No5.第九章.生物碱(2)47页PPT

HO
3
R
2
N
1
金鸡宁 R=H(3R,2S)
奎宁碱 R=OMe(3S,2R)
N
奎尼丁 R=OMe(3R,2S)
六、来源于萜类的生物碱
1、单萜类生物碱
N
C H3
猕猴桃碱
O
N
O
秦艽碱甲
猕猴桃碱的氧化衍生物
CH3
[O]
N
OH
[O]
N
N
COOH
猕猴桃碱 肉苁蓉碱
肉苁蓉酸
2、倍半萜类生物碱
NMe
H
O
H
O
H
O N+ OH
O
O Me 小檗碱
O Me
O
N+ O
O
小檗红碱
O Me
二、旋光性
1、旋光性易受pH、溶剂等因素影响。
例：
中性溶液
烟碱
左旋体
酸性溶液
右旋体
左旋体
氯仿溶液
麻黄碱
水溶液
右旋体
2、游离生物碱与相应盐类的 旋光性并不一致
氯仿溶液 左旋体
吐根碱
盐酸溶液
右旋体
3、生物碱的旋光性与其生理活性 关系密切
OH
N
N
H
COOMe
O Me
长春碱 R= CH3
长春新碱 R= CHO
NH
OH
N
OAc
R
COOMe
5、与单萜吲哚类碱有关的生物碱
① 阿巴利生类和乌勒因类生物碱 ② 喜树碱类生物碱
8
10
R
7
5
N
O
N 1
3
14
16 17
18
20 21 O
19 HO O
喜树碱 R=H 羟基喜树碱 R=OH
③ 金鸡宁类生物碱
H
石斛酮碱
N
O O
萍蓬定
C H3
N
H
H H
O
石斛碱
3、二萜生物碱
O Me
O Me OR
2
(1) 乌头碱 R1=R3=OH；R2=Bz
N
R3
(2) 3-乙酰乌头碱
R1
O Ac
R1=OAc；R2=Bz
O Me O Me
R3=OH
4、三萜生物碱
O
（A）
OO
OAc
N
（B）
交让木碱
七、来源于甾体的生物碱
OR
R=Ac 二乙酰阿马林
桥头氮
OR
N N
Me
阿马林：pKa=8.15；二乙酰阿马林：pKa=4.9
③ 诱导-场效应 生物碱分子中如同时含有2个N原子，即使N 原子处境完全相同，碱度也有差异。
N N
金雀花碱 ΔpKa = 8.1
H N
OMe OMe
H
NH
OMe OMe
吐根碱 ΔpKa = 0.89
SiO2·12WO3 ·nH2O ------ 淡黄色沉 淀
◆ 少数生物碱与沉淀试剂不反应 如麻黄碱、咖啡因等
◆某些非生物碱与沉淀试剂发生反应 如蛋白质、氨基酸等
2、显色反应
◆ 常用显色剂 —— 改良的碘化铋钾试剂 ◆ 实验现象：
（从）黄色——桔红色——棕色（变化） ◆ 用途：用于薄层色谱中
◆ Marquis试剂
4、同一生物碱与不同酸所形成的盐类之溶解度 是不同的。 5、含有2个以上N原子的生物碱分子，其一元 盐基和二元盐基的水溶性存在差异。
例如：奎宁碱的硫酸盐， 其一元盐基是水溶性的（1:9);
其二元盐基难溶于水（1:810)，易溶于氯仿。
四、生物碱的检识 1、沉淀反应
◆ 常用沉淀剂： ①碘化铋钾(Dragendorff’s reagent)； ②碘化汞钾试剂(Mayer’s reagent)； ③硅钨酸试剂(Bertrad’s reagent)
3、半萜吲哚类生物碱（麦角类生物碱）
COR
H
NMe
NH
麦角新碱
R=NH
O
H O
N
N O
麦角胺
4、单萜吲哚类生物碱
① 单萜吲哚类生物碱 ※ 柯南因-士的宁碱类
OMe
N N H
H
MeOOC
H
O OC
OMe
利血平
OMe
OMe OMe
※ 白坚木碱类
H N
N
HO
MeOOC
※ 依波加明碱类
长春胺
N
NH
② 双分子吲哚类生物碱
例如：二甲胺（pKa=10.70）> 甲胺 （pKa=10.64）> 氨（pKa=9.75）
又：石蒜碱(pKa=6.4)< 二氢石蒜碱(pKa=8.4)
OH OH
O
●
N
O
石蒜碱
OH OH
O
●
N
O
二氢石蒜碱
※ 对氮杂缩醛体系，当N处于稠环“桥头”时， 因无法发生“质子化”而致碱性变弱 。
R=H 阿马林
④ 共轭效应——通常使碱性减弱
MeHNCOO
‥
N2 N1
Me Me
毒扁豆碱
pKa = 1.76
pKa = 7.88
(苯胺型）
※ 烯胺型
R' NCC
R
H+ R' +
NCC
OH- R
A（生物碱）
B（共轭酸）
R' NCC
R
C
◆ 仲烯胺的碱性弱于叔烯胺
※ 酰胺型
H2N C
H2N
NH
（胍）
‥
H+ H2N
O
O
OH
O C CH ph
东莨菪碱 pKa=7.50
OH
OH
14
N
H
O
H
阿替生 pKa=12.9
胍基[-NH(C=NH)NH2]>季铵碱>脂肪胺 基>芳杂环（吡啶）> 酰胺基
2、碱性与分子结构的关系
① N原子的杂化度升高,其碱性递增。 ② 如：-CN(sp)呈中性; ③ 吡啶(sp2 pKa=5.17)碱性较弱; ④ 2-甲基-甲基吡咯(sp3 pKa=10.26)碱性较
强。 ⑤ ② 诱导效应 ⑥ 供电子基使N原子电荷密度增多，碱性变强； 吸电子基使N电荷原子密度降低，碱性减弱。
+
C NH pKa=13.6
H2N
H
（季铵离子）
★ 共轭效应受到空间因素的影响
CH3 N
CH3
CH3 N
CH3
CH3
CH3 N
CH3
t-C4H9
pKa=4.39 pKa=5.15 pKa=2.93
⑤ 空间效应 — 影响N原子碱性
CH3 N
O
OH
O C CH ph
莨菪碱 pKa=9.56
CH3 N
吗啡——紫红色；可待因——兰色。
◆ Frohde试剂
吗啡——紫色； 利血平——黄色。
◆ Mandelin试剂
莨菪碱——红色； 吗啡——棕色。
五、生物碱的化学性质和反应
（一）、碱性 1、pKa值越大，碱性越强。 ① pKa<2(极弱碱)、pKa=2—7(弱碱)、
pKa=7—12(中强碱)、pKa>12(强碱)。 ② 碱性基团的pKa值大小顺序：
1、孕甾烷（C21）生物碱
Me
N
NH2
conssine
2、环孕甾烷（C24）生物碱
NH Me
O
OH
H2N HO
环氧黄杨木己素
3、胆甾烷（C27）生物碱
NH
H
OH
N
HO
维藜芦胺
HO
茄次碱
H H
N
HO
HO
藜芦胺
第四节 生物碱的理化性质
一、性状
：固定 4、色泽：多数无色 5、挥发性：少数有升华现象
※ 通常左旋体呈显著生理活性
例如：
散酮作用：l-莨菪碱 = d-莨菪碱 的100倍。 强心作用：l-去甲乌药碱 局麻作用：d-古柯碱 > l-古柯碱
三、溶解度
1、 绝大多数仲胺和叔胺生物碱具有亲脂 性，不溶于碱水。 2、季铵碱类和某些N-氧化物的生物碱是 水溶性的。 3、生物碱的盐类一般易溶于水。