第九章 生物碱 生物碱概述 生物碱的分布 生物碱的分类 生物碱的性质 生物碱的提取和分离 生物碱的结构鉴定 生物碱的提取分离实例 3 1 2 第九章 生物碱 3 1 生物碱概述 2 生物碱的分布 3 生物碱的分类 4 生物碱的性质 3 5 生物碱的提取和分离 6 生物碱的结构鉴定 3 7 生物碱的提取分离实例

五、生物碱的提取分离 （一）生物碱的提取 1.非极性有机溶剂提取法

若生物碱为弱碱,多以游离碱存在,则处理方法稍有不同:

2.极性有机溶剂提取 ※用此法时，若有水溶性生物碱存在于水液中，可用丁醇或戊醇直接萃取。

3.水或酸水提后+强(弱)酸型阳离子树脂法

4.酸水提取液+雷氏铵盐等沉淀法

5.其他提取生物碱的方法: 大孔树脂法: 苯乙烯型或2-甲丙烯酸酯型的大孔吸附树脂 网状小孔结构，以吸附和筛选结合的方式分离 生物碱水溶液上柱, 适当的溶剂(含水醇，醇， 丙酮等)洗脱。 水蒸气蒸馏法： 麻黄碱等挥发性的生物碱可用此法提取总碱

（二）生物碱分离纯化方法 衍生物制备法（成盐，成酯等） 分步结晶法： 利用生物碱在不同溶剂中析晶速度快慢来纯化 溶剂:乙醇、丙酮、甲醇等 1 分步结晶法： 利用生物碱在不同溶剂中析晶速度快慢来纯化 溶剂:乙醇、丙酮、甲醇等 分离到的较纯晶体可以重结晶进一步纯化。 2 衍生物制备法（成盐，成酯等） 先使其成盐、成酯后再用分步结晶法加以分离 HI酸，过氯酸，苦味酸盐最易结晶。

仲胺，叔胺生物碱分离：

酚性、非酚性生物碱的分离：

3.在不同的pH值下萃取法 pH梯度萃取方法 方法1、 混合生物碱 方法2、混合生物碱 溶于酸水中 溶于氯仿中 生物碱依盐的形式由强至弱被依次分离 生物碱由弱至强依次被分离

4.液体生物碱混合物的分馏分离法 液体生物碱混合物可进行分馏分离。如 毒芹(Conium maculatum)中的毒芹碱，羟基毒芹碱。 毒芹碱 (coniine) 羟基毒芹碱(Conhydrin) (m.p. 166-167℃) (m.p. 116℃)

石榴皮(Punica granatum L.)中的石榴皮碱、异石榴皮碱和甲基异石榴皮碱。 石榴皮碱 异石榴皮碱 甲基异石榴皮碱 Punicine Isopelletrerine Methyisopelletrerine (m.p. 195℃) (m.p. 86℃) （m.p. 114-117℃)

5.层析法：Al2O3(中性，碱性)，硅胶 提取分离举例 1 3 2

1、2、3的酸水提取液 碱水层 氯仿层 氯仿层 碱水层 碱水层 （丙-2） 氯仿层 碱水层 （戊） NH4OH碱化pH=9，氯仿萃取 NaOH萃取 n-BuOH萃取 氯仿层 碱水层 碱水层 n-BuOH层 　（丙-2） NH4Cl, 氯仿萃取 　（甲-1） （乙） 氯仿层 碱水层 （戊） （丁-3）

生物碱概述 生物碱的分布 生物碱的分类 生物碱的性质 生物碱的提取和分离 生物碱的结构鉴定 生物碱的提取分离实例 3 1 2 3 4 3 5 6 生物碱的结构鉴定 3 7 生物碱的提取分离实例

六、生物碱的结构鉴定(自学) （一）化学方法 1.Hofmann降解反应 最为重要的C-N键裂解反应，必要条件是氮原子的β-位应有质子。 非季铵碱 碘甲烷和氧化银进行彻底甲基化 季铵碱 加热分解 双键化合物，胺

Hofmann反应每次只能使一个C-N键断裂 1）直链化合物

2）N原子两价连在环上

3）N原子三价均连在环上

２.Emde降解反应（无β位H ） Emde降解改进了Hofmann降解反应，把季胺生物碱的碘化物用Na-Hg齐等还原，是C-N键断裂而降解。

（二）波谱法(包括UV，IR，NMR，MS等) (1) 生色团在整体结构中 如： UV(CH3OH) (4.26) (4.19) 309 (3.78) 349 (3.81) 400 (3.81) 氧化劳瑞林

如： 其他如：吡啶类、吖啶酮类、小檗碱类等。 UV(CH3OH) 230 (3700) 270 (3600) 314 (2750) 喹啉类 230 (3700) 270 (3600) 314 (2750) 喹啉类 UV(CH3OH) 230 (sh) 300-315 (2×sh) 吲哚类 其他如：吡啶类、吖啶酮类、小檗碱类等。

同类还有麻黄碱、苄基四氢异喹啉类、普罗托品类、吗啡碱类、三尖杉碱类等。 (2) 单生色团接在主体结构中： UV(CH3OH) 230 282-289 阿托品 UV(CH3OH) 230 282-290 四氢原小檗碱类 同类还有麻黄碱、苄基四氢异喹啉类、普罗托品类、吗啡碱类、三尖杉碱类等。

(3) 双生色团接在主体结构中，如： UV(CH3OH) 215 228-235 取代苯-二烯酮 前莲碱 UV(CH3OH) 228-232 278 311-322 取代苯-萘类 二氢血根碱

2. IR 法 IR法在生物碱结构测定中作用有限。其中，羰基基团的IR图谱和Bohlmann带吸收峰较为常用。 (1) νC=O ： 1661-1658cm-1

(2)Bohlmann吸收带 N上的孤对电子与两个邻位C上的H成反式双竖键关系时，在2800-2700cm-1区域出现两个以上νCH峰。 如： 正育亨烷 3α-H， 20-βH 别育亨烷 3α-H， 20-αH 伪育亨烷 3β-H， 20-βH 表别育亨烷 3β-H， 20-αH 正、别育亨烷有Bohlmann吸收峰

(1) 母核稳定或由于取代基或边链裂解产生特征离子。 ① 主体或整体由芳香结构组成，如：4－喹酮、吖啶酮、喹啉去氢阿朴菲等类： 3.MS法 此法在生物碱结构测定中多有应用。 (1) 母核稳定或由于取代基或边链裂解产生特征离子。 ① 主体或整体由芳香结构组成，如：4－喹酮、吖啶酮、喹啉去氢阿朴菲等类： [ M - R]+

② 取代氨基甾体、秋水仙碱、苦参碱等环系多，分子结构紧密的： m/e 72 (100%) -CH3 m/e 332(M-15) (2) 以N原子为中心的α裂解（涉及骨架裂解）, 生成的含N部分多为基峰或强峰，如金鸡宁、托品、石松碱等类生物碱。

① 金鸡宁 m/e 153 m/e 136(100%) ② m/e 112(100%) 浙贝甲素

(3) RDA裂解： RDA α裂解 文卡明 m/e 124(100%) (4)苄基裂解： 多为基峰

4.NMR法 1H-NMR 提供δ、J值、积分比、裂分图形 判断H的化学环境、个数及空间位置 13C-NMR 提供C的个数，峰值大小 推测结构的骨架类型和立体构型

正育亨烷 3α-H， 20-βH 别育亨烷 3α-H， 20-αH 伪育亨烷 3β-H， 20-βH 表别育亨烷 3β-H， 20-αH 13C-NMR数据(δ) 3－C 20－C 正育亨烷 60.1 41.6 别育亨烷 60.4 36.7 伪育亨烷 54.6 34.2 表别育亨烷 54.3 39.9

龙胆碱的结构修正 最初结构定为: 修正过程： IR：1719cm-1 有强吸收（六元内酯环） 1634cm-1 有中强吸收（C=C） 1300～1400cm-1无吸收 （说明无CH3） 修正过程： 1. 锌粉还原得吡啶 2. 无旋光性 3. 碱性条件下水解开环（说明有内酯结构）

最终修正结构为： 用1H-NMR验证修正结构是正确的： 4. 还原后测IR ： 1719cm-1 ， 1300～1400cm-1无吸收，1385cm-1有吸收（形成了甲基） 5. 高锰酸钾氧化得COOH（有双键） 6. 臭氧氧化得一分子RCHO和一分子HCHO (双键上有三个氢) 最终修正结构为： 用1H-NMR验证修正结构是正确的： δ9.0(s) , 8.0(s) (吡啶环上两个α-H) δ 5～6 3H （烯氢） δ 4.3 2H O-CH2 δ 3.0 2H R-CH2 脂环上H

六、生物碱的结构鉴定 紫杉醇的分析测定和结构鉴定： HPLC法: 检测波长228nm TLC法: 香草醛-硫酸显色 MS法: FAB或ESI-MS 紫杉醇（Taxol) 1H-NMR法: 高分辨NMR

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七、生物碱提取分离实例 1.延胡索[Corydalis ambigua Gham. et Sch.]中几种生物碱的分离

丙素(普托品) 寅 素 甲 素 丑素

乙 素 丁素

2.麻黄碱的提取分离 (1).水蒸气蒸馏法 l-麻黄碱 伪麻黄碱

(2).溶剂萃取法：

3.苦参碱和氧化苦参碱的提取分离 中药苦参是豆科植物苦参（Sophors flavescens Ait）的干燥根，主要含有生物碱，此外还有黄酮类成份。 Matrine(苦参碱) Oxymatrine(氧化苦参碱)

注意：强酸型阳离子交换树脂，以2N盐酸和2N氢氧化钠及蒸馏水处理后备用。 Sophoranol(苦参醇碱） Sophocarpine (槐根碱） (1)离子交换法 注意：强酸型阳离子交换树脂，以2N盐酸和2N氢氧化钠及蒸馏水处理后备用。

(2). 溶剂法 苦参碱可溶于乙醚； 氧化苦参碱难溶于乙醚； 两者得以分离。

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