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天然药物化学-第9章生物碱-1026完美修正版之令狐文艳创作

第九章生物碱

令狐文艳

【单项选择题】

1.生物碱不具有的特点是(C)

A. 分子中含N原子

B. 具有碱性

C. 分子中多有苯环

D. 显著而特殊的生物活性

E. N原子多在环内

2. 生物碱碱性最强的是( D )

A. 伯胺生物碱

B. 叔胺生物碱

C. 仲胺生物碱

D. 季铵生物碱

E. 酰胺生物碱3. 生物碱酸水提取液处理常用的方法是(B )

A. 阴离子交换树脂

B. 阳离子交换树脂

C.硅胶柱色谱吸附

D. 大孔树脂吸附

E. 氧化铝柱色谱吸附

4.碱性不同生物碱混合物的分离可选用( C )

A. 简单萃取法

B. 酸提取碱沉淀法

C. pH 梯度萃取法

D. 有机溶剂回流法

E. 分馏法

5. 生物碱沉淀反应的条件是( A )

A. 酸性水溶液

B. 碱性水溶液

C. 中性水溶液

D. 盐水溶液

E. 醇水溶液

6. 下列生物碱碱性最强的是( A )

A. 莨菪碱

B. 东莨菪碱

C. 山莨菪碱

D. N-去甲基莨菪碱

E. 樟柳碱

7.溶解游离亲脂性生物碱的最好溶剂为(D )

A. 水

B. 甲醇

C. 正丁醇

D. 氯仿

E. 苯

8.游离麻黄碱所具有的性质是( B )

A. 黄色

B. 挥发性

C. 与雷氏铵盐沉淀

D. 发泡性

E. 溶血性

9.从苦参总碱中分离苦参碱和氧化苦参碱是利用二者( E )

A. 在水中溶解度不同

B. 在乙醇中溶解度不同

C. 在氯仿中溶解度不同

D. 在苯中溶解度不同

E. 在乙醚中溶解度不同

10. 可分离季铵碱的生物碱沉淀试剂是

( D )

A. 碘化汞钾

B. 碘化铋钾

C. 硅钨酸

D. 雷氏铵盐

E. 碘-碘化钾

11. 可外消旋化成阿托品的是( B )

A. 樟柳碱

B. 莨菪碱

C. 东莨菪碱

D. 山莨菪碱

E. 去甲莨菪碱

12.生物碱的含义哪项是错误的(C )

A.自然界一类含氮有机物 B.多具有杂环结构 C.都显示碱性

D.大多与酸成盐 E.多具有生物活性13.若将中药中所含生物碱盐和游离生物碱都提取出来,应选用的溶剂是( B )

A.水B.乙醇C.氯仿D.石油醚 E.乙醚

14. 常用生物碱薄层层析显色剂(C )

A.硅钨酸

B.碘化铋钾

C.改良碘化铋钾

D.碘-碘化钾

E.雷氏铵盐

15.在生物碱酸水提取液中,加碱调PH由低至高,每调一次用氯仿萃取一次,首先得到(B)A.强碱性生物碱B.弱碱性生物碱C.季胺碱 D.酸碱两性生物碱 E.生物碱苷

16.在除去脂溶性生物碱的碱水中,提取水溶性生物碱宜用(D )

A.酸化后乙醇提取

B.乙醇直接从碱水提取

C.丙酮直接从碱水提取

D.正丁醇直接从碱水提取

17.以pH梯度法分离生物碱,其分离条件确定通过( A)

A.多层缓冲纸色谱

B.甲酰胺为固定相纸色谱

C.聚酰胺薄层色谱

D.氧化铝薄层色谱

E.硅胶薄层色谱

18.生物碱沉淀反应宜在(A)中进行

A、酸性水溶液B、95%乙醇溶液C、氯仿D、碱性水溶液E、中性 F、有机溶剂

20. 由C、H、N三种元素组成的小分子生物碱多数为(D)

A、气态B、液态C、固态D、结晶性固态

21.生物碱在自然界分布最多的是:(C)

A、单子叶植物B、裸子植物C、双子叶植物D、菌类

22.生物碱盐类对水的溶解度因成盐的不同而有

差异,一般来说其水溶性(B)

A、无机酸盐和有机酸盐差不多B、无机酸盐大于有机酸盐

C、无机酸盐小于有机酸盐D、不一定

23.构成生物碱的前提物质大多是:(B)

A、碱性氨基酸B、α-氨基酸C、β-氨基酸D、多肽

24.雷氏复盐沉淀法多用于分离(C)

A、叔胺生物碱B、酚性生物碱C、季胺生物碱D、酰胺生物碱

【多项选择题(多选、少选、错选均不得分)】

1. 属于强极性化合物的是(CD )

A.油脂 B.叶绿素 C.季铵生物碱 D.氨基酸 E.挥发油

2.可作生物碱沉淀试剂的是( ABC )

A. 碘化铋钾

B. 雷氏铵盐

C. 硅钨酸

D. 醋酸铅

E. 钼酸钠

3. 对生物碱进行分离时,可利用( ABCD)

A. 碱性差异

B.溶解性差异

C. 特殊官能团差异

D. 极性差异

E.分子大小差异

4.提取生物碱常用的提取方法有(BCD)

A. 醇提取丙酮沉淀法

B. 酸水提取法

C. 亲脂性有机溶剂提取法

D. 醇类溶剂提取法

E. 碱提取酸沉淀法

5. 亲水性生物碱通常指(CD )

A. 两性生物碱

B. 游离生物碱

C. 季铵生物碱

D. 具有N→O 配位键的生物碱

E. 仲胺生物碱

6. 用溶剂法提取生物碱常采用的方法为(ADE )

A. 萃取法

B. 水蒸气蒸馏法

C. 分馏法

D. 浸渍法

E. 渗漉法

7. 用乙醇提取生物碱可提出( ABCDE)

A. 游离生物碱

B. 生物碱无机酸盐

C. 生物碱有机酸盐

D. 季铵型生物碱

E.两性生物碱

8. 溶剂法分离水溶性生物碱时,常用的溶剂有(BC )

A. 丙酮

B. 正丁醇

C. 异戊醇

D. 乙醇

E. 乙醇

9. 用酸水提取生物碱时,可用(CD )

A. 煎煮法

B. 回流法

C. 渗漉法

D. 浸渍法

E. 连续回流法

10. 生物碱的沉淀反应(ABD )

A. 一般在稀酸水溶液中进行

B. 可应用于生物碱的分离纯化

C. 选用一种沉淀试剂反应呈阳性,即可判断有生物碱

D. 有些沉淀试剂可用作纸色谱和薄层色谱的显色剂

E. 可不必处理酸水提取液11. 用亲脂性有机溶剂提取总生物碱时,一般(BD )

A. 先用酸水湿润药材

B. 先用碱水湿润药材

C. 先用石油醚脱脂

D. 用氯仿、苯等溶剂提取

E. 用正丁醇、乙醇等溶剂提取

12. 生物碱分子结构与其碱性强弱的关系正确的是:( ACD )

A. 氮原子价电子的P电子成分比例越大,碱性越强

B. 氮原子附近有吸电子基团则使碱性增强

C. 氮原子处于酰胺状态则碱性极弱

D. 生物碱的立体结构有利于氮原子接受质子,则其碱性性增强

E. 氮原子附近取代基团不利于其共轭酸中的质子形成氢键缔合,则碱性强

【填空题】

1.生物碱的碱性由来是氮原子中孤对电子,其碱性强弱以 pKa 表示,其值越大,碱性越强。

2.生物碱的氮原子周围引入吸电子基团如羟基、双键等,使生物碱碱性减弱,如山莨菪碱的碱性弱于于莨菪碱。

3.从碱水中分离季铵碱除了用正丁醇萃取外,还可以将碱水调到弱酸性,采用沉淀法雷氏铵盐沉淀分离。

4.用pH梯度萃取法分离生物碱,是将总碱(混合生物碱)溶于有机溶剂中(如氯仿),用不同pH的缓冲液(酸液)进行萃取,缓冲液的pH 值由高到低,所得生物碱的碱性则由强到弱。

5.亲脂性有机溶剂提取生物碱时,如以氨水润湿药材,再用有机溶剂氯仿提取,可将亲脂性生物碱类提取出来。如果以稀乙酸溶液润湿药材,再用有机溶剂氯仿提取,可将强碱性生物碱留在原料中。

6.生物碱在植物体内往往与酸成分结合成(盐)的状态存在。

7.小檗碱呈黄色,而四氢小檗碱无色,其原因是(D环氢化程度不同)。

8.弱碱性生物碱在植物体内以(非稳定盐)的状态存在,提取时只需用(水或有机酸)湿润后即可提取。

9.在生物碱的色谱检识中常用的显色剂是(碘化铋钾)。

11.总生物碱的提取方法大致有以下三类:碱性差异、溶解度、色谱法。

12.生物碱的沉淀试剂按其种类有(碘化铋钾)、(碘-碘化钾试剂)、(碘化汞钾试剂)、(硅钨酸试剂)。

13.用硅胶吸附剂进行生物碱的薄层色谱时,为克服硅胶的酸性,得到集中的斑点,用方法:在洗脱体系中加二乙胺钝化硅胶。

【判断题】

1.在有机溶剂中,一般氯仿对游离生物碱的溶解度较大。(对)

2.生物碱的碱性是由氮原子的数目决定的,氮原子数目越多,碱性越强。(错)

3.含氮原子的杂环化合物都是生物碱。(错)

4.生物碱与碘化铋钾多生成红棕色沉淀。(对)

5.生物碱盐都容易溶于水。(错)

6.多数生物碱在植物体内以游离形式存在。(错)

7.一般生物碱的旋光性都是左旋的。(错)【分析比较题,并简要说明理由】

1.比较下列各组化合物碱性的强弱碱性的强→

弱程度:>>

A B C

答:碱性的强→弱程度: A > C >

B 。理由:A是叔胺碱,氮原子是SP3杂化,

C中的氮原子是SP2杂化,A的碱性强于C。B中

氮原子处于酰胺结构中,其孤电子对与羰基的

π-电子形成p-π共轭,碱性最弱。

2.下列生物碱碱性强弱顺序:>>

A B C

答:碱性的强→弱程度: C > B > A 。

理由:C是季铵碱,碱性最强,B中氮原子是

SP3杂化,碱性次之,A中的氮原子是SP2杂化,

碱性弱于B、C。

3.下列化合物碱性强→弱顺序:>>

A

B C

答:碱性强→弱顺序: C > B > A 。理由:

B分子结构中,氮原子附近的环氧结构形成空间

位阻以及诱导效应,使其碱性较C弱。A中氮原

子处于酰胺结构中,其孤电子对与羰基的π-电

子形成p-π共轭,碱性最弱。

4.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:>>

A B C

答:碱性强弱顺序: B > A > C 。

理由:B是仲胺碱,氮原子是SP3杂化,A是芳

杂胺类生物碱,氮原子是SP2杂化,所以B碱性

强于A;C是酰胺碱,由于p-π共轭的作用,氮

原子电子云密度平均化,碱性弱于A、B。

5.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:>>

ABC

答:碱性强弱顺序:B>A >C。理由:B中

生物碱的盐(共轭酸)中的H与生物碱结构中O

形成氢键,使得生物碱的盐稳定,故碱性增

强,强于A。而C为酰胺型生物碱,碱性最弱。

6.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:>

AB

答:碱性强弱顺序:A>B。理由:A为醇式

小檗碱含有氮杂缩醛类的羟基,N原子质子化成

季铵碱,碱性较强;B为sp3杂化。

7.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:>>>

A B C

D

答:碱性强弱顺序:D> C > A >

B 。理由:因为C是仲胺,氮原子是sp3杂

化,A是亚胺,是sp2杂化;SP3>SP2>SP; B

为酰胺结构;D醇式小檗碱含有氮杂缩醛类的羟

基,N原子质子化成季铵碱,碱性较强。

7.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:A

基吸电效应p374

8.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:A

胺型p376

9.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:B>C>A,

季胺大于脂肪胺,甲基供电p374

10.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:A>B,醋

酸基电负性大于羟基

11.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:A

12.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:A

N在稠环桥头,碱性弱 N在桥头,

但不在稠环桥头碱性较强

13.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:A>B>C 14.比较下列生物碱的碱性强弱顺序:B>C>A 【结构母核题,指出化合物的结构类型】

(苯乙基四氢异喹啉类)(吲

哚里西丁类)

(喹诺里西丁类)

(双四氢异喹啉类)

(托品类)(托品

类)

(单吲哚类生物碱,A类)

(单吲哚相关,类A)

(原小檗碱类)

(二萜生物碱类)

(苯丙胺类)(苯丙胺

类)

(吲哚类)(吗啡

烷类)

(异胆甾烷类生物碱)

(单吲哚类生物碱,A类)(双吲哚类生物

碱,C、B类)

【名词解释】

1.生物碱。答:是天然产的一类含氮有机化合物,大多数具有氮杂环结构,呈碱性并有较强的生物活性。

2.两性生物碱。答:分子中有酚羟基和羧基等酸性基团的生物碱。

3.生物碱雷氏铵盐

【问答题】

1.简述影响生物碱碱性的因素。

答:①氮原子的杂化度:生物碱分子中氮原子孤立电子对处于杂化轨道中,碱性随杂化度升高而增强,即SP3>SP2>SP。

②诱导效应:生物碱分子中氮原子上电荷

密度受到分子中供电基团(如烷基等)和

吸电基团(如芳环/酰基/醚氧/双键/羟基)诱导效应的影响。供电基团使电荷密

度增多,碱性变强;吸电基团降低电荷密

度,碱性变弱。

③诱导-场效应:生物碱分子中如同时又2

各氮原子,第一个氮原子质子化后,产生

一个强的吸电基团-+NHR2,它对第二个氮原子产生两种碱性降低的效应:诱导效应和场效应.

④共轭效应: 生物碱分子氮原子的孤对电

子成p-π共轭体系时,其碱性降低.

⑤空间效应

⑥分子内氢键的形成: 增强碱性.

2.小蘗碱有哪几种互变异构体,产生的原因是什么?p361-362

【提取分离题】

1.某植物药含有下列季铵碱、叔胺碱、酚性叔

胺碱及水溶性、脂溶性杂质,试设计提取分离三种生物碱的试验流程。

答:

2. 某豆科植物的种子,经过石油醚充分脱脂后

的乙醇提取液浓缩液中主要含有A 、B 、C 、D 四种成分以及水溶性杂质,将该提取液点样在pH 缓冲纸色谱上,以水饱和的氯仿展开显色后,将每个成分的斑点连成线结果如下图。试回答下列问题:(1)A 、B 、C 、D 分别属于哪一类成分?(2)比较A 、B 的pKa 大小顺序.

答:⑴A 弱碱 ;B 中强碱 ;C 酚性生

物碱 ;D 酸性成分。

⑵ pKa : B > A

3.某植物药中含有下列A 、B 、C 三种生物碱及水溶性、脂溶性杂质,

酸水(2%H 2SO 4、2%酒石酸等) 溶解、滤过 氨水调pH9~10 有机溶剂萃取 总生物碱 酸水滤液 有机溶剂萃取(CHCl 3、苯等) 有机溶剂层 (脂溶性杂质) 酸水层 有机溶剂层 碱水层 1%~2%NaOH 萃取 碱水层 有机溶剂层 (叔胺碱) NH 4Cl/CHCl 3

正丁醇层 (季铵碱) CHCl 3层

(酚性叔胺碱) pH >12正丁醇萃取 或雷氏铵盐沉淀 水层 (水溶性杂)

原点 前

沿

(1)写出检识生物碱的试剂组成、现象及注意事项。

(2)试设计提取与分离三种生物碱的实验流程。

ABC

答:(1)检识生物碱的试剂组成、现象:

供试液+碘化铋钾试剂→桔红↓

供试液+碘化汞钾试剂→白色↓

供试液+硅钨酸试剂→白色↓

注意事项:①生物碱的沉淀反应介质是在

酸性条件下进行,因为在中性、碱性下生物碱沉淀试剂本身就析出沉淀。②以酸水提取生物碱,常混有多肽,蛋白质,鞣质等杂质,也与沉淀试剂产生沉淀,应排除其干扰。

(2)提取与分离三种生物碱的实验流程如下:

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酸水(2%H 2SO 4、2%酒石酸等)溶解、滤过 总生物碱

3(脂溶性杂质) 酸水层

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4.某药材的乙醇提取浓缩物中含有小檗碱、四

氢巴马汀、小檗胺三种生物碱及水溶性杂质、脂溶性杂质,设计提取分离各类成分试验流程。

小檗碱 四氢巴马汀

小檗胺

答:

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5.从黄连中提取小檗碱的实验流程如下,根据

流程回答下列问题。

碱水层 CHCl 3层 (C ) NH 4Cl/CHCl 3

正丁醇层 (B ) CHCl 3层

(A ) 正丁醇萃取 水层 (水溶性杂质) 酸水(

2%H

2

SO 4

、2%酒石酸等)溶解、滤过 总生物碱 CHCl 3层 (脂溶性杂质) 酸水层 碱水层 CHCl 3层 (四氢巴NH 4Cl/CHCl 3

正丁醇层 (小檗碱) CHCl 3层

(小檗胺) 水层 (水溶性杂质)

N +O

O OCH 3

OCH 3OH -

指出划线部分操作的目的是什么? ①用

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取。 在于超声波的作

③盐酸调pH2;答:溶解度(1∶500)较小,容易析出沉淀。

④加6%食盐;答:通过盐析,使小檗碱更容易快速析出沉淀。

6.根据流程回答问题

(1)写出以离子交换树脂法纯化生物碱酸水提

取液的原理

答:交换原理:R-SO 3-H ++BH +—→ R-SO 3-BH + + H +

碱化原理:R-SO 3-BH ++ NH 4OH —→ R-SO 3

-

0.3% H 2SO 4充分湿润,放置30min 后装渗漉筒,继续用0.3%的H 2SO 4水,渗漉 一叶萩碱 药渣(弃) 酸水渗漉液 通过强酸性阳离子交换柱,以4-5m/min 的流速进行交换,待酸水液全部交换完毕后,将树脂倾入烧杯中,纯化水冲至澄明,抽滤,室温风干。 风干后的树脂 NH 4OH 碱化,闷置20min 后,挥发散多余

的NH 3,置沙氏提取器中,用(30-60℃)石油醚回流洗脱至碘化铋钾试剂呈阴性。 树脂(回石油醚(一叶萩碱) 流出液 黄连粗粉

②超声处理30min, 滤过 滤液 药渣

静置过夜,滤过

,④加6%食盐,静置,滤过 水洗至pH4甩干,60℃~80℃干燥 盐酸黄连素 滤液 沉淀

NH4++B+H2O

(2)酸水渗漉时渗漉液的pH变化情况如何?答:开始渗漉时pH4~5,继续渗漉有生物碱交换在树脂上,树脂柱流出液pH1~2,当树脂交换饱和时,流出液pH4~5。

(3)划线部分的目的:

答:①纯化水冲至澄明,抽滤,室温风干:如果树脂较湿,提取时石油醚不易穿透树脂表面的水化膜,影响提取效果。

②洗脱至碘化铋钾试剂呈阴性:说明生物

碱提取完全,可以停止回流。

【波谱解析】

1.三甲基衡州乌药碱(N,O,O,-trimethylccdaurine)经过波谱物理方法测定,结合化学分析,化学结构已确定。但其构象式有a、b两式,现根据测定的1H-NMR部分数据和1-异丁基-6,7-二甲氧四氢异喹啉(C)的结构数据,判断该构象式应属于何种?并说明为什么? a或b:1H-NMR(CDCl3):6.55(C5-H); 6.03(C8-H); 3.82(C6-OCH3); 3.55(C7-OCH3); 3.75(C4’-OCH3)

c:1H -NMR(CDCl3):6.53(C5,8-H); 3.85(C6,7-OCH3)

答:a

2.从某植物钟分离得到三种原小糪碱型生物

碱,根据以下质谱数据推测三种生物碱的结构,并写出他们的解析过程。

(1)MS m/z 339(M+),175,164,174,176(2)MS m/z 355(M+),191,164,190,192(3)MS m/z 342(M+),192,178,150,135答:

3.从一植物中分离的得到一种生物碱Cassyfiline(无根藤碱)。在测定分子中的酚羟基位置时,曾用甲基化反应使生成N-Methylcassyfiline(N-甲基无根藤碱)。其氢谱中出现2个芳氢峰,7.59(1H, s,11-H),6.80(1H, s,8-H)。如果将N-Methylcassyfiline混2%的NaOH的重水(D2O)溶液,于封闭管内在135-140℃加热

15h ,则氢谱中的 6.80峰消失。请推断酚羟基所在的位置,并说明理由。 N O O CH 3

38

91011OCH 3OCH 3

OH

答:N

O O OCH 3CH 3H 3CO 3

891011

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