【天然药化】第六章 生物碱 PPT课件

1、天然药物化学二、结构分类 (Structure classification)三、理化性质（physico-chemical properties ）五、结构测定 (Structure determination)四、提取分离（Extraction and isolation)生物碱一、概述（Overview)一、概述十九世纪德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出吗啡碱(morphine)。现从自然界中分离得到约10000种。全国医药产品大全中收载的药物及其制剂达六十余种。一、概述鸦片中的吗啡(morphine)镇痛作用麻黄中的麻黄碱(ephedrine)止喘作用长春花中的长春碱（vincristine)抗癌活性黄连中的小檗碱(berberine)抗菌消炎作用颠茄中的莨菪碱(hyoscyamine)解痉作用植物中的生物碱大多有明显生理活性：一、概述植物古柯中的有效成分古柯碱（cocaine）虽有很强的局部麻醉作用，但是毒性较大，久用容易成瘾。普鲁卡因 procaine (合成品)局麻药古柯碱 cocaine （可卡因）生物碱结构研究为合成药物提供了线索：二乙胺氨基酸、多肽、蛋白

2、质、核酸下列化合物哪些是生物碱？h指天然产的一类含氮的有机化合物；h多数具有碱性且能和酸结合生成盐；h大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内；一、概述 分布（Distribution)存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等植物中。 生物碱的定义(Definition of Alkaloids)一、概述1. 游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。2. 成 盐：柠檬酸、酒石酸(有机酸) ；乌头酸、绿原酸(特殊的酸类); 硫酸、盐酸等(无机酸) 。3. 苷 类：以苷的形式存在于植物中。4. 酯 类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲酯形式存在。5. N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。 存在形式(Pattern of existence)一、概述 命名规则1.类型的命名 基核的化学结构，如吡啶、喹啉、萜类等； 以来源植物命名，如石蒜科生物碱等。2. 单体成分的命名 以植物来源的属、种的名称命名；如 一叶萩碱 也有以生理活性或药效命名，如：吗啡(使睡眠) 以人名命名的；如：pelletierine一、概述 分类方法1. 按植物来源分类；如：石蒜生物碱，长春花生物碱；2.

3、 按化学结构分类；如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；3. 按生源结合化学分类；如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。二、结构分类 (Structure classification)三、理化性质（physico-chemical properties ）五、结构测定 (Structure determination)四、提取分离（Extraction and isolation)生物碱一、概述（Overview)自学思考题：1、请查阅文献资料，画出以下三种药用生物碱的的结构，并说明它们的结构类型、植物来源、临床功效、以用新药开发情况（请交书面报告）。A：喜树碱 (camptothecine)B：长春碱 (vinblastine)C：石杉碱甲 (huperzine A)2、请写出下列生物碱结构的二级结构类型和主要生物活性。二、结构分类 (Structure classification)三、理化性质（physico-chemical properties ）五、结构测定 (Structure determination)四、提取分离（Extraction and isolation)生物碱一、概述（

4、Overview)三、理化性质（一）一般性质：性状、旋光性、溶解性（二）生物碱的检识：沉淀反应、显色反应（三）碱性共轭效应、诱导效应、空间效应三、理化性质（一）一般性质（一）一般性质1.形态多为结晶固体，少为粉末；有熔点。少数常温下液体（多不含氧，若含多成酯键）毒藜碱 dl-anabasine烟碱 nicotine槟榔碱 arecoline三、理化性质（一）一般性质2.颜色多为无色或白色，少数有色。（有长的共轭体系）三、理化性质（一）一般性质一叶萩碱成盐后则无色。一叶萩碱 （黄色）。三、理化性质（一）一般性质3. 味 觉多具苦味，如小檗碱。4. 旋光性多为左旋光性。有的产生变旋现象。如：烟碱 中性溶液左旋光性酸性溶液右旋光性多数左旋体呈显著生理活性。三、理化性质（一）一般性质*酸、碱均为1%。5.溶解度(solubility)(1)游离碱类别 极性 溶解性 H2O CHCl3 H+ OH-非酚性 较弱 脂溶性 + + 季铵碱 强 水溶性 + + +氮氧化物 半极性 中等水溶 + + +两性: Ar-OH 较弱 脂溶性 + + +-COOH 强 水溶性 + + +三、理化性质（一）一般性

5、质6.溶解度(1)游离碱少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。如：三、理化性质（一）一般性质6.溶解度(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。三、理化性质 （二）生物碱的检识（二）生物碱的检识(Detection of alkaloids)A. 沉淀反应(precipitation reaction)用途：鉴别试管反应、TLC或PC显色剂；提取分离检查是否提取完全。三、理化性质（二）生物碱的检识A、沉淀反应(precipitation reaction)1.沉淀试剂金属盐类碘-碘化钾（Wagner）KI-I2 棕褐色沉淀碘化铋钾（Dragendoff）BiI3KI 红棕色沉淀碘化汞钾（Mayer试剂）HgI22KI 类白色沉淀若加过量试剂，沉淀又被溶解氯化金(3%)（Suric chloride）HAuCl4 黄色晶形沉淀A、沉淀反应(precipitation reaction)1. 沉淀试剂酸类硅钨酸(Bertrand试剂)SiO212WO3 乳白色酚酸类苦味酸(Hager试

6、剂) 2,4,6-三硝基苯酚 黄色复盐雷氏铵盐(Ammoniumreineckate) 硫氰酸铬铵试剂生成难溶性复盐 紫红色三、理化性质（二）生物碱的检识A 沉淀反应(precipitation reaction)2.反应原理：生成更大多分子复盐和络盐三、理化性质 （二）生物碱的检识A、沉淀反应(precipitation reaction)3.沉淀反应条件（1）通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行；（若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀）（2）在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量50%；（当醇含量50%时可使沉淀溶解）（3）沉淀试剂不易加入多量。（如：过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解）三、理化性质 （二）生物碱的检识A、沉淀反应(precipitation reaction)4.结果的判断（1）鉴别时每种生物碱需采用三种以上沉淀试剂；（沉淀试剂对各种生物碱的灵敏度不同）（2）直接对中药酸提液进行沉淀反应，则阳性结果不能判定生物碱的存在阴性结果可判断无生物碱存在氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等 + 沉淀试剂沉淀三、理化性质 （二）生物碱的检识常规提纯方法（排除水溶性成分的干扰）中草药水提液CHC

7、l3H2OH+/H2OOH- / CHCl3萃取H2OCHCl3氨基酸、蛋白质 多糖、鞣质等三、理化性质 （二）生物碱的检识特例:麻黄碱、咖啡碱： 不易与大多数生物碱沉淀试剂反应生成沉淀。三、理化性质 （二）生物碱的检识三、理化性质（三）碱性（三）碱性(alkalinity)1.碱性的来源碱性强弱的表示方法三、理化性质（三）碱性2.碱性强弱的表示方法三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素（1）杂化方式三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应诱导效应(inductive effect)连接供电基团多，则使碱性增强。（a) 供电基团多，则使碱性增强。但是叔胺 仲胺三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应诱导效应(inductive effect)b）氮原子附近若有吸电基团，碱性减弱。三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应诱导效应(inductive effect)c) 场效应, 碱性降低。三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应共轭效应(conjugated effect)a)氮原子孤电子对处于P共轭体系时，碱

8、性减弱。毒扁豆碱苯 胺 型三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应共轭效应烯 胺 型N- 甲基2甲基二氢吡咯 pKa 11.4三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应共轭效应烯 胺 型士的宁PKa8.20 新士的宁PKa3.8 三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素（2）电子效应共轭效应酰 胺 型三、理化性质（三）碱性ABab叔胺分子碱性降低3.影响碱性强弱的因素（3）空间（立体）因素三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素（4）分子内氢键(intramolecular hydrogen bond)若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。（指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素（4）分子内氢键三、理化性质（二）碱性3.影响碱性强弱的因素（4）分子内氢键3.影响碱性强弱的因素（4）分子内氢键三、理化性质（二）碱性三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素5)分子内互变异构(tautomerization)三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素分子内互变异构三、理化性质（三）碱性3.影响碱

9、性强弱的因素分子内互变异构N原子处在稠环的“桥头”张力较大三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素5)分子内互变异构互变异构的条件：环叔胺分子，氮原子的、位有双键；环叔胺分子，氮原子的位有-OH；处于稠环桥头的N，不能异构化。三、理化性质（三）碱性3.影响碱性强弱的因素碱性强弱：叔烯胺互变CNSP2杂化胍基三、理化性质（三）碱性比较碱性强弱：比较下列各组化合物的碱性比较下列各组化合物的碱性比较下列各组化合物的碱性p162比较下列各组化合物的碱性比较下列各组化合物的碱性二、结构分类 (Structure classification)三、理化性质（physico-chemical properties ）五、结构测定 (Structure determination)四、提取分离（Extraction and isolation)生物碱一、概述（Overview)四、提取分离（一）提取（一）提取得到总生物碱1. 溶剂法A) 水、酸水B) 醇酸水法C) 碱化有机溶剂法2. 离子交换树脂法3. 沉淀法 酸提碱沉 盐析法 雷氏铵盐沉淀法四、提取分离（一）提取A) 酸水-有机溶剂提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法）酸性水0.1% 1%H2SO4、HCl、HOAc等生药H+/H2O药渣Alk OH-/H2OH+/H2OOH-弱碱及杂质亲水性Alk四、提取分离（一）提取A). 酸水有机溶剂提取法此法缺点：提取液体积较大（浓缩困难）提取液中水溶性杂质多解决

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