1、 第九章 生物碱alkaloids 知识目标：知识目标：1 掌握生物碱的理化性质，重点是生物碱 的碱性及影响碱性的结构因素。2 掌握生物碱的提取和分离方法。3熟悉生物碱 的结构类型及结构鉴定。4了解生物碱的含义、分布及存在形式。本本 章章 内内 容容概概 述述 基本知识基本知识 同步测定同步测定 本章小结本章小结 应用实例应用实例 实训项目实训项目 概概 述述 u生物碱的定义生物碱的定义 ：一类含氮的有机化合物；一类含氮的有机化合物；多数具有较复杂的环状结构且氮原子在杂环内；多数具有较复杂的环状结构且氮原子在杂环内；多数具有碱性且能和酸结合生成盐；多数具有碱性且能和酸结合生成盐；多数有较强的生
2、理活性。多数有较强的生理活性。u 分布：分布：主要存在于植物界，主要存在于植物界， 如：茄科、防己科、罂如：茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等植物中。粟科、毛茛科等植物中。概概 述述 u存在形式存在形式 ：1.游离碱游离碱 ：碱性极弱，以游离碱的形式存在：碱性极弱，以游离碱的形式存在2.成成 盐盐 ：有机酸（柠檬酸、酒石酸）：有机酸（柠檬酸、酒石酸）无机酸（硫酸、盐酸等）无机酸（硫酸、盐酸等）3.苷苷 类类 ：以苷的形式存在于植物中：以苷的形式存在于植物中4.酰胺类酰胺类 ：如秋水仙碱、喜树碱：如秋水仙碱、喜树碱5.N-氧化物氧化物 ：植物体中的氮氧化物约一百余种：植物体中的氮氧化物约一百余种概概
3、 述述 基本知识基本知识结结 构构理化性质理化性质提提 取取分分 离离鉴鉴 定定结结 构构 生生物物碱碱有机胺类生物碱有机胺类生物碱吡啶类生物碱吡啶类生物碱莨菪烷类生物碱莨菪烷类生物碱异喹啉类生物碱异喹啉类生物碱吲哚类生物碱吲哚类生物碱其他类生物碱其他类生物碱麻黄碱（麻黄碱（ ephedrine）结结 构构 一叶萩碱一叶萩碱 （ securinine） 结结 构构 小檗碱（小檗碱（ berberine）结结 构构 NCH3OHOHO吗啡（吗啡（ morphine）结结 构构 结结 构构 野百合碱（野百合碱（ monocrotaline）理化性质理化性质性性 状状 碱碱 性性旋旋 光光 性性溶溶
4、 解解 性性 显色反应显色反应沉淀反应沉淀反应理化性质理化性质 性性 状状（ 1）形态）形态 NNHNNMe NMeCOOCH3毒藜碱毒藜碱 菸碱菸碱 槟榔碱槟榔碱多为结晶固体，少为粉末；有熔点。多为结晶固体，少为粉末；有熔点。少数常温下为液体少数常温下为液体性性 状状（ 2）颜色）颜色 多为无色或白色，少数有色。多为无色或白色，少数有色。NOOOMeOMeNOOOMeOMeZnH2SO4+小檗碱小檗碱（黄色）（黄色）四氢小檗碱四氢小檗碱（无色）（无色）理化性质理化性质 性性 状状一叶萩碱成盐后则无色。一叶萩碱成盐后则无色。NOO一叶萩碱一叶萩碱（黄色）（黄色）理化性质理化性质 性性 状状（
5、3）味觉）味觉多具苦味。多具苦味。（ 4）挥发性）挥发性多无挥发性，少数具挥发性。多无挥发性，少数具挥发性。理化性质理化性质 旋旋 光光 性性多为左旋光性。多为左旋光性。有的产生变旋现象。有的产生变旋现象。如：菸碱如：菸碱中性溶液中性溶液 左旋光性左旋光性酸性溶液酸性溶液 右旋光性右旋光性多数左旋体呈显著生理活性。多数左旋体呈显著生理活性。理化性质理化性质 (1)游离碱游离碱类别类别 极性极性 溶解性溶解性 H2O CHCl3 H+ OH-叔胺碱叔胺碱 较弱较弱 脂溶性脂溶性 + + 季铵碱季铵碱 强强 水溶性水溶性 + + +两性两性 : Ar-OH 较弱较弱 脂溶性脂溶性 + + +-CO
6、OH 强强 水溶性水溶性 + + +生物碱盐生物碱盐 强强 水溶性水溶性 + + + 溶溶 解解 性性 理化性质理化性质 (2)成盐生物碱成盐生物碱多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂。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。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。与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好。溶溶 解解 性性 理化性质理化性质 碱碱 性性N: N:H+ H+生物碱生物碱 生物碱盐生物碱盐BH H3O+ B + KaB H3OBH +（ 1）碱性的产生及其强度的表示方法）碱性的产生及其强
7、度的表示方法重点内容重点内容 碱碱 性性pKa=pKw pKb=14 pKbpKa 2 7 7 12 12弱碱性弱碱性 中强碱性中强碱性 强碱性强碱性胍基季铵碱胍基季铵碱 N-烷杂环脂肪胺芳胺烷杂环脂肪胺芳胺N-芳杂环酰胺基芳杂环酰胺基 吡咯吡咯 理化性质理化性质 碱碱 性性（ 2）碱性强弱与分子结构的关系）碱性强弱与分子结构的关系 氮原子的杂化方式氮原子的杂化方式N N C C NSP3 ( ) SP 2 ( ) SP ( )pKa 10 5 6 0 1N NH吡啶吡啶 胡椒啶胡椒啶pKa=5.2(SP2) pKa=11.2(SP3) 理化性质理化性质 碱碱 性性 诱导效应诱导效应 N原子连
8、接供电基团则使碱性增强。原子连接供电基团则使碱性增强。NH3 Me NH2 NH MeMe Me N MeMe仲胺仲胺 叔胺叔胺伯胺伯胺胺胺pKa 9.75 10.64 10.70 9.74理化性质理化性质 碱碱 性性 诱导效应诱导效应 N原子连接吸电基团则使碱性减弱。原子连接吸电基团则使碱性减弱。苯异丙胺苯异丙胺 去甲麻黄碱去甲麻黄碱pKa 9.8 9.0理化性质理化性质 碱碱 性性 共轭效应共轭效应 OONONNONNMeMeOMe胡椒碱胡椒碱（ pKa=1.42）咖啡因咖啡因（ pKa=1.22）N C OR酰胺结构酰胺结构氮原子孤电子对处于氮原子孤电子对处于 P共轭体系时，共轭体系时， 碱性减弱。碱性减弱。理化性质理化性质 碱碱 性性 分子内氢键分子内氢键 若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。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）（指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）C CHOHHCH3NHCH3C COHHCH3HNHCH3麻黄碱麻黄碱 伪麻黄碱伪麻黄碱理化性质理化性质 碱碱 性性 分子内氢键分子内氢键 OHNHMeH2MeHH1H1OHNHMeH2MeH+伪麻黄碱伪麻黄碱pKa=9.74麻黄碱麻黄碱pKa=9.58理化性质理化性质
