喹啉酸萜類生物堿的特性_生物堿的結構類型

發布時間： 2022-01-13 浏覽量：416

生物堿 生物堿（）是自然界中存在的一類含氮有機化合物（一般指植物，但也有一些存在于動物中）。它具有類堿的性質，因此過去也被稱為僞生物堿。大部分生物堿具有複雜的環結構，氮主要包含在環中，并具有旋光性。但生物堿也有一些例外。例如麻黃堿是一種有機胺衍生物，氮原子不在環内；咖啡因雖然是含氮雜環衍生物，但其堿性很弱，或基本無堿性；秋水仙堿幾乎完全沒有堿性，氮原子也不在環中......等等。由于它們都是來源于植物的含氮有機化合物，具有明顯的生物活性，它們仍然包含在生物堿的範圍内。而一些天然的含氮有機化合物，如某些維生素、氨基酸、多肽等，習慣上不歸類為“生物堿”，因此“生物堿”一詞還沒有一個嚴格準确的定義。已知的生物堿種類很多，2000多種，有些結構式還沒有完全确定。它們結構較複雜，可分為59種。随着新生物堿的發現，分類将被更新。由于生物堿種類繁多，結構式各異，其性質也各不相同。但生物堿都是性質相似的含氮有機化合物，如：1）形态：生物堿大多為結晶固體；有些是無定形粉末；有些在室溫下是液體，如尼古丁（ ）、鐵杉（ ）等。

2) 顔色：一般無色。隻有少數有顔色，如小堿（ ）、木蘭（ ）、蛇紋石（ ）等都是黃色的。3）味道：無論生物堿本身還是其鹽類，很多都有苦味，有的極其苦辣，有的刺激嘴唇和舌頭。4）酸堿反應：大部分是堿性的。但也有中性反應，如秋水仙堿；酸反應，例如茶堿和可可堿；和兩性反應，如嗎啡 () 和槟榔堿 ()。5）溶解性：大多數生物堿幾乎不溶于水或難溶于水。易溶于氯仿、乙醚、醇、丙酮、苯等有機溶劑。也可溶于稀酸水溶液中形成鹽。生物堿的鹽類大多溶于水。但也有很多例外，如麻黃堿()可溶于水，也可溶于有機溶劑。又如尼古丁、麥角新堿()等在水中也有較大的溶解度。6）旋光性：大多數生物堿含有不對稱碳原子并且具有旋光性，其中大部分是左旋的。分子中沒有不對稱碳原子的生物堿隻有少數，如破因（），沒有旋光性。還有少數生物堿，如尼古丁、黃連堿等，在中性溶液中為左旋，在酸性溶液中為右旋。7）揮發性：大多數生物堿在常壓下不揮發。在水中也有較大的溶解度。6）旋光性：大多數生物堿含有不對稱碳原子并且具有旋光性，其中大部分是左旋的。分子中沒有不對稱碳原子的生物堿隻有少數喹啉酸，如破因（），沒有旋光性。還有少數生物堿，如尼古丁、黃連堿等，在中性溶液中為左旋，在酸性溶液中為右旋。7）揮發性：大多數生物堿在常壓下不揮發。在水中也有較大的溶解度。6）旋光性：大多數生物堿含有不對稱碳原子并且具有旋光性，其中大部分是左旋的。分子中沒有不對稱碳原子的生物堿隻有少數，如破因（），沒有旋光性。還有少數生物堿，如尼古丁、黃連堿等，在中性溶液中為左旋，在酸性溶液中為右旋。7）揮發性：大多數生物堿在常壓下不揮發。還有少數生物堿，如尼古丁、黃連堿等，在中性溶液中為左旋，在酸性溶液中為右旋。7）揮發性：大多數生物堿在常壓下不揮發。還有少數生物堿，如尼古丁、黃連堿等，在中性溶液中為左旋，在酸性溶液中為右旋。7）揮發性：大多數生物堿在常壓下不揮發。

直接加熱先熔化後分解；它也可能同時熔化和分解。由于加熱，升華僅在高真空下發生。但也有一些例外，如麻黃堿，在大氣壓下也易揮發；咖啡因在大氣壓下被加熱到 180 度。C以上，即升華不分解。生物堿主要用于醫療和研究。少數品種用于分析[如白鹿新()測定硝酸鹽]或作為對照樣品。生物堿一般性質穩定，除避光外不需要特殊儲存。1. 什麼是生物堿？它在植物界的分布規律和在植物中的存在形式是怎樣的？生物堿是指來源于生物界（主要是植物）的一類含氮有機化合物。大多數生物堿分子具有較複雜的環狀結構，環狀結構中的氮原子多呈堿性，一般具有生物活性。但有些生物堿并不完全符合上述生物堿的含義，如麻黃堿的氮原子不在環内，咖啡不呈堿性等等。分布規律：(1）生物堿絕大多數分布于高等植物，尤其是雙子葉植物，如毛茛科、罂粟科、方池科、茄科、夾竹桃科、芸香科、豆科、小檗科等。(2）很少有生物堿分布在低等植物中。存在形式：有機酸鹽、無機酸鹽、遊離态、酯、甙等。 2、生物堿的常見結構類型有：哪一種？這部分内容需要結合以下重點中藥（如麻黃、黃連、養金花、苦參、漢方吉、士的甯、烏頭等）中所含生物堿的結構類型來掌握。存在形式：有機酸鹽、無機酸鹽、遊離态、酯、甙等。 2、生物堿的常見結構類型有：哪一種？這部分内容需要結合以下重點中藥（如麻黃、黃連、養金花、苦參、漢方吉、士的甯、烏頭等）中所含生物堿的結構類型來掌握。

重要的類型包括： 吡啶類：主要是喹諾西啶類（苦參中的生物堿，如苦參堿）。東莨菪堿：石斛中所含的生物堿，如莨菪堿。異喹啉類：主要是苄基異喹啉類（如罂粟堿）、雙苄基異喹啉類（防己中所含的生物堿，如漢防己堿）、原小檗堿類（含黃連）生物堿類（如黃連素）和嗎啡類（如嗎啡、可待因）。吲哚類：主要是色胺吲哚（如吳茱萸）、單萜吲哚（士的甯中所含的生物堿，如士的甯）、二聚吲哚（如長春堿、長春新堿）。萜類：烏頭中所含的生物堿（如烏頭堿）和紫杉醇。類固醇：貝母 有機胺類：麻黃中所含的生物堿，如麻黃堿和僞麻黃堿。3. 生物堿的物理性質是什麼？這部分内容需要重點掌握一些生物堿的特殊物理性質，主要包括：液體生物堿：尼古丁、槟榔堿、喹啉。揮發性生物堿：麻黃堿、僞麻黃堿。升華生物堿：咖啡因 甜生物堿：甜菜堿 有色生物堿：小檗堿、蛇紋石、小檗堿。此外，需要注意的是，生物堿的旋光活性受溶劑、pH值、生物堿存在狀态等多種因素的影響。同時，生物堿的旋光活性影響其生理活性，通常左旋的生理活性強于右旋。10. 槐屬生物堿的結構類型有哪些？它的理化性質和提取分離方法有哪些？(1）結構型苦參中所含的生物堿主要為苦參堿和氧化苦參堿。此外，還含有羟基苦參堿、N-甲基染料木黃酮、阿那吉蘭、巴普林和脫氫苦參堿(苦參堿)等。

這些生物堿屬于喹啉衍生物。分子中有兩個氮原子，一個是叔胺氮，一個是酰胺氮。(2）理化性質堿性：苦參中的生物堿有兩個氮原子。一個是叔胺氮(N-1），呈堿性；另一個是酰胺氮(N-)- 16），幾乎不呈堿性，隻相當于一元生物堿。苦參堿和氧化苦參堿的堿性更強。溶解性：苦參堿具有特殊的溶解性，不同于一般的叔胺堿，它既溶于水，又溶于水和氧化苦參堿。氧化苦參堿是苦參堿的氮氧化物，具有半極性配位鍵，親水性比苦參堿強，易溶于水，不溶于乙醚，但溶于氯仿。極性：苦參堿的極性順序為：氧化苦參堿>羟基苦參堿>苦參堿（3）提取分離苦參用稀酸水滲濾，酸水提取液通過強酸性陽離子交換樹脂提取總生物堿。用于苦參堿和氧化苦參堿的分離，兩者在乙醚中的用途 11.麻黃生物堿的結構類型有哪些？它們的理化性質、鑒别反應和提取分離方法是什麼？(1）結構類型麻黃含有多種生物堿，以麻黃堿和僞麻黃堿為主，其次是甲基麻黃堿、甲基僞麻黃堿和去甲基麻黃堿、去甲基僞麻黃堿。麻黃堿分子中的氮源都在側鍊上，屬于有機胺類生物堿。麻黃堿和僞麻黃堿是仲胺衍生物，互為立體異構體，它們的結構差異在于Cl的構型。

如草酸麻黃堿不溶于水，而草酸僞麻黃堿易溶于水；鹽酸麻黃堿不溶于氯仿，鹽酸僞麻黃堿溶于氯仿。(3）鑒别反應麻黃堿和僞麻黃堿不能與大多數生物堿沉澱試劑反應，但可以通過以下反應鑒别：二硫化碳-硫酸銅反應屬于仲胺麻黃堿和僞麻黃堿，産生棕色沉澱。屬于叔胺胺甲基麻黃堿、甲基僞麻黃堿與屬于伯胺去甲基麻黃堿、去甲基僞麻黃堿不發生反應。銅絡鹽與麻黃堿反應。在麻黃堿和僞麻黃堿的水溶液中加入硫酸銅和氫氧化鈉，溶液是藍紫色的。（4）萃取分離溶劑法：利用麻黃堿和僞麻黃堿均溶于水和親油性有機溶劑的性質，而草酸麻黃堿小于草酸僞麻黃堿的水溶性差異，使兩者能該方法是麻黃麻黃用水提取，水提取液堿化後，用甲苯提取，甲苯提取液流過草酸溶液，堿式草酸鹽難溶于水結晶析出，而殘留草酸僞麻黃堿在母液中。并且草酸麻黃堿的水溶性差小于草酸僞麻黃堿，使兩者可以分離。方法是麻黃麻黃用水提取，水提取液堿化後，用甲苯提取，甲苯提取液流過草酸溶液。堿金屬草酸鹽不易溶于水并結晶出來，而僞麻黃堿草酸鹽則留在母液中。并且草酸麻黃堿的水溶性差小于草酸僞麻黃堿，使兩者可以分離。方法是麻黃麻黃用水提取，水提取液堿化後，用甲苯提取，甲苯提取液流過草酸溶液。堿金屬草酸鹽不易溶于水并結晶出來，而僞麻黃堿草酸鹽則留在母液中。

水蒸氣蒸餾：麻黃堿和僞麻黃堿呈遊離态易揮發，可通過水蒸氣蒸餾法從麻黃中提取。離子交換樹脂法：可将生物堿鹽交換到強酸性陽離子交換樹脂柱上，麻黃堿的堿性比僞麻黃堿弱，先從樹脂柱上洗脫下來，使兩者分離。生物堿類藥物（重點鑒别，N的位置，有什麼電效應） 苄胺類（鹽酸麻黃堿和鹽酸僞麻黃堿）氮原子在側鍊，堿性比一般生物堿強，容易形成與酸成鹽。托烷類（硫酸阿托品和氫溴酸山莨菪堿） 阿托品和山莨菪堿由托烷衍生的醇（東莨菪堿）和東莨菪酸縮合而成，具有酯結構。分子結構中，氮原子位于五元酯環上，所以堿性也強，易與酸形成鹽。喹啉類（硫酸奎甯和硫酸奎尼丁） 奎甯和奎尼丁是喹啉衍生物，其結構分為喹啉環和喹啉堿基兩部分，各含一個氮原子，喹啉環含芳族氮，堿性弱；喹啉堿略帶脂環氮，堿性強。異喹啉（嗎啡鹽酸鹽和磷酸可待因） 嗎啡分子含有酚羟基和叔胺基，所以它們是兩性化合物，但堿性稍強；可待因分子沒有酚羟基，隻有叔氨基存在基團，比嗎啡堿性。吲哚（硝酸士的甯和利血平）士的甯和利血平分子含有兩個具有不同基本強度的氮原子。N1在脂肪族碳鍊上，堿度比N2強。硝酸堿與一分子硝酸形成鹽。黃嘌呤（咖啡因和茶堿） 咖啡因和茶堿的分子結構中含有四個和氮原子，但受鄰位羰基吸電子的影響，堿性較弱，不易與酸結合形成一種鹽，其遊離堿可藥用。可待因分子沒有酚羟基，隻有叔氨基存在基團，比嗎啡堿性。吲哚（硝酸士的甯和利血平）士的甯和利血平分子含有兩個具有不同基本強度的氮原子。N1在脂肪族碳鍊上，堿度比N2強。硝酸堿與一分子硝酸形成鹽。黃嘌呤（咖啡因和茶堿） 咖啡因和茶堿的分子結構中含有四個和氮原子，但受鄰位羰基吸電子的影響，堿性較弱，不易與酸結合形成一種鹽，其遊離堿可藥用。可待因分子沒有酚羟基，隻有叔氨基存在基團，比嗎啡堿性。吲哚（硝酸士的甯和利血平）士的甯和利血平分子含有兩個具有不同基本強度的氮原子。N1在脂肪族碳鍊上，堿度比N2強。硝酸堿與一分子硝酸形成鹽。黃嘌呤（咖啡因和茶堿） 咖啡因和茶堿的分子結構中含有四個和氮原子，但受鄰位羰基吸電子的影響，堿性較弱，不易與酸結合形成一種鹽，其遊離堿可藥用。吲哚（硝酸士的甯和利血平）士的甯和利血平分子含有兩個具有不同基本強度的氮原子。N1在脂肪族碳鍊上，堿度比N2強。硝酸堿與一分子硝酸形成鹽。黃嘌呤（咖啡因和茶堿） 咖啡因和茶堿的分子結構中含有四個和氮原子，但受鄰位羰基吸電子的影響，堿性較弱，不易與酸結合形成一種鹽，其遊離堿可藥用。吲哚（硝酸士的甯和利血平）士的甯和利血平分子含有兩個具有不同基本強度的氮原子。N1在脂肪族碳鍊上，堿度比N2強。硝酸堿與一分子硝酸形成鹽。黃嘌呤（咖啡因和茶堿） 咖啡因和茶堿的分子結構中含有四個和氮原子，但受鄰位羰基吸電子的影響，堿性較弱，不易與酸結合形成一種鹽，其遊離堿可藥用。

辨别測試：特征辨别反應。1.縮二脲反應是芳香環側鍊具有氨基醇結構的特征性反應。鹽酸麻黃堿和僞麻黃堿在堿性溶液中與硫酸銅反應，Cu2+與仲胺基形成紫紅色配位化合物，加入乙醚後，無水銅配位化合物及其銅配位化合物與2個結晶水進入醚層，呈紫紅色，與4個結晶水的銅絡合物溶解在水層中變成藍色。2.該反應是托烷類生物堿的特征性反應。硫酸阿托品與氫溴酸山莨菪堿等托烷類藥物反應呈東莨菪酸結構，與發煙硝酸共熱，得到黃色三硝基（或二硝基）衍生物。冷卻後，加酒精配成少許氫氧化鉀，即呈深紫色。3.綠奎甯反應是含氧喹啉（喹啉環上的氧）衍生物的特征反應。硫酸奎甯和硫酸奎尼丁均顯示綠色奎甯反應。加入稍微過量的溴水或氯水，然後加入過量的氨溶液，呈翠綠色。4.該反應是嗎啡生物堿的特征。取鹽酸嗎啡，加入甲醛試液，即呈紫羅蘭色。靈敏度為0.05μg。5.反應是嗎啡生物堿的特征。鹽酸嗎啡加钼硫酸試液0.5ml，它變成紫色，然後變成藍色，最後變成棕綠色。靈敏度為0.05μg。6.官能團反應是吲哚生物堿的特征性反應。利血平結構中吲哚環上的β位氫原子較活潑，能與芳香醛縮合顯色。與香草醛發生反應。

利血平與香草醛試液反應，呈玫瑰紅色。與對二甲氨基苯甲醛反應。利血平加入對二氨基苯甲醛、冰醋酸和硫酸，呈綠色，再加入冰醋酸，變為紅色。7.紫尿酸反應是黃嘌呤生物堿的特征性反應。在咖啡因和茶堿中加入鹽酸和氯酸鉀，水浴蒸發至幹，在氨氣存在下生成四甲基紫尿酸铵，呈紫色。加入氫氧化鈉試液，紫色消失。8.還原反應是鹽酸嗎啡和磷酸可待因之間的微分反應。嗎啡弱還原。本品水溶液中加入稀鐵氰化鉀試液，将嗎啡氧化成假嗎啡，鐵氰化鉀還原成亞鐵氰化鉀，再與試液中的氯化鐵反應生成普魯士藍。可待因沒有還原性，不能還原鐵氰化鉀，所以反應是嗎啡和磷酸可待因的差動反應。特殊雜質檢查：利用藥物和雜質的物理性質差異。硫酸奎甯中“氯仿-乙醇中不溶物”的檢查鹽酸嗎啡中“其他生物堿”的檢查光學活性差異：硫酸阿托品中“東莨菪堿”檢查的光學選擇性吸收差異：裂解 在生産或儲存過程中喹啉酸，遇光和好氧易被氧化變質，氧化産物發出熒光。因此，規定測試樣品應在紫外光（365nm）下進行檢查，不得觀察到明顯的熒光。吸附特性的差異：在硫酸奎甯的制備過程中可能存在“其他金雞納”。利用吸附特性的差異，用矽膠G薄層進行檢查。指定的限制是 0.5%。利用藥物和雜質以及化學性質的差異。規定試樣應在紫外光（365nm）下檢查，不得有明顯熒光。吸附特性的差異：在硫酸奎甯的制備過程中可能存在“其他金雞納”。利用吸附特性的差異，用矽膠G薄層進行檢查。指定的限制是 0.5%。利用藥物和雜質以及化學性質的差異。規定試樣應在紫外光（365nm）下檢查，不得有明顯熒光。吸附特性的差異：在硫酸奎甯的制備過程中可能存在“其他金雞納”。利用吸附特性的差異，用矽膠G薄層進行檢查。指定的限制是 0.5%。利用藥物和雜質以及化學性質的差異。

與某些試劑反應生成沉澱的硫酸阿托品，在制備過程中可能會帶來雜質（如東莨菪堿、颠茄堿），因此需要檢查“其他生物堿”。利用其他生物堿比阿托品弱的性質，取試樣的鹽酸水溶液，加氨試液，立即解離，産生渾濁。規定0.25g藥物不得混濁。與某些試劑發生顯色反應 ① 鹽酸嗎啡中阿撲嗎啡的檢測 ② 鹽酸嗎啡中罂粟堿的檢測 ③ 磷酸可待因中嗎啡的檢測 ④ 硝酸士的甯中士的甯的檢測 含量測定 非水滴定法：生物堿類藥物一般呈弱堿性，通常可用高氯酸滴定液在冰醋酸或醋酸酐等酸性溶液中直接滴定，終點可用指示劑或電位法測定。(1)鹵化氫的滴定 滴定生物堿的鹵化氫時，一般将醋酸汞的冰醋酸溶液預先加入冰醋酸中，使氫鹵酸生成在冰醋酸中難以解離的鹵化汞。消除氫鹵酸對滴定反應的不利影響。醋酸汞加入量不足時，會影響滴定終點，使結果偏低。(2)硫酸鹽的測定硫酸是一種二元酸，在水溶液中能完成二次電離生成SO42-，但在冰醋酸介質中隻能解離成HSO4-，不發生二次解離。因此，硫酸生物堿隻能在冰醋酸介質中滴定為硫酸氫生物堿。硫酸阿托品含量的測定。溶劑：冰醋酸和醋酸酐，指示劑：結晶紫，滴定劑：高氯酸。

直到溶液呈純藍色。硫酸奎甯含量的測定。1摩爾硫酸奎甯消耗3摩爾高氯酸。硫酸奎甯片含量的測定。硫酸奎甯被強堿溶液堿化，生成奎甯遊離堿，與高氯酸反應，所以1摩爾硫酸奎甯可消耗4摩爾高氯酸。(3)硝酸鹽的測定：硝酸雖然是冰醋酸中的弱酸，但具有氧化性，可以改變指示劑的顔色。當采用非水滴定法測定硝酸生物堿時，一般不采用電位法。表示終點。如硝酸士的甯。⑷ 磷酸鹽的測定：冰醋酸介質中磷酸的酸性很弱，不影響滴定反應定量完成，可按常規方法測定。磷酸可待因。提取和中和法 提取和中和法是根據生物堿鹽類易溶于水，生物堿類不溶于水的特點，用有機溶劑提取後即可測定。堿化、萃取、滴定。按下列方法處理後測定： ①将有機溶劑蒸幹，殘渣中加入定量過量的酸滴定溶液溶解，剩餘的酸用堿滴定溶液滴加；若生物堿易揮發或分解，應在蒸發至近幹時，先加入酸滴定溶液“固定”生物堿，然後繼續加熱除去殘留的有機溶劑，待其冷卻完成滴定。② 将有機溶劑蒸幹，殘渣中加入少量中性乙醇溶解，直接用酸性滴定劑滴定。③ 有機溶劑不要蒸發，直接加入定量過量的酸滴定溶液，搖勻，将生物堿轉移到酸溶液中，将酸溶液分離後放入另一個錐形瓶中，然後加水至有機溶劑層。搖動萃取，将水提液與酸液混合，最後用堿性滴定液反滴定。殘渣中加入少量中性乙醇溶解，直接用酸性滴定劑滴定。③ 有機溶劑不要蒸發，直接加入定量過量的酸滴定溶液，搖勻，将生物堿轉移到酸溶液中，将酸溶液分離後放入另一個錐形瓶中，然後加水至有機溶劑層。搖動萃取，将水提液與酸液混合，最後用堿性滴定液反滴定。殘渣中加入少量中性乙醇溶解，直接用酸性滴定劑滴定。③ 有機溶劑不要蒸發，直接加入定量過量的酸滴定溶液，搖勻，将生物堿轉移到酸溶液中，将酸溶液分離後放入另一個錐形瓶中，然後加水至有機溶劑層。搖動萃取，将水提液與酸液混合，最後用堿性滴定液反滴定。然後在有機溶劑層中加水。搖動萃取，将水提液與酸液混合，最後用堿性滴定液反滴定。然後在有機溶劑層中加水。搖動萃取，将水提液與酸液混合，最後用堿性滴定液反滴定。

測定條件的選擇可以使不含生物堿的堿化試劑包括氨水、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣和氧化鎂。但強堿不适合釋放下列生物堿： ①阿托品、利血平等含有酯結構的藥物與強堿接觸易分解。②含有酚類結構的藥物，如嗎啡，可與強堿形成酚鹽，溶于水，難于被有機溶劑萃取。③含脂肪共存的藥物，當脂肪物質與生物堿共存時，堿化後易發生乳化，導緻提取不完全。編輯條目