喹啉酸萜类生物碱的特性_生物碱的结构类型
发布时间： 2022-01-13 浏览量：935
生物碱 生物碱（）是自然界中存在的一类含氮有机化合物（一般指植物，但也有一些存在于动物中）。它具有类碱的性质，因此过去也被称为伪生物碱。大部分生物碱具有复杂的环结构，氮主要包含在环中，并具有旋光性。但生物碱也有一些例外。例如麻黄碱是一种有机胺衍生物，氮原子不在环内；咖啡因虽然是含氮杂环衍生物，但其碱性很弱，或基本无碱性；秋水仙碱几乎完全没有碱性，氮原子也不在环中......等等。由于它们都是来源于植物的含氮有机化合物，具有明显的生物活性，它们仍然包含在生物碱的范围内。而一些天然的含氮有机化合物，如某些维生素、氨基酸、多肽等，习惯上不归类为“生物碱”，因此“生物碱”一词还没有一个严格准确的定义。已知的生物碱种类很多，2000多种，有些结构式还没有完全确定。它们结构较复杂，可分为59种。随着新生物碱的发现，分类将被更新。由于生物碱种类繁多，结构式各异，其性质也各不相同。但生物碱都是性质相似的含氮有机化合物，如：1）形态：生物碱大多为结晶固体；有些是无定形粉末；有些在室温下是液体，如尼古丁（ ）、铁杉（ ）等。
2) 颜色：一般无色。只有少数有颜色，如小碱（ ）、木兰（ ）、蛇纹石（ ）等都是黄色的。3）味道：无论生物碱本身还是其盐类，很多都有苦味，有的极其苦辣，有的刺激嘴唇和舌头。4）酸碱反应：大部分是碱性的。但也有中性反应，如秋水仙碱；酸反应，例如茶碱和可可碱；和两性反应，如吗啡 () 和槟榔碱 ()。5）溶解性：大多数生物碱几乎不溶于水或难溶于水。易溶于氯仿、乙醚、醇、丙酮、苯等有机溶剂。也可溶于稀酸水溶液中形成盐。生物碱的盐类大多溶于水。但也有很多例外，如麻黄碱()可溶于水，也可溶于有机溶剂。又如尼古丁、麦角新碱()等在水中也有较大的溶解度。6）旋光性：大多数生物碱含有不对称碳原子并且具有旋光性，其中大部分是左旋的。分子中没有不对称碳原子的生物碱只有少数，如破因（），没有旋光性。还有少数生物碱，如尼古丁、黄连碱等，在中性溶液中为左旋，在酸性溶液中为右旋。7）挥发性：大多数生物碱在常压下不挥发。在水中也有较大的溶解度。6）旋光性：大多数生物碱含有不对称碳原子并且具有旋光性，其中大部分是左旋的。分子中没有不对称碳原子的生物碱只有少数喹啉酸，如破因（），没有旋光性。还有少数生物碱，如尼古丁、黄连碱等，在中性溶液中为左旋，在酸性溶液中为右旋。7）挥发性：大多数生物碱在常压下不挥发。在水中也有较大的溶解度。6）旋光性：大多数生物碱含有不对称碳原子并且具有旋光性，其中大部分是左旋的。分子中没有不对称碳原子的生物碱只有少数，如破因（），没有旋光性。还有少数生物碱，如尼古丁、黄连碱等，在中性溶液中为左旋，在酸性溶液中为右旋。7）挥发性：大多数生物碱在常压下不挥发。还有少数生物碱，如尼古丁、黄连碱等，在中性溶液中为左旋，在酸性溶液中为右旋。7）挥发性：大多数生物碱在常压下不挥发。还有少数生物碱，如尼古丁、黄连碱等，在中性溶液中为左旋，在酸性溶液中为右旋。7）挥发性：大多数生物碱在常压下不挥发。
直接加热先熔化后分解；它也可能同时熔化和分解。由于加热，升华仅在高真空下发生。但也有一些例外，如麻黄碱，在大气压下也易挥发；咖啡因在大气压下被加热到 180 度。C以上，即升华不分解。生物碱主要用于医疗和研究。少数品种用于分析[如白鹿新()测定硝酸盐]或作为对照样品。生物碱一般性质稳定，除避光外不需要特殊储存。1. 什么是生物碱？它在植物界的分布规律和在植物中的存在形式是怎样的？生物碱是指来源于生物界（主要是植物）的一类含氮有机化合物。大多数生物碱分子具有较复杂的环状结构，环状结构中的氮原子多呈碱性，一般具有生物活性。但有些生物碱并不完全符合上述生物碱的含义，如麻黄碱的氮原子不在环内，咖啡不呈碱性等等。分布规律：(1）生物碱绝大多数分布于高等植物，尤其是双子叶植物，如毛茛科、罂粟科、方池科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆科、小檗科等。(2）很少有生物碱分布在低等植物中。存在形式：有机酸盐、无机酸盐、游离态、酯、甙等。 2、生物碱的常见结构类型有：哪一种？这部分内容需要结合以下重点中药（如麻黄、黄连、养金花、苦参、汉方吉、士的宁、乌头等）中所含生物碱的结构类型来掌握。存在形式：有机酸盐、无机酸盐、游离态、酯、甙等。 2、生物碱的常见结构类型有：哪一种？这部分内容需要结合以下重点中药（如麻黄、黄连、养金花、苦参、汉方吉、士的宁、乌头等）中所含生物碱的结构类型来掌握。
重要的类型包括： 吡啶类：主要是喹诺西啶类（苦参中的生物碱，如苦参碱）。东莨菪碱：石斛中所含的生物碱，如莨菪碱。异喹啉类：主要是苄基异喹啉类（如罂粟碱）、双苄基异喹啉类（防己中所含的生物碱，如汉防己碱）、原小檗碱类（含黄连）生物碱类（如黄连素）和吗啡类（如吗啡、可待因）。吲哚类：主要是色胺吲哚（如吴茱萸）、单萜吲哚（士的宁中所含的生物碱，如士的宁）、二聚吲哚（如长春碱、长春新碱）。萜类：乌头中所含的生物碱（如乌头碱）和紫杉醇。类固醇：贝母 有机胺类：麻黄中所含的生物碱，如麻黄碱和伪麻黄碱。3. 生物碱的物理性质是什么？这部分内容需要重点掌握一些生物碱的特殊物理性质，主要包括：液体生物碱：尼古丁、槟榔碱、喹啉。挥发性生物碱：麻黄碱、伪麻黄碱。升华生物碱：咖啡因 甜生物碱：甜菜碱 有色生物碱：小檗碱、蛇纹石、小檗碱。此外，需要注意的是，生物碱的旋光活性受溶剂、pH值、生物碱存在状态等多种因素的影响。同时，生物碱的旋光活性影响其生理活性，通常左旋的生理活性强于右旋。10. 槐属生物碱的结构类型有哪些？它的理化性质和提取分离方法有哪些？(1）结构型苦参中所含的生物碱主要为苦参碱和氧化苦参碱。此外，还含有羟基苦参碱、N-甲基染料木黄酮、阿那吉兰、巴普林和脱氢苦参碱(苦参碱)等。
这些生物碱属于喹啉衍生物。分子中有两个氮原子，一个是叔胺氮，一个是酰胺氮。(2）理化性质碱性：苦参中的生物碱有两个氮原子。一个是叔胺氮(N-1），呈碱性；另一个是酰胺氮(N-)- 16），几乎不呈碱性，只相当于一元生物碱。苦参碱和氧化苦参碱的碱性更强。溶解性：苦参碱具有特殊的溶解性，不同于一般的叔胺碱，它既溶于水，又溶于水和氧化苦参碱。氧化苦参碱是苦参碱的氮氧化物，具有半极性配位键，亲水性比苦参碱强，易溶于水，不溶于乙醚，但溶于氯仿。极性：苦参碱的极性顺序为：氧化苦参碱>羟基苦参碱>苦参碱（3）提取分离苦参用稀酸水渗滤，酸水提取液通过强酸性阳离子交换树脂提取总生物碱。用于苦参碱和氧化苦参碱的分离，两者在乙醚中的用途 11.麻黄生物碱的结构类型有哪些？它们的理化性质、鉴别反应和提取分离方法是什么？(1）结构类型麻黄含有多种生物碱，以麻黄碱和伪麻黄碱为主，其次是甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱。麻黄碱分子中的氮源都在侧链上，属于有机胺类生物碱。麻黄碱和伪麻黄碱是仲胺衍生物，互为立体异构体，它们的结构差异在于Cl的构型。
如草酸麻黄碱不溶于水，而草酸伪麻黄碱易溶于水；盐酸麻黄碱不溶于氯仿，盐酸伪麻黄碱溶于氯仿。(3）鉴别反应麻黄碱和伪麻黄碱不能与大多数生物碱沉淀试剂反应，但可以通过以下反应鉴别：二硫化碳-硫酸铜反应属于仲胺麻黄碱和伪麻黄碱，产生棕色沉淀。属于叔胺胺甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱与属于伯胺去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱不发生反应。铜络盐与麻黄碱反应。在麻黄碱和伪麻黄碱的水溶液中加入硫酸铜和氢氧化钠，溶液是蓝紫色的。（4）萃取分离溶剂法：利用麻黄碱和伪麻黄碱均溶于水和亲油性有机溶剂的性质，而草酸麻黄碱小于草酸伪麻黄碱的水溶性差异，使两者能该方法是麻黄麻黄用水提取，水提取液碱化后，用甲苯提取，甲苯提取液流过草酸溶液，碱式草酸盐难溶于水结晶析出，而残留草酸伪麻黄碱在母液中。并且草酸麻黄碱的水溶性差小于草酸伪麻黄碱，使两者可以分离。方法是麻黄麻黄用水提取，水提取液碱化后，用甲苯提取，甲苯提取液流过草酸溶液。碱金属草酸盐不易溶于水并结晶出来，而伪麻黄碱草酸盐则留在母液中。并且草酸麻黄碱的水溶性差小于草酸伪麻黄碱，使两者可以分离。方法是麻黄麻黄用水提取，水提取液碱化后，用甲苯提取，甲苯提取液流过草酸溶液。碱金属草酸盐不易溶于水并结晶出来，而伪麻黄碱草酸盐则留在母液中。
水蒸气蒸馏：麻黄碱和伪麻黄碱呈游离态易挥发，可通过水蒸气蒸馏法从麻黄中提取。离子交换树脂法：可将生物碱盐交换到强酸性阳离子交换树脂柱上，麻黄碱的碱性比伪麻黄碱弱，先从树脂柱上洗脱下来，使两者分离。生物碱类药物（重点鉴别，N的位置，有什么电效应） 苄胺类（盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱）氮原子在侧链，碱性比一般生物碱强，容易形成与酸成盐。托烷类（硫酸阿托品和氢溴酸山莨菪碱） 阿托品和山莨菪碱由托烷衍生的醇（东莨菪碱）和东莨菪酸缩合而成，具有酯结构。分子结构中，氮原子位于五元酯环上，所以碱性也强，易与酸形成盐。喹啉类（硫酸奎宁和硫酸奎尼丁） 奎宁和奎尼丁是喹啉衍生物，其结构分为喹啉环和喹啉碱基两部分，各含一个氮原子，喹啉环含芳族氮，碱性弱；喹啉碱略带脂环氮，碱性强。异喹啉（吗啡盐酸盐和磷酸可待因） 吗啡分子含有酚羟基和叔胺基，所以它们是两性化合物，但碱性稍强；可待因分子没有酚羟基，只有叔氨基存在基团，比吗啡碱性。吲哚（硝酸士的宁和利血平）士的宁和利血平分子含有两个具有不同基本强度的氮原子。N1在脂肪族碳链上，碱度比N2强。硝酸碱与一分子硝酸形成盐。黄嘌呤（咖啡因和茶碱） 咖啡因和茶碱的分子结构中含有四个和氮原子，但受邻位羰基吸电子的影响，碱性较弱，不易与酸结合形成一种盐，其游离碱可药用。可待因分子没有酚羟基，只有叔氨基存在基团，比吗啡碱性。吲哚（硝酸士的宁和利血平）士的宁和利血平分子含有两个具有不同基本强度的氮原子。N1在脂肪族碳链上，碱度比N2强。硝酸碱与一分子硝酸形成盐。黄嘌呤（咖啡因和茶碱） 咖啡因和茶碱的分子结构中含有四个和氮原子，但受邻位羰基吸电子的影响，碱性较弱，不易与酸结合形成一种盐，其游离碱可药用。可待因分子没有酚羟基，只有叔氨基存在基团，比吗啡碱性。吲哚（硝酸士的宁和利血平）士的宁和利血平分子含有两个具有不同基本强度的氮原子。N1在脂肪族碳链上，碱度比N2强。硝酸碱与一分子硝酸形成盐。黄嘌呤（咖啡因和茶碱） 咖啡因和茶碱的分子结构中含有四个和氮原子，但受邻位羰基吸电子的影响，碱性较弱，不易与酸结合形成一种盐，其游离碱可药用。吲哚（硝酸士的宁和利血平）士的宁和利血平分子含有两个具有不同基本强度的氮原子。N1在脂肪族碳链上，碱度比N2强。硝酸碱与一分子硝酸形成盐。黄嘌呤（咖啡因和茶碱） 咖啡因和茶碱的分子结构中含有四个和氮原子，但受邻位羰基吸电子的影响，碱性较弱，不易与酸结合形成一种盐，其游离碱可药用。吲哚（硝酸士的宁和利血平）士的宁和利血平分子含有两个具有不同基本强度的氮原子。N1在脂肪族碳链上，碱度比N2强。硝酸碱与一分子硝酸形成盐。黄嘌呤（咖啡因和茶碱） 咖啡因和茶碱的分子结构中含有四个和氮原子，但受邻位羰基吸电子的影响，碱性较弱，不易与酸结合形成一种盐，其游离碱可药用。
辨别测试：特征辨别反应。1.缩二脲反应是芳香环侧链具有氨基醇结构的特征性反应。盐酸麻黄碱和伪麻黄碱在碱性溶液中与硫酸铜反应，Cu2+与仲胺基形成紫红色配位化合物，加入乙醚后，无水铜配位化合物及其铜配位化合物与2个结晶水进入醚层，呈紫红色，与4个结晶水的铜络合物溶解在水层中变成蓝色。2.该反应是托烷类生物碱的特征性反应。硫酸阿托品与氢溴酸山莨菪碱等托烷类药物反应呈东莨菪酸结构，与发烟硝酸共热，得到黄色三硝基（或二硝基）衍生物。冷却后，加酒精配成少许氢氧化钾，即呈深紫色。3.绿奎宁反应是含氧喹啉（喹啉环上的氧）衍生物的特征反应。硫酸奎宁和硫酸奎尼丁均显示绿色奎宁反应。加入稍微过量的溴水或氯水，然后加入过量的氨溶液，呈翠绿色。4.该反应是吗啡生物碱的特征。取盐酸吗啡，加入甲醛试液，即呈紫罗兰色。灵敏度为0.05μg。5.反应是吗啡生物碱的特征。盐酸吗啡加钼硫酸试液0.5ml，它变成紫色，然后变成蓝色，最后变成棕绿色。灵敏度为0.05μg。6.官能团反应是吲哚生物碱的特征性反应。利血平结构中吲哚环上的β位氢原子较活泼，能与芳香醛缩合显色。与香草醛发生反应。
利血平与香草醛试液反应，呈玫瑰红色。与对二甲氨基苯甲醛反应。利血平加入对二氨基苯甲醛、冰醋酸和硫酸，呈绿色，再加入冰醋酸，变为红色。7.紫尿酸反应是黄嘌呤生物碱的特征性反应。在咖啡因和茶碱中加入盐酸和氯酸钾，水浴蒸发至干，在氨气存在下生成四甲基紫尿酸铵，呈紫色。加入氢氧化钠试液，紫色消失。8.还原反应是盐酸吗啡和磷酸可待因之间的微分反应。吗啡弱还原。本品水溶液中加入稀铁氰化钾试液，将吗啡氧化成假吗啡，铁氰化钾还原成亚铁氰化钾，再与试液中的氯化铁反应生成普鲁士蓝。可待因没有还原性，不能还原铁氰化钾，所以反应是吗啡和磷酸可待因的差动反应。特殊杂质检查：利用药物和杂质的物理性质差异。硫酸奎宁中“氯仿-乙醇中不溶物”的检查盐酸吗啡中“其他生物碱”的检查光学活性差异：硫酸阿托品中“东莨菪碱”检查的光学选择性吸收差异：裂解 在生产或储存过程中喹啉酸，遇光和好氧易被氧化变质，氧化产物发出荧光。因此，规定测试样品应在紫外光（365nm）下进行检查，不得观察到明显的荧光。吸附特性的差异：在硫酸奎宁的制备过程中可能存在“其他金鸡纳”。利用吸附特性的差异，用硅胶G薄层进行检查。指定的限制是 0.5%。利用药物和杂质以及化学性质的差异。规定试样应在紫外光（365nm）下检查，不得有明显荧光。吸附特性的差异：在硫酸奎宁的制备过程中可能存在“其他金鸡纳”。利用吸附特性的差异，用硅胶G薄层进行检查。指定的限制是 0.5%。利用药物和杂质以及化学性质的差异。规定试样应在紫外光（365nm）下检查，不得有明显荧光。吸附特性的差异：在硫酸奎宁的制备过程中可能存在“其他金鸡纳”。利用吸附特性的差异，用硅胶G薄层进行检查。指定的限制是 0.5%。利用药物和杂质以及化学性质的差异。
与某些试剂反应生成沉淀的硫酸阿托品，在制备过程中可能会带来杂质（如东莨菪碱、颠茄碱），因此需要检查“其他生物碱”。利用其他生物碱比阿托品弱的性质，取试样的盐酸水溶液，加氨试液，立即解离，产生浑浊。规定0.25g药物不得混浊。与某些试剂发生显色反应 ① 盐酸吗啡中阿扑吗啡的检测 ② 盐酸吗啡中罂粟碱的检测 ③ 磷酸可待因中吗啡的检测 ④ 硝酸士的宁中士的宁的检测 含量测定 非水滴定法：生物碱类药物一般呈弱碱性，通常可用高氯酸滴定液在冰醋酸或醋酸酐等酸性溶液中直接滴定，终点可用指示剂或电位法测定。(1)卤化氢的滴定 滴定生物碱的卤化氢时，一般将醋酸汞的冰醋酸溶液预先加入冰醋酸中，使氢卤酸生成在冰醋酸中难以解离的卤化汞。消除氢卤酸对滴定反应的不利影响。醋酸汞加入量不足时，会影响滴定终点，使结果偏低。(2)硫酸盐的测定硫酸是一种二元酸，在水溶液中能完成二次电离生成SO42-，但在冰醋酸介质中只能解离成HSO4-，不发生二次解离。因此，硫酸生物碱只能在冰醋酸介质中滴定为硫酸氢生物碱。硫酸阿托品含量的测定。溶剂：冰醋酸和醋酸酐，指示剂：结晶紫，滴定剂：高氯酸。
直到溶液呈纯蓝色。硫酸奎宁含量的测定。1摩尔硫酸奎宁消耗3摩尔高氯酸。硫酸奎宁片含量的测定。硫酸奎宁被强碱溶液碱化，生成奎宁游离碱，与高氯酸反应，所以1摩尔硫酸奎宁可消耗4摩尔高氯酸。(3)硝酸盐的测定：硝酸虽然是冰醋酸中的弱酸，但具有氧化性，可以改变指示剂的颜色。当采用非水滴定法测定硝酸生物碱时，一般不采用电位法。表示终点。如硝酸士的宁。⑷ 磷酸盐的测定：冰醋酸介质中磷酸的酸性很弱，不影响滴定反应定量完成，可按常规方法测定。磷酸可待因。提取和中和法 提取和中和法是根据生物碱盐类易溶于水，生物碱类不溶于水的特点，用有机溶剂提取后即可测定。碱化、萃取、滴定。按下列方法处理后测定： ①将有机溶剂蒸干，残渣中加入定量过量的酸滴定溶液溶解，剩余的酸用碱滴定溶液滴加；若生物碱易挥发或分解，应在蒸发至近干时，先加入酸滴定溶液“固定”生物碱，然后继续加热除去残留的有机溶剂，待其冷却完成滴定。② 将有机溶剂蒸干，残渣中加入少量中性乙醇溶解，直接用酸性滴定剂滴定。③ 有机溶剂不要蒸发，直接加入定量过量的酸滴定溶液，摇匀，将生物碱转移到酸溶液中，将酸溶液分离后放入另一个锥形瓶中，然后加水至有机溶剂层。摇动萃取，将水提液与酸液混合，最后用碱性滴定液反滴定。残渣中加入少量中性乙醇溶解，直接用酸性滴定剂滴定。③ 有机溶剂不要蒸发，直接加入定量过量的酸滴定溶液，摇匀，将生物碱转移到酸溶液中，将酸溶液分离后放入另一个锥形瓶中，然后加水至有机溶剂层。摇动萃取，将水提液与酸液混合，最后用碱性滴定液反滴定。残渣中加入少量中性乙醇溶解，直接用酸性滴定剂滴定。③ 有机溶剂不要蒸发，直接加入定量过量的酸滴定溶液，摇匀，将生物碱转移到酸溶液中，将酸溶液分离后放入另一个锥形瓶中，然后加水至有机溶剂层。摇动萃取，将水提液与酸液混合，最后用碱性滴定液反滴定。然后在有机溶剂层中加水。摇动萃取，将水提液与酸液混合，最后用碱性滴定液反滴定。然后在有机溶剂层中加水。摇动萃取，将水提液与酸液混合，最后用碱性滴定液反滴定。
测定条件的选择可以使不含生物碱的碱化试剂包括氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钙和氧化镁。但强碱不适合释放下列生物碱： ①阿托品、利血平等含有酯结构的药物与强碱接触易分解。②含有酚类结构的药物，如吗啡，可与强碱形成酚盐，溶于水，难于被有机溶剂萃取。③含脂肪共存的药物，当脂肪物质与生物碱共存时，碱化后易发生乳化，导致提取不完全。编辑条目