河北医科大学药学院 本章目录 第1节藏述 第2节生物碱分类及生源关系 。第3节生物碱的理化性质 有哪些彬理他营性质宠 第4节生物碱的提取与分离 第5节生物碱的结构测定 生物碱均为含N的有机物， 可总结归纳： 第3节生物碱的理化性质 Physical&Che Proper e 生物碱的共/通性 香1 组成(constituent atoms) 绝大多数由C、H、O、N元素构成 一、生物碱的一般通性 General properties 极少最含有X、S等杂元素。 例： 香1 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 1 1 第1节 概 述 第2节 生物碱分类及生源关系 第3节 生物碱的理化性质 第4节 生物碱的提取与分离 第5节 生物碱的结构测定 本 章 目 录 ☞ 2 生物碱种类繁多、结构各异， 有 哪 些 物 理 化 学 性 质 呢 3 第3节 生物碱的理化性质 Physical & Chemical Properties 4 生物碱均为含 N 的有机物， 可总结归纳： ★ 生物碱的通性对其检识、提取、 分离、鉴定、反应等有着重要意义。 生物碱的共/通性 5 一、生物碱的一般通性 General properties 6 1. 组成（constituent atoms） 绝大多数由 C、H、O、N 元素构成。 极少数含有 X、S 等杂元素。 NCH3 O C CH O CH2OH NCH3 O HO HO N NH N S O O H3C O O H3C H H OH HO CH3 O O O HO O H3C H3C CH3 H ET-743 吗啡 莨菪碱 H N N CH3OOC OH C2H5 N R N H H OH COOCH3 OAc 长春碱 例：
河北医科大学药学院 2.状态(physical state) 少敷生物碱在常温下为液体。 多数呈结晶形因体，且有固定培点！ ▲液体生物碱常压下可进行蒸馏或水汽蒸馏 ★仅有少数为非品形粉末状。 h 例：乌头原碱(aconine)为粉末状。 例：八角枫中的毒莱碱(a心 烟叶中的 中的槟梅 极少数固体生物碱也可进行水蒸汽蒸馏。 极少数固体生物碱具有升华性质。 阴：麻黄碱(ephedrine)可用水蒸汽蒸馏， 阴：咖啡因(caffeine,mp238C), 可可减(cacaine,mp290-295C). △麻黄碱：mp34℃，bp225℃ 3.味觉(gustation .颜色(colour) 大多数生物碱具有苦味，有些味极苦。 绝大多数生物碱为无色或白色的固体。 ▲有些生物碱还具有刺灼感 。仅少数生物碱因具有较长共轭体系结构而 ▲少数生物碱具有其它特殊味道。 呈不同颜色。 例：蛇根碱呈黄色：小檗红碱呈红色。 我 天然药物化学室李力更教授 2
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 2 7 多数呈 结晶形固体，且有固定熔点。 ★ 仅有少数为非晶形粉末状。 2. 状态（physical state） N OH OH OH O OH O HO O O 例：乌头原碱（aconine）为粉末状。 8 N N H 毒藜碱 （bp：270-272 C）o N N CH3 烟碱 （bp：247 C）o N CH3 COCH3 O 槟榔碱 （bp：210-215 C）o 例：八角枫中的毒藜碱（anabasine）、烟叶中的 烟碱（nicotine）、槟榔中的槟榔碱（arecoline）。 少数生物碱在常温下为液体。 ▲ 液体生物碱常压下可进行蒸馏或水汽蒸馏。 极少数固体生物碱也可进行水蒸汽蒸馏。 例：麻黄碱（ephedrine）可用水蒸汽蒸馏。 ▲ 麻黄碱：mp 34℃，bp 225℃ 极少数固体生物碱具有升华性质。 例：咖啡因（caffeine，mp 238℃）， 可可碱（cacaine，mp 290~295 ℃）。 N N N N O CH3 CH3 O CH3 caffeine N N N N O CH3 CH3 O H cacaine 大多数生物碱具有苦味，有些味极苦。 ▲有些生物碱还具有刺灼感。 ▲少数生物碱具有其它特殊味道。 3. 味觉（gustation） 例：甜菜碱（betaine， lycine）甜味。 (CH3)3NHCH2COOH 例：小檗碱味极苦。 A B C D O O OCH3 OCH3 N + OH 12 绝大多数生物碱为无色或白色的固体。 ☞ 仅少数生物碱因具有较长共轭体系结构而 呈不同颜色。 4. 颜色（colour） 例：蛇根碱呈黄色；小檗红碱呈红色。 N N O CH3 CH3OOC 蛇根碱 （serpentine） OCH3 O O 小檗红碱 （berberubine） N
河北医科大学药学院 ★颠色与共轭体系有关，共轭体系长则颤色深。 一叶获碱(securinine)为淡黄色结晶 阴：小果威质色西小无仓年 的量 ★小檗碱被还原后生成四氢小檗碱， 原共体系已不存在。 ”其盐无色。 1大多数生物碱具有手性C或不对称中心， 具有光学活性。 。多数呈左旋。 上 8 四% 2旋光性质受溶剂、p等因素影响 3.生物碱的生理活性与其旋光性有关， 多数左旋体的生理活性比右旋体强。心 麻黄碱在氯仿中是左旋，在水中则是右美 ·用东鞋性绿《保下量右餐 。(日黄营碱的扩童作用较其右旋体强10心倍。 。长春碱游离时为右美，而其硫破盐为左旋。 。(+)古柯碱的扁部麻醉作用强于其左旋体。 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 3 13 ★ 颜色与共轭体系有关，共轭体系长则颜色深。 例：小檗碱为黄色，但四氢小檗碱为无色。 OCH3 OCH3 OCH3 OCH3 N O O O O Zn-H2SO4 berberine tetrahydroberberine N ★ 小檗碱被还原后生成 四氢小檗碱， 原共轭体系已不存在。 14 例：一叶萩碱（securinine）为淡黄色结晶。 ☞ 可能是由于氮原子上的孤对电子与环内 双键产生跨环共轭的原因。 ☞ 其盐无色。 N H O O 15 二、旋 光 性 质 Optical activeity 16 1. 大多数生物碱具有手性C* 或不对称中心， 具有光学活性。 ☞ 多数呈左旋。 NCH3 O C CH O CH2OH H N N CH3OOC OH C2H5 N R N H H OH COOCH3 OAc N N CH3 R N O O HO N O CH3 H NHCH3 H OH Ph CH3 H NHCH3 HO H Ph O C H 3 O C H 3 O C H 3 C O O C H 3 * * * * * * O C H 3 H H N N H O C H 3 H H O C O 例： ☞ 麻黄碱 在氯仿中呈左旋，在水中则呈右旋。 ☞ 烟 碱 在中性条件（分子）下呈左旋， 在酸性条件（离子）下呈右旋。 ☞ 长春碱 游离时为右旋，而其硫酸盐为左旋。 2. 旋光性质受溶剂、pH 等因素影响。 N N CH3 H N N CH3OOC OH C2H5 N R N H H OH COOCH3 OAc 烟碱 长春碱 18 3. 生物碱的生理活性与其旋光性有关。 多数左旋体的生理活性比右旋体强。 例： ☞ (-)莨菪碱 的扩瞳作用较其右旋体强 100 倍。 ☞ (-)去甲乌头碱 具有强心作用，而其右旋体却 无强心作用。 ☞ (+)古柯碱 的局部麻醉作用强于其左旋体
河北医科大学药学院 生物碱结构复 与的状态、其 杂且各异，其溶解二→它基团性质及数量、 三、生物碱的溶解性质 性也有很大差异。 溶剂性质等密切关联。 Solubility ★遵铺“极性相似者相溶”的原理。 大致有以下几种情况，见后。 (一)亲脂性(lipophilic)生物碱的溶解性 (1)游离状态时的溶解性 存在状态不同，溶解行为不同1 ,易溶于乙醚、業、氯仿、二复甲烷等亲脂性 :游离状态 有机溶剂，尤其在氯仿中溶解度较大。 成盐状态 ,溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等溶剂， ★多数游离（分子）状态的生物碱是亲服性的： ,在石油腿、CC4中溶解度较小。 ·难溶或不溶于水。 。见后详细介绍。少 (2)成盐状态时的溶解性 少数生物碱盐的溶解性不符合一般溶解规律。 ·易溶于水。 多数生物碱的无机酸盐在水中的溶解度 列 大于其有机破盐。 、辛可宁、吐根碱等生物 难溶或不溶于亲性有机溶剂 ”麻黄碱草酸盐难溶于水，而伪麻黄碱草酸盐 可溶于甲酵、乙醇 在水中落解度较大。 。盐酸小檗碱滩溶于水，但小菜碱可溶于水。 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 4 19 三、生物碱的溶解性质 Solubility 20 生物碱结构复 杂且各异，其溶解 性也有很大差异。 ► 大致有以下几种情况，见后。 与N的状态、其 它基团性质及数量、 溶剂性质等密切关联。 ★ 遵循“极性相似者相溶”的原理。 大多数游离生物碱均不溶或难溶于水， 溶于氯仿、乙醚、丙酮、醇或苯等有机溶剂。 21 （一）亲脂性（lipophilic）生物碱的溶解性 存在状态不同，溶解行为不同！ 游离状态 成盐状态 ★ 多数游离（分子）状态的生物碱是亲脂性的！ ☞ 见后详细介绍。 22 （1）游离状态时的溶解性 ► 易溶于乙醚、苯、氯仿、二氯甲烷等亲脂性 有机溶剂，尤其在氯仿中溶解度较大。 ► 溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等溶剂。 ► 在石油醚、CCl4 中溶解度较小。 ► 难溶或不溶于水。 23 （2）成盐状态时的溶解性 ► 易溶于水。 多数生物碱的无机酸盐在水中的溶解度 大于其有机酸盐。 ► 难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。 ► 可溶于甲醇、乙醇。 24 例： ☞ 奎宁、奎宁尼丁、辛可宁、吐根碱 等生物碱 的盐酸盐可溶于氯仿。 ☞ 麻黄碱草酸盐难溶于水，而伪麻黄碱草酸盐 在水中溶解度较大。 ☞ 盐酸小檗碱难溶于水，但小檗碱可溶于水。 少数生物碱盐的溶解性不符合一般溶解规律
河北医科大学药学院 (二)亲水性(hydrophilic).生物碱的溶解性 (1)季铵型生物碱的溶解性 主要是季铵碱型类生物碱。 (quaternary ammonium alkaloids) 、仲胺碱 。比类离字化程磨大，性较强 某些含N 碱、 故易溶于水、酸水和减水。 ,溶于甲酵、乙醇、正丁、丙酮等 ★少数生物碱是亲水性的。 极性较大的有机溶剂。 难溶或不溶于乙酸乙酯、乙醚、 。见下页详细介绍。 氯仿等低 有机溶剂 (2)小分子生物碱的溶解性 例：苦参碱、氧化苦参碱极性较大，易溶于水。 少数分子量较小的叔胺或仲胺类生物碱 既可溶于水也可溶于氯仿， 例：麻黄碱、伪麻黄碱、秋水仙碱 黑化 热装登 (三)含有酚羟基、羧基生物碱的溶解性 例：青藤( c)既能溶解在低极性 此类既溶于酸水溶液、又溶于碱水溶液 的有机溶剂中，也能溶解在碱溶液中 ★不溶成难谘于常见有机溶剂。 小若其酸性基团和碱性蒸团 两性离（内盐式） 可形成 此举又称： 天然药物化学室李力更教授
河北医科大学药学院 天然药物化学室李力更教授 5 25 （二）亲水性（hydrophilic）生物碱的溶解性 主要是 季铵碱型 类生物碱。 包括某些分子量较小的叔胺碱、仲胺碱、 某些含 N→O 的生物碱、苷类生物碱等。 ★ 少数生物碱是亲水性的。 ☞ 见下页详细介绍。 26 （1）季铵型生物碱的溶解性 （quaternary ammonium alkaloids） ► 此类离子化程度大，碱性较强， 故易溶于水、酸水和碱水。 ► 溶于甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮等 极性较大的有机溶剂。 ► 难溶或不溶于乙酸乙酯、乙醚、 氯仿等低极性的有机溶剂。 27 少数分子量较小的 叔胺 或 仲胺 类生物碱， 既可溶于水也可溶于氯仿。 例：麻黄碱、伪麻黄碱、秋水仙碱。 （2）小分子生物碱的溶解性 Ph C C HO CH3 H NHCH3 H 麻黄碱 ephedrine HO C C Ph CH3 H NHCH3 H 伪麻黄碱 pseudoephedrine CH3O CH3O CH3O NHCCH3 O O OCH3 秋水仙碱 28 例：苦参碱、氧化苦参碱极性较大，易溶于水。 ☞ 氧化苦参碱中的 N 通过半极性配位键与 O 共享一对电子，类似 生物碱盐，极性更大，故在水中的溶解度比苦参碱还要大，而在有 机溶剂中的溶解度比苦参碱要小。 苦参碱 （matrine） N O N N N O 氧化苦参碱 （oxymatrine） O 29 （三）含有酚羟基、羧基生物碱的溶解性 此类既溶于酸水溶液、又溶于碱水溶液， ★不溶或难溶于常见有机溶剂。 ☞ 此类又称： 两性生物碱（amphoteric alkaloids）。 ▲若其酸性基团和碱性基团都很强，可形成 两性离子（内盐式），故易溶于水中。 30 例：青藤碱（sinomenine）既能溶解在低极性 的有机溶剂中，也能溶解在碱溶液中。 ☞ 青藤碱除具有一般叔胺碱的溶解性能外， 由于还有酚羟基，也溶于氢氧化钠水溶液。 CH3O OH N OCH3 CH3