第八节 生物碱
一、生物碱的分类与典型化合物
1.有机胺类:麻黄碱、秋水仙碱。
2.吡啶衍生物:简单吡啶类生物碱如烟碱;喹诺里西啶类生物碱如苦参碱、氧化苦参碱。
3.莨菪烷(颠茄烷类)衍生物:如阿托品、东莨菪碱、莨菪碱。
4.异喹啉衍生物:如存在于黄连、黄柏、三棵针中,具有抗菌作用的小檗碱,防己中的汉防己甲素、乙素,具有强镇痛作用的吗啡碱,可待因。其中汉防己乙素、吗啡碱有酚羟基,又属于酚性生物碱。
5.其他类:吡咯类生物碱,如党参中党参碱;吲哚生物碱,如麦角新碱、毒扁豆碱;喹啉衍生物,如喜树碱(抗肿瘤);萜类生物碱,如乌头中乌头碱;甾体类生物碱,如贝母中的贝母碱。
二、理化性质
1.性状 极少数呈液态,如烟碱、槟榔碱。
2.生物碱的旋光性 多数生物碱具有旋光性,且多呈左旋。
3.生物碱的碱性(1)碱性的来源:生物碱分子中含有氮原子,氮原子上有一孤对电子,能接受质子,因而表现出碱性。(2)碱性的表示方式:生物碱的强弱用pKa表示,pKa越大,碱性越强。Ka是指碱的共轭酸(即生物碱盐)的解离常数。
碱性强弱 | pKa值 |
强碱 | pKa>12,如胍类、季铵碱类 |
中强碱 | pKa7~12,如脂胺类、脂氮杂环类 |
弱碱 | pKa2~7,如芳胺类、六元芳氮杂环类 |
近中性碱(极弱碱) | pKa<2,如酰胺类、五元芳香氮杂环类 |
4.溶解性(1)亲脂性生物碱的溶解性:易溶于极性小的有机溶剂如氯仿、乙醚、乙酸乙酯等,难溶于水,多数脂溶性生物碱在氯仿(氢键效应)中的溶解度均较大。(2)水溶性生物碱:季铵碱如小檗碱,氧化苦参碱(N→O),分子量较小而极性又较大的生物碱如麻黄碱等易溶于水。(3)特殊官能团生物碱:含有酚羟基的吗啡除了溶于酸水外,还可溶于氢氧化钠溶液。(4)生物碱盐:生物碱盐一般能溶于水。多数生物碱及其盐在极性大的溶剂,如甲醇、乙醇、丙酮中一般都能溶解。一般生物碱无机酸盐的水溶性大于有机酸盐。
5.沉淀反应(1)生物碱沉淀试剂:最常用碘化铋钾试剂(Dragendoff试剂),产生橘红色沉淀。(2)沉淀反应的条件:生物碱沉淀反应是在酸水溶液中进行的。
三、提取分离
1.总生物碱的提取方法及特点
酸水提取法 | 1%~5%的硫酸、盐酸或醋酸 | 使生物碱成盐而溶于水 |
醇类溶剂提取法 | 常用甲醇或乙醇 | 渗漉法、浸渍法、回流法、连续回流法 |
亲脂性有机溶剂提取法 | 氯仿等亲脂性有机溶剂 | 采用回流法、连续回流法提取 |
2.生物碱的分离方法及应用
(1)利用生物碱的碱性差异:pH梯度萃取法。
(2)利用生物碱及其盐的溶解度差异:常采用溶剂萃取法、沉淀法。
(3)利用生物碱的特殊官能团进行分离:如吗啡碱具有酚羟基能溶于氢氧化钠溶液,借此可与可待因分离。带羧基的生物碱还具有较强的酸性,可用碳酸氢钠水溶液将其从氯仿溶液中萃取出来。
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