生 物 碱 类 化 合 物 提 取 分 离
Ⅰ、 概 述 生物碱是指一类绝大多数具有显著活性的碱性、天然氮杂环化合物,但不包括氨基酸、蛋白质、核苷、卟啉、胆碱甲胺等开链的简单脂肪胺。它的氮原子常在环上。 生物碱广泛地分布在植物界,又称植物碱。表1。
一、结构与分类 生物碱的分类有三种分法,可按来源分、按化学结构分、按生源结合化学结构分。其中按化学结构分类在目前占主导地位,将具有同样骨架的生物碱归纳在一起,有利于结构的分析和研究。
按化学结构分类——根据生物碱具有的化学结构母核分类。 1、杂环衍生物类 异喹啉类生物碱、喹啉类生物碱、吡咯烷类生物碱、吲哚联啶类生物碱、哌啶和吡啶类生物碱、莨菪烷类生物碱、吲哚类生物碱 2、萜衍生物类 3、甾衍生物类 4、环肽生物碱类 5、有机胺类生物碱
二、生物碱的理化性质及检识 1、性质 除少数为液体(如烟碱、毒芹碱等),大都为结晶性物质,味苦,能溶于氯仿、丙酮、乙醇等有机溶剂中,不溶于碱水。酚性生物碱能溶于柯性碱溶液。 生物碱的碱性强弱有差别,一般能与无机酸或有机酸生成盐,大部分生物碱盐都能溶于水。但与某些特殊的酸生成的盐不溶于水,如无机酸中的硅钨酸和有机酸中的苦味酸。
2、生物碱的颜色反应 生物碱与不同的显色试剂反应,显示的颜色不同,可用来区别和判断生物碱。用于生物碱的显色试剂很多,常用试剂有: ⑴Mandelin试剂(1%钒酸胺的浓硫酸溶液)——阿托品显红色,奎宁显淡紫色,吗啡显蓝紫色,可待因显蓝色,土的宁显蓝紫色到红色。
⑵Marquis试剂(30%甲醛溶液0.2ml与10ml浓硫酸混合)——吗啡显橙色到紫色,可待因显洋红色至黄棕色,古柯碱和咖啡碱不显色。 ⑶浓硫酸——秋水仙碱显黄色,可待因显淡蓝色,小檗碱显绿色,阿托品、古柯碱、吗啡及土的宁等不显色。
⑷Fornde试剂(1%钼酸钠或5%钼酸铵的浓硫酸溶液)——乌头碱显黄棕色,吗啡显紫杉转棕色,可待因显暗绿色至淡黄色,黄连素显棕绿色,秋水仙碱显黄色,阿托品、土的宁不显色。
三、常见的提取方法 ◆水提取法 ◆酸性水溶液提取法:碱性较弱不能直接溶于水的生物碱 ◆碱性水溶液提取法:化学结构独特、化学性质与一般生物碱不同,且在酸性或中性条件下不稳定的生物碱。 ◆有机溶剂提取法:常用的是乙醇,相似相溶原理。可采用单一有机溶剂或混合溶剂提取。
四、分离和纯化 分离方法有很多, 经典方法:如溶剂萃取法、蒸馏法、沉淀法、盐析法、结晶法等; 较为现代、先进的分离方法:色谱分离法
实例一:长春花 【拉丁名】Herba Catharanthi rosei 【类别】全草类 【异名】雁来红、日日新,四时春、三万花 【来源】为夹竹桃科植物长春花的全草。 【采集】全年可采,晒干或鲜用。 【化学成份】含70种以上生物碱,主要有长春碱 、长春新碱、阿马里新等。
【性味归经】微苦,凉入肝、肾二经。 【功用主治】 ①广州部队《常用中草药手册》:“镇静安神, 平肝降压。治高血压。” ②《常用中草药彩色图谱》:“治疗何杰金氏病 、恶性肿瘤。” ③《广西药植名录》:“治白血病,肺癌,绒毛 膜上皮癌,淋巴肿瘤。”
1、长春碱和长春新碱的提取分离方法之一
实例二:黄连 毛茛科多年生草本植物。 【功能主治】清热燥湿,泻火解毒。用于湿热痞满,呕吐吞酸,泻痢心烦不寐,血热吐衄,目赤,牙痛,消渴,痈肿疔疮;外治湿疹,湿疮,耳道流脓。 化学成分主含小檗碱,还含黄连碱、甲基黄连碱等。
1、盐酸小檗碱的提取分离
2、小檗碱、甲基黄连碱的提取分离
实例三:麻黄
1、提取分离方法一
2、提取分离方法二
黄 酮 类 化 合 物 提 取 分 离
黄酮类化合物广泛存在于植物界,(如, 大蓟、车前子、陈皮、苦参、金银花、野菊 花、甘草、红花等等都含有黄酮类化合物成 分)是一类重要的天然有机化合物。常以游 离态或与糖结合成苷的形式存在。
黄酮类化合物生理活性多种多样,据不完全统计, ①对心血管系统的作用;②抗肝脏毒作用; ③抗炎作用; ④雌性激素样作用; ⑤抗菌及抗病毒作用; ③泻下作用。
截止到1974年,国内外报道发现的黄酮类化合物共1674个(主要是天然黄酮类,也有少部分为合成品,其中苷元902个,苷722个),并以黄酮醇类最多;约占总数的三分之一,其次为黄酮类,占总数的四分之一以上,其余则较少。至于双黄酮类多局限分布于裸子植物,尤其松柏纲、银杏纲和凤尾纲等植物中。 截止到1993年统计,黄酮类化合物总数已超过4000个。
一、结构与分类 分类: 1、黄酮和黄酮醇 2、二氢黄酮和二氢黄酮醇 3、查耳酮 4、双黄酮 5、异黄酮和二氢异黄酮 6、黄酮苷
二、理化性质及检识 1、性质 黄酮游离的苷元一般不溶或难溶于水,易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂;黄酮苷一般能溶于水、稀乙醇、甲醇和乙酸乙酯等极性溶剂。 由于结构中存在酚羟基,能溶于吡啶、二甲基酰胺等碱性溶剂中,可利用此性质对黄酮类化合物进行重结晶。
2、黄酮类化合物的颜色反应 ⑴三氯化铝反应——将样品溶于甲醇中,加1%三氯化铝甲醇溶液, 3-羟基黄酮(黄酮醇)和5-羟基黄酮的因与铝产生螯合物而呈鲜黄色。 ⑵盐酸-镁还原反应和钠汞齐还原反应——将样品溶于热甲醇(或乙醇)中,加镁粉(或锌粉),再加浓盐酸后,黄酮、黄酮醇、或双庆黄酮醇呈橙黄至紫红色。但查耳酮、异黄酮不变化。少量异黄酮的样品与钠汞齐一起倒在水中,煮沸片刻,过滤,滤液用盐酸酸化析出沉淀,沉淀转溶于乙醇后呈鲜黄至红紫色。
三、常见的提取方法 1、溶剂提取法:有机溶剂 2、碱提酸析法 黄酮类物质虽然有一定极性,但在水中较难溶解,大多具有酚羟基,因此可用碱性水或碱性稀醇浸出,经酸化后得出黄酮类物质。常用稀氢氧化钠和石灰水(氢氧化钙水溶液)。根据提取物性质不同选择不同的碱液。 注意:应用此法提取时,温度和碱度不宜过高,以免黄酮类化合物母核发生裂解。
3、超声波法 用超声波提取黄酮类物质是近几年新发展的方法。原理:超声的空化作用对细胞膜的破坏有助于黄酮类化合物的释放与溶出,超声波使提取液不断震荡,有助于溶质的扩散,同时由于超声波的热效应使水温基本在57℃,对原料有水浴作用。 因此,大大缩短了提取时间,提高了有效成分的提出率及原料的利用率。
四、分离纯化方法 1、硅胶柱层析法 主要用于分离极性较低的黄酮类物质如异黄酮、黄烷醇类和高度甲基化的黄酮和黄酮醇。分离前应先用浓盐酸除去供试硅胶中混存的微量金属离子。
硅胶柱上各种溶剂的洗脱能力依次为: 石油醚<四氯化碳<苯<氯仿(不含乙醇) <乙醚<乙酸乙酯<丙酮<正丙醇<乙醇<甲醇<水 该法为分离纯化黄酮类化合物的常用方法,化合物按照极性大小由小到大依次被洗脱下柱。
2、梯度pH萃取法 根据黄酮酚羟基数目及位置不同,其酸碱性强弱不同,将酸性不同的混合物溶解于有机溶剂中,依次用5%NaHCO3、5%Na2CO3、5%NaOH水溶液萃取。 一般,分离的次序为:一羧基>7,4’-二羟基(溶于5%NaHCO3)>7-羟基或4-羟基(溶于5%Na2CO3)>一般羟基>5-羟基(溶于5%NaOH )
实例一:槐花
1、方法一:酸碱法
2、方法二:醇提法
3、方法三
实例二:银杏
2、银杏叶中黄酮类化合物的提取与分离
3、银杏叶中双黄酮的提取分离
4、银杏叶中黄酮醇苷的提取分离
实例三、菊花