积累经验 利用经验 天然药物化学(第四版) 第十章 生物碱 (Alkaloids).

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第一章 绪论. 一、天然药物化学的学习内容。 二、天然药物的来源及应用。 三、天然药物及其有效成分。 四、天然药物化学的发展。 2 五、学习天然药物化学的目的和意义。
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第九章 生 物 碱 ( Alkaloids ) Chemistry of Natural Medicine天然药化教研室.
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第九章 生物碱.
天然药物化学 第九章 生物碱.
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积累经验 利用经验 天然药物化学(第四版) 第十章 生物碱 (Alkaloids)

基本内容 生物碱的概念及其在植物界中分布规律。 生物碱的主要物理化学性质, 碱性强弱的影响因素及判断方法、 游离碱及盐在溶解度方面的差别、氮原子的氧化过程及C-N键的裂解反应。 生物碱的提取分离方法原理。 利用碱性差异或盐的溶解度差异采用pH梯度萃取、分步沉淀或离子交换色谱进行分离的方法。 UV、 IR光谱特征对推测分子骨架、官能团的重要意义。生物碱的NMR特征因骨架类型不同所具有的较大差异。

基本要求 掌握生物碱的结构分类及碱性大小影响因素,并会应用;生物碱的鉴别方法和离子交换色谱原理; 熟悉生物碱成盐过程特点。 了解生物碱的结构鉴定方法。

本章内容  第一节 概述 第二节 化学结构及分类 第三节 理化性质 第四节 提取分离 第五节 波谱特征

第一节 概述 1806年德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出吗啡碱(morphine)作为开始 到目前为止已报道的并且结构清楚的已达4000种。 《全国医药产品大全》中收载的药物及其制剂达六十余种。 生物碱是许多药用植物与中草药的有效成分。如:

植物中的生物碱 鸦片又称“阿片”,俗称“大烟”、“鸦片烟”、“烟土”等,是英文名Opium的音译,来自于鸦片罂粟。鸦片有生鸦片和熟鸦片之分。      鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片内含有30多种生物碱,其中主要含吗啡,含量为10-15%,此外还含有少量的罂粟碱(约1%)、可待因(约1%)、蒂巴因(约0.2%)及那可汀(约3%)等。

麻黄为麻黄科草麻黄、木贼麻黄、麻黄、中麻黄的干燥草质茎,分布在我国北方干旱地区。麻黄作为一种传统中药材,至今已有四千多年的应用历史。麻黄中含有一种叫麻黄素的生物碱有显著的中枢兴奋作用,长期使用可引起病态嗜好及耐受性,被纳入我国二类精神药物品进行管制。 草麻黄 木贼麻黄 麻黄素是制造冰毒的前体,冰毒是国际上滥用最严重的中枢兴奋剂之一。冰毒即甲基苯丙胺,又称甲基安非他明、去氧麻黄素,为纯白色晶体,晶莹剔透,外观似冰,俗称“冰毒”。 麻黄 中麻黄

长春花,又名日日春、天天开等,夹竹桃科植物。原产西印度,早在宋代以前就传入我国。 长春花不仅姿态忧美,花期特长,还是一种防治癌症的良药。据现代科学研究,长春花中含55种生物碱。其中长春碱和长春新碱对治疗绒癌等恶性神瘤、淋巴肉瘤及儿童急性白血病等都有一定疗效,是目前国际上应用最多的抗癌植物药源。

黄连是著名的中药,《神农本草经》列之为上品。根茎味极苦,苦味在于它所含多种生物碱,主要为小檗碱,其次为甲基黄连碱、雅托碱等。黄连素是小檗碱的盐酸盐,它对痢疾志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、伤寒沙门氏菌、霍乱弧菌等许多病菌都有抑制作用。通常制成片剂或针剂,对菌痢有显著疗效。 黄连生活条件要求较高,生长慢,产量少,因此难以满足市场需要。现已发现小檗科小檗属许多植物的根、茎中亦含有大量小檗碱,如黄栌木、豪猪刺、安徽小檗、庐山小檗等,它们可代替黄连,提取小檗碱,制造黄连素。 毛莨科植物黄连的根茎。 根茎多集聚成簇,形如鸡爪 ,又称鸡爪黄连。

颠茄含颠茄生物碱,主要有效成分为莨菪碱(Hyoscyamine),此外还有微量东莨菪碱等。一般制成颠茄膏、颠茄酊等制剂服用。有解除平滑肌痉挛、镇痛、抑制腺体分泌、扩大瞳孔等功效。主要用于治疗胃及十二指肠溃疡病,肠胃道、肾胆绞痛等。 颠茄,俗名“野山茄”,为茄科,颠茄属多年生草本植物,全草入药。 原产欧洲地中海地区和小亚细亚,20世纪30年代引入我国。

生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索 植物古柯中的有效成分古柯碱(cocaine)虽有很强的局部麻醉作用,但是毒性较大,久用容易成瘾将其结构进行进行修饰-----普鲁卡因 古柯碱 cocaine (可卡因) 普鲁卡因 procaine (合成品)局麻药

第一节 概述 一 生物碱的定义 生物碱是指结构中含有负氧化态氮原子、且氮原子多处在杂环上的一类碱性化合物,多数能与酸成盐,具有较强的生理活性。 二 生物碱的分布 在植物中分布较广。如双子叶植物:豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等。

第一节 概述 三 生物碱的存在形式 1.游离碱:碱性极弱,以游离碱的形式存在。 2.成 盐:有机酸有:柠檬酸、酒石酸等;特殊的酸 2.成 盐:有机酸有:柠檬酸、酒石酸等;特殊的酸 类:乌头酸、绿原酸等; 无机酸:硫酸、盐酸等。 3.酰 胺:如:喜树碱、秋水仙碱等 4.氮杂缩醛:如:阿马林 阿替生等。 5.N-氧化物:植物体中的氮氧化物生物碱约一百余种 6.其 它: 如亚胺(C=N)、烯胺(-N-C=C)、氮腈(-N-CN))等。

第一节 概述 四、命名规则 1. 类型的命名 ⑴母核的化学结构,如吡啶、喹啉、萜类等; ⑵以来源植物命名,如石蒜科生物碱等。 2.单体成分的命名 ⑴以植物来源的属、种的名称命名;如 一叶萩碱 ⑵也有以生理活性或药效命名,如:吗啡(使睡眠) ⑶以人名命名的;如:pelletierine

第一节 概述 五、分类方法 1.按植物来源分类; 如:黄连生物碱,长春花生物碱; 2.按化学结构分类; 如:异喹啉生物碱 有机胺类生物碱; 如:异喹啉生物碱 有机胺类生物碱; 3.按生源结合化学分类; 如:来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。

本章内容 第一节 概述 第二节 化学结构及分类 第三节 理化性质 第四节 提取分离 第五节 波谱特征 

第二节 化学结构及分类 从化学结构入手,生物碱可分为 1.杂环衍生物:指氮原子处于杂环上的 2.有机胺类:氮原子不处于环状结构上; 3.肽类生物碱:结构中含有两个以上的酰胺基, 并且大多属于大环结构,不同于 生物体中的肽类成分,因为组成 的氨基酸多是不常见氨基酸如: 劳纳灵、后马林等。

第二节 化学结构及分类 劳纳灵 后马林

其它:咪唑类、嘌呤类、萜类、甾类生物碱等 第二节 化学结构及分类 吡咯衍生物 异喹啉类 吡啶衍生物 吲哚类 莨宕烷类 吖啶酮类 喹啉类 喹唑啉类 其它:咪唑类、嘌呤类、萜类、甾类生物碱等

一 杂环衍生物 1.吡咯衍生物 由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。 吡咯 四氢吡咯 重要的分:简单的吡咯衍生物 吡咯里西啶衍生物(又称双稠吡咯啶) 吲哚里西啶衍生物。

一 杂环衍生物 1.吡咯衍生物 简单的吡咯衍生物 (结构简单、数目少、活性弱) 红古豆碱 红古豆苦杏仁酸酯 似阿托品药物 (无活性) 的散瞳等作用 (无活性)

吡咯里西啶(pyrrolizidine)衍生物,活性较强 一 杂环衍生物 1.吡咯衍生物 吡咯里西啶(pyrrolizidine)衍生物,活性较强 吡咯里西啶 野百合碱 (有抗癌活性)

一 杂环衍生物 1.吡咯衍生物 吲哚里西啶(indolizidine)衍生物 吲哚里西啶 indolizidine 一叶萩碱 securinine

一 杂环衍生物 2. 吡啶衍生物 由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。 分:简单吡啶衍生物(结构简单,有的以液体存在) 喹诺里西啶 吡啶

一 杂环衍生物 2. 吡啶衍生物 猕猴桃碱 蓖麻碱 金雀花碱 actinidine ricinine cytisine

一 杂环衍生物 2. 吡啶衍生物 喹诺里西啶生物碱数目不多,中药苦参中大 多属于此类 苦参碱 氧化苦参碱 matrine oxymatrine

一 杂环衍生物 3. 莨菪烷(tropane)衍生物 由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环。 分:颠茄生物碱(belladonna alkaloids) 如:莨菪碱 古柯生物碱(coca alkaloids) 如:古柯碱

一 杂环衍生物 莨菪碱是由莨菪醇(tuopine,C3竖键羟基)与莨菪酸(tuopic acid)缩合而生成的一元酯: + 莨菪醇 莨菪酸 莨菪碱(阿托品)

如:植物颠茄中的生物碱(belladonna alkaloids) 莨菪碱 hyoscyamine 山莨菪碱 anisodamine 樟柳碱 anisodine 东莨菪碱 scopolamine

一 杂环衍生物 3. 莨菪烷(tropane)衍生物 古柯生物碱(coca alkaloids)是由伪莨菪醇(C3横键羟基)和有机酸缩合而成的,多为二元酯类 爱康宁 ecgonine 古柯碱 cocaine

一 杂环衍生物 4. 喹啉衍生物 喜树碱 camptothecine 白鲜碱 治白血病和直肠癌

一 杂环衍生物 5. 异喹啉衍生物 分:1-苄基异喹啉型 双苄基异喹啉型 原小檗碱型 阿朴芬型 原阿朴芬型 吗啡烷及莲花氏烷型 普托品型 isoquinoline

1-benzyl-isoquinoline 一 杂环衍生物 5. 异喹啉衍生物 那可丁 narcotine 1-苯基异喹啉 存在于鸦片中,具有镇 咳作用与可待因相似, 但无成瘾性,可替代可 待因。 1-benzyl-isoquinoline

双苯甲基异喹啉型 唐松草碱 thalicarpine

原小檗碱型 protoberberine 药根碱 jatrorrhizine 小檗碱(黄连素) berberine

原小檗碱型 protoberberine 延胡索乙素 Corydalis B 四氢黄连碱 tetrahydrocoptisine

阿朴啡型 土藤碱 tuduranine 阿朴啡 aporphine

原阿朴啡型 Stepharine (存在于千金藤中) 原阿朴啡 proaporphine

吗啡烷型与莲花氏烷型 吗啡烷 morphanes 青藤碱 sinomenine 吗啡碱 morphine

莲花氏烷型 莲花宁碱

原托品碱型 原托品碱 protopine

benzo-phenanthridine 一 杂环衍生物 6. 菲啶(phenanthridine)衍生物 属异喹啉类衍生物,重要的类型有: 苯骈菲啶类 吡咯骈菲啶类 苯骈菲啶 benzo-phenanthridine 菲啶

一 杂环衍生物 6. 菲啶(phenanthridine)衍生物 苯骈菲啶类 吡咯骈菲啶类 白屈菜碱 chelidonine 石蒜碱 lycorine

一 杂环衍生物 7. 吖啶酮(acridone)衍生物 吖啶酮 吖啶

Acronychia pedunculata 沙塘木 Acronychia pedunculata 山油柑碱 acronycine 来自于芸香科山油柑属植物, 具有显著抗癌作用,抗瘤谱 较广,现已有人工合成品。

一 杂环衍生物 8.吲哚(yinduo)衍生物 吲哚 麦角新碱

一 杂环衍生物 8.吲哚(yinduo)衍生物 毒扁豆碱 玫瑰树碱 physostigmine ellipticine 治疗青光眼 抗癌作用,低毒。 毒扁豆碱 physostigmine 治疗青光眼

一 杂环衍生物 9. 咪唑(imidazole)衍生物 咪唑 毛果芸香碱 pilocarpine 治疗青光眼

一 杂环衍生物 10. 喹唑酮(quinazolidone)衍生物 常山碱 b-dichroine febrifugine 喹唑酮 抗疟作用

一 杂环衍生物 11.嘌呤(purine)衍生物 嘌呤 香菇嘌呤 eritadenine 具降脂作用

一 杂环衍生物 12.甾体生物碱 贝母碱 peimine verticine 浙贝母

一 杂环衍生物 13.萜类生物碱 乌头碱 aconitine 石斛碱 dendrobine

二 有机胺类 氮原子不结合在环内的一类生物碱,如: 1R,2S 麻黄碱 1S, 2S 伪麻黄碱 ephedrine pseudephedrine

二 有机胺类 游离时可溶于水,能与酸生成稳定的盐,有挥发性,不易与大多数生物碱沉淀试剂反应生成沉淀,因此可通过下面反应鉴别。 麻黄碱的特点:

二 有机胺类 秋水仙碱 益母草碱 colchicine leonurine 治疗急性痛风,并有 对动物子宫有增加其 抑制癌细胞生长的作用 紧张性与节律性的作用

本章内容 第一节 概述 第二节 化学结构及分类 第三节 理化性质 第四节 提取分离 第五节 波谱特征 

一 一般性质 1.形态——多为结晶固体,少为粉末;有熔点。 少数常温下——液体(多不含氧,若含多成酯键) 毒藜碱 菸碱 槟榔碱 dl-anabasine 菸碱 nicotine 槟榔碱 arecoline

一 一般性质 2.颜色——多为无色或白色,少数有色。

一 一般性质 + 一叶萩碱 (黄色) 一叶萩碱成盐后则无色。

一 一般性质 3.味 觉——多具苦味。 4.挥发性——多无挥发性,少数具挥发性。 5.旋光性——多为左旋光性。受溶剂的影响有的产 3.味 觉——多具苦味。 4.挥发性——多无挥发性,少数具挥发性。 5.旋光性——多为左旋光性。受溶剂的影响有的产 生变旋现象。 如:菸碱 中性溶液——左旋光性 酸性溶液——右旋光性 多数左旋体呈显著生理活性。

一 一般性质 6.溶解度 (1) 游离碱 类别 极性 溶解性 H2O CHCl3 H+ OH- 非酚性 较弱 脂溶性 - + + - *酸、碱均为1%。 类别 极性 溶解性 H2O CHCl3 H+ OH- 非酚性 较弱 脂溶性 - + + - 季铵碱 强 水溶性 + - + + 氮氧化物 半极性 中等水溶 + ± + + 两性: Ar-OH 较弱 脂溶性 - + + + -COOH 强 水溶性 + - + +

二 碱性 1.碱性的来源 生物碱 生物碱盐 2. 碱性强弱的表示方法

二 碱性 2. 碱性强弱的表示方法 游离碱浓度 成盐碱浓度 pKa: <2 2-7 7-11 >11 强碱 极弱碱 弱碱 中强碱

二 碱性 杂化方式 电子效应 影响因素 立体因素 分子内氢键 互变异构

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (1)杂化方式 吡啶 pKa=5.2 pKa: 10 5-6 0-1 胡椒啶 pKa=11.2

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (2)电子效应 叔胺 胺 伯胺 仲胺 连接供电基团则使碱性增强。 pKa: 9.3 10.6 10.7 9.74 连接供电基团则使碱性增强。

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (2)电子效应 b A B a

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (2)电子效应 氮原子附近若有吸电基团,碱性减弱。

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (2)电子效应 氮原子孤电子对处于P~π共轭体系时,碱性减弱。 酰胺结构 胡椒碱 咖啡因 胡椒碱 咖啡因 pKa=1.42 pKa=1.22

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (2)电子效应 诱导——场效应:碱性降低。

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (3)立体因素 如在东莨菪碱中,由于三元氧环的存在,对氮原子上的孤对电子产生显著的立体效应,使N原子不容易给出电子,所以碱性减弱。

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (3)立体因素 一般叔胺分子——碱性降低 但:苦参碱——使碱性增强。其中一个氮原子处于酰胺态,碱性极弱,而另一个氮原子三个键均在环上,其立体结构易于接受质子,碱性较强。

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (4)分子内氢键 若能形成稳定的分子内氢键,可使碱性增强。 (指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键) 麻黄碱 伪麻黄碱

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (4)分子内氢键 麻黄碱 伪麻黄碱

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (4)分子内氢键 和钩藤碱 pKa=6.32 异和钩藤碱 pKa=5.20

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (5)分子内互变异构 异构化 蛇根碱

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (5)分子内互变异构 异构化 醇胺型 季胺型 小糪碱 pKa=11.53

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (5)分子内互变异构 N原子处在稠环的“桥头”——张力较大 阿马林碱 pKa=8.15

二 碱性 3.影响碱性强弱的因素 (5)分子内互变异构 互变异构的条件: ①环叔胺分子,氮原子的α、β位有双键; ②环叔胺分子,氮原子的α位有-OH; ③处于稠环桥头的N,不能异构化。

二 碱性 碱性强弱顺序: 氨 供电 碱性↑ 共轭、诱导吸电 碱性↓ 结构中有-COOH、Ar-OH基团,则为两性生物碱

二 碱性 练习:比较碱性强弱:

三 成盐 生物碱成盐的机理 生物碱与酸成盐,对质子化来说,仲胺、叔胺生物碱成盐时,质子多结合于氮原子。 季胺碱、氮杂缩醛、烯胺以及具有涉及氮原子的跨环效应形式存在的生物碱,质子化则往往并非发生在氮原子上。

三 成盐 1. 季胺碱的成盐 水 盐 季胺碱 质子与OH- 结合成水

三 成盐 2. 含氮杂缩醛Alk的成盐 氮杂缩醛衍生物 亚胺盐 醇或水 质子RO-结合成H-OR(醇或水)

三 成盐 2. 含氮杂缩醛Alk的成盐 斯米生 亚胺盐 内酯环开裂,质子与COO-结合

三 成盐 3. 具有烯胺结构Alk的成盐 烯胺 亚胺盐 Alk质子化多在β碳上,而非氮原子

三 成盐 3. 具有烯胺结构Alk的成盐 二氢奥斯冬宁 亚胺盐

三 成盐 *稠环桥头N原子不能形成亚胺形式的盐。 阿马林碱 新士的宁 有烯胺结构 含氮杂缩醛结构

N原子孤电子对空间上靠近酮基时,则产生跨环效应 三 成盐 4. 涉及氮原子跨环效应Alk的成盐 具有酮基的Alk 成盐 N原子孤电子对空间上靠近酮基时,则产生跨环效应

dimethoxy picraphylline 三 成盐 4. 涉及氮原子跨环效应Alk的成盐 二甲氧基皮拉菲林 dimethoxy picraphylline 产生跨环效应生成的盐

四 沉淀反应 用途: 鉴别——试管、TLC或PPC显色剂; 提取分离——检查是否提取完全。 主要内容: 1.沉淀试剂 2.反应原理 主要内容: 1.沉淀试剂 2.反应原理 3.反应条件 4.结果判断

四 沉淀反应 1.沉淀试剂 金属盐类: 碘-碘化钾(Wagner)KI-I2 棕褐色沉淀 碘化铋钾(Dragendoff)BiI3×KI 红棕色沉淀 碘化汞钾(Mayer试剂)HgI2×2KI 类白色沉淀 若加过量试剂,沉淀又被溶解 氯化金(3%)(Suric chloride)HAuCl4 黄色晶形 沉淀

四 沉淀反应 1.沉淀试剂 酸类——硅钨酸(Bertrand试剂)SiO2×12WO3 乳白色 酚酸类——苦味酸(Hager试剂) 2,4,6-三硝基苯酚黄色 复盐——雷氏铵盐(Ammoniumreineckate) 硫氰酸铬铵试剂,生成难溶性复盐 紫红色

四 沉淀反应 2. 反应原理:生成更大多分子复盐和络盐 红棕色沉淀 生物碱盐 碘化铋钾 生物碱盐 苦味酸 黄色沉淀

四 沉淀反应 3. 沉淀反应条件 (1)通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行; (若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀) (2)在稀醇或脂溶性溶液中时,含水量>50%; (当醇含量>50%时可使沉淀溶解) (3)沉淀试剂不易加入多量。 (如:过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解)

四 沉淀反应 4.结果的判断 (1)鉴别时每种Alk需采用三种以上沉淀试剂; (沉淀试剂对各种Alk的灵敏度不同) (2)直接对中药酸提液进行沉淀反应,则 阳性结果——不能判定Alk的存在 阴性结果可判断无Alk存在 氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等 + 沉淀试剂——沉淀

五 显色反应 Labat反应 5%没食子酸的醇溶液 具有亚甲二氧基结构呈翠绿色 Vitali反应 发烟硝酸和苛性碱醇溶液 结构中有苄氢存在则呈阳性反应 深紫—暗红—最后颜色消失

本章内容 第一节 概述 第二节 化学结构及分类 第三节 理化性质 第四节 提取分离 第五节 波谱特征 

一 提取 1. 酸水提取法 (离子交换树脂法、沉淀法) 2. 醇类溶剂提取法 3. 与水不相混溶的有机溶剂提取法

酸性水——0.1% ~ 1.0%H2SO4、HCl、HOAc等 1. 酸水提取:冷提法(渗漉法、冷浸法) 酸性水——0.1% ~ 1.0%H2SO4、HCl、HOAc等 生药 H+/H2O 药渣 Alk ↓ OH-/H2O OH- 弱碱及杂质 亲水性Alk

一 提取 1. 酸水提取法 此法缺点: 提取液体积较大(浓缩困难) 提取液中水溶性杂质多 解决方法: (1)离子交换树脂法 (2)沉淀法

一 提取 1. 酸水提取法 (1)离子交换树脂法 强酸型阳离子交换树脂 生物碱盐 有机溶剂提取 阳离子交换树脂的铵盐 游离生物碱

一 提取 适用于碱性弱的生物碱 1.酸水提取法 (2)沉淀法 ①酸提碱沉法 药 材 H+/H2O提取;加碱碱化 沉 淀 H2O 不溶或难溶性Alk 水溶性Alk、杂质

一 提取 1.酸水提取法 (2)沉淀法 ②盐析法:适用中等弱碱。 黄藤1%H2SO4水溶液 碱化至pH=9;加NaCl达饱和 沉淀 H2O 掌叶防已碱

一 提取 1. 酸水提取法 (2)沉淀法 ③雷氏铵盐沉淀法 适用于季铵碱

季铵碱的水溶液 加酸水调至弱酸性 加新配制的雷氏铵盐饱和/H2O 沉淀(雷氏复盐) 水溶液 溶丙酮(乙醇)中 加Ag2SO4饱和水溶液 雷氏铵盐沉淀 滤液 (B2SO4) 加入氯化钡(BaCl2) 沉 淀 滤 液 硫酸钡沉淀 季铵碱的盐酸盐

2. 醇类溶剂提取法 生 药 醇或酸性醇 醇 液 药 渣 挥醇;加酸水 沉 淀 H+ / H2O 碱性较弱的碱 CHCl3 OH-/H2O OH-/H2O CHCl3 CHCl3 OH-/H2O 亲水性Alk Alk

3.与水不相混溶的有机溶剂提取法 生 药 残 渣 CHCl3 亲水性Alk CHCl3 H+/H2O 碱性较弱的Alk Alk沉淀 生 药 碱化(如NH4OH)(使Alk游离) 渗滤(或浸渍)(如CHCl3等) 残 渣 CHCl3 亲水性Alk H+/H2O CHCl3 H+/H2O 碱性较弱的Alk OH-/H2O Alk沉淀

二 分离 分离原理 溶解性——重结晶法 碱性强弱——pH梯度萃取 色谱法

二 分离 生物碱的分离 系统分离 特定分离 多用于基础研究 侧重于生产实用 总 碱 类别 指酸碱性强弱 部位 指极性不同 总 碱 类别 指酸碱性强弱 部位 指极性不同 依据Alk的理化性质 单体Alk的分离

二 分离 1.根据Alk及其盐的溶解度不同进行分离 (1)已知成分——查文献选择结晶溶剂 (2)未知成分——色谱方法进行溶剂的选择 2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法 首先考虑的问题: 所选溶剂pH值多少为宜? 萃取几次能完全? 萃取溶剂的最佳体积?

二 分离 ①缓冲纸色谱

二 分离 2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法 (1)确定pH值的方法 选择最佳pH的缓冲溶液进行萃取

二 分离 2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法 (1)确定pH值的方法 两性化合物的特征 低 高 C+

二 分离 2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法 (1)确定pH值的方法 低 碱性大小 中 高

二 分离 2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法 (1)确定pH值的方法 ②利用pKa值来确定pH值 pKa与pH关系: 非解离型 解离型

二 分离 2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法 (1)确定pH值的方法 ②利用pKa值来确定pH值 游离碱的浓度 盐的浓度 例:某Alk的pKa=8.0,用CHCl3从H2O中萃取,H2O的pH应调多少? pH = pKa + 2 = 8 + 2 = 10

二 分离 2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法 (2)判断分离的难易程度——萃取次数

二 分离 2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法 (2)判断分离的难易程度——萃取次数 β ≥ 100 1次萃取可达90%以上 β ≥ 100 1次萃取可达90%以上 ≥ 10 萃取需10~12次 ≈ 2 需1000次以上萃取(CCD法) ≈ 1 不能分离 (3)萃取溶剂的最佳体积--等体积萃取

二 分离 3.色谱法 ⑴吸附剂:柱色谱法常用氧化铝(偶用硅胶); ⑵展开剂:游离Alk常以苯、乙醚、氯仿等溶剂洗脱 ⑶化合物极性判断: ①相似结构:双键多、含氧官能团多——则极性大 ②在含氧官能团中: -COOH > Ar-OH > R-OH > -CHO > R=O > -COOR > R-O-R' > C=C > C-C

二 分离 提取分离实例——长春碱与长春新碱 长春碱 R=-CH3 醛基长春碱 R=-CHO

长春花全草 (干粉80目) 除水杂 苯渗漉 苯渗漉液 药 渣 除脂杂 6%酒石酸水溶液萃取 苯 液 H+/H2O pH=4 过滤,氨水碱化至 pH=6~7 CHCl3提 除碱性较强的成分

CHCl3 弱碱 H2O 回收氯仿,蒸干 溶于无水乙醇 H2SO4调pH=3.8~4.1 Alk沉淀 除脂杂 Alk硫酸盐 溶于H2O,氨水碱化至 pH=8~9 CHCl3萃取 除水杂

CHCl3 H2O 回收氯仿 游离Alk 溶于苯:氯仿(1:2)液中 通过Al2O3吸附柱 用苯:氯仿(1:2)洗脱 色谱分离 长春碱 醛基长春碱

本章内容 第一节 概述 第二节 化学结构及分类 第三节 理化性质 第四节 提取分离 第五节 波谱特征 

一 色谱法 测定理化常数(如:熔点),与文献报道的数据进行对照,与对照品共薄层,测定其衍生物的理化数据等。 1.薄层色谱法 2.纸色谱法

二 谱学法 紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振 UV——反映分子中所含共轭系统情况; IR——利用特征吸收峰,鉴定结构中主要官能团; NMR——各种技术图谱测定结构; MS——依据文献,结合主要生物碱类型的质谱特征进行解析。

三 生物碱MS的一般规律 特点:M+或M+-1多为基峰或强峰。 一般观察不到由骨架裂解产生的特征离子。 主要包括两大类: ①芳香体系组成分子的整体或主体结构; 如喹啉类(A)、吖啶酮类、ß-卡波林类(B)等 ②具有环系多、分子结构紧密的生物碱; 如苦参碱类、秋水仙碱(C)类等

三 生物碱MS的一般规律 2. 主要裂解受氮原子支配 主要裂解方式是以氮原子为中心的α-裂解,且多涉及骨架的裂解。 2. 主要裂解受氮原子支配 主要裂解方式是以氮原子为中心的α-裂解,且多涉及骨架的裂解。 特征:基峰或强峰多是含氮的基团或部分。 主要类型生物碱:金鸡宁类、甾体生物碱类

三 生物碱MS的一般规律

三 生物碱MS的一般规律 3.主要由RDA裂解产生的特征离子 特点:裂解后产生一对强的互补离子,由此可确定环上取代基的性质和数目。 主要有:四氢原小檗碱类、无N-烷基取代的阿朴菲类等。 四氢原小檗碱类型的生物碱,主要从C环裂解,发生逆Diels-Alder反应(RDA反应)。如:轮环藤酚碱(cyclanoline)的裂解过程表示如下:

三 生物碱MS的一般规律 轮环藤酚碱(cyclanoline)的裂解过程

三 生物碱MS的一般规律 4.主要由苄基裂解产生特征离子 特点:同3。即裂解后产生一对强的互补离子 如:苄基四氢异喹啉类、双苄基四氢异喹啉类等。 如异喹啉类型中的1-苯甲基-四氢异喹啉类型的生物碱,其在裂解过程中易失去苯甲基,得到以四氢异喹啉碎片为主的强谱线。

三 生物碱MS的一般规律 1-苯甲基-四氢异喹啉类型的生物碱的裂解:

积累经验 利用经验 The End