文档介绍：第九章 生物碱天然药物化学
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第四节 生物碱的理化性质
（一）性状
1．形态：多数生物碱呈结晶形固体，有些为非晶形粉末状；少数生物碱为液体状态，这类生物碱分子中多无氧原子，淀反应一般在稀酸水溶液中进行。
这是由于生物碱与 酸成盐易溶于水，生物碱沉淀试剂也易溶于水，且在酸水中较稳定，而反应产物难溶于水，因而有利于反应的进行和反应的进行和反应结果的观察。
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2）净化处理：
生物碱的酸水提取液通常含有蛋白质、多肽、鞣质等成分，这些物质也能与生物碱沉淀试剂发生沉淀反应。
为了避免其干扰，可将酸水也碱化后，用***仿萃取，除去水溶性干扰成分，然后用酸水从***仿中萃取出生物碱，以此酸水液进行沉淀反应。
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C、生物碱沉淀反应阳性结果的判断
1）阳性结果的判断：
为了检识的准确性，一般选用三种以上的沉淀试剂进行反应，如果均有生物碱的沉淀反应，可判断为阳性结果。
2）需要注意的问题
①极少数生物碱不能与一般生物碱沉淀试剂产生反应。如***、咖啡碱与多数生物碱沉淀试剂不能发生反应，因而只能用其它检识反应鉴别；
②中药中有些非生物碱类物质也能与生物碱沉淀试剂产生沉淀反应，如蛋白质、多糖、氨基酸、鞣质等。因此制备共试品溶液时，需要净化处理除去这些物质，避免其干扰而导致错误的结论。
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D、生物碱沉淀反应的应用
①检识反应
②指导生物碱的提取分离
③生物碱的分离纯化
④薄层或纸层色谱的显色剂
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2．显色反应
某些生物碱单体能与一些以无机酸为主的试剂反应生成具有颜色的产物，不同的生物碱产生不同的特征颜色，这种试剂称为生物碱的显色试剂。
（1）生物碱显色试剂的种类：
试剂名称
试剂组成
颜色特征
Macquis试剂
含少量甲醛的浓硫酸
吗啡紫红色
Frohde试剂
1%钼酸钠（铵）的浓硫酸溶液
小檗碱棕绿色
Mandelin试剂
1%钒酸铵的浓硫酸溶液
莨菪碱红色
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（2）显色反应的应用：
在研究过程中应用不广泛，但对检识和分析个别生物碱仍有一定的参考价值。
①生物碱的检识
②生物碱的含量测定
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（五）生物碱的化学性质和反应
本节仅选择与氮原子有关的重要而共同的化学性质与反应：碱性、成盐、涉及氮原子的氧化和C-N键裂解，加以讨论。
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1．碱性：
（1）碱性的产生及其强度表示：
生物碱分子中都含有氮原子，其氮原子上的孤电子对能接受质子而显碱性。碱性是生物碱的重要性质。通常以酸式离解指数pKa表示。
碱性强度与pKa值关系：
pKa2（极弱碱）、pKa 27（弱碱）、pKa 712（中强碱）、pKa 12（强碱）。
碱性基团的pKa值大小顺序一般是：
胍基季***碱(pKa 11)脂***类，脂氮杂环类（pKa 811）芳***类，芳氮杂环类（pKa 37）两个以上的氮杂环类（pKa 3） 酰***基。
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（2）碱性与分子结构的关系
生物碱的碱性强弱与氮原子的杂化度、诱导效应、诱导-场效应、共轭效应、空间效应以及分子内氢键形成等有关。
1）氮原子的杂化度：生物碱分子中氮原子孤电子对处于杂化轨道中，其碱性强度随杂化度升高而增强，即sp3sp2sp。
2）诱导效应：生物碱分子中氮原子上电荷密度受到分子中供电基（如烷基等）和吸电基（如芳环、酰基、醚键、双键、羟基等）诱导效应的影响。供电基使电荷密度增多，碱性变强；吸电基则降低电荷密度。
3）诱导-场效应：生物碱分子中同时含有两个氮原子时，即使其处境完全相同，碱度总是有差异的。氮原子之间产生两种碱性降低效应：诱导效应和静电效应。前者通过碳链传递，且随碳链增长而渐降低。后者则通过空间直接作用，故又称为直接效应。二者可统称为诱导-场效应。
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4）共轭效应：若生物碱分子中氮原子孤电子对成p-共轭体系时，通常情况下，其碱性较弱。生物碱中常见的p-共轭效应主要有三种类型：苯***型、烯***型和酰***型。
5）空间效应：尽管质子的体积较小，但生物氮原子质子化时，仍受到空间效应的影响，使其碱性增强或减弱。
6）分子内氢键形成：分子内氢键形成对生物碱碱性强度的影响颇为显著。