Transcript 第十章

天然药物化学（第四版）
第十章
生物碱
（Alkaloids）
1
基本内容







2
生物碱的概念及其在植物界中分布规律。
生物碱的主要物理化学性质，
碱性强弱的影响因素及判断方法、
游离碱及盐在溶解度方面的差别、氮原子的氧化过程
及C-N键的裂解反应。
生物碱的提取分离方法原理。
利用碱性差异或盐的溶解度差异采用pH梯度萃取、分
步沉淀或离子交换色谱进行分离的方法。
UV、 IR光谱特征对推测分子骨架、官能团的重要意
义。生物碱的NMR特征因骨架类型不同所具有的较大
差异。
基本要求

掌握生物碱的结构分类及碱性大小影响因素，
并会应用；生物碱的鉴别方法和离子交换色
谱原理；

熟悉生物碱成盐过程特点。

了解生物碱的结构鉴定方法。
3
本章内容

4
第一节
概述
第二节
化学结构及分类
第三节
理化性质
第四节
提取分离
第五节
波谱特征
第一节 概述

1806年德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出吗啡
碱(morphine)作为开始

到目前为止已报道的并且结构清楚的已达4000种。

《全国医药产品大全》中收载的药物及其制剂达六
十余种。

5
生物碱是许多药用植物与中草药的有效成分。如：
植物中的生物碱
鸦片又称“阿片”，俗称“大
烟”、“鸦片烟”、“烟土”等，
是英文名Opium的音译，来自于鸦
片罂粟。鸦片有生鸦片和熟鸦片之
分。
鸦片罂粟是两年生草本植物。
鸦片内含有30多种生物碱，其中主
要含吗啡，含量为10-15%，此外还
含有少量的罂粟碱(约1%)、可待因
(约1%)、蒂巴因(约0.2%)及那可汀
6
(约3%)等。
麻黄为麻黄科草麻黄、
木贼麻黄、麻黄、中麻黄的
干燥草质茎，分布在我国北
方干旱地区。麻黄作为一种
传统中药材，至今已有四千
多年的应用历史。麻黄中含
有一种叫麻黄素的生物碱有
显著的中枢兴奋作用，长期
使用可引起病态嗜好及耐受
性，被纳入我国二类精神药
物品进行管制。
草麻黄
木贼麻黄
麻黄素是制造冰毒的前体，
冰毒是国际上滥用最严重的中枢
兴奋剂之一。冰毒即甲基苯丙胺，
又称甲基安非他明、去氧麻黄素，
为纯白色晶体，晶莹剔透，外观
似冰，俗称“冰毒”。
7
麻黄
中麻黄
长春花，又名
日日春、天天开等，
夹竹桃科植物。原
产西印度，早在宋
代以前就传入我国。
长春花不仅姿态忧美，花期特长，
还是一种防治癌症的良药。据现代科
学研究，长春花中含55种生物碱。其
中长春碱和长春新碱对治疗绒癌等恶
性神瘤、淋巴肉瘤及儿童急性白血病
等都有一定疗效，是目前国际上应用
最多的抗癌植物药源。
8
黄连是著名的中药，《神农本
草经》列之为上品。根茎味极苦，
苦味在于它所含多种生物碱，主要
为小檗碱，其次为甲基黄连碱、雅
托碱等。黄连素是小檗碱的盐酸盐，
它对痢疾志贺氏菌、金黄色葡萄球
菌、伤寒沙门氏菌、霍乱弧菌等许
多病菌都有抑制作用。通常制成片
剂或针剂，对菌痢有显著疗效。
黄连生活条件要求较高，生长
毛莨科植物黄连
慢，产量少，因此难以满足市场需
的根茎。
要。现已发现小檗科小檗属许多植
根茎多集聚成簇， 物的根、茎中亦含有大量小檗碱，
形如鸡爪 ，又称 如黄栌木、豪猪刺、安徽小檗、庐
山小檗等，它们可代替黄连，提取
鸡爪黄连。
小檗碱，制造黄连素。
9
颠茄含颠茄生物碱，主要有效
成分为莨菪碱(Hyoscyamine)，此外
还有微量东莨菪碱等。一般制成颠
茄膏、颠茄酊等制剂服用。有解除
平滑肌痉挛、镇痛、抑制腺体分泌、
扩大瞳孔等功效。主要用于治疗胃
及十二指肠溃疡病，肠胃道、肾胆
绞痛等。
颠茄，俗名“野山
茄”，为茄科，颠茄属多
年生草本植物，全草入药。
原产欧洲地中海地区和小
亚细亚，20世纪30年代引
入我国。
10
生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索

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，久用容易成瘾将其结
构进行进行修饰－－－－－普鲁卡因
NH2
COOCH3
H
N
C2H5
CH3
N
O
C2H5
O
O
O
古柯碱
cocaine
（可卡因）
11
普鲁卡因
procaine
(合成品)局麻药
第一节 概述
一 生物碱的定义
生物碱是指结构中含有负氧化态氮原子、且
氮原子多处在杂环上的一类碱性化合物，多数能
与酸成盐，具有较强的生理活性。
二 生物碱的分布
在植物中分布较广。如双子叶植物：豆科、
茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等。
12
第一节 概述
三 生物碱的存在形式
1.游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。
2.成
盐：有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸
类：乌头酸、绿原酸等； 无机酸：硫酸、盐酸等。
3.酰
胺：如：喜树碱、秋水仙碱等
4.氮杂缩醛：如：阿马林 阿替生等。
5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物生物碱约一百余种
6.其
13
它: 如亚胺（C=N)、烯胺(-N-C=C)、氮腈(-N-CN))等。
第一节 概述
四、命名规则
1. 类型的命名
⑴母核的化学结构，如吡啶、喹啉、萜类等；
⑵以来源植物命名，如石蒜科生物碱等。
2.单体成分的命名
⑴以植物来源的属、种的名称命名；如 一叶萩碱
⑵也有以生理活性或药效命名，如：吗啡(使睡眠)
⑶以人名命名的；如：pelletierine
14
第一节 概述
五、分类方法
1.按植物来源分类；
如：黄连生物碱，长春花生物碱；
2.按化学结构分类；
如：异喹啉生物碱 有机胺类生物碱；
3.按生源结合化学分类；
如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。
15
本章内容

16
第一节
概述
第二节
化学结构及分类
第三节
理化性质
第四节
提取分离
第五节
波谱特征
第二节 化学结构及分类
从化学结构入手，生物碱可分为
1.杂环衍生物：指氮原子处于杂环上的
2.有机胺类：氮原子不处于环状结构上；
3.肽类生物碱：结构中含有两个以上的酰胺基，
并且大多属于大环结构，不同于
生物体中的肽类成分，因为组成
的氨基酸多是不常见氨基酸如：
劳纳灵、后马林等。
17
第二节 化学结构及分类
劳纳灵
后马林
18
第二节 化学结构及分类
吡咯衍生物
异喹啉类
吡啶衍生物
吲哚类
莨宕烷类
吖啶酮类
喹啉类
喹唑啉类
其它：咪唑类、嘌呤类、萜类、甾类生物碱等
19
一 杂环衍生物
1.吡咯衍生物
由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。
N
H
N
H
吡咯
四氢吡咯
重要的分：简单的吡咯衍生物
吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶）
吲哚里西啶衍生物。
20
一 杂环衍生物
1.吡咯衍生物
 简单的吡咯衍生物 （结构简单、数目少、活性弱）
OCOMe
O
O
N
Me
21
N
Me
O
N
N
Me
Me
红古豆碱
红古豆苦杏仁酸酯
（无活性）
似阿托品药物
的散瞳等作用
一 杂环衍生物
1.吡咯衍生物
吡咯里西啶（pyrrolizidine）衍生物，活性较强
Me
O
N
吡咯里西啶
22
Me
Me
O
O
OH
O
H OH
N
野百合碱
（有抗癌活性）
一 杂环衍生物
1.吡咯衍生物
吲哚里西啶（indolizidine）衍生物
O
O
N
N
吲哚里西啶
indolizidine
23
一叶萩碱
securinine
一 杂环衍生物
2. 吡啶衍生物
由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。
分：简单吡啶衍生物（结构简单，有的以液体存在）
喹诺里西啶
N
吡啶
24
N
喹诺里西啶
一 杂环衍生物
2. 吡啶衍生物
OMe
MeH3
MeH3
N
N
N
Me
猕猴桃碱
actinidine
蓖麻碱
ricinine
25
NH
CN
O
O
金雀花碱
cytisine
一 杂环衍生物
2. 吡啶衍生物
喹诺里西啶生物碱数目不多，中药苦参中大
多属于此类 O
O
N
N
N
N
O
苦参碱
matrine
26
氧化苦参碱
oxymatrine
一 杂环衍生物
3. 莨菪烷（tropane）衍生物
由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环。
分：颠茄生物碱（belladonna alkaloids）
如：莨菪碱
古柯生物碱（coca alkaloids）
如：古柯碱
27
一 杂环衍生物
莨菪碱是由莨菪醇（tuopine，C3竖键羟基）
与莨菪酸（tuopic acid）缩合而生成的一元酯：
CH2OH
H
N CH3
OH
莨菪醇
28
+
HOOC CH
缩合
莨菪酸
莨菪碱（阿托品）
如：植物颠茄中的生物碱（belladonna alkaloids）
29
莨菪碱
hyoscyamine
山莨菪碱
anisodamine
东莨菪碱
scopolamine
樟柳碱
anisodine
一 杂环衍生物
3. 莨菪烷（tropane）衍生物
古柯生物碱（coca alkaloids）是由伪莨菪醇
（C3横键羟基）和有机酸缩合而成的,多为二元酯类
N
CH3
COOCH3
O
O
C
H
爱康宁
ecgonine
30
古柯碱
cocaine
一 杂环衍生物
4. 喹啉衍生物
5
4
3
6
7
8
2
N
1
O
N
N
OCH3
O
O
OH
喜树碱
camptothecine
治白血病和直肠癌
31
H
N
O
H
白鲜碱
一 杂环衍生物
5. 异喹啉衍生物
分：1-苄基异喹啉型
双苄基异喹啉型
原小檗碱型
阿朴芬型
原阿朴芬型
吗啡烷及莲花氏烷型
32
普托品型
异喹啉
isoquinoline
一 杂环衍生物
5. 异喹啉衍生物
O
O
OMe
N Me
H
N
O
MeO
OMe O
1-苯基异喹啉
1-benzyl-isoquinoline
33
那可丁
narcotine
存在于鸦片中，具有镇
咳作用与可待因相似，
但无成瘾性，可替代可
待因。
双苯甲基异喹啉型
唐松草碱
thalicarpine
34
原小檗碱型 protoberberine
小檗碱（黄连素）
berberine
35
N
药根碱
jatrorrhizine
原小檗碱型 protoberberine
四氢黄连碱
tetrahydrocoptisine
36
N
延胡索乙素
Corydalis B
阿朴啡型
阿朴啡
aporphine
37
土藤碱
tuduranine
原阿朴啡型
原阿朴啡
proaporphine
38
Stepharine
（存在于千金藤中）
吗啡烷型与莲花氏烷型
N
10
1
2
12
3
39
吗啡碱
morphine
11
4
16
9
14
8
15
13
5
6
7
吗啡烷
morphanes
青藤碱
sinomenine
莲花氏烷型
HN
CH3
N
OCH3
OCH3
H3CO
OCH3
O
莲花宁碱
40
原托品碱型
原托品碱
protopine
41
一 杂环衍生物
6. 菲啶（phenanthridine）衍生物
属异喹啉类衍生物，重要的类型有：
苯骈菲啶类
吡咯骈菲啶类
菲啶
42
苯骈菲啶
benzo-phenanthridine
一 杂环衍生物
6. 菲啶（phenanthridine）衍生物
苯骈菲啶类
吡咯骈菲啶类
OH
HO
O
O
N CH3
O
O
白屈菜碱
chelidonine
43
HO
O
O
N
石蒜碱
lycorine
一 杂环衍生物
7. 吖啶酮（acridone）衍生物
O
N
吖啶
44
N
H
吖啶酮
沙塘木
Acronychia pedunculata
山油柑碱
acronycine
来自于芸香科山油柑属植物，
具有显著抗癌作用，抗瘤谱
较广，现已有人工合成品。
45
一 杂环衍生物
8.吲哚（yinduo）衍生物
4
5
O
3
6
7
1
N
H
吲哚
2
NH
HN
H
N
H
麦角新碱
46
OH
一 杂环衍生物
8.吲哚（yinduo）衍生物
H3CHN
CH3
CH3
OOC
N
N
N
CH3
CH3
毒扁豆碱
physostigmine
治疗青光眼
47
N
H
CH3
玫瑰树碱
ellipticine
抗癌作用，低毒。
一 杂环衍生物
9. 咪唑（imidazole）衍生物
咪唑
毛果芸香碱
pilocarpine
治疗青光眼
48
一 杂环衍生物
10. 喹唑酮（quinazolidone）衍生物
O
OH
O
N
N
N
O HN
N
喹唑酮
49
常山碱
b-dichroine
febrifugine
抗疟作用
一 杂环衍生物
11.嘌呤（purine）衍生物
NH 2
N
N
N
N
嘌呤
50
N
N
N
OH
N
HO
COOH
香菇嘌呤
eritadenine
具降脂作用
一 杂环衍生物
12.甾体生物碱
贝母碱
peimine
verticine
51
浙贝母
一 杂环衍生物
13.萜类生物碱
石斛碱
dendrobine
52
乌头碱
aconitine
二 有机胺类
氮原子不结合在环内的一类生物碱，如：
1R,2S 麻黄碱
ephedrine
53
1S, 2S 伪麻黄碱
pseudephedrine
二 有机胺类
麻黄碱的特点:
游离时可溶于水，能与酸生成稳定的盐，有挥发性，
不易与大多数生物碱沉淀试剂反应生成沉淀，因此可
通过下面反应鉴别。
54
二 有机胺类
秋水仙碱
colchicine
治疗急性痛风，并有
抑制癌细胞生长的作用
55
益母草碱
leonurine
对动物子宫有增加其
紧张性与节律性的作用
本章内容

56
第一节
概述
第二节
化学结构及分类
第三节
理化性质
第四节
提取分离
第五节
波谱特征
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
57
菸碱
nicotine
槟榔碱
arecoline
一 一般性质
2.颜色——多为无色或白色，少数有色。
58
一 一般性质
O
O
O
O
N
N
＋
H
一叶萩碱
（黄色）
一叶萩碱成盐后则无色。
59
一 一般性质
3.味 觉——多具苦味。
4.挥发性——多无挥发性，少数具挥发性。
5.旋光性——多为左旋光性。受溶剂的影响有的产
生变旋现象。
如：菸碱
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。
60
一 一般性质
6.溶解度
(1) 游离碱
*酸、碱均为1%。
类别
极性
溶解性
非酚性
较弱
脂溶性
-
+
+
-
季铵碱
强
水溶性
+
-
+
+
+
±
+
+
脂溶性
-
+
+
+
水溶性
+
-
+
+
氮氧化物
半极性 中等水溶
两性: Ar-OH 较弱
-COOH 强
61
H2O CHCl3 H+ OH-
二 碱性
1.碱性的来源
N
+
H
生物碱
N
H
生物碱盐
2. 碱性强弱的表示方法
BH+ + H2O
62
B + H3O+
Ka=
B H3O+
BH+
二 碱性
2. 碱性强弱的表示方法
pKa= pH - lg
pKa= - lg Ka
pKa: <2
极弱碱
63
B
BH+
pKb= - lg Kb
游离碱浓
度
成盐碱浓
度
pKa + pKb = 14
2-7
7-11
>11
弱碱
中强碱
强碱
二 碱性
杂化方式
电子效应
影响因素
立体因素
分子内氢键
互变异构
64
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（1）杂化方式
吡啶
SP3 > SP2 > SP
pKa=5.2
N
N
pKa: 10
N C N
5-6
C
0-1
胡椒啶
N
65
pKa=11.2
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（2）电子效应
Me
Me
NH3
Me
NH2
Me
NH
Me
N Me
胺
伯胺
仲胺
叔胺
pKa: 9.3
10.6
10.7
9.74
连接供电基团则使碱性增强。
66
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（2）电子效应
A
67
B
a
b
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（2）电子效应
氮原子附近若有吸电基团，碱性减弱。
68
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（2）电子效应
氮原子孤电子对处于P~π共轭体系时，碱性减弱。
酰胺结构
胡椒碱
pKa=1.42
69
咖啡因
pKa=1.22
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（2）电子效应
诱导——场效应：碱性降低。
N
pKa=5.2
2
N
Me
Me
pKa=10.4
pKa N1=8.2
70
pKa N2=3.4
N
1
N
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（3）立体因素
如在东莨菪碱中，由于三元氧环的存在，对
氮原子上的孤对电子产生显著的立体效应，使N原
子不容易给出电子，所以碱性减弱。
71
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（3）立体因素
一般叔胺分子——碱性降低
但：苦参碱——使碱性增强。其中一个氮原子处
于酰胺态，碱性极弱，而另一个氮原子三个键均
在环上，其立体结构易于接受质子，碱性较强。
72
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（4）分子内氢键
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）
麻黄碱
73
伪麻黄碱
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（4）分子内氢键
麻黄碱
74
伪麻黄碱
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（4）分子内氢键
和钩藤碱 pKa=6.32
异和钩藤碱 pKa=5.20
75
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（5）分子内互变异构
异构化
蛇根碱
76
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（5）分子内互变异构
O
O
+
O
N
N OH
O
OH
异构化
-
OCH3
OCH3
OCH3
OCH3
醇胺型
季胺型
小糪碱 pKa=11.53
77
二 碱性
3.影响碱性强弱的因素
（5）分子内互变异构
新番木鳖碱
pKa=3.8
阿马林碱
pKa=8.15
N原子处在稠环的“桥头”——张力较大
78
二 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：
①环叔胺分子，氮原子的α、β位有双键；
②环叔胺分子，氮原子的α位有-OH；
③处于稠环桥头的N，不能异构化。
79
二 碱性
碱性强弱顺序：
+
-
氨
O
N OH >
N H >
季铵
仲胺
供电
NH2
伯胺
> N > Ar-NH2 >
叔胺
芳胺
N
H
酰胺
碱性↑
共轭、诱导吸电
碱性↓
结构中有-COOH、Ar-OH基团，则为两性生物碱
80
二 碱性
练习：比较碱性强弱：
81
三 成盐
生物碱成盐的机理
生物碱与酸成盐，对质子化来说，仲胺、叔
胺生物碱成盐时，质子多结合于氮原子。
季胺碱、氮杂缩醛、烯胺以及具有涉及氮原
子的跨环效应形式存在的生物碱，质子化则往往
并非发生在氮原子上。
82
三 成盐
1. 季胺碱的成盐
季胺碱
盐
水
质子与OH- 结合成水
83
三 成盐
2. 含氮杂缩醛Alk的成盐
H
N C
HX
OR
+
N
H
C
X
-
+ H-OR
OH- or HOR
氮杂缩醛衍生物
亚胺盐
醇或水
质子RO-结合成H-OR（醇或水）
84
三 成盐
2. 含氮杂缩醛Alk的成盐
斯米生
亚胺盐
内酯环开裂，质子与COO-结合
85
三 成盐
3. 具有烯胺结构Alk的成盐
烯胺
亚胺盐
Alk质子化多在β碳上，而非氮原子
86
三 成盐
3. 具有烯胺结构Alk的成盐
二氢奥斯冬宁
87
亚胺盐
三 成盐
*稠环桥头N原子不能形成亚胺形式的盐。
88
新士的宁
阿马林碱
有烯胺结构
含氮杂缩醛结构
三 成盐
4. 涉及氮原子跨环效应Alk的成盐
具有酮基的Alk
成盐
N原子孤电子对空间上靠近酮基时，则产生跨环效应
89
三 成盐
4. 涉及氮原子跨环效应Alk的成盐
二甲氧基皮拉菲林
产生跨环效应生成的盐
dimethoxy picraphylline
90
四 沉淀反应
用途：
鉴别——试管、TLC或PPC显色剂；
提取分离——检查是否提取完全。
主要内容： 1.沉淀试剂
2.反应原理
3.反应条件
91
4.结果判断
四 沉淀反应
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）BiI3×KI

碘化汞钾（Mayer试剂）HgI2×2KI
红棕色沉淀
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
92
沉淀
四 沉淀反应
1.沉淀试剂
酸类——硅钨酸(Bertrand试剂)SiO2×12WO3 乳白色
酚酸类——苦味酸(Hager试剂) 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
93
四 沉淀反应
2. 反应原理：生成更大多分子复盐和络盐
NH +
+
生物碱盐
KBiI4
碘化铋钾
+
NH BiI4
+ K
+
红棕色沉淀
NO 2
O 2N
NH+
+
O 2N
NO2
OH
生物碱盐
94
苦味酸
NH+O
NO2
O 2N
黄色沉淀
四 沉淀反应
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）
95
四 沉淀反应
4.结果的判断
（1）鉴别时每种Alk需采用三种以上沉淀试剂；
（沉淀试剂对各种Alk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Alk的存在
阴性结果可判断无Alk存在
氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等 + 沉淀试剂——沉淀
96
五 显色反应
◆Labat反应
5%没食子酸的醇溶液
具有亚甲二氧基结构呈翠绿色
◆Vitali反应
发烟硝酸和苛性碱醇溶液
结构中有苄氢存在则呈阳性反应
深紫—暗红—最后颜色消失
97
本章内容

98
第一节
概述
第二节
化学结构及分类
第三节
理化性质
第四节
提取分离
第五节
波谱特征
一 提取
1. 酸水提取法
（离子交换树脂法、沉淀法）
2. 醇类溶剂提取法
3. 与水不相混溶的有机溶剂提取法
99
1. 酸水提取：冷提法（渗漉法、冷浸法）
酸性水——0.1% ~ 1.0%H2SO4、HCl、HOAc等
生药
H+/H2O
药渣
H+/H2O
OH-
弱碱及杂质
OH-/H2O
亲水性Alk
100
Alk ↓
一 提取
1. 酸水提取法
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
解决方法：
（1）离子交换树脂法
101
（2）沉淀法
一 提取
1. 酸水提取法
（1）离子交换树脂法
RSO3H+ +
强酸型阳离
子交换树脂
Alk
102
NH+
+
RSO 3 NH +
生物碱盐
有机溶
剂提取
OH
+
RSO3 NH 4 +
阳离子交换
树脂的铵盐
H+
NH4OH
N + H2O
游离生物碱
一 提取
适用于碱性
弱的生物碱
1.酸水提取法
（2）沉淀法
①酸提碱沉法
药 材
H+/H2O提取；加碱碱化
沉 淀
H2O
不溶或难溶性Alk
水溶性Alk、杂质
103
一 提取
1.酸水提取法
（2）沉淀法
②盐析法：适用中等弱碱。
黄藤1%H2SO4水溶液
碱化至pH=9；加NaCl达饱和
沉淀
掌叶防已碱
104
H2O
一 提取
1. 酸水提取法
（2）沉淀法
③雷氏铵盐沉淀法
105
适用于季
铵碱
季铵碱的水溶液
加酸水调至弱酸性
加新配制的雷氏铵盐饱和/H2O
沉淀(雷氏复盐)
水溶液
溶丙酮（乙醇）中
加Ag2SO4饱和水溶液
雷氏铵盐沉淀
滤液 (B2SO4)
加入氯化钡（BaCl2）
106
沉 淀
滤 液
硫酸钡沉淀
季铵碱的盐酸盐
2. 醇类溶剂提取法
生 药
醇或酸性醇
醇液
药渣
挥醇；加酸水
沉淀
H+ / H2O
碱性较弱的碱
107
OH-/H2O CHCl3
OH-/H2O
CHCl3
亲水性Alk
Alk
3.与水不相混溶的有机溶剂提取法
生
药
碱化（如NH4OH）（使Alk游离）
渗滤（或浸渍）（如CHCl3等）
残 渣
亲水性Alk
CHCl3
H+/H2O
CHCl3
碱性较弱的Alk
H+/H2O
OH-/H2O
Alk沉淀
108
二 分离
分离原理
溶解性——重结晶法
碱性强弱——pH梯度萃取
色谱法
109
生物碱的分离
二 分离
系统分离
特定分离
多用于基础研究
侧重于生产实用
总 碱
类别
指酸碱性强弱
部位
指极性不同
依据Alk的理化性质
110
单体Alk的分离
二 分离
1.根据Alk及其盐的溶解度不同进行分离
（1）已知成分——查文献选择结晶溶剂
（2）未知成分——色谱方法进行溶剂的选择
2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法
首先考虑的问题：
所选溶剂pH值多少为宜？
萃取几次能完全？
111
萃取溶剂的最佳体积？
二 分离
①缓冲纸色谱
高
pH 低
No.
A+B
112
1
2
3
4
5
6
7
8
CHCl3
二 分离
2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法
（1）确定pH值的方法
选择最佳pH的缓冲溶液进行萃取
高
pH 低
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
B >A
113
A + B
CHCl3
二 分离
2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法
（1）确定pH值的方法
两性化合物的特征
低
C+
114
高
二 分离
2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法
（1）确定pH值的方法
C
低
碱性大小
中
A
115
总碱
高
二 分离
2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法
（1）确定pH值的方法
②利用pKa值来确定pH值
pKa与pH关系：
非解离型
116
解离型
二 分离
2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法
（1）确定pH值的方法
②利用pKa值来确定pH值
游离碱的浓度
盐的浓度
例：某Alk的pKa=8.0，用CHCl3从H2O中萃取，
H2O的pH应调多少？
pH = pKa + 2 = 8 + 2 = 10
117
二 分离
2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法
（2）判断分离的难易程度——萃取次数
118
二 分离
2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法
（2）判断分离的难易程度——萃取次数
β ≥ 100 1次萃取可达90%以上
≥ 10 萃取需10~12次
≈ 2 需1000次以上萃取（CCD法）
≈ 1 不能分离
（3）萃取溶剂的最佳体积－－等体积萃取
119
二 分离
3.色谱法
⑴吸附剂：柱色谱法常用氧化铝（偶用硅胶）；
⑵展开剂：游离Alk常以苯、乙醚、氯仿等溶剂洗脱
⑶化合物极性判断：
①相似结构：双键多、含氧官能团多——则极性大
②在含氧官能团中：
-COOH > Ar-OH > R-OH > -CHO > R=O > -COOR
> R-O-R' > C=C > C-C
120
二 分离
提取分离实例——长春碱与长春新碱
长春碱 R=-CH3
醛基长春碱 R=-CHO
121
长春花全草 (干粉80目)
除水杂
苯渗漉
苯渗漉液
除脂杂
苯 液
药 渣
6%酒石酸水溶液萃取
H+/H2O
除碱性较强的成分
122
pH=4
过滤，氨水碱化至
pH=6~7 CHCl3提
CHCl3
除脂杂
弱碱
回收氯仿，蒸干
溶于无水乙醇
H2SO4调pH=3.8~4.1
Alk沉淀
Alk硫酸盐
除水杂
123
溶于H2O，氨水碱化至
pH=8~9 CHCl3萃取
H2O
CHCl3
H2O
回收氯仿
游离Alk
溶于苯:氯仿(1:2)液中
色谱分离
通过Al2O3吸附柱
用苯:氯仿(1:2)洗脱
长春碱
124
醛基长春碱
本章内容

125
第一节
概述
第二节
化学结构及分类
第三节
理化性质
第四节
提取分离
第五节
波谱特征
一 色谱法
测定理化常数（如：熔点），与文献报道的
数据进行对照，与对照品共薄层，测定其衍生物
的理化数据等。
1.薄层色谱法
2.纸色谱法
126
二 谱学法
紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振
UV——反映分子中所含共轭系统情况；
IR——利用特征吸收峰，鉴定结构中主要官
能团；
NMR——各种技术图谱测定结构；
MS——依据文献，结合主要生物碱类型的
质谱特征进行解析。
127
三 生物碱MS的一般规律
特点：M+或M+-1多为基峰或强峰。
一般观察不到由骨架裂解产生的特征离子。
主要包括两大类：
①芳香体系组成分子的整体或主体结构；
如喹啉类（A)、吖啶酮类、ß－卡波林类(B)等
②具有环系多、分子结构紧密的生物碱；
如苦参碱类、秋水仙碱(C)类等
128
三 生物碱MS的一般规律
2. 主要裂解受氮原子支配
主要裂解方式是以氮原子为中心的α-裂解，且
多涉及骨架的裂解。
特征：基峰或强峰多是含氮的基团或部分。
主要类型生物碱：金鸡宁类、甾体生物碱类
129
三 生物碱MS的一般规律
HO CH
N
金鸡宁
M+, m/z 294
130
+
CH=OH
3
N
+.
+
N
N
+
a, m/z 153
b, m/z 136 (100)
三 生物碱MS的一般规律
3.主要由RDA裂解产生的特征离子
特点：裂解后产生一对强的互补离子，由此可
确定环上取代基的性质和数目。
主要有：四氢原小檗碱类、无N-烷基取代的阿
朴菲类等。
四氢原小檗碱类型的生物碱，主要从Ｃ环裂解，
发生逆Diels-Alder反应(RDA反应)。如：轮环藤酚碱
（cyclanoline）的裂解过程表示如下：
131
三 生物碱MS的一般规律
轮环藤酚碱（cyclanoline）的裂解过程
132
三 生物碱MS的一般规律
4.主要由苄基裂解产生特征离子
特点：同3。即裂解后产生一对强的互补离子
如：苄基四氢异喹啉类、双苄基四氢异喹啉
类等。
如异喹啉类型中的1-苯甲基-四氢异喹啉类型的
生物碱，其在裂解过程中易失去苯甲基，得到以
四氢异喹啉碎片为主的强谱线。
133
三 生物碱MS的一般规律
1-苯甲基-四氢异喹啉类型的生物碱的裂解：
134
The End
135