2020年(生物科技行业)第九章生物碱
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天然药物化学教学资料 天然药化9 生物碱
1.1生物碱定义
▪ 生物碱（广义）： 天然产的含氮有机化合物。
下列除外： 低分子胺类如甲胺、乙胺；氨基酸、氨基
糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸、卟啉类、 维生素；
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7
第一节、生物碱概述
生物碱（多数教材）：
1.多数由C、H、 O、N组成。
生物碱的含义 和特点
（含N有机化合物的总称） 2.大部分为杂环化合物，Ｎ多在 环上；少数在环外。
3. 大多具碱性，可与酸成盐。
4. 多具显著的生理活性。
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下列除外： 低分子胺类：甲胺、乙胺； 氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、 核酸、核苷酸、卟啉类、维生素；
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9
生物碱定义
维生素B1 维生素B12
维生素B2
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维生素B6
10
1.1 生物碱的定义
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11
1.1 生物碱的定义
年龄含量增加。 3）同一种植物多含有同一母核的生物碱，复杂 生物碱分布窄。
如茄科的颠茄属(Atropa)、曼陀罗属 (Datura)、莨菪属(Hyoscyamus)、东莨菪属 (Scopolia)等属的植物都含有莨菪碱 (hyoscyamine)
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25
1.4 生物碱的分布
4）生物碱可存在于植物体内各器官中，同种植 物中所含生物碱常不止一种，有的可含数种至 数十种，如罂粟约含25种生物碱，长春花中 含70余种生物碱。
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1
第九章 生物碱
Chapter 9 Alkaloids
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2
生物碱
一3 生物碱概述 二 生物碱的分类和生源关系 三3 生物碱的理化性质 四 生物碱的提取和分离 五3 生物碱的结构鉴定
经典：第九章-生物碱
O
O
O
N OH
[H]
O
N
OCH3 ZnH/2SO4 OCH3
OCH3 OCH3
小檗碱 Berberine(黄色)
36
四氢小檗碱 Tetrahydroberberine(无色
一、物理性质
• 5.熔点：多数具确定的熔点，少数具双熔点；
• 6.旋光性：大多数生物碱分子有手性碳原子存在， 有光学活性，且多数为左旋光性。少数生物碱分 子中没有手性碳原子，如原托品碱无不对称中枢， 无旋光性。有的生物碱产生变旋现象，有的生物 碱在不同的溶剂中旋光度不同，例如：
• 7.溶解度：
（1）绝大多数仲胺和叔胺生物碱游离碱具 亲脂性；
（2）绝大多数生物碱盐具亲水性；
（3）季铵生物碱具亲水性；
（4）具酚羟基、羧基等酸性基因的生物碱 具酸碱两性；
（5）具内酯基的生物碱，遇碱开环，遇酸 又闭环；
（6）有些生物碱或生物碱盐具有特殊的溶
解性质；
38
二、生物碱的化学性质和反应
Me N
Me
MeO MeO
O
N
O
NMe
苄基四氢异喹啉类
CH 3 N
HO
OMe 罂粟碱
OMe 千金藤碱
阿朴菲类
CH 3 N
HO
O
OH
MeO
O
OH
Morphine
codeine
17
吗啡烷类
Me
OMe MeO
NH
MeO OMe
N Me
OR
CH2
OH
N Me
O
HO
CH2
O
MeO O
HN
OMe
Me
9.生物碱
莨菪碱与东莨菪碱/CHCl3 pH 6.5缓冲液萃取
水层（莨菪碱） CHCl3（东莨菪碱）
（二）特定生物碱的分离 1.利用ALK碱性差异进行分离：pH梯度萃取法 未知ALK碱性，缓冲纸色谱选择条件
缓冲液 pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7 pH8
C B A
水饱和氯仿展开 改良KBiI4 显色
五、ALK的化学性质和反应 ⑷各种强度生物碱的pKa范围 pKa值 pKa＜2 pKa 2~7 碱度 结构 特征 极弱碱 酰胺类、部分杂环 弱 碱 芳香胺、芳杂胺
pKa 7~12 中强碱 脂肪胺、脂杂胺、季铵 pKa 12 强 碱 季铵、胍类
五、ALK的化学性质和反应
2.碱性与分子结构的关系： ⑴杂化度 ⑵诱导效应 ⑶诱导-场效应 ⑷共轭效应 ⑸空间效应 ⑹氢键效应
H2O
五、ALK的化学性质和反应
（二）成盐
3.氮杂缩醛类生物碱成盐——亚胺盐
R1 R2 N H C OR + HX OH (OR ) R2 － R1 H N C X
+
H2O ( HOR )
如：小檗碱成盐
五、ALK的化学性质和反应
（二）成盐
3.氮杂缩醛类生物碱成盐——亚胺盐 如：小檗碱成盐
O O N OH O
（一）简单吲哚类生物碱：利血平等
MeO
N H H H MeOOC
N H
20 19
OMe O O C OMe OMe
OMe
六、来源于萜类生物碱
（一）单萜类生物碱：猕猴桃碱、秦艽碱甲
CH3
N
O O
N
猕猴桃碱
秦艽碱甲
六、来源于萜类生物碱
（二）倍半萜类生物碱：石斛碱、萍逢定
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
生物碱(中药化学技术课件)
任务 黄连中小檗碱的提取分离和检识
❖ 黄连为毛茛科科植物黄连、三角叶黄连、云连、 的干燥根茎。以上三种分别习称“味连”、“雅 连”、“云连”。
❖ 性寒，味苦。具清热燥湿，泻火解毒之功。
化学成分
R1O
❖ 黄连的有效成分主要为生物碱 ，含量为1%～8%。 小檗碱的含量 最高。
❖ 已分离出来的生物碱：小檗碱 、巴马丁、黄连碱、甲基黄连碱、 药根碱和表小檗碱、木兰碱等。
（1：8）和热乙醇（1：12） ，难溶于丙酮、三氯甲烷 和苯等。 ❖ 小檗碱的盐酸盐在冷水中溶解度小（1：500），可溶 于沸水，几乎不溶于乙醇。 ❖ 小檗碱的硫酸盐在水中溶解度较大（1：30）， 。
（一）盐酸小檗碱的提取分离
酸提取碱沉淀法
注意事项 1.采用何酸提取？浓度？ 2.为什么用石灰乳调碱性？ 3.盐析的目的？盐的用量？
H H
小檗碱的作用
❖ 小檗碱有较强的抗菌、抗病毒作用； ❖ 小檗碱、黄连碱等原小檗碱型生物碱具有明显的
抗炎、抗溃疡、免疫调节及抗肿瘤等作用。 ❖ 小檗碱在自然界分布广泛，如毛茛科的黄连属、
防已科的古山龙属、芸香科的黄柏属、小檗科的小 檗属等。
性质
❖ 从水或稀乙醇中结晶所得的小檗碱为黄色针状结晶。 ❖ 游离型小檗碱能缓溶于冷水（1：20），易溶于热水
7、 生物碱的溶解性
生物 碱盐
一般易溶于水，可溶于醇
溶解性 特殊的 化合物
①吗啡为酸性叔胺碱：难溶于氯仿、乙醚，可溶于水 ②盐酸小檗碱、麻黄碱草酸盐：难溶于水
生物碱理化性质
生物碱理化性质
生物碱的鉴定
任务 黄连中小檗碱的提取分离和检识
盐析法
黄连提取液（处理后） 浓HCl调PH2-3，加NaCl达饱和
❖ 黄连为毛茛科科植物黄连、三角叶黄连、云连、 的干燥根茎。以上三种分别习称“味连”、“雅 连”、“云连”。
❖ 性寒，味苦。具清热燥湿，泻火解毒之功。
化学成分
R1O
❖ 黄连的有效成分主要为生物碱 ，含量为1%～8%。 小檗碱的含量 最高。
❖ 已分离出来的生物碱：小檗碱 、巴马丁、黄连碱、甲基黄连碱、 药根碱和表小檗碱、木兰碱等。
（1：8）和热乙醇（1：12） ，难溶于丙酮、三氯甲烷 和苯等。 ❖ 小檗碱的盐酸盐在冷水中溶解度小（1：500），可溶 于沸水，几乎不溶于乙醇。 ❖ 小檗碱的硫酸盐在水中溶解度较大（1：30）， 。
（一）盐酸小檗碱的提取分离
酸提取碱沉淀法
注意事项 1.采用何酸提取？浓度？ 2.为什么用石灰乳调碱性？ 3.盐析的目的？盐的用量？
H H
小檗碱的作用
❖ 小檗碱有较强的抗菌、抗病毒作用； ❖ 小檗碱、黄连碱等原小檗碱型生物碱具有明显的
抗炎、抗溃疡、免疫调节及抗肿瘤等作用。 ❖ 小檗碱在自然界分布广泛，如毛茛科的黄连属、
防已科的古山龙属、芸香科的黄柏属、小檗科的小 檗属等。
性质
❖ 从水或稀乙醇中结晶所得的小檗碱为黄色针状结晶。 ❖ 游离型小檗碱能缓溶于冷水（1：20），易溶于热水
7、 生物碱的溶解性
生物 碱盐
一般易溶于水，可溶于醇
溶解性 特殊的 化合物
①吗啡为酸性叔胺碱：难溶于氯仿、乙醚，可溶于水 ②盐酸小檗碱、麻黄碱草酸盐：难溶于水
生物碱理化性质
生物碱理化性质
生物碱的鉴定
任务 黄连中小檗碱的提取分离和检识
盐析法
黄连提取液（处理后） 浓HCl调PH2-3，加NaCl达饱和
天然药物化学教学资料 天然药化9 生物碱-1 117页PPT文档
胡椒碱piperine 咖啡碱caffeine 1820年 秋水仙碱colchicine 1870年 毒芹碱confine 结构式 1946年 马钱子碱brucine 结构式 伍德沃德 现状：130000个
1.3 生物碱的活性
“佗曰：此乃弩箭所伤，其中 有乌头之药，直透入骨； 若不早治，此臂无用矣。 ”
神经酰胺： 保湿
1.2 生物碱的研究简史
1803年 那可汀narcotine Derosne 鸦片 1806年 吗啡morphine Serturner 鸦片 1810年 金鸡宁cinchonine Gomes 金鸡纳树皮 1817年 士的宁strychnine
吐根碱emetine 1819年 马钱子碱brucine
第一节 概述
1.1 定义 1.2 简史 1.3 活性 1.4 分布 1.5 存在形式
1.1 生物碱的定义
O
O
N OH
e?
OC H3 OC H3
H CH 3 C CH
OH N
H
CH 3
Ephedrine
CH 3 N
CH 3O
HO
O
OH
Morphine
N CH 3 Atropine
5）生物碱在植物体内各部分中分布是不相等的， 往往集中于某一器官或某一部分中。如乌头 （根）、黄连（根茎）、黄柏（树皮）、颠茄 （叶）、麻黄（地上茎）、洋地黄（花）、吴 茱萸（果实）、马钱子（种子）等。
在同一植物的不同部分，不但生物碱的含量 有差异，而且生物碱的种类也可能不同。
1.4 生物碱的分布
生物碱定义
维生素B1 维生素B12
维生素B2
维生素B6
1.1 生物碱的定义
1.1 生物碱的定义
1.3 生物碱的活性
“佗曰：此乃弩箭所伤，其中 有乌头之药，直透入骨； 若不早治，此臂无用矣。 ”
神经酰胺： 保湿
1.2 生物碱的研究简史
1803年 那可汀narcotine Derosne 鸦片 1806年 吗啡morphine Serturner 鸦片 1810年 金鸡宁cinchonine Gomes 金鸡纳树皮 1817年 士的宁strychnine
吐根碱emetine 1819年 马钱子碱brucine
第一节 概述
1.1 定义 1.2 简史 1.3 活性 1.4 分布 1.5 存在形式
1.1 生物碱的定义
O
O
N OH
e?
OC H3 OC H3
H CH 3 C CH
OH N
H
CH 3
Ephedrine
CH 3 N
CH 3O
HO
O
OH
Morphine
N CH 3 Atropine
5）生物碱在植物体内各部分中分布是不相等的， 往往集中于某一器官或某一部分中。如乌头 （根）、黄连（根茎）、黄柏（树皮）、颠茄 （叶）、麻黄（地上茎）、洋地黄（花）、吴 茱萸（果实）、马钱子（种子）等。
在同一植物的不同部分，不但生物碱的含量 有差异，而且生物碱的种类也可能不同。
1.4 生物碱的分布
生物碱定义
维生素B1 维生素B12
维生素B2
维生素B6
1.1 生物碱的定义
1.1 生物碱的定义
天然药物化学课件 第九章 生物碱
• 裸子植物中，在紫杉科红豆杉属
(Taxus)，松柏科松属(Pinus)，云杉属 (Picia)，油杉属（ketelearia）三尖杉 科三尖杉属(Cephalotaxus)，麻黄科麻 黄属(Ephedra)等属植物中
（3）越是结构特殊的生物碱，分布的类群越窄
三、存在形式
• 多呈碱性，绝大多数以盐的形式存在 • 有机酸盐（草酸盐、柠檬酸盐、酒食酸
O OH
O OH
N
OH
冉特可林酮
NH2
邻氨基苯甲酸
四）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱：
苯丙胺类
HO Ph H
CH3
H NHCH3
麻黄碱(Ephedrine)
四氢异喹啉类
CH3O
NH CH3O
OH CH3
哌劳亭(Pellotine)
苄基四氢异喹啉类
化学分类：按骨架分为15类，主要7类
苄基四氢异喹啉类：eg.厚朴碱 阿朴菲类： eg.千金藤碱 双苄基四氢异喹啉类：eg.粉防己碱 吗啡烷类： eg.吗啡碱
一、 性状
• 多数为结晶性固体，少数为非晶形粉末， 个别为液体， eg.烟碱，毒芹碱，槟榔碱
• 多具苦味，少数呈辛辣味，成盐后较游离 者味更大
• 一般无色或白色，少数有色， eg.小檗碱， 一叶萩碱，蛇根碱
• 液体生物碱及个别小分子固体生物碱具挥 发性，可用水蒸汽蒸馏提取， eg.烟碱，麻 黄碱；个别生物碱具升华性， eg.咖啡因
二、C-N键的裂解
• 1 内酰胺开环 • 2 Hofmann降解 和 von Braun降解
第九章 生物碱
一、生物碱概述 二、生物碱生物合成的基本原理 三、生物碱的分类、生源关系及其分布
四、生物碱的理化性质 五、生物碱的提取与分离 六、生物碱的结构鉴定与测定
(Taxus)，松柏科松属(Pinus)，云杉属 (Picia)，油杉属（ketelearia）三尖杉 科三尖杉属(Cephalotaxus)，麻黄科麻 黄属(Ephedra)等属植物中
（3）越是结构特殊的生物碱，分布的类群越窄
三、存在形式
• 多呈碱性，绝大多数以盐的形式存在 • 有机酸盐（草酸盐、柠檬酸盐、酒食酸
O OH
O OH
N
OH
冉特可林酮
NH2
邻氨基苯甲酸
四）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱：
苯丙胺类
HO Ph H
CH3
H NHCH3
麻黄碱(Ephedrine)
四氢异喹啉类
CH3O
NH CH3O
OH CH3
哌劳亭(Pellotine)
苄基四氢异喹啉类
化学分类：按骨架分为15类，主要7类
苄基四氢异喹啉类：eg.厚朴碱 阿朴菲类： eg.千金藤碱 双苄基四氢异喹啉类：eg.粉防己碱 吗啡烷类： eg.吗啡碱
一、 性状
• 多数为结晶性固体，少数为非晶形粉末， 个别为液体， eg.烟碱，毒芹碱，槟榔碱
• 多具苦味，少数呈辛辣味，成盐后较游离 者味更大
• 一般无色或白色，少数有色， eg.小檗碱， 一叶萩碱，蛇根碱
• 液体生物碱及个别小分子固体生物碱具挥 发性，可用水蒸汽蒸馏提取， eg.烟碱，麻 黄碱；个别生物碱具升华性， eg.咖啡因
二、C-N键的裂解
• 1 内酰胺开环 • 2 Hofmann降解 和 von Braun降解
第九章 生物碱
一、生物碱概述 二、生物碱生物合成的基本原理 三、生物碱的分类、生源关系及其分布
四、生物碱的理化性质 五、生物碱的提取与分离 六、生物碱的结构鉴定与测定
生物碱
变色酸 间苯三酸 没食子酸
紫色 红色 翠绿色
OCH3 二氧次甲基 OCH3
4）1%钒酸铵+浓H2SO4 咖 啡 棕色 士的宁 蓝色 莨菪碱 红色
5)Macquis试剂（含少量甲醛的浓硫酸） 吗 啡 紫红色 可待因 蓝 色 6）Frohde试剂（1%钼酸钠的浓硫酸溶液） 小檗碱 棕绿色 利血平 黄到蓝色
酸 水 部 分
五、生物碱的提取和分离
酸 水 部 分
碱 化 CHCl 次 3提 取多
水 部 分
CHCl 3部 分 过 泸 后 用 乙 醚 ,CHCl 分 别 去 杂 3
稀 酸 部 分
CHCl 乙 醚 部 分 3或 干 燥 回 收 CHCl 3
弱 碱 性 生 物 碱ห้องสมุดไป่ตู้总 碱
五、生物碱的提取和分离
2)极性有机溶液提取: 生药粉末,用60-80%的醇溶液,在
醇或戊醇直接提取。
五、生物碱的提取和分离
极 性 有 机 溶 剂 提 取 法
药 材 粉 末
60-80%乙 醇 室 温 或 回 流 提 取 多 次
生 药 残 渣
乙 醇 液 部 分 胶 质 残 渣
五、生物碱的提取和分离
胶质残渣 2%稀 酸 提 取 多 次
残渣
稀酸液 碱化 分别用乙醚 氯 ,仿 提 取
乙醚部分 水洗 干燥 回收乙醚 总碱1
四）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱：
HO
苯 丙 胺 类
Ph H
CH3 H NHCH3
麻黄碱(Ephedrine)
四 氢 异 喹 啉 类
CH3O CH3O OH NH CH3
哌劳亭(Pellotine)
三、生物碱的分类
五）来源于色氨酸的生物碱：
第九章 生物碱
三、性质——碱性 性质——碱性
影响碱性强弱的因素： 影响碱性强弱的因素：
1．氮原子的杂化方式： 氮原子的杂化方式：
SP3
NH
四氢异喹啉（ 四氢异喹啉（SP3 pKa9.5） ）
>
SP2 >
SP
N
异喹啉（SP2 pKa5.4） 异喹啉（ ）
RC
N
氰类（ 氰类（SP 中性 ） 电效应
三、性质
（5）、内酰胺生物碱（苦参碱）： 碱水解 ）、内酰胺生物碱（苦参碱）： 内酰胺生物碱
三、性质——溶解性 性质——溶解性
（2）盐（离子型、极性大）： 离子型、极性大）：
水 +
酸水 +
碱水、 甲（乙）醇、 苯 /乙醚 /CHCL3、 CCl4 /石油醚 碱水、 + -
三、性质——溶解性 性质——溶解性
5．邻氨基苯甲酸系生物碱 喹啉类：白鲜碱（白鲜皮） 喹啉类：白鲜碱（白鲜皮） 丫啶酮类：三油柑碱（鲍氏三油柑） 丫啶酮类：三油柑碱（鲍氏三油柑）
O
1
N
N H
1
二、结构与分类
6、组氨酸系生物碱 咪唑类生物碱：毛果芸香碱（毛果芸香） 咪唑类生物碱：毛果芸香碱（毛果芸香）
N
H3C
N O O N
CH3
N H
H O
CH2OH O
H3CO NHCOCH3 H3CO
阿托品 （止痛）
秋水仙碱 (抗癌) -N呈酰胺状态
OCH3 O H3CO
一、概述
正确理解生物碱的含义
生物体内普遍存在在的含氮有机化合物，氨基酸、 生物体内普遍存在在的含氮有机化合物，氨基酸、 蛋白质、核酸、及某些含氮维生素除外 蛋白质、核酸、 有例外，包含麻黄碱、秋水仙碱。 有例外，包含麻黄碱、秋水仙碱。
第九章-生物碱-精选文档146页
理化性质
溶解性
理化性质
(1)游离碱
类别 叔胺碱
极性 溶解性 H2O CHCl3 H+ OH较弱 脂溶性 – + + –
季铵碱
强 水溶性 + – + +
两性: Ar-OH 较弱 脂溶性 – + + +
-COOH 强 水溶性 + – + +
生物碱盐 强 水溶性 + － + +
溶解性
理化性质
(2)成盐生物碱 多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂。 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。
碱性
重点内容
（1）碱性的产生及其强度的表示方法
N:
+
+ H
生物碱
+ N:H
生物碱盐
BH +
+
B + HO 3
Ka
[B] [H3O] + [BH +]
碱性
理化性质
pKa=pKw－pKb=14－pKb
pKa 2～7 7～12 ＞12 弱碱性 中强碱性 强碱性
胍基＞季铵碱＞N-烷杂环＞脂肪胺＞芳胺 ≈N-芳杂环＞酰胺基≈吡咯
季铵碱的水溶液
分离
加酸水调至弱酸性 新配制的雷氏铵盐饱和/H2O
沉淀(雷氏复盐)
溶丙酮（乙醇）中 加Ag2SO4饱和水溶液
水溶液
雷氏铵盐沉淀
滤液 (B2SO4) 加入氯化钡（BaCl2）
沉淀 硫酸钡
滤液 季铵碱的盐酸盐
理化鉴定
沉淀、显色反应
生 物
薄层色谱法
No5第九章生物碱(2)
2、洗脱剂：碱性有机溶剂
（如：CHCl3-NH3.H2O；苯-乙二胺； 丙酮-乙二胺等）
二、生物碱提取分离示例
（一）浙贝母中生物碱的分离(p384)
（二）药用生物碱的分离
1、分离原理
① 生物碱的盐类溶解度存在差异；
举例：麻黄碱与伪麻黄碱的分离。
② 生物碱本身溶解度存在差异；
例： 唐古特山莨菪中四种生物碱的分离
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 O
●
N
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
一、总生物碱的提取
（一）溶剂法
1、酸水提取法
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。
② 方法：水或1%酸水溶液（7—15倍量）
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。
2、 乙醇提取法
① 原理：生物碱及其盐类易溶于乙醇 ② 过程：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— 得亲 脂性总生物碱。
（三）沉淀法
1、将季铵生物碱水溶液调至弱酸性；
2、加入新鲜配制的雷氏铵盐；
3、沉淀溶于丙酮或乙醇； 4、滤液中加饱和Ag2SO4 ； 5、适量氯化钡；
6、滤液即为季铵生物碱的盐酸盐。
雷氏铵盐
（如：CHCl3-NH3.H2O；苯-乙二胺； 丙酮-乙二胺等）
二、生物碱提取分离示例
（一）浙贝母中生物碱的分离(p384)
（二）药用生物碱的分离
1、分离原理
① 生物碱的盐类溶解度存在差异；
举例：麻黄碱与伪麻黄碱的分离。
② 生物碱本身溶解度存在差异；
例： 唐古特山莨菪中四种生物碱的分离
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 O
●
N
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
一、总生物碱的提取
（一）溶剂法
1、酸水提取法
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。
② 方法：水或1%酸水溶液（7—15倍量）
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。
2、 乙醇提取法
① 原理：生物碱及其盐类易溶于乙醇 ② 过程：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— 得亲 脂性总生物碱。
（三）沉淀法
1、将季铵生物碱水溶液调至弱酸性；
2、加入新鲜配制的雷氏铵盐；
3、沉淀溶于丙酮或乙醇； 4、滤液中加饱和Ag2SO4 ； 5、适量氯化钡；
6、滤液即为季铵生物碱的盐酸盐。
雷氏铵盐
生物碱
第六章
生物碱
1 2 生物碱概述 生物碱的分布 生物碱的分类 生物碱的性质 生物碱的提取和分离 生物碱的结构鉴定 生物碱的提取分离实例
3
4 5 6
7
吗啡(morphine)
小檗碱（berberine）
麻黄碱（phedrine）
一、生物碱概述
1.多数由C、H、 O、N组成 生物碱的含义和特点
（含N有机化合物的总称）
麻黄
生物碱的比较确切表达：
生物碱是含负氧化态氮原子、存在于生物有机 体的环状化合物。 负氧化态氮原子 胺（-3），氮氧化合物（-1），酰胺（-3）
环状化合物 排除小分子的胺类，非环的多胺和酰胺
第六章
生物碱
1 2 生物碱概述 生物碱的分布 生物碱的分类 生物碱的性质 生物碱的提取和分离 生物碱的结构鉴定 生物碱的提取分离实例
H3C
N
+
COOCH3
益 母 草
水苏碱
2．吡咯里西啶类
结构特征为两分子吡咯共用一个氮原子的稠环化合物，多与 有机酸以双内酯形式缩合。如具有抗高血压活性的阔叶千里 光碱；农吉利中的抗肿瘤有效成分一野百合碱。
H3C HC C CH2 CH3 C
CH3 C OH C O CH2 N O
N
吡咯里西啶
O
C O
第六章
生物碱
1 2 生物碱概述 生物碱的分布 生物碱的分类 生物碱的性质 生物碱的提取和分离 生物碱的结构鉴定 生物碱的提取分离实例
3
4 5 6
7
二、生物碱的分类
按植物来源分 类 按生源结合化 学分类
如长春花生物 碱、石蒜生物 碱等）
分类方法
基于生物碱合 成前体物的来 源
第九章生物碱
肾上腺素一般作用是使心脏收缩力上升；心脏、 肝、和筋骨的血管扩张和皮肤、粘膜的血管缩小。
士的宁
马钱科植物马钱子
士的宁又名番木鳖碱，是由马钱子中提取的一种生物碱，具有强烈的中枢 神经刺激作用，毒性极大，作为一种毒药在历史上臭名昭著。
长春花碱
夹竹桃科植物长春花
长春花碱能与微管蛋白相结合，抑制微管的聚合，使分裂的细胞不能 形成纺锤体而终止分裂，从而可以抑制肿瘤细胞增殖。
麻黄
麻黄碱的功效
1、麻黄碱使心脏收缩有力，心输出量增加（增压作用）。
2、麻黄碱具有中枢神经兴奋作用，可引起失眠、神经过敏、不安等 症状。 3、麻黄碱可引起支气管扩张，用于治疗支气管哮喘病。
（二）苄基四氢异喹啉类生物碱
喹啉
异喹啉
四氢异喹啉
苄基
1、简单苄基四氢异喹啉类
厚朴 具有抗微生物、抗血小板、细胞毒、血管舒张、降血压、松弛横纹肌等 作用。
六、来源于萜类的生物碱
萜类氨基化形成生物碱
生物碱来源
（一）单萜类生物碱
龙胆科植物秦艽（qiú） 秦艽碱具有中枢神经刺激作用，且毒性比较低。
（二）倍半萜类生物碱
兰科植物石斛（hú） 石斛碱具有止痛、解热作用，可降低心率、血压。
（三）二萜类生物碱
乌头碱 毛莨科植物草乌
乌头碱具有镇痛作用，临床上用于缓解癌痛；外用时能麻痹周围神经末 梢，产生局部麻醉和镇痛作用；本品剧毒，3-5mg可致死。
二、存在与分布 生物碱多数存在于植物体内，少数存在于动物体内。 存在于植物体内的生物碱称为植物碱。 存在于动物体的生物碱称为动物碱。
蟾蜍皮肤含有生物碱
生物碱在植物中的分布：
裸子植物： 红豆杉属，松属，云杉属，三尖杉 属，麻黄属
第九章 生物碱天然药物化学
（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。
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（四）生物碱的检识
在生物碱的预试、提取、分离和结构鉴定中， 常常需要一种简便的检识方法。最常用的是 生物碱的沉淀反应和显色反应。
第九章 生物碱天然药物化学
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第四节 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。
2．味道：大多数生物碱具苦味，少数生物碱具有其它味道，如
1．生物碱的沉淀反应： 生物碱的沉淀反应是利用大多数生物碱在酸
性条件下，与某些沉淀剂反应生成弱酸不溶 性复盐或络合物沉淀。
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A、生物碱沉淀试剂的种类
试剂名称 碘化物复盐类： 碘-碘化钾试剂 碘化汞钾试剂 碘化铋钾试剂 重金属盐类： 硅乌酸试剂 磷钼酸试剂 磷钨酸试剂 大分子酸类： 苦味酸试剂
三级胺与溴化氢作用，生成溴代烷和二取代氨基氰化
物的反应称为von Braun三级胺降解。
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第五节 生物碱的提取分离
（一）总生物碱的提取 总生物碱的提取方法有：溶剂法、离子交
换法、沉淀法。 1．溶剂法 （1）水或酸水-有机溶剂提取法： （2）醇-酸水-有机溶剂提取法： （3）碱化-有机溶剂提取法： （4）其他溶剂法：
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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。
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（四）生物碱的检识
在生物碱的预试、提取、分离和结构鉴定中， 常常需要一种简便的检识方法。最常用的是 生物碱的沉淀反应和显色反应。
第九章 生物碱天然药物化学
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第四节 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。
2．味道：大多数生物碱具苦味，少数生物碱具有其它味道，如
1．生物碱的沉淀反应： 生物碱的沉淀反应是利用大多数生物碱在酸
性条件下，与某些沉淀剂反应生成弱酸不溶 性复盐或络合物沉淀。
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A、生物碱沉淀试剂的种类
试剂名称 碘化物复盐类： 碘-碘化钾试剂 碘化汞钾试剂 碘化铋钾试剂 重金属盐类： 硅乌酸试剂 磷钼酸试剂 磷钨酸试剂 大分子酸类： 苦味酸试剂
三级胺与溴化氢作用，生成溴代烷和二取代氨基氰化
物的反应称为von Braun三级胺降解。
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第五节 生物碱的提取分离
（一）总生物碱的提取 总生物碱的提取方法有：溶剂法、离子交
换法、沉淀法。 1．溶剂法 （1）水或酸水-有机溶剂提取法： （2）醇-酸水-有机溶剂提取法： （3）碱化-有机溶剂提取法： （4）其他溶剂法：
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（生物科技行业）第九章生
物碱
生物碱
壹、选择题
（壹）单项选择题（在每小题的五个备选答案中，选出壹个正确答案，且将正确答案的序号填在题干的括号内）
1．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
2.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.季铵生物碱
E.酰胺生物碱
3.生物碱酸水提取液处理常用的方法是（）
A.阴离子交换树脂
B.阳离子交换树脂
C.硅胶柱色谱吸附
D.大孔树脂吸附
E.氧化铝柱色谱吸附
4.碱性不同生物碱混合物的分离可选用（）
A.简单萃取法
B.酸提取碱沉淀法
C.pH梯度萃取法
D.有机溶剂回流法
E.分馏法
5.生物碱沉淀反应的条件是（）
A.酸性水溶液
B.碱性水溶液
C.中性水溶液
D.盐水溶液
E.醇水溶液
6.下列生物碱碱性最强的是（）
A.莨菪碱
B.东莨菪碱
C.山莨菪碱
D.N-去甲基莨菪碱
E.樟柳碱
7．溶解游离亲脂性生物碱的最好溶剂为（）
A.水
B.甲醇
C.正丁醇
D.氯仿
E.苯
8．游离麻黄碱所具有的性质是（）
A.黄色
B.挥发性
C.和雷氏铵盐沉淀
D.发泡性
E.溶血性
9．从苦参总碱中分离苦参碱和氧化苦参碱是利用二者（）
A.在水中溶解度不同
B.在乙醇中溶解度不同
C.在氯仿中溶解度不同
D.在苯中溶解度不同
E.在乙醚中溶解度不同
10.可分离季铵碱的生物碱沉淀试剂是（）
A.碘化汞钾
B.碘化铋钾
C.硅钨酸
D.雷氏铵盐
E.碘－碘化钾
11.可外消旋化成阿托品的是（）
A.樟柳碱
B.莨菪碱
C.东莨菪碱
D.山莨菪碱
E.去甲莨菪碱
12．生物碱的含义哪项是错误的（）
A．自然界壹类含氮有机物B．多具有杂环结构C．都显示碱性
D．大多和酸成盐E．多具有生物活性
13．若将中药中所含生物碱盐和游离生物碱都提取出来，应选用的溶剂是（）
A．水B．乙醇C．氯仿
D．石油醚E．乙醚
14.常用生物碱薄层层析显色剂（）
A.硅钨酸
B.碘化铋钾
C.改良碘化铋钾
D.碘-碘化钾
E.雷氏铵盐
15．在生物碱酸水提取液中，加碱调PH由低至高，每调壹次用氯仿萃取壹次，首先得到（）A．强碱性生物碱B．弱碱性生物碱C．季胺碱
D．酸碱俩性生物碱E．生物碱苷
16．在除去脂溶性生物碱的碱水中，提取水溶性生物碱宜用（）
A.酸化后乙醇提取
B.乙醇直接从碱水提取
C.丙酮直接从碱水提取
D.正丁醇直接从碱水提取
E.酸化后乙醇提取
17．以pH梯度法分离生物碱，其分离条件确定通过（）
A.多层缓冲纸色谱
B.甲酰胺为固定相纸色谱
C.聚酰胺薄层色谱
D.氧化铝薄层色谱
E.硅胶薄层色谱
二、名词解释
1．生物碱
2．俩性生物碱
三、填空题
1．生物碱的碱性由来是，其碱性强弱以表示，大，碱性。
2．生物碱的氮原子周围引入吸电子基团如、等，使生物碱碱性，如山莨菪碱的碱性于莨菪碱。
3．从碱水中分离季铵碱除了用正丁醇萃取外，仍能够将碱水调到弱酸性，采用法分离。
4．混合生物碱溶于氯仿，依次用不同pH的酸液由高到低依次萃取，所得生物碱的碱度由到。
5．用亲脂性有机溶剂提取生物碱时，如果以氨水润湿药材，再用有机溶剂氯仿提取，可将生物碱类提取出来。
如果以稀乙酸溶液润湿药材，再用有机溶剂氯仿提取，可将
留在原料中。
四、分析比较题，且简要说明理由
1．比较下列各组化合物碱性的强弱碱性的强→弱程度：＞＞
ABC
2．下列生物碱碱性强弱顺序：＞＞＞
ABC
3．下列化合物碱性强→弱顺序：＞＞
ABC
4．比较下列生物碱的碱性强弱顺序：＞＞
ABC
5．比较下列生物碱的碱性强弱顺序： ＞ ＞ abc
五、问答题
1．从黄连中提取小檗碱的实验流程如下，根据流程回答下列问题。
（1
（2①用
②超声处理
30min
2
（1）写出以离子交换树脂法纯化生物碱酸水提取液的原理
（2）酸水渗漉时渗漉液的pH 变化情况如何？
（3）划线部分的目的：
黄连粗粉
②超声处理30min, 滤过 滤液药渣 上清液 ，④加6%食盐，静置，滤过 pH4甩干，60℃～80℃干燥 滤液沉淀 石油醚（一叶萩碱）。