第三章生物碱2
第三章 生物碱
2、 四四四四苯 、 四
CH3O CH3O O H NH CH3
哌哌哌(Pellotine)
3、苄基四氢异喹啉类,常见的有:P51 、苄基四氢异喹啉类,常见的有: 小糪碱、原小糪碱类 原小糪 苄基异喹啉类 双苄基异喹啉类 吗啡烷类
R=CH3 汉防己甲素 R=H 汉防己乙素
五、来源于色氨酸的生物碱: 来源于色氨酸的生物碱:
第九章 生物碱 (ALKALOIDS) )
一类含氮的天然产物
本章内容包括: 本章内容包括:
1、生物碱的概述 、 2、生物碱的结构与分类 、 3、 3、生物碱的理化性质 4、生物碱的提取分离 、 5、生物碱的检识 、
第一节
概 述
生物碱是一类重要的、 生物碱是一类重要的、也是科学家们研究最早的 有生物活性的天然有机化合物。在我国早在1765 有生物活性的天然有机化合物。在我国早在1765 本草纲目拾遗》 赵学敏)中记载,17世纪 年《本草纲目拾遗》(赵学敏)中记载,17世纪 白猿记》 初《白猿记》即记述了从乌头中提炼出糖样物质 作剑毒用,虽未对该物质起名称, 作剑毒用,虽未对该物质起名称,实际上它应该 是乌头碱粗品。 1806年 是乌头碱粗品。在1806年,德国科学 F.W.Sertuner首次从鸦片中分得吗啡 首次从鸦片中分得吗啡, F.W.Sertuner首次从鸦片中分得吗啡,至今已从 自然界分离得到约1万余种生物碱。 自然界分离得到约1万余种生物碱。
补充说明: 补充说明: 生物碱盐的水溶液加碱至碱性有能析出游离 的生物碱; 的生物碱; 碱性极弱的生物碱和酸不易成盐, 碱性极弱的生物碱和酸不易成盐 , 难溶于酸 水; 季胺碱盐酸盐和氢碘酸盐水溶性小, 季胺碱盐酸盐和氢碘酸盐水溶性小 , 常可从 水中析出,利用此性质用盐析法分离季胺碱。 水中析出,利用此性质用盐析法分离季胺碱。
第3章生物碱
生 物 碱Alkaloids一、概 述生物碱是人类对植物药中有效成分研究得最早而较多的一类成分。
从十九世纪德国学者F.W.Sert . .u rner 从鸦片中分离出吗啡碱(morphine )以来,迄今已从自然界中分离得到约10000种生物碱类化合物。
在《全国医药产品大全》中收载的生物碱药物及其制剂达六十余种。
植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性,如: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——抗中毒性休克作用石蒜中的生物碱加兰他敏——具有拟胆碱作用 利血平——降压作用由此可看出,在临床用药中生物碱类成分占据着重要的地位。
生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索,如:植物古柯中的有效成分古柯碱(cocaine )虽有很强的局部麻醉作用,但是毒性较大,久用容易成瘾。
化学合成工作者对它进行结构改造,从中找到普鲁卡因(procaine ),不但结构较古柯碱简单,毒性也大大地被降低了,成为临床广泛使用的局部麻醉药物。
现有的很多合成止痛药就是根据吗啡的化学结构而设计的。
在生物碱的研究中,创新出不少研究方法、技术和反应,这对天然有机化学的发展起着重要的促进作用。
N CH 3H COOCH 3OO古柯碱(可卡因)N OOC 2H 5C 2H 5NH 2普鲁卡因(合成品)(procaine)局麻药㈠生物碱的定义生物碱(Alkaloids)至今也无一个确切而标准的定义。
这是由于随着生物碱的研究不断深入发展,人们采用新的先进的技术而不断地得到新模式和新结构的化合物,因而经典的、传统的定义就受到了局限性,如:胡椒碱——虽为含氮杂环的衍生物,但不易与酸结合成盐;秋水仙碱——几乎没有碱性,氮原子不结在环上;麻黄碱——氮原子也不结在环上,应属于芳烃胺衍生物。
但按习惯仍将这些化合物归属在生物碱的范围内。
但对于大多数生物碱还是有其共性之处,因此,还可以就其共性来定义生物碱的。
天然药物化学 第三章 生物碱4-5节
CHCl3层 (中强碱)
CHCl3层 (弱碱)
(二)生物碱单体的分离
1、利用生物碱碱性差异进行分离 总碱
酸水
酸水液(盐)
NaHCO3碱化, 三氯甲烷萃取
水层(莨菪碱)
三氯甲烷层 (东莨菪碱)
练习
• 1.在酸水溶液中可直接被氯仿萃取出来的生物 碱是
A.强碱 B.中强碱
C.弱碱 D.酚性碱 E.季铵碱
• 2.在生物碱酸水提取液中,加碱调pH由低到高, 每调一次用氯仿萃取一次,首先得到
A.强碱性生物碱 B.弱碱性生物碱 C.季铵碱 D.中等碱性生物碱 E.水溶性生物碱
2、利用游离生物碱在有机溶剂中的溶 解度不同进行分离
氧化苦参碱和苦参碱混合物
少量CHCl3溶解 CHCl3 液
加入10倍量的乙醚
沉淀↓ (氧化苦参碱)
三、亲脂性有机溶剂提取法
原理:利用游离生物碱易溶于亲脂 性有机溶剂的性质进行提取。
提取前先用碱水(石灰乳或氨水) 湿润,使生物碱游离。再用氯仿、 苯等亲脂性有机溶剂提取。
方法 :回流或连续回流法。
三、亲脂性有机溶剂提取法
药材(须碱化)
亲脂性有机溶剂提取 (三氯甲烷 /苯)冷浸/ 回流
有机溶剂提取液(游离)
方法:浸渍、渗漉和回流法 继续纯化采用酸溶碱沉法。
二、乙醇溶剂提取法
药材
60%~95%乙醇渗漉/ 浸渍 /回流 乙醇提取液(盐、游离、脂溶性杂质)
减压回收乙醇
浓缩液(盐、游离、脂溶性杂质)
加稀酸放置,滤过
酸水溶液(盐)
碱化
沉淀(脂溶性杂质)
总生物碱(游离)↓(可
碱水液(水溶性生物
过滤Байду номын сангаас去也可用氯仿萃取 ) 碱或杂质)
天然药物化学 第三章 生物碱1-3节
学习目标
•1.掌握生物碱的概念及特点、溶解性、碱性以及提 取分离的方法。 •2.熟悉生物碱的结构分类、一般性状、化学检识 (沉淀反应)、色谱检识及常见生物碱实例。 •3.了解生物碱的分布及存在形式、生物活性及甾类、 萜类生物碱的结构。
情景模拟
某患者因腹泻、呕吐到附件药店购买药品,驻 店药师根据其描述病情特点判断为细菌感染型腹泻, 给他介绍了药品盐酸小檗碱片,患者服药后病情得 到明显改善。
• 黄连生物碱——抗菌消炎 • 临床主要用于治疗细菌性痢疾和肠胃炎,
它副作用较小。
三、生物碱类化合物的生物活性
槟榔碱、槟榔次碱 驱虫、消积
利血平 降压
三、生物碱类化合物的生物活性
颠茄
长春花
莨菪碱 解痉、镇痛
美登木、喜树、长春花、三 尖杉生物碱,红豆杉中紫杉 醇
抗癌
三、生物碱类化合物的生物活性
O
CH3 N
CH2OH OCOCH
莨菪碱 (pka9.65)
东莨菪碱 (环氧位阻pka7.50)
5.氢键效应 氮原子附近存在羟基、羰基等取代基团,
形成分子内氢键时,N上质子H较稳定,不易 离去,碱性增强。
H5C6 H2
CH3 H1
+H
N
H CH3 HO
l-麻黄碱 pKa=9.58
d-伪麻黄碱 pKa=9.74
NH
吡咯
N CH3
莨菪烷
N
吡啶
N H
吲哚
5
4
6
3
N7 8
N2 1
异喹啉
喹啉
练习: 常见氮杂环类生物碱基本母核类型
咪唑
吡嗪
嘌呤
胆甾烷型
异胆甾烷型
有机生物碱
古柯
一叶萩
4、吡啶类(蓖麻碱、槟榔碱、猕猴桃碱)
蓖麻碱,分子中含有氰基,毒性较大,内服后能至吐, 损伤肝和肾。猕猴桃碱,具有强壮补精作用。
OCH3 CN
H 3C CH3
N CH3
O
N
蓖麻碱
猕猴桃碱
蓖麻
猕猴桃
5、喹啉衍生物类(喜树碱、奎宁碱)
具抗癌活性的喜树碱与具治疗疟疾作用的奎宁都是喹
啉衍生物类生物碱。
CHCl3 麻黄碱 伪麻黄碱 + +
甲苯 + + 麻黄碱草酸盐 伪麻黄碱草酸盐
H2O +
分离方法
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。
利用生物碱的特殊官能团分离
OH (苛性碱)
H O-Ar≡N
H (溶于氯仿等)酚性碱
+
-
O-Ar≡N
(氯化铵)
酚盐(溶于水)
OH / Δ
(溶于氯仿等)
黄连
茄 科
• 如天仙子、颠茄,含 莨菪烷类生物碱,有 毒,适量有镇静、镇 痛癿功能。阿托品
颠茄
天仙子
石蒜科 存在于石蒜科植物 石蒜癿鳞茎内癿生物 碱,石蒜碱有强力癿 催吐作用,可作为吐 根代用品,此外,抗 阿米巴原虫,可用于 肠内外阿米巴。
四、生物碱的提取和分离
1、生物特性
生物活性
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。
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 利用生物碱的特殊官能团分离 利用色谱法分离
分离方法
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。
生物碱课件
一、概述
(三) 生物碱的生物活性、 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
一、概述
植物古柯中的有效成分古柯碱(cocaine)虽
有很强的局部麻醉作用,但是毒性较大,久用容易成
N
野百合碱 (有抗癌活性) monocrotaline
二、分类
㈢吡啶衍生物 结构特点:六元环氮原子在环内 由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。 分:简单吡啶衍生物、喹诺里西啶(quinolizidine)
N
吡啶
N
喹诺里西啶
二、分类 ㈢吡啶衍生物
O N
N
苦参碱
O N
N O
氧化苦参碱
二、分类
㈣莨菪烷(tropane)衍生物
全身紧束感等,通过兴奋
迷走神经而降低窦房结的
自律性,引起心律失常,
损害心肌。口服纯乌头碱
0.2mg即可中毒,3—
5mg可致死。民间常用草
乌头碱
乌、川乌等植物来泡制药 酒。但在此警醒大家它们
都具有足以致命的毒性。
一、概述
十九世纪德国学者F.W.Sertrner从鸦片中 分离出吗啡碱(morphine) 现从自然界中分离得到约10000种 《全国医药产品大全》中收载的药物及其 制剂达六十余种 植物中存在的生物碱大多有明显的生理活 性
(1S,2S)
pseudoephedrine
二、分类 ㈠有机胺类(苯丙氨酸/酪氨酸)
MeO
Me
MeO
OMe
NHCOCH3 HO
MeO O
COO(CH2)4 NH
NH NH2
第三章+生物碱
萝芙木中的降高血压成分利血平, 萝芙木中的降高血压成分利血平,长春花中 的抗癌成分长春碱。 的抗癌成分长春碱。
利血平 长春碱
生物碱是了解较多的天然产物, 生物碱是了解较多的天然产物,目前已知 5000种以上。 种以上。 种以上
长春新碱
长春碱
长春新碱为夹竹桃科植物长春花中提取的有 效成分。抗肿瘤作用靶点是微管, 效成分。抗肿瘤作用靶点是微管,主要抑制微管 蛋白的聚合而影响纺锤体微管的形成。 蛋白的聚合而影响纺锤体微管的形成。使有丝分 裂停止于中期。 裂停止于中期。
⑤苯姘菲啶
N
菲啶
HO
O
O N O O CH3
白屈菜碱 (Chelidonine)
6、 吲哚类生物碱
N CH3
N N H H 3C N O
吲哚
O Glc
N H
吴茱萸碱 具有镇痛、 具有镇痛、降血压及体温 上升等药理作用。 上升等药理作用。用作利尿剂 和发汗剂. 和发汗剂. 靛青苷
N N
O
喜树碱
CH2OH O H3C CH3 N H N
曼陀罗
同一生物碱可分布在同科不同属植 物中,如茄科的颠茄属、曼陀罗属, 物中,如茄科的颠茄属、曼陀罗属,莨 菪属植物均含莨菪。 菪属植物均含莨菪。
不同科的植物也可能含同一生物碱, 不同科的植物也可能含同一生物碱,如小 科的小檗 毛良科的黄连、 檗科的小檗、毛良科的黄连、芸香科的黄柏均 含小檗 含小檗碱。 同属植物中生物碱其化学结构大多相似 具有相同的基本母核) (具有相同的基本母核) 如:豆科野百合属植物含有的生物碱均为 吡咯里西啶衍生物; 吡咯里西啶衍生物;茄科茄属植物的果实中都 含有甾体生物碱甙,有助于药源寻找。 含有甾体生物碱甙,有助于药源寻找。
生物碱优秀PPT课件学习PPT教案
pKa 10~5~6源自0~1N吡啶
pka= 5.2 ( SP2 )
N H
胡椒啶
pka = 11.2 ( SP3 )
2.诱导效应
1)供电诱导效应(烷基):可使氮原子周围电子云 密度增加,碱性增强。 2)吸电诱导效应(含氧基团,双键,苯环):电子云 密度降低,碱性减弱。
CH CH CH3
CH CH CH3
(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%;
(当醇含量>50%时可使沉淀溶解) (3)沉淀试剂不易加入多量。
(如:过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解)
结果判断: 1、需要用三种以上生物碱沉淀试剂 2、氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等 + 沉淀试剂—
— 沉淀(假阳性)
碘-碘化钾 碘化铋钾 碘化汞钾
溶解)
硅钨酸 苦味酸 雷氏铵盐
性复盐)
KI-I2 BiI3KI HgI22KI
SiO212WO3 2,4,6-三硝基苯酚
硫氰酸铬铵试剂
棕褐色沉淀 红棕色沉淀 类白色沉淀(若加过量试剂,沉淀又被
乳白色 黄色 紫红色(能与季铵型生物碱生成难溶
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;
麻黄碱
有(1机R,胺2S类)
挥发性
OH CH CH CH3
NHCH3
伪麻黄碱
(1S,2S)
一、有机胺类
MeO
Me
MeO
OMe
NHCOCH3 HO
MeO O
NH COO(CH2)4 NH
NH2
OMe
益母草碱
秋水仙碱(酰胺类) colchicine
治疗急性痛风,并有
第三章-生物碱
H
H
OH H
C
C
CH3
C
C
CH3
OH NHCH3
H
NHCH3
麻黄碱
伪麻黄碱
碱 ④分子内氢键 ⑤分子内氢键
性
理化性质
Me Me H O H H2 H1 H2 O H H H1 NHMe
+
+
NHMe
麻黄碱
伪麻黄碱
碱 ④分子内氢键 ⑤分子内氢键
性
理化性质
Me
Me H O H H2 H2 H1 NHMe
1819年:发现马钱子碱 (brucine)、胡椒碱 (piperine)、
咖啡碱 (caffeine) 1820年:发现奎宁、秋水仙碱 (colchicine)等 1870年: 确定第一个生物碱毒芹碱的结构式
我国赵学敏 《本草纲目拾遗》记载: 17世纪初《白猿经》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(aconitine)。这比欧洲科学家发现的生物碱要早二百年左 右。
多数具有碱性且能和酸结合生成盐;
多数有较强的生理活性。
分布:
主要存在于植物界,如:茄科、防己科、罂粟科毛
茛科等植物中。
基本知识
结 构
理化性质
提 取
分
鉴
离
定
结 构
有机胺类生物碱
吡啶类生物碱
生 物 碱
莨菪烷类生物碱 异喹啉类生物碱
吲哚类生物碱
其他类生物碱
有机胺类生物碱
结 构
结构特点:氮原子不结合在环内的一类生物碱。
一、概述 植物古柯中的有效成分古柯碱(cocaine)虽有很 强的局部麻醉作用,但是毒性较大,久用容易成瘾
天然药物化学 第三章 生物碱 练习1
第三章 生物碱 练习1
(一)单项选择题
1.生物碱的含义哪项是错误的( )
A .自然界一类含氮有机物
B .多具有杂环结构
C .都显示碱性
D .大多与酸成盐
E .多具有生物活性
2.生物碱不具有的特点是( )
A. 分子中含N 原子
B. 具有碱性
C. 分子中多有苯环
D. 显著而特殊的生物活性
E . N 原子多在环内
3.生物碱的味多为( C )
A. 咸
B. 辣
C. 苦
D. 甜
E. 酸
4.此生物碱结构属于( )
A. 吲哚类
B. 异喹啉类
C. 吡啶类
D. 甾类
E. 嘌呤类
(二)多项选择题
以下生物碱属于异喹啉类生物碱的有( BCD )
A.麻黄碱 B.小檗碱 C.吗啡 D.汉防乙素 E.阿托品
(三)填空题
生物碱的碱性由来是 ,其碱性强弱以 表示, _________越大,碱性 。
N H 3CO
H 3CO H 3CO
OCH 3。
第三章-外周神经系统药物-2
生成莨菪醇和消旋莨菪酸。
pH3.5~4.0最稳定,故制备硫酸阿托品注射液时通常以盐
酸液(0.1mol/L)调节溶液pH,并加入1%氯化钠作稳定剂。
OH
N CH3
O O
OH
OH H 2O
N CH3 OH +
COOH
莨菪醇
消旋莨菪酸
②碱性:
阿托品分子中有一个叔胺氮原子,具有较强的碱性,在 水溶液中是酚酞呈红色,可与酸形成稳定的盐,如HCl,H2 SO4等,临床上用其硫酸盐。
阿托品
胃肠道吸收
粘膜
眼
吸收
皮肤
5)临床应用:
• 阿托品具有外周及中枢M胆碱受体 拮抗作用,能解除平滑肌痉挛,抑 制腺体分泌,抗心律失常,抗休克。
• 临床用于治疗各种内脏绞痛,麻醉 前给药,盗汗,心动过缓及多种感 染,中毒性休克。用于眼科治疗睫 状肌炎症及散瞳,还用于有机磷酸 酯类抗胆碱酯酶药中毒的解救。
一、M胆碱受体拮抗剂 (M受体阻断剂)
最早用作抗胆碱药的是阿托品为代表的茄科 生物碱,对阿托品的结构改造,发展了合成的解 痉药和合成的散瞳药。
M受体拮抗剂
茄科生物碱类M受体拮抗剂 合成M受体拮抗剂
2、代表药物:硫酸阿托品
1)结构与命名
N
OH O
O
H2SO4 H2O 2
莨菪烷
8 N CH3
O H N
N O
N
N CH3 CH3
哌仑西平 Pirenzepine
替仑西平 Telenzepine
奥腾折帕 Otenzepad
H3C N H3C
O O CH3
喜巴辛 Himbacine
M1,M4,胃及十二指肠溃疡, 慢性阻塞性支气管炎
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
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(1)生物碱沉淀试剂的种类
试剂名称组成反应特征
碘化物复盐类:
碘-碘化钾试剂KI·I2红棕色沉淀
碘化汞钾试剂K2HgI4类白色沉淀
碘化铋钾试剂KBiI4黄至橘红色沉淀
重金属盐类:
硅乌酸试剂SiO2·12WO3·nH2O淡黄或灰白色沉淀
5、分子内氢键形成:分子内氢键形成对生物碱碱性强度的影响颇为显著。
对具体化合物,上述几种影响生物碱碱性强度的因素,必须综合考察。一般来说,空间效应和诱导效应共存时,前者居于主导地位。诱导效应和共轭效应共存时,往往后者的影响为大。此外,除分子结构本身影响生物碱的碱性强度外,外界因素如溶剂、温度等也可影响其碱性强度。
商洛职业技术学院教案
课程名称
天然药物化学
专业班级
06药学
授课教师
顾晓燕
授课类型
讲授
学时
2
章节题目
第二节生物碱的理化性质
目的
与
要求
1、掌握生物碱的碱性、碱性强弱与分子结构的关系
2、掌握生物碱和生物碱盐的溶解象及其应用
重点
与
难点
重点:生物碱的碱性、生物碱沉淀反应
思考题或作业题1影响生物碱碱性的因素有哪些2表示生物碱碱性的方法常用apkbbkbcphdpkaeka3生物碱碱性最强的是a伯胺生物碱b叔胺生物碱c仲胺生物碱d季胺生物碱e酰胺生物碱4水溶性生物碱主要指a伯胺生物碱b叔胺生物碱c仲胺生物碱d季胺生物碱e两性生物碱5用离子交换树脂分离纯化生物碱时常选用的离子交换树脂是a强酸型b弱酸型c强碱性d弱碱性e中等程度酸性6碱性较强的生物碱在植物体内的存在形式多为a有机酸盐b络合状态c游离状态d无机酸盐e两性状态7生物碱沉淀反应呈橘红色的是a碘化汞钾b碘化铋钾c饱和苦味酸d硅钨酸e碘碘化钾教学后记本节属于记忆性知识应要求学生在课后强化记忆
Frohde试剂1%钼酸钠(铵)的浓硫酸溶液小檗碱棕绿色
Mandelin试剂1%钒酸铵的浓硫酸溶液莨菪碱红色
(2)显色反应的应用:
在研究过程中应用不广泛,但对检识和分析个别生物碱仍有一定的参考价值。
教案末页
教学
小结
通过对本节的讲解,学生对生物碱的性质得以了解,为提取分离奠定基础。
思考题
或
作业题
1、影响生物碱碱性的因素有哪些
(2)生物碱盐
易溶于水,其无机盐在水中的溶解度大于有机酸盐;可溶于甲醇、乙醇;难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。
少数生物碱盐的溶解性不符合一般规律。如奎宁、奎宁尼丁、辛可宁、吐根酚碱等生物碱的盐酸盐可溶于氯仿,麻黄碱草酸盐难溶于水。
2.亲水性生物碱的溶解性
水溶性生物碱数目较少,主要指季胺碱型生物碱,也包括一些分子量较小的叔胺碱或仲胺碱。
生物碱的生理活性与其旋光性有关。通常左旋体的生理活性比右旋体强,如乌头中存在的左旋去甲乌头碱具有强心作用,但存在于其它植物中右旋去甲乌头碱则无强心作用。又如左旋莨菪碱的扩瞳作用较右旋体强100倍等。也有少数生物碱右旋体的生理活性较左旋体强,如右旋古柯碱的局部麻醉作用强于左旋体古柯碱。
三、碱性
(一)碱性的产生及其强度表示:
(4)生物碱沉淀反应的应用
①检识反应
②指导生物碱的提取分离
③生物碱的分离纯化
④薄层或纸层色谱的显色剂
六、显色反应
某些生物碱单体能与一些以无机酸为主的试剂反应生成具有颜色的产物,不同的生物碱产生不同的特征颜色,这种试剂称为生物碱的显色试剂。
(1)生物碱显色试剂的种类:
试剂名称试剂组成颜色特征
Macquis试剂含少量甲醛的浓硫酸吗啡紫红色
2、表示生物碱碱性的方法常用
A pkb B kb C pH D pka E ka
3、生物碱碱性最强的是
A伯胺生物碱B叔胺生物碱C仲胺生物碱D季胺生物碱E酰胺生物碱
4、水溶性生物碱主要指
A伯胺生物碱B叔胺生物碱C仲胺生物碱D季胺生物碱E两性生物碱
5、用离子交换树脂分离纯化生物碱时,常选用的离子交换树脂是
难点:影响生碱性物碱碱性的原因
方法
与手段
讲授
使用教材
及参考书
《天然药物化学》主编:吴剑锋出版社:人民卫生出版社
《天然药物化学学习指导》主编:吴剑锋出版社:人民卫生出版社
教案续页
教学内容
辅助手段时间分配
第二节生物碱的理化性质
一、性状
1.形态:多数生物碱呈结晶形固体,有些为非晶形粉末状;少数生物碱为液体状态,这类生物碱分子中多无氧原子,或氧原子结合为酯键,个别生物碱具有挥发性,如麻黄碱;极少数生物碱具有升华性,如咖啡因。
(1)季胺型生物碱
这类生物碱易溶于水、酸水和碱水,可溶于甲醇、乙醇、正丁醇等极性大的有机溶剂,难溶或不溶于乙酸乙酯、乙醚、氯仿等低极性的有机溶剂。
(2)小分子生物碱
少数分子量较小的叔胺或仲胺生物碱既可溶于水,也可溶于氯仿。这类生物碱包括麻黄碱、苦参碱、秋水仙碱等
3.具有特殊官能团的生物碱的溶解性
(1)具有酚羟基(或羧基)的生物碱
2)需要注意的问题
①极少数生物碱不能与一般生物碱沉淀试剂产生反应。如麻黄碱、咖啡碱与多数生物碱沉淀试剂不能发生反应,因而只能用其它检识反应鉴别;
②中药中有些非生物碱类物质也能与生物碱沉淀试剂产生沉淀反应,如蛋白质、多糖、氨基酸、鞣质等。因此制备共试品溶液时,需要净化处理除去这些物质,避免其干扰而导致错误的结论。
如:碱性强弱次序是:二甲胺(pKa10.70)>甲胺(pKa10.64)>氨(pKa9.75)
(显然,甲基的供电性使二甲胺碱性稍强些。)
3、共轭效应:若生物碱分子中氮原子孤电子对成p-p共轭体系时,通常情况下,其碱性较弱。生物碱中常见的p-p共轭效应主要有三种类型:苯胺型、烯胺型和酰胺型。
①苯胺型:苯胺氮原子上孤电子对与苯环p-电子成p-p共轭体系,碱性(pKa4.58)比相应的环己胺(pKa10.14)弱的多。
四、溶解性
生物碱类成分的结构复杂,其溶解性有很大差异,与其分子中N原子的存在形式、极性基团的有无、数目以及溶剂等密切相关。可分为以下几种情况。
1.亲脂性生物碱的溶解性
这类生物碱的数目较多,绝大多数叔胺碱和仲胺碱属于亲脂性生物碱。
(1)游离生物碱
易溶于乙醚、苯、卤代烷类等亲脂性有机溶剂,尤其在氯仿中的溶解度较大;可溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯等有机溶剂;难溶或不溶于水。
A强酸型B弱酸型C强碱性D弱碱性E中等程度酸性
6、碱性较强的生物碱在植物体内的存在形式多为
A有机酸盐B络合状态C游离状态D无机酸盐E两性状态
7、生物碱沉淀反应呈橘红色的是
A碘化汞钾B碘化铋钾C饱和苦味酸D硅钨酸E碘-碘化钾
教学
后记
本节属于记忆性知识,应要求学生在课后强化记忆。
生物碱分子中都含有氮原子,其氮原子上的孤电子对能接受质子而显碱性。碱性是生物碱的重要性质。通常以酸式离解指数pKa表示。
碱性强度与pKa值关系:
pKa<2(极弱碱)、pKa 2~7(弱碱)、pKa 7~12(中强碱)、pKa> 12(强碱)。
碱性基团的pKa值大小顺序一般是:
胍基>季胺碱(pKa> 11)>脂胺类,脂氮杂环类(pKa 8~11)>芳胺类,芳氮杂环类(pKa 3~7)>两个以上的氮杂环类(pKa <3)>酰胺基(中性)。
②烯胺型:通常烯胺化合物存在以下平衡:
③酰胺型:若氮原子处于酰胺结构中,由于氮原子孤电子对与酰胺羰基的p-p共轭效应,其碱性很弱。
注意:氮孤电子对和共轭体系中p电子产生p-p共轭的立体条件必须是二者的p-电子轴共平面。否则,这种共轭效应减弱或消失,都将使碱性增强。
4、空间效应:尽管质子的体积较小,但生物氮原子质子化时,仍受到空间效应的影响,使其碱性增强或减弱。
这类生物碱称为两性生物碱,如吗啡、青藤碱等。除具有一般叔胺碱的溶解性能外,由于其结构中连有弱酸性官能团,也可溶于苛性碱溶液。
(2)具内酯(或内酰胺)结构生物碱的溶解性
这类生物碱如喜树碱、那可汀碱等在正常情况下,其溶解度类似一般叔胺碱。但在热水溶液中,其内酯(内酰胺)结构可开环形成羧酸盐而溶于水。
五、生物碱的沉淀反应:
磷钼酸试剂H3PO4·12MO3·2H2O白色或黄褐色沉淀
磷钨酸试剂H3PO4·12WO3·2H2O白色或黄褐色沉淀
大分子酸类:
苦味酸试剂黄色结晶
苦酮酸试剂黄色结晶
其它:
雷氏铵盐试剂NH4[Cr(NH3)2(SCN)4]红色沉淀或结晶
(2)沉淀反应的条件
1)反应环境:
生物碱沉淀反应一般在稀酸水溶液中进行。这是由于生物碱与酸成盐易溶于水,生物碱沉淀试剂也易溶于水,且在酸水中较稳定,而反应产物难溶于水,因而有利于反应的进行和反应的进行和反应结果的观察。
2)净化处理:
生物碱的酸水提取液通常含有蛋白质、多肽、鞣质等成分,这些物质也能与生物碱沉淀试剂发生沉淀反应。为了避免其干扰,可将酸水也碱化后,用氯仿萃取,除去水溶性干扰成分,然后用酸水从氯仿中萃取出生物碱,以此酸水液进行沉淀反应。
(3)生物碱沉淀反应阳性结果的判断
1)阳性结果的判断:
为了检识的准确性,一般选用三种以上的沉淀试剂进行反应,如果均有生物碱的沉淀反应,可判断为阳性结果。
2.味道:大多数生物碱具苦味,少数生物碱具有其它味道,如甜菜碱为甜味。
3.颜色:绝大多数生物碱无色,仅少数具有较长共轭体系结构的生物碱呈不同的颜色。如小檗碱和蛇根碱显黄色,小檗红碱显红色。
二、旋光性
凡是具有手性碳原子或本身为手性分子的生物碱,则具有旋光性。反之则无,如小檗碱没有旋光性。
生物碱的旋光性受溶剂、pH等因素的影响。如麻黄碱在氯仿中呈左旋光性,而在水中则呈右旋光性;烟碱在中性条件下呈左旋光性,而在酸性条件下则呈右旋光性;有的生物碱游离状态与其成盐状态的旋光性也有不同,如长春碱游离时为右旋光性,其硫酸盐为左旋光性。