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(共38张PPT)
第六章 生物碱
Alkaloids
生物碱概述
生物碱的分布
生物碱的分类
生物碱的性质
生物碱的提取和分离
生物碱的结构鉴定
生物碱的提取分离实例
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4
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3
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3
7
第六章 生物碱
1. Hofmann降解反应
最为重要的C-N键裂解反应，必要条件是氮原子的β-位应有质子。
（一）化学方法
季铵碱
非季铵碱
碘甲烷和氧化银进行彻底甲基化
加热分解
双键化合物，胺
六、生物碱的结构鉴定
Hofmann反应每次只能使一个C-N键断裂
六、生物碱的结构鉴定
1）直链化合物
六、生物碱的结构鉴定
2）N原子两价连在环上
六、生物碱的结构鉴定
3） N原子三价均连在环上
六、生物碱的结构鉴定
２. Emde降解反应（无β位H ）
Emde降解改进了Hofmann降解反应，把季胺生物碱的碘化物用Na-Hg齐等还原，是C-N键断裂而降解。
六、生物碱的结构鉴定
六、生物碱的结构鉴定
（二）波谱法 (包括UV，IR，NMR，MS等)
1. UV法
生色团（羰基、双键、苯基和硝基等）在生物碱的整体结构中时，UV可以反映其骨架类型特征。
(1) 生色团在整体结构中
如：
UV(CH3OH)
(4.26)
(4.19)
309 (3.78)
349 (3.81)
400 (3.81)
氧化劳瑞林
六、生物碱的结构鉴定
如：
其他如：吡啶类、吖啶酮类、小檗碱类等。
UV(CH3OH)
230 (3700)
270 (3600)
314 (2750)
UV(CH3OH)
230 (sh)
300-315 (2×sh)
喹啉类
吲哚类
六、生物碱的结构鉴定
(2) 单生色团接在主体结构中：
同类还有麻黄碱、苄基四氢异喹啉类、普罗托品类、吗啡碱类、三尖杉碱类等。
UV(CH3OH)
230
282-289
UV(CH3OH)
230
282-290
阿托品
四氢原小檗碱类
六、生物碱的结构鉴定
(3) 双生色团接在主体结构中，如：
UV(CH3OH)
215
228-235
取代苯-二烯酮
UV(CH3OH)
228-232
278
311-322
取代苯-萘类
前莲碱
二氢血根碱
六、生物碱的结构鉴定
2. IR 法
IR法在生物碱结构测定中作用有限。其中，羰基基团的IR图谱和Bohlmann带吸收峰较为常用。
(1) νC=O ：
νC=O
1661-1658cm-1
六、生物碱的结构鉴定
(2) Bohlmann吸收带
N上的孤对电子与两个邻位C上的H成反式双竖键关系时，在2800-2700cm-1区域出现两个以上νCH峰。
如：
表别育亨烷 3β-H， 20-αH
伪育亨烷 3β-H， 20-βH
别育亨烷 3α-H， 20-αH
正育亨烷 3α-H， 20-βH
正、别育亨烷有Bohlmann吸收峰
六、生物碱的结构鉴定
3. MS 法
此法在生物碱结构测定中多有应用。
(1) 母核稳定或由于取代基或边链裂解产生特征离子。
① 主体或整体由芳香结构组成，如：4－喹酮、吖啶酮、喹啉去氢阿朴菲等类：
[ M - R]+
六、生物碱的结构鉴定
② 取代氨基甾体、秋水仙碱、苦参碱等环系多，分子结构紧密的：
(2) 以N原子为中心的α裂解（涉及骨架裂解）, 生成的含N部分多为基峰或强峰，如金鸡宁、托品、石松碱等类生物碱。
m/e 332(M-15)
m/e 72 (100%)
-CH3
六、生物碱的结构鉴定
①
②
浙贝甲素
m/e 112(100%)
金鸡宁
m/e 153
m/e 136(100%)
六、生物碱的结构鉴定
(3) RDA裂解：
文卡明
RDA
α裂解
m/e 124(100%)
六、生物碱的结构鉴定
(4) 苄基裂解：
多为基峰
六、生物碱的结构鉴定
1H-NMR
提供δ、J值、积分比、裂分图形
判断H的化学环境、个数及空间位置
推测结构的骨架类型和立体构型
提供C的个数，峰值大小
13C-NMR
4. NMR 法
六、生物碱的结构鉴定
表别育亨烷 3β-H， 20-αH
伪育亨烷 3β-H， 20-βH
别育亨烷 3α-H， 20-αH
正育亨烷 3α-H， 20-βH
13C-NMR数据(δ) 3－C 20－C
表别育亨烷 54.3 39.9
伪育亨烷 54.6 34.2
别育亨烷 60.4 36.7
正育亨烷 60.1 41.6
六、生物碱的结构鉴定
龙胆碱的结构修正
最初结构定为:
IR：1719cm-1 有强吸收（六元内酯环）
1634cm-1 有中强吸收（C=C）
1300～1400cm-1无吸收 （说明无CH3）
修正过程：
1. 锌粉还原得吡啶
2. 无旋光性
3. 碱性条件下水解开环（说明有内酯结构）
六、生物碱的结构鉴定
4. 还原后测IR ： 1719cm-1 ， 1300～1400cm-1无吸收，1385cm-1有吸收（形成了甲基）
5. 高锰酸钾氧化得COOH（有双键）
6. 臭氧氧化得一分子RCHO和一分子HCHO (双键上有三个氢)
用1H-NMR验证修正结构是正确的：
δ9.0(s) , 8.0(s) (吡啶环上两个α-H)
δ 5～6 3H （烯氢）
δ 4.3 2H O-CH2
δ 3.0 2H R-CH2
最终修正结构为：
脂环上H
六、生物碱的结构鉴定
HPLC法: 检测波长228nm
TLC法: 香草醛-硫酸显色
MS法: FAB或ESI-MS
1H-NMR法: 高分辨NMR
紫杉醇的分析测定和结构鉴定：
紫杉醇（Taxol)
六、生物碱的结构鉴定
生物碱概述
生物碱的分布
生物碱的分类
生物碱的性质
生物碱的提取和分离
生物碱的结构鉴定
生物碱的提取分离实例
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1
3
3
3
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7
第六章 生物碱
1.延胡索[Corydalis ambigua Gham. et Sch.]中几种生物碱的分离
延胡索粗粉
苯浸液
HCl提取液
滤液
沉淀
放置，过滤
2%HCl提取
10%氨水
湿润,苯浸
七、生物碱提取分离实例
滤液
水层
CHCl3层
CHCl3层
母液
丙素
寅素
CHCl3层
水层
残渣
酚性总碱
甲素
丑素
CHCl3
稀NaOH碱化
CHCl3提
浓缩
3%NaOH提
蒸干
H+,Na2CO3
CHCl3
丙酮
七、生物碱提取分离实例
寅 素
丙素(普托品)
甲 素
丑素
七、生物碱提取分离实例
沉淀
热水部分
乙醚层
残渣
母液
乙素
丁素
热水
氨水碱化
乙醚提取
蒸干
CHCl3,乙醇结晶
乙 素
丁素
七、生物碱提取分离实例
2. 麻黄碱的提取分离
(1).水蒸气蒸馏法
麻黄粗粉
提取液
浓缩液
蒸馏液
母液
沉淀
l-麻黄碱
伪麻黄碱
稀酸提取
减压浓缩
稀碱碱化
水蒸气蒸馏
浓缩析沉淀
后处理
Ca2+,过滤
浓缩析晶
l-麻黄碱
伪麻黄碱
七、生物碱提取分离实例
(2).溶剂萃取法：
麻黄粗粉
渗漉液
水层
乙醚层
粗晶
母液
l-麻黄碱
伪麻黄碱
后处理
浓缩至小体积
加入酸显酸性
析晶，过滤
稀碱中和至pH6
减压浓缩, 稀碱碱化
NaCl饱和,乙醚提取
0.5%HCl渗漉
七、生物碱提取分离实例
3.苦参碱和氧化苦参碱的提取分离
中药苦参是豆科植物苦参（Sophors flavescens Ait）的干燥根，主要含有生物碱，此外还有黄酮类成份。
Matrine(苦参碱) Oxymatrine(氧化苦参碱)
七、生物碱提取分离实例
(1)离子交换法
注意：强酸型阳离子交换树脂，以2N盐酸和2N氢氧化钠及蒸馏水处理后备用。
Sophoranol(苦参醇碱） Sophocarpine (槐根碱）
七、生物碱提取分离实例
苦参粗粉
渗漉液
树脂
溶液
乙醇提取液
氯仿液
残渣
粗碱
丙酮液
氧化苦参碱
0.5% HCl浸，渗漉
通过离子交换树脂
蒸馏水洗，氨水碱化，乙醇回流提取
回收乙醇，加入适量氯仿
除去部分杂质，回收氯仿
丙酮析晶
氧化铝柱层析
苦参粗粉
甲醇液
水溶液
水液部分
CH2Cl2液
残渣
甲醇温浸
回收甲醇
调PH3-4，加水
乙醚洗后浓缩
调PH=13
CH2Cl2提
回收CH2Cl2
(2). 溶剂法
苦参碱可溶于乙醚；
氧化苦参碱难溶于乙醚；
两者得以分离。
七、生物碱提取分离实例
残渣
沉淀
乙醚液
残渣
石油醚提取液
苦参碱
石油醚液
氧化苦参碱
浓缩析晶
石油醚回流
蒸干乙醚
丙酮重结晶
溶于少量氯仿，加乙醚析沉淀
七、生物碱提取分离实例

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