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執業藥師考試《中藥化學》復習筆記（第二章）
以下是小編整理的《中藥化學》復習筆記的第二章，希望可以幫助到2016年執業藥師考試的考生復習備考。
第二章 生物堿
第一節 基本內容
一、生物堿的定義
生物堿是指一類來源于生物界(以植物為主)的含氮的有機化合物，多數生物堿分子具有較復雜的環狀結構，且氮原子在環狀結構內，大多呈堿性。一般具有生物活性。
二、生物堿在動、植物界的分布和存在情況
生物堿主要分布在植物界，其分布的一般規律是：
①絕大多數生物堿分布在高等植物中，如毛莨科、防已科、茄科、夾竹桃科、蕓香科、豆科、小檗科等。
②極少數生物堿分布在低等植物中，如煙堿存在于蕨類植物。
③科屬親緣關系相近的植物，常含有相同結構類型的生物堿。
④生物堿在植物體內多數集中分布在某一部分或某些器官。
三、生物堿的分類及結構特征
生物堿的分類方法主要有3種，按植物來源、生源途徑和基本母核的結構類型分類。
(一)吡啶類生物堿 此類生物堿結構簡單，很多呈液態。代表物有：檳榔堿、檳榔次堿，煙堿、苦參堿等。
(二)莨菪烷類生物堿
(三)異喹啉類生物堿
1.簡單異喹啉類
2.芐基喹啉類
(1)1-芐基異喹啉類：代表物有樸堿等。
(2)雙芐基異喹啉類：代表物有漢防已堿等。
(3)原小檗堿類：代表物有小檗堿、延胡索乙素等。
(四)吲哚類生物堿
代表物有吳茱萸堿、馬錢子堿、長春堿、長春新堿、利血平等。
(五)有機胺類生物堿
代表物有麻黃堿、秋水仙堿、益母草堿等。
第二節 理化性質
一、性狀
形態 多數生物堿呈結晶形固體，有些為晶形粉末狀;少數生物堿為液體狀態，這類生物堿分子中多無氧原子，或氧原子結合為酯鍵，如煙堿、檳榔堿等;個別具有揮發性(麻黃堿)、具有升華性(咖啡因、川芎嗪)。
味道 大多數生物堿具苦味，少數生物堿具有其他味道，如甜菜堿具有甜味。
顏色 絕大多數生物堿無色或白色，僅少數具有較長共軛體系結構的生物堿呈不同顏色。如小檗堿為黃色，藥根堿為紅色。
二、旋光性
生物堿的旋光性受溶劑、pH等因素的影響。生物堿的生理活性與其旋光性有關。
三、溶解性
(一)游離生物堿
1.親脂性生物堿
絕大多數叔胺堿和仲胺堿屬于親脂性生物堿。
2.親水性生物堿
(1)季銨型生物堿
(2)小分子生物堿
(3)生物堿N-氧化物
(4)酰胺類生物堿
3.具有特殊官能團生物堿
(1)具酚羥基或羧基的生物堿
(2)具內酯或內酰胺結構的生物堿
這類生物堿在正常情況下，其溶解性類似一般叔胺堿，但在強堿溶液中加熱，可開環形成鹽而溶于水。如喜樹堿、苦參堿等。
(二)生物堿鹽
一般易溶于水，可溶于醇類，難溶或不溶于親脂性有機溶劑。生物堿鹽溶解性因成鹽的種類不同而有差異。個別生物堿鹽的溶解性不符合一般規律。
四、堿性
生物堿分子中都含有氮原子，通常顯堿性，能與酸結合成鹽。堿性是生物堿的重要性質。
1.生物堿堿性強弱的表示方法
生物堿的堿性用其共軛酸的酸式離解指數pKa值表示。pKa值大，堿性強;pKa值小，堿性弱。
一般認為，生物堿pKa<2為極弱堿性，pka2～7為弱堿性，pka7～11為中強堿性，pka>11為強堿性。
2.生物堿堿性強弱與分子結構的關系
(1)氮原子的雜化方式
氮原了的雜化方式與堿性強弱的關系表現為SP3氮>SP2氮>SP氮
(2)電效應
增大氮原子未共用電子云密度，則堿性增強，反之則堿性減弱。
誘導效應：能使氮原子電子云密度增強，則堿性增強。常見的供電子基團為烷基。如果生物堿分子結構中氮原子附近存在吸電子基團或原子，其吸電子誘導效應使生物堿的堿性減弱。
共軛效應：
苯胺型：堿性降低，如毒扁豆堿。
烯胺型：可使堿性減弱或增強，如蛇根堿，小檗堿具有強堿性。
酰胺型：堿性極弱，強胡椒堿、秋水仙堿、咖啡堿等。
(3)空間效應
若生物堿的空間環境不利于氮原子接受質子，其堿性減弱。如甲基麻黃堿堿性麻黃堿，東莨菪堿堿性莨菪堿。
(4)氫鍵效應
基生物堿分子結構中氮原子附近存在羥基、羰基等取代基團，并且處在有利于同生物堿共軛酸分子的缾子形成分子內氫鍵締合，此時，該生物堿的共軛酸較穩定，堿性增強。如偽麻黃堿的堿性強于麻黃堿。
A型題：
1.生物堿分子中氮原子雜化方式與其性堿性強弱的關系是
A.SP>SP2>SP3
B.SP>SP3>SP2
C.SP3>SP2>SP
D.SP3>SP>SP2
E.SP2>SP3>Sp
[答疑編號111020201]
『正確答案』C
2.東莨菪堿的堿性較莨菪堿弱的主要原因是
A.p-π共軛
B.π-π共軛
C.空間效應
D.氫原子的雜化程度
E.分子內氫鍵
[答疑編號111020202]
『正確答案』C
3.下組生物堿中堿性最弱者是
A.苦參堿(叔胺堿)
B.麻黃堿(仲胺堿)
C.偽麻黃堿(仲胺堿)
D.莨菪堿(叔胺堿)
E.東莨菪堿(有立體障礙的叔胺堿)
[答疑編號111020203]
『正確答案』E
4.下列生物堿中堿性最強者是
A.氯化黃連堿
B.小檗堿
C.苦參堿
D.氧化苦參堿
E.麻黃堿
[答疑編號111020204]
『正確答案』B
5.下列生物堿中堿性最強者是
A.小檗堿
B.麻黃堿
C.番木鱉堿
D.新番木堿
E.秋水仙堿
[答疑編號111020205]
『正確答案』A
X型題：
1.使生物堿堿性減小的及電子基團是
A.烷基
B.羰基
C.醚基
D.酯基
E.苯基
[答疑編號111020206]
『正確答案』BCDE
五、沉淀反應
大多數生物堿在酸水或稀醇中能與某些試劑反應生成難溶于水的復鹽或分子絡合物，這些試劑稱為生物堿沉淀試劑。
1.生物堿沉淀反應的條件
生物堿沉淀的反應一般在稀酸水溶液中進行。
X型題：
1.不能進行生物堿沉淀反應的條件是
A.稀堿水溶液
B.稀酸水溶液
C.稀酸丙酮溶液
D.醋酸水溶液
E.稀酸乙醇溶液
[答疑編號111020207]
『正確答案』AC
2.生物堿沉淀反應的條件是
A.濃強酸水溶液
B.堿性有機溶劑
C.稱酸水溶液
D.酸性稱醇溶液
E.強堿性水溶液
[答疑編號111020208]
『正確答案』CD
2.常用的生物堿沉淀試劑
碘化物復鹽、重金屬鹽、大分子酸類等。常見的生物堿沉淀試劑有碘-碘化鉀試劑、碘化鉍鉀試劑、碘化汞鉀試劑等。
3.生物堿沉淀反應陽性結果的判斷
(1)假陰性：少數生物堿不能與一般生物堿沉淀試劑產生沉淀反應。如麻黃堿、咖啡堿與多數生物堿沉淀試劑不能發生沉淀反應。
(2)假陽性：中藥中有些非生物堿類物質也能與生物堿沉淀試劑產生沉淀反應，如蛋白質、多肽、氨基酸、鞣質等。
4.生物堿沉淀反應的應用
六、顯色反應
某些生物堿能與一些特定試劑反應生成不同顏色的產物，稱為生物堿的顯色反應，所用試劑稱為生物堿顯色試劑。
第三節 提取與分離
一、總生物堿的提取
(一)脂溶性生物堿的提取
1.水或酸水提取法
常用0.1%～1%的鹽酸或硫酸，采用浸漬法或滲漉法提取。
①陽離子樹脂交換法
②萃取法
2.醇類溶劑提取法
提取方法可采用浸漬法、滲漉法、回流提取法和連續回流提取法。
3.親脂性有機溶劑提取法
用親脂性有機溶劑提取之前，必須將中藥用堿水(石灰乳、碳酸鈉溶液或稀氨水)濕潤，使生物堿游離，再用親脂性有機溶劑萃取。提取方法多采用浸漬法、回流提取法或連續回流提取法。
二、生物堿的分離
(一)初步分離
將總生物堿按堿性強弱、酚性有無及是否水溶性，初步分離為5個部分。
A型題：
含下列生物堿的中藥酸水提取液，用氯仿萃取，可萃取出的生物堿是
A.苦參堿
B.氧化苦參堿
C.秋水仙堿
D.麻黃堿
E.山莨菪堿
[答疑編號111020209]
『正確答案』C
(二)生物堿單體的分離
1.利用生物堿堿性的差異進行分離
采用pH梯度萃取法分離。
一種方法是將總堿溶于稀酸水中，逐步加堿液調節pH，使pH由低到高，每調節一次pH，用氯仿萃取數次，從而將堿性由弱到強的生物堿依次轉溶于氯仿而得以分離。
另一種方法是將總生物堿溶于氯仿中，用pH由高到低的酸性緩沖液依次萃取，使生物堿按堿性由強至弱的順序自總堿中逐一轉溶至酸性緩沖液中;然后分別將各部分酸性緩沖液堿化，用氯傷萃取得到不同堿性的生物堿。
2.利用生物堿及其鹽的溶解度差異進行分離
①苦參堿和氧化苦參堿
苦參堿的極性小于氧化苦參堿，前后能溶于乙醚，而后者難溶于乙醚
②漢防己甲素和漢防己乙素
兩者的基本結構相似，僅一個取代基團的差異，后者為酚羥基，前者為甲氧基，故后者的極性大于前者。漢防己乙素難溶于苯，而漢防己甲素可溶于冷苯。
③麻黃堿和偽麻黃堿
兩者為一對光學異構體，前者的草酸鹽較后者的草酸鹽在水中的溶解度小。將麻黃堿和偽麻黃堿溶于適量水中，加入一定量草酸，麻黃堿生成草酸鹽即先從水溶液中析出。
B型題：
A.麻黃堿
B.番林鱉堿
C.奎寧
D.奎尼丁
E.金雞尼丁
1.可利用其硫酸鹽在水中的溶解度小進行分離
[答疑編號111020301]
『正確答案』C
2.可利用其鹽酸鹽在水中的溶解度小進行分離
[答疑編號111020302]
『正確答案』B
3.可利用其酒石酸鹽在水中的溶解度小進行分離
[答疑編號111020303]
『正確答案』E
4.可利用其氫碘酸鹽在水中的溶解度小進行分離
[答疑編號111020304]
『正確答案』D
5.可利用其草酸鹽在水中的溶解度小進行分離
[答疑編號111020305]
『正確答案』A
3.利用生物堿特殊官能團進行分離
常見的有酚羥基、羧基、內酯或內酰胺結構等官能團。可利用這些官能團進行分離。
4.利用色譜法進行分離
(1)吸附柱色譜：常用氧化鋁和硅膠作吸附劑，以親脂性有機溶劑為洗脫劑。
(2)分配柱色譜：以硅膠為支持劑，酸性緩沖液為固定相。
三、生物堿的色譜鑒別
(一)薄層色譜
1.吸附薄層色譜法
(1)吸附劑：硅膠、氧化鋁
(2)展開劑
(3)顯色觀察
多數生物堿的簿層色譜需用政良碘化鉍鉀試劑噴灑，顯示桔紅色斑點。
(4)應用范圍
硅膠和氧化鋁薄層色譜適用于分離和檢識脂性生物堿。
2.分配薄層色譜法
(1)支持劑：硅膠、纖維素。
(2)固定相
對于脂溶生物堿的分離，多以甲酰胺為固定相;水溶性生物堿或生物堿鹽則以水作固定相。
(3)展開劑
分離脂溶性生物堿，應以親脂性有機溶劑作展開劑。分離水溶性生物堿，則應以親水性的溶劑作展開劑，如BAW系統[正丁醇-乙酸-水(4:1:5)，上層]。
(4)應用范圍
以甲酰胺為固定相的薄層色譜，適于分離弱極性或中等極性的生物堿，以水為固定相的薄層色譜，適于分離水溶性的生物堿。
(二)紙色譜
1.固定相：① 水;② 甲酰胺;③ 酸性緩沖液。
2.展開劑：以水作固定相的紙色譜，宜用親水性溶劑系統作展開劑，如BAW[正丁醇-乙酸-水(4:1:5)，上層];以甲酰胺和酸性緩沖液作固定相的紙色譜，多以親脂性有機溶劑系統作展開劑。
3.顯色劑
4.應用范圍：紙色譜法多用于水溶性生物堿、生物堿鹽和弱親脂性生物堿的分離檢識。
(三)高效液相色譜
(四)氣相色譜
氣相色譜主要適用于揮發性化合物的分析，如麻黃生物堿、煙堿等。
第四節 含生物堿的中藥實例
一、苦參
(一)化學結構
苦參所含生物堿主要是苦參堿和氧化苦參堿。屬于喹喏里西啶類衍生物。分子中均有2個氮原子，一個是叔胺氮，一個是酰胺氮。
(二)理化性質
1.堿性
苦參堿中所含生物均有兩個氮原子。叔胺氮(N-1)，呈堿性;酰胺氮(N-16)，幾乎不顯堿性，只相當于一元堿。
2.溶解性
苦參堿的溶解性能比較特殊，不同于一般的叔胺堿，它既可溶于水，又能溶于氯仿、乙醚、苯、二硫化碳親脂性溶劑。氧化苦參是苦參堿的氮-氧化物，具半極性配位鍵，其親水性比苦參堿更強，易溶于水，難溶于乙醚。
(三)生物活性
消腫利尿、抗腫瘤、抗病原體、抗心律失常、正性肌力、抗缺氧、擴張血管、降血脂、抗柯薩奇病毒、調節免疫等作用。
二、麻黃
(一)麻黃生物大及其化學結構
麻黃堿、偽麻黃堿，甲基麻黃堿、甲基偽麻黃堿和去甲基麻黃堿、去甲基偽麻黃堿。
麻黃生物堿分于中的氮原于均在側鏈上。麻黃堿和偽麻黃堿屬仲胺衍生物，且互為立體異構體，它們的結構區別在于C-l的構型不同。
(二)麻黃生物堿的理化性質
1.性狀
麻黃堿和偽麻黃堿的分子量較小，為無色結晶。兩者皆具有揮發性。
2.堿性
麻黃堿和偽麻黃堿為仲胺生物堿，堿性較強。偽麻黃堿的堿性稍強于麻黃堿。
3.溶解性
游離的麻黃堿可溶于水，但偽麻黃堿在水中的溶解度較麻黃堿小。麻黃堿和偽麻黃堿形成鹽以后的溶解性能不完全相同，如草酸麻黃堿難溶于水，而草酸偽麻黃堿易溶于水;鹽酸麻黃堿不溶于氯仿，而鹽酸偽麻黃堿可溶于氯仿。
(三)麻黃生物堿的鑒別反應
麻黃堿和偽麻黃堿不能與大數生物堿沉淀試劑發生反應。
1.二硫化碳-硫酸銅反應 屬于仲胺的麻黃堿和偽麻黃堿產生棕色沉淀。
2.銅絡鹽反應 麻黃堿和偽麻黃的水溶液加硫酸銅、氫氧化鈉，溶液呈藍紫色。
(四)麻黃堿和偽麻黃堿的提取分離
1.溶劑法
2.水蒸氣蒸餾法
3.離子交換樹脂法
利用強酸型陽離子交換樹脂，麻黃堿的堿性較偽麻黃堿弱，先從樹脂柱上洗脫。
(五)生物活性
麻黃堿有收縮血管、興奮中樞神經的作用，能興奮大腦、中腦、延腦和呼吸循環中樞，有類似腎上腺素樣作用，能增加汗腺及唾液腺分泌，緩解平滑肌痙攣。偽麻黃堿有升壓、利尿作用。
三、黃連
(一)黃國家中生物堿及其化學結構
芐基異喹啉衍生物，屬于原小檗堿型，主要有小檗堿(黃連素)、巴馬丁、黃連堿、甲基黃連堿、藥根堿等，均為季銨型生物堿。
(二)小檗堿的理化性質
1.性狀
自水或稀乙醇中析出的小檗堿為黃色針狀結晶。
2.溶解性
游離小檗堿能緩緩溶解于水中，易溶于熱水或熱乙醇，在冷乙醇中溶解度不大，難溶于苯、氯仿、丙酮等有機溶劑。小檗堿的鹽酸鹽在水中的溶解度較小，較易溶于沸水，難溶于乙醇。小檗堿與大分子有機酸結合的鹽在水中的溶解度都很小。
小檗堿一般以季銨型生物堿的狀態存在，可以離子化呈強堿性，能溶于水，溶液為紅色。但在其水溶液中加入過量堿，抑制了季銨離子的解離，季銨型小檗堿則部分轉變為醛式或醇式，其溶液也轉變成棕色和黃色。醇式和醛式小檗堿為親脂性成分，可溶于乙醚等親脂性有機溶劑。
(三)小檗堿的鑒別反應
小檗堿除了能與一般生物堿沉淀試劑產生沉淀反應外，還具有兩個特征性檢識反應。
1.丙酮加成反應
在鹽酸小檗堿不溶液中，加入氫氧化鈉使呈強堿性，然后滴加丙酮，生成黃色結晶性小檗堿丙酮加成物。
2.漂白x顯色反應
在小檗堿的酸性水溶液中加入適量漂白x(或通入氯氣)，小檗堿水溶液由黃色轉變為櫻紅色。
(四)生物活性
小檗堿具有抗菌、抗病毒、抗炎作用。
四、川烏
(一)化學結構
烏頭和附子主要含二萜生物堿，屬于四環或五環二萜類衍生物。雙酯型生物堿烏頭堿、次烏頭堿和美沙烏頭堿在C-14和C-8位有兩個酯鍵。
(二)川烏主要毒性生物堿在炮制過程中的變化
烏頭堿、次烏頭堿和美沙烏頭堿等雙酯型生物堿，毒性極強，是烏頭的主要毒性成分。若將雙酯型堿經水解除去酯基，生成單酯型生物堿(烏頭次堿)或醇胺型生物堿(烏頭原堿)，則毒性降低。
五、洋金花
(一)化學結構
莨菪烷衍生物，主要包括莨菪堿(阿托品)、東莨菪堿、山莨菪堿、樟柳堿和N-去甲莨菪堿。其中阿托品是莨菪堿的外消旋體。
(二)理化性質
1.旋光性
2.堿性
東莨菪堿和樟柳堿堿性較弱;莨菪堿堿性較強;山莨菪堿堿性介于莨菪堿和東莨菪堿之間。
3.溶解性
(三)鑒別反應
1.氯化汞沉淀反應
莨菪堿(或阿托品)加熱后沉淀變為紅色。東莨菪堿則與氯化汞反應生成白色沉淀。
2.Vitali反應
莨菪堿(或阿托品)、東莨菪堿等莨菪烷類生物堿可發生Vitali反應，用發煙硝酸處理后，再與苛性堿醇溶液反應，顯深紫色。樟柳堿為負反應。
3.過碘酸氧化乙酰丙酮縮合反應
樟柳堿可發生該反應顯黃色，其余不反應。
(四)生物活性
東莨菪堿除具有莨菪堿的生理活性(解痙鎮痛，解有機磷中毒和散瞳作用)外，還有鎮靜、麻醉的作用。
六、馬錢子
(一)化學結構
主要生物堿是番木鱉堿和馬錢子堿，有強毒性，屬于吲哚類衍生物。
(二)鑒別方法
硝酸反應：番木鱉堿與硝酸作用呈淡黃色，蒸干后的殘渣遇氨氣即變為紫紅色;馬錢子堿與濃硝酸接觸呈深紅色，繼加氯化亞錫，由紅色轉為紫色。
濃硫酸-重鉻酸鉀反應
A型題：
1.vitali反應不能用于檢識的是
A.樟柳堿
B.莨菪堿
C.阿托品
D.東莨菪堿
E.山莨菪
[答疑編號111020401]
『正確答案』A
2.具有配位鍵結構的生物堿是
A.苦參堿
B.羥基苦參堿
C.氧化苦參堿
D.去氫苦參堿
E.安那吉堿
[答疑編號111020402]
『正確答案』C
3.麻黃堿不具備的性質是
A.與大多數生物堿沉淀試劑能產生沉淀反應
B.可溶于水
C.可溶于氯仿
D.具有揮發性
E.擬腎上腺素作用
[答疑編號111020403]
『正確答案』A
4.以溶劑分離麻黃堿和偽麻黃堿，是根據
A.兩者的堿性不同
B.兩者側鏈的絕對構型不同
C.兩者的鹽酸鹽的水溶性不同
D.兩者的草酸鹽的水深性不同
E.兩者的脂溶性不同
[答疑編號111020404]
『正確答案』D
B型題：
A.小檗堿
B.麻黃堿
C.偽麻黃堿
D.東莨菪堿
E.山莨菪堿
1.其共軛酸的分子內氫鍵穩定的是
[答疑編號111020405]
『正確答案』C
2.其草酸鹽不溶于水的是
[答疑編號111020406]
『正確答案』B
3.其分子結構中具有氧環的是
[答疑編號111020407]
『正確答案』D
4.其鹽酸鹽在冷水中溶解度小的是
[答疑編號111020408]
『正確答案』A
5.其鹽酸鹽加入氫氧化鈉后，滴加丙酮，生成黃色結晶的是
[答疑編號111020409]
『正確答案』A
X型題：
1.小檗堿的特征性檢識反應是
A.與碘化鉍鉀的反應
B.與雷氏銨鹽的反應
C.與丙酮的反應
D.與苦味酸的反應
E.與漂白x的反應
[答疑編號111020410]
『正確答案』CE
2.有關苦參堿的論述，正確的是
A.分子中具有酯鍵結構
B.為水溶性生物堿，難溶于氯仿、乙醚中
C.存在于具有抗腫瘤作用的苦參中
D.屬于喹喏里西啶的衍生物
E.具有肌肉松弛作用
[答疑編號111020411]
『正確答案』CD
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