药学医学天然药物化学ppt课件-第九章 生物碱.ppt

? 藻类、水生植物、异养植物中未发现生物碱 菌类植物如麦角菌等少数植物含有生物碱 地衣、苔藓类植物中仅发现少数简单的吲哚类生 物碱 ? 蕨类植物中除简单类型的生物碱如烟碱外，结构 复杂的生物碱则集中分布于小叶型的真蕨如木贼 科、卷柏科、石松科等植物中 一、总生物碱的提取 （二）离子交换树脂法 常用强酸性的阳离子交换树脂，如磺酸型 生药粉末可直接用0.5-1%的硫酸或乙酸液或水 室温下或加热提取，将酸水液与阳离子交换树脂进 行交换，以便与非生物碱成分分离。交换后的树脂 ，先用水冲洗柱，用碱液或10％的氨水碱化后（注 意碱的用量，以有湿润感为指标），再用有机溶剂 （乙醚、氯仿、甲醇）洗脱，回收有机溶剂的总生 物碱。 ※用此法,水溶性生物碱和季胺碱可提出。 一、总生物碱的提取 稀氨水碱化 有机溶剂洗脱（乙醚、氯仿、甲醇） 有机溶剂洗脱液 浓缩 总生物碱 一、总生物碱的提取 氮原子不处在桥头，易发生上述质子化异构，强碱性 氮原子处在桥头；不易发生上述质子化异构，呈双键 的诱导效应，碱性相对较弱 pKa=3.8 pKa=8.2 五、生物碱的化学性质和反应 五、生物碱的化学性质和反应 ③酰胺型：p-?共轭，碱性极弱 极弱碱性 酰胺 胍 强碱性 胡椒碱 秋水仙碱 pKa=1.42 pKa=1.84 氮孤电子对和共轭体系中?电子产生p- ?共轭的立体条件必须是二者的p-电子轴共平面。否则，这种共轭效应减弱或消失，都将使碱性增强。 五、生物碱的化学性质和反应 pKa=4.39 pKa=5.15 pKa=4.81 pKa=2.93 (5)空间效应 生物碱与质子结合表现出碱性。尽管质子的体积较小， 但生物碱氮原子质子化时，仍受到空间效应的影响，使其碱 性增强或减弱。 五、生物碱的化学性质和反应 麻黄碱 伪麻黄碱 pKa=9.56 pKa=9.30 五、生物碱的化学性质和反应 阿替生 异阿替生 19 20 利血平 pKa=12.9 pKa=10.0 pKa=6.07 东莨菪碱 ﹡ 东莨菪碱 莨菪碱 环氧的空间位阻效应 环氧吸电子诱导效应 碱性弱于莨菪碱 山莨菪碱 羟基吸电子诱导效应 ﹡ 山莨菪碱 pKa=7.50 pKa=9.65 (6)分子内氢键 和钩藤碱 异和钩藤碱 生物碱碱性各因素综合的结果，空间效应和诱导效应共存 空间效应主导；诱导效应和共轭效应共存，共轭效应主导 五、生物碱的化学性质和反应 pKa=6.32 pKa=5.20 五、生物碱的化学性质和反应 （二）成盐 绝大多数生物碱可与酸形成盐类。仲胺、叔胺生物碱 成盐时，质子多结合于氮原子上。 去甲乌药碱 HCl OH- 1. 季铵生物碱的成盐 与酸成盐时，质子与OH- 结合成水 通常，盐类遇碱又复成季铵碱 （1）一般形式的季铵碱 但是，以季铵碱、氮杂缩醛、烯胺以及具有氮原子 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。 五、生物碱的化学性质和反应 五、生物碱的化学性质和反应 以亚胺盐形式存在的季铵盐，如小檗碱类和苯菲啶类 等，其在酸碱溶液中存在的形式比较特殊：在酸性溶液中， 以季铵盐的形式为主；在碱水溶液中，则以氮杂缩醛形式 存在。 （2）亚胺盐形式的季铵碱 HCl OH- 小檗碱 酸性中，季铵盐 碱性中，氮杂缩醛 OH- H+ 五、生物碱的化学性质和反应 如：苯菲啶类的血根碱在酸碱溶液中的存在形式 HCl OH- 酸性中，季铵盐 碱性中，氮杂缩醛 血根碱 五、生物碱的化学性质和反应 2. 含氮杂缩醛生物碱的成盐 该类生物碱与酸作用，生成亚胺盐，质子与RO- 结合成醇或水。 HCl 阿替生 盐酸阿替生 OH- 五、生物碱的化学性质和反应 HCl OH- 吲哚类生物碱，斯米生 H+ OH- 螺甾碱型甾体生物碱：一类重要的氮杂缩醛生物碱，遇酸 成盐时，发生下列变化 五、生物碱的化学性质和反应 阿马林： H+ OH- 与酸成盐时，质子不发生在OH上，而发生在N2上。因 N2处于桥头位置，难以形成亚胺盐类 五、生物碱的化学性质和反应 3. 涉及氮原子跨环效应生物碱的成盐 若生物碱分子中氮孤电子对空间上靠近酮基时，则多产 生跨环效应。这类生物碱与酸成盐时，质子化发生在酮基上， 且伴随着C—N键的形成。 H+ OH- A B 如：普罗托品类生物碱和二甲氧基皮拉菲林，有跨环效应 五、生物碱的化学性质和反应 H+ OH- 二甲氧基皮拉菲林 H