中药化学第二章 生物碱

（精）《中药化学》讲义：生物碱第一节基本内容一、生物碱的定义生物碱是指一类根源于生物界( 以植物为主 ) 的含氮的有机化合物，多半生物碱分子拥有较复杂的环状构造，且氮原子在环状构造内，大多呈碱性。

一般拥有生物活性。

二、生物碱在动、植物界的散布和存在状况生物碱主要散布在植物界，其散布的一般规律是：①绝大部分生物碱散布在高等植物中，如毛莨科、罂粟科、防已科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆科、小檗科等。

②很少量生物碱散布在低等植物中，如烟碱存在于蕨类植物。

③科属亲缘关系邻近的植物，常含有同样构造种类的生物碱。

④生物碱在植物体内多半集中散布在某一部分或某些器官。

三、生物碱的分类及构造特点生物碱的分类方法主要有 3 种，按植物根源、生源门路和基本母核的构造种类分类。

( 一) 吡啶类生物碱此类生物碱构造简单，好多呈液态。

代表物有：槟榔碱、槟榔次碱，烟碱、苦参碱等。

( 二) 莨菪烷类生物碱( 三) 异喹啉类生物碱1.简单异喹啉类2.苄基喹啉类(1)1- 苄基异喹啉类：代表物有罂粟碱、厚朴碱等。

(2)双苄基异喹啉类：代表物有汉防已碱等。

(3)原小檗碱类：代表物有小檗碱、延胡索乙素等。

(4)吗啡烷类：代表物有吗啡、可待因等。

( 四) 吲哚类生物碱代表物有吴茱萸碱、马钱子碱、士的宁、长春碱、长春新碱、利血同等。

( 五) 有机胺类生物碱代表物有麻黄碱、秋水仙碱、益母草碱等。

第二节理化性质一、性状形态多半生物碱呈结晶形固体，有些为晶形粉末状; 少量生物碱为液体状态，这种生物碱分子中多无氧原子，或氧原子联合为酯键，如烟碱、槟榔碱等 ; 个别拥有挥发性 ( 麻黄碱 ) 、拥有升华性 ( 咖啡因、川芎嗪)。

滋味大部分生物碱具苦味，少量生物碱拥有其余滋味，如甜菜碱拥有甜味。

颜色绝大部分生物碱无色或白色，仅少量拥有较长共轭系统构造的生物碱呈不一样颜色。

如小檗碱为黄色，药根碱为红色。

二、旋光性生物碱的旋光性受溶剂、pH 等要素的影响。

4.⽣物碱的溶解性有何规律？1)亲脂性⽣物碱易溶于亲脂性有机溶剂(如氯仿、⼄醚)，可溶于醇类溶剂，难溶于⽔；⽣物碱盐难溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇类溶剂，易溶于⽔。

2)季铵型⽣物碱难溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇类溶剂，易溶于⽔、酸⽔、碱⽔。

3)⼀些⼩分⼦⽣物碱既可溶于⽔，也可溶于氯仿，如⿇黄碱、苦参碱、秋⽔仙碱等。

4)具有羧基的⽣物碱，可溶于碱⽔，如碳酸氢钠⽔溶液；具有酚羟基的⽣物碱，可溶于苛性碱溶液，如吗啡、青藤碱。

5)具有内酯(或内酰胺)结构的⽣物碱可溶于热苛性碱溶液，如喜树碱。

5.⽣物碱的碱性⼤⼩如何表⽰？影响⽣物碱碱性⼤⼩的因素有哪些？⽣物碱的碱性⼤⼩⽤pKa(⽣物碱的共轭酸的解离常数的负对数)表⽰，pKa⼤，⽣物碱的碱性强。

此处需要注意pKa、pKb、Ka、Kb四者之间的相互关系，它们与⽣物碱碱性⼤⼩的关系为：pKa⼤、pKb⼩、Ka⼩、Kb⼤，⽣物碱的碱性强，反之则弱。

影响⽣物碱碱性⼤⼩的因素包括：1)N原⼦的杂化⽅式：SP3氮⼤于SP2氮⼤于SP氮2)电效应：诱导效应：烷基的供电⼦诱导效应使碱性增强；苯基、羰基、酯基、醚基、羟基、双键(含双键或氧原⼦的基团)的吸电⼦诱导效应使碱性降低。

共轭效应：⼤部分共轭效应使碱性降低，其中苯胺型、酰胺型⽣物碱碱性降低明显，如胡椒碱、秋⽔仙碱、咖啡碱；烯胺型⽣物碱⼤部分碱性降低，个别碱性增强，如蛇根碱。

3)空间效应：碱性降低，如叔胺碱的碱性⼀般弱于仲胺碱。

东莨菪碱碱性⼩于莨菪碱，甲基⿇黄碱的碱性⼩于⿇黄碱即是因为这个缘故。

4)氢键效应：碱性增强，如⿇黄碱的碱性⼩于伪⿇黄碱。

6.进⾏⽣物碱沉淀反应时需注意什么问题？1)常⽤沉淀试剂：碘化物复盐、重⾦属盐、⼤分⼦酸，其中碘化铋钾试剂(Dragendorff试剂)最为常⽤。

雷⽒铵盐试剂可⽤于⽔溶性⽣物碱的分离。

2)反应条件：稀酸⽔溶液。

3)假阳性：蛋⽩质、多肽、鞣质等可引起假阳性，需净化。

净化⽅法为酸⽔提取液碱化后氯仿萃取，氯仿萃取液再⽤酸⽔萃取，取酸⽔萃取液进⾏沉淀反应。

《中药化学》生物碱练习题及答案一、单项选择题１.下列有关生物碱的论述，正确的是（A）。

A.含有Ｎ原子B.显碱性C.自然界的所有含Ｎ成分D.无色2.生物碱不具有的特点是（D）。

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3.具有挥发性的生物碱是（ D）。

A.吗啡碱B.小檗碱C.苦参碱D.麻黄碱4.生物碱在植物体内的存在状态多为（ B）。

A.无机酸盐B.有机酸盐C.游离状态D.苷的形式5.有关生物碱性质叙述不正确的是（D）。

A.多为无色结晶B.多具苦味或辛辣味C.多具旋光性D.多具挥发性6.具有莨菪烷母核的生物碱是（ C ）。

A.甲基麻黄碱B.小檗碱C.阿托品D.氧化苦参碱7.属于异喹啉类生物碱的是（ D ）。

A.东莨菪碱B.苦参碱C.乌头碱D.小檗碱8.氧化苦参碱在水中溶解度大于苦参碱的原因是（B）。

A.属季胺碱B.具有半极性Ｎ→Ｏ配位键C.相对分子质量大D.碱性强9.水溶性生物碱通常是指（A）。

A.季铵碱B.叔胺碱C.仲胺碱D.伯胺碱10.某生物碱的碱性强，则它的（C）。

A.Ka大B.Kb小C.pKa大D.pKa小11.下列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12.决定生物碱碱性最主要的因素是（ A）。

A.氮原子的杂化方式B.诱导效应C.共轭效应D.分子内氢键13.就生物碱分子中N原子未共用电子对杂化方式而论，其碱性顺序为（A）。

A.sp3＞sp2＞spB.sp＞sp2＞sp3C.sp2＞sp＞sp3D.sp2＞sp3＞sp14.影响生物碱碱性强弱的因素中，能使氮原子碱性增强的是（A）。

A.N上连接斥电子取代基B.N上连接吸电子取代基C.N的邻位碳上连接苯环D.N的邻位碳上连接乙酰基15.若将中药中所含的生物碱盐和游离生物碱都提取出来，应选用（ B）。

A.水B.乙醇C.乙醚D.氯仿16.用酸水提取生物碱时，一般采用（C）。

A.渗漉法B.回流法C.煎煮法D.连续回流法17.提取生物碱盐不选用的溶剂是（A）。

(1)结构类型汉防己甲素和汉防己乙素均为双苄基异喹啉衍生物，氮原子呈叔胺状态;轮环藤酚碱为季铵型生物碱。

(2)理化性质1)碱性汉防己甲素和汉防己乙素分子结构中均有两个处于叔胺状态的氮原子，碱性较强。

轮环藤酚碱属于原小檗型季铵碱，具强碱性。

2)溶解性汉防己甲素和汉防己乙素亲脂性较强，具有脂溶性生物碱的一般溶解性。

但由于两者分子结构中取代基的差异，前者为甲氧基，后者为酚羟基，故汉防己甲素的极性较小，能溶于冷苯;汉防己乙素极性较大，难溶于冷苯。

轮环藤酚碱为水溶性生物碱，可溶于水、甲醇、乙醇，难溶于乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。

(3)提取分离汉防己用乙醇提取得总生物碱，然后根据各成分溶解性和极性的差异进行分离。

将总生物碱溶于稀酸水，利用汉防己甲素和汉防己乙素在苯中溶解度的差异，碱化后用苯萃取出汉防己甲素，再用氯仿萃取出汉防己乙素;轮环藤酚碱为水溶性生物碱，仍留在碱水层。

汉防己甲素和汉防己乙素的分离也可采用氧化铝柱色谱，利用其极性的差异进行分离，汉防己甲素极性小，先被洗脱，而汉防己乙素极性大，后被洗脱。

十五.洋金花生物碱1、结构类型：洋金花生物碱属于莨菪烷衍生物，是由莨菪醇类(莨菪醇、山莨菪醇、东莨菪醇、去甲莨菪醇)和莨菪酸类(莨菪酸、羟基莨菪酸)结合生成的一元酯类化合物。

主要生物碱有莨菪碱(其外消旋体称阿托品)、东莨菪碱、山莨菪碱、樟柳碱(羟基莨菪酸)和去甲莨菪碱等。

2、理化性质：性状：莨菪碱：细针状结晶，外消旋体阿托品是长柱状结晶。

东莨菪碱是粘稠状液体，山莨菪碱是无色针状结晶。

樟柳碱类似于东莨菪碱。

(1)旋光性。

除阿托品无旋光性外，其他生物碱均具有左旋光性。

莨菪碱在酸碱接触下或加热，可通过烯醇化，发生外消旋，成为阿托品。

阿托品是混合物，莨菪碱是纯净物，他们的化学性质几乎一样。

(2)碱性。

东莨菪碱和樟柳碱由于立体效应的影响，碱性较弱;莨菪碱无立体效应障碍，碱性较强;山莨菪碱碱性介于莨菪碱和东莨菪碱之间。

碱性：莨菪碱东莨菪碱山莨菪碱樟柳碱。

中药化学生物碱沉淀反应
中药化学中，碱性物质常常与酸性物质发生反应，形成沉淀。

这种反应被称为碱沉淀反应。

碱沉淀反应被广泛用于中药化学中鉴定中药性质、成分分析和质量控制等方面。

在中药化学中，最常用的碱沉淀反应是鞣酸铁盐试剂与中药中的鞣质反应。

鞣酸铁盐试剂指的是添加鞣酸铁的溶液，一般为0.05%的鞣酸铁溶液。

鞣质是一类存在于许多中药中的多聚酚
类化合物，具有收敛、抗炎等功效。

当鞣酸铁试剂与中药中的鞣质反应时，会产生一种呈现蓝色、绿色或黑色沉淀的化合物，具有特殊的化学反应特征，能够用来鉴别和定性中药中的鞣质。

另外，碳酸盐沉淀反应也是中药化学中常用的碱沉淀反应之一。

中药中常含有一些碳酸盐类化合物，当碱性物质与这些碳酸盐反应时，会生成一种白色沉淀。

这种碱沉淀反应可以用来检测和定性中药中的碳酸盐。

总的来说，中药化学生物碱沉淀反应是通过将中药中的碱性物质与酸性物质进行反应，通过观察反应过程中是否形成沉淀，进而鉴定和定性中药中的化学成分。

这种反应在中药质量控制和药效研究中具有重要的应用价值。

选择题（一）单选题A型题1。

生物碱主要分布在：A．双子叶植物B．单子叶植物C．被子植物D．裸子植物E．低等植物2。

此生物碱结构属于:A。

吲哚类B。

吡啶类 C.喹啉类 D.萜类E。

吡咯类3.此生物碱结构属于：A。

吲哚类 B.吡啶类 C.喹啉类D。

萜类E。

吡咯啶类4.此生物碱结构属于：A.吲哚类B.吡啶类C.萜类D。

喹啉类 E. 异喹啉类5。

此生物碱结构属于：A.吲哚类B. 萜类C。

吡啶类 D.甾体类E。

大环类6. 生物碱的味和旋光性多为:A。

味苦,右旋B。

味苦,左旋 C.味苦，消旋D。

味甜,左旋E。

味酸，右旋7。

水溶性生物碱从化学结构上分析大多属于：A.伯胺碱B。

仲胺碱 C.叔胺碱D。

季铵碱 E.酰胺碱8.亲脂性生物碱易溶于亲脂性有机溶剂，尤其是易溶于：A.乙醚B.苯C。

乙酸乙酯 D.氯仿E。

四氯化碳9。

生物碱无机盐的水溶性大多是:A.含氧酸盐大于卤代酸盐B. 含氧酸盐小于卤代酸盐C. 含氧酸盐等于卤代酸盐D。

含氧酸盐难溶于水 E. 含氧酸盐只小于氯代酸盐10。

生物碱盐类在水中的溶解度,因成盐酸不同而异，一般情况是:A。

无机酸盐小于有机酸盐 B. 无机酸盐大于有机酸盐 C. 无机酸盐等于有机酸盐D.无机酸盐小于大分子有机酸盐E.无机酸盐难溶于水11.决定生物碱碱性最主要的因素：A.分子结构中氮原子杂化方式B。

分子中诱导效应 C.分子中共轭效应 D.分子中空间效应 E.分子内氢键12.某生物碱pKa为10.5属于：A。

强碱性B。

中碱性C。

弱碱性D。

极弱碱性 E .中性13. 某生物碱pKa为12属于：A。

极弱碱性 B. 弱碱性 C. 中等碱性 D. 强碱性 E 。

中性14. 某生物碱pKa为3.5属于：A. 强碱性B. 中等碱性C. 弱碱性D. 极弱碱性 E .中性15.具何种结构生物碱碱性最强:A。

脂氮杂环 B.芳氮杂环C。

芳氨类D。

酰胺类 E.季铵类16。

麻黄碱的碱性比去甲基麻黄碱强是由于下述哪种因素：A.正诱导效应B.负诱导效应C。

生物碱【选择题】生物碱用什么样的阳离子交换树脂？强酸性阳离子交换树脂交换到树脂上的生物碱如何洗脱？交换完全后，先用中性水或乙醇洗除柱中的杂质，再碱化，再用二氯甲烷或乙醚提取。

如何提脂溶性生物碱？必须要先碱化。

什么成分可以用水蒸气蒸馏法？（特殊）麻黄碱麻黄碱与伪麻黄碱如何区分？利用两者草酸盐溶解度不同区分。

（草酸麻黄碱较难溶于水。

草酸伪麻黄碱易溶于水）如何净化及分解生物碱的雷氏盐？生物碱雷氏盐沉淀可溶于丙酮。

汉防己乙素。

由于空间位阻影响，酚羟基失去酚羟基通性，难溶于强碱。

【名词解释】生物碱：来源于生物界（主要是植物界）的一类含氮有机化合物，多呈碱性，故称生物碱。

生物碱多具有复杂的环状结构，氮原子常结合在环内。

（1分）一般来说，生物界除生物体必须的含氮有机化合物，如：氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸及含氮纤维素外，其它含氮有机化合物均可视为生物碱。

（1分）【简答题】沉淀反应：生物碱在酸水溶液或稀醇溶液中与某些试剂生成难溶于水的复盐或络合物的反应称为生物碱沉淀反应。

这些试剂称为生物碱沉淀试剂。

生物碱的沉淀反应通常在酸性条件下进行，但苦味酸试剂可在中性条件下进行。

假阳性反应：水液中蛋白质、多肽、鞣质可与此类试剂产生假阳性反应，故被检测液要除掉这些成分。

假阴性反应：仲胺不易与生物碱沉淀试剂反应呈假阴性反应，如麻黄碱。

【问答题】生物碱碱性影响因素。

（1）氮原子的杂化方式碱性强弱：sp3＞sp2＞spp电子活动性大易供给电子，p成分比例大，碱性强季铵碱的碱性强（pKa11.5以上），类似无机碱（2）诱导效应供电子诱导效应（烷基）：氮原子电子云密度增加，碱性增强。

吸电子诱导效应（含氧基团、芳环、双键）：电子云密度减小，碱性减弱。

具有氮杂缩醛结构的生物碱易于质子化而显强碱性，如氮原子的邻位碳上具α、β双键或α-羟基者，可异构成季铵碱，使碱性增强如小檗碱。

（3）诱导-场效应有一个以上氮原子时，一个氮原子质子化，产生的强吸电基团-N+HR2对另外的氮原子产生两种碱性降低效应。