3.提取分離

(1)苦參以稀酸水滲漉,通過陽離子交換樹脂提取總生物堿。

(2)苦參堿和氧化苦參堿的分離,利用二者在乙醚中的溶解度不同進行。

(3)利用苦參生物堿極性差異,采用色譜法分離。

(4)苦參生物堿的極性大小順序是:氧化苦參堿>羥基苦參堿>苦參堿。

4.生物活性苦參總生物堿具有消腫利尿、抗腫瘤、抗病原體、抗心律失常等作用。

【考點2】麻黃中所含主要生物堿的化學結構類型、理化性質、鑒別方法、提取分離方法和生物活性

1.結構類型麻黃中含有多種生物堿,以麻黃堿和偽麻黃堿為主,其次是甲基麻黃堿、甲基偽麻黃堿和去甲基麻黃堿、去甲基偽麻黃堿。

麻黃生物堿分子中的氮原於均在側鏈上。麻黃堿和偽麻黃堿屬仲胺衍生物,且互為立體異構體,它們的結構區別在於C-1的構型不同。1HNMR 譜證明麻黃堿的J1,2=4Hz,偽麻黃堿的J1,2=8Hz,表明前者C1-H和C2-H為順式,後者為反式。

2.理化性質

(1)性狀:麻黃堿和偽麻黃堿的分子量較小,為無色結晶。兩者皆具有揮發性。

(2)堿性:麻黃堿和偽麻黃堿為仲胺生物堿,堿性較強。由於偽麻黃堿的共軛酸與C2-OH形成分子內氫鍵穩定性大於麻黃堿,所以偽麻黃堿的堿性(pKa9.72)稍強於麻黃堿(pKa9.58)。

(3)溶解性:由於麻黃堿和偽麻黃堿的分子較小,且屬芳烴仲胺生物堿,其溶解性與一般生物堿不完全相同。

①遊離的麻黃堿可溶於水,但偽麻黃堿在水中的溶解度較麻黃堿小。這是由於偽麻黃堿形成較穩定的分子內氫鍵的緣故。

②麻黃堿和偽麻黃堿也能溶解於氯仿、乙酸、苯及醇類溶劑中。

③麻黃堿和偽麻黃堿形成鹽以後的溶解性能不完全相同,如草酸麻黃堿難溶於水,而草酸偽麻黃堿易溶於水;鹽酸麻黃堿不溶於氯仿,而鹽酸偽麻黃堿可溶於氯仿。

3.鑒別方法麻黃堿和偽麻黃堿不能與大多數生物堿沉澱試劑發生反應,但下列兩種特征反應可用於麻黃堿和偽麻黃堿的鑒別。

(1)二硫化碳-硫酸銅反應:屬於仲胺的麻黃堿和偽麻黃堿產生棕色沉澱。屬於叔胺的甲基麻黃堿、甲基偽麻黃堿和屬於伯胺的去甲基麻黃堿、去甲基偽麻黃堿不反應。

(2)銅絡鹽反應:麻黃堿和偽麻黃堿的水溶液加硫酸銅、氫氧化鈉,溶液呈藍紫色。

4.提取分離

(1)溶劑法:利用麻黃堿和偽麻黃堿既能溶於水,又能溶於親脂性有機溶劑的性質,以及麻黃堿草酸鹽比偽麻黃堿草酸鹽在水中溶解度小的差異,使兩者得以分離。即將麻黃用水提取,其提取液用甲苯萃取,使甲苯萃取液流經草酸溶液,由於麻黃堿草酸鹽在水中溶解度較小而結晶析出,過濾後的母液經處理後又得到偽麻黃堿草酸鹽。

(2)水蒸氣蒸餾法:麻黃堿和偽麻黃堿在遊離狀態時具有揮發性,可用水蒸氣蒸餾法從麻黃中提取。

(3)離子交換樹脂法:利用生物堿鹽能夠交換到強酸型陽離子交換樹脂柱上,而麻黃堿的堿性較偽麻黃堿弱,先從樹脂柱上洗脫下來,從而使兩者達到分離。

5.生物活性

(1)麻黃堿:有收縮血管、興奮中樞神經的作用,能興奮大腦、中腦、延腦和呼吸循環中樞,有類似腎上腺素樣作用,能增加汗腺及唾液腺分泌,緩解平滑肌痙攣。

(2)偽麻黃堿:有升壓、利尿作用。

(3)甲基麻黃堿:有舒張支氣管平滑肌作用。

【考點3】黃連中所含主要生物堿的化學結構類型、理化性質、鑒別方法、提取分離方法和生物活性

1.結構類型黃連生物堿結構為苄基異喹啉衍生物,屬於原小檗堿型,主要有小檗堿(黃連素)、巴馬丁、黃連堿、甲基黃連堿、藥根堿等,均為季銨型生物堿。其中藥根堿屬於酚性季銨堿。

2.理化性質

(1)性狀:自水或稀乙醇中析出的小檗堿為黃色針狀結晶。鹽酸小檗堿為黃色小針狀結晶。

(2)不穩定性:小檗堿加熱至110℃變為黃棕色,於160℃分解。鹽酸小檗堿加熱至220℃分解,生成紅棕色的小檗紅堿。

(3)堿性:小檗堿屬季銨型生物堿,可離子化而呈強堿性,其pKa值為11.5。

(4)溶解性:

①遊離小檗堿能緩緩溶解於水中,易溶於熱水或熱乙醇,在冷乙醇中溶解度不大,難溶於苯、氯仿、丙酮等有機溶劑。

②小檗堿的鹽酸鹽在水中的溶解度較小,較易溶於沸水,難溶於乙醇。

③小檗堿與大分子有機酸結合的鹽在水中的溶解度都很小。當黃連與甘草、黃芩、大黃混合煎煮時,小檗堿易與甘草酸、黃芩苷、大黃鞣質生成難溶於水的鹽或複合物而析出。

(5)互變異構:

①小檗堿一般以季銨型生物堿的狀態存在,可以離子化呈強堿性,能溶於水,溶液為紅棕色。

②在小檗堿水溶液中加入過量強堿,季銨型小檗堿則部分轉變為醛式或醇式,其溶液也轉變成棕色或黃色。醇式或醛式小檗堿為親脂性成分,可溶於乙醚等親脂性有機溶劑。

3.鑒別方法小檗堿除了能與一般生物堿沉澱試劑產生沉澱反應外,還具有特征性檢識反應:

(1)丙酮加成反應:在鹽酸小檗堿水溶液中,加入氫氧化鈉使呈強堿性,然後滴加丙酮,生成黃色結晶的小檗堿丙酮加成物。

(2)漂白粉顯色反應:在小檗堿的酸性水溶液中加入適量漂白粉(或通入氯氣),小檗堿水溶液由黃色轉變為櫻紅色。

4.提取分離利用黃連中小檗堿等生物堿鹽的溶解度差異進行分離。工業生產中多以三顆針為原料生產小檗堿。

5.生物活性小檗堿具有抗菌、抗病毒、抗炎作用。

【考點4】川烏中主要生物堿的化學結構類型、毒性及其在炮製過程中的變化

1.結構類型主要含二萜生物堿,屬於四環或五環二萜類衍生物。較重要和含量較高的有烏頭堿、次烏頭堿和美沙烏頭堿,由於在C-14和C-8位有兩個酯鍵,故稱為雙酯型生物堿。

2.毒性雙酯型生物堿具麻辣味,毒性極強,是烏頭的主要毒性成分。

3.在炮製過程中的變化烏頭堿、次烏頭堿和美沙烏頭堿等雙酯型生物堿,在炮製過程中,水解除去酯基,生成單酯型生物堿(烏頭次堿)或醇胺型生物堿(烏頭原堿),毒性降低。

【考點5】洋金花中主要生物堿的化學結構類型、理化性質和鑒別方法

1.結構類型洋金花中所含生物堿為莨菪烷衍生物,由莨菪醇類和莨菪酸類結合生成一元酯類化合物。主要生物堿有莨菪堿(阿托品)、東莨菪堿、山莨菪堿、樟柳堿和N-去甲莨菪堿。其中阿托品是莨菪堿的外消旋體。

2.理化性質

(1)旋光性:除阿托品無旋光性外,其他生物堿均具有左旋光性。阿托品是莨菪堿的外消旋體,莨菪堿在酸堿接觸下或加熱,其莨菪酸部分可通過烯醇化起外消旋作用而成為阿托品。

(2)堿性:東莨菪堿和樟柳堿由於立體效應的影響,堿性較弱;莨菪堿無立體效應障礙,堿性較強;山莨菪堿分子中6位羥基的立體效應的影響較東莨菪堿小,故其堿性介於莨菪堿和東莨菪堿之間。

(3)溶解性:

①莨菪堿(或阿托品)親脂性較強,易溶於乙醇、氯仿,可溶於四氯化碳、苯,難溶於水。

②東莨菪堿有較強的親水性,可溶於水,易溶於乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等溶劑,難溶於苯、四氯化碳等強親脂性溶劑。

③樟柳堿的溶解性與東莨菪堿相似,也具較強的親水性。

④山莨菪堿由於多一個羥基,親脂性較莨菪堿弱,能溶於水和乙醇。

(4)堿水解:分子結構中均具有酯鍵,在堿性水溶液中受熱可發生水解。

3.鑒別方法具有一般生物堿的通性,能與多種生物堿沉澱試劑產生沉澱反應。特征性鑒別反應有:

(1)氯化汞沉澱反應:莨菪堿(或阿托品)加熱後沉澱變為紅色。東莨菪堿則與氯化汞反應生成白色沉澱。這是因為莨菪堿的堿性較強,加熱時能使氯化汞轉變成氧化汞(磚紅色);而東莨菪堿的堿性較弱,與氯化汞反應隻能生成白色的分子複鹽沉澱。

(2)Vitali反應:莨菪堿(或阿托品)、東莨菪堿等莨菪烷類生物堿可發生Vitali反應,用發煙硝酸處理後,再與苛性堿醇溶液反應,顯深紫色。樟柳堿為陰性反應。

(3)過碘酸氧化乙酰丙酮縮合反應:樟柳堿可發生該反應,顯黃色。其他生物堿不反應。

【考點6】馬錢子生物堿的結構類型、毒性和鑒別方法

1.結構類型主要生物堿士的寧(番木鱉堿)和馬錢子堿屬於吲哚類衍生物,分子結構中均有兩個氮原子,吲哚環上的氮原子呈內酰胺結構,幾乎無堿性;另一個氮原子為叔胺狀態。

2.毒性士的寧(番木鱉堿)和馬錢子堿有強毒性。

3.鑒別方法

(1)硝酸反應:士的寧與硝酸作用呈淡黃色,蒸幹後的殘渣遇氨氣即變為紫紅色;馬錢子堿與濃硝酸接觸呈深紅色,繼加氯化亞錫,由紅色轉為紫色。

(2)濃硫酸-重鉻酸鉀反應:士的寧初呈藍紫色,緩緩變為紫堇色,最後為橙黃色;馬錢子堿則顏色與士的寧不同。