物堿分子結(jié)構(gòu)中具有手性碳原子或缺少對稱中心，因此具有旋光性，且多呈左旋性。生物堿的生理活性和其旋光性有關(guān)，一般情況下，左旋體的生物活性比右旋體的生物活性要強(qiáng)。生物堿的旋光性容易受到溶劑、濃度、溫度、溶液的pH等因素影響。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)三、堿性（一）堿性的產(chǎn)生及強(qiáng)度表示1.堿性的產(chǎn)生及強(qiáng)度表示絕大多數(shù)生物堿都具有堿性，其分子上的氮原子具有一對未共用的電子對（孤電子對），能夠接受質(zhì)子或給出電子而顯示堿性。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)2.堿性的產(chǎn)生及強(qiáng)度表示生物堿的堿性強(qiáng)度一般用酸式解離常數(shù)pKa表示。pKa值越大，則堿性越強(qiáng)。堿性強(qiáng)度與pKa值大小的關(guān)系為：極弱堿性生物堿（pKa<2），弱堿性生物堿（pKa2～7），中強(qiáng)堿性生物堿（pKa7～11），強(qiáng)堿性生物堿（pKa>11）。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)堿性基團(tuán)與pKa值大小的關(guān)系為：胍基[-NH(C=NH)NH2]>季銨堿>N-烷雜環(huán)>脂肪胺（仲>伯>叔）>芳胺≈N-芳雜環(huán)>酰胺基≈吡咯。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)（二）堿性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

生物堿的堿性強(qiáng)弱由其分子結(jié)構(gòu)決定，與氮原子的雜化方式、誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、空間效應(yīng)和及分子內(nèi)氫鍵等因素有關(guān)。一般情況下，氮原子的電子云密度越大，氮原子就越容易接受質(zhì)子或給出電子，堿性就越強(qiáng)；反之，堿性就越弱。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)1.氮原子的雜化方式p電子成分所占比例越大，接受質(zhì)子的能力就越強(qiáng)，堿性就越強(qiáng)，其堿性強(qiáng)弱順序?yàn)椋簊p3>sp2>sp。一般情況下，當(dāng)生物堿分子中氮原子與相鄰的碳原子形成單鍵（N-C）時(shí)，為sp3雜化；形成雙鍵（-N=C＜或＞N-C=C＜）時(shí)，為sp2雜化；形成三鍵（N≡C-）時(shí)，為sp雜化。第九章

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第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)季銨堿中的氮原子可以提供四個(gè)電子與其他原子形成四個(gè)共價(jià)鍵，因此其最外層有九個(gè)電子（包括一個(gè)未成鍵電子），與鈉原子的最外層電子結(jié)構(gòu)類似，容易給出電子與氫氧根以離子鍵結(jié)合，在水中羥基以負(fù)離子形式存在而顯強(qiáng)堿性。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)2.共軛效應(yīng)若氮原子處于苯胺或酰胺結(jié)構(gòu)（吸電子基）中，則形成吸電子軛效應(yīng)，氮原子上孤電子對與苯環(huán)或羰基π-電子形成p-π共軛體系，電子云密度降低，堿性減弱。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)若氮原子上孤電子對與供電子基發(fā)生共軛時(shí)，則形成供電子共軛效應(yīng)，堿性增強(qiáng)。如含胍基（pKa=13.6）的生物堿多數(shù)呈強(qiáng)堿性，這是由于胍基接受質(zhì)子后能形成穩(wěn)定的季銨離子，具有高度共軛穩(wěn)定性，不易給出質(zhì)子，而呈強(qiáng)堿性。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)3.誘導(dǎo)效應(yīng)供電子基團(tuán)使氮原子上的電子云密度升高，堿性增強(qiáng)。吸電子基團(tuán)使氮原子上的電子云密度降低，堿性降低。常見的供電子基團(tuán)有甲基、乙基等烷基，吸電子基團(tuán)有羥基、醚基、羰基、酯基、苯基及雙鍵等。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)4.空間效應(yīng)

在生物堿分子中氮原子的附近引入較大的取代基，其分子的立體結(jié)構(gòu)對氮原子產(chǎn)生較大的空間屏蔽，阻礙質(zhì)子靠近氮原子，而使堿性減弱。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)5.氫鍵效應(yīng)生物堿分子結(jié)構(gòu)中氮原子上的孤電子對接受質(zhì)子形成生物堿共軛酸，如在其附近有羥基、羰基等取代基團(tuán)并且有利于同生物堿共軛酸分子的質(zhì)子形成分子內(nèi)氫鍵締合，則可增加共軛酸的穩(wěn)定性，使堿性增強(qiáng)。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)想一想9-11.以結(jié)構(gòu)分類中生物堿為例，分析它們的堿性哪些屬于強(qiáng)堿、中強(qiáng)堿、弱堿。2.簡述生物堿的堿性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)四、溶解性（一）游離生物堿的溶解性1.脂溶性生物堿

大多數(shù)游離生物堿（如伯胺、仲胺、叔胺等）屬于脂溶性生物堿，易溶于氯仿、乙醚、苯等親脂性有機(jī)溶劑，尤其易溶于氯仿，可溶于甲醇、乙醇、丙酮等親水性有機(jī)溶劑和酸水，難溶于水和堿水。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)2.水溶性生物堿

少數(shù)游離生物堿如季銨型生物堿和某些含有氮氧化物結(jié)構(gòu)的生物堿（如氧化苦參堿）屬于水溶性生物堿，易溶于水，可溶于甲醇、乙醇等醇類溶劑，難溶于氯仿、乙醚、苯等親脂性有機(jī)溶劑。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)3.含有特殊官能團(tuán)的生物堿

兩性生物堿具有酚羥基或羧基等酸性基團(tuán)，此類生物堿既可溶于酸水，也可溶于堿水，如嗎啡。具有內(nèi)酯或內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)的生物堿，在堿性條件下加熱水解開環(huán)形成羧酸鹽而溶于水，酸化后又重新環(huán)合而溶于有機(jī)溶劑，如喜樹堿、毛果蕓香堿。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)4.生物堿鹽的溶解性

生物堿鹽一般易溶于水，可溶于甲醇、乙醇等醇類溶劑，難溶于氯仿、乙醚、苯等親脂性有機(jī)溶劑。但也有個(gè)別例外，如鹽酸小檗堿難溶于水，卻能溶于氯仿。一般來說其溶解度有如下規(guī)律：無機(jī)酸鹽水溶性大于有機(jī)酸鹽；含氧無機(jī)酸鹽（如硫酸鹽、磷酸鹽）水溶性大于鹵代酸鹽（如鹽酸鹽，鹵代酸分子量越大則水溶性越?。?；小分子有機(jī)酸鹽（如醋酸鹽）水溶性大于大分子有機(jī)酸鹽。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)五、生物堿的檢識（一）沉淀反應(yīng)

大多數(shù)生物堿在酸性水溶液或稀醇溶液中，能和某些試劑生成難溶于水的復(fù)鹽或分子絡(luò)合物的反應(yīng)，稱為生物堿沉淀反應(yīng)，這些試劑被稱為生物堿沉淀試劑。通過沉淀反應(yīng)可以檢測判斷中藥材或中藥制劑中是否含有生物堿，檢查生物堿是否提取分離完全，也可用于生物堿的分離純化（如雷氏銨鹽）與色譜檢識（如改良碘化鉍鉀）。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)在檢測生物堿時(shí)要排除蛋白質(zhì)、鞣質(zhì)等雜質(zhì)干擾，防止出現(xiàn)假陽性反應(yīng)，采用多種沉淀試劑進(jìn)行沉淀反應(yīng)，才能得到較可靠的結(jié)果。此外，有少數(shù)生物堿與某些生物堿沉淀試劑不產(chǎn)生沉淀，如麻黃堿，因此下結(jié)論時(shí)需慎重。生物堿的沉淀試劑的種類很多，常用的見表9-1。第九章

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生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)（二）顯色反應(yīng)

某些生物堿能和一些試劑發(fā)生反應(yīng)生成具有不同顏色的產(chǎn)物，這種反應(yīng)稱為生物堿顯色反應(yīng)，這些試劑稱為生物堿顯色試劑。常用的生物堿顯色試劑見表9-2。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)〔學(xué)以致用〕1.生物堿的沉淀試劑有哪些？2.生物堿沉淀反應(yīng)應(yīng)該在什么條件下進(jìn)行？第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目九生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)第三節(jié)生物堿的提取與分離第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)在植物體內(nèi)，多數(shù)生物堿的堿性較強(qiáng)，以鹽的形式存在；少數(shù)生物堿的堿性較弱，以游離形式存在，極少數(shù)生物堿以酯、苷、氮氧化物的形式存在。因此，生物提取應(yīng)當(dāng)考慮生物堿存在形式，選擇合適的提取方法。

（一）脂溶性生物堿的提取1.酸水提取法第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)（1）離子交換樹脂法此法利用生物堿鹽在水溶液中可解離出生物堿陽離子，能與陽離子交換樹脂發(fā)生離子交換的性質(zhì)。先將生物堿的酸水提取液通過陽離子交換樹脂（如磺酸型陽離子交換樹脂），生物堿鹽陽離子被交換到樹脂上，雜質(zhì)隨溶液流出；再用堿液（如氨水等）堿化樹脂，使生物堿從樹脂柱上游離出來；最后用氯仿、乙醚等親脂性有機(jī)溶劑洗脫，濃縮后即可得到游離的總生物堿。第九章

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生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)（2）有機(jī)溶劑萃取法此法利用游離生物堿易溶于親脂性有機(jī)溶劑的性質(zhì)。將生物堿的酸水提取液用堿液（如氨水、石灰乳或石灰水等）堿化，使生物堿鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x生物堿，再用親脂性有機(jī)溶劑（如氯仿、乙醚等）溶劑萃取，合并萃取液，回收溶劑即可得到總生物堿。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)（3）堿沉淀法此法利用游離生物堿難溶于水而沉淀析出的性質(zhì)。將生物堿的酸水提取液用堿液（如氨水、石灰乳或石灰水等）堿化，使生物堿鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x生物堿而沉淀析出。過濾后即可得到游離的總生物堿。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)2.醇類溶劑提取法此法利用生物堿及生物堿鹽可溶于甲醇或乙醇的性質(zhì)進(jìn)行提取。甲醇對生物堿及生物堿鹽的溶解性能比乙醇好，實(shí)驗(yàn)室多采用甲醇提取。但甲醇毒性較大，生產(chǎn)中多采用乙醇提取。一般采用回流、浸漬、滲漉等方法。優(yōu)點(diǎn)是水溶性雜質(zhì)較少，提取液易濃縮。缺點(diǎn)是脂溶性雜質(zhì)較多，因此提取液濃縮后，需采用酸水溶解，有機(jī)溶劑萃取做進(jìn)一步純化得總生物堿。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)3.親脂性有機(jī)溶劑提取法

利用生物堿易溶于親脂性有機(jī)溶劑的性質(zhì)進(jìn)行提取，可采用浸漬、回流或連續(xù)回流等方法。由于生物堿多以鹽的形式存在于生物組織中，在用親脂性溶劑提取時(shí),先用堿水(氨水、石灰乳等)將藥材粗粉潤濕，既可使藥材吸水膨脹、又能使生物堿游離，再用親脂性有機(jī)溶劑(三氯甲烷等)提取。如果提取液中雜質(zhì)多，也可采用酸水溶解有機(jī)溶劑萃取法做純化處理。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)（二）水溶性生物堿的提取將藥材提取物中的脂溶性生物堿提出后，若堿水層仍可以檢識出生物堿，說明藥材中含有水溶性生物堿，可用雷氏銨鹽沉淀法和溶劑法進(jìn)行提取。1.雷氏銨鹽沉淀法第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

此法利用季銨型生物堿與雷氏銨鹽沉淀試劑反應(yīng)生成難溶于水的雷氏鹽而沉淀析出的性質(zhì)。將季銨型生物堿的水溶液酸化(常用鹽酸)至呈弱酸性，加入新制的雷氏銨鹽飽和水溶液至不再生成沉淀(雷氏鹽)。濾取沉淀，用少量水洗滌，將沉淀溶于丙酮中，過濾，向?yàn)V液中加人硫酸銀飽和水溶液，使生物堿的雷氏鹽轉(zhuǎn)化成生物的硫酸鹽和雷氏銀鹽沉淀，過濾后，向?yàn)V液中加入計(jì)算量的氯化鋇溶液，濾除沉淀，濾液濃縮后即得季銨型生物堿的鹽酸鹽。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)其反應(yīng)過程如下：第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)2.溶劑法此法利用水溶性生物堿能溶于極性較大、且與水不混溶的有機(jī)溶劑（如正丁醇、異戊醇等）的性質(zhì)，采用兩相溶劑萃取法提取。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)總生物堿的離方法一般先進(jìn)行總生物堿的初步分離，再進(jìn)行單體生物堿的分離。（一）總生物堿的分離

根據(jù)總生物堿中各成分理化性質(zhì)的差異，按照生物堿的堿性強(qiáng)弱、有無酚羥基和極性大小進(jìn)行分類，初步分離出弱堿性生物堿、中強(qiáng)堿性生物堿和強(qiáng)堿性生物堿、水溶性生物堿和酚性生物堿、非酚性生物堿等不同的部分。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)總生物堿的分離流程見圖：第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)（二）單體生物堿的分離1.利用生物堿的堿性差異進(jìn)行分離總生物堿中各單體生物堿的堿性之間存在一定的差異，可在不同的pH條件下分離，稱為pH梯度萃取法。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)總生物堿中的強(qiáng)堿可以在弱酸性條件下形成生物堿鹽（強(qiáng)堿弱酸鹽）溶于水，而弱堿則必須在強(qiáng)酸性條件下才能形成生物堿鹽（強(qiáng)酸弱堿鹽）溶于水；總生物堿鹽的水溶液在堿化時(shí)，弱堿鹽可以在弱堿性條件下形成游離生物堿而溶于親脂性有機(jī)溶劑，而強(qiáng)堿鹽則必須在強(qiáng)堿性條件下才能形成游離生物堿而溶于親脂性有機(jī)溶劑。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)2.利用生物堿及其鹽的溶解度差異進(jìn)行分離如氧化苦參堿和苦參堿的分離。氧化苦參堿的極性大于苦參堿，在乙醚溶劑中，氧化苦參堿難溶，而苦參堿可溶。因此向苦參總堿的氯仿溶液中加入10倍量的乙醚，可使氧化苦參堿沉淀析出。如麻黃堿和偽麻黃堿的分離。麻黃堿的草酸鹽比偽麻黃堿的草酸鹽在水中的溶解度小，因此向麻黃總堿的水溶液中加入適量草酸，可使麻黃堿的草酸鹽沉淀析出。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)3.利用生物堿中的特殊官能團(tuán)進(jìn)行分離具有酚羥基、羧基等酸性基團(tuán)的生物堿，除具有堿性可與酸成鹽外，還有弱酸性，可分別與碳酸氫鈉、氫氧化鈉生成可溶于水的鈉鹽，利用此性質(zhì)可與其他普通生物堿分離。如阿片生物堿中可待因與嗎啡的分離。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)具有內(nèi)酯或內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)的生物堿，在堿性條件下加熱水解開環(huán)形成羧酸鹽而溶于水，酸化后又重新環(huán)合而從水溶液中沉淀析出，利用此性質(zhì)可與不具有此結(jié)構(gòu)的其他生物堿分離。如喜樹堿和苦參堿的分離。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)4.利用色譜法進(jìn)行分離生物堿的色譜分離方法主要有吸附柱色譜、分配柱色譜和高效液相色譜。對于極性較小的脂溶性生物堿，一般采用吸附柱色譜進(jìn)行分離，以氧化鋁、硅膠為吸附劑，以氯仿、乙醚等親脂性有機(jī)溶劑或混合溶劑系統(tǒng)為洗脫劑。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)對于極性較大的生物堿，一般采用分配柱色譜進(jìn)行分離，以硅膠為支持劑，以氯仿、乙醚等親脂性有機(jī)溶劑或混合溶劑系統(tǒng)為洗脫劑。需要注意的是，硅膠具有弱酸性，可與生物堿發(fā)生化學(xué)吸附而難以洗脫，因此需在洗脫劑中加入二乙胺等堿性溶液，以保持生物堿的游離狀態(tài)。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)項(xiàng)目九生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)第四節(jié)鑒定第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)一、理化鑒定從天然藥物中提取分離得到的生物堿單體，需要進(jìn)行物理鑒別和化學(xué)鑒別。物理鑒別法主要是通過觀察生物堿的形態(tài)、顏色和測定生物堿的熔點(diǎn)等物理常數(shù)來進(jìn)行。化學(xué)鑒別主要是通過生物堿的沉淀反應(yīng)和顯色反應(yīng)進(jìn)行，有試管法和色譜法兩種操作。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)試管法是將樣品溶液加入試管中，滴人生物堿沉淀試劑或生物堿顯色試劑，通過觀察試管內(nèi)的沉淀有無和顏色變化來判斷樣品中的生物堿情況。色譜法是將樣品點(diǎn)在薄層板上，展開顯色，通過觀察色斑的有無、顏色或與對照品同薄層板對比來判斷樣品中的生物堿情況。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)二、色譜鑒定（一）吸附薄層色譜生物堿的薄層色譜檢識首選吸附薄層色譜。吸附劑通常選用氧化鋁、硅膠，兩者均為極性吸附劑。氧化鋁顯弱堿性，吸附性能比硅膠強(qiáng)，可以直接應(yīng)用于生物堿的色譜鑒別。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)硅膠本身顯弱酸性，可與生物堿反應(yīng)生成鹽而使生物堿斑點(diǎn)的Rf值小，或造成生物堿部分成鹽、部分游離而出現(xiàn)拖尾、復(fù)斑現(xiàn)象，影響分離效果，因此需使色譜過程在堿性條件下進(jìn)行以獲得集中的斑點(diǎn)。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

加堿的方法有三種：第一種方法是使展開劑顯堿性，在展開劑中加入少量的堿性溶劑（如二乙胺、氨水）；第二種方法是在色譜缸中放入一個(gè)盛有氨水的小杯。第三種方法是使硅膠薄層顯堿性，在濕法制板時(shí)用氫氧化鈉水溶液（0.1mol/L～0.5mol/L）代替水進(jìn)行鋪板；第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

展開劑通常以氯仿為基本溶劑，根據(jù)生物堿的極性強(qiáng)弱、色譜結(jié)果加入其它溶劑（以親脂性溶劑為主）調(diào)整展開劑的極性，以使展開劑和生物堿的極性相適應(yīng)。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)如果生物堿的極性小，Rf值太大，則在氯仿中加入適量極性大的溶劑（如甲醇、丙酮）；如果生物堿的極性大，Rf值太小，則在氯仿中加入適量極性小的溶劑（如環(huán)己烷等）。一般情況下，在展開劑中加入少量的堿性溶劑（如二乙胺、氨水），可以獲得較好的分離效果。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)（二）分配薄層色譜支持劑通常選用硅膠或纖維素。固定相根據(jù)生物堿的極性進(jìn)行選擇。分離弱極性或中等極性的脂溶性生物堿時(shí)，固定相通常選用甲酰胺，展開劑通常選用甲酰胺飽和的親脂性有機(jī)溶劑，如氯仿。分離大極性的水溶性生物堿或生物堿鹽時(shí)，固定相通常選用水，展開劑通常選用親水性有機(jī)溶劑，如BAW溶劑系統(tǒng)（正丁醇-醋酸-水4︰1︰5，上層）。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)當(dāng)生物堿成分被薄層展開后，有顏色的生物堿可以在可見光下直接觀察斑點(diǎn)；沒顏色的生物堿可以在紫外光下觀察熒光斑點(diǎn)；不顯色也無熒光的生物堿，則用改良碘化鉍鉀試劑顯色，大多數(shù)生物堿顯橘紅色。在噴灑顯色劑前，如果展開劑或固定相中含有難揮發(fā)的堿或甲酰胺，必須先加熱將堿除盡（60～120℃加熱）。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)（三）紙色譜生物堿的紙色譜是以水、甲酰胺為固定相的分配色譜。當(dāng)檢識離子狀態(tài)生物堿時(shí)，以水為固定相，以親水性溶劑系統(tǒng)為展開劑，如BAW溶劑系統(tǒng)（正丁醇-醋酸-水4︰1︰5，上層），溶劑系統(tǒng)偏酸性；當(dāng)檢識分子狀態(tài)生物堿時(shí)，以甲酰胺為固定相，以甲酰胺飽和的親脂性有機(jī)溶劑（如氯仿）為展開劑，溶劑系統(tǒng)偏堿性。紙色譜的顯色方法和薄層色譜相同，但含硫酸顯色劑不能使用。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)(四）高效液相色譜一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)相似的生物堿，可以借助高效液相色譜進(jìn)行檢識，可取得較好的效果。在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，各種生物堿均有一定的保留時(shí)間，可作定性參數(shù)，即被測試樣與已知對照品保留時(shí)間相同，則兩者為同一化合物。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)分離生物堿時(shí)主要采用反相分配色譜法，固定相主要以C18（C8）烷基硅烷鍵合硅膠（ODS）最為常用；極性流動(dòng)相多以甲醇（乙腈）-水為基本組成，并含有約0.01～0.1mol/L磷酸緩沖液、醋酸鈉溶液或碳酸銨等（pH4～7）。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)案例一麻黃中生物堿的提取分離鑒定技術(shù)麻黃是麻黃科植物草麻黃（EphedrasinicaStapf）、木賊麻黃（E.equisetinaBuuge）、中麻黃（E.intermediaSchrenketC.A.Mey）的干燥草質(zhì)莖。麻黃味辛、苦，性溫，主要功效為發(fā)汗散寒、宣肺平喘、利水消腫。主治風(fēng)寒感冒、發(fā)熱無汗、支氣管哮喘、水腫等癥。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)1.化學(xué)成分麻黃中含有多種生物堿，主要成分為麻黃堿，占總生物堿的80%～85%，具有收縮血管、興奮中樞的作用；其次是偽麻黃堿，具有升壓、利尿的作用。其結(jié)構(gòu)如下：第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)麻黃堿和偽麻黃堿均為仲胺生物堿，堿性較強(qiáng)，偽麻黃堿的共軛酸與C1-OH形成的分子內(nèi)氫鍵穩(wěn)定性大于麻黃堿，因此偽麻黃堿的堿性(pKa=9.74)略強(qiáng)于麻黃堿(pKa=9.58)。麻黃堿和偽麻黃堿易溶于三氯甲烷、苯等親脂性有機(jī)溶劑，麻黃堿可溶于水，而偽麻黃堿因形成較穩(wěn)定的分子內(nèi)氫鍵難溶于水。鹽酸麻黃堿和鹽酸偽麻黃堿均易溶于水，草酸麻黃堿難溶于水，而草酸偽麻黃堿易溶于水。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)2.提取分離溶劑法溶劑法是目前工業(yè)生產(chǎn)麻黃堿的主要方法。麻黃生物堿在植物體內(nèi)以鹽酸鹽的形式存在，其鹽酸鹽易溶于水，而游離麻黃生物堿易溶于親脂性有機(jī)溶劑（如氯仿、甲苯等），可利用此性質(zhì)進(jìn)行麻黃生物堿的提取。即將麻黃用水提取，提取液堿化后用甲苯萃取。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)草酸麻黃堿難溶于水，而草酸偽麻黃堿易溶于水，可利用此性質(zhì)進(jìn)行麻黃生物堿的分離。即甲苯萃取液流經(jīng)草酸溶液，使麻黃生物堿都轉(zhuǎn)變?yōu)椴菟猁}，草酸麻黃堿在水中的溶解度較小而析出，草酸偽麻黃堿仍留在水中。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)水蒸氣蒸餾法麻黃堿和偽麻黃堿具有揮發(fā)性，可用水蒸氣蒸餾法提取。即將麻黃用水提取，提取液堿化后用水蒸氣蒸餾提取。分離麻黃堿和偽麻黃堿可按溶劑法操作，即將餾出液流經(jīng)草酸溶液，使麻黃生物堿都轉(zhuǎn)變?yōu)椴菟猁}，草酸麻黃堿在水中的溶解度較小而析出，草酸偽麻黃堿仍留在水中。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)離子交換樹脂法利用生物堿鹽可以交換到強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂的性質(zhì)進(jìn)行分離。即將麻黃用酸水溶液（如鹽酸水溶液）提取，提取液通過強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，麻黃堿與偽麻黃堿鹽的陽離子（生物堿陽離子）被交換到樹脂上，用堿液洗脫，由于偽麻黃堿的堿性較強(qiáng)而被樹脂吸附的牢固，故麻黃堿先被洗下來，從而使兩者分離。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)3.鑒定麻黃堿和偽麻黃堿皆為仲胺衍生物，具有揮發(fā)性，不易和生物堿沉淀試劑發(fā)生沉淀。二硫化碳-硫酸銅反應(yīng)在麻黃堿和偽麻黃堿的乙醇溶液中，加入二硫化碳、硫酸銅和氫氧化鈉各1滴，可產(chǎn)生黃棕色沉淀。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)銅絡(luò)鹽反應(yīng)在麻黃堿和偽麻黃堿的水溶液中加入硫酸銅試劑和氫氧化鈉試劑，溶液呈藍(lán)紫色。向此溶液中再加入乙醚振搖，分層后，乙醚層顯紫紅色，水層為藍(lán)色。紫紅色銅絡(luò)鹽可溶于乙醚，在水中轉(zhuǎn)變成四水合物顯藍(lán)色。薄層色譜鑒別法吸附劑為硅膠G薄層板、展開劑為10%氨水-異丙醇（1︰9）、顯色劑為0.5%茚三酮試劑（在105℃加熱至斑點(diǎn)顯紅色）。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)溶劑法提取分離流程見圖9-2：第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)案例二馬錢子中生物堿的提取分離鑒定技術(shù)馬錢子為馬錢科植物馬錢（Strychnosnux-vomica）或云南馬錢（Strychnospierriana）的干燥成熟種子。馬錢子性溫，味苦，有大毒，主要功效為涼血散熱、散結(jié)消腫、通絡(luò)止痛。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)1.化學(xué)成分馬錢子中含有多種生物堿，主要成分為士的寧（strychnine）和馬錢子堿（vauquline），均屬于吲哚類生物堿。其結(jié)構(gòu)如下：第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)士的寧和馬錢子堿屬于吲哚類生物堿，其分子結(jié)構(gòu)中均有兩個(gè)氮原子，但由于吲哚環(huán)上的氮原子呈內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)，幾乎沒有堿性，另一個(gè)氮原子為叔胺型。因此，士的寧和馬錢子堿相當(dāng)于一元堿，為中等強(qiáng)度堿性（pKa=8.20）。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)士的寧和馬錢子堿屬于脂溶性生物堿，易溶于氯仿、乙醚等親脂性有機(jī)溶劑，可溶于甲醇、乙醇，難溶于水。但它們的鹽卻呈現(xiàn)不同的溶解性能，如鹽酸士的寧較鹽酸馬錢子堿在水中的溶解度小，易從水中析出；硫酸馬錢子堿較硫酸士的寧在水中的溶解度小，易從水中析出。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)2.提取分離利用士的寧和馬錢子堿屬于脂溶性生物堿，易溶于親脂性有機(jī)溶劑的性質(zhì)進(jìn)行提取。即將馬錢子用石灰水濕潤，加苯回流提取。利用士的寧和馬錢子堿的硫酸鹽和鹽酸鹽在水中的溶解度差異進(jìn)行分離。即加鹽酸水溶液，使鹽酸士的寧結(jié)晶析出，加硫酸水溶液，使硫酸馬錢子堿結(jié)晶析出。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)3.鑒定士的寧和馬錢子堿具有一般生物堿的通性，能與多種生物堿沉淀試劑產(chǎn)生沉淀。此外，還可以用以下兩種方法鑒定。硝酸反應(yīng)士的寧遇硝酸反應(yīng)顯黃色，加熱蒸干后，殘?jiān)霭睔怙@紫紅色。馬錢子堿遇硝酸反應(yīng)顯紅色，繼續(xù)加入氯化亞錫溶液，則顯紫色。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)濃硫酸-重鉻酸鉀反應(yīng)士的寧加濃硫酸1mL和重鉻酸鉀少許，最初顯藍(lán)紫色，漸變?yōu)樽陷郎?，最后為橙黃色。馬錢子堿不發(fā)生此顏色反應(yīng)。

提取分離流程見圖9-3：第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)案例三洋金花中生物堿的提取分離鑒定技術(shù)洋金花是茄科植物白曼陀羅（DaturametelL.）的花。我國古代就有用洋金花作為中藥麻醉劑的歷史。洋金花主要功效為止咳平喘、解痙鎮(zhèn)痛，用于治療風(fēng)濕痹痛、脘腹冷痛、哮喘咳嗽及外科麻醉。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)1.化學(xué)成分洋金花中含生物堿0.3%～0.43%，其中東莨菪堿含量最高，約占85%，莨菪堿次之，二者都有解痙鎮(zhèn)痛、解有機(jī)磷中毒和散瞳的作用。其結(jié)構(gòu)如下：第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)莨菪堿和東莨菪堿均屬于叔胺堿，其結(jié)構(gòu)中含有莨菪烷母核，莨菪堿和東莨菪堿是由莨菪烷衍生的氨基醇和莨菪酸縮合而成的酯類化合物。受到空間效應(yīng)的影響，莨菪堿（pKa=9.65）的堿性強(qiáng)于東莨菪堿（pKa=7.50）。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)莨菪堿親脂性較強(qiáng)，易溶于乙醇、氯仿，可溶于四氯化碳、苯，難溶于水。東莨菪堿有較強(qiáng)的親水性，易溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等溶劑，可溶于水，難溶于苯等強(qiáng)親脂性溶劑。2.提取分離莨菪堿鹽和東莨菪堿鹽具有生物堿鹽的通性，易溶于水，可利用鹽酸水將其酸化轉(zhuǎn)變成在水中溶解度較大的鹽酸鹽而被提取出來。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)利用生物堿鹽中生物堿陽離子能與陽離子交換樹脂發(fā)生離子交換的性質(zhì)，將生物堿的酸水提取液通過陽離子交換樹脂（如磺酸型陽離子交換樹脂），生物堿鹽陽離子被交換到樹脂上，雜質(zhì)隨溶液流出，再用氨水堿化樹脂，使生物堿從樹脂柱上游離出來，最后用氯仿、乙醚、苯等親脂性有機(jī)溶劑洗脫，由于莨菪堿的堿性較強(qiáng)而被樹脂吸附的牢固，故東莨菪堿先被洗下來，從而使兩者分離。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)3.鑒定莨菪堿和東莨菪堿具有一般生物堿的通性，能與多種生物堿沉淀試劑產(chǎn)生沉淀。此外，還可以用以下三種方法鑒定。氯化汞沉淀反應(yīng)莨菪堿在乙醇溶液中與氯化汞發(fā)生反應(yīng)生成黃色沉淀，加熱后沉淀變?yōu)榧t色，而東莨菪堿只能產(chǎn)生白色沉淀。這是因?yàn)檩馆袎A的堿性強(qiáng)，能將氯化汞轉(zhuǎn)變成氧化汞，而東莨菪堿堿性較弱，無此反應(yīng)。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)硝基醌反應(yīng)（Vitali試劑）莨菪堿、東莨菪堿用發(fā)煙硝酸處理，其分子結(jié)構(gòu)中的莨菪酸部分發(fā)生硝基化反應(yīng)，生成三硝基衍生物（黃色），再與堿性醇溶液反應(yīng)，生成紫色醌型結(jié)構(gòu)，漸變成暗紅色，最后顏色消失。第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)薄層色譜鑒別薄層板：堿性氧化鋁軟板展開劑：二甲苯-丙酮-無水乙醇-二乙胺（50︰40︰10︰0.6）顯色劑：改良碘化鉍鉀；碘-碘化鉀（1︰1）提取分離流程見下圖：第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)

第九章

生物堿類化學(xué)成分的提取分離技術(shù)案例四黃連中生物堿的提取分離鑒定技術(shù)黃連是毛莨科植物黃連（CoptischinensisF