(精)《中药化学》讲义：生物碱

（精）《中药化学》讲义：生物碱
第一节基本内容
一、生物碱的定义
生物碱是指一类根源于生物界( 以植物为主 ) 的含氮的有机化合物，多半生物碱分子拥有较复杂的环状构造，且氮原子在环状构造内，大多呈碱性。

一般拥有生物活性。

二、生物碱在动、植物界的散布和存在状况
生物碱主要散布在植物界，其散布的一般规律是：
①绝大部分生物碱散布在高等植物中，如毛莨科、罂粟科、防已科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆科、小檗科等。

②很少量生物碱散布在低等植物中，如烟碱存在于蕨类植物。

③科属亲缘关系邻近的植物，常含有同样构造种类的生物碱。

④生物碱在植物体内多半集中散布在某一部分或某些器官。

三、生物碱的分类及构造特点
生物碱的分类方法主要有 3 种，按植物根源、生源门路和基本母核的构造种类分类。

( 一) 吡啶类生物碱此类生物碱构造简单，好多呈液态。

代表物有：槟榔碱、槟榔次碱，烟碱、苦参碱等。

( 二) 莨菪烷类生物碱
( 三) 异喹啉类生物碱
1.简单异喹啉类
2.苄基喹啉类
(1)1- 苄基异喹啉类：代表物有罂粟碱、厚朴碱等。

(2)双苄基异喹啉类：代表物有汉防已碱等。

(3)原小檗碱类：代表物有小檗碱、延胡索乙素等。

(4)吗啡烷类：代表物有吗啡、可待因等。

( 四) 吲哚类生物碱
代表物有吴茱萸碱、马钱子碱、士的宁、长春碱、长春新碱、利
血同等。

( 五) 有机胺类生物碱
代表物有麻黄碱、秋水仙碱、益母草碱等。

第二节理化性质
一、性状
形态多半生物碱呈结晶形固体，有些为晶形粉末状; 少量生物碱为液体状态，这种生物碱分子中多无氧原子，或氧原子联合为酯键，
如烟碱、槟榔碱等 ; 个别拥有挥发性 ( 麻黄碱 ) 、拥有升华性 ( 咖啡因、川芎嗪)。

滋味大部分生物碱具苦味，少量生物碱拥有其余滋味，如甜菜碱拥有甜味。

颜色绝大部分生物碱无色或白色，仅少量拥有较长共轭系统构造的生物碱呈不一样颜色。

如小檗碱为黄色，药根碱为红色。

二、旋光性
生物碱的旋光性受溶剂、pH 等要素的影响。

生物碱的生理活性与其旋光性相关。

三、溶解性
( 一) 游离生物碱
1.亲脂性生物碱
绝大部分叔胺碱和仲胺碱属于亲脂性生物碱。

2.亲水性生物碱
(1)季铵型生物碱
(2)小分子生物碱
(3)生物碱 N-氧化物
(4)酰胺类生物碱
3.拥有特别官能团生物碱
(1)具酚羟基或羧基的生物碱
这种生物碱称为两性生物碱，可溶于酸水和碱水。

如吗啡、青藤
碱等。

具酚羟基者可溶于氢氧化钠等强碱性溶液，如吗啡; 具羧基者可溶于碳酸氢钠溶液，如槟榔次碱。

(2)具内酯或内酰胺构造的生物碱
这种生物碱在正常状况下，其溶解性近似一般叔胺碱，但在强碱溶液中加热，可开环形成盐而溶于水。

如喜树碱、苦参碱等。

( 二) 生物碱盐
一般易溶于水，可溶于醇类，难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。

生
物碱盐溶解性因成盐的种类不一样而有差别。

个别生物碱盐的溶解性不切合一般规律。

四、碱性
生物碱分子中都含有氮原子，往常显碱性，能与酸联合成盐。

碱
性是生物碱的重要性质。

1.生物碱碱性强弱的表示方法
生物碱的碱性用其共轭酸的酸式离解指数 pKa值表示。

pKa值大，碱性强 ;pKa 值小，碱性弱。

一般以为，生物碱 pKa<2为极弱碱性，pKa2～7 为弱碱性，pKa7～11 为中强碱性， pKa>11为强碱性。

2.生物碱碱性强弱与分子构造的关系
(1)氮原子的杂化方式
氮原了的杂化方式与碱性强弱的关系表现为SP3氮>SP2氮>SP氮
(2)电效应
增大氮原子未共用电子云密度，则碱性加强，反之则碱性减弱。

引诱效应：能使氮原子电子云密度加强，则碱性加强。

常有的供
电子基团为烷基。

假如生物碱分子构造中氮原子邻近存在吸电子基团
或原子，其吸电子引诱效应使生物碱的碱性减弱。

共轭效应：
苯胺型：碱性降低，如毒扁豆碱。

烯胺型：可使碱性减弱或加强，如蛇根碱，小檗碱拥有强碱性。

酰胺型：碱性极弱，强胡椒碱、秋水仙碱、咖啡碱等。

(3)空间效应
若生物碱的空间环境不利于氮原子接受质子，其碱性减弱。

如甲基麻黄碱碱性麻黄碱，东莨菪碱碱性莨菪碱。

(4)氢键效应
基生物碱分子构造中氮原子邻近存在羟基、羰基等代替基团，并且处在有益于同生物碱共轭酸分子的子形成分子内氢键缔合，此时，
该生物碱的共轭酸较稳固，碱性加强。

如伪麻黄碱的碱性强于麻黄碱。

A型题：
1.生物碱分子中氮原子杂化方式与其性碱性强弱的关系是
A.SP>SP2>SP3
B.SP>SP3>SP2
C.SP3>SP2>SP
D.SP3>SP>SP2
E.SP2>SP3>Sp
『正确答案』 C
2.东莨菪碱的碱性较莨菪碱弱的主要原由是
A.p- π共轭
B.π- π共轭
C.空间效应
D.氢原子的杂化程度
E.分子内氢键
『正确答案』 C
3.下组生物碱中碱性最弱者是
A. 苦参碱 ( 叔胺碱 )
B. 麻黄碱 ( 仲胺碱 )
C. 伪麻黄碱 ( 仲胺碱 )
D. 莨菪碱 ( 叔胺碱 )
E. 东莨菪碱 ( 有立体阻碍的叔胺碱 )『正确答案』 E
4.以下生物碱中碱性最强者是
A.氯化黄连碱
B.小檗碱
C.苦参碱
D.氧化苦参碱
E.麻黄碱
『正确答案』 B
5.以下生物碱中碱性最强者是
A.小檗碱
B.麻黄碱
C.番木鳖碱
D.新番木碱
E.秋水仙碱
『正确答案』 A
X型题：
1.使生物碱碱性减小的及电子基团是
A.烷基
B.羰基
C.醚基
D.酯基
E.苯基
『正确答案』 BCDE
五、积淀反响
大部分生物碱在酸水或稀醇中能与某些试剂反响生成难溶于水的复盐或分子络合物，这些试剂称为生物碱积淀试剂。

1.生物碱积淀反响的条件
生物碱积淀的反响一般在稀酸水溶液中进行。

X型题：
1.不可以进行生物碱积淀反响的条件是
A.稀碱水溶液
B.稀酸水溶液
C.稀酸丙酮溶液
D.醋酸水溶液
E.稀酸乙醇溶液
『正确答案』 AC
2.生物碱积淀反响的条件是
A.浓强酸水溶液
B.碱性有机溶剂
C.称酸水溶液
D.酸性称醇溶液
E.强碱性水溶液
『正确答案』 CD
2. 常用的生物碱积淀试剂
碘化物复盐、重金属盐、大分子酸类等。

常有的生物碱积淀试剂
有碘 - 碘化钾试剂、碘化铋钾试剂、碘化汞钾试剂等。

3.生物碱积淀反响阳性结果的判断
(1)假阴性：少量生物碱不可以与一般生物碱积淀试剂产生积淀
反响。

如麻黄碱、咖啡碱与多半生物碱积淀试剂不可以发生积淀反响。

(2)假阳性：中药中有些非生物碱类物质也能与生物碱积淀试剂
产生积淀反响，如蛋白质、多肽、氨基酸、鞣质等。

4.生物碱积淀反响的应用
六、显色反响
某些生物碱能与一些特定试剂反响生成不一样颜色的产物，称为生物碱的显色反响，所用试剂称为生物碱显色试剂。

第三节提取与分别
一、总生物碱的提取
( 一) 脂溶性生物碱的提取
1.水或酸水提取法
常用 0.1%～1%的盐酸或硫酸，采纳浸渍法或渗漉法提取。

①阳离子树脂互换法
②萃取法
2.醇类溶剂提取法
提取方法可采纳浸渍法、渗漉法、回流提取法和连续回流提取法。

3.亲脂性有机溶剂提取法
用亲脂性有机溶剂提取以前，一定将中药用碱水 ( 石灰乳、碳酸钠溶液或稀氨水 ) 润湿，使生物碱游离，再用亲脂性有机溶剂萃取。

提取方法多采纳浸渍法、回流提取法或连续回流提取法。

二、生物碱的分别
( 一) 初步分别
将总生物碱按碱性强弱、酚性有无及能否水溶性，初步分别为5个部分。

A型题：
含以下生物碱的中药酸水提取液，用氯仿萃取，可萃拿出的生物碱是
A.苦参碱
B.氧化苦参碱
C.秋水仙碱
D.麻黄碱
E.山莨菪碱
『正确答案』 C
( 二) 生物碱单体的分别
1.利用生物碱碱性的差别进行分别
采纳 pH梯度萃取法分别。

一种方法是将总碱溶于稀酸水中，逐渐加碱液调理pH，使 pH 由低到高，每调理一次pH，用氯仿萃取数次，进而将碱性由弱到强的
生物碱挨次转溶于氯仿而得以分别。

另一种方法是将总生物碱溶于氯仿中，用pH 由高到低的酸性缓冲液挨次萃取，使生物碱按碱性由强至弱的次序自总碱中逐个转溶至
酸性缓冲液中 ; 而后分别将各部分酸性缓冲液碱化，用氯伤萃取获得
不一样碱性的生物碱。

2.利用生物碱及其盐的溶解度差别进行分别
①苦参碱和氧化苦参碱
苦参碱的极性小于氧化苦参碱，前后能溶于乙醚，尔后者难溶于乙醚
②汉防己甲素和汉防己乙素
二者的基本构造相像，仅一个代替基团的差别，后者为酚羟基，
前者为甲氧基，故后者的极性大于前者。

汉防己乙素难溶于苯，而汉
防己甲素可溶于冷苯。

③麻黄碱和伪麻黄碱
二者为一对光学异构体，前者的草酸盐较后者的草酸盐在水中的溶解度小。

将麻黄碱和伪麻黄碱溶于适当水中，加入必定量草酸，麻黄碱生成草酸盐即先从水溶液中析出。

B型题：
A.麻黄碱
B.番林鳖碱
C.奎宁
D.奎尼丁
E.金鸡尼丁
1.可利用其硫酸盐在水中的溶解度小进行分别
『正确答案』 C
2.可利用其盐酸盐在水中的溶解度小进行分别
『正确答案』 B
3.可利用其酒石酸盐在水中的溶解度小进行分别
『正确答案』 E
4.可利用其氢碘酸盐在水中的溶解度小进行分别
『正确答案』 D
5.可利用其草酸盐在水中的溶解度小进行分别
『正确答案』 A
3.利用生物碱特别官能团进行分别
常有的有酚羟基、羧基、内酯或内酰胺构造等官能团。

可利用这些官能团进行分别。

4.利用色谱法进行分别
(1)吸附柱色谱：常用氧化铝和硅胶作吸附剂，以亲脂性有机溶
剂为洗脱剂。

(2)分派柱色谱：以硅胶为支持剂，酸性缓冲液为固定相。

三、生物碱的色谱鉴识
( 一) 薄层色谱
1.吸附薄层色谱法
(1)吸附剂：硅胶、氧化铝
(2)睁开剂
(3)显色察看
多半生物碱的簿层色谱需用政良碘化铋钾试剂喷洒，显示桔红色斑点。

(4)应用范围
硅胶和氧化铝薄层色谱合用于分别和检识脂性生物碱。

2.分派薄层色谱法
(1)支持剂：硅胶、纤维素。

(2)固定相
关于脂溶生物碱的分别，多以甲酰胺为固定相; 水溶性生物碱或生物碱盐则以水作固定相。

(3)睁开剂
分别脂溶性生物碱，应以亲脂性有机溶剂作睁开剂。

分别水溶性生物碱，则应以亲水性的溶剂作睁开剂，如BAW系统 [ 正丁醇 - 乙酸 -水(4:1:5) ，上层 ] 。

(4)应用范围
以甲酰胺为固定相的薄层色谱，适于分别弱极性或中等极性的生
物碱，以水为固定相的薄层色谱，适于分别水溶性的生物碱。

( 二) 纸色谱
1.固定相：① 水; ②甲酰胺 ; ③酸性缓冲液。

2.睁开剂：以水作固定相的纸色谱，宜用亲水性溶剂系统作睁开剂，如 BAW[正丁醇 - 乙酸 - 水(4:1:5) ，上层 ]; 以甲酰胺和酸性缓冲液作固定相的纸色谱，多以亲脂性有机溶剂系统作睁开剂。

3.显色剂
4.应用范围：纸色谱法多用于水溶性生物碱、生物碱盐和弱亲脂
性生物碱的分别检识。

( 三) 高效液相色谱
( 四) 气相色谱
气相色谱主要合用于挥发性化合物的剖析，如麻黄生物碱、烟碱等。

第四节含生物碱的中药实例
一、苦参
( 一) 化学构造
苦参所含生物碱主假如苦参碱和氧化苦参碱。

属于喹喏里西啶类
衍生物。

分子中均有 2 个氮原子，一个是叔胺氮，一个是酰胺氮。

( 二) 理化性质
1.碱性
苦参碱中所含生物均有两个氮原子。

叔胺氮 (N-1) ，呈碱性 ; 酰胺氮(N-16) ，几乎不显碱性，只相当于一元碱。

2.溶解性
苦参碱的溶解性能比较特别，不一样于一般的叔胺碱，它既可溶于水，又能溶于氯仿、乙醚、苯、二硫化碳亲脂性溶剂。

氧化苦参是苦
参碱的氮 - 氧化物，具半极性配位键，其亲水性比苦参碱更强，易溶
于水，难溶于乙醚。

( 三) 生物活性
消肿利尿、抗肿瘤、抗病原体、抗心律失态、正性肌力、抗缺氧、扩充血管、降血脂、抗柯萨奇病毒、调理免疫等作用。

二、麻黄
( 一) 麻黄生物大及其化学构造
麻黄碱、伪麻黄碱，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。

麻黄生物碱分于中的氮原于均在侧链上。

麻黄碱和伪麻黄碱属仲
胺衍生物，且互为立体异构体，它们的构造差别在于C-l 的构型不一样。

( 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。

二者皆拥有挥发性。

2.碱性
麻黄碱和伪麻黄碱为仲胺生物碱，碱性较强。

伪麻黄碱的碱性稍
强于麻黄碱。

3.溶解性
游离的麻黄碱可溶于水，但伪麻黄碱在水中的溶解度较麻黄碱
小。

麻黄碱和伪麻黄碱形成盐此后的溶解性能不完整同样，如草酸麻
黄碱难溶于水，而草酸伪麻黄碱易溶于水; 盐酸麻黄碱不溶于氯仿，
而盐酸伪麻黄碱可溶于氯仿。

( 三) 麻黄生物碱的鉴识反响
麻黄碱和伪麻黄碱不可以与大数生物碱积淀试剂发生反响。

1.二硫化碳 - 硫酸铜反响属于仲胺的麻黄碱和伪麻黄碱产生棕色
积淀。

2.铜络盐反响麻黄碱和伪麻黄的水溶液加硫酸铜、氢氧化钠，溶液呈蓝紫色。

( 四) 麻黄碱和伪麻黄碱的提取分别
1.溶剂法
2.水蒸气蒸馏法
3.离子互换树脂法
利用强酸型阳离子互换树脂，麻黄碱的碱性较伪麻黄碱弱，先从
树脂柱上洗脱。

( 五) 生物活性
麻黄碱有缩短血管、喜悦中枢神经的作用，能喜悦大脑、中脑、
延脑和呼吸循环中枢，有近似肾上腺素样作用，能增添汗腺及唾液腺
分泌，缓解光滑肌痉挛。

伪麻黄碱有升压、利尿作用。

三、黄连
( 一) 黄国家中生物碱及其化学构造
苄基异喹啉衍生物，属于原小檗碱型，主要有小檗碱(黄连素)、巴马丁、黄连碱、甲基黄连碱、药根碱等，均为季铵型生物碱。

( 二) 小檗碱的理化性质
1.性状
自水或稀乙醇中析出的小檗碱为黄色针状结晶。

2.溶解性
游离小檗碱能慢慢溶解于水中，易溶于热水或热乙醇，在冷乙醇中溶解度不大，难溶于苯、氯仿、丙酮等有机溶剂。

小檗碱的盐酸盐
在水中的溶解度较小，较易溶于开水，难溶于乙醇。

小檗碱与大分子
有机酸联合的盐在水中的溶解度都很小。

小檗碱一般以季铵型生物碱的状态存在，能够离子化呈强碱性，
能溶于水，溶液为红色。

但在其水溶液中加入过度碱，克制了季铵离
子的解离，季铵型小檗碱则部分转变为醛式或醇式，其溶液也转变为棕色和黄色。

醇式和醛式小檗碱为亲脂性成分，可溶于乙醚等亲脂性有机溶剂。

( 三) 小檗碱的鉴识反响
小檗碱除了能与一般生物碱积淀试剂产生积淀反响外，还拥有两个特点性检识反响。

1.丙酮加成反响
在盐酸小檗碱不溶液中，加入氢氧化钠使呈强碱性，而后滴加丙酮，生成黄色结晶性小檗碱丙酮加成物。

2.漂白粉显色反响
在小檗碱的酸性水溶液中加入适当漂白粉( 或通入氯气 ) ，小檗碱水溶液由黄色转变为樱红色。

( 四) 生物活性
小檗碱拥有抗菌、抗病毒、抗炎作用。

四、川乌
( 一) 化学构造
乌头和附子主要含二萜生物碱，属于四环或五环二萜类衍生物。

双酯型生物碱乌头碱、次乌头碱和美沙乌头碱在C-14 和 C-8 位有两个酯键。

( 二) 川乌主要毒性生物碱在炮制过程中的变化
乌头碱、次乌头碱和美沙乌头碱等双酯型生物碱，毒性极强，是
乌头的主要毒性成分。

若将双酯型碱经水排除掉酯基，生成单酯型生物碱 ( 乌头次碱 ) 或醇胺型生物碱 ( 乌头原碱 ) ，则毒性降低。

五、洋金花
( 一) 化学构造
莨菪烷衍生物，主要包含莨菪碱 ( 阿托品 ) 、东莨菪碱、山莨菪碱、樟柳碱和 N-去甲莨菪碱。

此中阿托品是莨菪碱的外消旋体。

( 二) 理化性质
1.旋光性
2.碱性
东莨菪碱和樟柳碱碱性较弱; 莨菪碱碱性较强 ; 山莨菪碱碱性介于莨菪碱和东莨菪碱之间。

3.溶解性
( 三) 鉴识反响
1.氯化汞积淀反响
莨菪碱 ( 或阿托品 ) 加热后积淀变为红色。

东莨菪碱则与氯化汞反应生成白色积淀。

2.Vitali反响
莨菪碱 ( 或阿托品 ) 、东莨菪碱等莨菪烷类生物碱可发生Vitali 反响，用发烟硝酸办理后，再与苛性碱醇溶液反响，显深紫色。

樟柳
碱为负反响。

3.过碘酸氧化乙酰丙酮缩合反响
樟柳碱可发生该反响显黄色，其余不反响。

( 四) 生物活性
东莨菪碱除拥有莨菪碱的生理活性( 解痉镇痛，解有机磷中毒和散瞳作用 ) 外，还有冷静、麻醉的作用。

六、马钱子
( 一) 化学构造
主要生物碱是士的宁 ( 番木鳖碱 ) 和马钱子碱，有强毒性，属于吲哚类衍生物。

( 二) 鉴识方法
硝酸反响：士的宁与硝酸作用呈淡黄色，蒸干后的残渣遇氨气即变为紫红色 ; 马钱子碱与浓硝酸接触呈深红色，继加氯化亚锡，由红
色转为紫色。

浓硫酸 - 重铬酸钾反响
A型题：
1.vitali反响不可以用于检识的是
A.樟柳碱
B.莨菪碱
C.阿托品
D.东莨菪碱
E.山莨菪
『正确答案』 A
2.拥有配位键构造的生物碱是
A.苦参碱
B.羟基苦参碱
C.氧化苦参碱
D.去氢苦参碱
E.安那吉碱
『正确答案』 C
3.麻黄碱不具备的性质是
A.与大部分生物碱积淀试剂能产生积淀反响
B.可溶于水
C.可溶于氯仿
D.拥有挥发性
E.拟肾上腺素作用
『正确答案』 A
4.以溶剂分别麻黄碱和伪麻黄碱，是依据
A.二者的碱性不一样
B.二者侧链的绝对构型不一样
C.二者的盐酸盐的水溶性不一样
D.二者的草酸盐的水深性不一样
E.二者的脂溶性不一样
『正确答案』 D
B型题：
A.小檗碱
B.麻黄碱
C.伪麻黄碱
D.东莨菪碱
E.山莨菪碱
1.其共轭酸的分子内氢键稳固的是
『正确答案』 C
2.其草酸盐不溶于水的是
『正确答案』 B
3.其分子构造中拥有氧环的是
『正确答案』 D
4.其盐酸盐在冷水中溶解度小的是
『正确答案』 A
5.其盐酸盐加入氢氧化钠后，滴加丙酮，生成黄色结晶的是『正确答案』 A
X型题：
1.小檗碱的特点性检识反响是
A.与碘化铋钾的反响
B.与雷氏铵盐的反响
C.与丙酮的反响
D.与苦味酸的反响
E.与漂白粉的反响
『正确答案』 CE
2.相关苦参碱的阐述，正确的选项是
A.分子中拥有酯键构造
B.为水溶性生物碱，难溶于氯仿、乙醚中
C.存在于拥有抗肿瘤作用的苦参中
D.属于喹喏里西啶的衍生物
E.拥有肌肉废弛作用
『正确答案』 CD。