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2-1-生物碱习题与答案

生物碱习题鉴别下列各组生物碱1. A.莨菪碱 B.东莨菪碱 C.樟柳碱2. A.麻黄碱 B.伪麻黄碱 C.N-甲基麻黄碱3. A.吗啡 B.可待因(化学法)4. A.吗啡 B.可待因(光谱法)5. A.阿托品 B.莨菪碱(物理法)6. A.小檗碱 B.山莨菪碱7. A.苦参碱 B.麻黄碱8. A.士的宁 B.马钱子碱比较下列各组化合物Rf值大小,并简要说明理由。

(1)PC:甲酰胺为固定相,甲酰胺饱和乙酸乙脂为展开剂。

(2)TLC在石蜡溶液中浸过的硅胶板,展开剂为石蜡饱和丙酮。

(3)缓冲PC:展开剂为氯仿-甲醇(1:1)。

(4)硅胶GTLC:展开剂为氯仿-甲醇-氨水(7:1:0.5),比较①苦参碱(A)与氧化苦参碱(B);②汉防己甲素(A)与汉防己乙素(B);③莨菪碱(A)与东莨菪碱(B)问答题1. 写出下列生物碱或母核的结构式:①东莨菪碱;②小檗碱;③麻黄碱;④苦参碱;⑤汉防己甲素;⑥吲哚里西啶类;⑦喹喏里西啶类;⑧吡咯里西啶类。

2. 大多数生物碱为何有碱性?其碱性强弱和哪些因素有关?3. 比较四氢异喹啉与异喹啉的碱性强弱,说明N的杂化方式对生物碱碱性的影响。

4. 比较麻黄碱、去甲麻黄碱及苯异丙胺三者的碱性强弱,说明诱导效应对生物碱碱性的影响。

5. 为什么空间效应和共轭效应可使生物碱碱性减弱,而分子内氢键作用却使生物碱碱性增强?6. 试从分子结构分析莨菪碱、山莨菪碱、东莨菪碱、去甲莨菪碱和樟柳碱的碱性强弱。

7. 生物碱沉淀反应在中药化学成分研究中有何作用?若用生物碱沉淀试剂检识提取液为阳性反应,能否说明一定含有生物碱?8. 简述提取生物碱用的酸水提取-碱化-亲脂性溶剂萃取的方法。

9. 简述生物碱醇提取-酸化-碱化-亲脂性溶剂萃取的方法.10. 用亲脂性溶剂提取生物碱时,为什么要先用碱水润湿药材?11. 在用氯仿等溶剂从碱水中萃取生物碱时,先加氯仿再碱化好,还是先碱化再加氯仿萃取好?为什么?12. 利用溶剂法从中药中提取水溶性生物碱选用哪些溶剂?为什么?13. 雷氏铵盐沉淀法的主要操作步骤有哪些?用方程式表示。

14. 试述生物碱pH梯度萃取法的原理,怎样运用pH梯度萃取法分离不同碱性的生物碱?15. 除化合物、展开剂本身因素外,用硅胶TLC检识生物碱时,为什么生物碱斑点易拖尾,且Rf值较小,如何解决这个问题?若以氯仿为展开剂,但化合物斑点的Rf值太小或太大,应如何调整到适宜的范围?16. 以麻黄草中麻黄生物碱为例,讨论离子交换树脂法分离生物碱的原理与步骤。

17. 如何分离下列各组化合物:①苦参碱和氧化苦参碱;②汉防己甲素和汉防己乙素;③阿托品和东莨菪碱④吗啡和可待因;⑤麻黄碱和伪麻黄碱。

18. 写出下列常用中药中主要有效成分的类型及性质:①麻黄;②黄连,黄连与其他中药配伍时,应注意什么问题?③洋金花;④苦参;⑤汉防己;⑥紫杉;⑦乌头,乌头为何要炮制?提取与分离从三颗针中提取小檗碱的工艺流程如下,请说明主要步骤的原理及目的。

三颗针粗粉,用0.3% H2SO4溶液渗漉①,渗漉液用石灰乳调pH值10~12,静置,过滤,②滤液加浓HCl调pH1~2,加NaCl使其含量达6%,静置,沉淀,过滤,③得粗制盐酸小檗碱。

生物碱习题答案鉴别下列各组生物碱1. A.莨菪碱 B.东莨菪碱 C.樟柳碱答:第一步,DDL反应:樟柳碱-显黄色,莨菪碱、东莨菪碱-阴性;或Vitali反应:先后在样品中加入发烟硝酸、苛性碱/乙醇。

莨菪碱和东莨菪碱会呈紫色,樟柳碱阴性;第二步,氯化汞反应:东莨菪碱-白色沉淀,莨菪碱-阴性。

2.A.麻黄碱 B.伪麻黄碱 C.N-甲基麻黄碱答:在H-NMR中,麻黄碱J1,2=4Hz,位麻黄碱J1,2=8Hz,N-甲基麻黄碱少一个NH活泼质子,多一组甲基信号。

3.A.吗啡 B.可待因(化学法)答:Macquis试剂(含少量甲醛的浓硫酸):使吗啡显紫红色,可待因显蓝色。

4. A.吗啡 B.可待因(光谱法)答:在H-NMR中,在10ppm左右有一个质子峰,在4.0ppm左右没有3个H的甲氧基单峰为吗啡,反之则为可待因。

5. A.阿托品 B.莨菪碱(物理法)答:通过测定旋光性,阿托品无旋光性,莨菪碱为左旋光性。

6. A.小檗碱 B.山莨菪碱答:雷氏铵盐沉淀法:加入雷氏铵盐,小檗碱产生沉淀,山莨菪碱阴性。

或7.A.苦参碱 B.麻黄碱答:(1).二硫化碳-硫酸铜反应属于仲胺的麻黄碱产生棕色沉淀。

苦参碱反应阴性。

(2).铜络盐反应麻黄碱的水溶液加硫酸铜、氢氧化钠,溶液呈蓝紫色。

苦参碱反应阴性。

(3). 普通生物碱沉淀试剂,苦参碱呈阳性反应,产生沉淀。

麻黄碱为阴性。

8. A.士的宁 B.马钱子碱答:化学法:(1)Mandelin试剂(钒酸铵-浓硫酸)使A士的宁变蓝紫色,B马钱子碱呈阴性(2)与硝酸作用:士的宁与硝酸作用显淡黄色,再与100℃加热蒸干,残渣遇氨气转变为紫红色;马钱子碱与浓硝酸接触即显深红色,再加氯化亚锡溶液,则由红色转变为紫色。

比较下列各组化合物Rf值大小,并简要说明理由。

(1)PC:甲酰胺为固定相,甲酰胺饱和乙酸乙脂为展开剂。

(2)TLC在石蜡溶液中浸过的硅胶板,展开剂为石蜡饱和丙酮。

(3)缓冲PC:展开剂为氯仿-甲醇(1:1)。

(4)硅胶GTLC:展开剂为氯仿-甲醇-氨水(7:1:0.5),比较①苦参碱(A)与氧化苦参碱(B);②汉防己甲素(A)与汉防己乙素(B);③莨菪碱(A)与东莨菪碱(B)答:①苦参碱(A)与氧化苦参碱(B):氧化苦参碱的极性大于苦参碱,综合考虑亲脂性和碱性等,故在(1)、(3)和(4)是Rf(苦参碱)>Rf(氧化苦参碱),(2)中相反。

②汉防己甲素(A)与汉防己乙素(B):极性:汉防己甲素(A)小于汉防己乙素(B),故在(1)、(3)和(4)Rf(汉防甲己素)>Rf(汉防己乙素),(2)中相反。

③莨菪碱(A)与东莨菪碱(B):莨菪碱(A)的碱性大于东莨菪碱(B),极性是莨菪碱(A)大于东莨菪碱(B),故在(1)、(3)和(4)Rf(东莨菪碱)>Rf(莨菪碱),(2)中相反。

问答题1. 写出下列生物碱或母核的结构式:①东莨菪碱;②小檗碱;③麻黄碱;④苦参碱;⑤汉防己甲素;⑥吲哚里西啶类;⑦喹喏里西啶类;⑧吡咯里西啶类。

答:C H OHCO O O NCH 3H N +OCH 3OCH 3O O①东莨菪碱 ②小檗碱H CCH CH 3NHCH 3OH③麻黄碱④苦参碱 NH 3C OCH 3OROCH 3N CH 3H 3CO OO⑤汉防己甲素NN N⑥吲哚里西啶类 ⑦喹诺里西啶类 ⑧吡咯里西啶类2. 大多数生物碱为何有碱性?其碱性强弱和哪些因素有关?答:生物碱结构中都有氮原子,通常都具有碱性。

生物碱的碱性强弱的影响因素: ①氮原子的杂化方式和碱性的关系:sp3>sp2>sp②电效应和碱性的关系:氮原子的电子云密度越大,则接受质子的能力越强,碱性也就越强(1)诱导效应供电子基团使氮原子的电子云密度增强,碱性增强;吸电子基团(如苯环、酰基、酯酰基、醚基、羟基、双键等)使氮原子的电子云密度减少,碱性降低。

(2)诱导-场效应诱导效应是通过碳链传递,它的吸电子作用使另一个氮上孤电子对的电子云密度降低,其作用随碳链增长逐渐降低;静电场效应通过空间直接传递,当吸电子基团在空间位置上与第二个氮原子相似时,它的强正电性使质子难以靠近另一个氮上的孤电子对。

(3)共轭效应如氮原子的孤电子对与具有π电子的基团形成p-π共轭时,该体系中氮原子的碱性要比未形成p-π共轭的氮原子的碱性弱③空间效应和碱性的关系:氮原子受到的空间位阻更大,碱性更弱④分子内氢键和碱性的关系:当生物碱氮原子孤电子对接受质子生成共轭酸时,如在其附近存在羟基、羰基等取代集团,并处在有利于和生物碱共轭酸分子中质子形成氢键时,可增加共轭酸的稳定性,碱性增强。

3.比较四氢异喹啉与异喹啉的碱性强弱,说明N的杂化方式对生物碱碱性的影响。

答:四氢异喹啉的碱性大于异喹啉N的杂化方式与碱性的强弱关系为sp3>sp2>sp4.比较麻黄碱、去甲麻黄碱及苯异丙胺三者的碱性强弱,说明诱导效应对生物碱碱性的影响。

答:碱性:苯异丙胺>麻黄碱>去甲麻黄碱诱导效应对生物碱的影响,使氮原子的电子元密度增强,碱性增强;吸电子基团,使氮原子的密度减少,碱性降低。

去甲麻黄碱小于麻黄碱是因为N原子上缺少供电子的甲基,麻黄碱小于苯异丙胺是因为氨基碳的临位碳上存在吸电子的羟基,供电子基团使N原子的电子云密度增强,碱性增强,吸电子基团使N原子电子云密度降低,碱性减弱。

5.为什么空间效应和共轭效应可使生物碱碱性减弱,而分子内氢键作用却使生物碱碱性增强?答:(1)空间效应使生物碱的碱性减弱原因:空间位阻越大,阻止N原子接受质子,因此碱性变弱(2)共轭效应影响生物碱碱性原因:在形成共轭体系时,氮原子的电子云密度分布在整个共轭体系,其氮上电子云密度降低,因而碱性降低。

常见的p-π共轭体系有苯胺型、酰胺型和烯胺型(3)分子内氢键增强生物碱的碱性原因:当生物碱氮原子孤电子对接受质子生成共轭酸时,如在其附近存在羟基。

羰基等取代基团,并处在有利于和生物碱分子中的质子形成氢键是,可增加共轭酸的稳定性,故碱性加强。

6.试从分子结构分析莨菪碱、山莨菪碱、东莨菪碱、去甲莨菪碱和樟柳碱的碱性强弱。

答:碱性强弱:去甲莨菪碱>莨菪碱>山莨菪碱>东莨菪碱、樟柳碱分析:首先,东莨菪碱、樟柳碱由于氮原子周围(环氧键)的空间位阻比较大,在诱导效应,共轭效应,空间位阻共存时,空间位阻的作用占主导,故东莨菪碱、樟柳碱的碱性最小;同理,去甲莨菪碱的空间位阻减小,碱性最大;比较莨菪碱与山莨菪碱的碱性从诱导效应着手,山莨菪碱连接的是—OH,是具有吸电子的基团,会导致氮原子的电子云密度降低,从而碱性减弱;故莨菪碱碱性最强,山莨菪碱次之。

7. 生物碱沉淀反应在中药化学成分研究中有何作用?若用生物碱沉淀试剂检识提取液为阳性反应,能否说明一定含有生物碱?答:生物碱沉淀反应在中药化学成分研究中有很多作用:判断植物中是否含有生物碱,以及过程作为追踪物碱提取分离完全与否,一般均采用生物碱沉淀或显色反应。

大多数生物碱能和某些试剂生成难溶于水的复盐或分子络合物等,这些试剂则称为生物碱沉淀试剂。

沉淀反应也可用于分离纯化生物碱,某些沉淀试剂长生的沉淀具有完好的结晶和一定的熔点,可用于生物碱的鉴别。

若用一种生物碱沉淀试剂检识提取液为阳性反应,不能说明一定含有生物碱;植物酸水浸出液常含有蛋白质、多肽、鞣质等,也能与生物碱沉淀试剂产生沉淀,进行沉淀反应,需要3种以上试剂才能确证是否是生物碱。

8. 简述提取生物碱用的酸水提取-碱化-亲脂性溶剂萃取的方法。

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