生物碱的提取和分离方法综述
B11070609 黄秀静
摘要
生物碱是一类具有生理活性的物质，是许多药用植物的重要有效成分之一。一些生物碱因其具有抗肿瘤、抗癌、低毒、低成本的特点,最近已经成为人们研究的焦点。利用现代分离技术把生物碱从天然产物中分离出来并对其进行纯化, 对于开发其药用价值, 以满足天然药物和天然保健品日益高涨的社会需求, 促进中药走向世界, 提高天然产物的经济和社会效益均具有非常重要的意义。
关键词：生物碱;药用植物; 有效成分;提取;分离纯化技术
生物碱是自然界中广泛存在的一大类碱性含氮化合物,具有广泛的生理功能,是许多药用植物的有效成分,目前运用于临床的生物碱药品已达80 种之多, 相当多的生物碱具有抗肿瘤活性、低毒性和成本低之特性, 因而引起了人们的广泛关注。与此同时,人们对生物碱的提取和分离方法研究也在不断地深入和加强。随着各类生物碱的市场需求量的增加,经济效益的提高,提取分离生物碱的方法也在不断改进和提高。本文综述了近年来,不同的提取和分离方法在生物碱提取分离中的应用和进展。随着大众对生物碱药用价值的认识提高,生物碱的提取与分离方法将更加高效、迅速、完善。
1. 生物碱的概述
生物碱 ( Alkaloids ) 一般指存在于生物体内的碱性含氮化合物, 多数具有复杂的含氮杂环, 有光学活性和显著的生理效应。生物碱的发现始于 19 世纪初, 是人们研究得最早、最多的一类天然有机化合物。据统计, 1952 年以前共发现生物碱 950 种,到 1962 年达到 2107 种, 1972 年又上升到了 3443种, 目前已发现生物碱约 6000 种, 并且仍以每年约 100 种的速度递增。多数生物碱具有显著的生理活性, 如黄连中的小聚碱 ( 黄连素) 具有抗菌消炎作用; 罗芙木中的利血平具有降压作用; 长春花中的长春新碱具有抗癌活性; 婴粟中的吗啡具有镇痛作用; 延胡索中的去氢紫碱具有抗
血栓的作用; 包公藤中的包公藤甲素具有缩小瞳孔、降低眼压的作用, 可用以治疗青光眼; 海洋生物海绵中的抗体生物碱具有抗菌的作用。生物碱化学的研究, 为合成药物提供了重要的线索, 例如古柯碱化学的研究导致了一些局部麻醉药如普鲁卡因等的合成。此外,在研究生物碱的结构时, 往往会发现新的杂体系,从而促进了杂环化合物化学的发展。正因为如此,生物碱一直是天然有机化学家的重要研究领域。生物碱大多具有明显的生物活性, 且往往是许多药用植物的有效成分之一。生物碱的分类方法较多,按其植物来源可分为茄科生物碱、百合科生物碱、婴粟科生物碱等; 按其生理作用可分为降压生物碱、驱虫生物碱、镇痛生物碱、抗疟生物碱等; 按其性质可分为挥发碱、酚性碱、弱碱、强碱、水溶碱等。但是, 最常用的分类方法是按其化学结构进行分类。结构已经研究清楚的生物碱可分为如下主要类型:吡啶类,主要是喹喏西啶类 ( 苦参所含生物碱,如苦参碱) ; 莨菪烷类 ( 洋金花所含生物碱, 如莨菪碱) ; 异喹啉类, 主要有苄基异喹啉类 ( 如罂粟碱) 、双苄基异喹啉类 ( 汉防己所含生物碱, 如汉防己甲素) 、原小檗碱类 ( 黄连所含生物碱, 如小檗碱) 和吗啡类( 如吗啡、可卡因) ; 吲哚类, 主要有色胺吲哚类 ( 如吴茱萸碱) 、单萜吲哚类 ( 马钱子所含生物碱, 如士的宁) 、二聚吲哚类 ( 如长春碱、长春新碱) ; 萜类, 如乌头所含生物碱 ( 如乌头碱) 、紫杉醇; 甾体, 如贝母碱; 有机胺类, 如麻黄所含生物碱 ( 如麻黄碱、伪麻黄碱)。[1]
2 生物碱的生理作用
大多生物碱往往是药用植物中的重要活性成分,它主要作用于抗肿瘤、神经系统、心血管系统和抗菌等方面。
2. 1 抗肿瘤作用
从石蒜科的几种植物中分离可得到 20 余种生物碱, 其中伪石蒜碱具有抗肿瘤活性, 豆科植物苦豆子根茎中获得的槐果碱也有抗癌作用。10- 羟基喜树碱、10- 甲氧基喜树碱、11- 甲氧基喜树碱、脱氧喜树碱和喜树次碱等, 对白血病和胃癌具有一定的疗效。而从卵叶美登木阴、云南美登木、广西美登木及它们的亲缘植物变叶裸实中分离得到的美登素、美登普林和美登布丁等 3 种大环生物碱, 具有较好的抗癌活性。掌叶半夏在民间用于治疗宫颈癌, 其中含葫芦巴碱, 对动物肿瘤有一定的疗效。从三尖杉、蓖子三尖杉和中国三尖杉中分离出近20 种生物碱, 其中三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱对
急性淋巴性白血病有较好的疗[2].
2. 2 神经系统的应用
东乌头块根含多种生物碱,此药具有消炎镇痛、驱风除湿等功效。临床上可治疗风湿性关节炎、腰腿痛,也可作止痛剂。胡椒碱是胡椒的主要有效成分之一,这类化合物具有镇静、催眠、抗惊厥、骨骼肌松弛和抗抑郁等多方面的作用。中药马钱子有效成分为生物碱土的宁,有通络止痛、散结消肿之功效,常用于治疗风湿顽痹、跌打损伤、类风湿性关节痛等[3]。
2. 3 心血管系统的应用
莲心中的莲心碱和甲基莲心碱季胺盐有降压作用; 马兜铃和广玉兰叶中的广玉兰碱有显著的降压作用; 从钩藤中得到的钩藤碱, 有降血压、安神和镇静的作用[4]。从小叶黄杨中分离出的环常绿黄杨碱, 对典型心绞痛的改善、血清中胆固醇的降低及高血压都有较好的疗效。
2. 4 抗菌作用
豆科植物苦豆子有抗菌、抗病毒、平喘、镇咳等作用,其主要有效成分包括槐果碱、苦参碱及氧化苦参碱等生物碱。黄连为毛莨科( Ranunculaceae) 植物黄连、三角叶黄连、云南黄连的根茎, 本草具有抑菌、泻火、燥湿、解毒、驱虫等功效,其主要成分有小檗碱( Berbefine)、掌叶防己碱Pdmaine)、黄连碱( Copt- isine) 等生物碱[3]。
2.5 抗疟作用
从菊叶三七中分离得到的菊三七碱具有抗疟作用。除此而外, 昆明山海棠所含的总碱能治疗类风湿性关节炎[5]。
3.生物碱提取方法
3. 1 按所用溶剂不同可分为以下几种方法
3. 1. 1 水提取法(以水作溶剂)
直接以水作为溶剂 ,采用最佳的提取工艺来提取生物碱。此法操作简便 ,成本较低 ,但提取次数多 ,用水量大。如从苦豆子种子中提取生物碱[6]就是一个很好的例子。
3. 1. 2 酸性水溶液提取法
对于那些碱性较弱不能直接溶解于水的生物碱提取 ,就可采用偏酸性的水溶液 ,使生物碱与酸作用生成盐而得到提取。
3. 1. 3 碱性水溶液提取法
对于那些化学结构非常独特、化学性质与一般生物碱不同且在酸性或中性条件下不稳定的生物碱来说 ,可以采用此法。而原有的乙醇作为溶剂渗漉提取法 ,不仅存在成本高 ,而且存在防火等级高、提取时间长、能耗大等诸多问题 ,远不如使用稀NaOH溶液好。
3. 1. 4 有机溶剂提取法
(1) 乙醇提取法在生物碱的提取中应用较为普遍 ,对于游离生物碱及其盐类一般采用乙醇提取法。
(2) 其他有机溶剂法是根据相似相溶原理 ,对于不同性质的生物碱选取最佳的有机溶剂进行提取。可采用单一有机溶剂进行分步提取 ,用不同溶剂提取不同成分;也可采用混合溶剂、反应溶剂进行提取。
3. 2 按提取条件不同可分为
3. 2. 1 煎煮法
中药最早、最常用的制剂方法之一,将中药粗粉加水加热煮沸, 将中药成份提取出来的方法。此法简便易行, 适用于有效成分能溶于水, 且对加热不敏感的药材, 能够提取出相对较多的有效成分。但含挥发性及有效成分遇热易破坏的中药不宜用此法。
3. 2. 2 浸渍法
将处理过的药材用适当的溶剂在常温或温热的情况下浸渍获取有效成分。该法一般是在常温下进行, 对热敏性的物质的提取很有利, 操作简单, 但所需时间长, 溶剂用量大, 有效成分浸出率低。尤其是水作溶剂时易发霉变质。
3. 2. 3 热回流提取法
本法是加热回流来提取生物碱的一种方法。使用的回流溶剂一般有水、醇及混合溶剂。此法操作简便 ,但效率不够高 ,有时可能不能一次完全提取生物碱 ,要反复回流提取。此方面的文献报道也有一些【7】。
3. 2. 4 索氏提取法
此法是利用索氏提取器 ,多次提取生物碱 ,可以反复利用溶剂 ,提取效率高且操作方便。索氏提取生物碱的方法已广泛为人们所利用[8]。
3. 2. 5 超声波提取法
本法一般作为生物碱的辅助提取法 ,单纯采用超声波提取法不多见。像李慧等[9 ]使用超声波辅助浸提北草乌生物碱 ,可以大大提高生物碱的提取收率 ,缩短浸提时间 ,并且能很好地保持生物碱的特性和品质。
3. 2. 6 膜提取法
膜提取分离是一门高新技术 ,它对中草药提取浓缩、生物碱的提取分离及其他有效成分的提取分离具有不存在相转换、操作条件温和、提取分离效率高、不必添加化学试剂、不损坏热敏感物质、可极大的减少提取工序的优点 ,具有传统法无可比拟的优势[10]。
3. 2. 7 超临界提取法
超临界流体提取法有超临界流体萃取法和超临界流体色谱法等方法超临界流体萃取(Super2critical Fluids Extraction , SFE)是20世纪80年代发展起来的一项新的提取分离技术。利用超临界流体(Supercritical Fluids ,SCF)为萃取剂 ,从液体或固
体中萃取出待测组分。利用超临界流体是介于气体和液体之间的流体 ,同时具有气体和液体的双重特性。利用其在临界点附近体系温度和压力的微小变化 ,使物质溶解度发生几个数量级的突变特性来实现其对物质的提取分离。通过改变压力或温度来改变 SCF 的性质 ,达到选择性地提取各种类型的化合物的目的[11]。
繁多的 SCF 种类中以二氧化碳最为常用。超临界二氧化碳(SCF - CO2)具有超临界温度低 ,可在常温下操作 ,对大部分物质呈化学惰性 ,有效地防止热敏性和化学不稳定性成分的高温破坏和氧化;无色、无味、无毒 ,不残留于萃取物上 ,无溶剂污染;价廉易得 ,且易制成高纯度气体 ,不易燃烧 ,使用安全;从提取到分离一步完成 ,操作费用低;选择性好 ,通过调节温度和压力 ,可有针对性地萃取有效成分等特点。因而SFE(CO2)技术在天然产物有效成分的超临界流体萃取中应用较多。
4.生物碱分离方法的研究新进展
经过溶剂提取后的生物碱溶液除生物碱及盐类之外还存在大量其他脂溶性或水溶性杂质, 需要进一步纯化处理, 将生物碱成分从中分离出来。通常使用的是有机溶剂萃取、色谱和树脂吸附, 随着新技术如分子印迹、高速逆流色谱的发展和应用,大大简化了过程、提高了纯化效率。众所周知生物碱的分离方法的确很多 ,既有经典的分离方法 ,如溶剂萃取法、蒸馏法、沉淀法、盐析法、结晶法、膜渗透升华法等 ,也有较为现代、先进的分离方法 ,如色谱分离法。
4. 1色谱法
也称层析法, 是一种物理分离方法, 可以用于分离纯化和鉴定中药有效成分。色谱法包括纸色谱、薄层色谱和柱色谱, 其中常用吸附柱色谱纯化生物碱成分, 一般使用吸附剂为硅胶和氧化铝。
4. 1. 1 硅胶柱色谱分离法
主要是利用二氧化硅作为填料,是较为常用的柱色谱分离方法。硅胶是中性无色颗粒 ,其性能稳定。硅胶层析柱适用范围广 ,既能用于非极性生物碱也能用于极性生物碱 ,且成本低 ,操作方便 ,是常见的生物碱的分离方法。比如董新荣等利用 GF254硅胶自制的硅胶柱 ,对北美黄连中的主要生物碱进行分离 ,可以得到 99. 5 %的北美黄连
碱[12]。
4. 1. 2 氧化铝柱色谱分离法
以氧化铝作为填料的层析分离法 ,适合于酸性大、活化温度较高的生物碱的分离。比如采用氧化铝层析方法正向分离非酚性粉防己碱与粉防己若林碱[13],其 Rf 值适中 ,展开后放置 10 min 以显色剂喷湿润效果为最好且稳定 ,可得到较好的效果。这种柱色谱分离法也是较为常用的生物碱分离的方法之一。这是由于许多生物碱极性较小 ,氧化铝对它们吸附较小 ,而杂质常被吸附。
4. 2 大孔树脂分离法
大孔树脂是一类有机高聚物吸附剂,具有大孔网状结构和较大的比表面积 ,可通过物理吸附从水溶液(或其他溶液)中选择性的吸附有机物。近年来 ,大孔树脂在中药成分(如生物碱等)精制纯化等领域中应用越来越广泛。用大孔树脂分离提取生物碱 ,已有较多的研究[14 ]。例如Miller应用Amberlite XAD - 4 大孔树脂自吗啡溶液中提取吗啡; Payne 考察了 Am2berlite XAD - 4 ,XAD - 7 大孔树脂对吲哚生物碱的吸附作用; Robert 则应用 Amberlite XAD - 4 ,XAD - 7 大孔树脂在罂粟细胞培养中吸附血根碱;Hiroyuki 利用 Amberlite XAD - 4 ,XAD - 7 大孔树脂在阿拉伯咖啡细胞培养中富集咖啡因;刘俊红等利用D - 101 ,DA - 201 ,WID - II三种不同的大孔树脂分离提取延胡索生物碱。这些研究表明 ,大孔吸附树脂对于生物碱具有良好的吸附效能 ,与传统的分离方法相比 ,具有工艺简单 ,能耗较少 ,成品体积小 ,产品质量稳定且具有良好的生理活性等特点。
4. 3 离子交换树脂分离法
离子交换树脂对吸附质的作用主要是通过静电引力和范德华力达到分离纯化化合物的目的。随着人们对生物碱的认识和了解 ,离子交换树脂已应用于生物碱的分离提取中。离子交换技术设备简单 ,操作方便 ,生产周期短、能源省、成本低、产品纯度高、不吸潮、不加辅料就可以成型等特点。而传统的水煮法和水醇法提取分离得到的制剂总是又黑、又大、又粗 ,使用极不方便;有机溶剂萃取方法 ,溶剂用量大 ,环境污染严重。因而离子交换树脂法在生物碱的提取和分离的研究与生产中的应用日益广泛[15]。
4. 4 高速逆流色谱分离法
高速逆流色谱分离法(hight speed countercur2rent chromatography ,简称 HSCCC)是一种新的分离技术 ,它对生物碱的分离和制备具有很大的优势 ,特别是对进样量较大的样品具有独特的优点 ,其应用前景越来越引人注目。高速逆流色谱分离法具有两大突出优点:(1)线圈中固定相不需要载体 ,因而清除了气液色谱中由于使用载体而带来的吸附现象;(2)特别运用于制备性的分离 ,每次进样体积较大 ,进样量也较多。目前 ,运用高速逆流色谱分离法来分离提纯生物碱的实例也有不少 ,比如袁黎明等[16]利用高速逆流色谱分离苦参中的生物碱 ,分离效果良好。
5 生物碱的结构测定方法
生物碱结构测定的经典方法是采用霍夫曼降解、布朗反应、埃姆特降解、还原裂解C- N 键等各种化学方法将分子降解为几个稳定的碎片, 这些碎片通常是一些比较易于鉴别或可通过合成证明的简单化合物, 而后按降解原理合理地推导出原来可能的化学结构; 或用脱氢方法使化合物转为易于鉴别的芳香化台物, 再推导其结构。这些方法在历史上曾为生物碱结构的测定起过重要的作用, 但其往往费料费时, 且还得不到满意的结果。现在,对于红外光谱, 特别是质谱、核磁共振、园二色谱及 X线衍射等物理方法的应用, 即使对结构复杂的生物碱, 也能在较短的时间内分析得到其正确的结构。通过高分辨质谱或低分辨质谱配合元素分析, 能很快而准确地确定其分子式。利用红外光谱、紫外光谱、核磁共振及经典的霍夫曼降解等方法, 可确定分子中氮的官能团形式及分子中的其他官能团。园二色谱和 X 线单晶衍射则是确定分子绝对构型的有力工具[17]。
6.结论
生物碱有效成分的高效提取是天然产物开发的关键与难点，新技术的研究与开发能大大提高天然产物中生物碱的收率与质量，并节约大量的时间和能源但是，这些方法大多不够成熟，对于精确度以及自动化方面还需要更进一步的研究与改善。据此，我认为未来天然产物生物碱提取技术应考虑技术耦合联用。
由于生物碱种类繁多，理化性质差异较大，且不同的提取方法仅适合某类生物碱
的提取，具有一定的局限性。因此，不同方法的适度耦合可以互补优势，更有效的提取天然产物中的生物碱。如超声－液液萃取法，在液－液萃取法基础上辅以超声技术，利用超声波在超声过程中产生的空化效应、热效应、机械搅拌、强化扩散、乳化作用等一系列效应，提高了萃取效率，弥补了液－液萃取法提取生物碱的耗时长和耗材量大的不足; 超高压－酶提取法,酶提取法条件温和，提取时的液固比小，但生物酶的价格昂贵，若辅以超高压提取法可大大降低其成本，而且，超高压提取时间短、提取率高、杂质少等优点可进一步提高生物碱的提取效果;微波－超临界流体萃取法,利用微波辐射产生的高温和电磁场，可加速萃取组分溶解到溶剂中，再用超临界流体对其进行萃取，从而可以实现对一些热稳定的大分子生物碱的提取，弥补了超临界萃取的缺陷随着科学技术的高速发展，越来越多的新技术将会运用到生物碱的提取分离实际生产时应根据生物碱特有的理化性质，选择合适的提取与纯化技术。为了能够扬长避短，还可以多种技术联合使用，探寻最佳的工艺条件与作用机理，不断探索和完善提取技术，将中草药生物碱的提取向低碳环保的方向发展。
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工艺与设备 中草药中生物碱的提取与分离 蔡艳华赵红卫钟本和 (四川大学化工学院,成都,610051) 摘要 生物碱是许多中草药的有效成分。因其具有广泛的生理功能,引起了人们的关注。本文综述了近年来不同的提取和分离方法在生物碱中的应用原理。指出了各方法的优缺点及其今后发展的方向。 关键词:中草药生物碱提取纯化 1前言 生物碱是动植物中一类具有碱性的含氮物质。它们大多是极有价值的药物。中草药含有很多种生物碱,中草药的疗效大多是由所含的生物碱而来。 近年来生物碱作为中草药中的有效成分之一成为研究的热点。提取工艺是生物碱工业化生产的首要环节,特别是其提取和分离操作[1]。传统的生物碱提取分离方法能耗、物耗大,杂质多,效率低。针对这种情况,众多学者从不同角度对中药材中生物碱的提取分离进行了优化和改进[3)22]。本文就生物碱的提取分离技术,特别是几种新兴技术进行了综述。 2生物碱的提取方法 211传统提取方法 绝大多数生物碱是利用溶剂提取法进行提取。生物碱在溶剂中的溶解符合/相似相溶0的规律。极性强的生物碱亲水性较强,易溶于极性溶剂;弱极性生物碱亲脂性较强,易溶于弱极性溶剂。游离的生物碱大多亲脂性较强,而生物碱盐一般亲水性较强。按极性强弱可将生物碱提取溶剂分为极性溶剂、半极性溶剂和非极性溶剂[2]。 21111极性溶剂 极性溶剂有水、甘油、二甲亚砜等。水是最常用的强极性溶剂。具有碱性的生物碱在植物体中多以盐的形式存在,可直接以水作为提取溶剂。而弱碱性或中性生物碱则以不稳定的盐或游离的形式存在,这部分生物碱的亲水性比较弱,为增加其溶解度,可以采用酸水为提取液,使生物碱与酸生成盐而溶出。水提取物不易稳定,易染菌,此外含果胶,黏液质类成分的水提物难于过滤,影响分离操作。 21112半极性溶剂 半极性溶剂有乙醇、丙酮、丙二醇等。乙醇是最常用溶剂,游离的生物碱及盐类一般都能溶于乙醇。它可与水、甘油、丙二醇以任意比例混溶提取生物碱。有时也可采用醇酸溶液作提取剂。 21113非极性溶剂 非极性溶剂有乙醚、石油醚,氯仿、脂肪油、乙酸乙酯、液体石蜡等。以盐的形式存在于植物细胞中的生物碱采用非极性溶剂提取时,必须先使生物碱转变成游离碱后再用溶剂提取。非极性溶剂提出的总生物碱一般只含有亲脂性生物碱,不含水溶性生物碱。这种方法得到的生物碱杂质较少,易于进一步纯化。但溶剂渗入能力较弱,需反复提取。 溶剂提取法按具体操作可分为浸渍法、渗漉法、煎煮法、热回流法和连续回流法(索氏提取法)。21114浸渍法 浸渍法是将处理过的药材用适当的溶剂在常温
黄连中生物碱的提取分离及检识 （杨翊涵中药学一班 1302010138） 【摘要】黄连为多年生草本植物,是我国传统中药,在我国中西部地区分布广泛,具有清热燥湿,泻火解毒等功效,其根、茎味极苦,苦味源于所含的多种生物碱。本文总结整理了黄连中小檗碱提取分离实验过程的步骤方法，注意事项，并且整理了黄连中生物碱的有效成分、存在形式，生物碱的溶解性规律，以及实验过程中各种提取液，添加试剂的目的、原理与效果。【关键词】黄连生物碱小檗碱提取分离检识 1.1黄连有效成分 黄连为毛茛科黄连属植物黄连（coptis chinensis Eraneh）、三角叶黄连（coptis deltoidca C．Ycheng et Hsiao）或云连（coptiteetoidesC.Y.cheng）的干燥根茎。 黄连具有清热燥湿、清心除烦，泻火解毒的功效。 黄连的有效成分主要是生物碱，已分离出的主要生物碱有小檗碱（berberine）、掌叶防己碱（palmatine）、黄连碱（jatrorrhizine）等。其中小檗碱含量最高，可达10%左右，是以盐酸盐的状态存
在于黄连中。小檗碱有很强的抗菌作用，已广泛地应用于临床，掌叶防己碱也作药用，其抗菌性能和小檗碱相似。 1.2小檗碱 小檗碱为黄色针状结晶，mp为145℃，游离的小檗碱能缓缓溶于水（1：20）及乙醇中（1：100），易溶于热水及热醇，难溶于乙醚，石油醚、苯、三氯甲烷等有机溶剂，其盐在水中溶解度很小，尤其是盐酸盐。盐酸盐为l：500，枸橼酸盐1：125，酸性硫酸盐1：100，硫酸盐l：30，但在热水中都比较容易溶解。 2.1实验原理 生物碱是植物中含氮的碱性有机化合物,大都有明显的生理活性,是许多中草药中的有效成分。它们是人类对植物研究得最早最多的一类有效成分,现已分离出有六千余种。这些生物碱在植物体内一般均与有机酸或无机酸结合成盐而存在,只有弱碱性生物碱往往呈游离状态,还有一些是与糖结合成苷而存在。小檗碱又名黄连素,是最先由毛莨科黄连（Coptis chinensis Fran）和芸香科黄柏(Phellodendron amurense Rup.)等植物中提出的一种黄色生物碱。黄连属植物的根茎、须根、叶中等都含有小檗碱、黄连
实验六：咖 啡 因 的 提 取 【实验目的】 1、学习生物碱提取及其衍生物的制备方法； 2、学会升华操作； 【实验原理】 咖啡碱具有刺激心脏，兴奋大脑神经和利尿等作用。主要用作中枢神经兴奋药。它也是复方阿斯匹林（A. P. C ）等药物的组分之一。现代制药工业多用合成方法来制得咖啡碱。 茶叶中含有多种生物碱，其中咖啡碱（或称咖啡因,caffeine ）含量约1%-5%，丹宁酸（或称鞣酸）约占11%-12%，色素、纤维素、蛋白质等约占0.6%。咖啡因是弱碱性化合物，易溶于氯仿、水、热苯等。 咖啡碱为嘌呤的衍生物，化学名称是1，3，7-三甲基-2，6-二氧嘌呤，其结构式与茶碱，可可碱类似。 嘌呤（Purine ） 咖啡因(Caffeine) 茶碱(Guanine) 可可碱(Adenine) 含结晶水的咖啡碱为白色针状结晶粉末，味苦。能溶于水、乙醇、丙酮、氯仿等。微溶于石油醚，在100℃时失去结晶水，开始升华。120℃时升华显著，178℃以上升华加快。无水咖啡因的熔点为238℃ 从茶叶中提取咖啡因，是用适当的溶剂（氯仿、乙醇、苯等）在脂肪提取器中连续抽提，浓缩得粗咖啡因。粗咖啡因中还含有一些其它的生物碱和杂质，可利用升华进一步提纯。咖啡因是弱碱性化合物，能与酸成盐。其水杨酸盐衍生物的熔点为138℃，可借此进一步验证其结构。 【操作过程和实验装置图】 N N NH N 12 3 67 9 CH 3 3 CH 3 N N O O N N N O O CH 3 NH N CH 3N N N CH 3 HN N O O 3
1、生物碱及其衍生物的提取与制备方法。 2、升华操作 流程 图2.8.2 常压升华装置 【实验关键和注意事项】 （1）滤纸套筒大小要合适，以既能紧贴器壁，又能方便取放为宜，其高度不得 超过虹吸管；要注意茶叶末不能掉出滤纸套筒，以免堵塞虹吸管；纸套上面折成凹形，以保证回流液均匀浸润被萃取物，也可以用塞棉花的方法代替滤纸套筒。用少量棉花轻轻阻住虹吸管口。 （2）瓶中乙醇不可蒸得太干，否则残液很粘，转移时损失较大。 （3）生石灰起吸水和中和作用，以除去部分酸性杂质。 （4）在萃取回流充分的情况下，升华操作是实验成败的关键。升华过程中，始 终都需用小火间接加热。如温度太高，会使产物发黄。注意温度计应放在合适的位置，使正确反映出升华的温度。 【主要试剂及产品物理常数】
3 生物碱的碱性与哪些有关 (1)氮原子的杂化类型:随杂化度升高而增强；②诱导效应：氮原子所连接的基团如为供电基团则碱性增强，如为吸电基团则碱性减弱；③诱导一场效应：使生物碱的碱性降低；④共轭效应：若生物碱分子中氮原子孤对电子成P-兀共轭体系时，通常情况下，其碱性较弱；⑤空间效应：若生物碱的空间环境不利于氮原子接受质子，其碱性减弱；反之，则碱性增强；⑥分子内氢键形成：若生物碱分子结构中氮原子附近存在羟基、羰基等取代基团，碱性增强。 4．生物碱类化合物的鉴别方法①沉淀反应：大多数生物碱能和某些酸类、重金属盐类以及一些较大分子量的复盐反应，生成单盐、复盐或络盐沉淀。如与碘化铋钾试剂的反应； ②显色反应：用于生物碱的冠色试剂很多，它们往往因生物碱的结构不同而显示不同的颜色，Mandelin试剂(1％钒酸铵的浓硫酸溶液)；③成盐反应：绝大多数生物碱可与酸形成盐类，但不同类型的生物碱与酸成盐的形式不同，主要有：季铵生物碱的成盐反应、含氮杂缩醛生物碱的成盐反应、具有烯胺结构生物碱的成盐反应、涉及氮原子跨环效应生物碱的成盐反应。 5．生物碱类化合物的提取一般从天然药物巾提取总生物碱通常采用溶剂法、离子交换法、沉淀法等提取分离方法。①对于脂溶性生物碱可采取酸水提取法、醇类溶剂提取法、亲脂性有机溶剂提取法；②对于水溶性生物碱可采取沉淀法、溶剂萃取法。 6．生物碱类化合物的分离对于生物碱的分离通常分为系统分离与特定分离。一般的方法是先对总碱进行初步分离，将性质相近的生物碱分成几个类别或部位。然后再按各成分的碱度、极性或功能团的差异分离生物碱单体。①总生物碱的初步分离：根据总生物碱中各成分理化性质的差异，可将其初步分离为强碱性的季铵碱、中等强度碱性的叔胺碱及其酚性碱、弱碱性生物碱及其酚性碱等几个部分；②生物碱单体的分离：利用生物碱碱性的差异、利用生物碱极性的差异或生物碱盐的溶解度差异、利用生物碱特殊官能团、利用色谱法进行分离。 7．生物碱类化合物的结构鉴定①色谱法：色谱法在生物碱鉴别中的应用主要体现在天然药物及天然药物制剂中有无生物碱存在的检识、指导生物碱的分离、检查生物碱的纯度及对已知生物碱的鉴定等多个方面，主要有：薄层色谱法、纸色谱法、高效液相色谱法、气相色谱法；②谱学法：目前，在生物碱结构鉴定工作中，最常用的分析方法有紫外光谱(U V)、红外光谱(IR)、质谱(M S)和核磁共振 (N M R)。 【习题】 一、名词解释 1．生物碱 2．两性生物碱 3．生物碱沉淀反应 4．诱导效应 5．共轭效府 6．空间效应 7．诱导一场效应 8．氢键效应 二、填空题 1．小檗碱呈黄色，而四氢小檗碱则无色，其原因在于。 2．弱碱性生物碱在植物体内是以状态存在。 3．在生物碱的色谱检识中常用的显色剂是，它与生物碱斑点作用常显色。 4．Mayer’s试剂的主要成分为；Dragendorff’s试剂的主要成分为。 5．总生物碱的提取方法大致有以下三类：、、。 6．麻黄碱和伪麻黄碱的分离可利用它们的——盐在水中的溶解度不同，在水中溶
Dictamnine 白鲜碱；Skimmianine 茵芋碱； Fagarine 青椒碱；Robustine ； <分子式> C12H9NO2 <相对分子质量> 199 <性状>棱柱粉末。又称白鲜胺，白藓碱。棱柱结晶(由乙醇中结晶)，熔点133℃。溶于热乙醇和氯仿，微溶于乙醚，难溶于水。其盐酸盐为针状结晶(由乙醇中结晶)，熔点170℃(分解)。其苦味酸盐为黄色棱晶(由乙醇中结晶)，熔点1.63℃。存在于芸香科植物白鲜(Dictamnus dasycarpus Turcz.)的根。 芸香科植物白鲜的根；芸香科植物欧白鲜；芸香科植物花椒属竹叶椒的根；芸香科植物阿诺梯花椒的茎；芸香科植物得卡瑞花椒的茎皮；芸香科植物刺异叶花椒的根；芸香科植物蚬壳花椒的茎；芸香科植物乔木状花椒的叶；芸香科植物崖椒的茎皮；芸香科植物两面针；芸香科植物松风草的地上部分；芸香科花椒属植物梅宇崖椒的树皮；芸香科植物的树皮；芸香科植物似番樱桃叶芸香草地上的部分；芸香科植物火山生芸香草的全草；芸香科植物的茎；芸香科植物的根和茎；芸香科的叶；芸香料的树皮 <生物活性>强心和对平滑肌的作用；松弛血管的作用；抗真菌和DNA光毒性作用；皮肤光损害作用；抗血小板聚集作用；昆虫拒食作用。 防己提取物 【英文或拉丁名】：Stephania Tetrandra extract 【产品规格】：Tetrandrine12% Fangchinoline6% 【包装规格】：25kg/paper drum 【产品介绍】：药材为防己科植物石蟾蜍Stephania tetrandra S. Moore的根。棕色粉末。
【化学成分】：含多种异喹啉生物碱，主要有粉防己碱(tetrandrine )、防己诺林碱(fangchinoline)、轮环藤酚碱(cyclanoline)、二甲基粉防己碱(dimethyltetrandrine) 以及小檗胺(berbamine)等。 【功能主治】：利水消肿，祛风止痛。用于水肿脚气、小便不利、风湿痹痛、湿疹疮毒、高血压症。 【备注】： 植物形态多年生落叶缠绕藤本。茎纤细，有纵条纹。叶互生，宽三角状卵形，先端钝，具小突尖，基部截形或略心形，两面均被短柔毛，全缘，掌状脉5条；叶柄盾状着生。花小，单性，雌雄异株；雄花序为头状聚伞花序，排成总状，萼片4，花瓣4，雄蕊4，花丝连成柱状体，上部盘状，花药着生其上；雌花萼片、花瓣与雄花同，心皮1。核果球形，熟时红色。花期5-6月，果期7-9月。 生于山坡、丘陵地带的草丛及灌木林缘。主产浙江、安徽、湖北、湖南。 采制秋季采挖，除去粗皮，晒至半干，切段或纵剖，干燥。 性状根不规则圆柱形，或剖切成半圆柱形或块状，常弯曲，弯曲处有深陷横沟而呈结节状，长5-15cm，直径1-5cm。表面灰黄色，有细皱纹及横向突起的皮孔。质坚重，断面平坦，灰白色，粉性。气微，味苦。
皂苷的提取分离 皂苷部分极性较大，首先应该附集皂苷部位，通常可用正丁醇萃取或是大孔树脂得到总皂苷部位。 对于具体皂苷的分离，若使用硅胶柱层析，一般以氯仿：甲醇：水进行洗脱，氯仿：甲醇：水一般为9：1：0.1，8：2：0.3，7：3：0.5，同时应注意要加大柱层析硅胶的装柱量，减少样品的上样量；另外也可使用反相柱。 此外有些皂苷类成分极性较大容易含有一些色素，不易结晶，可使用 Sephedex LH-20去除色素，进而使皂苷结晶。 类似物的hplc分离注意的问题 HPLC时生物碱对流动相的PH值很敏感。 三萜皂苷的提取与分离 （1）提取：三萜皂苷常用醇类溶剂提取，若皂苷含有羟基、羧基极性基团较多，亲水性强，用稀醇提取效果较好。提取物先用石油醚脱脂，然后再用正丁醇萃取，萃取物再经大孔吸附树脂，得粗皂苷。 （2）分离：采用分配柱色谱法要比吸附柱色谱法好，常用硅胶为支持剂，以氯仿-甲醇-水为或乙酸乙酯-乙醇-水为洗脱剂。 氨基酸的分离 将氨基酸分离成酸性氨基酸，碱性氨基酸，中性氨基酸和芳香族氨基酸。取酸水解氨基酸液适量通过阳离子交换的层析柱，碱性氨基酸就保留在层析柱上；而中性氨基酸和酸性氨基酸的混合液则进入滤液中。再将滤液通过阴离子交换的层析柱，一切酸性氨基酸就保留在层析柱上；而中性氨基酸就进入滤液中。吸附在阳离子交换层析柱上的氨基酸，用2 N HAc洗脱；吸附在阴离子交换层析柱上的氨基酸，用0.5 NNaOH洗脱。 黄酮类化合物的分离 黄酮类化合物在硅胶上的吸附较多，可以采取减压硅胶柱或者中压硅胶柱，上样量稍大一些（这样可以减小吸附量），将样品分段，然后采用sephadex LH－20进行细分。采用sephadex LH－20时，最好选择一个比较合适的水与甲醇的比例（样品不会毫无保留），进行等度洗脱。因为水甲醇梯度洗脱很容易产生气泡。个人认为经过硅胶和sephadex LH－20后，黄酮和多糖应该能够分开。 生物碱与生物酸分离方法 https://www.doczj.com/doc/de11448991.html,/bbs/post/view? ... sty=1&age=0#4271305 差向异构体的分离 https://www.doczj.com/doc/de11448991.html,/bbs/post/view? ... 1&sty=1&age=0#62893 生物碱的提取： 由于各种生物碱的结构不同，性质各异，提取分离方法也不尽相同，主要是根据生物碱的溶解度而定。生物碱大都能溶于氯仿、甲醇、乙醇等有机溶剂，除季铵碱和一些分子量较低或含极性基团较多的生物碱外，一般均不溶或难溶于水，而生物碱与酸结合成盐时则易溶于水和醇。基于这种特性，可用不同的溶剂将生物碱从中药中提出，常用的提取溶剂有下列3种： （1）非极性溶剂：样品先用10%氢氧化铵溶液湿润，使中草药中与酸结合成盐的生物碱呈游离状态，然后用氯仿或乙醚等提取，一些与酸结合比较稳定的生物碱盐类和鞣酸盐或碱性较强的生物碱盐等，氢氧化铵不能将其完全分解，可用碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钙或氧化镁，甚至氢氧化钠碱化，这个方法的缺点是不能提出水溶性生物碱。 （2）极性溶剂：极性较大的生物碱可用中性甲醇、乙醇、酸性甲醇、乙醇、酸水（常
生物碱的提取与分离 化工081班第四小组成员 组长：梁钰泉主讲：牟星（200831204028） 材料收集：秦志浩（200831204023）卢晓波（200831204078）李汪（200831204059）Word制作: 李晓龙（200831204029）柏晓伟（200831204027） PPT 制作: 梁钰泉（200831204025）刘林（200831204031） 生物碱的概述 （一）含义：生物碱是一类来自生物体内含氮有机物，大多氮原子在环状结构内，分子结构复杂，多呈碱性,具有强烈生理活性。 （二）分布概况：1、存在科属:主要分布在植物界, 低等植物...较少高等植物... 多①双子叶植物---- 多如防已科、茄科、罂粟科、夹桃科、毛莨科、豆科、茜草科等。②单子叶植物----- 较少如百合科、石蒜科、兰科2、存在部位:不同植物均可存在于各个部位，在同一植物往往只集中于某一器官。黄连------根长春花------花麻黄------茎罂粟------果3、存在形式：①游离状态-----弱碱性生物碱②与酸结合成盐----- 强碱性生物碱③成酯或苷的形式 （三）生理活性:1、镇痛作用---- 吗啡、延胡索乙素2、抗消炎菌作用----- 黄连素3、抗肿瘤作用---- 喜树碱、美登木碱4、止咳作用---- 可待因 生物碱的分类分类方法(如下5种） 1、按植物来源分类法如长春花，黄连等 2、按生物碱的生源途径分类法 3、按生物碱的溶解性进行分类如游离亲脂性.游离亲性 4、按分子结构中氮原子处的 状态进行分类如双稠吡咯烷（两个吡咯烷共用一个N原子）5、按生物碱氮杂环基本母核分类如异喹啉.吡啶类 生物碱的理化性质 物理性质：1、性状:多为晶形，味苦，有焦灼感.颜色--多为无色，因分子中饱和度大。 少数具有黄色。2、旋光性:多数具有旋光性，且多为左旋而具疗效。3、溶解性: （1）游离亲脂性生物碱：可溶于苯、乙醚、氯仿尤其在氯仿中溶解度大，不溶于水。(2)游离亲水性生物碱：I、结构特点：a、季铵型生物碱---为离子型生物碱，b、具有半极性NO 配位键。c、小分子生物碱，如麻黄碱、菸碱。II、溶解性：-- 可溶于水、甲醇、乙醇，在正丁醇有一定溶解度。难溶于亲脂性强有机溶剂。（3）生物碱盐类：易溶于水，可溶于甲.乙醇难溶于亲脂性有机溶剂。因成盐的酸不同而具有不同的溶解度，其规律是：无机酸生物碱盐水溶性> 有机酸生物碱盐小分子有机酸生物碱盐> 大分子有机酸生物碱盐含氧酸生物碱盐> 卤代酸生物碱盐HCl 〉HBr 〉HI 化学性质：（一）碱性；（二）沉淀反应：生物碱在酸性水溶液中，与某些试剂生成难溶于水的复盐或分子复合物的反应。 用途：鉴别：检查生物碱有无（定性反应）；显色剂：薄层色谱，纸色谱提取分离：检查是否提取完全分离纯化：雷氏铵盐用于季铵碱的分离 常用生物碱沉淀剂碘化物复盐类碘化铋钾试剂：桔红色沉淀碘—碘化钾：红棕色沉淀碘化汞钾：类白色沉淀（若加过量试剂，沉淀溶解）重金属盐类磷钼酸试剂：白色或黄褐色沉淀硅钨酸试剂：淡黄或灰白色沉淀大分子酸类苦味酸试剂：黄色结晶其它：硫氰酸铬钾（雷氏铵盐）：红色沉淀或结晶（季铵碱）沉淀反应结果判断 a.鉴别生物碱的存在，需要采用三种以上生物碱试剂。 b.排除假阳性反应，除去水提液 中含有的蛋多肽、鞣质等杂质。 c.仲胺类不易与生物碱沉淀试剂反应，如麻黄碱.
生物碱常用的提取方法 生物碱的提取： 由于各种生物碱的结构不同，性质各异，提取分离方法也不尽相同，主要是根据生物碱的溶解度而定。生物碱大都能溶于氯仿、甲醇、乙醇等有机溶剂，除季铵碱和一些分子量较低或含极性基团较多的生物碱外，一般均不溶或难溶于水，而生物碱与酸结合成盐时则易溶于水和醇。基于这种特性，可用不同的溶剂将生物碱从中药中提出，常用的提取溶剂有下列3种： （1）非极性溶剂：样品先用10%氢氧化铵溶液湿润，使中草药中与酸结合成盐的生物碱呈游离状态，然后用氯仿或乙醚等提取，一些与酸结合比较稳定的生物碱盐类和鞣酸盐或碱性较强的生物碱盐等，氢氧化铵不能将其完全分解，可用碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钙或氧化镁，甚至氢氧化钠碱化，这个方法的缺点是不能提出水溶性生物碱。 （2）极性溶剂：极性较大的生物碱可用中性甲醇、乙醇、酸性甲醇、乙醇、酸水（常用0.1%～1%盐酸、硫酸、乙酸、酒石酸等）以及缓冲液等进行提取，该方法较简便，但提出的杂质较多，需进一步净化。 （3）混合溶剂：用不同极性的溶剂按不同比例混合，可以较好地进行提取，如麦角用氯仿：甲醇：氢氧化铵（90:9:1），百部、粉防已用乙醚：氯仿：乙醇：10%氢氧化铵溶液（25:8:25:1）等。 水溶性生物碱还可采用与生物碱沉淀试剂如雷氏盐（硫氰化铬铵）、磷钨酸等生成不溶的复盐而从水溶液中析出。生物碱与雷氏盐生成的沉淀可溶于丙酮，再通过阳离子交换树脂，用氢氧化铵洗脱即得游离的生物碱，生物碱与磷钨酸生成的沉淀可与固体碳酸钾研磨使干燥，再用无水乙醇热提。 实际上，每种分析法的建立都要对上述三类溶剂作比较，以优选出最佳提取溶剂。 生物碱的提取方法，常用的有冷浸、渗漉、超声波、索氏提取、热回流提取，由于中药分析所涉及到的大部分内容是有机化合物微量分析，故需要的样品量很少，因此，实际上是少量样品与大量提取溶剂，加上样品又经粉碎过筛，常常冷浸提取液中被测组分浓度与提取液中粉碎的样品内所含被测组分相当，即能提取完全。为了使提取更完全，也常常对上述方法进行组合如冷浸-渗漉，冷浸-超声 波，冷浸-索氏提取，冷浸-热回流提取，因冷浸、冷浸-超声波提取操作简便，
(整理)天然药物化学-生物碱习题
第十章生物碱【习题】 （一）选择题 [1-220] A型题[1-58] 1.生物碱不具有的特点是 A.分子中含N原子 B. N原子多在环内 C. 具有碱性 D. 分子中多有苯环 E.显著而特殊的生物活性 2.具有莨菪烷母核的生物碱是 A. 甲基麻黄碱 B. 小檗碱 C. 阿托品 D. 氧化苦参碱 E. 乌头碱 3.属于异喹啉生物碱的是 A. 东莨菪碱 B. 苦参碱 C. 乌头碱 D. 小檗碱 E. 麻黄碱 4.在常温下呈液体的生物碱是 A. 槟榔碱 B. 麻黄碱 C. 苦参碱 D. 乌头碱 E. 莨菪碱
5. 具有挥发性的生物碱是 A. 吗啡碱 B. 小檗碱 C. 苦参碱 D. 麻黄碱 E. 乌头碱 6. 具有升华性的生物碱是 A. 烟碱 B. 咖啡因 C. 小檗胺 D. 益母草碱 E. 氧化苦参碱 7. 生物碱的味多为 A. 咸 B. 辣 C. 苦 D. 甜 E. 酸 8. 具有颜色的生物碱是 A. 小檗碱D. 莨菪碱C. 乌头碱 D. 苦参碱 E. 麻黄碱 9. 无旋光性的生物碱为 A. 伪麻黄碱 B. 小檗碱 C. 烟碱 D. 乌头碱 E. 长春新碱 10. 表示生物碱碱性的方法常用 A. pkb B. Kb C. pH D. pka E. Ka 11. 生物碱碱性最强的是
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 12.水溶性生物碱主要指 A. 伯胺生物碱 B. 仲胺生物碱 C. 叔胺生物碱 D. 两性生物碱 E. 季铵生物碱 13. 溶解脂溶性生物碱的最好溶剂是 A. 乙醚 B. 甲醇 C.乙醇 D. 氯仿 E. 水 14.生物碱沉淀反应呈桔红色的是 A. 碘化汞钾试剂 B. 碘化铋钾试剂 C.饱和苦味酸试剂 D. 硅钨酸试剂 E. 碘-碘化钾试剂 15. 生物碱沉淀试剂反应的介质通常是 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 16.水溶性生物碱分离的常用方法是 A. 碘化汞钾沉淀法 B. 硅钨酸沉淀法 C. 雷氏盐沉淀法 D. 苦味酸沉淀法 E. 碘化铋钾沉淀法 17. 用离子交换树脂法分离纯化生物碱时，常选用的离子交换树脂是
生物碱的提取： 由于各种生物碱的结构不同，性质各异，提取分离方法也不尽相同，主要是根据生物碱的溶解度而定。生物碱大都能溶于氯仿、甲醇、乙醇等有机溶剂，除季铵碱和一些分子量较低或含极性基团较多的生物碱外，一般均不溶或难溶于水，而生物碱与酸结合成盐时则易溶于水和醇。基于这种特性，可用不同的溶剂将生物碱从中药中提出，常用的提取溶剂有下列3种： （1）非极性溶剂：样品先用10%氢氧化铵溶液湿润，使中草药中与酸结合成盐的生物碱呈游离状态，然后用氯仿或乙醚等提取，一些与酸结合比较稳定的生物碱盐类和鞣酸盐或碱性较强的生物碱盐等，氢氧化铵不能将其完全分解，可用碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钙或氧化镁，甚至氢氧化钠碱化，这个方法的缺点是不能提出水溶性生物碱。 （2）极性溶剂：极性较大的生物碱可用中性甲醇、乙醇、酸性甲醇、乙醇、酸水（常用0.1%～1%盐酸、硫酸、乙酸、酒石酸等）以及缓冲液等进行提取，该方法较简便，但提出的杂质较多，需进一步净化。 （3）混合溶剂：用不同极性的溶剂按不同比例混合，可以较好地进行提取，如麦角用氯仿：甲醇：氢氧化铵（90:9:1），百部、粉防已用乙醚：氯仿：乙醇：10%氢氧化铵溶液（25:8:25:1）等。 水溶性生物碱还可采用与生物碱沉淀试剂如雷氏盐（硫氰化铬铵）、磷钨酸等生成不溶的复盐而从水溶液中析出。生物碱与雷氏盐生成的沉淀可溶于丙酮，再通过阳离子交换树脂，用氢氧化铵洗脱即得游离的生物碱，生物碱与磷钨酸生成的沉淀可与固体碳酸钾研磨使干燥，再用无水乙醇热提。 实际上，每种分析法的建立都要对上述三类溶剂作比较，以优选出最佳提取溶剂。 生物碱的提取方法，常用的有冷浸、渗漉、超声波、索氏提取、热回流提取，由于中药分析所涉及到的大部分内容是有机化合物微量分析，故需要的样品量很少，因此，实际上是少量样品与大量提取溶剂，加上样品又经粉碎过筛，常常冷浸提取液中被测组分浓度与提取液中粉碎的样品内所含被测组分相当，即能提取完全。为了使提取更完全，也常常对上述方法进行组合如冷浸-渗漉，冷浸-超声波，冷浸-索氏提取，冷浸-热回流提取，因冷浸、冷浸-超声波提取操作简便，故使用较多，必要时，要对上述方法作比较，以优选出最佳提取方法。分离： 1.净化 上述方法得到的总生物碱中常含有大量杂质，在分离之前一般需净化。净化的方法常依据提取方法及含有的杂质而定。 ?水或酸水提取液的净化 1. 离子交换树脂法 提取液 │ │通过强酸型（氢型）阳离子交换树脂 ┌──────┴───────────┐ ↓↓ 流出液树脂柱 （非碱性物质）┌──────┴───────────┐ │方法一│方法二 │氨液碱化树脂│碱
生物碱的提取和分离方法综述 B11070609 黄秀静 摘要 生物碱是一类具有生理活性的物质，是许多药用植物的重要有效成分之一。一些生物碱因其具有抗肿瘤、抗癌、低毒、低成本的特点,最近已经成为人们研究的焦点。利用现代分离技术把生物碱从天然产物中分离出来并对其进行纯化, 对于开发其药用价值, 以满足天然药物和天然保健品日益高涨的社会需求, 促进中药走向世界, 提高天然产物的经济和社会效益均具有非常重要的意义。 关键词：生物碱;药用植物; 有效成分;提取;分离纯化技术 生物碱是自然界中广泛存在的一大类碱性含氮化合物,具有广泛的生理功能,是许多药用植物的有效成分,目前运用于临床的生物碱药品已达80 种之多, 相当多的生物碱具有抗肿瘤活性、低毒性和成本低之特性, 因而引起了人们的广泛关注。与此同时,人们对生物碱的提取和分离方法研究也在不断地深入和加强。随着各类生物碱的市场需求量的增加,经济效益的提高,提取分离生物碱的方法也在不断改进和提高。本文综述了近年来,不同的提取和分离方法在生物碱提取分离中的应用和进展。随着大众对生物碱药用价值的认识提高,生物碱的提取与分离方法将更加高效、迅速、完善。 1. 生物碱的概述 生物碱 ( Alkaloids ) 一般指存在于生物体内的碱性含氮化合物, 多数具有复杂的含氮杂环, 有光学活性和显著的生理效应。生物碱的发现始于 19 世纪初, 是人们研究得最早、最多的一类天然有机化合物。据统计, 1952 年以前共发现生物碱 950 种,到 1962 年达到 2107 种, 1972 年又上升到了 3443种, 目前已发现生物碱约 6000 种, 并且仍以每年约 100 种的速度递增。多数生物碱具有显著的生理活性, 如黄连中的小聚碱 ( 黄连素) 具有抗菌消炎作用; 罗芙木中的利血平具有降压作用; 长春花中的长春新碱具有抗癌活性; 婴粟中的吗啡具有镇痛作用; 延胡索中的去氢紫碱具有抗
8.3.1醌类化合物的提取分离 （1）水蒸气蒸馏法 适用于分子量小的苯醌及萘醌类化合物，由于具有挥发性可随水蒸气蒸馏出来，故可以用此法进行提取。 （2）有机溶剂提取法 游离蒽醌类成分常用不同极性的溶剂顺次进行分级提取，并可得初步的分离，所花时间较长。提取液再进行浓缩，有时在浓缩过程中即可析出结晶。 （3）碱提取-酸沉淀法 用于提取带游离酚羟基的醌类化合物。酚羟基与碱成盐而溶于碱水溶液中，酸化后酚羟基被游离而沉淀析出。 （4）其他方法 提取蒽醌苷类一般选用乙醇或甲醇做溶剂，此时亦可同时提出游离蒽醌类，故回收溶剂后可得到总蒽醌。近年来超临界流体萃取法和超声波提取法在醌类提取中也有应用，既提高了提出率，也避免了分解。 8.3.2醌类化合物的分离 （1）游离醌类化合物的分离 一般采用溶剂分步结晶法、梯度PH萃取法和色谱法。对于结构极性差别大的蒽醌混合物，可利用不同极性的溶剂分别萃取分离 梯度PH萃取法是分离游离蒽衍生物的经典方法，也是最常用的手段。但此法也有局限性，酸性差别不大的羟基蒽醌混合物的分离存在着局限性。此法对水溶性的蒽醌苷类不适用。 色谱法对蒽衍生物的分离效果好，一般都先用经典方法对蒽衍生物进行初步分离后，再结合柱色谱或制备性薄层色谱作进一步的分离。 （2）蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的分离 蒽醌苷类与蒽醌衍生物的苷原的极性差别较大，故在有机溶剂中的溶解度不同。将含有蒽醌衍生物的乙醇提取液浓缩后，用与水不相混的有机溶剂反复萃取，游离蒽醌将转溶于有机溶剂中，蒽醌苷类仍流域水溶液。 （3）蒽醌苷类的分离 蒽醌苷类因其分子中含有糖，故极性较大，水溶性较强，分离较苷原困难，一般不易得到纯品，需结合吸附或分离柱色谱进行分离。待在色谱之前，需要采用溶剂法或前沉淀法处理粗提物，出去大部分杂质，制得交春的总苷后再进行色谱分离。 色谱法为分离蒽醌苷类化合物的最有效方法。常用的柱色谱填料有聚酰胺、硅胶及葡聚糖凝胶等。 大黄中5种游离苷原可用博层色谱检识。展开剂：石油醚（30~60度）-甲酸乙酯-甲酸（15:5:1）或正乙烷-乙酸乙酯-甲酸（30:10:0.5）。显色：置紫外灯（365nm）下检视，再置氨蒸气中熏数分钟后，于日光中检视。
生物碱的提取与分离 摘要 生物碱是一类具有显著生物活性的含氮有机化合物，是许多药用植物的有效成分。生物碱的溶解性能是生物碱提取与分离的重要依据。生物碱及其盐类的溶解度与生物碱分子中氮原子的存在形式、极性基团的有无及数目、采用的溶剂种类都有密切关系。本文综述了近几年来不同的提取和分离方法在生物碱提取分离中应用和进展。 关键词：生物碱，提取，分离
Extraction and Separation of Alkaloids ABSTRACT Alkaloids are a class of organic compounds containingnitrogen with significant biological activity, is the effective ingredients in many medicinal plants. Solubility alkaloids is an important basis for the extraction and separation ofalkaloids. The nitrogen atoms and molecules solubilityalkaloids alkaloids and their salts in the presence of polar groups form, the existence of the number, the type of solventare closely related. This paper reviewed the different methods of extraction and separation of application and advance in separation and extraction of alkaloids. KEY WORDS: Alkaloids,Extraction,Separation
实验目的: 1.掌握一般叔胺生物总碱的提取和纯化方法。 2.熟悉柱色谱法分离生物碱的操作技术。 3．掌握生物碱的鉴定方法。 实验原理: 根据大多数生物碱或生物碱盐均能溶于乙醇的通性，利用乙醇提取总生物碱。利用季铵型生物碱易溶于水，不溶于亲脂性有机溶剂的性质,用溶剂萃取法分离脂溶性生物碱和水溶性生物碱；根据汉防己甲素和乙素和酸结合成盐而易溶于水，难溶于亲脂性试剂,在碱性条件下易溶于亲脂性试剂不溶于水的性质反复处理后,再利用两者在冷苯中溶解度的不同，使它们相互分离。或者利用两者的极性不同,利用柱层析进行分离。 实验试药与器材: 试药：汉防己、８5%乙醇、1%盐酸、氯仿、氨水、１%氢氧化钠、无水硫酸钠、 氧化铝、丙酮、环己烷、甲醇、改良碘化铋钾试剂、碘－碘化钾试剂、碘化汞钾试剂、硅钨酸试剂等 器材：回流装置、圆底烧瓶、分液漏斗、层析柱、漏斗、薄层板、乳钵、量筒、 烧杯、试管等 汉防己甲素 R=CH 3 汉防己乙素 R=H
实验内容与方法：? 一、总生物碱的提取 取汉防己粉末100g，置于500ｍｌ圆底烧瓶中,加8５％乙醇３00ml,水浴加热回流1小时,滤出乙醇提取液；药渣重新加入85％乙醇20０mｌ同法提取１次,合并两次提取液，过滤,浓缩至无醇味,成糖浆状,得到总生物碱。 二、精制 将上述糖浆状提取液转入烧杯中，加1%盐酸调ＰH为2,边加边搅拌，静置,过滤,得澄明滤液。滤液加等体积氯仿,再加氨水调ＰH为10以上,于分液漏斗中振摇萃取，静置分层后放出氯仿层，碱液再用氯仿萃取两次,合并氯仿液。氯仿液置于分液漏斗中,先以1％氢氧化钠溶液洗2次，再用水洗2-3次后加入约5ｇ无水硫酸钠脱水,放置过夜，过滤,回收氯仿至少量，得汉防己总碱。 三、汉防己甲素和汉防己乙素的分离 １.装柱取层析柱垂直固定在铁架台上，在管的下端垫入少量棉花，称取中性氧化铝１00目2０g，缓缓加入层析柱中，边加边轻轻振动色谱柱,使氧化铝在柱中填实均匀。 2.上样取100mｇ汉防己总碱置于小蒸发皿中，用少量丙酮溶解,另加0.5g色谱用氧化铝(作吸附剂），搅拌均匀,并于水浴上缓缓蒸去溶剂。然后将含有样品的氧化铝装入色谱柱的上端,并盖一圆形滤纸。 3．洗脱将色谱柱活塞打开，以正己烷-丙酮(4∶1）洗脱,流速控制在5ml/mi ｎ，收集各流分(10ml~15ｍl／份）。 4．检查将各流分回收溶剂,依次点于硅胶Ｇ-CMC-Na薄层板上,用氯仿—丙酮—甲醇(6∶1∶1）为展开剂，展开,喷以改良碘化铋钾试剂，比较各流分的R f 值,合并相同Ｒf值的流分。 5.结晶将合并流分的溶液浓缩至适当体积，放置，析晶，滴加少量丙酮洗涤结晶,可得汉防己甲素、汉防己乙素结晶。 四、检识 １.化学检识 将提取的氯仿液，用1%的盐酸萃取，得盐酸溶液10毫升，分为四个小试
第九章 生物碱 【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 . N N O 苦参碱 氧化苦参碱
为了提高荷叶生物碱的提取率, 诸多学者对其提纯工艺进行了实验研究。赵骏等[5][ 5] 赵骏, 王洪章, 齐喜红, 等荷叶中荷叶碱提取工艺的研究[ J] 中草药, 2003, 34( 10) : 916研究了不同溶媒及不同溶媒浓度对提取率的影响。结果显示, 以高浓度的乙醇和05%盐酸为溶媒,采用加热回流法和超声提取, 大孔吸附树脂纯化技术为较佳工艺。李宇亮等[6] [ 6] 李宇亮, 吴雅睿荷叶总生物碱的提取与纯化研究[ J] 应用化工, 2007, 36( 1) : 4分别就提取剂、温度、时间、提取次数等因素对提取率的影响进行了研究, 结果与前者相似, 提取最佳条件为:以90%乙醇为提取剂, 经大孔吸附树脂用乙醇洗脱提取率为946%。肖文军等[7] [ 7] 肖文军, 胡祥文, 胡云铃, 等荷叶生物碱柱分离纯化技术研究[ J] 食品科学, 2007, 28( 6) : 120则研究了不同大孔树脂对生物碱提取率的影响, 结果表明, 使用树脂D101 效果最好。为了解决有机溶剂萃取时目标成分的大量损失、终产品含杂质较多等难题, 梁锋等[8][ 8] 梁锋, 张成功, 马铭, 等乳状液膜分离提取荷叶中3种生物碱[ J] 精细化工, 2007, 24( 6) : 565建立了用水/ 油( W/ O) 型乳状液膜分离提取荷叶中3 种生物碱( N - 去甲基荷叶碱、O- 去甲基荷叶碱和荷叶碱) 的方法。通过对迁移时间、表面活性剂Span80 用量、载体D2EHPA 浓度、油内比、乳水比和内水相盐酸浓度的优化, 获得了高效的液膜体系为: 迁移时间2 5 min,表面活性剂Span 80 的质量分数为310%, 载体D2EHPA 的浓度为001 mol L - 1, 油内比为10 6, 乳水比为10 60, 内水相盐酸浓度为0 2 mol L - 1。在优化的试验条件下, 对荷叶中3 种
第27卷第3期No.3Vol.27 固原师专学报(自然科学) Journal of Guyuan Teachers College(Natural Science) 2006年5月 May.2006 生物碱的提取与分离 马爱瑛1,2 (1宁夏大学生命科学学院, 宁夏银川750021;2西北第二民族学院, 宁夏银川750021) 摘 要:生物碱是一类广泛存在于植物中的碱性含氮化合物,是许多药用植物的有效成分之一,其药用价值已经受到人们的广泛关注.生物碱的提取与分离方法也在不断地改进和发展中,本文综述了近年来,不同的提取和分离方法在生物碱提取分离中的应用和进展.随着人们对生物碱药用价值的认识提高,生物碱的提取与分离方法将更加高效、迅速、完善. 关键词:生物碱;提取;分离 中图分类号:TQ283 文献标识码:A 文章编号:1001—0491(2006)03—0025—06 生物碱一般是指存在于植物中的碱性含氮化合物,大多数具有含氮杂环,有旋光性和明显的生理效应[1].19世纪初,是人类研究最早最多的一类天然有机化合物.生物碱绝大多数分布在植物界,且大多数分布在双子叶植物中,如豆科、毛莨科等.生物碱在植物中的分布往往集中在某一部分或某一器官,如黄柏的树皮,三颗针的根皮.另外,植物在不同的生长阶段所含生物碱的量与种类也可能有差异[2].所以人们可以根据植物的生长规律在有效成分含量最多的年限与季节采收其要用部分.生物碱大多数具有天然的生理活性,是多种中草药及要用植物的有效成分,研究生物碱的提取,具有十分重要意义. 1 生物碱的存在形式和性质[3] 生物碱常为无色固体、味苦.只有少数生物碱如烟碱、毒芹碱在常温下为液体.生物碱大多数具有旋光性,自然界存在的多是左旋体.左旋体和右旋的生理作用往往差别很大,一般具有疗效的是左旋体. 游离状态的生物碱根据溶解性能分为亲脂性生物碱和水溶性生物碱两大娄.亲脂性生物碱数目较多,绝大多数叔胺碱和仲胺碱都属于这一类.它们易溶于苯、乙醚、氯仿、卤代烷烃等极性较低的有机溶剂,在丙酮、乙醇等亲水性有机溶剂中也有较好的溶解度,而在水中溶解度较小或几乎不溶.水溶性生物碱主要有季铵型生物碱,数目较少,它们易溶于水、酸水和碱水,在甲醇和正丁醇等极性大的有机溶剂中可溶解,但不溶于无极性或极性低的有机溶剂.具碱性的生物碱能和酸相结合生成盐.生物碱盐易溶于水,难溶或不溶于亲脂性有机溶剂,但可以溶于甲醇或乙醇. 2 生物碱的药用价值 2.1抗肿瘤作用 洋紫荆的氯仿萃取物对K562细胞具有明显的诱导凋亡活性,进一步追踪分离得到4个具有活性 收稿日期:2006—03—29 作者简介:马爱瑛(1978—),女,宁夏银川人.
实验六生物碱的提取（从茶叶中提取咖啡因） [实验目的] 1、学习从茶叶中提取咖啡因的基本原理和方法, 了解咖啡因的一般性质。 2、进一步熟悉萃取回流、蒸馏、升华等基本操作。 [实验药品] 茶叶末5g，95%乙醇 60ml，生石灰 4g。 [仪器设备] 蒸发皿长颈漏斗玻璃棒等标准磨口仪器棉花纱布滤纸保鲜膜电热套 [实验原理]植物中的生物碱常以盐（能溶解于水或醇）的状态或以游离碱（能溶于有机溶剂）的状态存在。因此可根据生物碱与这些杂质在溶剂中的不同溶解度及不同的化学性质而加以分离。 茶叶中的生物碱均为黄嘌呤的衍生物，有咖啡碱、茶碱、可可碱等，其中以咖啡碱含量最多，约为1～5％，咖啡因弱碱性，易溶于氯仿（12.5％），水（2％），乙醇（2％）等。利用其溶解性可顺利将其从茶叶中提取出。 含结晶水的咖啡因为无臭、味苦的白色结晶，100℃时即失去结晶水，并开始升华，120℃时升华相当显著，至178℃时升华很快。无水咖啡因的熔点为234.5℃，因此可用升华的方法提纯咖啡因粗品。 咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿的作用，主要用作中枢神经兴奋药，它是复方阿司匹林等药物的组分之一。 [实验步骤] 1、粗提 在恒压滴液漏斗中垫一小团棉花（或纱布），按图-1将装置装好。在圆底烧瓶中加入60mL59%的乙醇和几粒沸石，称取5g干茶叶末并将茶叶加到漏斗中。然后打开冷凝水，加热回流提取茶叶中的咖啡因。有回流后关闭漏斗的活塞，等液体充满后打开活塞，反复操作，连续抽提5-6次，将漏斗中的液体全部放到烧瓶中，并用玻璃棒挤压茶叶至干，稍冷却。 2、浓缩 将上述装置改装成蒸馏装置, 蒸馏回收大部分乙醇。然后将残留液 (大约8～10ml) 倾入蒸发皿中, 烧瓶用少量乙醇洗涤, 洗涤液也倒人蒸发皿中, 蒸发至剩3—4mL溶剂，加入4g 生石灰粉, 搅拌均匀, 用电热套稍加热(100～120V), 翻炒直到固体成粉末状，稍冷却后, 擦去沾在边上的粉末, 以免升华时污染产物。 3、纯化 将一张刺有许多小孔的圆形滤纸盖在蒸发皿上, 取一只大小合适的长颈漏斗罩于其上, 漏斗颈部疏松地塞一团棉花，如图-2。 用电热套小心加热蒸发皿, 慢慢升高温度, 使咖啡因升华，咖啡因通过滤纸孔遇到漏斗内壁凝为固体, 附着于漏斗内壁和滤纸上。当纸上出现白色针状晶体时, 暂停加热, 冷至100℃左右, 揭开漏斗和滤纸, 仔细用小刀把附着于滤纸及漏斗壁上的咖啡因刮入表面皿中。称重，计算提取率。（注意观察现象，并思考原因？） [注意事项] 1、特别注意，装茶叶时恒压滴液漏斗和圆底烧瓶口都要涂上凡士林。 2、若漏斗内萃取液色浅，即可停止萃取。 3、浓缩萃取液时不可蒸得太干，以防转移损失。否则因残液很粘而难于转移造成损失。 4、拌入生石灰要均匀，生石灰的作用除吸水外，还可中和除去部分酸性杂质（如鞣酸）。