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
二、溶解性
叔胺碱
CH3 N
易溶于乙醇、三氯甲烷。 可溶于四氯化碳 难溶于水
CH OH
CH OH
CH3
A.苯异丙胺 （无羟基的吸电作用） B.麻黄碱 （甲基供电诱导效应） C.去甲基麻黄碱 （羟基的吸电诱导效应）
CH
CH3
NHCH3
CH NH2 CH3
碱性：A>B>C
影响生物碱碱性强弱的因素：
NH3
氨 pKa 9.75
H3C
伯胺
NH2
H3C NH H3C
H3C
CH3 N CH3
季铵碱（强碱）>脂氮杂环（中强碱）>有机胺 （仲>伯>叔） （中强碱） >吡啶≈苯胺（弱碱） >吡咯≈酰胺（极弱碱）
课堂练习：
比较下列化合物的碱性大小，并说明原因。 ①吡啶与哌啶
N
吡啶
N H 哌啶
课堂练习：
比较下列化合物的碱性大小，并说明原因。 ②小檗碱与罂粟碱 H3CO
O O N OCH3
H3CO
轮环藤酚碱 （汉防己乙素）
二、溶解性
内酯结构生物碱
O N N OH O O
OH-
O
OH OH O OH
喜树碱
N
N
二、溶解性
内酰胺结构生物碱
O N
O C R
酰基
胺基
NH2
N
O C NH2
酰胺基
苦参碱
二、溶解性
（二）生物碱盐
①易溶于水，可溶于醇，难溶于亲脂性有机溶剂。 ②水溶性：无机酸盐>有机酸盐 ③水溶性：无机酸盐中含氧酸盐＞卤代酸盐 ④小分子有机酸盐＞大分子有机酸盐
适用：水溶性生物碱、脂溶性生物碱、生物碱盐
检识 水溶性生物碱，样品液为酸水溶液 固定相 水 展开剂 偏酸性（使生物碱以盐的状态存在）、极性较 大的有机溶剂（正丁醇—冰醋酸—水4：1：5上层 ，即 BAW系统 ）
第四节 生物碱的检识
二、色谱检识 （一）纸色谱法 适用：水溶性生物碱、脂溶性生物碱、生物碱盐
pKa 碱性 <2 2~7 7~11 >11 极弱碱 弱碱性 中强碱 强碱性
三、碱性
影响生物碱碱性强弱的因素：
杂化方式 诱导效应 碱性与分子 结构的关系 共轭效应 空间效应 氢键效应
影响生物碱碱性强弱的因素：
1.N原子的杂化方式
碱性 类型 杂化
N H
举例
NH
脂肪胺 sp3 脂氮环
N H
11.3
11.2
注意：有些生物碱或盐不符合上述规律。
二、溶解性
1.生物碱盐不溶于水（小檗碱盐酸盐、麻黄碱 草酸盐），而能溶于氯仿（盐酸奎宁）。
2.游离生物碱难溶于有机溶剂而溶于水
（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）。
二、溶解性
3.碱性极弱的生物碱（酰胺类生物碱）和酸生
碘化物复盐类： 碘化铋钾试剂 ：桔红色沉淀 碘—碘化钾：红棕色沉淀 碘化汞钾 ：类白色沉淀（若加过量试剂，沉淀溶解） 重金属盐类： 磷钼酸试剂：白色或黄褐色沉淀 硅钨酸试剂：淡黄或灰白色沉淀 大分子酸类： 苦味酸试剂：黄色结晶 其它： 硫氰酸铬钾（雷氏铵盐）：红色沉淀或结晶 （季铵碱）
第四节 生物碱的检识
检识 游离态生物碱（脂溶性、极性小）的检识，样品 液为氯仿溶液。 固定相 甲酰胺（有机碱） 展开剂 偏碱性（使生物碱以游离状态存在）、极性较 小的有机溶剂（甲酰胺饱和的苯、三氯甲烷、乙酸乙 酯）
第四节 生物碱的检识
二、色谱检识 （一）纸色谱法 多层缓冲纸色谱： 固定相 酸性缓冲溶液
碱性强的生物碱Rf值小。 纸色谱显色剂： 与薄层色谱相同，但试剂中不可含有硫酸。
NH3
氨
H3C NH H3C
H3C CH3 N CH3
H3C
伯胺
NH2
仲胺
叔胺
二、溶解性
（一）游离生物碱
2.水溶性生物碱
①季铵碱，离子型化合物，易溶于水。难溶 于亲脂性有机溶剂。可溶于甲醇、乙醇、正 丁醇。 ②含N-氧化物生物碱（氧化苦参碱）；液体 （东莨菪碱）或小分子生物碱（麻黄碱、烟 碱）亲脂又亲水。
第三章 生物碱
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生物碱概述 生物碱的结构与分类
生物碱的理化性质 生物碱的检识 生物碱的提取和分离 生物碱的提取和分离实例
第三节 生物碱的理化性质
一、性状 1.形态 2.颜色 3.味道 4.旋光性 二、溶解性 三、碱性
第三节 生物碱的理化性质
一、性状 1.形态：多为结晶，有些为粉末状固体。少数为液 体。 ①液体生物碱：小分子、无氧或氧呈酯键。多有 挥发性，可随水蒸气蒸馏。
COOCH3
N
N H N
N CH3
烟碱 （尼古丁）
N
CH3
毒藜碱
槟榔碱
第三节 生物碱的理化性质
一、性状 1.形态：多为结晶，有些为粉末状固体。少数为液 体。 ②个别小分子固体生物碱有挥发性--麻黄碱 ③个别有升华性 ----咖啡因 、川芎嗪
O H3C N N N N CH3
H3C N CH3 CH3
二、色谱检识 （一）薄层色谱法 结果观察： ①可见光下观察有色斑点（例如小檗碱显黄色）。 ②紫外光下观察。 ③喷显色剂(碘化铋钾，对大多数生物碱显橘红色.注 意排除甲酰胺的干扰（110℃加热） 硅胶和氧化铝色谱(吸附色谱）适 用于检识脂溶性生物碱。
第四节 生物碱的检识
二、色谱检识 （一）纸色谱法
正相色谱，分配色谱
H2O CHCl3
氨基酸、蛋白质 多糖、鞣质等
H2O 测定液
H+/H2O CHCl3
第四节 生物碱的检识
二、色谱检识 薄层色谱、纸色谱
（一）薄层色谱法 吸附剂：硅胶、氧化铝 展开剂：三氯甲烷、苯 极性很弱的生物碱：加入极性小的有机溶剂（石油醚、 环己烷） 极性较强的生物碱：加入极性较大的有机溶剂（甲醇、 乙醇）
仲胺
10.7
叔胺
10.64
9.74
电子效应：连接供电基团则使碱性增强。 空间位阻：使碱性变弱。
影响生物碱碱性强弱的因素：
①苯胺型
N
3.共轭效应
O
②酰胺型
C
N
影响生物碱碱性强弱的因素：
①苯胺型 P—π共轭，氮原子周围电子云密度下降，碱性 降低。
NH2
NH2
苯胺 （pKa4.58）
环己胺 （pKa10.64）
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。
应用：可用于生物碱的提取和分离。
三、碱性
碱性来+ + H + N:H
生物碱
生物碱盐
N原子上的孤对电子具有给出电子或者接受质子的 能力而显碱性，能与酸成盐而溶于水
三、碱性
生物碱碱性强度的表示： 用pKa表示： pKa越大，碱性越强。
H CH2OH O C CH O
莨菪碱
二、溶解性
季铵碱
O O N OCH3 OCH3
H3CO
N
HO
CH3
OH
OCH3
小檗碱
轮环藤酚碱 （汉防己乙素）
二、溶解性
两性生物碱
HO
H3CO CH3
COOH
HO
N
NH O H HO
N CH3
OH
OCH3
槟榔次碱
吗啡
（酸性叔胺碱： 难溶于氯仿、乙 醚，可溶于水）
一、化学检识 1.沉淀反应
结果判断
a.鉴别生物碱的存在，需要采用三种以上生物碱试剂。 b.排除假阳性反应，除去水提液中含有的蛋白质、多
肽、鞣质等杂质。（如何排除水溶性成分的干扰？）
c.仲胺类不易于生物碱沉淀试剂反应，如麻黄碱。
常规提纯方法（排除水溶性成分的干扰）
中草药水提液
OH- / CHCl3萃取