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生物碱的性质

生物碱的性质

生物碱是一类天然的有机化合物,是指存在于生物体(主要为植物)中的一类除蛋白质、肽类、氨基酸及维生素B以外的有含氮碱基的环状化合物,有类似碱的性质,能与酸结合成盐。大多数生物碱为无色结晶形固体,不溶于水,但与酸结合后易溶于水,有明显的熔点和旋光性,苦味,挥发性不强。

(一)分类

生物碱品种繁多,根据不同需要有多种不同的分类法,如按生物碱的生物来源(如茄科生物碱)、生理作用(如降压生物碱)、性质(如挥发性生物碱……)、生源(如真生物碱、原生物碱、伪生物碱)及其母核的基本结构来分类。后者是最常用的分类方法,可将生物碱分为60类左右,其中主要有以下12类:

(1)有机胺类(Amines):氮原子位于直链上,如麻黄碱、益母草碱、秋水仙碱等;

(2)吡咯烷类(Pyrrolidine):如古豆碱、千里光碱、野百合碱、娃儿藤碱等;

(3)吡啶类(Pyridine):如菸碱、槟榔碱、半边莲碱、苦参碱等;

(4)喹啉类(Quinoline):如奎宁、喜树碱等;

(5)异喹啉类(Isoquinoline):如小檗碱、吗啡、粉防已碱、石蒜碱、可待因、青藤碱、锡生藤碱等;锡生藤碱等;

(6)喹唑酮类(Quinnazolidone):如常山碱等;

(7)吲哚类(Indole):如利血平、长春碱、麦角新碱、士的宁等;

(8)莨菪烷类(Tropane):如莨菪碱、东莨菪碱、古柯碱等;

(9)亚胺唑类Imidazole):如毛果芸香碱等;

(10)嘌呤类(Purine):如咖啡碱、茶碱、香菇嘌呤、石房蛤毒素等;

(11)甾体类(Steroid):如茄碱、贝母碱、藜芦碱、澳洲茄碱等;

(12)萜类(Terpenes):如猕猴桃碱、石斛碱、乌头碱、飞燕草碱、黄杨碱等。

(二)理化性质

1.性状大多数生物碱为结晶状固体,少数为液体,如菸碱、毒藜碱、槟榔碱等。

液体生物碱通常不含氧原子,或分子中的氧原子多形成酯键。一般生物碱均无色,少数具颜色,如小檗碱(黄色)、血根碱(红色),味苦。少数生物碱,如麻黄碱与液体生物碱具挥发性,可随水蒸气蒸馏。

2.旋光性大多数生物碱含不对称碳原子,所以有旋光性。大多数生物碱具左旋光

性。

3.酸碱性大多数生物碱具碱性反应,能使红色石蕊试纸变蓝色。碱性的强弱与分子中氮原子存在的状态有密切关系,一般是季胺碱>叔胺碱>仲胺碱。若氮原子呈酰胺状态,则碱性极弱甚至消失,如胡椒碱、秋水仙碱等。有的生物碱分子具有酚羟基或羧基,因而具酸碱两性,如槟榔次碱(arecaidine)和吗啡等。

4.溶解度游离生物碱极性较小,不溶或难溶于水,能溶于氯仿、乙醚、苯、丙酮、乙醇等有机溶剂,也能溶于稀酸的水溶液而生成盐类。生物碱盐类易溶于水和乙醇,不溶或难溶于有机溶剂。此性质可用于生物碱的提取、分离和纯化。但也有不少例外,如麻黄碱、秋水仙碱均可溶于水,也溶于有机溶剂;小檗碱可溶于水,其盐在冷水中反而不溶;酚性生物碱可溶于氢氧化钠溶液;所有季铵盐生物碱由于能离子化,亲水性强,均能溶于水等。

5.沉淀反应大多数生物碱在酸性水溶液中,能与一些特殊的试剂(生物碱沉淀剂)作用,生成沉淀。利用这些沉淀反应,不但可以预试生物碱的存在与否,也可以用于生物碱的精制,或在提取过程中,用于指示提取是否完全。但直接用中药的酸水浸出液作生物碱沉淀反应,6.胺类等)也能和生物碱沉淀剂产生沉淀,因此,必须将水浸液精制后再行实验。通常先选用3种以上不同的生物碱沉淀剂进行实验,若均为负反应,则肯定无生物碱存在;若呈正反应,则必须精制后再实验,第二次再呈正反应,才可确证存在生物碱。常用的生物碱沉淀剂种类很多,通常是一些重金属盐类或分子量较大的复盐,以及特殊的无机酸或有机酸的溶液。

(三)含量测定:

欲测定生药中的生物碱含量,首先应将其从植物组织中定量的分离出来,精制后选择合适的方法进行测定。

1.生物碱的提取。

2.生物碱试样的精制。

3.生物碱的定量分析:生物碱的定量分析方法大多是根据它含有的N原子或双键或分子中官能团理化性质而设计的。如:重量法测定总碱是根据游离生物碱和生物碱盐在水和水不相溶的有溶剂中溶解度的不同而设计的,也可以利用与沉淀试剂发生反应形成不溶性盐来进行设计。容量法则是利用N原子的碱性在水介质中进行的中和滴定,又因为大多数生物碱在酸性溶液中可与某些重金属络盐定量发生沉淀,沉淀中金属或剩余试剂中的金属,经适当处理后,按络量法测定。

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