【文档说明】情境一中药中生物碱类化学成分的提取分离技术-课件.ppt，共(91)页，1.640 MB，由小橙橙上传

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一、理论基础二、任务理论基础一、概述二、结构与分类三、理化性质四、提取分离方法一、概述十九世纪德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出吗啡碱(morphine)现从自然界中分离得到约10000种《全国医药产品大全》中收载的药物及其制剂达六十余种植物中存在的生物碱大多有明显的生理活

性如：概述•鸦片中的吗啡——镇痛作用•麻黄中的麻黄碱——止喘作用•长春花中的长春碱——抗癌活性•黄连中的小檗碱——抗菌消炎作用•山莨菪碱——抗中毒性休克作用生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：概述植物古柯中的有效成分古柯碱（cocaine）虽

有很强的局部麻醉作用，但是毒性较大，久用容易成瘾NOOC2H5C2H5NH2普鲁卡因procaine(合成品)局麻药NCH3HCOOCH3OO古柯碱cocaine（可卡因）指存在于生物体内一类含氮的有机化

合物；多数具有碱性且能和酸结合生成盐；大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内；多数有较强的生理活性。概述㈡分布存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等植物中。㈠生物碱的定义概述1.游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。2.成盐：有机酸：柠檬酸、酒石酸

等；特殊的酸类：乌头酸、绿原酸等无机酸：硫酸、盐酸等。3.苷类：以苷的形式存在于植物中；4.酯类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲酯形式存在。5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。㈢存在形式

二、结构与分类㈠有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）氮原子不结合在环内的一类生物碱。CHCHOHCH3NHCH3CHCHOHCH3NHCH3麻黄碱伪麻黄碱(1R,2S)(1S,2S)ephedrinepseudoephedrine结构特点麻黄枝、茎麻黄

二、结构与分类㈡吡咯烷类生物碱由吡咯或四氢吡咯（吡咯烷）衍生的生物碱。NHNH吡咯四氢吡咯重要的分类：简单的吡咯衍生物吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶）吲哚里西啶衍生物。二、结构与分类㈡吡咯烷类生物碱简单的吡咯衍生物NNOMeMeNNMeMeOOOCOMe红古

豆碱cuscohygrine红古豆醇苦杏仁酸酯（无活性）（有活性）似阿托品药物的散瞳等作用山莨菪二、结构与分类㈢吡啶衍生物由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。分类：简单吡啶衍生物、喹诺里西啶（quinolizidine）NN吡啶喹诺里西啶二、结构与分类㈢吡啶衍生物NMeMeNO

OMeCNMeNNHO猕猴桃碱蓖麻碱金雀花碱actinidinericininecytisine二、结构与分类㈢吡啶衍生物NNONNOO苦参碱氧化苦参碱matrineoxymatrine苦参二、结构与分类㈣莨菪烷（tropane）衍生

物由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环。分类：颠茄生物碱（belladonnaalkaloids）古柯生物碱（cocaalkaloids）NCH3HHNCH3HHNCH3HH莨菪烷二、结构与分类莨菪碱是由莨菪醇（tuopine）与莨菪酸（tuopicacid）缩合而生成的酯：NCH3HOHCHHOO

CCH2OHCHCH2OHNCH3HOCO莨菪醇莨菪酸莨菪碱（阿托品）+缩合二、结构与分类颠茄生物碱（belladonnaalkaloids）莨菪碱hyoscyamine阿托品atropineCHCH2OHNCH3HOCOCHCH2

OHNCH3HOCOOHCHCH2OHNCH3HOCOOCH2OHNCH3HOCOOOH东莨菪碱scopolamine山莨菪碱anisodamine樟柳碱anisodine白花曼陀罗二、结构与分类古柯生物碱（cocaalkaloids）NCH3HOHCOOH爱康宁ecgoni

ne古柯碱cocaineNCH3HCOOCH3OCO古柯树二、结构与分类㈤喹啉衍生物N12345678喹啉NNOOOOH喜树碱camptothecine治白血病和直肠癌内酯结构碱化开环成盐溶于水喜树二

、结构与分类（六）异喹啉类生物碱原小檗碱型protoberberineNNOOOMeOMeOHMeONOMeOMe+OH-+OH-小檗碱（黄连素）berberine药根碱jatrorrhizine黄连二

、结构与分类（七）吲哚（yinduo）衍生物NH1234567吲哚NHNHCONHMeMeCH2OH麦角新碱ergonovineergometrine二、结构与分类（七）吲哚（yinduo）衍生物NNCH3CH3CH

3COOCH3NHNHNCH3CH3毒扁豆碱physostigmine治疗青光眼玫瑰树碱ellipticine抗癌作用，低毒。二、结构与分类(八)甾体生物碱类NHHOHHHHHHOHHOHH贝母碱peimineve

rticine二、结构与分类(九)萜生物碱类NOMeOMeOCH3OHOHONCH3CH2OCH3OCH3OCCH3OOCH3COOH石斛碱dendrobine乌头碱aconitine二、结构与分类(十)大环生物碱类ClNMeOOONMeOMeHMeNHOOMeOOMeHMeOHMeO

Me美登碱maytansine高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分二、结构与分类(十一)其他类型生物碱NNMeMeMeMeOOHClOMeONOMeOMeMeONCH3CH3OCH3OOOHHNH四甲基吡嗪（川芎嗪）tetramethylpyrazine莲氏花烷hasu

banane间千金藤碱metaphanine短防已碱acutumine三、理化性质（一）一般性质1.形态——多为结晶固体，少为粉末；有熔点。少数常温下——液体（多不含氧，若含多成酯键）NNHNNMeNM

eCOOCH3毒藜碱dl-anabasine烟碱nicotine槟榔碱arecoline三、理化性质（一）一般性质2.颜色——多为无色或白色，少数有色。NOOOMeOMeNOOOMeOMeZnH2SO4+小檗碱四氢小檗碱（黄色）（无色）三、理化性质•一叶萩碱成盐后则无色。NOO一叶萩碱（黄色

）（一）一般性质三、理化性质（一）一般性质3.味觉——多具苦味。4.挥发性——多无挥发性，少数具挥发性。5.旋光性——多为左旋光性。有的产生变旋现象。如：烟碱中性溶液——左旋光性酸性溶液——右旋光性多数左旋体呈显著生理活性。三、理化性质（一）一般性质

*酸、碱均为1%。6.溶解度(1)游离碱类别极性溶解性H2OCHCl3H+OH-非酚性较弱脂溶性—++—季铵碱强水溶性+—++氮氧化物半极性中等水溶+±++两性:Ar-OH较弱脂溶性—+++-COOH强

水溶性+—++三、理化性质（一）一般性质6.溶解度(1)游离碱少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。如：NOHMeOMeOMeONMeMeOO去甲基粉防已碱由于空间位阻且能所以不溶于碱水Ar-OH形成分子内氢键三、理化性质（一）一般性质6.溶解度(2)成盐多

易溶于水，不溶或难溶有机溶剂。含氧酸盐的水溶性往往较大。与大分子有机酸所形成的盐水溶性差与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好。三、理化性质（二）碱性1.碱性强弱的表示方法[BH][B]pKapHlg+——游离碱浓度成盐碱浓度pKa=-lgKa；pKb=

-lgKb；pKa+pKb=14pKa:<22~77~11>11极弱碱弱碱中强碱强碱三、理化性质（二）碱性2.影响碱性强弱的因素（1）杂化方式N-NCCNSP3()>SP2()>SP()pKa10~5~60

~1NNH吡啶胡椒啶pka=5.2(SP2)pka=11.2(SP3)三、理化性质（二）碱性2.影响碱性强弱的因素（2）电子效应1)诱导效应NH3MeNH2NHMeMeMeNMeMe仲胺叔胺伯胺胺pka9.310.610.79.74连接供电基团则使碱性增强。比较下面化合物的碱性大小：三、理化

性质（二）碱性2.影响碱性强弱的因素（2）电子效应2）共轭效应氮原子孤电子对处于P~共轭体系时，碱性减弱。NCOR..酰胺结构OONONNONNMeMeOMe胡椒碱咖啡因（pKa=1.22）（pKa=1.42）三、理化性质（二）碱性2.影响碱性强弱的因素（3）立体因素叔胺分子

——碱性降低但如：苦参碱——使碱性增强NNO161苦参碱N..三、理化性质（二）碱性2.影响碱性强弱的因素（4）分子内氢键若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。（指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）CCHOHHCH3NHCH3CCOHHCH3HNHCH3麻黄碱伪麻黄碱三、理化性质（二）碱

性2.影响碱性强弱的因素（4）分子内氢键OHNHMeH2MeHH1H1OHNHMeH2MeH++伪麻黄碱麻黄碱OHNHMeH2MeHH1H1OHNHMeH2MeH++伪麻黄碱麻黄碱三、理化性质（二）碱性2.影响碱性强弱的因素（4）分子内氢键pKa=9.74pKa=9.58三

、理化性质（二）碱性2.影响碱性强弱的因素碱性强弱：Ar-NH2N+OHNHNH2NONH季铵仲胺伯胺叔胺芳胺酰胺->>>>>供电--碱性↑共轭、诱导吸电--碱性↓生物碱与酸成盐，对质子化来说，仲胺、叔胺生物碱成盐

时，质子多结合于氮原子。季胺碱、氮杂缩醛、烯胺以及具有涉及氮原子的跨环效应形式存在的生物碱，质子化则往往并非发生在氮原子上。三、理化性质（三）成盐三、理化性质（四）检识方法•用途：鉴别——试管、TLC或PC显色剂；提取分离——检查是否提取完全。•主要内容：1.沉淀试剂2.反

应原理3.反应条件4.结果判断三、理化性质（四）检识方法1.沉淀试剂金属盐类•碘-碘化钾（Wagner）KI-I2棕褐色沉淀•碘化铋钾（Dragendoff）BiI3KI红棕色沉淀•碘化汞钾（Mayer试剂）HgI22KI类白色沉淀若加过

量试剂，沉淀又被溶解三、理化性质（四）检识方法1.沉淀试剂•酸类——硅钨酸(Bertrand试剂)SiO212WO3乳白色•酚酸类——苦味酸(Hager试剂)2,4,6-三硝基苯酚黄色•复盐——雷氏铵盐(Ammoniumreineckate)硫氰酸铬铵试剂，生成难溶性复盐紫红色三、理化性质（

四）检识方法2.反应原理：生成更大多分子复盐和络盐NHKBiI4NHBiI4+++-+K+生物碱盐碘化铋钾NHOHNO2NO2O2NOO2NNO2O2NNH+生物碱盐++-苦味酸三、理化性质（四）检识方法3.沉淀反应条件（1）通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行；（若在碱性条件下则试剂本身将产

生沉淀）（2）在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量>50%；（当醇含量>50%时可使沉淀溶解）（3）沉淀试剂不易加入多量。（如：过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解）三、理化性质（四）检识方法4.结果的判断（1）鉴别时每种Alk需采用三种以上沉淀试剂；（沉淀试剂对各种Alk的灵敏

度不同）（2）直接对中药酸提液进行沉淀反应，则阳性结果——不能判定Alk的存在阴性结果可判断无Alk存在氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等+沉淀试剂——沉淀三、理化性质（四）检识方法色谱检识（1）薄层色谱吸附剂：硅胶、氧化铝展开剂：以苯、氯仿为主因硅胶为弱酸性，因此需加碱处理：1）

在湿法铺板时加一定量的NaOH溶液，使板呈碱性。2）在中性展开剂中加入一定量的二乙胺或氨水（如氯仿-二乙胺9﹕5或9﹕1）3）在层析槽中放一盛有氨水的小杯。四、提取分离方法（一）提取1.酸水提取法2.醇类溶剂提取法3.亲脂性有机溶剂提取法（二）分离1.溶解性——

结晶法2.特殊功能基——沉淀结晶法3.碱性强弱——pH梯度萃取4.色谱法任务1.酸水提取法（黄连中小檗碱的提取分离方法）分离——（离子交换树脂法、有机溶剂萃取法、沉淀法）2.醇类溶剂提取法（粉防己中生物碱类成分的提取分离方法)3.亲脂性有机溶剂提取法（乌头中生物碱的提取分离

方法）任务一黄连中小檗碱的提取分离方法酸水提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法）酸性水——0.5%~1%H2SO4、HCl、HOAc等生药H+/H2O药渣AlkOH-/H2OH+/H2OOH-弱碱及杂质亲水性Alk任务一酸水提取法此法缺点：提取液体积较大（浓缩困难）提取液中水溶性杂质多解决方法：（1

）离子交换树脂法（2）沉淀法任务一酸水提取后的处理方法：（分离）（1）离子交换树脂法RSO3HNHRSO3NHHNH4OHRSO3NH4NOH2+-++++++-++氢离子型阳生物碱盐阳离子交换树脂的铵盐游离生物碱OH-如：有机溶剂提取Alk离子

交换树脂任务一酸水提取后的处理方法：（分离）（2）沉淀法①酸提碱沉法适用于碱性弱的生物碱药材沉淀H2OH+/H2O提取；加碱碱化水溶性Alk、杂质不溶或难溶性Alk任务一酸水提取后的处理方法：（分离）（2）沉淀法②盐析法：适用中等弱碱。黄连提取液（处理后）H2O沉淀加NaCl达饱和盐酸

小檗碱任务一酸水提取后的处理方法：（分离）（2）沉淀法③雷氏铵盐沉淀法适用于季铵碱B++NH4[Cr(NH3)2(SCN)4](B[Cr(NH3)2(SCN)4])Ag2SO4B2SO4+Ag[Cr(NH3)2

(SCN)4]BaCl2BaSO4+B.Cl任务一季铵碱的水溶液水溶液沉淀(雷氏复盐)雷氏银盐沉淀沉淀滤液滤液(B2SO4)硫酸钡沉淀季铵碱的盐酸盐加酸水调至弱酸性加新配制的雷氏铵盐饱和/H2O溶丙酮（乙醇）中加Ag2SO4饱和水溶液加入氯化钡（BaCl2）防己又称粉防己、汉防己、倒地拱，为防己科

植物粉防己（StephaniatetrandraS.Moore）的干燥根，为临床常用中药。防己味苦，辛，性寒，具有祛风止痛、利水消肿等功效。防己中主要有效成分为粉离己碱（tetrandrine，又称汉防己甲素）和防己诺林碱（demethytetrandrine，又称汉防己乙素）。任务二粉防己中生物

碱类的提取分离方法任务二粉防己中生物碱类的提取分离方法醇类溶剂提取法生药H+/H2O药渣醇液OH-/H2O醇或酸性醇挥醇；加酸水碱性较弱的碱亲水性AlkCHCl3沉淀AlkOH-/H2OCHCl3乌头来源于毛茛科植物乌头（Aconit

umcarmichaeliDebx.）的干燥母根，乌头的子根加工品附子，以及同属植物北乌头（草乌）的块根。乌头生物碱有很强的生物活性，具有镇痛、麻醉、祛风除湿的功效，但毒性较强。乌头主要含二萜类生物碱，属于四环或五环二萜类衍生物。据报道，从各种乌头中分离出的生物碱达9

0多种，其中以乌头碱和乌头次碱为主要成分。任务三乌头中生物碱类的提取分离方法任务三乌头中生物碱类的提取分离方法亲脂性有机溶剂提取法乌头粗粉残渣CHCl3CHCl3H+/H2O碱化（如NH4OH）（使Alk游离）渗滤（或浸渍）（如CHCl3等）H+/

H2OOH-/H2OAlk沉淀亲水性Alk碱性较弱的Alk分离方法论生物碱的分离系统分离特定分离多用于基础研究侧重于生产实用总碱单体Alk的分离类别指酸碱性强弱部位指极性不同依据Alk的理化性质1.根据Alk及其

盐的溶解度不同进行分离（1）游离生物碱：氧化苦参碱的分离；（2）生物碱盐：麻黄碱和伪麻黄碱的分离士的宁与马钱子碱的分离2.利用生物碱特殊功能基不同进行分离吗啡与可待因的分离复习思考题1、异喹啉类生物碱有哪些主要类型？试

举例。2、简述生物碱的溶解性规律。3、简述影响生物碱碱性的因素。4、生物碱的沉淀反应应在什么条件下进行？应注意什么问题？5、通常用什么样的方法从药材中提取生物碱？6、乙醇提取法提取生物碱时如何除去药液中的脂溶性杂质

？溶剂提取法1、定义根据中药中各类化学成分的溶解度不同（在溶剂中的溶解性不同），选择对有效成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，将有效成分从药材组织中提取出来的一种方法。2、基本原理（渗透扩散原理）粉碎后的药材，加入适宜的溶剂→溶

剂渗透、进入药材，溶解可溶性成分→药材细胞内外，可溶性成分形成浓度差，产生渗透压→扩散→再不断地渗透、扩散→最终达到动态平衡3、影响因素影响提取效率的因素：（1）溶剂的选择：相似相溶的原理，根据溶剂的极性，被提取

成分及共存的其他成分的性质来决定，同时兼顾考虑溶剂是否使用安全、易得、价廉、浓缩方便等问题；（2）浓度差：形成较大的浓度差；（3）温度：不同的提取方法采用不同的温度；（4）药材粉碎度：根据药材的特点，采用

不同的粉碎度，一般以能通过二号筛为宜；（5）药材的干湿度：一般为干燥药材；（6）提取时间4、溶剂的选择（1）常见溶剂的介电常数、极性大小溶剂名称介电常数溶剂名称介电常数石油醚1.8苯2.3乙醚4.3氯仿5.2醋酸乙酯6.1正丁

醇17.5丙酮21.5乙醇26.0甲醇31.2水80.0常用溶剂的极性大小顺序排列如下：石油醚＜苯＜无水乙醚＜氯仿＜醋酸乙酯脂溶性溶剂（亲脂性）正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水水溶性溶剂（亲水性）（2）溶剂的性质、特点1）水：极

性强，穿透力大，价廉、易得、使用安全的溶剂，但易霉变，难以保存，不易浓缩和滤过。常用于提取盐类、苷类、糖类、蛋白质等2）亲水性有机溶剂：溶解极性成分，穿透力强，某些脂性成分也能溶解，提取范围广，易于保存、滤过和回收；易燃，价格贵。3）亲脂性有机溶剂：选择性强，提取液易浓缩回收，但穿透力差，

毒性大。常用于提取脂溶性成分，如油脂、挥发油、游离生物碱、苷元等。5、各官能团的极性顺序如下：羧基＞酚羟基＞醇羟基＞氨基＞酰氨基＞醛、酮＞酯基＞醚基＞烯基＞烷基四、提取技术1、浸渍法：包括冷浸法和温浸法（1）适用范围：有效成分遇热易破坏及易溶于水的成分（如淀粉、果胶、粘液质

等多糖类化合物）（2）提取温度：常温或40。-80。C（3）提取时间：浸渍1-2天，共2-3次，合并浸液（4）优点：操作方便，简单易行（5）缺点：提取时间长，效率低，易霉变。2、渗漉法（动态浸提方法）（1）适用范围：遇热不稳定的成分或含大量多糖类药材的提

取（2）提取温度：常温（3）提取时间：较长（4）优点：保持较好的浓度差，提取效率高（5）缺点：操作不方便，提取溶剂用量大，时间长。（6）连续渗漉装置3、煎煮法（1）适用范围：有效成分能溶于水且不易被水、热破坏的天然药材，不宜用于含挥发性成分、遇热不稳定及含

多糖类的药材（2）提取温度：煮沸1小时左右，2-3次（3）优点：操作简单，提取效率高（4）提取时应避免使用铁器4、回流提取法（1）适用范围：有效成分对热稳定，易溶于低沸点有机溶剂的天然药材（2）优点：提取效率高（3）缺点：溶剂消耗量大

，对热不稳定的药材不适用5、连续回流提取法（1）用少量溶剂进行连续循环回流提取，充分将有效成分浸出；（2）溶剂用量少；索氏提取器1、冷凝管2、溶剂蒸气上升管3、虹吸管4、将有药粉的滤纸袋5、溶剂6、水浴6、超声提取法（1）原理：利用超声波的空化作用，破

坏植物药材细胞，使溶剂易于渗入细胞内，同时超声波的强烈振动使浸提的药材和溶剂作高速运动加强胞内物质的释放、扩散和溶解，提高提取效率。苦参