第十章 生物碱3
(一)总生物碱的初步分离
根据生物碱的碱性强弱、酚羟基的有无及溶解性能,将生物碱初步分成弱碱性、中强碱性、强碱性、水溶性、酚性、非酚性生物碱五类。
(二)单体生物碱的分离
1、利用生物碱碱性的差异进行分离
一般采用PH梯度萃取法
1)将总碱溶于酸水,调PH7、8、9、10,每调一次PH值,用氯仿等亲脂性有机溶剂萃取一次;(弱碱先萃取出)
授课
对象
系别药学系讨论□
示教□
其他□
课程
类型
理论课
实验课□
见习课□
其他□
题目
生物碱的检识、提取与分离方法
课时安排
2学时
教学
目的
要求
1、掌握生物碱检识方法。
2、掌握生物碱的提取方法。
3、熟悉生物碱的分离原理与方法。
4、掌握生物碱的单体分离。
教学内容
重点(*)
难点(#)
疑点(?)
3、利用生物碱特殊功能基不同进行分离
如:吗啡与可待因的分离
吗啡为酚性生物碱,可溶于NaOH溶液中,而可待因属于非酚性生物碱不溶于NaOH溶液,因此可用NaOH溶液进行分离。
4、利用色谱法进行分离
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5、水溶性生物碱的分离
包括季铵碱及含有较多极性基团的小分子生物碱。可采用下列方法除去水溶性杂质。
课程名称:中药化学编号:3
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(三)两性生物碱
具有酚羟基、羧基、内酯或内酰胺结构的生物碱类。
五、沉淀反应
生物碱在酸水中(苦味酸除外)或稀醇中与某些试剂生成难溶于水的复盐或配合物的反应,称为生物碱的沉淀反应。与生物碱形成沉淀的化学试剂称为生物碱沉淀试剂。利用该反应可预测中药是否存在生物碱;也可用于提取与分离。
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的检识和区别个别生物碱。
常用的显色剂与现象见表3-2常用的生物碱显色反应
七、色谱检识
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。
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第三节提取与分离方法
一、提取方法
生物碱在生物体内存在形式多样,在提取时,应考虑生物碱的性质和存在形式,选择适宜的提取溶剂和方法。除个别具有挥发性或升华性的生物碱(如麻黄碱)可用水蒸气蒸馏法提取外,大多数用溶剂提取法。
(一)溶剂法
1、水或酸水提取法
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2)将总碱溶于氯仿中,依次用PH7、6、5、4、3的酸水液依次萃取;(强碱先萃取出)
2、利用各生物碱(盐)极性差异(溶解度差异)进行分离
1)如从苦参总生物碱液中分离出氧化苦参碱
在苦参总碱的氯仿溶液中,加入约10倍量的乙醚,可使氧化苦参碱沉淀析出。因氧化苦参碱为苦参碱的氮氧化物,亲水性强,在乙醚中溶解度很小。
1)沉淀法:常用雷氏铵盐沉淀法
利用季铵型生物碱与雷氏铵盐沉淀试剂生成雷氏复盐,难溶于水而沉淀析出,将季铵型生物碱从碱水层中提取出来。
具体操作:将碱水液加盐酸调PH2左右,加入新配制的雷氏铵盐饱和水溶液,等沉淀完全,滤过;得到的沉淀加少量的水洗后,加丙酮(或乙醇)溶解,滤除不溶物,将丙酮液通过氧化铝柱净化,用丙酮洗脱,收集丙酮洗脱液,加入硫酸银饱和水溶液,生成生物碱硫酸盐和雷氏银盐沉淀,滤过后向溶液中加入计算量的氯化钡溶液,转化为生物碱盐酸盐和硫酸钡沉淀,滤过,滤液蒸干即得水溶性生物碱盐酸盐。反应过程如下:
(1)适用范围:一般用水溶性生物碱及生物碱盐的提取。
(2)提取法:浸渍法、渗漉法。
(3)优缺点:操作简便、成本低;但体积大、浓缩困难、易霉变、水溶性杂质多,分离困难。
酸水提取液可以采用下列方法进一步处理:
(1)阳离子树脂交换法
生物碱的酸水提取液通过离子交换树脂。生物碱盐以阳离子的形式交换到树脂上,而中性、酸性杂质(如糖类、有机酸)不被交换,可随溶液流出树脂柱,从而达到分离的效果。交换完后可用氨水或用稀酸水溶液进行洗脱,可分别得到游离生物碱或生物碱盐。
优缺点:可分离出碱性大小不同的生物碱,纯度高,溶剂用量少,树脂亦可反复使用;但易受金属离子等阳离子型化合物、氨基酸和蛋
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白质等两性化合物的干扰。
(2)萃取法
将酸水提取液碱化,生物碱盐转变为游离生物碱而析出,可直接滤得。或用氯仿、乙醚、苯等有机溶剂萃取,分取有机溶剂层,回收溶剂,即得总生物碱。
时间分配
(分钟)
提问/举例/教具
复习
5
提问
第三节检识方法
25
举例
一、沉淀反应
*
二、显色反应
三、色谱检识
第四节提取与分离方法
一、提取方法
*
30
举例
1、水或酸水提取法
2、醇类溶剂提取法
3、亲脂性有机溶剂提取
二、分离方法
1、总生物碱的初步分离
25
2、生物碱单体的分离
*
举例
小结
5
讨论、思考题、作业:
1、常用生物碱沉淀试剂有哪些?哪些化学成分干扰生物碱沉淀反应?进行沉淀反应有哪些注意事项?
(二)醇类溶剂提取法
生物碱及其盐可用60%~95%乙醇或酸性乙醇溶液提取,常采用浸渍法、渗滤法或回流提取法。该法适用于各种极性生物碱的提取,水溶性杂质少,浓缩方便,但脂溶性杂质较多,常含有树脂及脂溶性色素等,需进一步处理。
(三)亲脂性有机溶剂提取
可用于提取游离型生物碱。
二、分离方法
分离生物碱主要是利用总碱中各生物碱(盐)的溶解性不同,碱性强弱的不同,极性差异及特殊官能团进行的。
消除方法:可先在酸水液中加碱碱化后用氯仿萃取出生物碱,使生物碱一蛋白质等水溶性杂质分离;在氯仿萃取液中再加酸水萃取出生物碱,然后再进行生物碱沉淀反应;也可采取薄层色谱或纸色谱方法。
5、由于生物碱对各种沉淀试剂灵敏度不同,所以通常彩三种以上试剂进行检测。
六、显色反应
生物碱可与生物碱显色试剂反应生成不同的颜色,可用于生物碱
此外,还可用溶剂法和离子交换树脂法分离水溶性生物碱类。
生物碱沉淀试剂根据生成物不同可分成三种类型:
1、生成不溶性盐类:如硅钨酸试剂、苦味酸试剂、磷钼酸试剂等;
2、生成疏松的配合物:如碘-碘化钾试剂;
3、生成不溶性加成物:如碘化铋钾、碘化汞钾等一些重金属盐类。
详见课本表3-1常用的生物碱沉淀试剂
注意点:
4、反应会出现假阳性现象。
假阳性现象一般出现在水溶液中,主要受到一些水溶液性杂质的干扰,如中药酸水提取液中的蛋白质、氨基酸、多肽、鞣质等。
2、如何应用离子交换树脂提取分离生物碱?
3、生物碱单体的分离有哪些?其原理是什么?
4、生物碱的提取分离方法有哪些?
参考书目:
李端主编.中药化学.第1版.(全国中医药高职高专卫生部规划教材)北京:人民卫生出版社,2006
吴剑峰主编.天然药物化学.第1版.北京:人民卫生出版社,2006
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2)防已诺林碱和粉防已碱的分离是利用其极性的差异
由于防已诺林碱比粉防已碱多一个隐性的酚羟基,极性较大,在苯吕的溶解度较小,因此可用冷苯分离防已诺林碱和粉防已碱。
3)除了上述外,还可利用生物碱盐比生物碱易于结晶,利用其盐在溶剂中溶解度的差异进行分离。如士的宁和马钱子碱的分离;麻黄碱和伪麻黄碱的分离等。