中药化学 复习资料

什么是生物碱？其在植物界的分布规律及在植物体内的存在形式有哪些？生物碱是指一类来源于生物界（以植物为主）的含氮有机化合物。多数生物碱分子具有较复杂的环状结构，且氮原子在环状结构内，大多呈碱性，一般具有生物活性。但有些生物碱并不完全符合上述生物碱的含义，如麻黄碱的氮原子不在环内，咖啡不显碱性等。

分布规律：（1）绝大多数生物碱分布在高等植物，尤其是双子叶植物中，如毛茛科、罂粟科、防己科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆科、小檗科等。（2）极少数生物碱分布在低等植物中。（3）同科同属植物可能含相同结构类型的生物碱。（4）一种植物体内多有数种或数十种生物碱共存，且它们的化学结构有相似之处。

存在形式：有机酸盐、无机酸盐、游离状态、酯、苷等。

生物碱的常见结构类型有哪些？

吡啶类：主要是喹喏里西啶类（苦参所含生物碱，如苦参碱）。

莨菪烷类：洋金花所含生物碱，如莨菪碱。

异喹啉类：主要有苄基异喹啉类（如罂粟碱）、双苄基异喹啉类（汉防己所含生物碱，如汉防己甲素）、原小檗碱类（黄连所含生物碱，如小檗碱）和吗啡类（如吗啡、可待因）。吲哚类：主要有色胺吲哚类（如吴茱萸碱）、单萜吲哚类（马钱子所含生物碱，如士的宁）、二聚吲哚类（如长春碱、长春新碱）。

萜类：乌头所含生物碱（如乌头碱）、紫杉醇。

甾体：贝母碱

有机胺类：麻黄所含生物碱，如麻黄碱、伪麻黄碱。

生物碱的物理性质有哪些？液体生物碱：烟碱、槟榔碱、毒藜碱。具挥发性的生物碱：麻黄碱、伪麻黄碱。具升华性的生物碱：咖啡因。具甜味的生物碱：甜菜碱。有颜色的生物碱：小檗碱、蛇根碱、小檗红碱。

生物碱的溶解性有何规律？ 1）亲脂性生物碱易溶于亲脂性有机溶剂（如氯仿、乙醚），可溶于醇类溶剂，难溶于水；生物碱盐难溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇类溶剂，易溶于水。 2）季铵型生物碱难溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇类溶剂，易溶于水、酸水、碱水。 3）一些小分子生物碱既可溶于水，也可溶于氯仿，如麻黄碱、苦参碱、秋水仙碱等。 4）具有羧基的生物碱，可溶于碱水，如碳酸氢钠水溶液；具有酚羟基的生物碱，可溶于苛性碱溶液，如吗啡、青藤碱。 5）具有内酯（或内酰胺）结构的生物碱可溶于热苛性碱溶液，如喜树碱。

影响生物碱碱性大小的因素包括：

1）N原子的杂化方式：SP3氮大于SP2氮大于SP氮

2）电效应：诱导效应：烷基的供电子诱导效应使碱性增强；苯基、羰基、酯基、醚基、羟基、双键（含双键或氧原子的基团）的吸电子诱导效应使碱性降低。共轭效应：大部分共轭效应使碱性降低，其中苯胺型、酰胺型生物碱碱性降低明显，如胡椒碱、秋水仙碱、咖啡碱；烯胺型生物碱大部分碱性降低，个别碱性增强，如蛇根碱。

3）空间效应：碱性降低，如叔胺碱的碱性一般弱于仲胺碱。东莨菪碱碱性小于莨菪碱，甲基麻黄碱的碱性小于麻黄碱即是因为这个缘故。

4）氢键效应：碱性增强，如麻黄碱的碱性小于伪麻黄碱。进行生物碱沉淀反应时需注意什么问题？ 1）常用沉淀试剂：碘化物复盐、重金属盐、大分子酸，其中碘化铋钾试剂（Dragendorff试剂）最为常用。雷氏铵盐试剂可用于水溶性生物碱的分离。 2）反应条件：稀酸水溶液。 3）假阳性：蛋白质、多肽、鞣质等可引起假阳性，需净化。净化方法为酸水提取液碱化后氯仿萃取，氯仿萃取液再用酸水萃取，取酸水萃取液进行沉淀反应。 4）假阴性：麻黄碱、咖啡碱与多数生物碱沉淀试剂不能发生沉淀反应。

5）应用：生物碱预识；生物碱提取、分离、纯化；生物碱检识（薄层或纸层色谱显色剂）。

麻黄生物碱（1）结构类型麻黄中含有多种生物碱，以麻黄碱和伪麻黄碱为主，其次是甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱。麻黄生物碱分子中的氮原于均在侧链上，属于有机胺类生物碱。麻黄碱和伪麻黄碱属仲胺衍生物，且互为立体异构体，它们的结构区别在于 Cl 的构型不同。（2）理化性质挥发性：麻黄碱和伪麻黄碱的分子量较小，具有挥发性。碱性：麻黄碱和伪麻黄碱为仲胺生物碱，碱性较强。由于伪麻黄碱的共轭酸与 C2-OH形成分子内氢键稳定性大于麻黄碱，所以伪麻黄碱的碱性强于麻黄碱。溶解性：由于麻黄碱和伪麻黄碱的分子较小，其溶解性与一般生物碱不完全相同，既可溶于水，又可溶于氯仿，但伪麻黄碱在水中的溶解度较麻黄碱小。麻黄碱和伪麻黄碱形成盐以后的溶解性能也不完全相同，如草酸麻黄碱难溶于水，而草酸伪麻黄碱易溶于水；盐酸麻黄碱不溶于氯仿，而盐酸伪麻黄碱可溶于氯仿。（3）鉴别反应麻黄碱和伪麻黄碱不能与大数生物碱沉淀试剂发生反应，但可用下述反应鉴别：二硫化碳-硫酸铜反应属于仲胺的麻黄碱和伪麻黄碱产生棕色沉淀。属于叔胺的甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和属于伯胺的去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱不反应。铜络盐反应麻黄碱和伪麻黄碱的水溶液加硫酸铜、氢氧化钠，溶液呈蓝紫色。（4）提取分离溶剂法：利用麻黄碱和伪麻黄碱既能溶于水，又能溶于亲脂性有机溶剂的性质，以及麻黄碱草酸盐比伪麻黄碱草酸盐在水中溶解度小的差异，使两者得以分离。方法为麻黄用水提取，水提取液碱化后用甲苯萃取，甲苯萃取液流经草酸溶液，由于麻黄碱草酸盐在水中溶解度较小而结晶析出，而伪麻黄碱草酸盐留在母液中。水蒸汽蒸馏法：麻黄碱和伪麻黄碱在游离状态时具有挥发性，可用水蒸汽蒸馏法从麻黄中提取。离子交换树脂法：利用

生物碱盐能够交换到强酸型

阳离子交换树脂柱上，而麻黄

碱的碱性较伪麻黄碱弱，先从

树脂柱上洗脱下来，从而使两

者达到分离。

什么叫苷？在苷的结构中，与

苷元连接的糖常见的有哪

些？苷类又称配糖体，是糖或

糖的衍生物如氨基糖、糖醛酸

等与另一非糖物质通过糖的

端基碳原子连接而成的化合

物。其中糖部分称为苷元或配

基，其连接的键称为苷键。由

于单糖有α及β两种端基异构

体，因此形成的苷也有α-苷和

β-苷之分。由D型糖衍生而成

的苷，多为β-苷（例如β-D-葡

萄糖苷），而由L型糖衍生的

苷，多为α-苷（例如α-L-鼠李

糖苷）。

苷中与苷元连接的常见的单

糖有：五碳醛糖（如D-芹糖、

D-木糖、L-阿拉伯糖）、六碳

醛糖（如D-葡萄糖、D-甘露

糖、D-半乳糖）、甲基五碳糖

（如D-鸡纳糖、L-鼠李糖、

D-夫糖）、六碳酮糖（如D-果

糖）、糖醛酸（如D-葡萄糖醛

酸、D-半乳糖醛酸）等。与苷

元连接的二糖常见的有：龙胆

二糖、麦芽糖、冬绿糖、蚕豆

糖、昆布二糖、槐糖、芸香糖、

新橙皮糖等。

苷类化合物的一般性状、溶解

性、旋光性、显色反应如

何？（1)一般性状：苷类多是

固体，其中糖基少的可结晶，

糖基多的如皂苷，则多呈具有

吸湿性的无定形粉末。苷类一

般是无味的，但也有很苦的和

有甜味的。（2）溶解性：苷

类的亲水性与糖基的数目有

密切的关系，其亲水性往往随

糖基的增多而增大，大分子苷

元如甾醇等的单糖苷常可溶

于低极性有机溶剂，如果糖基

增多，则苷元所占比例相应变

小，亲水性增加，在水中的溶

解度也就增加。因此用不同极

性的溶剂顺次提取时，在各提

取部位都有发现苷的可能。C-

苷与O-苷不同，无论在水或

其他溶剂中的溶解度一般都

较小。（3）旋光性：多数苷

类呈左旋光性，但水解后，由

于生成的糖常是右旋的，因而

使混合物呈右旋光性，比较水

解前后旋光性的变化，可用以

检识苷类的存在。（4）显色

反应：Molish反应。Molish

试剂由浓硫酸和α-萘酚组成。

可检识糖和苷的存在。

苷类化合物苷键裂解方法有

哪些？（1）酸催化水解①按

苷键原子不同，酸水解的易难

顺序为：N-苷＞O-苷＞S-苷＞

C-苷。（2）碱催化水解仅

酯苷、酚苷、烯醇苷和β-吸电

子基取代的苷等才易为碱所

水解。（3）酶催化水解酶

催化反应具有专属性高，条件

温和的特点。常用的酶有转化

糖酶，水解β-果糖苷健。麦芽

糖酶专使α-葡萄糖苷键水解。

杏仁苷酶是一种β-葡萄糖苷

水解酸，专属性较低，水解一

般β-葡萄糖苷和有关六碳醛

糖苷。纤维素酶也是β-葡萄糖

苷水解酶。（4）氧化开裂

法 Smith裂解是常用的氧化

开裂法。特别适用于一般酸水

解时苷元结构容易改变的苷

以及难水解的C-苷。但不适用

于苷元上有1，2-二醇结构的

苷类水解。

Smith裂解反应分3步：过碘

酸钠氧化、四氢硼钠还原、稀

酸水解。

从Smith裂解得到的多元醇，

可确定苷中糖的类型。如六碳

糖苷（如葡萄糖、甘露糖、半

乳糖）Smith裂解得到的多元

醇为丙三醇；五碳糖苷（如阿

拉伯糖、木糖）Smith裂解得

到的多元醇为乙二醇；甲基五

碳糖苷（如鼠李糖）Smith裂

解得到的多元醇为1，2-丙二

醇

提取苷类化合物时，应注意什

么问题？提取原生苷时，必须

设法抑制或破坏酶的活性。一

般常用方法是在中药中加入

碳酸钙，或采用甲醇、乙醇或

沸水提取。同时尽量避免与

酸、碱接触。提取次生苷时要

利用酶的活性。采用溶剂萃取

法分离时，一般可用乙醚或氯

仿萃取得到苷元，用醋酸乙酯

萃取得到单糖苷，用正丁醇萃

取得到多糖苷。

研究苷类化合物结构时，糖的

鉴定方法有哪些？（1）纸

色谱（2）薄层色谱（3）气

相色谱（4）离子交换色

谱（5）液相色谱

苦杏仁苷有何主要理化性

质？如何鉴别？苦杏仁苷是

一种氰苷，易被酸和酶所催化

水解。水解得到的苷元α-羟基

苯乙腈很不稳定，易分解生成

苯甲醛和氢氰酸。因此小剂量

口服苦杏仁苷，由于生成α-羟

基苯乙腈，并进而释放出少量

氢氰酸，对呼吸中枢呈镇静作

用，而具有镇咳作用。但大剂

量口服，则可产生中毒症

状。鉴别苦杏仁苷时，可利用

其水解产生的苯甲醛。苯甲醛

不仅具有特殊的香味，而且可

使三硝基苯酚试纸显砖红色。

以此鉴定苦杏仁苷的存在。

溶剂法提取中药成分的常用

方法有浸渍法、渗漉法、煎煮

法、回流提取法和连续回流提

取法5种。其中浸渍法和渗漉

法属于冷提法，适用于对热不

稳定的成分的提取，但提取效

率低于热提法，因此提取时间

长、消耗溶剂多。含淀粉、果

胶、粘液质等杂质较多的中药

提取可选择浸渍法。煎煮法、

回流提取法和连续回流提取

法属于热提法，提取效率高于

浸渍法、渗漉法，但只适用于

对热稳定的成分的提取。三法

比较，煎煮法只能用水作提取

溶剂，回流提取法有机溶剂消

耗量较大，连续回流提取法节

省溶剂，但提取液受热时间

长。

中药有效成分的提取方法：溶

剂法，水蒸气蒸馏法，升华法，

超临界流体萃取法，其它：组

织破碎法、压榨法、超声提取

法（提取效率高，不破坏成

分）、微波提取法。

结构鉴定程序：初步推断化合

物类型:类型确定，测定分子

式，计算不饱和度：分子式计

算确定官能团或结构片段或

基本骨架：官能团平面结构的

确定：平面结构

立体结构的确定：包括构型和

构象

分子式的确定常用方法：元素

定量分析配合分子量测

定，同位素分度比，高分辨

质谱

确定分子类型、官能团、结构

片段、结构：波谱方法

常见黄酮类化合物的结构类

型有哪些？黄酮类化合物经

典的概念主要是指基本母核

为2-苯基色原酮的衍生物。现

泛指两个苯环（A环与B环）

通过三个碳原子相互联结而

成，分子结构中具有

C6-C3-C6基本碳架的一系列

化合物。

根据中央三碳链的氧化程度、

B环连接位置（2位或3位）

以及三碳链是否构成环状等

特点，可将主要天然黄酮类化

合物分为黄酮、黄酮醇、二氢

黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮、

二氢异黄酮、查耳酮、二氢查

耳酮、花色素、黄烷醇（黄烷

-3-醇、黄烷-3，4-二醇）、橙

酮、酮（双苯吡酮）、高异黄

酮等。

黄酮类化合物常用提取纯化

方法有哪些？溶液萃取法，碱

提取沉淀法，炭粉吸附法

黄酮类化合物常用分离方法

有哪些？柱色谱法，梯度pH

萃取法，根据分子中某些特定

官能团性质进行分离。

黄芩中含有的黄酮类化合物

有哪些？黄芩苷有何性质？

如何提取？黄芩主要含有黄

芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉

黄芩素等黄酮类化合物。黄芩

苷具有抗菌消炎、降转氨酶作

用。黄芩素为黄芩苷的苷元，

其磷酸酯钠盐可用于治疗过

敏、喘息等疾病。黄芩苷为黄

酮类，分子中有邻二酚羟基，

是葡萄糖醛酸苷，有羧基，与

氨性氯化丝反应生成沉淀，极

性大，有Gibb‘s反应，为淡黄

色针晶，几乎不溶于水，难溶

于甲醇、乙醇、丙酮，可溶于

热乙酸。遇三氯化铁显绿色，

遇醋酸铅生成橙红色沉淀。溶

于碱及氨水中初显黄色，不久

则变成棕黑色。经水解后生成

的黄芩素分子中具有邻三酚

羟基，易被氧化转为醌类衍生

物而显绿色，这是保存或炮制

不当的黄芩药材外观变绿色

的原因。黄芩变绿色后，有效

成分受到破坏，质量随之降

低。汉黄芩苷：是黄酮，有葡

萄糖醛酸苷，没有邻二酚羟

基，有甲氧基。与氨性氯化丝

不反应，极性小，无Gibb‘s

反应，黄芩苷的提取：碱提酸

沉。