【正文】 哌啶衍生的生物堿，其結構簡單，數(shù)量較少，主要有兩種類型。 藻類、水生類植物中未發(fā)現(xiàn)生物堿。 一般來說，除氨基酸、氨基糖、肽類、蛋白質、核酸、核苷酸以及含氮維生素等動、植物體必需的含氮有機化合物外，其他含氮有機化合物均可視為生物堿。 第二章 生物堿 考點精要： 、存在形式及重要成分 （堿性及其與結構的關系、沉淀反應） ：苦參、麻黃、黃連、川烏、洋金花、馬錢子 第一節(jié) 基本內容 一、生物堿的定義 生物堿（ Alkaloids）指來源于生物界的一類 含 氮有機化合 物 。 （五）質譜 質譜可用于確定分子量 以及求算分子式和提供其他結構信息。 取代基位移： 改變某個 13C核的周圍環(huán)境，如引入某個取代基，則該 13C的信號可能發(fā)生特定的位移。完全消除了 1H對 13C的影響， 13C的信號在圖譜上均作為單峰出現(xiàn)，便于判斷 13C信號的化學位移。 s（單峰）、 d（二重峰）、 t（三重峰）、 m（多重峰）。 峰面積： 判斷每個信號的氫質子。 （四）核磁共振譜 （ 1HNMR） 提供信息： 化學位移（ δ ）、積分面積、裂 分情況（重峰數(shù)及偶合常數(shù) J）。 適用對象： 含有共軛雙鍵、 α ， β 不飽和羰基（醛、酮、酸、酯）結構化合物，及芳香化合物。 紅外吸收范圍 4000～ 625cm1 4000～ 1500cm1為特征頻率區(qū)：官能團吸收，如羥基、羰基、苯環(huán)骨架等 1500～ 600cm1為指紋區(qū)：許多吸收因原子或原子團間的鍵角變化引起，化合物特征吸收，如人指紋，可做真?zhèn)舞b別依據(jù)。 （二）紅外光譜（ IR） 可確定其分子中的官能團的種類及其大致的周圍化學環(huán)境。 不飽和度的計算： 不飽和度（ index of unsaturation，以 u表示） Ⅰ 為一價原子（如 H、 D、 X）的數(shù)目； Ⅲ 為三價原子（如 N、 P等）的數(shù)目； Ⅳ 為四價原子（如 C、 S）的數(shù)目。1 峰， （ 3）場解吸質譜（ FDMS） 適用于難氣化和熱穩(wěn)定性差的固體樣品，但碎片離子峰較少 （ 4）快原子轟擊質譜（ FABMS）和液體二次離子質譜（ LSIMS） 除得到分子離子峰外，還可得到糖和苷元的結構碎片峰。 對熱不穩(wěn)定的樣品可進行乙?；蛉谆柰榛?TMS化）制成對熱穩(wěn)定的衍生物進行測定。 高分辨質譜（ HRMS） 可將物質的質量精確到小數(shù)點后第 3位（一般質譜只精確到小數(shù)點后第 1位），這可為確定化合物分子組成的重要依據(jù)。 （ 5）其他方法：質譜、核磁共振等。常用的有紙色譜（ PC）、紙上電泳和薄層色譜（ TLC）。 （ 2）熔點和熔距：單一化合物一般都有 一定的熔點和較小的熔距（ 1～ 2℃ ）。如揮發(fā)油和一些液體生物堿的提取分離常采用分餾法。 例子交換樹脂法分離物質的模型 （ 2）用于相同電荷離子的分離：依據(jù)酸性或堿性的強弱不同分離 例： 堿性強弱： Ⅲ ＞ Ⅱ ＞ Ⅰ —— 弱酸性樹脂吸附強弱： Ⅲ ＞ Ⅱ ＞ Ⅰ （六）根據(jù)物質的沸點進行分離 分餾法： 利用中藥中各成分沸點的差別進行分離的方法。 網(wǎng)孔大小用交聯(lián)度（即加入交聯(lián)劑的百分比）表示，交聯(lián)度越大，則網(wǎng)孔越小，質地越緊密，在水中越不易膨脹；交聯(lián)度越小，則網(wǎng)孔越大，質地疏松，在水中易于膨脹。 性質：球形顆粒，不溶于水，但可在水中膨脹。 按照孔徑大小，可將透析膜分為： 微濾膜（ ～ 14μm ）；超濾膜（ ～ ）；反滲透膜（ ～ ）；納米膜（約2nm） 應用：精制藥用酶時，用透析法脫無機鹽。 透析法：根據(jù)溶液中分子的大小和形態(tài)，在微米（ μm ）數(shù)量級下選擇性過濾的技術。 利用一種用天然或人工合成的膜，以外界能量或化學位差為推動力，對雙組分或多組分的溶質和溶劑進行分離、分級、提純和富集的方 法。 （ 2）凝膠的種類與性質 葡聚糖凝膠（ Sephadex）： 只適于在水中應用，且不同規(guī)格適合分離不同分子量的物質。 練習題 最佳選擇題 大孔吸附樹脂吸附的物質用水充分洗脫后，再用丙酮洗脫，被丙酮洗下的物質是 [答疑編號 5630010301] 【正確答案】 D （四）根據(jù)物質分子大小差別進行分離 超濾法 —— 利用不同分子量化合物擴散速度不同而分離 超速離心法 —— 離心作用 （凝膠過濾色譜、分子篩過濾、排阻色譜） （ 1）分離原理：分子篩作用， 根據(jù)凝膠的孔徑和被分離化合物分子的大小而達到分離的目的。 一般方法如下： ① 用適量水洗，洗下單糖、鞣質、低聚糖、多糖等極性物質，用薄層色譜檢識，防止極性大的皂苷被洗下； ②7O% 乙醇洗，洗脫液中主要為皂苷，但也含有酚性物質、糖類及少量黃酮，實驗證明 30%乙醇不會洗下大量的黃酮類化合物； ③3% ～ 5%堿溶液洗，可洗下黃酮、有機酸、酚性物質和氨基酸； ④10% 酸溶液洗，可洗下生物堿、氨基酸； ⑤ 丙酮洗 ，可洗下中性親脂性成分 注：研究表明，對吸附量真正起作用的是體積比表面積，即每毫升濕樹脂所具有的比表面積。 （ 3）大孔吸附樹脂的應用： 主要用于天然化合物的分離和富集 預處理方法：用高濃度乙醇濕法裝柱，繼續(xù)用乙醇在柱上流動清洗，不時檢查流出的乙醇液，至流出的乙醇液與 水混合不呈現(xiàn)白色乳濁現(xiàn)象，然后以大量的蒸餾水洗去乙醇即可。 ③ 被分離化合物的性質（分子量、極性、能否形成氫鍵）。 （ 1）吸附原理： ① 選擇性吸附 （由于范德華引力或產(chǎn)生氫鍵的結果） ② 分子篩性能 （由其本身的多孔性網(wǎng)狀結構決定） （ 2）影響吸附的因素： ① 大孔樹脂本身的性質（比表面積、表面電性、極性、能否形成氫鍵等）。 性質：一般為白色球形顆粒狀，通常分為非極性和極性兩類， 對酸、堿均穩(wěn)定 。 ② 可用于生物堿、萜類、甾體、糖 類、氨基酸等其他極性與非極性化合物的分離。 如： ③ 分子中芳香化程度高者，則吸附性增強；反之，則減弱。 吸附強弱通常在含水溶劑中大致有下列規(guī)律： ① 形成氫鍵的基團數(shù)目越多，則吸附能力越強 ② 成鍵位置對吸附力也有影響。 固定相 移動相 氫鍵： 氫原子與電負性的原子 X共價結合時，共用的電子 對強烈地偏向 X的一邊，使氫原子帶有部分正電荷，能再與另一個電負性高而半徑較小的原子 Y結合，形成的 X— H┅Y 型的鍵。 聚酰胺色譜的分離機理：一般認為是 “ 氫鍵吸附 ” ，即聚酰胺的吸附作用是通過其 酰胺羰基與酚類、黃酮類化合物的酚羥基，或酰 胺鍵上的游離胺基與醌類、脂肪羧酸上的羰基形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附 。 （ 1）聚酰胺的性質及吸附原理 性質： 商品聚酰胺均為高分子聚合物質， 不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、三氯甲烷及丙酮等常用有機溶劑。 基本原理： 氫鍵吸附。 分離堿性物質： 選用氧化鋁（顯弱堿性），洗脫溶劑加入適量氨、吡啶、二乙胺，防止拖尾。 注意：一般，混合溶劑中強極性溶劑的影響比較突出，故不可隨意將極性差別很大的兩種溶劑混合在一起使用。 （ 3）洗脫 洗脫溶劑宜逐步增加，但跳躍不能太大。 （ 2）拌樣及裝樣 硅膠、氧化鋁吸附柱色譜，應盡可能選用極性小的溶劑裝柱和溶解樣品，以利樣品在吸附劑柱上形成狹窄的原始譜帶。 規(guī)格：通常為 100目左右。 用量：一般為樣品量的 30～ 60倍。 （ 2）用于化合物的濃縮：如活性炭吸附濃縮一葉萩堿。 注意：有時擬除去的色素不一定是親脂性的，故活性炭脫色不一定總能收到良好的效果。 （ 3）化合物極性與介電常數(shù) 化合物極性大體可依據(jù)介電常數(shù)（ ε ）的大小判斷， ε 越大，極性越強 。 ③ 所含 極性基團相同時，非極性基團越多，極性越弱 （如高級脂肪酸極性弱）。 （ 1）化合物結構中官能團的極性強弱： 官能團的極性 （ 2）含官能團的種類、 數(shù)目及排列方式等綜合因素對化合物極性的影響 ① 化合物中所 含正電或負電等電性基團越多 ，極性越強（如氨基酸強極性）。故從活性炭上洗脫被吸附物質時，洗脫溶劑的洗脫能力將隨溶劑極性的降低而增強。 活性炭因為是非極性吸附劑 ，故與硅膠、氧化鋁相反，特點為： （ 1）對非極性物質具有較強的親和能力， 在水中對溶質表現(xiàn)出強的吸附能力。 （ 2） 溶劑極性越弱，則吸附劑對溶質將表現(xiàn)出越強的吸附能力；溶劑極性增強，則吸附劑對溶質的吸附能力即隨之減弱。 —— 極性相似者易于吸附 硅膠、氧化鋁為極性吸附劑 ，特點： （ 1）對極性物質具有較強的親和能力。 半化學吸附： 介于物理吸附與化學吸附之間，力量較弱。有選擇性，吸附牢固，部分不可逆。 如硅膠、氧化鋁、活性炭吸附。 各種加壓液相柱色譜的大體分離規(guī)模 （三）根 據(jù)物質的吸附性差別進行分離 物理吸附： 靠分子間力吸附。105Pa ）及高壓液相色譜（ HPLC， 179。10 5 Pa）、 中壓液相色譜（ MPLC， 179。 快速色譜（ flash chromatography，約 179。 流動相：水或甲醇等強極性溶劑適用物質：脂溶性化合物，如高級脂肪酸、油脂、游離甾體等。 （ 2）反相色譜：固定性極性 流動相極性 被分離物質極性越?。ㄓH脂性越強），越不易洗脫。 流動相： 弱極性有機溶劑 ，三氯甲烷、乙酸乙酯、丁醇等。 常用反相硅膠填料有： RP2（ C2H5）、 RP8（ C8H17）、 RP18（ C18H37） （ 1）正相色譜：固定性極性 流動相極性 被分離物質極性越大（親水性越強），越不易洗脫。 通常酚類化合物的 pKa值一般為 ～ ，羧酸類化合物的 pKa值約為 5 若使該酸性物質 完全解離 ，即使 HA均轉變?yōu)?A，則 pH ≌ pKa+2 若使該酸性物質 完全游離 ，即使 A均轉變?yōu)?HA，則 pH ≌ pKa 2 （游離型極性小，易溶于小極性的有機溶劑；解離型極性大，易溶于水或親水性有機溶劑） ① 若 pH﹤ 3（酸性條件） 酸性物質游離態(tài)（ HA），極性小 堿性物質則呈離狀態(tài)（ BH+），極性大 ② 若 pH﹥ 12（堿性條件） 酸性物質解離形式（ A），極性大 堿性物質游離狀態(tài)（ B），極性小 液萃取與紙色譜 液分配柱色譜 將兩相中的一相涂覆在硅膠等多孔載體上作為固定相，填充在色譜管中，然后加入與固定相不相混溶的另一相溶劑作為流動相來沖洗色譜柱。 液 — 液萃取法的原理： K值 溶質在任意不相混溶的兩溶劑中的分配系數(shù) K： K=CU/CL K：分配系數(shù)； CU：溶質在上相溶劑中的濃度； CL：溶質在下相溶劑中的濃度 （ K在一定的溫度及壓力下為一常數(shù)） 例： 假定 A、 B兩種溶質用三氯甲烷及水進行分配， A、 B均為 ， KA=10， KB=，兩相溶劑體積比VCHCl3/VH2O=1，則一次振搖分配平衡后： 水的密度小于三氯甲烷，故水為上相，三氯甲烷為下相 A： KA=CH20/CCHCl3=10 則 90%以上的溶質 A將分配到水中，不到 10%分配到三氯甲烷中 B： KB=CH20/CCHCl3= 則不到 10%的溶質 B將分配到水中， 90%以上的分配到三氯甲烷中 分離因子 β 表示 分離的難易 β =KA/KB（注： KA﹥ KB） 分離難易判定： β≥100 ，僅作一次簡單萃取就可實現(xiàn)基本分離（如上例）； 100＞ β≥10 ，通常需萃取 10～ 12 次； β≤2 ，需萃取 100次以上； β≌1, 即 KA/KB≌1 ，則無法分離 pH 以酸性物質（ HA）為例，其在水中的解離平衡及解離常數(shù) K可用下式表示： 酸性越強， Ka越大， pKa值越小。 酸性或堿性化合物可通過加入某種沉淀試劑，使之生成水不溶性的鹽類等沉淀析出。 堿提酸沉： 黃酮、蒽醌類 等酸性成分。（可使皂苷沉淀析出，而脂溶性的樹脂等雜質留在母液中） （不同）進行分離 對酸性、堿性或兩性有機化合物來說，加入酸、堿以調節(jié)溶液的 pH，改變分子的存在狀態(tài)，從而改變溶解度實現(xiàn)分離。 （沉淀除去樹脂、葉綠素等水不溶性雜質。 （沉淀除去多糖、蛋白質等