天然产物提取工艺学第七章

四、异喹啉类生物碱
¾以异喹啉或四氢异喹啉为基核的一类生物碱。
罂粟碱
五、吲哚类生物碱
毒扁豆碱
毒扁豆碱滴眼剂
【主要成分】毒扁豆碱。 【功能主治】有缩瞳及降 低眼内压的作用，多用于 急性青光眼，也可用作阿 托品的对抗剂。
六、莨菪烷类生物碱
¾ 蔓陀罗
¾ 学 名 Datura stramonium L．属茄 科一年生草本植物。
氮原子在环状结构内，呈碱性，杂环化合物； 氮原子不在环状结构内，呈弱碱性，如麻黄碱； 氮原子接在环状结构内，几乎不显碱性,如喜树碱； 氮原子不在环状结构内，不显碱性，如秋水仙碱； 从海洋生物、微生物及昆虫代谢产物中发现的含氮化合物。
生物碱的生理活性
生物碱在天然产物研究中占有极其重要的地位，对人类 治疗疾病和发展化学药物方面都起很大的作用。
酚性中强碱性生物碱 生物碱
2．生物碱的单体分离
（1）利用生物碱的碱性差异分离
（依操作方式的不同，分离方法有二种）
混合总生物碱
酸水溶解
CHCl3溶解
酸水液（盐）
加碱进行梯度碱化 同时用CHCl3萃取， 分别回收CHCl3
生物碱由弱到强
CHCl3溶液(游离)
用不同酸度 (酸度由弱到强 ,pH 由大到小)的酸水进行梯度萃取, 酸水液分别碱化,同时CHCl3萃取, 回收CHCl3
抗肿瘤作用 抗疟作用 抗菌作用 作用于心血管系统
作用于神经系统
长春花碱 （抗肿瘤活性）
长春花
长春花碱 硫酸盐
长春碱
¾ 【注射用硫酸长春碱】 ¾ 【药品类别】天然来源抗肿瘤药 ¾ 【性状】本品为白色或类白色的疏松状或无定形固体，
有引湿性，遇光或热易变黄。 ¾ 【适应症】主要用于实体瘤的治疗。对恶性淋巴瘤、睾
一、总生物碱的提取
¾除个别具有生物碱挥发性的生物碱（麻黄碱） 可用水蒸汽蒸馏法提取外，一般情况下，总生 物碱的提取均采用溶剂法和离子交换树脂法进 行提取。
1.溶剂法
（1）水或酸水-有机溶剂提取法
¾ ①原理：生物碱的盐类易溶于水，游离的生物碱溶 于有机溶剂。
¾ ②方法：直接用水或0.5%-1%的无机酸水溶液（7— 15倍量），常用的酸为盐酸、醋酸等。
第二节 生物碱的理化性质
¾1．性状
¾ 形态：多呈结晶形固体，有一定熔点； ¾ 有的呈液态（小分子、无氧或氧呈酯键---
菸碱、槟榔碱）。 ¾ 多具有苦味，如小檗碱。 ¾ 个别小分子固体生物碱有挥发性--麻黄碱 。 ¾ 升华性 ----咖啡因 、川嗪
¾ 颜色：大多无色或白色。 小檗碱呈黄色、具黄绿色荧 光；血根碱呈红色（共轭体系）。
第七章 生物碱提取工艺
基本要求
¾熟悉生物碱的分类及其结构 ¾了解各类生物碱的理化性质 ¾掌握总生物碱的工艺提取特性 ¾掌握各类生物碱工艺提取的特性
生物碱的概述
¾ 生物碱（alkaloids）的定义 生物碱是一类存在生物体的含氮有机化合物， （氨基酸、蛋白质、肽及核酸、含硝基和亚 硝基的化合物如卟啉类除外）。 应包括以下几类：
¾ ③过程：水提— 浓缩 — 碱化（氨水或石灰乳）— 萃取（氯仿、苯等）— 浓缩萃取液 — 得 亲脂性总生物碱。
优点：简单易行 缺点：水溶性杂质较多，浓缩纯化较困难。
（1）盐易溶于水
水或酸水提取法（盐酸 /硫酸/ 醋酸 /酒石酸） 浸渍 /渗漉/煎煮
酸水提取液（盐） 离子交换树脂法 有机溶剂萃取法
总生物碱
（2） 醇-酸水-有机溶剂提取法
¾ ① 原理：生物碱及其盐类易溶于乙醇。 ¾ ② 过程：提取液浓缩 — 酸性乙醇冷浸 —
过滤 — 碱化（氨水或石灰乳）— 萃取（氯仿、苯等）— 浓缩萃取 液—中等碱性或强碱性总生物碱。
（2）盐、游离均易溶于醇
醇（甲、乙）类溶剂提取法
渗漉/ 浸渍 /回流 醇提取液（盐 游离）
1．生物碱的初步分离
¾ 分离依据：生物碱的碱性（弱碱性生物碱的盐不稳定； 中强碱在pH9～10时可以游离）
¾ 特殊官能团（酚羟基的酸性，可溶于NaOH溶液）
分离流程： 总生物碱的酸水液（盐）
氯仿萃取
(1)氯仿液（弱碱性生物碱）
1～2%NaOH萃取
碱水液
NH4Cl或CO2处 理，CHCl3萃取
CHCl3液
麻黄碱又称麻黄素，有显著的 中枢兴奋作用，长期使用可引 起病态嗜好及耐受性，被纳入 我国二类精神药品进行管制。
复方麻黄碱糖浆
【成份】本品为复方制剂， 每毫升含盐酸麻黄碱0.5毫克、 氯化铵20毫克、桔梗流浸膏0.03毫升、 甘草流浸膏0.035毫升等。
【作用类别】本品为镇咳祛痰类非处方药药品。 【适应症】用于支气管炎等引起的咳嗽、多痰。
¾是由吡咯或四氢吡咯衍生的含吡咯环的生物碱
红古豆碱
【功能主治】有中枢镇静作用和外 周抗胆碱作用，其活性较阿托品 弱，但抑制胃肠道蠕动和胃液分泌 的作用相对较强。尚有扩张外周血 管、增加冠脉流量的作用及一定的 平喘作用。用于胃溃疡及各种胃肠 道疾病所致痉挛性疼痛。
【适 应 症】 用于胃溃疡及各种 胃肠道疾病所致痉挛性疼痛。
回收
酚性弱碱性生物碱
CHCl3液
回收
非酚性弱碱性生物碱
(2)酸水液（强，中强碱性生物碱）
氨水碱化pH9～10 CHCl3萃取
CHCl3液
碱水液
1～2%NaOH萃取
酸化，雷氏
碱水液
NH4Cl或CO2处理， CHCl3萃取
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CHCl3液
回收
铵盐沉淀
沉淀
分解沉淀
CHCl3液
回收
水溶性生物碱 非酚性中强碱性 （强季铵碱）
流出液 （水性杂质）
树脂柱（RSO3BH+）
氨液碱化（游离） 氯仿提取 回收溶剂 总生物碱
3、沉淀法
¾1、将季铵生物碱水溶液调至弱酸性； ¾2、加入新鲜配制的雷氏铵盐； ¾3、沉淀溶于丙酮或乙醇； ¾4、滤液中加饱和Ag2SO4 ； ¾5、适量氯化钡； ¾6、滤液即为季铵生物碱的盐酸盐。
二、生物碱的分离
三、吡啶类生物碱
¾由吡啶、哌啶或喹喏里西啶衍生的生物碱组成
烟碱
由于本毒性较大，无临床应用价值。 【烟碱的用途】（1）用于制造参与人 体新陈代谢，改善末梢神经功能、扩 张血管、治疗心血管疾病药物的天然 原料。（2）用于制造高效农药，对各 类害虫，触杀，薰蒸或胃毒效果都很 好，由于它是天然物质，它的最大特 点是没有残毒，不造成二次污染，不 产生抗药性，是保护生态环境的生物 活性农药。（3）用于香烟加味剂、制 造减肥药，戒烟药及其它化工、生化 试剂等。
小檗碱
¾ 又称黄连素。它存在于小檗科等四个 科十个属的许多植物中，为一种季铵 生物碱。
¾ 主要用于治疗胃肠炎、细菌性痢疾等 肠道感染、眼结膜炎、化脓性中耳炎 等有效。近来还发现本品有阻断α受体，抗心律失常作用。常用其盐酸 盐。黄色结晶性粉末。无臭，味极苦。
盐酸小檗碱片
【药品名称】盐酸小檗碱片 （盐酸黄连素片）
【药物组成】本品每片含主要成分盐酸小檗碱 【作用类别】本品为止泻药类非处方药药品。 【性状】本品为黄色片或糖衣片。 【药理作用】本品对细菌只有微弱的抑菌作用，但对痢疾
杆菌、大肠杆菌引起的肠道感染有效。 【适应症】用于治疗肠道感染、腹泻。
第一节 生物碱的分类和结构
¾ 按照生物碱的化学结构分类 ¾ 按照生物碱分子中的基本母核分类
喜树碱
羟喜树碱注射液
【有效成份】羟基喜树碱。 【性状】本品为黄色澄明液体。 【药物类别】植物类化疗药。 【适应症】抗肿瘤药。适用于原发性肝癌、胃癌、
膀胱癌、直肠癌、头颈部上皮癌、白血病等 恶性肿瘤。 【功能主治】抑制拓扑异构酶I（Toppl），具有广谱抗
肿瘤作用，可用于各种癌症的治疗。
麻黄碱
麻黄
苦参碱和氧化苦参碱混合物
少量CHCl3溶解
CHCl3液
加入10倍量的乙醚
沉淀 （氧化苦参碱）
母液 （苦参碱）
O N
O N
N
N
O
苦参碱
氧化苦参碱
流程说明：氧化苦参碱的 N O半极性配位 键，极性大，水中的溶解度较大，而在乙醚 中的溶解度较小。
汉防己甲素和汉防己乙素混合物
冷苯溶解
不溶物 （汉防己乙素）
冷苯液 回收
汉防己甲素
H3C N
OMe
OR O
N CH3
O OMe
汉防己甲素 R=CH3 汉防己乙素 R=H 流程说明：汉防己乙素的隐性酚羟基，使其极 性较大，而在冷苯中的溶解度较小。
（3）利用生物碱盐的溶解度不同分离 麻黄碱和伪麻黄碱混合物
流程说明: 利用麻黄碱草酸
丸肿瘤、绒毛膜癌疗效较好，对肺癌、乳腺癌、卵巢癌、 皮肤癌、肾母细胞瘤及单核细胞白血病也有一定疗效。
注射用重酒石酸长春瑞滨
【产品成分】：重酒石酸长春瑞滨 【功能主治】：用于治疗非小细胞肺癌、转移性乳腺癌以
及难治性淋巴瘤、卵巢癌 【产品特点】：国家医保（乙类）产品，FDA批准治疗非
小细胞肺癌、乳腺癌的一线化疗药，新一 代长春碱类抗肿瘤药、半衰期长、药效持 久，独特的结构改变，神经毒性小，抗肿 瘤活性强。
¾ 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，其活性强过右旋体。
三、旋光性
大多数生物碱的分子结构中剧院有手性碳原子或不 对称中心，有光学活性，且多为左旋。一般来说， 左旋的生理活性要显著，右旋体则活性弱或无活性。
四、溶解度（游离状态的生物碱根据溶解性）
¾ 亲脂性生物碱：绝大多数叔胺和仲胺；易溶于乙醚、 氯仿等极性较低的有机溶剂。
¾ 水溶性生物碱：季铵生物碱和某些含氮氧化物的生 物；易溶于水、酸水或碱水，在甲醇、乙醇、正丁 醇等极性大的有机溶剂中也可溶解。
五、碱性 碱性Pka值大小： 胍类>季铵碱>脂肪胺>芳杂环>酰胺类
六、沉淀反应
七、显色反应
通常情况下碱性强弱与pKa大小的关系如下： ¾pKa >11 为强碱 （胍、季胺碱） ¾pKa 7～11 中强碱（脂肪胺类—仲胺、叔 胺） ¾pKa 2～7 弱碱 （ 芳胺、芳氮杂环） ¾pKa < 2 极弱碱（酰胺类）
回收 总生物碱
酸碱处理 较纯的总生物碱
（3）碱化—有机溶剂提取法
¾ ① 过程：碱水润湿（10%氨水或石灰乳）— 有机溶剂（氯仿等）提取— 浓缩（回收溶 剂） — 得亲脂性总生物碱。
¾ ②弱碱性总生物碱的提取 酸水润湿（酒石酸或乙酸）— 有机溶剂提
（氯仿、四氯化碳）— 浓缩（回收溶剂） — 得弱碱性总生物碱。
应用：
¾ 用于中药中生物碱的预试 （注意假阳性，假阴性）。
作为生物碱分离提取过程中的追踪指标。 ¾ 用于分离纯化生物碱 （季铵碱的雷氏铵盐沉淀法）。
用于生物碱的鉴定和含量测定（晶型，熔点）。作为生 物碱薄层层析和纸层析的显色剂（碘化铋钾）。
第三节 生物碱的提取工艺特点
¾提取过程包括生物碱的提取和纯化两个过程。
依次被分离
生物碱由强到弱依次被分离
¾ 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。
¾ 碱性弱的生物碱易游离 （脂溶性，易溶于CHCl3）。 ¾ 碱性强的生物碱易成盐
（离子型，易溶于水）。
（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
有机胺类生物碱 吡咯类生物碱 吡啶类生物碱 异喹啉类生物碱 吲哚类生物碱 莨菪烷类生物碱 喹啉类生物碱 嘌呤类生物碱 甾体、萜类生物碱
一、有机胺类生物碱
有机胺类是一类氮原子不接在环内的生物碱。
麻黄碱
益母草碱
秋水仙碱
【用 途】治疗痛风性关节炎的急性发作， 预防复发性痛风性关节炎的急性发作。
二、吡咯类生物碱
（3）游离易溶于有机溶剂（原料须碱化）
亲脂性有机溶剂提取法（苯 /二氯甲烷/ 氯仿） 冷浸/ 回流
提取液（游离） 回收
总生物碱
2、离子交换树脂法
过程： ¾1、酸水液通过磺酸型阳离子交换树脂 ¾2、碱水润湿树脂 ¾3、有机溶剂洗脱 ¾4、回收溶剂 ¾5、得总生物碱
离子交换树脂法
中药酸水提取液（盐） 过阳离子交换树脂柱 （RSO3- H+）
¾ 有毒成分：主要含东莨菪碱、莨菪 碱，其次有阿托品、阿朴阿托品 （apoatropine）、降阿托品、曼 陀罗素（daturine）、惕各酰莨菪 碱（tigloidine）、曼陀罗碱、茵芋 碱、 2，6-二惕莨菪碱、红古豆碱 等。
¾ 有毒部位：全草有毒，以果实特别 是种子毒性最大，嫩叶次之。干叶 的毒性比鲜叶小。
生物碱沉淀反应
生物碱的酸水溶液 + 生物碱沉淀试剂
沉淀
应用注意：
应用
1．在酸性环境中进行。
2．检识时，至少用三种以上试剂同时进行。
¾ 碘化铋钾试剂 ：桔红色沉淀 ¾ 碘化汞钾 ：类白色沉淀 ¾ 碘—碘化钾：红棕色沉淀 ¾ 磷钼酸试剂：白色或黄褐色沉淀 ¾ 硅钨酸试剂：淡黄或灰白色沉淀 ¾ 苦味酸试剂：黄色结晶 ¾ 硫氰酸铬钾（雷氏铵盐）：红色沉淀或结晶