【资格考试】中药化学-生物碱2模版课件.pptVIP

1 第5节 生物碱的理化性质 性状 旋光性 溶解度 碱性 沉淀反应 显色反应 1.性状（property） 组成：C、H、N，少数有Cl、S，若含O则以酯形式存在 形态：多数为结晶固体，有些为无定形粉未 少数为液体（ 个别有挥发性、升华性） 味道：多具苦味，但甜菜碱为甜味 熔点：有固定熔点（沸点），个别有双熔点。 颜色：多数无色，少数有颜色（共轭体系或助色团存在） 2.旋光性（optical rotation） 多数有旋光性（含手性中心或手性碳），且为左旋 生理活性与旋光性有关：ld 影响旋光性的因素：手性碳的构型、溶剂、pH、浓度等 3.溶解度（solubility） 生物碱盐 溶于水、亲水性溶剂，难溶于亲脂性溶剂 溶解度与成盐的酸有关 无机酸盐有机酸盐 无机酸中：含氧酸卤代酸 有机酸中：小分子或多羟基有机酸大分子有机酸 不符合：不溶于水（如盐酸小檗碱、草酸麻黄碱） 溶于氯仿（如盐酸奎宁、盐酸罂粟碱） 游离生物碱 游离仲胺碱和叔胺碱具亲脂性，溶于有机溶剂、酸水，特别易溶于氯仿，难溶于水和碱水 不符合：难溶于有机溶剂，而溶于水（如石蒜碱） 难溶于有机溶剂，而溶于碱水（如吗啡） 难溶于有机溶剂，而溶于酸性氯仿（如喜树碱） 3.溶解度（solubility） 季铵碱、生物碱的氮氧化物 与生物碱盐类似，溶于水、亲水性溶剂，难溶于亲脂性溶剂 特殊生物碱 两性生物碱： 含酚-OH：同亲脂性生物碱，且可溶碱液（隐性酚-OH除外）； 含-COOH：形成因能形成分子内盐，溶解度同亲水性生物碱。 具内酯基团生物碱：溶于碱水（遇碱开环，遇酸又闭环）。 小分子叔胺碱和液体生物碱：可溶于所有溶剂。 4.碱性（basicity） （1）碱性概念与碱性强度 酸碱电子理论：凡是能给出电子的电子授体为碱；能接受电子的电子受体为酸。生物碱因分子中N上的孤电子对，能给出电子或接受质子而显碱性。 碱性强度的表示：pKa（或pKb）, pKa=-lgKa=pKw-pKb pKa2 极弱碱（酰胺、－CN） pKa2-7 弱碱（芳杂环、烯胺）　 pKa7-11 中强碱（脂肪胺）　 pKa11 强碱（季铵） 碱性强弱规律：胍基季胺碱脂肪胺基缺电子芳杂环(吡啶)酰胺基富电子芳杂环(吡咯) 4.碱性（basicity） （2）碱性强弱与分子结构的关系 N上孤电子对的杂化方式 N上电子云密度分布（诱导、诱导－场、共轭） 空间效应 N原子的核外电子排布：2S2 2Px1 2Py1 2Pz1 N在形成有机胺分子杂化轨道时有三种形式： SP3 SP2 SP。 杂化轨道中，s成分少（p电子比例多），电子受原子核 约束力小，活动性大，氮给出电子能力强，碱性强；反之。 （1）N原子的杂化方式（hybridization degree） （2）电性效应－－诱导效应（induction effect） 碱性：供电基（烷基等）取代，碱性 吸电基（芳环、双键、含氧基团等）取代，碱性 （2）电性效应－－诱导效应（induction effect） 特殊：具有氮杂缩醛结构的生物碱，常易发生质子化而显强碱性（N处于稠环“桥头”除外），分子内互变异构（internal tautomerism）。 电性效应：诱导－场效应（ induction-field effect） 生物碱分子中含两个以上N原子时，各个N的碱度不同。当其中一个N质子化后，产生一个强的吸电基团（N＋HR2），对另一个N产生两种降低碱度的效应，即诱导效应和静电场效应。 诱导效应：通过碳链传递 场效应：通过空间传递 电性效应：共轭效应（conjugation effect） 生物碱N上的孤电子对与具π电子的基团相连时，形成 p-π共轭，使碱性减弱。常见的p-π共轭共轭体系有苯胺型、酰胺型和烯胺型。 苯胺型：碱性减弱（pKa～5） 酰胺型：碱性减弱（中性） 烯胺型：碱性减弱，但有时碱性很强（叔烯胺） 烯胺质子化多在β-C上形成的共轭酸，以亚胺盐的形式存在。仲烯胺的共轭酸极不稳定，碱性较弱；叔烯胺的共轭酸稳定，易与质子结合形成季铵，碱性强（N在稠环“桥头”除外）。 其他共轭情况：N上孤电子对与供电基（－C＝N）共轭时，碱性增强。如含胍基的生物碱（pKa13.6），胍基接受质子形成季铵离子，具有高度共振结构，成盐后稳定，显强碱性。 （3）空间效应（space effect） N由于附近取代基的空间立