生物碱的理化性质.pptx
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生物碱-理化性质
假阳性： 蛋白质、多肽、鞣质等。 净化方法： 酸水提取液碱化后氯仿萃取，氯仿萃取液再 用酸水萃取，取酸水萃取液进行沉淀反应。
（二）显色反应
◆ 某些生物碱单体能与一些浓无机酸为主的试剂反
应，呈现出不同的颜色，常用来检识和鉴别个别
生物碱。
◆ 具体试剂与反应现象见P403 表9-2
3>2>1
2>1>3
复盐：
雷氏铵盐(Ammoniumreineckate) 硫氰酸铬铵试剂 生成难溶性复盐 紫红色
反应原理：生成复盐和络盐
NH
+
+ KBiI4
NH BiI4
+
-
+ K
+
生物碱盐 碘化铋钾
NO2 NH
+
O2 N NH O
+ -
+
O2 N OH NO2
NO2
O2 N
生物碱盐
苦味酸
加入生物碱沉淀试剂， 若阳性，是否说明含 有生物碱？
H C NH2
CH3
苯异丙胺 PKa9.80
二氢石蒜碱
石蒜碱
Pka=8.4
Pka=6.4
可卡因
托哌可卡因
Pka=8.31
Pka=9.88
氮杂缩醛(酮)生物碱的碱性
HX N C OR OH- , HOR + N X C
+ H-OR
若结构易于质子化，呈强碱性，如醇胺型小檗碱
若氮原子处在桥头，不易质子化，则碱性可能较弱；
若加过量试剂，沉淀又被溶解
其中改良的碘化铋钾试剂最为常用。
氯化金（3%）（auric chloride）
HAuCl4
《天然药物化学》生物碱 ppt课件
七、生物碱的提取分离溶解度与N的存在形式,有 无和有几个极性基团,以及溶剂等有关。
2)碱性: 以 pKa 计,碱性大则 pKa大,碱性小则 pKa 小 。一般生物碱 （酰胺除外〕均为碱性；其碱性 强弱不等；大多可与有机酸或无机酸成盐而溶于水； 但与某些特殊的酸（硅钨酸，苦味酸等）成盐后不 溶于水－可用于鉴别，分离。 酚性生物碱可溶于有机溶剂，也可溶于碱水；季 胺 生物碱一般来说水溶性大；其他生物碱往往溶于有
4.挥发性——液体生物碱多有挥发性，个别固体生物碱有挥发性，如 麻黄碱。
5、旋光性——多为左旋光性。 条件改变有的产生变旋现象。 如：菸碱 中性溶液——左旋光性 酸性溶液——右旋光性
多数左旋体呈显著生理活性。
溶解度
(1)游离碱
类别 非酚性
极性 较弱
溶解性 脂溶性
H2O CHCl3 H+ OH— + + —
子叶植物的小檗科(Berberidaceae)，毛茛科
(Rununcu-laceae)，木兰科(Magnoliaceae)，防己 科(Menisperma-ceae)，罂粟科(Papaveraceae)，芸 香科(Rutaceae)等植物中广为分布；②裸子植物中， 在红豆杉科红豆杉属(Taxus)，松柏科松属(Pinus)， 云杉属(Picia)，三尖杉科三尖杉属Cepha-lotaxus)， 麻黄科麻黄属(Ephedra)等属植物中有分布；
生物碱一般指植物中含N的有机化合 物（蛋白质，肽类，氨基酸等除外〕。
二、存在形式
1.游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。
2.成 3.苷 4.酯 盐：有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的 类：以苷的形式存在于植物中； 类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以 酸类：乌头酸、绿原酸等无机酸：硫酸、盐酸等。
第十章生物碱-PPT资料83页
现代药理实验证明，槟榔有驱 虫、抗病毒和真菌等作用。
（二）吲哚里西啶类 为蒎啶和吡咯共用一个氮原子稠合的衍生物。
主要分布于大戟科一叶萩属植物中。如：一叶萩 碱对中枢神经系统有兴奋作用。
O
HO
N
吲哚里西啶
N
一叶萩碱
一叶萩碱
O HO N
叶、嫩枝、花、果
（三）喹诺里西啶类
由两个蒎啶共用一个氮原子稠合而成的衍生
味： 生物碱多具苦味。 颜色： 生物碱一般无色或白色，少数有颜色，如小檗
槟榔碱
COOH N CH3
槟榔次碱
槟榔
来源：棕榈科的干燥成熟种子
有杀虫、破积、下气、行水的 功效，是我国名贵的“四大南 药”之一。主治虫积，食积、 气滞、痢疾、驱蛔、外治青光 眼，嚼吃起兴奋作用。
槟榔果实中含有多种人体所需 的营养元素和有益物质，如脂 肪、槟榔油、生物碱、儿茶素、 胆碱等成分。是历代医家治病 的药果。
巴痢疾药物。将石蒜碱结构进行
改造，制成石蒜内铵盐 (AT-180) 腹腔注射，不仅能抑制癌细胞生
OH HO
H
长，而且还能杀死癌细胞。临床 O 上主要用于消化系统肿瘤，如胃 O
HN
癌、肝癌、食管子癌，也可用恶
性淋巴瘤、肺癌、子宫癌等。
（四）吐根碱类 分布于茜草科、八角枫科植 物中。代表性化合物：1-吐根碱(1-emetine)。
单萜类生物碱：龙胆科 倍半萜类生物碱：石斛科 二萜生物碱：毛茛科（如乌头碱）
OH OMe
N HO
OAc
MeO OMe
OMe
O OH
乌头碱
龙胆
石斛
乌头
七、甾体类生物碱
本类生物碱都具有 甾体母核，但氮原子均不 在甾体母核内。
（二）吲哚里西啶类 为蒎啶和吡咯共用一个氮原子稠合的衍生物。
主要分布于大戟科一叶萩属植物中。如：一叶萩 碱对中枢神经系统有兴奋作用。
O
HO
N
吲哚里西啶
N
一叶萩碱
一叶萩碱
O HO N
叶、嫩枝、花、果
（三）喹诺里西啶类
由两个蒎啶共用一个氮原子稠合而成的衍生
味： 生物碱多具苦味。 颜色： 生物碱一般无色或白色，少数有颜色，如小檗
槟榔碱
COOH N CH3
槟榔次碱
槟榔
来源：棕榈科的干燥成熟种子
有杀虫、破积、下气、行水的 功效，是我国名贵的“四大南 药”之一。主治虫积，食积、 气滞、痢疾、驱蛔、外治青光 眼，嚼吃起兴奋作用。
槟榔果实中含有多种人体所需 的营养元素和有益物质，如脂 肪、槟榔油、生物碱、儿茶素、 胆碱等成分。是历代医家治病 的药果。
巴痢疾药物。将石蒜碱结构进行
改造，制成石蒜内铵盐 (AT-180) 腹腔注射，不仅能抑制癌细胞生
OH HO
H
长，而且还能杀死癌细胞。临床 O 上主要用于消化系统肿瘤，如胃 O
HN
癌、肝癌、食管子癌，也可用恶
性淋巴瘤、肺癌、子宫癌等。
（四）吐根碱类 分布于茜草科、八角枫科植 物中。代表性化合物：1-吐根碱(1-emetine)。
单萜类生物碱：龙胆科 倍半萜类生物碱：石斛科 二萜生物碱：毛茛科（如乌头碱）
OH OMe
N HO
OAc
MeO OMe
OMe
O OH
乌头碱
龙胆
石斛
乌头
七、甾体类生物碱
本类生物碱都具有 甾体母核，但氮原子均不 在甾体母核内。
1第四节 生物碱的理化性质
万能溶剂（亲水性有机溶剂）：甲醇、 乙醇
1第四节 生物碱的理化性质
14
1、游离生物碱的溶解性
①亲脂性：仲胺、叔胺生物碱
功能更多
②亲（酸、碱）水性：酚性生物碱、内 酰胺型、内酯型
③亲（酸、碱、中性）水性：液体生物 碱、含N—氧化物的生物碱、季胺碱 类、含胍基的生物碱、含羧基的生物 碱（本身可形成内盐，如那碎因）
可溶于氢氧化钠溶液中
O
HO
O
N+OH-
MeO
N+OH-
OMe
OMe
OMe
小檗碱（黄连素）
berberine
1第四节 生物碱的理化性质
OMe
药根碱 jatrorrhizine
18
液体生物碱
N
N
CH3
烟碱（尼古丁）
1第四节 生物碱的理化性质
19
但有少数游离生物碱不具有 亲脂性
1第四节 生物碱的理化性质
旋光性物质
1第四节 生物碱的理化性质
7
只有手性分子才具有旋光性
手性分子：分子的立体构象不具有对称性
对称性：
➢ 对称面：如果一个分子能被一个假想的平 面切分成互为镜面与实物关系的两半。此 平面则称为对称面。
➢ 对称中心：当分子中从 一个原子到某一 假想的点的连线，再延长到等距离处，若 能遇到一个相同的原子，则这个假想的点 就称为对称中心。
➢ 麻黄碱在氯仿中呈左旋光性，但在水中， 则变为右旋光性。
➢ 某些游离碱与其相应盐类的旋光性并不一 致。如氯仿中吐根碱呈左旋光性，但其盐 酸盐则呈右旋光性。
1第四节 生物碱的理化性质
10
手性分子的对映异构体的生理活性不 一定相同：如莨菪碱的左旋体的散瞳 作用是右旋体的100倍，去甲乌药碱仅 左旋体具有强心作用。可见，多数生 物碱的左旋体呈显著的生理活性，而 右旋体无活性或者活性很弱。
1第四节 生物碱的理化性质
14
1、游离生物碱的溶解性
①亲脂性：仲胺、叔胺生物碱
功能更多
②亲（酸、碱）水性：酚性生物碱、内 酰胺型、内酯型
③亲（酸、碱、中性）水性：液体生物 碱、含N—氧化物的生物碱、季胺碱 类、含胍基的生物碱、含羧基的生物 碱（本身可形成内盐，如那碎因）
可溶于氢氧化钠溶液中
O
HO
O
N+OH-
MeO
N+OH-
OMe
OMe
OMe
小檗碱（黄连素）
berberine
1第四节 生物碱的理化性质
OMe
药根碱 jatrorrhizine
18
液体生物碱
N
N
CH3
烟碱（尼古丁）
1第四节 生物碱的理化性质
19
但有少数游离生物碱不具有 亲脂性
1第四节 生物碱的理化性质
旋光性物质
1第四节 生物碱的理化性质
7
只有手性分子才具有旋光性
手性分子：分子的立体构象不具有对称性
对称性：
➢ 对称面：如果一个分子能被一个假想的平 面切分成互为镜面与实物关系的两半。此 平面则称为对称面。
➢ 对称中心：当分子中从 一个原子到某一 假想的点的连线，再延长到等距离处，若 能遇到一个相同的原子，则这个假想的点 就称为对称中心。
➢ 麻黄碱在氯仿中呈左旋光性，但在水中， 则变为右旋光性。
➢ 某些游离碱与其相应盐类的旋光性并不一 致。如氯仿中吐根碱呈左旋光性，但其盐 酸盐则呈右旋光性。
1第四节 生物碱的理化性质
10
手性分子的对映异构体的生理活性不 一定相同：如莨菪碱的左旋体的散瞳 作用是右旋体的100倍，去甲乌药碱仅 左旋体具有强心作用。可见，多数生 物碱的左旋体呈显著的生理活性，而 右旋体无活性或者活性很弱。
第十章生物碱_PPT幻灯片
• 由于生物碱结构较为复杂，虽然19世纪初提出不少生 物碱，但当时并未确定结构式，直到1870年才首次搞清 较为简单的毒芹碱结构式。
• 对于复杂结构生物碱结构式的确定多数是在20世纪， 如士的宁直到1946年才得到正确的结构式等。现在由于 提取分离手段及波谱法用于结构式的测定得到较快地发展， 生物碱的种类和数量都增加很快，有人统计已达万种。
• 【目的要求】 • 1、了解生物碱的分布、存在。 • 2、熟悉生物碱的生源途径。 • 3、掌握生物碱的含义、结构分类、理化性质 • 4、掌握生物碱的提取分离和检识方法
主要内容
• 第一节 概述 • 第二节 生物碱的结构分类 • 第三节 生物碱的理化性质 • 第四节 生物碱的提取分离 • 第五节 生物碱的检识 • 第六节 生物碱的结构研究 • 第七节 含生物碱中药实例
物，经过短短的数年已有全合成的报道。
• 此外，通过对生物碱构效关系的研究，进行结构改造， 寻找疗效更高，结构更为简单，并且便于大量生产的新型 药物，也是一个重要的研究领域。
三、生物碱在自然界的分布
• 生物碱在植物界分布较广，但主要分布在高 等植物中，尤其是双子叶植物中的毛茛科、防 己科、婴粟科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆 科等100多科的植物中。
• 1810年西班牙医生Gomes从金鸡 纳树皮中分得结晶，以后证明主 要是奎宁和辛可宁
1917年发现士的宁、吐根碱
•
1819年发现马钱子碱、胡椒碱、咖啡碱
1820年发现奎宁、秋水仙碱
• 我国赵学敏在《本草 纲目拾遗》中记载， 17世纪初《白猴经》 一书中即记述了从乌 头中提炼出砂糖样毒 物作箭毒用，用现代 的观点分析，该物质 应是乌头碱。这比欧 洲科学家发现的生物 碱要早二百年左右。
第九章-生物碱
在被子植物后生花被双子叶植物中，生物 碱主要分布在龙胆科、夹竹桃科、茜草科、 紫草科、菊科等植物中。
3、生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植 物类群中。
4、在同科不同属中，可存在相同的生物碱。 5、同一种植物中可能找到含有几种基核类型 的生物碱。
6、在同一种植物中往往含有一系列生物碱。
但对于一种植物来说，生物碱往往在植物的某种 器官含量较高。如长春花中已分离出70多种生 物碱。
按 3)法分类的生物碱可以分为氨基酸 途径生成的生物碱和萜类及甾体来源 的生物碱。
来源于鸟氨酸：吡咯 吡咯里西丁 托品类 N H 2C H 2C H 2C H 2C H （ N H 2） C O O H
来源于赖氨酸：哌啶类 吲哚里西丁 喹诺里西丁 N H 2C H 2C H 2C H 2CH 2CH （ N H 2） C O O H 来源于邻氨基苯甲酸：喹啉类 吖啶酮类
四、来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱
NH2
苯丙胺类
R-CHONR'Rmannich
HO
四氢异喹啉类
ArCH 2COCOOH
NR
mannich
苄基四氢异喹啉类
N
Ar-CH 2CH C2OCOOH mannich 苯乙基四氢异喹啉类
COOH
Ar-CHO
NH2 schiff base
N
苄基苯乙胺类
mannich
7、越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类 群就越窄。
植物亲缘关系相近的品种往往含有化学结构相
同或类似的生物碱，这种联系为发现和寻找新的 药物资源提供了有效的途径。
三、生物碱的存在形式
根据分子中氮原子所处的状态主要分为六类 1、游离碱 2、盐类 3、酰胺类 4、N-氧化物 5、氮杂缩醛类 6、其它亚胺类
3、生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植 物类群中。
4、在同科不同属中，可存在相同的生物碱。 5、同一种植物中可能找到含有几种基核类型 的生物碱。
6、在同一种植物中往往含有一系列生物碱。
但对于一种植物来说，生物碱往往在植物的某种 器官含量较高。如长春花中已分离出70多种生 物碱。
按 3)法分类的生物碱可以分为氨基酸 途径生成的生物碱和萜类及甾体来源 的生物碱。
来源于鸟氨酸：吡咯 吡咯里西丁 托品类 N H 2C H 2C H 2C H 2C H （ N H 2） C O O H
来源于赖氨酸：哌啶类 吲哚里西丁 喹诺里西丁 N H 2C H 2C H 2C H 2CH 2CH （ N H 2） C O O H 来源于邻氨基苯甲酸：喹啉类 吖啶酮类
四、来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱
NH2
苯丙胺类
R-CHONR'Rmannich
HO
四氢异喹啉类
ArCH 2COCOOH
NR
mannich
苄基四氢异喹啉类
N
Ar-CH 2CH C2OCOOH mannich 苯乙基四氢异喹啉类
COOH
Ar-CHO
NH2 schiff base
N
苄基苯乙胺类
mannich
7、越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类 群就越窄。
植物亲缘关系相近的品种往往含有化学结构相
同或类似的生物碱，这种联系为发现和寻找新的 药物资源提供了有效的途径。
三、生物碱的存在形式
根据分子中氮原子所处的状态主要分为六类 1、游离碱 2、盐类 3、酰胺类 4、N-氧化物 5、氮杂缩醛类 6、其它亚胺类
第三章 生物碱第三节第四节
影响生物碱碱性强弱的因素：
②酰胺型 N原子上的孤对电子与羰基的π 电子形成P—π 共轭，碱性极弱。
O
.. N
O N Me N N Me
Me N N
C
O
O O
R
O
酰胺结构
胡椒碱 （pKa=1.42）
咖啡因 （ pKa=1.22）
课堂互动：
某中药含有A.B两种生物碱，分析其碱性和溶解 性，若将二者的酸水液用三氯甲烷萃取，试分析酸 水层和三氯甲烷成的成分各是哪种？
N
小檗碱
OCH3
H3CO OCH3
罂粟碱
第四节 生物碱的检识
一、化学检识 1.沉淀反应 生物碱在酸性水溶液中，与某些试剂生成难溶 于水的复盐或分子复合物的反应。
用途： 鉴别：检查生物碱有无（定性反应）；
显色剂：薄层色谱 ，纸色谱
提取分离：检查是否提取完全。 分离纯化：雷氏铵盐用于季铵碱的分离
常用生物碱沉淀剂
9.5
芳杂环 sp2
0.4
N H
N
N
N
5.17
4.94
5.4
氰基
sp
－C≡N（中性）
影响生物碱碱性强弱的因素：
2.诱导效应 a.吸电子诱导：N原子电子云密度↓，碱性↓ 吸电基团：含氧基团、苯基、双键 b.供电子诱导：N原子电子云密度↑，碱性↑ 供电基团：烷基
影响生物碱碱性强弱的因素：
CH2 CH NH2
二、溶解性
（一）游离生物碱
3.两性生物碱 具有酚羟基或羧基等酸性基团的生物碱。可 溶于酸水及碱水，pH8～9产生沉淀。 （如：吗 啡、小檗胺、槟榔次碱）
4.具有内酯结构或内酰胺结构的生物碱 内酯结构在碱水中可以开环形成羧酸盐溶于 水，加酸又复原。易溶于热NaOH溶液
天然药物化学-生物碱PPT精选课件
生物碱 Alkaloids
1
基本内容
• 生物碱的概念及其在植物界中分布规律。 • 生物碱的主要物理化学性质， • 碱性强弱的影响因素及判断方法、 • 游离碱及盐在溶解度方面的差别、氮原子的氧化过程
及C-N键的裂解反应。 • 生物碱的提取分离方法原理。 • 利用碱性差异或盐的溶解度差异采用pH梯度萃取、分
鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片内含有 30多种生物碱，其中主要含吗啡，含量为1015%，此外还含有少量的罂粟碱(约1%)、可 待因(约1%)、蒂巴因(约0.2%)及那可汀(约 3%)等。
麻黄为麻黄科草麻黄、木贼麻黄、 麻黄、中麻黄的干燥草质茎，分布在 我国北方干旱地区。麻黄作为一种传 统中药材，至今已有四千多年的应用 历史。麻黄中含有一种叫麻黄素的生 物碱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 我国二类精神药物品进行管制。
步沉淀或离子交换色谱进行分离的方法。 • UV、 IR光谱特征对推测分子骨架、官能团的重要意义。
生物碱的NMR特征因骨架类型不同所具有的较大差异。
基本要求
• 掌握生物碱的结构分类及碱性大小影响因素，并 会应用；生物碱的鉴别方法和离子交换色谱原理； • 熟悉生物碱成盐过程特点。 • 了解生物碱的结构鉴定方法。
5
一、生物碱概述
鸦片中的吗啡——镇痛作用 麻黄中的麻黄碱——止喘作用 长春花中的长春碱——抗癌活性 黄连中的小檗碱——抗菌消炎作用 山莨菪碱——抗中毒性休克作用 生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：
6
• 莨菪[làng dàng]
• 天仙子即茛菪。藏语称“茛 菪泽”。一年或二年生草本 植物。生于林边、田野、路 旁等处，有少量栽培。干燥 的成熟种子可入药，于夏、 秋间采摘炮制。其性温，味 苦辛，入心、胃、肝三经， 有毒，具有定痫、止痛的功 效，常用于治疗癫狂、风痹 厥痛、喘咳、胃痛、久痢、 脱肛、痈肿、恶疮等症。
1
基本内容
• 生物碱的概念及其在植物界中分布规律。 • 生物碱的主要物理化学性质， • 碱性强弱的影响因素及判断方法、 • 游离碱及盐在溶解度方面的差别、氮原子的氧化过程
及C-N键的裂解反应。 • 生物碱的提取分离方法原理。 • 利用碱性差异或盐的溶解度差异采用pH梯度萃取、分
鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片内含有 30多种生物碱，其中主要含吗啡，含量为1015%，此外还含有少量的罂粟碱(约1%)、可 待因(约1%)、蒂巴因(约0.2%)及那可汀(约 3%)等。
麻黄为麻黄科草麻黄、木贼麻黄、 麻黄、中麻黄的干燥草质茎，分布在 我国北方干旱地区。麻黄作为一种传 统中药材，至今已有四千多年的应用 历史。麻黄中含有一种叫麻黄素的生 物碱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 我国二类精神药物品进行管制。
步沉淀或离子交换色谱进行分离的方法。 • UV、 IR光谱特征对推测分子骨架、官能团的重要意义。
生物碱的NMR特征因骨架类型不同所具有的较大差异。
基本要求
• 掌握生物碱的结构分类及碱性大小影响因素，并 会应用；生物碱的鉴别方法和离子交换色谱原理； • 熟悉生物碱成盐过程特点。 • 了解生物碱的结构鉴定方法。
5
一、生物碱概述
鸦片中的吗啡——镇痛作用 麻黄中的麻黄碱——止喘作用 长春花中的长春碱——抗癌活性 黄连中的小檗碱——抗菌消炎作用 山莨菪碱——抗中毒性休克作用 生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：
6
• 莨菪[làng dàng]
• 天仙子即茛菪。藏语称“茛 菪泽”。一年或二年生草本 植物。生于林边、田野、路 旁等处，有少量栽培。干燥 的成熟种子可入药，于夏、 秋间采摘炮制。其性温，味 苦辛，入心、胃、肝三经， 有毒，具有定痫、止痛的功 效，常用于治疗癫狂、风痹 厥痛、喘咳、胃痛、久痢、 脱肛、痈肿、恶疮等症。
中药化学--生物碱 ppt课件
PPT课件
18
二。 化 学 性 质
一。碱性
1. 碱性强弱的表示方法——pKa（pKa越大，碱性越强） pKa＜2为极弱碱，pKa2～7为弱碱， pKa7～11为中强，
pKa11以上为强碱。 碱性由强到弱的一般顺序： 胍基＞季铵碱＞N-烷杂环＞脂肪胺＞芳香胺≈N-芳杂环＞酰
胺≈吡咯 2. 碱性强弱影响因素 （1）氮原子的杂化方式（ sp3＞sp2＞sp） （2）诱导效应
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
咪 唑
毛果芸香碱
PPT课件
15
萜类生物碱
1.单萜类生物碱，环烯醚萜衍生而来。龙胆碱
2.倍半萜类生物碱，石斛属植物
3.二萜类生物碱，乌头属，翠雀属，飞燕草属植 物中，代表物乌头碱。
4.三萜类生物碱。
龙胆碱
甾类生物碱
这类生物碱具有甾体母核，另含有氮原子，甾体生物碱的氮原子 可构成杂环，也可存在环外。藜芦胺，环常绿黄杨碱。
存在形式：有机酸盐、无机酸盐、游离状态、酯、苷、以及氮氧 化合物等。
PPT课件
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
2第四节 生物碱的理化性质
OH NH2
去甲基麻黄碱（pKa9.00） （羟基的吸电诱导效应）
CH2 CH CH3
NH2
苯异丙胺（pKa9.80） （无羟基的吸电作用）
比较可卡因、托哌可卡因的 碱性强弱
可卡因
比较石蒜碱、二氢石蒜碱的碱性强弱
石蒜碱
比较碱性强弱
CH3
NH
N
CH3
pka 9.15 pka 9.47
NH
pka 7.18
经SP3杂化后
Et
Et
N H
pKa 11.29
N H
pKa 10.98
SP3杂化后的碱性：环状胺 > 链状胺
仲、叔 伯、仲、叔
四、SP2杂化的亚胺 （除了吡啶）
氮原子价电子排布: 2S2 2Px1 2Py1 2Pz1
N原子经SP2杂化后， 形成了三个杂化轨道， 其中S轨道上的电子 成份较SP2杂化时要 大（1/4），则电子 受原子核约束较大， 使得氮给出电子的能 力较弱，故亚胺的碱 性较脂肪胺弱， pKa9.0左右
MeO OMe
H N
N H H
OMe OMe
吐根碱
ΔPKa=0.89
N N
金雀花碱 ΔPKa=8.1
4、共轭效应
P-π共轭效应：氮原子上的孤对电子 （杂化后位于P轨道上）与双键π键 上的π电子产生的共轭效应
P-π共轭使氮原子周围电子云密度降 低，碱性减弱（除了胍基）。
P-π共轭的三种形式：
N原子有5个价电子，利用其中3 个电子与其它含单电子原子形成 共用电子对，以达到价电子为8 电子的稳定结构。除此之外，N 原子周围还有一对不参与共用的 孤对电子。
路易斯酸碱理论：碱是电子对的给予 体，酸是电子对的接受体。路易斯碱 是指具有未共用电子对（孤对电子） 的分子。
去甲基麻黄碱（pKa9.00） （羟基的吸电诱导效应）
CH2 CH CH3
NH2
苯异丙胺（pKa9.80） （无羟基的吸电作用）
比较可卡因、托哌可卡因的 碱性强弱
可卡因
比较石蒜碱、二氢石蒜碱的碱性强弱
石蒜碱
比较碱性强弱
CH3
NH
N
CH3
pka 9.15 pka 9.47
NH
pka 7.18
经SP3杂化后
Et
Et
N H
pKa 11.29
N H
pKa 10.98
SP3杂化后的碱性：环状胺 > 链状胺
仲、叔 伯、仲、叔
四、SP2杂化的亚胺 （除了吡啶）
氮原子价电子排布: 2S2 2Px1 2Py1 2Pz1
N原子经SP2杂化后， 形成了三个杂化轨道， 其中S轨道上的电子 成份较SP2杂化时要 大（1/4），则电子 受原子核约束较大， 使得氮给出电子的能 力较弱，故亚胺的碱 性较脂肪胺弱， pKa9.0左右
MeO OMe
H N
N H H
OMe OMe
吐根碱
ΔPKa=0.89
N N
金雀花碱 ΔPKa=8.1
4、共轭效应
P-π共轭效应：氮原子上的孤对电子 （杂化后位于P轨道上）与双键π键 上的π电子产生的共轭效应
P-π共轭使氮原子周围电子云密度降 低，碱性减弱（除了胍基）。
P-π共轭的三种形式：
N原子有5个价电子，利用其中3 个电子与其它含单电子原子形成 共用电子对，以达到价电子为8 电子的稳定结构。除此之外，N 原子周围还有一对不参与共用的 孤对电子。
路易斯酸碱理论：碱是电子对的给予 体，酸是电子对的接受体。路易斯碱 是指具有未共用电子对（孤对电子） 的分子。
天然药物化学--生物碱 ppt课件
•
以人名命名的；如：Pelletierine
第二节、分
（1）按植物来源分类
类
如：石蒜生物碱，长春花生物碱；
（2）按化学结构分类
如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；
（3）按生源结合化学分类
如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。
1 来源于鸟氨酸的生物碱
（一）吡咯类（Pyrrolidines）
结构简单、数目较少
第九章
生物碱
（Alkaloids）
主要学习目标
（1）理解生物碱的基本概念，并熟练掌握生物碱 的分类，能够从化学结构判断出其类别，并熟记10 种以上的生物碱（名称、类别和生物活性）； （2）掌握3种以上的生物碱检识方法，理解生物碱
的水溶性和脂溶性，能够由生物碱的化学结构推断
出其溶解性，并设计生物碱的提取分离路线；
N
原小檗碱类
O O N O O
MeO N OMe
MeO
OMe
四氢黄连碱 Tetrahydrocoptisine
延胡索乙素 Corydalis B
普罗托品类
这类成分是由原小檗碱在7,14-位开环并在14位形
成羰基而构成的生物碱。
苯菲啶类
这类成分是由异喹啉的3,4-位稠合一个萘环构成的，如博落回 （Macleaya cordata）中的血根碱（Sanguinarine）。
（3）酰胺类：秋水仙碱。
（3）N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。
（4）氮杂缩醛类：阿马林（Ajmaline）。
（5）其他：亚胺、烯胺等。
4 命名规则
（1） 类型
• • 母核的化学结构，如吡啶、喹啉、萜类等； 以来源植物命名，如石蒜生物碱等。
（2）单体成分
中药化学课件生物碱2
(1)反应一般在酸性水溶液中进行。 (2)沉淀反应需采用3种以上试剂判断阳性结果。 (3)有些非生物碱也会生成沉淀，注意供试品的纯化。 (4)有些生物碱不会生成沉淀，如麻黄碱、咖啡碱。
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
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
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[H+][OHH 2O
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=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
天然产物化学全套 - 生物碱的理化性质38页PPT
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
天然产物化学全套 - 生物碱的理化性 质
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
Байду номын сангаас
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
谢谢！
天然产物化学全套 - 生物碱的理化性 质
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
Байду номын сангаас
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
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(4)共轭效应： 形成p-π共轭，通常碱性较弱。
苯胺型、酰胺型、烯胺型 ①苯胺型
毒扁豆碱
②酰胺型
..
O
N C O
O
R
酰 胺 结 构
O N
胡椒碱 （pKa=1.42）
O Me
N
Me N
ON N Me
咖啡因 （ pKa=1.22）
(5)空间效应
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。
3.影响碱性强弱的因素 （1）N的杂化方式
S P 3 ( N ) > S P 2 (- N C ) > S P ( C N )
pKa 10~
5~6
0~1
N
吡 啶
N H
胡 椒 啶
(2)诱导效应（通过碳链传递）
(a) 供电性基团取代，碱性增强； 如：二甲胺(Pka10.70)>甲胺(Pka10.64)>
酚酸类——苦味酸(Hager试剂) 2,4,6-三硝基苯 酚 黄色
复盐—— 雷氏铵盐(Ammoniumreineckate) 硫氰酸铬
铵试剂
生成难溶性复盐 紫红色
2.反应原理：生成复盐和络盐
N H+ 生物碱盐
+ KBiI4 碘化铋钾
+
-
NH BiI4
+
+
K
NH+ +
生物碱盐
NO2
O2N
NO2
OH
苦味酸
+H NC
X
+ H OR
亚胺盐
醇或水
-
N
O N
O O CH2CH3
斯米生
H+
OH-
+
N
N
COOH
O CH2CH3
（亚胺盐）
C O O -
3.具有烯胺结构Alk的成盐
. .α β
H +
H
+
N C C
N C C
烯 胺
亚 胺 盐
A l k
N N H
H O
MeO O C
二氢奥斯冬宁
HCl
OH -
N+
N HH
氨(Pka9.75)
氮原子附近有吸电性基团，碱性减弱；
C O O C H 3 H
N C H 3 O C
H N C H 3
O C
O
O
可 卡 因 托 哌 可 卡 因
. .
(b)氮杂缩醛(酮)生物碱的碱性: 氮原子不处在桥头；强碱性； 氮原子处在桥头；碱性相对较弱；
(3)诱导-场效应: 生物碱分子中同时含有两个氮原子时，第一 个氮原子质子化后产生一个强的吸电基团 +NHR2 此时对第二个氮原子产生两种降低 其碱性的作用：诱导和场效应。 诱导效应通过碳链传递。 场效应通过空间直接作用，又称为直接效应。
生物碱成盐时，质子多结合于氮原子。 季胺碱、氮杂缩醛、烯胺以及具有涉及氮原子
的跨环效应形式存在的生物碱，质子化则往往并非 发生在氮原子上。
1.季胺碱的成盐
N+ OH -
季胺碱
HX OH -
N+ . X - + HOH
盐
水
O H -
2.含氮杂缩醛Alk的成盐
H N C OR
HX OH 或HOR
氮杂缩醛生物碱
M O e M O e
M e N N . . H O
M O e
H + M O e
+ N M e N H H O
O M O e O C
二甲氧基皮拉菲林 dimethoxy picraphylline
O M O e O C
产生跨环效应生成的盐
（五）沉淀反应 用途：
鉴别——试管法、TLC或PPC显色剂； 提取分离——检查是否提取完全。 主要内容： 1.沉淀试剂
O2N
+-
NH O
NO2
O2N
3.沉淀反应条件 （1）通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行；
（若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀） （2）在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量>50%；
含氧酸盐的水溶性往往较大。
与大分子有机酸所形成的盐水溶性差。
与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好。
生物碱盐具有特殊的溶解性质，如高石蒜碱 的盐酸盐不溶于水，而溶于氯仿，盐酸小檗 碱难溶于水；
四、碱性 1.碱性的来源及强度表示
: :
碱性越强，其Kb越大，PKb越小，其共 轭酸Pka越大；即Pka越大，碱性越强； Pka<2 极弱碱； Pka=2～7 弱碱； Pka=7～12 中强碱； Pka>12 强碱； 胍基>季胺碱>脂肪胺基>缺电子芳杂环 (吡啶)>酰胺基>富电子芳杂环(吡咯)
H O
MeO O C
亚胺盐
*稠环桥头N原子不能形成亚胺形式的盐。
H N
H
N H
H
O
O
H
新士的宁 有烯胺结构
O H
N O H N
H M e
阿马林碱 含氮杂缩醛结构
4.涉及氮原子跨环效应Alk的成盐
N O
O H H + -N O C + H
具 有 酮 基 的 A l k
成 盐
N原子孤电子对空间上靠近酮基时，则产生跨环效应
1
N
2N O
H
N3
Me
吴茱萸碱 e v o d ia m in e
B
3 Me H C ONN H C H C H 2 O H
2 N Me
1
N
麦角新碱
H e r g o n o v in e
C
3 > 2 > 1 1 > 3 > 22>1>3
（三）成盐（Alk成盐的机理） 生物碱与酸成盐，对质子化来说，仲胺、叔胺
多数左旋体呈显著生理活性。
三.溶解度
（1）绝大多数仲胺和叔胺生物碱的游离碱具亲脂性；
（2）绝大多数生物碱盐具亲水性；
（3）季铵生物碱具酸碱两 性；
（5）具内酯基的生物碱，遇碱水开环成盐而溶解， 遇酸又闭环而析出；
(6)生物碱成盐后多易溶于水，不溶或难溶有 机溶剂。
(6)分子内氢键
•若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。 （指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）
碱性强弱：
+-
N OH > 季铵
N H> 仲胺
N H2 > N >
伯胺
叔胺
A r- N H 2 > 芳胺
O
N H
酰胺
供 电 - - 碱 性 ↑
比较碱性强弱：
3 N Me
1
N2
N
H Me
b re v ic o llin e A
2.反应原理 3.反应条件 4.结果判断
1、沉淀试剂 金属盐类 碘-碘化钾（Wagner）KI-I2 棕褐色沉淀 碘化铋钾（Dragendoff）BiI3KI 红棕色沉淀 碘化汞钾（Mayer试剂）HgI22KI 类白色沉淀
若加过量试剂，沉淀又被溶解
酸类——硅钨酸(Bertrand试剂)SiO212WO3 乳 白色
第四节 生物碱的理化性质
一、性状 1.形态——多为结晶固体，少为粉末。少
数常温下——液体（多不含氧，若含氧 则多成酯键） 2.颜色——多为无色或白色，少数有色。 3.味 觉——多具苦味。 4.挥发性——多无挥发性，少数具挥发性。
二.旋光性——多为左旋光性。 条件改变有的产生变旋现象。
如：菸碱 中性溶液——左旋光性 酸性溶液——右旋光性