中药化学实用技术 山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院

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1 中药化学实用技术 山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院
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2 ——中药中生物碱(Alkaloids)类化学成分的提取分离技术
学习情景一 ——中药中生物碱(Alkaloids)类化学成分的提取分离技术

3 学习目标 能力要求 知识要求 1 3 2 掌握生物碱类化学成分的提取分离原理及操作。
熟练进行麻黄、防己、颠茄中生物碱的提取分离操作，能进行黄连、乌头中生物碱的提取分离操作。 2 掌握麻黄、防己、颠茄中生物碱的提取分离原理及技术； 熟悉黄连中生物碱的提取分离原理及技术； 了解乌头中生物碱的提取分离原理及技术。 熟练进行薄荷中的挥发油和青蒿中的青蒿素的提取分离操作； 能进行当归、丁香中挥发油的提取分离操作。 知识要求

4 教学内容 学习 提示 任务 一 实训 中药中生物碱类化学成分的结构、理化性质及提取分离知识 麻黄中生物碱类成分的提取分离技术
麻黄中麻黄碱的提取分离及鉴定

5 学习提示 生物碱的结构与分类 一 生物碱类化学成分的理化性质 二 生物碱的提取、分离与检识 一

6 生物碱 存在形式 生物活性 分 布 经典定义 生物碱大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内； 多呈碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理活性。
分 布 生物活性 经典定义 生物碱指来源于生物界的一类含氮有机化合物。 生物碱在植物界分布较广，多数存在于双子叶植物中。例如毛茛科（黄连、 乌头）、罂粟科（罂粟、延胡索）、茄科（洋金花、颠茄、莨菪）防己科（汉防己、北豆根）、豆科（苦参）等。 生物碱大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内； 多呈碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理活性。 生物碱 存在形式 多数以盐的形式存在（以有机酸盐为主，少数为无机酸盐）； 少数以游离形式存在（主要是一些碱性极弱的生物碱，如酰胺类生物碱）； 其他尚有以酯、苷及N→O化合物的形式存在（乌头碱、氧化苦参碱）

7 1.仲胺类生物碱（仲胺碱） 2.叔胺类生物碱（叔胺碱）
生物碱类化合物的结构与分类 按结构分类 按植物来源分类 按氮原子存在状态分类* 按特殊功能基分类* 按性质分类* （了解）见下表 1.颠茄类生物碱、2.乌头类生物碱等（ 了解） 1.仲胺类生物碱（仲胺碱） 叔胺类生物碱（叔胺碱） 3.季铵类生物碱（季胺碱） 1.酚性生物碱 内酯类生物碱 3. （内） 酰胺类生物碱 1.水溶性生物碱 脂溶性生物碱 3.酸碱两性生物碱

8 生物碱类型 基 本 母 核 举 例 吡咯衍生物 1.简单吡咯衍生物 2.吡咯里西啶衍生物 3.吲哚里西啶衍生物 红古豆碱 吡咯 吡咯里西啶
举 例 吡咯衍生物 吡咯 四氢吡咯 1.简单吡咯衍生物 红古豆碱 2.吡咯里西啶衍生物 吡咯里西啶 野百合碱 3.吲哚里西啶衍生物 吲哚里西啶 一叶萩碱

9 生物碱类型 基 本 母 核 举 例 喹诺里西啶 喹啉 吡啶衍生物 1.简单吡啶衍生物 2.喹诺里西啶衍生物 莨菪烷衍生物 喹啉衍生物 烟碱
举 例 吡啶衍生物 吡啶 六氢吡啶 1.简单吡啶衍生物 烟碱 2.喹诺里西啶衍生物 喹诺里西啶 金雀花碱 莨菪烷衍生物 莨菪烷 可卡因 喹啉衍生物 喹啉 奎宁

10 生物碱类型 基 本 母 核 举 例 异喹啉衍生物 1.双苄基异喹啉衍生物 2.原小檗碱衍生物 3.阿朴啡衍生物 4.吗啡烷衍生物
举 例 异喹啉衍生物 异喹啉 1.双苄基异喹啉衍生物 苄基异喹啉 厚果唐松草碱 2.原小檗碱衍生物 原小檗碱型 四氢黄连碱 3.阿朴啡衍生物 阿朴啡 土杜拉宁 4.吗啡烷衍生物 吗啡烷 吗啡

11 生物碱类型 基 本 母 核 举 例 其他类 毛果芸香碱 川芎嗪

12 （二） 生物碱类化合物的理化性质 旋光性 性状 溶解性 一般为无色或白色，少数有颜色。
生物碱结构中如有手性碳原子或本身为手性分子即有旋光性。 游离生物碱 生物碱盐 形态 味 颜色 挥发性与升华性 亲脂性生物碱 亲水性生物碱 具特殊官能团的生物碱 一般易溶于水，可溶于醇类，难溶于亲脂性有机溶剂。 多具苦味。 多数为结晶形固体，少数为非晶形粉末；个别为液体。 一般为无色或白色，少数有颜色。 少数液体状态及个别小分子固体生物碱具挥发性个别生物碱具有升华性。 大多数叔胺碱和仲胺碱为亲脂性，一般能溶于有机溶剂，尤其易溶于亲脂性有机溶剂 主要指季铵碱和某些含氮-氧化物的生物碱 具酚羟基或羧基的两性生物碱既可溶于酸水，也可溶于碱水溶液。 含氧无机酸盐>不含氧无机酸盐>小分子有机酸盐>大分子有机酸盐

13 （二） 生物碱类化合物的理化性质 碱性 碱性 7 1S2 2S2 2P3 来源 N H+(接受质子或提供电子) 碱性强弱的表示方法
碱性大小与分子结构的关系 碱性 氮原子的杂化方式 诱导效应 共轭效应 空间效应 碱性 7 1S2 2S2 2P3 来源 N H+(接受质子或提供电子) 碱性强弱的表示方法 pka (碱共轭酸解离常数的负对数) 其值的大小与碱性呈正比。 pKa=-lgKa，Ka越小（碱的共轭酸 越稳定），Ka越大，碱性越强。 生物碱分子中氮原子的孤电子对与π-电子基团共轭时一般使生物碱的碱性减弱。 供电诱导使氮原子上电子云密度增加，碱性增强；吸电诱导使氮原子上电子云密度减小，碱性降低。 sp3＞sp2＞sp 氮原子由于附近取代基的空间立体障碍或分子构象因素，而使质子难于接近氮原子，碱性减弱。

14 （二） 生物碱类化合物的理化性质 沉淀反应 显色反应 生物碱在酸性水或稀醇 中与某些试剂生成难溶 于水的复盐或络合物的 反应称为生物碱沉淀反
应。这些试剂称为生物 碱沉淀试剂。 含少量甲醛的浓硫酸溶液 1%钒酸铵的浓硫酸溶液 1%钼酸钠(或钼酸铵)的浓硫酸溶液 莨菪碱显红色；吗啡显棕色； 马钱子碱显血红色； 奎宁显淡橙色；士的宁显蓝紫色。 吗啡显紫色渐转为棕绿色； 小檗碱显棕绿色； 利血平显黄色，2分钟后转为蓝色； 秋水仙碱显黄色； 阿托品显无色. 吗啡显紫红色；可待因显蓝色。 碘化铋钾（Dragendorff）试剂：与生物碱反应生成橘红色至黄色无定形沉淀 碘化汞钾(Mayer)试剂：与生物碱反应生成类白色沉淀 硅钨酸(Bertrad)试剂：与生物碱反应生成类白色或淡黄色沉淀。 雷氏铵盐试剂：雷氏铵盐即硫氰酸铬铵，其组成为NH4[Cr（（NH3）2 SCN）4]，其与季铵型生物碱反应生成红色沉淀或结晶。

15 莨菪碱 东莨菪碱

16 （三） 生物碱类化合物的提取与分离 生物碱的提取与分离 提取方法 分离方法 酸水提取法 醇类溶剂提取法 亲脂性有机溶剂提取法
利用生物碱碱性的差异分离 利用生物碱及其盐的溶解度不同分离 分离方法 利用生物碱的特殊官能团分离 利用色谱法分离

17 1. 原理 是将中药中的生物碱有机酸盐转变成水溶性较大的无机酸或小分子有机酸盐，将其提取出来。
般来说，天然药物化学成分在常温下多半是固体物质，常具有结晶的通性，因此，可根据溶解度得不同，用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化，因为过多的杂质会干扰结晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。 脂溶性生物碱的提取——酸水提取法 1. 原理 是将中药中的生物碱有机酸盐转变成水溶性较大的无机酸或小分子有机酸盐，将其提取出来。 2.常用的稀酸水 0.1%～1%盐酸、硫酸、醋酸和草酸等。 3.采用浸渍法和渗漉法。不得使用加热提取法。 4.提取效率高，操作简便；提取液体积大，浓缩困难，水溶性杂质多。 脂溶性生物碱的提取——醇类溶剂提取法 1.原理 利用游离碱及其盐均溶于乙醇的性质，将其提取出来。 2.可采用浸渍法和渗漉法，亦可采用回流法。 3.可将不同类型的生物碱提出，但提出的亲脂性杂质较多。 脂溶性生物碱的提取——亲脂性有机溶剂提取法 1.原理 游离碱大多溶于亲脂性有机溶剂的性质，故采用氯仿、 乙醚和苯等将其提取出来。 2.可采用浸渍法、回流法和连续回流法。 3.一般应先将用少量碱水（石灰乳、稀氨水等）湿润药粉，使其中生物碱盐转变成游离碱后，再用氯仿等提取。 4.该法选择性高，主要提取亲脂性生物碱，提出的杂质较少。但成本高、安全性差，故只用于实验室。

18 总碱溶于少量CHCl3，逐滴加入至Et2O中，过滤
苦参碱与氧化苦参碱的分离 麻黄碱与伪麻黄碱的分离 利用生物碱碱性的差异分离 总碱氯仿溶液 氯仿层 pH 5～6缓冲液萃取 （强碱性生物碱）酸水层 pH 3～4缓冲液萃取 pH 1～2缓冲液萃取 （中强碱性生物碱）酸水层 （弱碱性生物碱）酸水层 利用生物碱及其盐的溶解度不同分离 CHCl3 Et2O 分离方法 苦参碱 + 总碱溶于少量CHCl3，逐滴加入至Et2O中，过滤 氧化苦参碱 － CHCl3 甲苯 H2O 分离方法 麻黄碱 + 麻黄碱草酸盐 - 总碱溶于甲苯，用草酸溶液萃取，浓缩萃取液，麻黄碱草酸盐析出。 伪麻黄碱 伪麻黄碱草酸盐

19 利用生物碱的特殊官能团分离 -O－Ar≡N 利用色谱法分离 H O－Ar≡N
某些生物碱特殊功能团（羟基、内酯键和内酰胺键等）能发生可逆性化学反应，导致 其溶解性改变，从而与其他成分分离。 1.酚性碱的分离 2.内酯类和内酰胺类生物碱的分离 1.吸附柱色谱（常用）常用氧化铝或硅胶作为吸附剂，以氯仿、苯等为底剂的溶剂系统作为洗脱 剂，其中加少量碱性试剂，可改善分离效果。 2.分配柱色谱 例如三尖衫酯碱和高三尖衫酯碱的分离。（P129） 3.高效液相色谱法（HPLC） 这是一种现代高效的分离分析方法。常用C18反相色谱柱，流动相以甲醇-水、 乙腈-水为底剂。 利用生物碱的特殊官能团分离 H O－Ar≡N -O－Ar≡N OH （苛性碱） H＋ （氯化铵） 酚盐（溶于水） （溶于氯仿等）酚性碱 （溶于氯仿等） （溶于水） OH - / Δ H+ 利用色谱法分离

20 （四）生物碱的检识 理化检识 物理检识主要根据生物碱的形态颜色嗅味等。 化学检识主要利用有关的沉淀反应和显色反应。 色谱检识
比较样品与对照品Rf值（TLC PC）或tR（HPLC GC）是否一致，从而作出判断。 （一）硅胶（氧化铝）吸附薄层色谱＊ 硅胶TLC最好在碱性条件下进行，可在展开剂中加入少量碱性试剂如二乙胺、氨水等，或制备碱性薄层板。 展开剂多以氯仿等亲脂性有机溶剂为主，再根据色谱结果调整展开剂的极性。 大多采用改良碘化铋钾试液喷雾显色，呈橘红色斑点。亦可直接观察斑点或在紫外下观察荧光斑点。 （二）纸色谱 常用正相纸上分配色谱。注意保持生物碱状态的均一性。 ①游离碱： 常以甲酰胺为固定相，氯仿苯等为展开剂。 ②生物碱盐： 常以水为固定相，BAW（n-BuOH-HAC-H2O）溶剂系统 为展开剂。 显色方法与薄层色谱基本相同，但不宜使用含硫酸的显色剂。 （三）高效液相色谱法 分辨率高，结果准确可靠。

21 任务一 麻黄中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标 麻黄中生物碱的提取分离技术 必备知识 相关知识链接及拓展 课堂互动 目标测试 一 二 三
四 相关知识链接及拓展 五 课堂互动 六 目标测试

22 一 学习目标 能力要求 知识要求 学习目的 1 2 3 掌握麻黄中生物碱类化学成分的提取分离原理及操作技术。
掌握麻黄中生物碱类化合物的提取、分离及鉴定技术。 熟悉麻黄中生物碱类化合物的结构及性质。 了解麻黄中生物碱类化合物的存在及生物活性。 知识要求 3 能力要求 熟练进行麻黄中生物碱类化合物的提取、分离及鉴定操作。 学会麻黄中生物碱类化合物的色谱鉴定技术。 学习目的

23 二 麻黄中生物碱类化学成分的提取分离技术 麻黄（herba ephedrae）为麻黄科草麻黄(Ephedra sinica Stapf.)、中麻黄(Ephedra intermedia Schrenk et C.A.Mey.)或木贼麻黄(Ephedra equisetina Bge.)的干燥草质茎。具有发汗解表、宣肺平喘、利水消肿的作用。麻黄中含有多种生物碱,因产地和品种的不同有一定的差异,一般以麻黄碱和伪麻黄碱为主,此外还含少量甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱。

24 麻黄碱与伪麻黄碱提取分离工艺流程

25 三 必备知识 （一）麻黄中主要有效成分及结构 （二） 麻黄生物碱的性质

26 （一）麻黄中主要有效成分及结构 麻黄中含有多种生物碱，以麻黄碱和伪麻黄碱为主，其次是甲基麻黄碱和去甲基麻黄碱。它们的结构如下：

27 （二）麻黄生物碱的理化性质 1.性状 麻黄碱和伪麻黄碱的分子量较小，为无色结晶，游离麻黄碱含水物熔点为40℃。两者都具有挥发性。 2.碱性
麻黄碱和伪麻黄碱为仲胺生物碱，且氮原子在侧链上，碱性较强，而且伪麻黄碱的碱性（pKa9.74）稍强于麻黄碱（pKa9.58）。 3.溶解性 由于麻黄碱和伪麻黄碱的分子较小，且属芳烃仲胺生物碱，其溶解性与一般生物碱不完全相同。游离的麻黄生物碱可溶于水，而伪麻黄碱由于形成较稳定的分子内氢键，所以在水中的溶解度比麻黄碱小。麻黄碱和伪麻黄碱也能溶解于氯仿、乙醚、苯及醇类溶剂中。麻黄碱草酸盐比伪麻黄碱草酸盐在水中溶解度小。

28 四 知识链接与拓展 基本原理 溶剂提取法 影响因素 浸渍法 操作形式 渗漉法 煎煮法 回流法 连续回流法

29 影响因素---溶剂、方法、粉碎度、温度、时间等
般来说，天然药物化学成分在常温下多半是固体物质，常具有结晶的通性，因此，可根据溶解度得不同，用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化，因为过多的杂质会干扰结晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。 基本原理 根据中药化学成分与溶剂间“极性相似相溶”的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据“浓度差”原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。 影响因素---溶剂、方法、粉碎度、温度、时间等 1 药材粉碎度：药粉越细、表面积越大，提取效率越高。但太细，药粉对成分 的吸附也越强。因此水提取宜用粗粉；用有机溶剂可细些,以20目为好。 2 提取温度：一般热提效率高，但要考虑有些成分温度高易破坏，应选择适宜 温度。 3 提取时间：一般提取时间长提出量大。但被提成分在细胞内外溶解一旦平衡， 时间长即无意义。一般热水提以1/2hr为宜，乙醇提1hr为宜。 4 提取溶剂的选择: 遵循“相似者相溶”规律，选择对有效成分溶解度大，对无 效成分溶解度小的溶剂做为提取溶剂;溶剂沸点要适中、低毒安全、环保。 5 提取方法的选择:见后面

30 操作形式 方 法 常用溶剂 优 点 缺 点 浸渍法 水和醇
方 法 常用溶剂 优 点 缺 点 浸渍法 水和醇 室温提取不易破坏成分，设备简单，适合提取含淀粉或黏液质多的药材。可配合超声波处理提高提取效率。 时间长次多，提取效率低。提取液易发霉 渗漉法 室温提取不易破坏成分，设备简单，保持较高浓度差提取效率高。 溶剂用量较多 煎煮法 水 设备简单，提取较全面 加热提取易破坏成分，挥发性成分易损失，不适合提取含淀粉或黏液质多的药材 回流法 有机溶剂 加热提取效率较高 易破坏热敏性成分，操作较繁 连续回流法 保持较高浓度差提取效率高，操作简便，溶剂用量少 提取液受热时间长，成分易破坏

31 水蒸气蒸馏法 基本原理 适用范围 装置示意图 是将水蒸气通入含有挥发性成分的药材中，使药材中挥发性成分随水蒸气蒸馏出来的提取方法。
适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏并难溶于水的成分的提取，常用于挥发油等挥发性成分的提取 。

32 水蒸气蒸馏法和离子交换树脂法提取麻黄中生物碱类化合物
般来说，天然药物化学成分在常温下多半是固体物质，常具有结晶的通性，因此，可根据溶解度得不同，用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化，因为过多的杂质会干扰结晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。 水蒸气蒸馏法和离子交换树脂法提取麻黄中生物碱类化合物 水蒸气蒸馏法 麻黄碱和伪麻黄碱在游离状态时具有挥发性，可用水蒸气蒸馏法从麻黄中提取出来，将馏出液中用适量草酸溶液吸收，使其转变成麻黄碱草酸盐和伪麻黄碱草酸盐。由于溶解度不同，麻黄碱草酸盐从水溶液中析出，伪麻黄碱草酸盐仍留在水中，过滤分离后再按溶剂提取法中的精制步骤将其精制成盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱。此法具有设备简单，操作方便且安全，但本法需先将麻黄草的煮提液浓缩成浸膏，碱化后再用水蒸气蒸馏法提取，此过程加热温度较高，部分麻黄碱被分解产生胺和甲胺，从而影响产品的质量和收率。 离子交换树脂法 利用生物碱盐能够交换到强酸型阳离子树脂柱上，将麻黄草的酸性水提液通过离子交换柱，用酸性液洗脱，由于麻黄碱的碱性比伪麻黄弱，可先从树脂柱上洗脱下来，从而使两者达到分离。本法比较简单，无需特殊设备，只要控制好洗脱液的用量即可使麻黄碱和伪麻黄碱分离，实验室多应用此法。

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34 离子交换树脂法 ----操作流程 中药酸水提取液（盐） 过阳离子交换树脂柱 （RSO3- H+） 树脂柱（RSO3BH+） 流出液
（水溶性杂质） 氨液碱化（游离） 氯仿提取 回收溶剂 总生物碱

35 【注】加热有机溶剂（溶液）必须使用非明火热源。
敞口蒸发 适用于少量水提液。 薄膜蒸发 效率高，适用于大量水提液。 水提液的浓缩 提取液的浓缩 常压蒸馏 适用于低沸点有机溶剂的回收，例如乙醚、 丙酮等 减压蒸馏 适用于高沸点有机溶剂的回收，例如乙醇、正丁醇等 有机提取液的浓缩 【注】加热有机溶剂（溶液）必须使用非明火热源。

36 五 课 堂 互 动 　　　根据前面所学的理论知识比较麻黄碱和伪麻黄碱，并思考如何分离它们？

37 任务二 防己中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标 防己中生物碱的提取分离技术 必备知识 相关知识链接及拓展 课堂互动 目标测试 一 二 三
任务二 防己中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标 一 二 防己中生物碱的提取分离技术 三 必备知识 四 相关知识链接及拓展 五 课堂互动 六 目标测试

38 一 学习目标 能力要求 知识要求 学习目的 1 3 2 掌握防己中生物碱类化学成分的提取分离原理及操作技术。
掌握粉防己碱和防己诺林碱的提取、分离技术。 熟悉粉防己碱和防己诺林碱的结构及主要理化性质。 了解粉防己碱和防己诺林碱的提取分离新进展。 熟练进行防己中生物碱类化合物的提取、分离及鉴定操作。 学会防己中生物碱类化合物的色谱鉴定技术。 知识要求 学习目的

39 二 防己中生物碱类化学成分的提取分离技术 防己（Stephania tetrandra）又称粉防已、汉防己、倒地拱，为防已科植物粉防己的干燥根，为临床常用中药。防已味苦、辛，性寒，具有祛风止痛、利水消肿等功效。现代药理实验研究表明，防己总生物碱具有镇痛、消炎、降压、肌肉松弛以及抗菌、抗肿瘤的作用，其主要有效成分为粉防己碱（又称汉防已甲素）和防己诺林碱（又称汉防己乙素）。

40 防己生物碱的提取分离工艺流程

41 三 必备知识 （一）防己中主要有效成分及结构 （二） 防己生物碱的性质

42 （一）防己中主要有效成分及结构 防已中的生物碱含量高达1.5%一2.3%，其中主要为粉防己碱和防己诺林碱，还含少量的轮环藤酚碱。粉防己碱和防己诺林碱均属于双苄基异喹啉衍生物，且为叔胺生物碱，轮环藤酚碱为季铵型生物碱。其结构如下 ：

43 （二）防己生物碱的理化性质 1．性状 粉防己碱和防己诺林碱均为白色结晶。粉防己碱的熔点为217℃～218℃（丙酮），防己诺林碱自丙酮中析出的结晶具有双熔点，126℃～177℃熔融，200℃固化，继续加热至237℃～238℃再熔融。轮环藤酚碱的氯化物为无色结晶，熔点214℃。 2．碱性 粉防己碱和防己诺林碱分子中均有两个叔胺状态的氮原子，碱性较强。轮环藤酚碱属于原小檗碱型季铵碱，具强碱性。 3．溶解性 粉防己碱和防己诺林碱化学结构相似，亲脂性较强，具有脂溶性生物碱的一般溶解性。但由于两者的分子结构中7位取代基的差异，前者为甲氧基，后者为酚羟基，故粉防己碱的极性较小，能溶于冷苯；防己诺林碱极性较大，难溶于冷苯。利用这一性质差异可将两者分离。轮环藤酚碱为水溶性生物碱，可溶于水、甲醇、乙醇，难溶于乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。

44 四 知识链接与拓展 酸溶碱沉法 酸碱沉淀法 碱溶酸沉法 沉淀法 水提醇沉法 试剂沉淀法 醇提水沉法 中性醋酸铅法 铅盐沉淀法 碱式醋酸铅法

45 酸碱沉淀法的基本原理 酸沉淀与碱沉淀各自的沉淀范围
般来说，天然药物化学成分在常温下多半是固体物质，常具有结晶的通性，因此，可根据溶解度得不同，用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化，因为过多的杂质会干扰结晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。 酸碱沉淀法的基本原理 利用某些成分在酸（或碱）中溶解，继而又在碱（或酸）中生成沉淀的性质达到分离的方法。这种沉淀反应是可逆的，可使有效成分与其它杂质分离。 酸沉淀与碱沉淀各自的沉淀范围 酸沉淀：适用于分离提纯酸性、碱性或两性有机化合物，如 黄酮、蒽醌类酚酸性成分等。 碱沉淀：适用于分离提纯碱性或两性有机化合物，如一些生 物碱、蛋白质等。

46 利用酸溶碱沉法提取粉防己中的生物碱类成分

47 试剂沉淀法的基本原理 醇沉淀与水沉淀各自的沉淀范围
般来说，天然药物化学成分在常温下多半是固体物质，常具有结晶的通性，因此，可根据溶解度得不同，用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化，因为过多的杂质会干扰结晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。 试剂沉淀法的基本原理 利用某成分能与某些试剂产生沉淀的性质或利用某些成分在不同溶剂中溶解度的差异，通过加入特定试剂或溶剂，使生成沉淀，而与其它成分分离。 醇沉淀与水沉淀各自的沉淀范围 醇沉淀：适用于含蛋白质、淀粉、粘液质、树胶等杂质的 药材的提取和精制； 水沉淀：适用于色素、树脂、油脂、叶绿素等杂质多的药材 的提取和精制。

48 铅盐沉淀法的基本原理 中性醋酸铅与碱式醋酸铅各自的沉淀范围
般来说，天然药物化学成分在常温下多半是固体物质，常具有结晶的通性，因此，可根据溶解度得不同，用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化，因为过多的杂质会干扰结晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。 铅盐沉淀法的基本原理 利用中性醋酸铅和碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中，能与许多天然药物化学成分生成难溶性的铅盐或铅络合物沉淀，使有效成分与杂质分离。 中性醋酸铅与碱式醋酸铅各自的沉淀范围 中性醋酸铅：适用于沉淀具有羧基、邻二酚羟基的酸性或 酚性物质； 碱式醋酸铅：除可沉淀上述物质外，还可沉淀部分大分子 中性物质和少数碱性很弱的生物碱。

49 酸碱沉淀法的基本原理 酸沉淀与碱沉淀各自的沉淀范围
般来说，天然药物化学成分在常温下多半是固体物质，常具有结晶的通性，因此，可根据溶解度得不同，用结晶法来达到分离、纯化、精制的目的。结晶法是实验室常用的成分纯化方法。但并不能利用结晶法直接进行提取液的分离和纯化，因为过多的杂质会干扰结晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。 酸碱沉淀法的基本原理 利用某些成分在酸（或碱）中溶解，继而又在碱（或酸）中生成沉淀的性质达到分离的方法。这种沉淀反应是可逆的，可使有效成分与其它杂质分离。 酸沉淀与碱沉淀各自的沉淀范围 酸沉淀：适用于分离提纯酸性、碱性或两性有机化合物，如 黄酮、蒽醌类酚酸性成分等。 碱沉淀：适用于分离提纯碱性或两性有机化合物，如一些生 物碱、蛋白质等。

50 脱铅的方法 硫化氢法脱铅最为常用，将铅盐沉淀悬浮于水或稀醇中，通入硫化氢气体，使其分解并使铅转为不溶性的硫化铅沉淀（脱铅），中药成分留在母液中，硫化氢法脱铅彻底，但脱铅液需通入空气或二氧化碳驱除干净剩余的硫化氢。 硫化氢法 中性硫酸盐法常加入硫酸钠等中性硫酸盐，因生成的硫酸铅在水中有一定溶解度，故脱铅不彻底。 中性硫酸盐法 阳离子交换树脂法脱铅快而彻底，但溶液中某些有效成分的阳离子也可能被交换到树脂上，造成吸附损失，且用于脱铅后的树脂再生困难。 阳离子交换 树脂法

51 五 课 堂 互 动 　　　比较粉防己碱和防己诺林碱在结构和性质上有何异同，并且如何利用这些差异进行分离和提纯？

52 任务三 洋金花中生物碱类成分的提取分离技术
任务三 洋金花中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标 一 二 洋金花中总生物碱的提取分离技术 三 必备知识 四 相关知识链接及拓展 五 课堂互动 六 目标测试

53 一 学习目标 能力要求 知识要求 学习目的 1 2 3 掌握洋金花中生物碱类化学成分的提取分离原理及操作技术。
掌握洋金花总生物碱的提取、分离技术。 熟悉洋金花中生物碱的结构及主要理化性质。 了解洋金花中生物碱的提取分离新进展。 知识要求 3 能力要求 熟练进行洋金花中生物碱类化合物的提取、分离及鉴定操作。 学会洋金花中生物碱类化合物的色谱鉴定技术。 学习目的

54 二 洋金花中生物碱类化学成分的提取分离技术
洋金花为茄科植物毛曼陀罗和白曼陀罗（Datura metel）的花。以洋金花为主药的中药麻醉剂，我国自古以来就有应用。洋金花具有解痉止痛．止咳平喘的功效。其有效成分为生物碱。现代药理研究表明，洋金花中所含的莨菪碱及其外消旋体阿托品有解痉镇痛、解有机磷中毒和散瞳作用；东莨菪碱除除具有莨菪碱的生理活性外，还有镇静、麻醉的作用。

55 洋金花中生物碱的提取分离工艺流程

56 三 必备知识 （一）洋金花中生物碱主要有效成分及结构 （二） 洋金花中生物碱的性质

57 （一）洋金花中主要有效成分及结构 洋金花中所含生物碱为莨菪烷衍生物，以莨菪碱、东莨菪碱、N一去甲基莨菪碱为主。其结构如下 ：

58 （二）洋金花生物碱的理化性质 1.性状 莨菪碱为四方细针状结晶（乙醇），熔点108.5°C，其外消旋体阿托品是长柱状结晶，熔点118°C。东莨菪碱为粘稠状液体，但形成一水化物为结晶体，熔点59°C。山莨菪碱为无色针状结晶，若自苯中结晶含一分子苯。这些生物碱除阿托品无旋光活性外．其他生物碱均具有左旋的旋光活性。 2.碱性 N-去甲莨菪碱是仲胺，其余都属于叔胺碱。东莨菪碱由于空间效应的影响，碱性较弱（pKa7.50）；莨菪碱无空间效应障碍，碱性较强（pKa9.65）；山莨菪碱分子中6位羟基的空间效应的影响比东莨菪碱小，故其碱性介于莨菪碱和东莨菪碱之间。

59 （二）洋金花生物碱的理化性质 3.溶解性 莨菪碱（或阿托品）亲脂性较强，易溶于乙醇、氯仿，难溶干水。临床上用的硫酸阿托品为白色结晶性粉末，极易溶于水，遇光易变质。东莨菪碱有较强的亲水性，可溶于水，易溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等溶剂，难溶于苯、四氯化碳等强亲脂性溶剂。东莨菪碱也具较强的亲水性。山莨菪碱由于多一个羟基，亲脂性较莨菪碱弱，能溶于水和乙醇。 4．洋金花中莨菪烷类生物碱的鉴别反应 （l）氯化汞沉淀反应 莨菪碱（或阿托品）在氯化汞的乙醇溶液中发生反应生成黄色沉淀，加热后沉淀变为红色。在同样条件下，东莨菪碱则与氯化汞反应生成白色沉淀。这是因为莨菪碱的碱性较强，加热时能使氯化汞转变成氧化汞（砖红色），而东莨菪碱的碱性较弱，与氯化汞反应只能生成白色的分子复盐沉淀。 （2）Vitali反应 莨菪碱（或阿托品）、东莨菪碱等莨菪烷类生物碱分子结构中具有莨菪酸部分，当用发烟硝酸处理时，发生硝基化反应，生成三硝基衍生物（黄色），若再与醇钠溶液反应，发生分子内双键重排，生成醌型结构的衍生物而呈深紫色，渐转暗红色，最后颜色消失。

60 四 课 堂 互 动 1.比较几种莨菪生物碱的碱性并简述理由。 2.从曼陀罗叶中提取莨菪碱时为何加石灰水搅拌？

61 任务四 三颗针中生物碱类成分的提取分离技术
任务四 三颗针中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标 一 二 三颗针中总生物碱的提取分离技术 三 必备知识 四 相关知识链接及拓展 五 课堂互动 六 目标测试

62 一 学习目标 能力要求 知识要求 学习目的 1 2 3 掌握三颗针中生物碱的提取分离原理及操作技术。 掌握小檗碱的提取、分离技术。
熟悉三颗针中生物碱的结构及主要理化性质。 了解三颗针中生物碱的提取分离新进展。 知识要求 3 能力要求 熟练进行三颗针中生物碱类化合物的提取、分离及鉴定操作。 学会三颗针中生物碱类化合物的色谱鉴定技术。 学习目的

63 二 三颗针中生物碱类化学成分的提取分离技术
三颗针为小檗科植物毛叶小檗（Berberis brachypoda）、细叶小檗（B. Poiretii Schneid）等多种同属植物的根，根皮或茎皮作为三颗针入药，具有清热去火、抗菌、抗病毒的作用。三颗针中主含小檗碱，小檗碱同时也是毛茛科植物黄连（Coptis chinensis Franch.）中的主要成份，黄连中小檗碱含量较高但资源有限，工业生产上提取小檗碱主要以三颗针为原料。

64 三颗针中生物碱的提取分离工艺流程

65 三 必备知识 （一）三颗针中生物碱主要有效成分及结构 （二） 三颗针中生物碱的性质

66 （一）三颗针中主要有效成分及结构 三颗针中主要含有小檗碱，常作为黄连的代用品。
黄连中主要是生物碱：小檗碱、巴马丁（palmatine）、黄连碱（coptisine）、甲基黄连碱（methylcoptisine）、药根碱（jatrorrhizine）和表小檗碱（epiberberine）等。其中以小檗碱含量最高（大约10％）。小檗碱为异喹啉类原小檗碱型生物碱，具有明显的抗菌作用。 R1 R2 R3 R4 R5 小檗碱 巴马丁 黄连碱 甲基黄连碱 药根碱 表小檗碱

67 （二）三颗针生物碱的理化性质 从水或稀乙醇中结晶所得的小檗碱为黄色针状结晶，含5.5分子结晶水，在100℃干燥后仍保留2.5分子结晶水，加热至110℃变为棕黄色，160℃分解。盐酸小檗碱为黄色小针状结晶，在220℃左右分解，形成小檗红碱（红棕色），在285℃左右完全熔融。 小檗碱能缓溶于冷水（1﹕20），易溶于热水和热乙醇，难溶于丙酮、氯仿和苯等。小檗碱和酸结合成盐，其盐类在水中的溶解度见表1-5。 名 称 溶 解 度 氢碘酸盐 ﹕2130 盐酸盐 ﹕500 枸橼酸盐 ﹕125 磷酸盐 ﹕15 硫酸盐 ﹕30 酸性硫酸盐 ﹕100

68 季铵式(红棕色) 醇式（黄色） 醛式（黄色）
小檗碱与大分子有机酸结合成的盐在水中的溶解度很小，所以，当黄连与甘草、大黄和黄芩等配伍时，能和甘草酸、大黄鞣质、黄芩苷形成难溶于水的化合物而沉淀析出，这是在中药制剂过程中需要注意的问题。 小檗碱属季铵型生物碱，可离子化而显强碱性。小檗碱通常以季铵型状态存在，能溶于水，水溶液呈强碱性（pKa=11.50），溶液为红棕色。如果在水溶液中加入过量的碱，可抑制季铵离子的解离，使其部分转变为醛式或醇式，溶液也变成了棕色或黄色。醇式或醛式小檗碱具有亲脂性，可溶于亲脂性有机溶剂。 季铵式(红棕色) 醇式（黄色） 醛式（黄色） 小檗碱的三种互变异构体

69 四 知识拓展 1．黄连中小檗碱的提取分离

70 2．黄柏中小檗碱的提取分离

71 五 课 堂 互 动 1.简述用盐析法分离小檗碱盐酸盐的原理

72 任务五 乌头中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标 乌头中总生物碱的提取分离技术 必备知识 相关知识链接及拓展 课堂互动 目标测试 一 二
任务五 乌头中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标 一 二 乌头中总生物碱的提取分离技术 三 必备知识 四 相关知识链接及拓展 五 课堂互动 六 目标测试

73 一 学习目标 能力要求 知识要求 学习目的 1 2 3 掌握乌头中生物碱的提取分离原理及操作技术。 掌握乌头碱、次乌头碱的提取、分离技术。
熟悉乌头中生物碱的结构及主要理化性质。 了解乌头中生物碱的提取分离新进展。 知识要求 3 能力要求 熟练进行乌头中生物碱类化合物的提取、分离及鉴定操作。 学会乌头中生物碱类化合物的色谱鉴定技术。 学习目的

74 二 乌头中生物碱类化学成分的提取分离技术 乌头为毛莨科植物乌头的干燥母根。乌头味辛、苦，性热，有大毒，具有祛风除湿、温经止痛的功效，是临床常用的重要中药。现代药理学研究表明，乌头的主要有效成分即乌头生物碱具有镇痛、消炎、麻醉、降压及对心脏产生刺激等作用。

75 乌头中生物碱的提取分离工艺流程

76 三 必备知识 （一）乌头中生物碱主要有效成分及结构 （二） 乌头中生物碱的性质

77 （一）乌头中主要有效成分及结构 乌头主要含二萜类生物碱，属于四环或五环二萜类衍生物。其中以乌头碱和乌头次碱为主要成分。其结构如下 ：

78 （二）乌头生物碱的理化性质 1.性状 乌头生物碱均有完好的结晶形态。其中乌头碱熔点 198℃；乌头次碱熔点 187℃。乌头碱为双酯型生物碱，有麻辣味，毒性极强，是乌头的主要毒性成分，若将其双酯结构经水解生成乌头原碱（醇胺结构），则无毒性。这就是把乌头经水浸、加热使乌头碱等双酯型碱水解的炮制原理。在乌头及其方剂、中成药中，对剧毒的双酯型生物碱须进行限量检查。 2.溶解性 乌头中主要的二萜类生物碱易溶于无水乙醇、氯仿、乙醚、苯等有机溶剂，难溶于水。乌头碱等双酯型生物碱脂性较强；乌头次碱和乌头原碱由于酯键被水解，亲脂性较弱。 3．碱性 乌头碱、美沙乌头碱、乌头次碱等生物碱分子中含一个呈叔胺状态的氮原子，因此它们具一般叔胺碱的碱性，能与酸成盐。

79 四 知识链接与拓展 按原理分类 分类 按操作形式分类 按流动相分类 色谱法 吸附剂 吸附色谱的三要素 展开剂 被分离成分 吸附色谱的操作技术

80 按原理分类 按操作形式分类 按流动相分类 吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 凝胶过滤色谱 平面色谱 柱色谱 毛细管电泳色谱 液相色谱
气相色谱 超临界流体色谱

81 三要素——1.吸附剂 亲脂性吸附剂：活性炭。  种类：亲水性吸附剂：氧化铝、硅胶、聚酰胺、氧化镁、硅酸镁、碳酸钙和硅藻土等。  基本要求：吸附剂要有较大的表面积和适宜的活性；与移动相溶剂及被分离各成分不起化学反应；颗粒均匀；并且在所用各种溶剂中不溶解。  常用吸附剂：（1）硅胶 为极性吸附剂。吸附机理是与化合物形成氢键。极易吸水，含水量在17%以下才能作为吸附剂。活化温度一般在100℃～120℃。硅胶显弱酸性，适用于中性或酸性成分的分离。（2）氧化铝 为极性吸附剂，吸附能力比硅胶稍强。色谱用氧化铝有碱性（pH9.0）、中性(pH7.5)和酸性(pH4.0)三种。    活性级别:吸附剂的活性根据含水量的多少分为5个级别 （Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级）。 脱活化:在吸附剂中加入一定量的水分，降低其活性的过程称为。  吸附剂的活化:在一定温度下加热去除水分提高吸附剂的吸附能力，使其活性增高的过程称为。

82 种类：包含亲脂性和亲水性有机溶剂以及水。 解吸附能力：展开剂解吸附能力的大小与选择展开剂的极性和被分离成分德极性有关。
2.展开剂 种类：包含亲脂性和亲水性有机溶剂以及水。 解吸附能力：展开剂解吸附能力的大小与选择展开剂的极性和被分离成分德极性有关。 3.被分离成分 以亲水性溶剂为吸附剂，则被分离成分极性大的被吸附牢固，解吸附就困难，色谱中展开的速度就慢。 化合物极性大小判断的原则： 分子中母核相同，极性基团越多，极性越大；分子中双键及共轭双键越多，极性越大；同系物中，分子量越小，极性越大；在同一母核中不能形成分子内氢键的化合物比能形成分子内氢键的化合物的极性大。

83 薄层色谱的操作技术流程 铺 板 点 样 展 开 显色与定位 计算比移值

84 学 习 小 结 （一）学习内容 生物碱类化合物 结构类型 生物碱类 性状、溶解性、旋光性、碱性 理化性质 提取分离 提取、分离 检识反应
显色反应、色谱检识 结构测定 紫外、红外、核磁、质谱 应用实例 麻黄、防己、洋金花、三棵针、乌头

85 （二）学习方法与体会 生物碱的学习，应遵循“共性→个性”的认知规律，通过分析生物碱类化合物的结构特点，总结出该类成分的理化性质，进而分析每一种生物碱类成分独特的提取分离 方法和技术．

86 六 　目 标 检 测 一、A型题 1.从药材中提取季铵碱一般采用的方法是__。（A.碱溶酸沉法 B.pH梯度萃取法　C.醇-酸水-碱化-氯仿提取法 D.醇-酸水-碱化-雷氏铵盐沉淀法） 2.酸水液中可直接被氯仿提取出来的生物碱是__。（A.强碱 B.中强碱 C.弱碱 D.酚性碱） 3.分离含有不同碱性生物碱的总碱可选用__。（A.简单萃取法 B.pH梯度萃取法 C.分馏法 D.酸提碱沉法） 4.在生物碱酸水提取液中，加碱调由低到高，每调一次用氯仿萃取一次，首先得到的是___。（A.强碱性生物碱 B.弱碱性生物碱 C.中强碱性生物碱碱 D.季铵型生物碱 E.水溶性生物碱） 5.将总碱溶于氯仿中，用不同pH（由高到低）缓冲液依次萃取，最后萃取出的生物碱是___生物碱。（A.最强碱性的 B.中强碱性的 C.弱碱性的 D.强碱性的）

87 6.用阳离子交换树脂法分离脂溶性生物碱时，样品应先配成___。（A.水溶液 B.强酸性水溶液 C.强碱性水溶液 D.弱酸性水溶液）
7.生物碱常用的TLC显色剂是___。（A.碘化铋钾试剂 B.改良碘化铋钾试剂 C.碘化汞钾试剂 D.雷氏铵盐试剂） 8.用氧化铝TLC分离生物碱，化合物的Rf值大小取决于___。（A.碱性大小 B.酸性大小 C.极性大小 D.分子大小） 9.鉴别麻黄碱和N-甲基麻黄碱可用___。（A.碘化铋钾反应 B.茚三酮反应 C.碘化汞钾反应 D.二硫化碳-碱性硫酸铜反应） 二、X型题 1.用酸水提取生物碱可采用的方法是___。（A.煎煮法 B.渗漉法 C.回流法 D.浸渍法 E.连续回流法） 2.酸水提取生物碱采用的步骤是___。（A.用稀酸水提取 B.提取液用氯仿 萃取 C.提取液通过大孔吸附树脂柱 D.提取液通过强酸型阳离子交换树脂柱 E.提取液通过强酸型阴离子交换树脂柱） 三、比较Rf值的大小 吸附剂：硅胶 展开剂：氯仿-甲醇-氨水（7︰1︰0.5） （1）苦参碱（A）与氧化苦参碱（B）：___﹥___ （2）汉防己甲素（A）与汉防己乙素（B）：___﹥___ （3）莨菪碱（A）与东莨菪碱（B）：___﹥___

88 四、比较碱性大小 1. 2． A B ３. A B ４. A 小檗碱 B 秋水仙碱 C 莨菪碱 D 东莨菪碱 ５.