中药化学生物碱重点上课讲义
中药化学《生物碱》重点总结及习题
生物碱的碱性强弱与pKa的关系：pKa＜2为极弱碱，pKa2~7为弱碱，pKa7~11为中强碱，pKa11以上为强碱
3．影响碱性强弱的因素
（1）氮原子的杂化方式：SP3>SP2>SP1
四氢异喹啉（SP3pKa9.5） 异喹啉（SP2pKa5.4） 氰类（SP 中性 ）
③碱性极弱的生物碱（酰胺类生物碱）和酸生成的盐不稳定，其酸水溶液用氯仿萃取时，生物碱可转溶于氯仿而被分离。
表10-2 生物碱溶解性规律
水 酸水 碱水、甲（乙）醇、 苯 乙醚 CHCl3、 CCl4石油醚
亲脂性生物碱-+-++ （++）-
亲水性生物碱++++--
生物碱盐 ++-+--
※两性生物碱、酰胺类生物碱、内酯型生物碱：既可溶于酸水，也可溶于碱水中，其余同脂溶性生物碱。
二、旋光性
大多有旋光（不对称碳原子或不对称中心），且多呈左旋性。通常左旋体的活性大于右旋体。
三、溶解性
1．游离态 指大多数的仲胺、叔胺类生物碱，多为亲脂性的，极性较小。
2．盐 为离子型，极性大。
生物碱盐溶解性规律：
①无机酸盐的水溶度大于有机酸盐的水溶度。
②无机酸盐中，含氧酸盐的水溶度大于卤代酸盐。
③卤代酸盐中，盐酸盐的水溶度最大，氢碘酸盐的水溶度最小。
附注：用方法二分离时，应采用多缓冲纸色谱（分配原理）进行先导分离。
* 碱性弱的生物碱易游离（脂溶性，易于CHCl3）。
** 碱性强的生物碱易成盐（离子型，易于水）。
（2）利用生物碱的极性（溶解性）差异分离
分子结构的不同 极性的差异 对特殊溶剂的溶解性能不同而分离
中药化学生物碱讲义
中药化学第二章生物碱考点精要：1.生物碱的含义、存在形式及重要成分2.生物碱的结构与分类3.生物碱的理化性质（碱性及其与结构的关系、沉淀反应）4.生物碱的提取与分离5.生物碱的色谱检识6.实例：苦参、麻黄、黄连、川乌、洋金花、马钱子第一节基本内容一、生物碱的定义生物碱（Alkaloids）指来源于生物界的一类含氮有机化合物。
大多有较复杂的环状结构,氮原子结合在环内（特例：有机胺类生物碱N原子不在环内）；多呈碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理活性。
一般来说，除氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸以及含氮维生素等动、植物体必需的含氮有机化合物外，其他含氮有机化合物均可视为生物碱。
二、生物碱的分布宝马别逗罂粟（毛茛科、马钱科、茄科、豆科、罂粟科）防己终于小破（防己科、吴茱萸属、小檗科）存在形式①酰胺形式；②游离形式：少数极弱碱，如那可丁；③有机酸盐形式：绝大多数生物碱，如柠檬酸盐、草酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐等；④无机酸盐形式：少数盐酸生物碱，如盐酸小檗碱、硫酸吗啡等；⑤极少数以N-氧化物、生物碱苷等形式存在。
三、生物碱的分类及结构特征（一）吡啶类生物碱此类生物碱多来源于赖氨酸，是由吡啶或哌啶衍生的生物碱，其结构简单，数量较少，主要有两种类型。
1.简单吡啶类此类生物碱分子较小，结构简单，很多呈液态。
如槟榔中的槟榔碱、槟榔次碱，烟草中的烟碱，胡椒中的胡椒碱等。
2.双稠哌啶类由两个哌啶环共用一个氮原子稠合而成的杂环，具喹喏里西啶的基本母核。
主要分布于豆科、石松科和千屈菜科。
如苦参中的苦参碱、氧化苦参碱，野决明中的金雀花碱等。
（二）莨菪烷类生物碱此类生物碱多来源于鸟氨酸，由莨菪烷环系的C3-醇羟基与有机酸缩合成酯。
主要存在于茄科的颠茄属、曼陀罗属、莨菪属和天仙子属。
重要的化合物有莨菪碱、古柯碱等。
（三）异喹啉类生物碱这类生物碱来源于苯丙氨酸和酪氨酸系，具有异喹啉或四氢异喹啉的基本母核，在植物中分布广泛，数目较多，具有多方面的生物活性。
中药分析5-1-生物碱课件
测定方法包括紫外分光光度法、高效液相色谱法等。
延胡索中延胡索乙素成分分析
1 2 3
延胡索乙素的结构与性质
延胡索乙素是延胡索中的主要生物碱成分，具有 特定的结构和性质，包括分子式、分子量、离
从延胡索中提取延胡索乙素的方法包括溶剂法、 酸水提取法等。常用的分离方法包括色谱法、结 晶法等。
中药分析5-1-生物碱课件
目录
• 生物碱概述 • 生物碱提取与分离方法 • 生物碱鉴定与含量测定方法 • 常见中药中生物碱成分分析 • 生物碱药理活性与临床应用 • 实验操作注意事项与实验报告要求
01
生物碱概述
生物碱定义与分类
生物碱定义
生物碱是一类含氮的碱性有机化 合物，通常存在于植物、动物和 微生物中，具有广泛的生物活性 和药理作用。
操作
将含有生物碱的中药提取物通过色谱柱，以适当的流动相进行洗脱。生物碱在色谱柱上因吸附作用而达到分配平 衡，不同生物碱因吸附力不同而按一定顺序流出色谱柱。通过收集流出液并对流出液进行检测，可以得到单一或 纯度较高的生物碱组分。
03
生物碱鉴定与含量测定方法
呈色反应鉴定法原理及应用
原理
利用生物碱与特定试剂发生颜色反应 的特性，通过观察颜色变化来判断生 物碱的存在。
操作
将含有生物碱的中药粉末与适量的固体吸附剂（如硅胶、氧化铝等）混合均匀， 然后进行加热。生物碱在加热过程中升华，被吸附在固体吸附剂表面。最后通过 冷却、洗脱等步骤将生物碱从吸附剂上分离出来。
色谱法原理及操作
原理
利用生物碱在固定相和流动相之间的分配平衡进行分离。色谱法具有分离效果好、分辨率高等优点，适用于复杂 样品中生物碱的分离和纯化。
原理
利用高效液相色谱仪对生物碱进行分离和检测，通过峰面积或峰高与标准曲线比较来测 定生物碱的含量。
中药化学：第十章 生物碱
CHO ＋ HN ＋
C： -OH _
C CH N
曼尼希碱
在生物碱中，尤其是苄基异喹啉和吲哚生物碱的生物 合成，许多一级环合都是通过曼尼希反应生成的。
（3）酚的氧化偶联反应 为次级环化反应。反应过程为含 酚羟基化合物在植物体内经酶作用形成自由基，两个自由 基经偶联，形成新键。
如在由苄基四氢异喹啉形成各类异喹啉生物碱中，则 是由酚的氧化偶联反应生成的。
（二级结构类型）
（莨菪烷类）
一、鸟氨酸系生物碱 （一） 吡咯烷类生物碱
一、鸟氨酸系生物碱
（二） 莨菪烷类生物碱
由莨菪烷环系的C3-醇羟基和有机酸缩合成酯。典型的
化合物如莨菪碱。
N CH3
7
1
2
6
54
3
OCO
CH2OH CH
莨菪碱
莨菪烷
（三） 吡咯里西啶类生物碱
吡咯里西啶为两个吡咯烷共用一个氮原子稠合而 成。如千里光属中大叶千里光碱 。
个别是非环状的生物碱，氮原子不结合在环内。如 麻黄碱、秋水仙碱等
麻黄碱
秋水仙碱
不为碱性的生物碱：胡椒碱（piperine）等
O
O
N
O
H
N N CH3
二、生物碱的分布及存在形式 1.分布
（1）植物界分布 双子叶植物、单子叶植物、裸子植物
➢ 双子叶植物 已知存在于50多个科的120多个属中。与中药 有关的一些典型的科如毛茛科（黄连、乌头、附子）、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、苦豆子）等。
③ 生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植物类群中； ④ 越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群就越窄。
生物碱(中药化学技术课件)
❖ 黄连为毛茛科科植物黄连、三角叶黄连、云连、 的干燥根茎。以上三种分别习称“味连”、“雅 连”、“云连”。
❖ 性寒，味苦。具清热燥湿，泻火解毒之功。
化学成分
R1O
❖ 黄连的有效成分主要为生物碱 ，含量为1%～8%。 小檗碱的含量 最高。
❖ 已分离出来的生物碱：小檗碱 、巴马丁、黄连碱、甲基黄连碱、 药根碱和表小檗碱、木兰碱等。
（1：8）和热乙醇（1：12） ，难溶于丙酮、三氯甲烷 和苯等。 ❖ 小檗碱的盐酸盐在冷水中溶解度小（1：500），可溶 于沸水，几乎不溶于乙醇。 ❖ 小檗碱的硫酸盐在水中溶解度较大（1：30）， 。
（一）盐酸小檗碱的提取分离
酸提取碱沉淀法
注意事项 1.采用何酸提取？浓度？ 2.为什么用石灰乳调碱性？ 3.盐析的目的？盐的用量？
H H
小檗碱的作用
❖ 小檗碱有较强的抗菌、抗病毒作用； ❖ 小檗碱、黄连碱等原小檗碱型生物碱具有明显的
抗炎、抗溃疡、免疫调节及抗肿瘤等作用。 ❖ 小檗碱在自然界分布广泛，如毛茛科的黄连属、
防已科的古山龙属、芸香科的黄柏属、小檗科的小 檗属等。
性质
❖ 从水或稀乙醇中结晶所得的小檗碱为黄色针状结晶。 ❖ 游离型小檗碱能缓溶于冷水（1：20），易溶于热水
7、 生物碱的溶解性
生物 碱盐
一般易溶于水，可溶于醇
溶解性 特殊的 化合物
①吗啡为酸性叔胺碱：难溶于氯仿、乙醚，可溶于水 ②盐酸小檗碱、麻黄碱草酸盐：难溶于水
生物碱理化性质
生物碱理化性质
生物碱的鉴定
任务 黄连中小檗碱的提取分离和检识
盐析法
黄连提取液（处理后） 浓HCl调PH2-3，加NaCl达饱和
中药化学生物碱汇总
H3C O
O
秋水仙碱
甾体类生物碱
O
H
H
H
H2N H
孕甾烷类 (丰土明碱)
H3C
H3C H3C
H H
H HN
H
H
C H3
O O O O
OO C H3
胆甾烷类 (茄碱)
C H3
H
NHC H3
OH
C H3
HO
H3C HN H3C
H C H3
环孕甾烷类 (环常绿黄杨碱D)
H H
CH3 CH3
H
H N
HO H
R2
CN Br-
R1
N CN + R3Br
R2
-H2O
R1
-CO2 R1
N COOH
NH
R2
R2
第3节 生物碱的分类
按植物来源分类 按生源途径分类 按母核类型分类
来源于鸟氨酸：吡咯 吡咯里西丁 托品类 NH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOH
来源于赖氨酸：哌啶类 吲哚里西丁 喹诺里西丁 NH2CH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOH 来源于邻氨基苯甲酸：喹啉类 吖啶酮类
生物碱按生源关系分类
按母核类型分类：
❖ 吡咯烷类 ❖ 莨菪烷类 ❖ 哌啶类 ❖ 喹啉类 ❖ 喹唑啉类 ❖ 咪唑类 ❖ 吖啶酮类
❖ 异喹啉类 ❖ 吲哚类 ❖ 嘌呤及黄嘌呤类 ❖ 大环类 ❖ 萜类 ❖ 甾体类 ❖ 有机胺类
吡咯烷类生物碱
CH2COCH2
N
N
CH3
CH3
简单吡咯烷类 (红古豆碱)
莨菪烷类生物碱
色胺吲哚类 (相思豆碱)
N
O N H
H H3CO O C
中药化学知识点总结(生物碱以及苷类)
中药化学知识点总结（生物碱以及苷类）如何对中药有效成分进行分离与精制根据物质溶解度的差别，如何对中药有效成分进行分离与精制？1．结晶法需要掌握结晶溶剂选择的一般原则及判定结晶纯度的方法。
结晶溶剂选择的一般原则：对欲分离的成分热时溶解度大，冷时溶解度小；对杂质冷热都不溶或冷热都易溶。
沸点要适当，不宜过高或过低，如乙醚就不宜用。
判定结晶纯度的方法：理化性质均一；固体化合物熔距≤2℃；TLC或PC展开呈单一斑点；HPLC或GC分析呈单峰。
2．沉淀法可通过4条途径实现：1）通过改变溶剂极性改变成分的溶解度。
常见的有水提醇沉法（沉淀多糖、蛋白质）、醇提水沉法（沉淀树脂、叶绿素）、醇提乙醚或丙酮沉淀法（沉淀皂苷）等。
2）通过改变溶剂强度改变成分的溶解度。
使用较多的是盐析法，即在中药水提液中加入一定量的无机盐，使某些水溶性成分溶解度降低而沉淀出来。
3）通过改变溶剂pH值改变成分的存在状态。
适用于酸性、碱性或两性亲脂性成分的分离。
如分离碱性成分的酸提碱沉法和分离酸性成分的碱提酸沉法。
4）通过加入某种试剂与欲分离成分生成难溶性的复合物或化合物。
如铅盐沉淀法（包括中性醋酸铅或碱式醋酸铅）、雷氏盐沉淀法（分离水溶性生物碱）、胆甾醇沉淀法（分离甾体皂苷）等。
根据物质在两相溶剂中分配比的差异，如何对中药有效成分进行分离与精制？1．液-液萃取选择两种相互不能任意混溶的溶剂，通常一种为水，另一种为石油醚、乙醚、氯仿、乙酸乙酯或正丁醇等。
将待分离混合物混悬于水中，置分液漏斗中，加适当极性的有机溶剂，振摇后放置，分取有机相或水相，即可将极性不同的成分分离。
分离的难易取决于两种物质在同一溶剂系统中分配系数的比值，即分离因子。
分离因子愈大，愈好分离。
2．纸色谱（PC）属于分配色谱。
可用于糖的检识、鉴定，亦可用于生物碱的色谱鉴别等。
3．分配柱色谱可分为正相色谱与反相色谱。
正相色谱固定相极性大，流动相极性小，可用于分离水溶性或极性较大的成分。
No第九章生物碱讲课文档
ATP
R-C H-C O X N H2
R NO O NR
两分子间 发生反应
第六页，共41页。
2、形成schiff’s base：比较广泛
H R-N :
H
H
加成
C-R'
O
HH +
R-N C-R'
HO
H
H
R - N = C - R ' - H2O R - N C - R '
Schiff’s base
H OH
※ 氨基酸包括：鸟氨酸、脯氨酸、赖氨酸、
苯丙氨酸、色氨酸与邻氨基苯甲酸等。
※ 鸟氨酸分子结构：
H2N-C-NH-CH2-CH2-CH2-CH-COOH
O
NH2
第五页，共41页。
一、环合反应
(一).一级环合：指最先形成N-杂环的反应。 1、形成内酰胺：限于肽类生物碱
R-C H-C O O H
N H2
二、C—N键的裂解
1、内酰胺开环
CH3 N
O
第十六页，共41页。
HO
NH-Me
2、Hofmann消除和von braun降解
O
N O
H
O
Hofmann O
消除
H Me N
O O
O
H
O
S-刺罂粟碱
白屈菜碱
第十七页，共41页。
O
N O
H
O
Hofmann
消除
O
O
N Me
O
O
O
O
S-刺罂粟碱
普罗托品
第十八页，共41页。
1、苯丙胺类生物碱
HO C
CH3 C
中药化学技术生物碱
3、应用：（1）检识生物碱的存在（预试） （2）鉴定、检识(反应、薄层显色) （3）追踪提取分离生物碱 （4）分离纯化季铵碱 （5）定量（组成固定） 4、注意事项： 假阳性 干扰成分：蛋白质、多肽、鞣质 解决方法：酸水提取液碱化后用氯仿萃取，再用酸水反萃氯仿，得到的酸水再进行沉淀反应。
净化方法： 阳离子交换树脂法 用强酸型阳离子交换树脂，多为磺酸型。交联度4%~8%。 先用中性水洗脱杂质，再用酸水或盐水洗脱生物碱；也可先将树脂用氨水碱化（PH10左右），再用有机溶剂回流提取生物碱。 有机溶剂萃取法：先碱化，后萃取。 加碱沉淀法：一般加石灰乳沉淀。此法用于生产。
醇提法
01
游离生物碱及生物碱盐的提取均可。 方法：渗漉、浸渍、回流、连续回流。 缺点：常含有亲脂性杂质，可利用生物碱溶于 酸水，杂质不溶而加以纯化。
常见吸电子基：苯基、羰基、羟基、双键、
醚键、酯键。
常见供电子基：烷基
3
2
1
4
电效应
当有供电子基或吸电子基与氮原子处在同一共轭体系中，引起氮原子的电子云密度增加或降低，使碱性增强或降低的效应。
01
此效应不受碳链长短的限制。
02
共轭效应
立体效应 氮原子的周围取代基的构型、构象等立体因素，如果阻碍氮原子与质子的结合，则使其碱性降低。
简单吡啶类
基本结构为吡啶和六氢吡啶（哌啶）。此类生物碱衍生物数量较多。
03
02
01
槟榔碱 烟碱
喹诺里西啶类 结构特征为两个哌啶共用一个氮原子的稠环化合物。如苦参中的苦参碱(matrine)和氧化苦参碱(oxymatrine)。
吲哚类 结构特征为苯并吡咯。如具有兴奋子宫作用的麦角新碱(ergometrine)
生物碱说课
学情分析
教学方法
1.启发 2.讲授 3.实验
教学程序—课堂结构
复习提问
复习上节课所讲内容
导入新课 讲解新课 课堂练习
布置作业
运用故事或药品销售中的实 例导入新课 着重讲解重点与难点
针对课堂所讲重点内容布置 课堂练习 针对学生应掌握的内容布置 作业
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教学重难点—第二节 教学重点
1.结构特点
大多数有较复杂的环状结构,并且 氮原子结合在环内,如小檗碱 少数氮原子不在环内,如秋水仙碱
教学难点
1.结构类型
有机胺类 吡咯衍生物类 吡啶衍生物类 ④茛菪烷衍生物类 ⑤喹啉衍生物类 ⑥异喹啉衍生物类
2.结构类型
有机胺类 吡咯衍生物类 吡啶衍生物类 ④茛菪烷衍生物类 ⑤喹啉衍生物类 ⑥异喹啉衍生物类
教学重难点—第三节 教学重点
1.物理性状 2.旋光性,多左旋 3.溶解性
教学难点
1.碱性
诱导效应 共轭效应 立体效应 ④氮原子的结合形式
教学重难点—第四节
教学重点
1.沉淀反应
常见沉淀试剂 ①碘化铋钾试剂 ②碘-碘化钾试剂 ③碘化汞钾试剂 ④苦味酸 ⑤雷氏铵盐试剂
教学难点
1.色谱鉴定
2.显色反应
2.生物碱的精制 3.生物碱的分离
①利用生物碱及其盐溶解度的不同进行分 离 ②利用生物碱碱性的不同进行分离 ③利用生物碱结构中特殊功能基团的性质 进行分离 ④利用色谱法进行分离
教学策略
教学手段
针对学生基础较 差的性况详细讲 解各知识点使学 生能在学习新知 识的同时回顾旧 知识
1.学生特点分析, 采用形象生动和 学生主动参与的 学习方式，激发 学生兴趣，培养 学生能力 2.知识障碍上,学 生不易理解的， 在教学中老师应 予以简单明白， 深入浅出的分析 3.动机和兴趣 上,使用故事,实 例来调动学生学 习的积极性
中药化学课件生物碱2
常用生物碱沉淀试剂
6.显色反应
定义：某些生物碱单体与一些浓无机酸为主 的试剂反应，生成不同颜色的反应。
应用：检识和区别个别生物碱。
注意：N上孤电子对与供电基共轭时，碱性增强。如含胍 基的生物碱（pKa13.6），胍基接受质子形成季铵离子， 且具有高度共振稳定性,显强碱性。
烯胺型：叔烯胺易形成季铵（共轭酸稳定，平衡右移）， 碱CH3
pKa 4.39 共平面
CH3 N
CH3 CH3
不符合上述规律：
生物碱盐不溶于水（如盐酸小檗碱、草酸麻黄碱），但溶于氯仿 （如盐酸奎宁、盐酸罂粟碱）。
游离生物碱难溶于有机溶剂，而溶于水（如石蒜碱；吗啡难溶于 氯仿、乙醚，可溶于碱水；喜树碱不溶于一般有机溶剂，而溶于 酸性氯仿）。
两性生物碱（含酚羟基、羧基）中，含酚-OH的溶解度同亲脂性生 物碱（吗啡除外），且可溶碱液（隐性酚-OH除外）；含-COOH的 形成因能形成分子内盐，溶解度同亲水性生物碱。
]
+
[OH-
] Kb=
[BH+][OH- ] [H2O][B]
碱 酸 共轭酸 共轭碱
Ka
Kb
=
[H+][OHH 2O
]
=10-14
[BH+] = [B] + [H+ ]
Ka=
[B][H+] [BH +]
PKa + PKb=-lgKa + -lgKb=14
碱性强度度用pKa值表示： pKa<2 极弱碱 pKa2-7 弱碱 pKa7-11 中强碱 pKa>11 强碱