生物碱

两性生物碱:
含酚羟基（吗啡、青藤碱）NaOH + ； 隐性酚羟基（汉防己乙素）NaOH - ,脂溶性生物碱； 羧基生物碱（槟榔次碱）NaHCO3 +
内酯型生物碱(喜树碱)： 热NaOH（碱水解 内酰胺生物碱（苦参碱）： 碱水解
（2）生物碱盐
水 酸水 碱水、甲（乙）醇、 乙醚 /CHCL3 石油醚
应用：
1．在酸性环境中进行。 2．检识时，至少用三种以上试剂同时进行。
碘化铋钾试剂 ：桔红色沉淀 碘化汞钾 ：类白色沉淀 碘—碘化钾：红棕色沉淀 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 苦味酸试剂：黄色结晶 硫氰酸铬钾（雷氏铵盐）：红色沉淀或结晶
应用： 用于中药中生物碱的预试（注意假阳性，假阴性）。作
麻黄碱（pKa9.58） （甲基供电诱导效应）
OH NH2
去甲基麻黄碱（pKa9.00） （羟基的吸电诱导效应）
CH2 CH CH3 苯异丙胺（pKa9.80）
NH2
（无羟基的吸电作用）
但具有氮杂缩醛结构生物碱可以异构化，使碱 性增强。
如：醇胺型异构化成季铵型生物碱。
（3）诱导-场效应：无叶豆碱
O O
N
龙胆碱
N CH3
O H3C
O CH3
石斛碱
8．甾体类生物碱 环常绿黄杨碱D（黄 杨科）
H
H
N CH3
OH
H N
H3C
常见氮杂环类生物碱基本母核类型：
N H
吡咯
NH
N
咪唑
N H
四氢吡咯
N
吡咯里西啶
N H 吲哚
N
吲哚里西啶
N H
蒎啶
N
吡啶
N N
吡嗪
N 喹喏里西啶
H N CH3
H
莨菪烷
N
N
NN H
颜色：大多无色。 小檗碱呈黄色、具黄绿色 荧光；血根碱呈红色（共轭体系）。
气味：苦。个别具甜味（甜菜碱）。
2．溶解性
（1）游离
水 酸水 碱水、甲（乙）醇、 乙醚 /CHCL3、 石油醚
亲脂性生物碱: -
+
-
+
+（++） +
亲水性生物碱: + + +
+
-
-
季铵碱:离子型 含N-O配位键:氧化苦参碱 小分子或液体生物碱:菸碱、麻黄碱、苦参碱 酰胺类生物碱:秋水仙碱、咖啡碱
COOH
N
N
N
H
CH3
CH3
吲哚里西啶类：一叶楸碱（一叶楸）
O O H
N
N
一叶楸碱
喹诺里西啶类：苦参碱、氧化苦参碱
N
3．苯丙氨酸和酪氨酸系生物碱
（1）苯丙胺类：麻黄碱（麻黄）
CHOH
CH CH3 NHCH3
麻黄碱（伪麻黄碱）
（2）异喹啉类 小檗碱类：小檗碱（黄连、黄柏） 原小檗碱类：元胡索乙素（元胡）
生物碱结构分类
一、鸟氨酸系生物碱：吡咯烷类、莨菪烷类、吡咯里西啶类生物碱 二、赖氨酸系生物碱：哌啶、吲哚里西啶类、喹诺里西啶类生物碱 三、苯丙氨酸和酪氨酸系生物碱：苯丙氨类、异喹啉类、苄基苯乙胺
类生物碱 四、色氨酸系生物碱：简单吲哚类、色胺吲哚类、半萜吲哚类、单萜
吲哚类生物碱 五、邻氨基苯甲酸系生物碱：喹啉类、吖啶酮类生物碱 六、组氨酸系生物碱：咪唑类 七、萜类生物碱：单萜类、倍半萜类、二萜类、三萜类生物碱 八、甾体类生物碱：孕甾烷类、环孕甾烷类、胆甾烷类
CH3 N
MeO
O
OH
OMe
青风藤碱
（3）苄基苯乙胺类：石蒜碱 （石蒜）
OH HO
O
O
N
石蒜碱
4． 色氨酸系生物碱
（1） 简单吲哚类：靛青苷（蓼蓝）
O glc
N
N
H
H
靛青苷
（2）色胺吲哚类：吴茱萸碱
N
NH2
H
NO N H
N H3C
吴茱萸碱
（3）半萜吲哚：麦角新碱（麦角菌类） （4）单萜吲哚：利血平、长春碱、喜树碱、奎宁等
第九章
生物碱
第一节 概 述
生物碱的含义——是指来源于生物界（主要 是植物界）的一类含氮有机化合物。大多数 有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内； 多数具有碱性，可以和酸成盐；大都具有特 殊而显著的生理活性。
生物体内普遍存在的含氮有机化合物，氨基 酸、蛋白质、核酸、及某些含氮维生素除外。
生物碱的分布：
NH
四氢异喹啉（SP3 pKa9.5）
N
异喹啉（SP2 pKa5.4）
RC
N 氰类（SP 中性 ） 电效应
（2）诱导效应： 供电诱导效应（烷基）：可使氮原子周围电子云密度 增加，碱性增强。
吸电诱导效应（含氧基团，双键，苯环）：电子云密 度降低，碱性减弱。
CH CH CH3
CH CH CH3
OH NHCH3
1．在植物的各部位都有分布，但多集中在 某一器官。
2．植物体内生物碱的含量差别很大，但 一般都较低（1%以下），通常把含量在0。 01%的植物称为生物碱植物。
3．同一植物体内的生物碱，往往是多种 生物碱共存，而且母核结构相似。
生物碱的存在形式：
多数以盐的形式存在（以有机酸盐为主， 少数为无机酸盐）；
少数以游离形式存在（主要是一些碱性 极弱的生物碱，如酰胺类生物碱）；
其他尚有以酯、苷及N→O化合物的形 式存在（乌头碱、氧化苦参碱）
第二节 生物碱的结构和分类
1．按植物来源分类: 黄连生物碱、苦参 生物碱
2．按化学结构类型分类: 喹啉类生物碱、 吲哚类生物碱等
3．按生源途径和化学结构类型分类
（有双键）
通常情况下碱性强弱与pKa大小的关系如 下：
pKa > 11 为强碱 （胍、季胺碱） pKa 7 ~ 11 中强碱（脂肪胺类—仲胺、叔胺） pKa 2 ~ 7 弱碱 （ 芳胺、芳氮杂环） pKa < 2 极弱碱（酰胺类）
4． 生物碱沉淀反应
生物碱酸水溶液 + 生物碱沉淀试剂
沉淀
应用注意：
（4）共轭效应
苯胺型：P-π共轭，氮原子周围电子云 密度下降，碱性降低。
酰胺型：P-π共轭，氮原子周围电子云 密度下降，碱性降低。
胍基型：供电基和氮原子上未共享电子 对共轭，碱性增强（共轭酸的高度共振 稳定性,使共轭酸稳定，Ka小，则pKa大， 碱性强）。
NH
环己胺
C
胍
（pKa10.64）
++
-
+
-
在水中的溶解度与酸有关： 无机酸盐的水溶度大于有机酸盐的水溶度。 无机酸盐中，含氧酸盐的水溶度大于卤代酸盐。
卤代酸盐中，盐酸盐的水溶度最大，氢碘酸盐的水溶度最 小。
有机酸盐中，小分子有机酸盐的水溶度大于大分子有机酸 盐（沉淀）。
多元有机酸盐的水溶度大于一元有机酸盐。
有些生物碱或盐不符合上述规律：
pKa9.58（碱性弱）
pKa9.74（碱性强）
常见生物碱碱性规律：
胍 > 季铵碱 > 烷胺类（仲胺，叔胺） > 芳胺类（芳杂环） > 酰胺类
（pKa 13.6） 小檗碱（11.5） 四氢异喹啉（9.5） 异喹啉（5.4） （pKa < 2）
共轭酸高度 离子型
SP3杂化
SP2杂化
P—π共轭
共振稳定性 类似无机碱 （无双键）
H CH2OH
OCO C H
东莨菪碱 （环氧位阻pka6.20）
（6）氢键效应：氮原子周围的羟基所处的位置有利于生 物碱共轭酸分子内氢键形成时，则共轭酸稳定 , 碱性增
强。
CH3
CH3
C6H5
H1
C6H5
OH
+H
+H
H2
N
H2
N
HO H CH3
H1 H CH3
麻黄碱共轭酸（稳定性差） 伪麻黄碱共轭酸（稳定）
N+
N
苄基异喹啉类：罂粟碱（罂粟） 厚朴碱（厚朴）
MeO
N
N
MeO
MeO OMe
罂粟碱
双苄基异喹啉类：小檗胺（三棵针） 汉防己甲素、乙素（防己） 蝙蝠葛碱（北豆根）
H3C N H
OMe MeO
OMe MeO
O OH
蝙蝠葛碱
N CH3 H
吗啡烷类：吗啡、可待因（罂粟） 青风藤碱（青风藤）
CH3 N
1.生物碱盐不溶于水（小檗碱盐酸盐、麻黄碱草酸盐）， 而能溶于氯仿（盐酸奎宁）。
2.游离生物碱难溶于有机溶剂而溶于水（石蒜碱；吗啡 难溶于氯仿、乙醚，可溶于碱水；喜树碱不溶于一般有 机溶剂，而溶于酸性氯仿）。
3.碱性极弱的生物碱（酰胺类生物碱）和酸生成的盐不 稳定，其酸水溶液用氯仿萃取时,生物碱可转溶于氯仿 而被分离。
为生物碱分离提取过程中的追踪指标。 用于分离纯化生物碱（季铵碱的雷氏铵盐沉淀法）。用
于生物碱的鉴定和含量测定（晶型，熔点）。 作为生物碱薄层层析和纸层析的显色剂（碘化铋钾）。
第四节 生物碱检识
一、化学检识 二、色谱检识 1、薄层色谱 2、纸色谱
3． 碱性 来源
7 1S2
2S2 2P3
N： H+ (接受质子或提供电子)
碱性强弱的表示方法：pka(碱共轭酸解离常数的负对数)， 其大小与碱性呈正比。 pKa=-lgKa，Ka越小（碱的共轭酸 越稳定），pKa越大，碱性越强。
影响碱性强弱的因素： （1）氮原子的杂化方式：
SP3 > SP2 > SP
MeO
N
NБайду номын сангаас
HH
H
H H3COOC
OCO OMe
利血平
OMe OMe
OMe
5．邻氨基苯甲酸系生物碱 喹啉类：白鲜碱（白鲜皮） 吖啶酮类：三油柑碱（鲍氏三油柑）
O
N
N H
6．组氨酸系生物碱 咪唑类生物碱：毛果芸香碱
N
N H
H3C OO
N CH3 N
7．萜类生物碱
单萜类生物碱：龙胆碱（龙胆科） 倍半萜类生物碱：石斛碱（石斛） 二萜类生物碱：乌头碱（乌头、附子） 三萜类生物碱：少
1. 鸟氨酸系生物碱
（1）吡咯烷类：水苏碱（益母草）
N
N COO
H
H3C
CH3
水苏碱
（2）莨菪烷类：莨菪碱（洋金花）
CH3 N
OR
（3） 吡咯里西啶类：大叶千里光碱 （千里光属）
N
HH HO
N
O
CH2 O
H
H3C
CH3
大叶千里光碱
2 . 赖氨酸系生物碱
蒎啶类：槟榔碱、槟榔次碱（槟榔）
COOCH3
NH2
H2N
NH2（pKa13.6）
MeO
苯胺 MeO （pKa4.58）
NH2
NHCOCH3
秋水仙碱
OMe
（酰胺共轭 pKa1.84）
O
OMe
O
CH CH CH CH C N
O
O
胡椒碱（酰胺共轭 pKa1.42）
（5）空间效应：
CH3 N
H CH2OH
OCO C H
莨菪碱（pka9.65）
CH3 N O
嘌呤类
N
N
噻嗪类
O
N
吖啶酮类
N
喹啉
N
异喹啉
吗啡烷类 N CH3
N 苄基异喹啉
N
原小檗碱型
N
小檗碱型
第三节 生物碱理化性质
1．性状 形态：多呈结晶状态，有一定熔点； 有的呈液态（小分子、无氧或氧呈酯键-----菸碱、槟
榔碱）。 个别小分子固体生物碱有挥发性----麻黄碱 。 升华性 -------咖啡因