生物碱

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生物碱

生物碱存在于自然界(主要为植物,但有的也存在于动物)中的一类含氮的碱性有机化合物,有似碱的性质,所以过去又称为赝碱。大多数有复杂的环状结构,氮素多包含在环内,有显著的生物活性,是中草药中重要的有效成分之一。具有光学活性。有些不含碱性而来源于植物的含氮有机化合物,有明显的生物活性,故仍包括在生物碱的范围内。而有些来源于天然的含氮有机化合物,如某些维生素、氨基酸、肽类,习惯上又不属于“生物碱"。

已知生物碱种类很多,约在10,000种左右,有一些结构式还没有完全确定。它们结构比较复杂,可分为59种类型。随着新的生物碱的发现,分类也将随之而更新。由于生物碱的种类很多,各具有不同的结构式,因此彼此间的性质会有所差异。但生物碱均为含氮的有机化合物,总有些相似的性质,因为在其生物合成的途径中氨基酸是起始物,主要有鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、色氨酸等,主要经历两种反应类类型:环合反应和碳——氮键的裂解,所以总有些性质相似。

1、水或酸水提取法

(1)生物碱在植物体内都以盐的形式存在,常以无机酸水提取。使生物碱的大分子有机酸盐变为小分子无机酸盐,增大在水中的溶解度,且方法比较简便。

(2)常用0.1%~l%的硫酸、盐酸或醋酸、酒石酸溶液作为提取溶剂,采用浸渍法或渗漉法提取。

(3)主要缺点是提取液体积较大,浓缩困难,且水溶性杂质多。故用酸水提取后,一般可采用下列纯化和富集生物碱的方法:

1)阳离子树脂交换法生物碱盐在水中可解离出生物碱阳离子,能和阳离子交换树脂发生离子交换反应,被交换到树脂上。交换完全后,用中性水或乙醇洗除柱中的杂质。最后,再用适当的方法(酸水或酸性乙醇)将生物碱从树脂上洗脱下来。

2)萃取法将酸水提取液碱化,生物碱游离后,如沉淀,过滤即得;如不沉淀,以适当亲脂性有机溶剂萃取,回收溶剂,即得总生物碱。

生物碱的沉淀反应

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。

4)假阴性:麻黄碱、咖啡碱与多数生物碱沉淀试剂不能发生沉淀反应。

5)应用:生物碱预识;生物碱提取、分离、纯化;生物碱检识(薄层或纸层色谱显色剂)。

大多数生物碱在酸水或稀醇中能与某些试剂反应生成难溶于水的复盐或分子络合物,这些试剂称为生物碱沉淀试剂。

一、常用的生物碱沉淀试剂

碘化物复盐、重金属盐、大分子酸类等。常见的生物碱沉淀试剂有碘-碘化钾试剂、碘化铋钾试剂、碘化汞钾试剂等。

二、生物碱沉淀反应的条件

1.反应环境

生物碱沉淀的反应一般在稀酸水溶液中进行。

2.净化处理

共存的蛋白质、多肽、鞣质等成分,这些物质也能与生物碱沉淀试剂发生沉淀的反应。为了避免其干扰,可将酸水液经碱化后用氯仿萃取,除去水溶性干扰成分,然后用酸水从氯仿中萃取出生物碱,以此酸水液进行沉淀反应。

三、生物碱沉淀反应阳性结果的判断

1.阳性结果判断

一般需选用三种以上的沉淀试剂进行反应,如果均有生物碱的沉淀反应,可判断为阳性结果。

生物碱---性质

1、大多数生物碱为无色结晶性物质,味苦,少数为液体(如烟碱、槟榔碱)。

2、一般生物碱均无色,具旋光性,(多数呈左旋光性。)但有少数例外,如小檗碱为黄色,胡椒碱无旋光性等,个别生物碱有挥发性,如麻黄碱。

3、大多数生物碱呈碱性反应。生物碱的碱性强弱,与它们分子中氮原子存在的状态有密切的关系。一般季铵碱>仲胺碱>叔胺碱。如氮原子呈酰胺状态,则碱性极弱或消失。有的生物碱分子具有酚性羟基或羧基,因而具有酸碱两性,如吗啡既能和酸结合成盐又能和苛性碱成盐。

4、生物碱大多数不溶或难溶于水而溶于乙醇、氯仿、乙醚、苯等有机溶剂。生物碱盐类除了在乙醇中也能溶解外,其他溶解性能恰与生物碱相反。由于这一性质,可以使生物碱溶解在酸性溶液中(生物碱遇酸即结合成盐而溶于水中),如果在这酸性溶液中加碱至碱性,生物碱盐类就会成为游离生物碱而自水溶液中析出。生物碱的这一溶解性能常在制取含生物碱类的中草药药物时,用于提取、分离与精制。另有少数生物碱可溶于水而其盐类反而难溶,如小檗碱,麻黄碱可溶于水及有机溶剂,季铵类生物碱均易溶于水。

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