第十章生物碱类药物分析
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二氯化汞等； 2.大分子酸类，如磷钼酸、硅钨酸等。
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三、特征鉴别反应
（一）双缩脲反应-侧链具有氨基醇结构
盐 盐酸 酸伪 麻麻 黄 黄 C 碱 OuH 碱 -S4 O紫
堇色
乙醚
水层 蓝色
精品课件
醚层 紫红
CH3 CH CH NHCH3 OH
Cu OH 2 OH CH CH NHCH3
CH3
吗啡
精品课件
O CH 3
H N
NHale Waihona Puke Baidu
N ON
CH 3 茶碱
精品课件
一、结构特点
1、含氮碱性化合物 2、没有共同母核 3、多数具有含氮杂环结构，少数氮在侧 链上（如麻黄碱） 4、绝大部分存在于植物体内；少数存在 于动物体内（如蟾蜍碱）
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5、结构中的氮原子有多种形式：脂氮、 芳氮；季胺、叔胺、仲胺及伯胺；游离 状态和与酸结合状态；还有以氮氧配位 键形式存在的。 6、结构中除烷烃、羟基取代外还有羧基、 酚羟基等酸性官能团及酯键的取代。
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（三）旋光性 天然生物碱多为左旋体 一般左旋体有生理活性 阿托品虽有手性C，但为消旋体
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(四）紫外光谱特征 结构中具有共轭体系的生物碱均有紫
外吸收，其中包括结构母核即为共轭体系 的和只有部分结构为共轭系统的。
紫外光谱的吸收峰位置除与其他化合 物一样与共轭系统中助色团的种类、位置、 数量有关外，需要特别指出的是，结构中 的氮原子与发色团直接连接或参与发色团 的生物碱，其吸收峰位置还与测定时溶剂 的pH有关。
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第二节 鉴别反应
一、测定理化常数 1.熔点和衍生物熔点 2.比旋度
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二、一般化学反应鉴别法 1.显色反应 生物碱固体 + 显色试剂→颜色 常用的显色试剂：浓硫酸、浓硝 酸、钼硫酸、钒硫酸、硒硫酸、甲 醛硫酸等
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2.沉淀反应
生物碱 + 生物碱沉淀试剂H+ ↓
常用的生物碱沉淀试剂为： 1.重金属盐类，如K2HgI4、KBiI4、I2-KI、
铜配位化合物
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（二）Vitali反应—托烷生物碱
CH3 N
O CO CH
莨菪醇
CH2OH
精品课件
H2SO4 H2O
2
硫酸阿托品 ¾ 发¾烟¾H¾NO¾3 ® 黄色 氢溴酸山莨菪碱
醇制KOH
深紫色
精品课件
（三）绿奎宁反应 --硫酸奎宁、硫酸奎尼丁
CH3O
CH CH2
H
OH C
N
H
喹核碱
H2SO4 H2O
精品课件
生物碱碱性强弱一般规律是： 季铵碱类＞脂肪胺类＞NH3＞芳
胺、N-芳杂环＞酰胺类
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例外：含-COOH、酚-OH的生物碱，属 于两性生物碱。
HO
如：吗啡
O
HO
N CH3
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（二）溶解性
游离生物碱
O H H 生物碱盐
难溶于水 易溶于有机溶剂
易溶于水 不溶于有机溶剂
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以季铵形式存在，可以离子化，有类 似金属的性质，碱性最强。 如：小蘗碱（pKa=11.53）
O
N +O HO
O C H3
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O C H3
2.脂肪胺 碱性：仲胺＞伯胺＞叔胺 脂肪胺碱性比NH3强
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3.芳胺类
N与芳环相连，N未共享电子对
..
N H 2 与苯环的电子形成p-共轭，使 N原子上的电子云向苯环方向移 动，这样就使N原子周围的电子 云密度降低，接受质子的能力减 小，所以碱性就弱。
pKb2=9.7
精品课件
pKb1=6.0
N
N
O
pKb2=11.7 O
士的宁
精品课件
CH 3O CH 3O
O CH 3
CH 2
O CH 3
N pKb=7.87
罂粟碱
精品课件
O
CH 3
CH 3
N
N
N ON
CH 3
pKb=14.15
咖啡因 精品课件
pKb=6.13
N CH 3 H
HO
O
OH
pKa=9.85
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典型药物的结构
pKb=2.5
CH 3O CH 3O
OH-N+
小檗碱
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O O
pKb=4.42
OH NHCH3 C C CH3 HH 麻黄碱
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CH 3 N
pKb=4.35
O CO CH CH 2OH
阿托品
精品课件
CH CH 2
CH 3O
H
OH C
N
H
pKb1=5.07
N 奎宁
第十章 生物碱类药物的分析
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第一节 结构与性质
生物碱是生物界除生物体必须的含氮 化合物（植如物氨、基动酸物、蛋白质和B族维生素 等）之外的所有含氮有机化合物，大都具 有特殊而显著的生理活性，治疗剂量与中 毒剂量较接近。
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分类：
（1）苯烃胺类 （2）托烷类 （3）喹啉类 （4）异喹啉类 （5）吲哚类 （6）黄嘌呤类
N
2
喹啉环
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奎宁 Br2或 Cl2 奎尼丁 H+
褪色
氨水
翠绿色
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（四）紫脲酸胺反应
--黄嘌啉类生物碱
咖啡因 茶碱
+
H
C
l
+
K
C
l
O3
蒸干 紫色 KOH
氨气
例外
①有的生物碱能溶于水，如麻黄碱、烟 碱等
②具有酸碱两性的生物碱，可在碱的水 溶液中成盐而溶解，如吗啡、茶碱等
③碱性较弱的生物碱不能与酸形成稳定 的盐，如咖啡因、利血平等
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④液体生物碱及一些小分子固体生物 碱则既溶于水也可溶于有机溶剂。
⑤含有酸性官能团或酯键的生物碱还 可溶于一些碱液。
⑥季铵型生物碱、有氮氧配位键的生 物碱易溶于水。
＊立体效应
如：苦参碱-两个N原子 N16为酰胺结构，几乎
O N 16
没有碱性
N1
N1为叔胺结构，它的立体结构便于接受
质子，消弱了立体效应的影响,碱性较强。
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东莨菪碱和莨菪碱
O NCH3
CH2OH OCOCH
（东莨菪碱）
N CH3
CH2OH OCOCH
（莨菪碱）
三元氧环的存在，N上孤电子产生显著 立体效应（增强了空间位阻），使N原子不 易给出电子，碱性较弱（与莨菪碱比）。
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芳胺类药物碱性比NH3碱性弱。
碱性强弱取决于芳环上取代基的性质。
供电子取代基（如-CH3等）碱性强 吸电子取代基（如-NO2等）碱性弱 芳胺类碱性：
伯胺﹥仲胺 ﹥叔胺
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4.酰胺类
呈酰胺结构，碱性非常弱 如：咖啡因Kb=0.7×10-14（19C）
O
CH3 N
N CH3
O
N
N
CH3
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二、生物碱类药物的理化性质 （一）碱性
1、碱性强弱取决于分子中氮原子上所连 接基团的电效应及立体效应
2、可与生物碱沉淀剂反应→↓ 3、可用非水碱量法测定含量
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＊电子效应:
N连接供电基团，如-OR、-R时， 碱性就强。
N连接吸电基团，如-NO2、-COO H等时，碱性就弱。
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1．季铵类生物碱
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三、特征鉴别反应
（一）双缩脲反应-侧链具有氨基醇结构
盐 盐酸 酸伪 麻麻 黄 黄 C 碱 OuH 碱 -S4 O紫
堇色
乙醚
水层 蓝色
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醚层 紫红
CH3 CH CH NHCH3 OH
Cu OH 2 OH CH CH NHCH3
CH3
吗啡
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O CH 3
H N
NHale Waihona Puke Baidu
N ON
CH 3 茶碱
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一、结构特点
1、含氮碱性化合物 2、没有共同母核 3、多数具有含氮杂环结构，少数氮在侧 链上（如麻黄碱） 4、绝大部分存在于植物体内；少数存在 于动物体内（如蟾蜍碱）
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5、结构中的氮原子有多种形式：脂氮、 芳氮；季胺、叔胺、仲胺及伯胺；游离 状态和与酸结合状态；还有以氮氧配位 键形式存在的。 6、结构中除烷烃、羟基取代外还有羧基、 酚羟基等酸性官能团及酯键的取代。
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（三）旋光性 天然生物碱多为左旋体 一般左旋体有生理活性 阿托品虽有手性C，但为消旋体
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(四）紫外光谱特征 结构中具有共轭体系的生物碱均有紫
外吸收，其中包括结构母核即为共轭体系 的和只有部分结构为共轭系统的。
紫外光谱的吸收峰位置除与其他化合 物一样与共轭系统中助色团的种类、位置、 数量有关外，需要特别指出的是，结构中 的氮原子与发色团直接连接或参与发色团 的生物碱，其吸收峰位置还与测定时溶剂 的pH有关。
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第二节 鉴别反应
一、测定理化常数 1.熔点和衍生物熔点 2.比旋度
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二、一般化学反应鉴别法 1.显色反应 生物碱固体 + 显色试剂→颜色 常用的显色试剂：浓硫酸、浓硝 酸、钼硫酸、钒硫酸、硒硫酸、甲 醛硫酸等
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2.沉淀反应
生物碱 + 生物碱沉淀试剂H+ ↓
常用的生物碱沉淀试剂为： 1.重金属盐类，如K2HgI4、KBiI4、I2-KI、
铜配位化合物
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（二）Vitali反应—托烷生物碱
CH3 N
O CO CH
莨菪醇
CH2OH
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H2SO4 H2O
2
硫酸阿托品 ¾ 发¾烟¾H¾NO¾3 ® 黄色 氢溴酸山莨菪碱
醇制KOH
深紫色
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（三）绿奎宁反应 --硫酸奎宁、硫酸奎尼丁
CH3O
CH CH2
H
OH C
N
H
喹核碱
H2SO4 H2O
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生物碱碱性强弱一般规律是： 季铵碱类＞脂肪胺类＞NH3＞芳
胺、N-芳杂环＞酰胺类
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例外：含-COOH、酚-OH的生物碱，属 于两性生物碱。
HO
如：吗啡
O
HO
N CH3
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（二）溶解性
游离生物碱
O H H 生物碱盐
难溶于水 易溶于有机溶剂
易溶于水 不溶于有机溶剂
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以季铵形式存在，可以离子化，有类 似金属的性质，碱性最强。 如：小蘗碱（pKa=11.53）
O
N +O HO
O C H3
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2.脂肪胺 碱性：仲胺＞伯胺＞叔胺 脂肪胺碱性比NH3强
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3.芳胺类
N与芳环相连，N未共享电子对
..
N H 2 与苯环的电子形成p-共轭，使 N原子上的电子云向苯环方向移 动，这样就使N原子周围的电子 云密度降低，接受质子的能力减 小，所以碱性就弱。
pKb2=9.7
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pKb1=6.0
N
N
O
pKb2=11.7 O
士的宁
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CH 3O CH 3O
O CH 3
CH 2
O CH 3
N pKb=7.87
罂粟碱
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O
CH 3
CH 3
N
N
N ON
CH 3
pKb=14.15
咖啡因 精品课件
pKb=6.13
N CH 3 H
HO
O
OH
pKa=9.85
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典型药物的结构
pKb=2.5
CH 3O CH 3O
OH-N+
小檗碱
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O O
pKb=4.42
OH NHCH3 C C CH3 HH 麻黄碱
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CH 3 N
pKb=4.35
O CO CH CH 2OH
阿托品
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CH CH 2
CH 3O
H
OH C
N
H
pKb1=5.07
N 奎宁
第十章 生物碱类药物的分析
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第一节 结构与性质
生物碱是生物界除生物体必须的含氮 化合物（植如物氨、基动酸物、蛋白质和B族维生素 等）之外的所有含氮有机化合物，大都具 有特殊而显著的生理活性，治疗剂量与中 毒剂量较接近。
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分类：
（1）苯烃胺类 （2）托烷类 （3）喹啉类 （4）异喹啉类 （5）吲哚类 （6）黄嘌呤类
N
2
喹啉环
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奎宁 Br2或 Cl2 奎尼丁 H+
褪色
氨水
翠绿色
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（四）紫脲酸胺反应
--黄嘌啉类生物碱
咖啡因 茶碱
+
H
C
l
+
K
C
l
O3
蒸干 紫色 KOH
氨气
例外
①有的生物碱能溶于水，如麻黄碱、烟 碱等
②具有酸碱两性的生物碱，可在碱的水 溶液中成盐而溶解，如吗啡、茶碱等
③碱性较弱的生物碱不能与酸形成稳定 的盐，如咖啡因、利血平等
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④液体生物碱及一些小分子固体生物 碱则既溶于水也可溶于有机溶剂。
⑤含有酸性官能团或酯键的生物碱还 可溶于一些碱液。
⑥季铵型生物碱、有氮氧配位键的生 物碱易溶于水。
＊立体效应
如：苦参碱-两个N原子 N16为酰胺结构，几乎
O N 16
没有碱性
N1
N1为叔胺结构，它的立体结构便于接受
质子，消弱了立体效应的影响,碱性较强。
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东莨菪碱和莨菪碱
O NCH3
CH2OH OCOCH
（东莨菪碱）
N CH3
CH2OH OCOCH
（莨菪碱）
三元氧环的存在，N上孤电子产生显著 立体效应（增强了空间位阻），使N原子不 易给出电子，碱性较弱（与莨菪碱比）。
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芳胺类药物碱性比NH3碱性弱。
碱性强弱取决于芳环上取代基的性质。
供电子取代基（如-CH3等）碱性强 吸电子取代基（如-NO2等）碱性弱 芳胺类碱性：
伯胺﹥仲胺 ﹥叔胺
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4.酰胺类
呈酰胺结构，碱性非常弱 如：咖啡因Kb=0.7×10-14（19C）
O
CH3 N
N CH3
O
N
N
CH3
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二、生物碱类药物的理化性质 （一）碱性
1、碱性强弱取决于分子中氮原子上所连 接基团的电效应及立体效应
2、可与生物碱沉淀剂反应→↓ 3、可用非水碱量法测定含量
精品课件
＊电子效应:
N连接供电基团，如-OR、-R时， 碱性就强。
N连接吸电基团，如-NO2、-COO H等时，碱性就弱。
精品课件
1．季铵类生物碱