中药化学

一篇关于中药化学思维导图，苯丙素是一类天然存在的化合物，其结构由苯环与三个直链碳（C6-C3基团）连接而成。

糖和苷类

• 糖和苷的性质
  • 一般形态和溶解性
    • 单糖羟基多，极性大，易溶于水，难容于低极性有机溶剂，呈晶形，味甜； 低聚糖与单糖理化性质相似； 多糖无定型粉末，物甜味，一般不具有还原性； 单糖、低聚糖和多糖均具有旋光性，但非还原糖无便旋现象。
    • 苷类多为固体，其中含糖基少的可以是结晶，含糖基多的如皂苷则多呈吸湿性无定型粉末，亲水性随糖基增多而增大
  • 单糖的立体化学
    • 单糖的氧环：分子内的醛（酮）基易与羟基发生羟醛缩合反应，生成半缩醛（酮）类环状化合物，实际上单糖在水溶液中主要是以半缩醛（酮）形式存在。
    • 单糖的绝对构型
      • Fischer:手性最远碳原子左侧为L,右侧为D； Haworrth:五碳吡喃醛糖C-4位羟基在下面为D型，在上面为L型
    • 单糖的端基差向异构体
      • 单糖形成样环后，即生成的一个新的手性碳原子（不对称碳原子），该碳原子称为端基碳
      • 在Fischer投影中，新形成的羟基与距羰基最远的手性碳原子上的羟基同侧者味α型，异侧者则为β型
    • 单糖的构象
      • C1式中C表示椅式，C4在面上，简称C1式或N式，在下面为1C式或A式
      • 绝大多数单糖的优势构象是C1式，极少数乳L-鼠李糖是1C式
  • 氧化反应
    • 银镜反应：以Ag离子作为氧化剂生成的金属银
    • 弗林反应（Fehling）：以Cu离子作为氧化剂生成砖红色的氧化铜
    • 过碘酸氧化领二醇
  • 硼酸络合反应
    • 酸性和导电度增加
    • 只有处于同一平面的羟基才能形成稳定的络合物
    • 区别顺反异构
    • 络合能力：呋喃糖苷＞单糖＞吡喃糖苷
  • 醚化反应
    • Haworth法是以硫酸二甲酯作试剂，在氢氧化钠或碳酸钠、碳酸钾溶液中进行； 缺点：需反复多次进行，因使用碱做催化剂，对羧基也不能甲基化。
    • Purdic法：是以碘甲烷作试剂，氧化银作催化剂（通常在丙酮或四氢呋喃溶液中进行； 缺点：需反复多次进行，由于银离子的存在不能用于还原糖的甲醚化
    • Kuhn法：试剂、催化剂与Purdic法相同，溶剂为二甲基甲酰胺（DMF），甲醚化能力有所增强
    • 箱守法：试剂是NaH和碘甲烷，溶剂是二甲基亚砜（DMSO） 缺点：会引起酯和酯苷键断裂
  • 酰化反应
    • 常用乙酰化和对甲苯磺酰化
  • 缩酮和缩醛反应
    • 缩酮和缩醛衍生物对碱稳定对酸不稳定，作为某些羟基的保护剂，也可以推测结构中有无领二醇羟基或1,3-二醇羟基
  • 糠醛形成反应
    • 单糖在浓硫酸加热作用下，脱去三分子水，生成具有呋喃环结构的糠醛衍生物。多糖和苷类化合物在浓硫酸作用下首先水解成单糖，然后在脱水形成相同产物。这种产物由五碳醛糖生成的是糠醛。
    • 常用于糖类和苷的检测反应molish反应试剂是浓硫酸和α-萘酚。 纸色谱显色剂是领苯二甲酸和苯胺。
  • 苷键裂解
    • 酸催化水解
      • 苷键属于缩醛酮结构，对酸不稳定，对碱较稳定，易为酸催化水解
      • 常用试剂水或稀醇，催化剂稀盐酸、稀硫酸、乙酸
      • 反应机理：是苷键原子先被质子化，然后苷键断裂形成糖基阳离子或半椅形的中间体，该中间体再在水中溶剂化形成糖，并释放出催化剂质子。
      • 水解难易
        • 1.按苷键原子不同：C苷＞S苷＞O苷＞N苷
        • 2.芳香族苷如酚苷及烯醇苷，因p-π共轭作用，比脂肪族苷易水解
        • 3.由于氨基和羟基与苷键原子争夺质子，使端基碳原子的电子云密度降低，不利于苷键原子质子化。 2-氨基糖苷＞2-羟基糖苷＞乙酰化的2-氨基糖苷＞乙酰化的2-羟基糖苷＞6-去氧糖苷＞2-去氧糖苷＞2，6去氧糖苷
        • 4.呋喃型糖苷＜吡喃糖苷
        • 5.酮糖＜醛糖
        • 6.糖醛酸＞七碳糖＞六碳糖＞甲基五碳糖＞五碳糖
        • 7.当苷元为小基团时，由于横键上的原子易于质子化，故横键的苷键较竖键的苷键易于水解。当苷元为大基团时，其空间因素占主导地位，苷元的脱去有利于中间体的稳定，故竖键的苷键较横键的苷键易水解。
    • 双相水解
      • 为防止其结构变化，加入与水不相混溶的有机溶剂如苯等，避免苷元与酸长时间接触而发生变化。
    • 酸催化甲醇解
      • 保证原来糖环的结构
    • 乙酰解反应
      • 乙酰基
        • RCOZ+SH → RCOS+HZ 式中RCOZ为酰化剂，Z代表OCOR，OH，ORˊ等；SH为被酰化物，S代表RO 、R″NH、Ar等。
    • 碱催化水解和β-消除反应
      • 酰苷、酚苷、与羰基共轭的烯醇苷可被碱水解
    • 酶催化水解反应
      • 条件温和，专属性高，可保持苷元的结构不变
      • 转化糖酶，可水解β-果糖苷键，蔗糖、龙胆糖、棉籽糖、水苏糖； 麦芽糖酶专属α-D-葡萄糖苷键； 杏仁苷酶 β-D-葡萄糖苷键，专属性低； 纤维素酶， β-D-葡萄糖苷键
      • PH是影响酶解的一个重要因素
    • 过碘酸裂解反应（smith裂解法）
      • 糖的1,2-二元醇结构可以用过碘酸氧化来鉴别
      • 对苷元结构容易改变的苷以及碳苷的研究特别适宜，但不适用于苷元上有1,2-二元醇结构的苷类
      • 过碘酸裂解法所用的试剂NaIO4和NaBH4
      • 碳苷是很难用酸催化水解的，而用smith裂解可获得苷元连有一个醛基的苷元
    • 糖醛酸苷的选择性水解反应
      • 1.光分解法：光分解法是利用紫外线，对皂苷进行照射，将苷元从皂苷中裂解出来，此法具有选择性
      • 2.四醋酸铅-醋酐法：此法用于葡萄糖醛酸皂苷的裂解
      • 3.酸酐-吡啶分解法：此法只能裂解多聚糖的葡萄糖醛酸皂苷
      • 4.土壤微生物淘汰培养法
      • 5.化学修饰-水解法
• 糖类药物的研究制备实例
  • 香菇多糖
    • 具有提高免疫】、抗肿瘤、抗感染、保护肝损伤、抗氧化、降血糖、抑制血小板聚集
    • 用于治疗胃癌、肝癌、肺癌及血液系统肿瘤
    • 具有增强T淋巴细胞功能的作用
• 糖和苷的结构研究
  • 多糖的纯度测定
    • 超离心法；高压电泳法；凝胶柱色谱法；旋光测定法；
  • 糖和苷的分子量测定
  • 糖及苷中组成糖的种类和糖的数目的测定
    • 1.糖及苷的完全水解；
    • 2.糖的纸色谱
      • 常用的展开剂：正丁醇：乙醇：水（4:1:5上层）
    • 3.糖的薄层色谱
    • 4.糖的气相色谱及气质联用色谱
    • 5.糖的离子色谱
    • 6.糖的液相色谱
    • 7.糖的H-NMR谱
      • 糖端基质子；糖环上质子信号在3.5-4.5； β-D-苷质子在6-8之间；α-D-苷质子在3-4之间
        • 谈的端基质子信号在4.3到6.0
        • 子主题
          • 甲基五碳糖的甲基现在一点点左右，其余信号在3.2到4.2左右。
    • 8.糖的C-NMR谱
      • 糖的端基C信号在95-110之间； α型苷在97-101之间；β型苷在103-106之间 端基碳与氢偶合常数J=160Hz为β-构型，J=170Hz为α-构型
  • 苷键构型及氧环的确定
  • 糖与糖、糖与苷元连接位置和连接顺序的确定
    • 全甲基化法
    • 过碘酸氧化法
    • 质谱法
    • 苷化学位移法
• 糖和苷的提取分离
  • 苷的分类
    • 氧苷
      • 醇苷
        • 红景天苷（强壮、增强适应能力）、毛茛苷（杀虫、抗菌）、京尼平苷（泻下、利胆）、甘草酸（抗肿瘤）
      • 氰苷
        • 苦杏仁苷（镇咳作用）
      • 酚苷
        • 番泻苷A（泻下）、芦丁（软化血管）、秦皮素（抗菌）
      • 吲哚苷
        • 靛蓝苷
      • 酯苷
        • 山慈菇苷（抗真菌活性）
    • 氮苷
    • 硫苷
      • 萝卜苷、芥子苷（止痛、消炎）
    • 碳苷
      • 芒果苷、芦荟苷
  • 糖的提取
  • 糖的分离
  • 苷的提取
    • 提取原生苷的方法：
  • 苷的分离
    • 萃取法-正丁醇
    • 吸附树脂法
    • 色谱法
• 糖的分类
  • 单糖及衍生物
    • 五碳醛糖：核糖、木糖、来苏糖、阿拉伯糖
    • 六碳醛糖：葡萄糖、甘露糖、半乳糖
    • 六碳酮糖：果糖
    • 去氧糖：鼠李糖、呋糖、鸡纳糖
    • 糖醇：单糖的醛基或酮基被还原成羟基后所得的多元醇称为糖醇
  • 低聚糖
  • 多糖

苯丙素

• 苯丙酸类
  • 化学结构
    • 由酚羟基取代的芳香环与丙烯酸构成
  • 代表化合物
    • 1.绿原酸存在于茵陈、苎麻、金银花中，具有抗菌利胆的作用 2.桂皮酸 3.阿魏酸
  • 红外光谱
    • 酚羟基在3300-3500
    • 苯环在1440-1650
    • 核磁共振氢谱：高场区d6.0-7.5之间，耦合常数为6-8Hz
  • 提取
    • 1%-2%FeCL3甲醇溶液；
    • Pauly试剂：重痰化磺酸氨
    • Gepfner试剂：1%亚硝酸钠溶液与相同体积10%的醋酸混合，喷雾后在空气中干燥，再用0.5mol/L的氢氧化钠溶液处理
    • Millon试剂
• 香豆素类
  • 化学结构
  • 母核：苯骈α-吡喃酮
  • 7位常连接含氧官能团
  • 定义：为顺式邻羟基桂皮酸的内酯，具有苯骈α-吡喃酮结构
  • 结构类型
    • 简单香豆素类： C6\C7\C8没有形成呋喃或吡喃环
    • 呋喃香豆素类：
    • 吡喃香豆素类：
  • 理化性质
    • 游离的香豆素有结晶 小分子的游离香豆素有挥发性；升华性 溶于热水、难容冷水，易溶有机溶剂 香豆素衍生物在紫外光照射下呈现蓝色或者紫色荧光，在碱性溶液中荧光增强
    • 内酯的性质：遇稀碱溶液可以开环，形成溶于水的顺式邻羟基桂皮酸盐，酸化后，又立即合环；长时间放置在碱溶液中或者紫外照射，顺式邻羟基桂皮酸盐转化为稳定的反式邻羟基桂皮酸盐，在酸化就不会合环。 与盐酸羟胺缩合生成异羟肟酸，在酸性条件下与3价铁离子络合呈红色。 鉴别香豆素首选异羟肟酸铁反应
  • 显色反应：酚羟基的对位无取代或者6位碳上无取代的香豆素衍生物，可以和Gibb‘s试剂及Emerson试剂呈颜色反应 有酚羟基的香豆素可以与三氯化铁反应
  • 提取分离
    • 方法：溶剂提取法、水蒸气蒸馏法和碱溶液沉淀法
  • 谱学特征
    • 紫外光谱
      • 274nm和311nm分别代表苯环和α吡喃酮环的吸收峰
      • 母核有含氧基取代时，最大吸收波长红移
    • 红外光谱
      • 苯环1660-1600
  • 生物活性
    • 低浓度可刺激植物发芽和生长作用，高浓度则抑制
    • 光敏作用，可引起皮肤色素沉着
    • 抗菌、抗病毒作用
    • 平滑肌松弛作用
    • 抗凝血作用
    • 肝毒性
• 木脂素类
  • 是一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物，通常所指是其二聚物，少数是三聚物和四聚物
  • 定义：由二分子的苯丙素氧化缩合而成的一类化合物，广泛存在于植物的木部和树脂道中
  • 单体主要四种
    • 肉桂醇、桂皮酸、丙烯基酚、烯丙基酚
  • 结构
    • 木质素类
    • 新木质素类
    • 降木质素
    • 杂木质素
  • 理化性质
    • 纯的木脂素化合物为无色结晶或白色粉末。
    • 木脂素多为脂溶性分子，能溶于三氯甲烷、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇，难溶于水
    • 木脂素类化合物大多数具有光学活性
    • 亚甲二氧基-Labat反应
  • 生物活性
    • 抗肿瘤
    • 肝保护和抗氧化作用
    • 抗HIV病毒作用
    • 血小板活化因子（PAF）拮抗活性
    • 毒鱼作用
• 定义
  • 苯环与3个直链碳相连

醌类

• 结构类型
  • 由于不饱和环二酮结构与二酚类结构容易发生氧化还原反应而互相转变，因而作为生物代谢物的某些醌类易于参加生物体内一些重要氧化还原反应
  • 苯醌
  • 软紫草
  • 奈醌
    • 结构
    • 紫草素止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用
  • 菲醌
    • 结构
    • 丹参抗菌及扩张管状动脉作用，临床上治疗冠心病、心肌梗塞； 生物合成上属于二铁类丹参醌I
  • 蒽醌
    • 成分包括蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物，如氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮及蒽酮的二聚体等
    • 结构
    • 大黄素型
    • 茜草素型
    • 双蒽核类
      • 二蒽酮类
        • 番泻苷
      • 二蒽醌类
      • 去氧二恩同类
      • 日照蒽酮类
      • 中位奈骈二蒽酮类：这一化合物是天然蒽醌衍生物具有最高氧化水平的结构，如金丝桃素具有抑制中枢神经及抗病毒的作用。
    • 天然蒽醌多具有致泻作用，其强度与结构有下述关系：1.蒽醌苷的致泻作用强于苷元，苷元蒽酚的作用强于蒽醌类。若蒽醌类的酚羟基被酯化，则泻下作用消失；2.含羧基的蒽苷致泻作用强于相应的不含羧基的蒽苷。含羧基的蒽苷中，二蒽酮（如番泻苷）的活性强于蒽醌类
    • 大黄素、大黄素、芦荟大黄素有抑菌作用
• 代表的中药
  • 大黄、首乌、茜草、虎杖
• 理化性质
  • 物理性质
    • 性状
      • 如果母核上没有酚羟基取代，基本无色。晶体。苯醌和奈醌游离态存在，蒽醌结合成苷，极性大难以得到晶体
    • 升华性
      • 游离醌类一般具有升华性，小分子的还具有挥发性，一般升华温度随酸性的增强而升高。
    • 溶解性
      • 游离醌类极性小，一般溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷，基本上不溶于水。呈苷后极性大，易溶于甲醇、乙醇中，在热水中也可以溶解
  • 化学性质
    • 酸性：碱提醇沉
      • COOH＞ArOH＞-OH
      • β-OH＞α-OH
      • 1.2＞1.8＞1.4＞1.5
    • 显色反应
      • Feigl反应
        • 醌类衍生物在碱性条件下经加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应，生成紫色化合物
      • 无色亚甲蓝显色反应
        • 苯醌类及奈醌类专属显色剂，出现蓝色斑点
      • 碱性条件下的呈色反应
        • 羟基醌类在碱性溶液中发生颜色改变，会使颜色加深。呈橙、红、紫红色及蓝色。
        • Borntrager反应：羟基蒽醌化合物遇碱显红色~紫红色
      • 与活性次甲基试剂反应（Kesting-Craven)
        • 苯醌及奈醌类化合物当醌环上有未被取代的位置时，可在氨碱条件下与一些含有活性次甲基（如乙酸酸酯、丙二酸酯、丙二氰）的醇溶液反应。生成蓝绿色或蓝紫色。
      • 与金属离子的反应
        • 蒽醌化合物，有α-酚羟基或邻位二酚羟基结构时与金属离子络合
        • 不同结构与醋酸镁形成络合具有不同颜色，用于鉴别：1个α-OH或1个β-OH，或两个不同-OH在不同环上，显橙黄色~橙色；有一个α-OH，邻位还有-OH时，显蓝色~蓝紫色，在间位显橙红色~红色，对位显紫红色~紫色。
• 醌类化合物的结构测定
  • 醌类化合物的波普特征
    • 蒽醌紫外光谱
      • 第I峰：230左右 第II峰：240-260nm（由苯样结构引起） 第III峰：262-295nm（由醌样结构引起） 第IV峰：305-389nm（由苯样结构引起） 第V峰：＞400nm（醌样结构中的C=O引起）
    • 红外光谱
    • 核磁氢谱
      • 醌环上的质子
        • -CH3：2.13；-OCH3：3.89；Me：2.42
      • 芳环质子
        • 1,4-奈醌：8.06（α-H）及7.73（β-H）
        • 9,10-蒽醌：8.07（α-H）及7.67（β-H）
      • 取代基质子
        • 甲氧基一般在3.8-4.2，呈现单峰
        • 芳香甲基一般在2.1-2.5，α甲基在2.7-2.8
        • 羟甲基（-CH2OH）CH2化学位移在4.4-4.7，羟基在4.0-6.0
        • 乙氧甲基（-CH2-O-CH2-CH3）与芳香环相连CH2在4.4-5.0为单峰。乙基中CH2在3.6-3.8，为四重峰，CH3在1.3-1.4为三重峰
        • 酚羟基：α-羟基与羰基能形成氢键，有一个α-羟基对，化学位移值在12.25，两个羟基位于一个羰基的α位时，在11.6-12.1.β羟基在11.1-11.4，而邻位有取代的β羟基，化学位移值小于10.9.
    • 核磁碳谱
    • 质谱
      • 9,10蒽醌：游离蒽醌依次脱去2分子CO，得到m/z180（M-CO）及152（M-2CO）以及他们的双电荷离子峰m/z90及m/z76
  • 化学法在醌类结构测定中的应用
    • 甲基化反应
      • 甲基化难易程度：醇羟基，α-酚羟基，β-酚羟基，羧基等，即羟基的酸性越强，则甲基化反应越容易进行
    • 乙酰化反应
      • 有时为了保护α-羟基不被乙酰化，可采用乙酸酐-硼酸作为酰化剂
• 提取分离
  • 游离醌类提取
    • 有机溶剂提取：游离醌类的极性小，用三氯甲烷、石油醚等有机溶剂进行提取
    • 碱提取-酸沉淀法：酚羟基与碱成盐而溶于碱水溶液中，酸化后酚羟基被游离而沉淀析出。
    • 水蒸气蒸馏法：用于分子量小的苯醌及奈醌类化合物
  • 游离蒽醌的分离
    • pH梯度萃取
  • 蒽醌苷的分离
    • 铅盐法：使游离蒽醌衍生物沉淀
    • 溶剂法：正丁醇等极性大的溶剂将蒽醌提取出来
    • 色谱法：硅胶色谱 葡萄糖凝胶分离，分子赛（分子量有大

黄酮类

• 理化性质
  • 性状
    • 大多数为结晶性固体，部分黄酮苷类为无定型粉末
    • 二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷、黄烷醇含有手性碳，有旋光性，其余各类无光化学活性，黄酮苷有旋光性，多为左旋。
    • 黄酮、黄铜醇及其苷类多显灰黄-黄色，查尔酮为黄-橙黄色，异黄酮类微显黄色；二氢黄酮、二氢黄酮醇不具有交叉共轭体系或共轭短链，故不显色。花色素及其苷元的颜色随pH不同而改变，一般显红（pH≤7）、紫（PH=8.5)或蓝（pH＞8.5）
  • 溶解性
    • 黄酮类化合物苷元的溶解性
      • 黄酮苷元难溶于或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等
      • 黄酮、黄酮醇、查尔酮等化合物的分子结构平面性较强，分子排列紧密，分子间引力较大，更难溶于水；而二氢黄酮及二氢黄酮醇等化合物的分子结构为非平面，分子排列不太紧密，分子间引力较低，有利于分子的进入，故水溶度相对较大。
      • 花色素以离子形式存在，具有盐的通性，故亲水性较强，水溶度较大
      • 黄酮类苷元引入羟基，将增加其水溶度；而羟基甲基化后，则水溶度降低，脂溶性增加。
    • 黄酮苷的溶解性
      • 黄酮苷类化合物一般可溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂中，而难溶于或不溶于苯、三氯甲烷等有机溶剂中。糖基的数量越多，糖链越长则水溶度越大。
      • 3-O-葡糖糖苷的水溶度大于7-O-葡萄糖苷
  • 酸性
  • 碱性
    • 黄酮类化合物γ-吡喃环（C环）1-位的氧原子上因存在未共用的孤电子对，故表现出微弱的碱性。
• 提取和分离
  • 提取方法
    • 溶剂法
      • 利用极性不同
    • 碱提醇沉法
      • 易溶于碱水，较难溶于酸水
      • 注意所用碱液浓度不宜过高，以免在强碱性下，尤其加热时破坏黄酮母核；加酸时酸性也不宜过高，以免生成烊盐。
      • 加Ga(OH)2石灰水或石灰乳代替其他碱性水液进行提取
    • 活性炭吸附法
  • 分离方法
    • 柱色谱法
      • 硅胶柱色谱：可事先在硅胶中加少量水去活化后使用；极性由小到大洗脱
      • 聚酰胺色谱
        • 吸附强弱与分子中羟基的数目和位置以及溶剂与聚酰胺、溶剂与黄酮类化合物之间形成氢键缔合能力的大小有关
        • 1.母核相同，游离羟基少者先洗脱，羟基多者后洗脱
        • 2.羟基数目相同，羰基邻位有羟基者先洗脱，羰基间位或对位有羟基者后洗脱
        • 3.苷元相同，洗脱顺序为三糖苷、双糖苷、糖苷、苷元。
        • 4.洗脱顺序为：异黄酮、二氢黄酮、黄酮、黄酮醇
        • 5.分子中芳香核、共轭双键多者易被吸附，故查尔酮比二氢黄酮难洗脱
        • 6.5-羟基大于一般酚羟基大于7/4酚羟基
      • 葡聚糖凝胶柱色谱
        • 两种型号：Sephadex G和Sephade LH-20
        • 分离苷元时，主要靠氢键吸附作用，吸附程度取决于游离的羟基数目，羟基越多越难洗脱；分离苷类时，则分子筛的性质起主导作用，按分子量从大到小的顺序流出 首先被洗脱的是黄酮苷，然后是游离苷；不具有邻二酚羟基的用碱式醋酸铅沉淀。
    • 梯度PH萃取法
      • 依次用5%NaHCO3、5%Na2CO3、0.2%NaOH及4%NaOH
    • 根据分子中某些特定官能团进行分离
      • 铅盐法：邻二酚羟基可利用能与醋酸铅生成沉淀或与硼酸反应的性质，与无邻二酚羟基分离
• 检识与结构鉴定
  • 色谱法在结构中鉴定中的应用
    • 硅胶薄层色谱
      • 适用黄酮类化合物
    • 聚酰胺薄层色谱
      • 适用于含游离酚羟基的黄酮及其苷类
    • 纸色谱（反相色谱）
      • 第一向展开剂采用某种醇性溶剂（分配作用原理），第二项展开剂则用水（吸附作用原理）
      • 黄酮、黄铜醇、查尔酮等为平面性分子，用含水类溶剂如3%-5%HOAc展开时，几乎停留在原点不动（Rf＜0.02）；二氢黄酮、二氢黄酮醇、二氢查耳酮等为非平面性分子，亲水性较强，故Rf值较大。
      • 黄酮类化合物的检识可利用紫外光灯，多数黄酮类化合物在紫外光灯下显荧光斑点
      • 用氨气处理后斑点会产生明显的颜色反应，此外还可以喷以2%AlCL3，或喷以1%FeCl3-1%K3Fe（CN)6（1:1）
  • 波普法在结构测定中的应用
    • 紫外光谱
      • 黄酮（醇）类化合物：带I处于波长较长的区域（300-400nm），带II处于波长较短的区域（220-280nm）
    • 氢核磁共振
      • 常用的溶剂有氘代三氯甲烷（7.28）、氘代二甲基亚砜（2.5）、氘代吡啶
      • 3,5,7-三羟基黄酮，羟基质子信号为9.7（3-OH），12.4（5-OH），10.9（7-OH）。羟基信号将因加入重水后而消失（重水交换）
      • A环质子
        • 7-取代黄酮类化合物
          • H-5，H-6和H-8三个芳环质子
          • H-5与H-6耦合表现为二重峰（d,j=9.0Hz); H-5与H-8耦合表现为双二重峰（dd，j=9.0Hz,2.5Hz)； H-8与H-6间位耦合，表现为裂距较小的二重峰（d,j=2.5Hz）
        • 5,7-二取代黄酮类化合物
          • H-6信号比H-8信号更高场，分别表现为二重峰（d,j=2.5Hz）
      • B环质子
        • 4'-氧取代黄酮类化合物
          • A2B2耦合系统（J=8.5Hz），出现在6.5-7.9处。H-3'，5'的化学位移值总比H2'，6'更高场
        • 3'，4'-二氧基取代黄酮类化合物
          • H-5'出现较高场的&6.70-7.10（d，J=8.5Hz），H-2'（d，J=2.5Hz）及H-6'（dd，J=8.5,2.5Hz)
        • 3’，4'，5'-三氧基取代黄酮类化合物
          • H-2'及H-6'将在&6.50-7.50范围内出现单峰（2H，s）
      • C环质子
      • 糖上的质子
    • 碳核磁共振
      • 黄酮母核上引入5-OH时，不仅A环碳原子信号的化学位移，还因C5-OH与C4=O形成分子内氢键，影响C-环碳原子信号的化学位移。一般可使C4、C2信号向低场位移（分别移动+4.5及+0.9化学位移单位），C3信号向高场位移（移动-2.0化学位移单位）
      • 糖端基碳的信号
        • 酚性苷中糖端基碳的苷化位移约为+4.0-+6.0化学位移单位
      • 苷元的苷化学位移
        • 苷元糖苷化后成连接糖基的碳原子信号向高场位移，其邻位、对位的碳原子信号则向低场位移。
    • 质谱
      • 黄酮苷类化合物的电子轰击质谱（EI-MS）
• 生物活性与药用价值
  • 抗肿瘤活性
  • 抗炎镇痛活性
  • 免疫调节活性
  • 雌激素样活性
  • 抗菌抗病毒活性
  • 抗氧化抗衰老活性
  • 抗辐射活性
• 显色反应
  • 还原反应
    • 盐酸-镁粉反应（HCL-Mg) ：黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇，呈橙红色-紫红色；查尔酮、橙酮、儿茶素无该显色反应。 由于花色素及部分橙酮、查尔酮等在单纯浓盐酸酸性下也会发生色变，故须预先做空白对照实验（在供试液中加浓盐酸观察）
    • 盐酸-锌粉反应：与盐酸镁粉反应相似
    • 四氢硼钠（钾）反应：二氢黄酮的专属反应，产生红色-紫色
    • 二氢黄酮与磷钼酸试剂反应呈棕褐色
  • 与金属盐试剂的络合反应
    • 与铝盐的络合反应：1%三氯化铝或1%硝酸铝溶液。黄色；并有荧光，可用于定性及定量分析。
    • 与铅盐的络合反应：1%醋酸铅或1%碱式醋酸铅水溶液。黄-红色沉淀。
    • 与锆盐的络合反应：2%二氯氧化锆（ZrOCL2）甲醇溶液。黄酮化合物中有游离C3-OH或C5-OH存在时，生成黄色络合物。具有C3-OH、C4=O结构片段所生成的锆络合物遇酸稳定不褪色，而具有C5-OH、C4=O结构片段生成的锆络合物遇酸不稳定而褪色。
    • 与镁盐络合反应：1%醋酸镁甲醇溶液。二氢黄酮、二氢黄酮醇类显蓝色荧光。黄酮、黄酮醇类及异黄酮类显黄-橙黄-褐色。
    • 与锶盐络合反应
      • 试剂为0.01mol/L的氯化锶甲醇溶液，在氨性甲醇溶液中，氯化锶可与具有领二酚羟基结构的黄酮类化合物生成绿-棕色乃至黑色沉淀
    • 与铁盐络合反应
      • 1%三氯化铁水溶液或醇溶液。三氯化铁反应为常用的酚类显色剂
  • 硼酸显色反应
    • 生成亮黄色；5-羟基黄酮及2’-羟基查尔酮类
    • 必须要有此结构
  • 碱性试剂显色反应
    • 氨蒸汽或碳酸钠水溶液
    • 二氢黄酮类易在碱液中开环，转变成查尔酮类化合物，呈橙色至黄色
    • 黄酮醇类在碱液中先呈现黄色，通入空气后变为棕色，可与其他黄酮类区别
    • 黄酮类化合物当分子中有邻二酚羟基取代或3,4‘-二羟基取代时，在碱液中不稳定，易被氧化，产生黄色-深红色-绿棕色沉淀
• 结构类型
  • 基本骨架（C6-C3-C6）
  • 具有1,2-二苯基丙烷或1,3二苯基丙烷
  • 常见的取代基有甲基、羟基、甲氧基、亚甲氧基
  • 黄酮
    • 结构
    • 2-苯基苯骈γ-吡喃酮
    • 黄芩药材在贮存过程中变绿，是因为黄芩苷水解生成黄芩素，黄芩素继而氧化成醌类而显绿色所致。。
    • 抗菌保肝
    • 清热解毒
  • 黄酮醇
    • 芦丁
    • 槲皮素
  • 二氢黄酮
    • 中药橙皮的具有Vpp样作用的有效成分是橙皮苷
    • 甘草素抑制溃疡的作用
  • 二氢黄酮醇
    • 水飞蓟素：保肝
  • 异黄酮
    • 葛根
  • 查尔酮
    • 结构
    • 属于1,3-二苯基丙烷，丙烷部分为开链状，为α，β-不饱和酮
  • 花色素类
    • 结构
  • 黄烷
    • 儿茶素：抗癌
  • 苯骈色原酮
    • 异芒果苷：止咳祛痰作用

萜类化合物

• 理化性质
  • 物理性质
    • 性状
      • 单萜和倍半萜多为具有特殊香气的油状液体，可采取分溜将其分离。二萜和二倍半萜多为结晶性固体。游离三萜类化合物多具有完好的晶形。三萜皂苷大多为无色或白色无定型粉末，常具有吸湿性。
      • 萜类化合物多具有苦味，有的味极苦，萜类化合物又称苦味素； 三萜皂苷多味苦而辛辣，具有粘膜刺激性，
    • 溶解性
      • 亲脂性强
      • 三萜皂苷由于糖分子的引入，使极性增大，可溶于水，易溶于热水
    • 发泡性
      • 三萜皂苷水溶液经强烈振摇能产生持久的泡沫，且不因加热而消失，这是由于皂苷具有降低水溶液表面张力的缘故。
    • 溶血性
      • 三萜皂苷水溶液与红细胞膜上的胆甾醇结合，生成不溶于水的分子复合物，破坏了红细胞的正常渗透。。皂苷水溶液不能用于静脉注射或肌肉注射。人参总皂苷没有溶血现象。
      • 溶血指数：指在一定条件（等渗、缓冲及恒温）下能使血液中红细胞完全溶解的最低皂苷浓度
  • 化学性质
    • 双键加成反应
      • 与卤化氢反应
      • 与溴加成反应
      • 与亚硝酰氯反应
      • Diels-Alder加成反应：带有共轭双键的萜类化合物能与顺丁烯二酸酐产生反应。可以证明有共轭双键存在
    • 羰基加成反应
      • 与亚硫酸氢钠加成
      • 与硝基苯肼加成
      • 与吉拉德试剂加成
        • 分离含有羰基的萜类化合物常采用吉拉德试剂，使亲脂性的羰基转变为亲水性的加成物而分离。加酸酸化，再用乙醚萃取，蒸去乙醚后复得原羰基化合物。
    • 氧化反应
      • 臭氧、三氯化铬、亦可用于萜类化合物的醛酮合成
    • 脱氢反应
      • 用铂黑或鈀做催化剂
    • 分子重排反应
  • 显色反应
    • 通用显色反应
      • 硫酸
      • 香兰素-浓硫酸
      • 茴香醛-浓硫酸
      • 碘蒸汽
      • 磷钼酸
      • 五氯化锑
    • 三萜类化合物的显色反应
      • 与强酸（硫酸、磷酸、高氯酸）、中等强酸（三氯乙酸）或Lewis酸（氯化锌、三氯化铝、三氯化锑）作用，会产生颜色变化或荧光。
      • 浓硫酸-醋酐反应：产生黄→红→紫→蓝； 甾体皂苷也有此反应，颜色变化快，在颜色变化最后呈现污绿色；三萜皂苷颜色变化慢，不出现污绿色
      • 五氯化锑反应：紫外灯下显蓝紫色荧光（甾体皂苷显黄色荧光）
      • 三氯醋酸反应：加热至100℃，呈红色逐渐变为紫色
      • 三氯甲烷-浓硫酸反应
      • 冰醋酸-乙酰氯反应
  • 沉淀反应
    • 和金属盐如铅盐、钡盐、铜盐等产生沉淀。
    • 三萜皂苷多含羧基，为酸性皂苷，可用中性醋酸铅沉淀，而甾体皂苷则为中性皂苷，需用碱性醋酸铅沉淀
• 提取分离
  • 提取
    • 溶剂提取法：氯仿、乙酸乙酯萃取苷元，正丁醇萃取苷类
    • 碱提取沉淀法：选择提取内酯，由其倍半萜内酯
    • 吸附法：活性炭吸附、大孔吸附树脂法，适用于苷类化合物
  • 分离
    • 柱色谱法分离
    • 结晶法
    • 利用特殊官能团分离
      • 倍半萜内酯可在碱性条件下开环，加酸后有环合，可与非内酯类化合物分离； 萜类生物碱酸提碱沉发； 不饱和双键、羰基加成反应分离
• 结构测定
  • 紫外
  • 红外
    • 羰基吸收峰：1800-1735cm-1
    • 六元环、五元环、四元环吸收波长在1735、1770、1840cm-1
    • 红外光谱A区（1355-1392cm-1）和B区（1245-1330cm-1）
    • 齐墩果烷型A区有两个峰（1392-1379cm-1,1370-1355cm-1）；B区有三个峰（1330-1315cm-1,1306-1299cm-1，1269-1250cm-1）。乌苏烷型A区有三个峰（1392-1386cm-1,1383-1370cm-1,1364-1359cm-1）；B区有三个峰（1312-1308cm-1,1276-1270cm-1,1250-1245cm-1）
    • 伯羟基吸收在3640-3641，仲羟基在3623-3630cm-1
  • H-NMR
  • 质谱
• 结构鉴定实例
  • 青蒿素
    • IR光谱在1750cm-1示有六元内酯环
• 含义
  • 萜类化合物多是异戊二烯的聚合体及其衍生物，其骨架一般以五个碳为基本单位，焦磷酸异戊烯酯（IPP）是萜类化合物合成途径中关键的前体物，通式（C5H8）n
• 分类
  • 单萜、倍半萜、二萜等，链萜、单环萜、双环贴、三环贴等
• 结构类型
  • 单萜
    • 单萜：由两个异戊二烯单元构成、含10个碳原子的化合物类群，是植物挥发油的主要组成成分
    • 单环单萜
      • 薄荷醇，其左旋体习称“薄荷脑”，对皮肤和粘膜有清凉和弱的麻醉作用，用于镇痛和止痒，并具有防腐和杀菌作用
      • 紫罗兰酮、桉油精、斑蝥素
    • 双环单萜
      • 龙脑，俗称“冰片”，具有发汗、兴奋、解痉挛和防止虫蛀，抗氧化。
      • 樟脑，具有局部刺激和防腐作用，可用于神经痛、炎症和跌打损伤的茶几，并可做强心剂
      • 芍药苷，防止老年痴呆
    • 三环单萜
    • 卓酚酮类
      • 变型的单萜，碳架不符合异戊二烯定则
      • 具有芳香化合物和酚的通性，显酸性，酸性介于酚类和羧酸类之间；分子中酚羟基易于甲基化，但不易于酰化
      • 羟基吸收峰在3200-3100cm-1，羰基吸收峰在1650-1600cm-1
      • 能和多种金属离子形成络合物结晶体，并显示不同颜色。铜络合物为绿色结晶，铁络合物为赤红色结晶。
      • 具有抗菌活性，但多有毒性
  • 环烯醚萜
    • 结构
    • 包括取代环戊烷环烯醚萜和环戊烷开裂的裂环环烯醚萜
    • 理化性质
      • 白色结晶体或粉末，多具有旋光性，味苦
      • 易溶于水和甲醇，可溶于乙醇、丙酮和正丁醇，难溶于三氯甲烷、乙醚和苯等亲脂性有机溶剂。
      • 环烯醚萜苷易被水解，生成的苷元为半缩醛结构。易进一步氧化聚合而显深色，从而难以得到结晶性苷元。遇到氨基酸类加热，既显深红色至深蓝色，最后生成蓝色沉淀。与皮肤接触，也能使皮肤染成蓝色。
      • 玄参、地黄炮制后变黑。
      • 环烯醚萜苷元溶于冰醋酸溶液中，加入少量铜离子，加热显蓝色。
    • 结构分类及重要代表物
      • 栀子苷、京尼平苷和京尼平苷酸时清热泻火药栀子的主要成分，栀子清热泻火，治疗肾炎水肿。京尼平苷有泻下和利胆作用
      • 梓醇是地黄中降血糖的主要有效成分。
      • 列环环烯醚萜苷：龙胆苦苷
  • 倍半萜
    • 3个异戊二烯，15个碳原子
    • 无环倍半萜
    • 单环倍半萜
      • 青蒿素属于过氧倍半萜，是从中药青蒿（也称黄花蒿）中分离到的抗恶性痢疾的有效成分，制成脂溶性蒿甲醚及水溶性的青蒿琥珀酸用于临床。
    • 双环倍半萜
    • 三环倍半萜
    • 薁类衍生物
      • 由五环与七环骈和而成的芳香骨架，具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等生物活性，为非芳香烃类化合物，有高度的共轭体系，可与苦味酸或三硝基苯试剂作用，可供鉴别使用。
      • 溶于石油醚、乙醚、乙醇及甲醇等有机溶剂，不溶于水，溶于强酸。故可用60%-65%硫酸或磷酸提取，酸提取液加水稀释后，薁类成分即沉淀析出。在挥发油分馏时，高沸点馏分如见到鲜艳的蓝色、紫色或绿色的现象时，表示可能有薁类化合物的存在
      • 检测挥发油中薁类成分时多用Sabety反应（溴化反应），产生蓝紫色或绿色。或与Ehrlich试剂（对-二甲胺基苯甲醛浓硫酸）反应产生紫色或红色。
  • 二萜
    • 双环二萜：穿心莲，抗炎作用
    • 紫杉醇：治疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌
  • 二倍半萜
    • 由5个异戊二烯单位组成
  • 三萜及皂苷
    • 由30个碳原子组成，有6个异戊二烯单位；因三萜皂苷多溶于水，振摇后可生成胶体溶液，并有持久性似肥皂溶液的泡沫
    • 四环三萜
      • 羊毛脂甾烷型
        • 灵芝
      • 达玛甾烷型
        • 人参皂苷Re、Rf；人参适应原样作用
      • 原萜烷型
        • 泽泻：利尿渗湿、降血压，降血清
      • 葫芦烷型
      • 楝烷型
        • 由26个碳构成
      • 环菠萝蜜烷型
        • 黄芪：补气固表、利水消肿、托毒生肌； 黄芪苷I具有降压、抗炎、镇静和调节代谢等作用
    • 五环三萜
      • 齐墩果烷型
        • 齐墩果酸具有抗炎、镇静和预防肿瘤
        • 甘草：甘草次酸，甘草酸（甘草皂苷）
      • 乌苏烷型
        • 地榆：凉血止血
      • 羽扇豆烷型
      • 木栓烷型

挥发油

• 分离
  • 冷冻处理
    • 结晶、重结晶
  • 分馏法
  • 化学方法
    • 碱性成分的分离
      • 溶于乙醚，加10%盐酸或硫酸萃取，分取酸水层，碱化，用乙醚萃取，蒸去乙醚可得碱性成分
    • 酚、酸性成分的分离
      • 溶于等量乙醚中，先以5%的碳酸氢钠溶液直接进行萃取，分出碱水液，加稀酸酸化
    • 醇化合物分离
    • 醛、酮化合物分离
      • 加亚硫酸氢钠饱和液摇匀。也可以吉拉德试剂T或P
    • 其他成分分离
  • 色谱法分离
    • 硝酸银层析
      • 双键形成络合物
      • 双键越多吸附力越强，Rf值越小
      • 双键数目相同，按照极性大小
      • 双键＞三键（Rf值小）
      • 末端双键＞顺式＞反式
• 成分的测定
  • 物理常数
    • 相对密度、比旋度、折光率和凝固点
  • 化学常数
    • 酸酯
      • 代表挥发油中游离羧基和酚类成分的含量。以中和1g挥发油中含有游离的羧酸和酚类所需要氢氧化钾毫克数来标示
    • 酯值
      • 代表挥发油中酯类成分含量，以水解1g挥发油所需氢氧化钾毫克数来标示
    • 皂化值
      • 等于酸酯和酯值之和
  • 功能团的检定
    • 酚类
      • 加入三氯化铁的乙醇溶液，如产生蓝色，蓝紫色或绿色反应
    • 羰基化合物
      • 硝酸银的氨溶液，如发生银镜反应，表示有醛类等还原性物质。挥发油乙醇溶液加2,4-二硝基苯肼、氨基脲、羟胺等试剂，产生结晶形衍生物沉淀，标明有醛或酮类化合物。
    • 不饱和化合物和薁类衍生物
      • 挥发油的三氯甲烷溶液中加溴的三氯甲烷溶液，如红色退去表示含有不饱和化合物，继续滴加溴的三氯甲烷溶液，如产生蓝色、紫色或绿色反应，标明含有薁类化合物。
      • 在挥发油的无水甲醇溶液中加入浓硫酸时，如有薁类衍生物产生蓝色或紫色反应。
    • 内酯类化合物
      • 于挥发油的吡啶溶液中，加入亚硝酰氰化钠试剂及氢氧化钠溶液，如出现红色并逐渐消失，表示含有α、β不饱和内酯类化合物。
  • 色谱法
    • 薄层色谱
      • 显色剂：香草醛-浓硫酸、茴香醛-浓硫酸
    • 气相色谱
    • GC/MS
• 提取
  • 水蒸气蒸馏法
  • 浸取法
    • 油脂吸附法
    • 溶剂萃取法
      • 碱性成分：10%盐酸或硫酸
      • 酚、酸性成分：碳酸氢钠、氢氧化钠溶液依次萃取
      • 醇化合物：邻苯二甲酸酐、丁二酸酐处理
      • 醛、酮化合物：吉拉德试剂或亚硫酸氢钠法
    • 超临界流体萃取法
  • 冷压法
• 分馏法（沸点）
  • 含氧萜＞不含氧萜
  • 双键多沸点高
  • 极性增加，沸点升高：羧酸＞醇＞醛、酮＞酯＞醚
• 溶解度
  • 不溶于水，易溶于，石油醚、乙醚、二硫化碳、油脂等
• 性质
  • 性状：无色或淡黄色 透明液体，有的冷却时其主要成分可能结晶析出。这种析出物习称“脑”； 挥发性：常温下可自行挥发而不留任何痕迹，这是挥发油与脂肪油的本质区别
• 组成
  • 萜类化合物（单萜、倍半萜：薄荷油、樟脑）、芳香族化合物（大多属于苯丙素衍生物：桂皮酸、茴香醚、丁香酚）、脂肪族化合物（正癸烷）、其他类化合物
• 多具祛痰止咳、平喘、驱风、健胃、解热、镇痛、抗菌消炎作用
• 挥发油存在于植物的腺毛、油室、油管、分泌细胞或树脂道中

甾体及其苷类

• 概述
  • 抗肿瘤、抗糖尿病、抗衰老、抗真菌、抗病毒、调节免疫等生物活性
  • 具有环戊烷骈多氢菲的四环结构
  • 结构，C10、C13\C17位有3个取代基，大都为β构型，C10、C13位多为角甲基，C3位多为羟基取代，可与糖结合成苷。
  • 根据C-17位侧链结构不同分强心苷（不饱和内酯环）、甾体皂苷（含氧螺杂环）、C-21甾类、植物甾醇、昆虫变态激素、胆酸等
  • 生物合成途径：通过甲戊二羟酸的生物合成途径转化而来，由反式角鲨烯经过氧化、还原、脱酸、环合或重排等过程，即生成甾类化合物
  • 生理活性
    • 胆酸：能促进食物消化和吸收
    • 强心苷：能治疗充血性心率衰竭及节律障碍等心脏疾病
    • 胆甾醇：是细胞壁的组成部分，也是合成维生素D的原料；
    • 孕甾、雌甾和雄甾调节动物体内正常新陈代谢
    • 甾体皂苷具有防治心脑血管疾病、抗肿瘤等作用。
• 强心苷类化合物
  • 概述
    • 加强心肌收缩，临床上主要用于治疗充血性心力衰竭及节律障碍
  • 结构与分类
    • 苷的结构
      • 结构
      • C-17位连接的是不饱和内酯环，根据内酯环不同分为甲型强心苷元和乙型强心苷元。C-17位连接五元不饱和内酯环为甲型，C-17连接六元不饱和内酯环为乙型。
    • 糖部分的结构
      • 多与3-OH脱水结合成苷，个别有5-OH与糖脱水结合的苷
      • 常见的是6-去氧糖，2,6去氧糖，甲氧基糖及特殊结构的糖
    • 甲型强心苷：洋地黄毒苷
    • 乙型强心苷：海葱苷A
  • 理化性质
    • 为无色结晶或无定形粉末，具有旋光性，C-17侧链为β-构型微苦，为α-构型不苦。对黏膜有刺激性
    • 14位氧取代一般均为β-构型，3位羟基多为β-构型，少数为α构型
    • 可溶于水、醇、丙酮等极性溶剂
    • 苷键及酯键断裂
      • 酸水解
        • 强酸水解（3%-5%）：加热或加压条件。
        • 温和酸水解：只能水解α-去氧糖形成的苷键，可得到α去氧糖。水解产物常常得到双塘或三塘，但可能得到原生苷元。
        • 盐酸丙酮水解：条件温和，室温条件。得到原生苷元和糖的衍生物。
      • 碱水解
        • 常有酰基及内酯环，所以可被碱催化水解
        • KHCO3，NaHCO3可使α去氧糖的乙酰基水解；NaOH，KOH可水解各种乙酰基，且使内酯环开裂，酸化后内酯环又环合，但醇溶液使内酯环，不能再环合
      • 酶水解
        • 紫花洋地黄酶为β-葡萄糖酶，只能酶解β-D-葡萄糖苷键； 蜗牛酶短时间可使苷末端糖酶解，长时间可得到原生苷元和苷中所有糖
    • 显色反应
      • 甾体结构的颜色反应
        • 酸酐-浓硫酸反应（Liebermann-burchard反应）
          • 产生红-紫-蓝-绿-污绿，最后褪色
        • Salkowskj反应
          • 三氯甲烷层血红色或青色；硫酸层显绿色荧光
        • 三氯乙酸-氯胺T反应（ChloramineT反应）
          • 加三氯乙酸显红色至紫色，加氯胺T加热紫外下显黄绿色
        • 三氯化锑反应（Carr-Price反应）或五氯化锑反应
          • 加热，显蓝色、灰色或灰紫色
      • C-17位上不饱和内酯环的颜色反应
        • 活性次甲基显色反应
          • 甲型强心苷可以与活性次甲基反应，乙型强心苷不能与活性次甲基反应
          • Legal反应（亚硝基酰氢化钠）：深红或蓝色；Kedde反应（3,5-二硝基苯甲酸）：深红或红；Raymond反应（间二硝基苯）：紫红或蓝；Baljet反应（碱性苦味酸）：橙或橙红
      • α去氧糖反应
        • 占吨氢醇反应：分子中有2-去氧糖都能反应，显红色。
        • 对-二甲氨基苯甲醛反应，如有2-去氧糖，可显灰红色。
        • Keller-Kiliani反应（氯化铁-冰醋酸），如有2-去氧糖，醋酸层渐呈蓝色或蓝绿色。
        • 过碘酸-对硝基苯胺反应：显深黄色。可作薄层和纸色谱的显色剂
  • 化学结构与强心作用的关系
    • 选择题
    • 甾体母核
      • A/B为环顺式或反式，C/D环必须是顺式稠合，才具有强心作用。如果C/D环为反式或14-OH脱水生成脱水苷元，强心作用消失
    • 不饱和内酯环
      • C-17位必须有一个不饱和内酯环，且为β构型。内酯环中双键被饱和后，强心活性虽减弱，但毒性亦减弱。
    • 取代基
      • C-10位的甲基氧化成羟甲基或醛基后，作用稍有增强，但毒性亦变大。在甲型强心苷元中，A/B顺式稠合，3-OH为β构型时强心作用大于其α构型的异构体。
    • 去糖部分
      • 糖部分没有强心作用
  • 强心苷的波普特征
    • 大题
    • 紫外光谱
      • 甲型强心苷具有△αβ-γ内酯的强心苷，在紫外光谱中约为220nm，乙型强心苷内酯在295-300nm
    • 红外光谱
      • 不饱和内酯羰基吸收（1800-1700cm-1），甲型强心苷吸收峰在1765cm-1，乙型强心苷由于有2个共轭双键，位移在1718cm-1。不饱和内酯环产生2个羰基吸收峰。
    • 质谱
      • 甲型强心苷元质谱裂解为m/z111,124,163和164
      • 乙型强心苷元质谱裂解产生m/z109,123,135,136
    • 核磁共振谱
      • 碳谱
        • CH和CH2化学位移值在20-59，与氧相连的碳在66-86，C14季碳在84-86，烯碳为108-177，甲型强心苷五元不饱和内酯环的烯碳C-20和C-23处于抵场（171-177），乙型强心苷元中六元不饱和内酯环羰基处于高场（164）
  • 提取分离
    • 提取
      • 提取强心苷常以甲醇和70-75%乙醇为溶剂，也有用沸水和热乙醇进行提取的，以上溶剂可以抑制酶的活性。
      • 如果原料含油脂多，一般先用石油醚脱脂后再提取强心苷或将稀乙醇提取液浓缩后，静止析胶
      • 皂苷、糖、蛋白质、鞣质和色素可用溶剂萃取法或铅盐沉淀和大孔吸附树脂等方法去除。
    • 分离
      • 可用溶剂法或结晶法，多数情况下用色谱法。
• 其他甾类成分
• 甾体皂苷
  • 概述
    • 皂苷是一类结构比较复杂的苷类化合物，多数可溶于水，水溶液经振摇后可产生持久性似肥皂溶液的泡沫，故有皂苷之称。
    • 苷元为螺旋甾烷及其类似衍生物的则称为甾体皂苷，若苷元为三萜类化合物，则称为三萜皂苷。
    • 主要分布单子叶植物百合科
    • 甾体皂苷元又称皂素，是合成甾体避孕药和雌激素药物的原料；具有溶血、毒鱼、杀虫的作用
  • 结构特征
    • 特征
      • 甾体皂苷元由27个碳原子组成，为螺旋甾烷及其类似衍生物，螺旋甾烷由6个环（A-F环）组成
      • 螺旋甾烷与异螺旋甾烷互为异构体，螺旋甾烷25位连接的-CH3位于F环平面上，为竖键，即β定向，绝对构型为S型；异螺旋甾烷25位连接的-CH3位于F环平面下，即为横键，为α定向，其绝对构型为R型，其较S型稳定；25位连接-CH3为直立式表示为25S、25L、25βF、neo，平展式时表示25R、25D、25αF、iso。
    • 结构
      • 螺甾烷醇型
        • C-25位S构型
          • 代表药物：知母（知母皂苷A-III）
      • 异螺甾烷醇型
        • C-25为R构型
          • 代表药物：薯蓣（薯蓣皂苷）
      • 呋喃烷醇型
        • 由F环开裂而衍生的皂苷为呋喃甾烷型皂苷
      • 变形螺甾烷醇型
        • 由F环为五元四氢呋喃环的螺旋甾烷衍生的皂苷为变形螺甾烷醇类皂苷
  • 理化性质
    • 性状及溶解度
      • 游离皂苷和皂苷元多有较好结晶，能溶于石油醚、苯、乙醚、三氯甲烷等有机溶剂，不溶于水。皂苷不易结晶，可溶于水，易溶于热水。对粘膜有刺激性。
    • 颜色反应
      • 在无水条件下与强酸（硫酸、磷酸、高氯酸）、中等强酸（三氯乙酸）、Lewis酸（氯化锌、三氯化铝、三氯化锑）作用。
      • 醋酐-浓硫酸反应：多数甾体皂苷呈现绿色
      • 五氯化锑反应：呈现蓝色、灰蓝色、灰紫色等多种颜色斑点。
      • 三氯醋酸反应：喷25%三氯醋酸溶液，甾体皂苷加热至60℃则颜色发生变化。
      • 三氯甲烷-浓硫酸反应：三氯甲烷层呈现红色或蓝色，硫酸层有绿色荧光出现
      • 冰醋酸-乙酰氯反应：呈现淡红色或紫红色
    • 表面活性
      • 经强烈振摇产生持久泡沫，且不因加热而消失，这是由于皂苷具有降低水溶液表面张力的缘故
    • 溶血作用
      • 破坏红细胞而有溶血作用
      • 皂苷能溶血，是因为多数皂苷能与胆甾醇结合生成不溶性的分子复合物。
    • 沉淀反应
      • 皂苷能与铅盐、钡盐、铜盐等产生沉淀
      • 甾体皂苷的水溶液则需要加入碱式醋酸铅或氢氧化钠等碱性盐类才能生成沉淀
  • 波普特征
    • 紫外光谱
    • 红外光谱
      • 980、920、900、860cm-1
      • C-25S型皂苷元中920cm-1峰比900cm-1强，但C-25R中该2个峰强比相反。
    • 核磁
    • 质谱
      • 主要E环和F环裂解产生
  • 提取分离
    • 提取
      • 溶剂提取法
        • 主要甲醇或稀乙醇作为溶剂，用丙酮、乙醚沉淀或加水后用饱和的正丁醇萃取或用大孔树脂纯化，最后用硅胶柱色谱进行分离或高效液相制备，
        • 常用洗脱剂：不同比例三氯甲烷-甲醇-水和水饱和的正丁醇。
      • 超临界流体萃取法
      • 超声提取法
    • 分离
      • 与三萜皂苷相似
      • 常采用混合溶剂沉淀法（乙醚、丙酮）、胆甾醇沉淀法、吉拉尔试剂法（含羰基的甾体皂苷元）、硅胶柱色谱法（洗脱剂多采用CHCL3-MeOH-H2O系统）、大孔吸附树脂柱色谱、葡萄糖凝胶SephadexLH-20柱色谱和液滴逆流色谱（DCCC）等方法进行分离。

强心苷类化合物

• 结构与分类
  • 苷的结构
    • 结构
    • C-17位连接的是不饱和内酯环，根据内酯环不同分为甲型强心苷元和乙型强心苷元。C-17位连接五元不饱和内酯环为甲型，C-17连接六元不饱和内酯环为乙型。
  • 糖部分的结构
    • 多与3-OH脱水结合成苷，个别有5-OH与糖脱水结合的苷
    • 常见的是6-去氧糖，2,6去氧糖，甲氧基糖及特殊结构的糖
  • 甲型强心苷：洋地黄毒苷
  • 乙型强心苷：海葱苷A
• 概述
  • 加强心肌收缩，临床上主要用于治疗充血性心力衰竭及节律障碍
• 理化性质
  • 为无色结晶或无定形粉末，具有旋光性，C-17侧链为β-构型微苦，为α-构型不苦。对黏膜有刺激性
  • 14位氧取代一般均为β-构型，3位羟基多为β-构型，少数为α构型
  • 可溶于水、醇、丙酮等极性溶剂
  • 苷键及酯键断裂
    • 酸水解
      • 强酸水解（3%-5%）：加热或加压条件。
      • 温和酸水解：只能水解α-去氧糖形成的苷键，可得到α去氧糖。水解产物常常得到双塘或三塘，但可能得到原生苷元。
      • 盐酸丙酮水解：条件温和，室温条件。得到原生苷元和糖的衍生物。
    • 碱水解
      • 常有酰基及内酯环，所以可被碱催化水解
      • KHCO3，NaHCO3可使α去氧糖的乙酰基水解；NaOH，KOH可水解各种乙酰基，且使内酯环开裂，酸化后内酯环又环合，但醇溶液使内酯环，不能再环合
    • 酶水解
      • 紫花洋地黄酶为β-葡萄糖酶，只能酶解β-D-葡萄糖苷键； 蜗牛酶短时间可使苷末端糖酶解，长时间可得到原生苷元和苷中所有糖
  • 显色反应
    • 甾体结构的颜色反应
      • 酸酐-浓硫酸反应（Liebermann-burchard反应）
        • 产生红-紫-蓝-绿-污绿，最后褪色
      • Salkowskj反应
        • 三氯甲烷层血红色或青色；硫酸层显绿色荧光
      • 三氯乙酸-氯胺T反应（ChloramineT反应）
        • 加三氯乙酸显红色至紫色，加氯胺T加热紫外下显黄绿色
      • 三氯化锑反应（Carr-Price反应）或五氯化锑反应
        • 加热，显蓝色、灰色或灰紫色
    • C-17位上不饱和内酯环的颜色反应
      • 活性次甲基显色反应
        • 甲型强心苷可以与活性次甲基反应，乙型强心苷不能与活性次甲基反应
        • Legal反应（亚硝基酰氢化钠）：深红或蓝色；Kedde反应（3,5-二硝基苯甲酸）：深红或红；Raymond反应（间二硝基苯）：紫红或蓝；Baljet反应（碱性苦味酸）：橙或橙红
    • α去氧糖反应
      • 占吨氢醇反应：分子中有2-去氧糖都能反应，显红色。
      • 对-二甲氨基苯甲醛反应，如有2-去氧糖，可显灰红色。
      • Keller-Kiliani反应（氯化铁-冰醋酸），如有2-去氧糖，醋酸层渐呈蓝色或蓝绿色。
      • 过碘酸-对硝基苯胺反应：显深黄色。可作薄层和纸色谱的显色剂
• 提取分离
  • 提取
    • 提取强心苷常以甲醇和70-75%乙醇为溶剂，也有用沸水和热乙醇进行提取的，以上溶剂可以抑制酶的活性。
    • 如果原料含油脂多，一般先用石油醚脱脂后再提取强心苷或将稀乙醇提取液浓缩后，静止析胶
    • 皂苷、糖、蛋白质、鞣质和色素可用溶剂萃取法或铅盐沉淀和大孔吸附树脂等方法去除。
  • 分离
    • 可用溶剂法或结晶法，多数情况下用色谱法。
• 强心苷的波普特征
  • 大题
  • 紫外光谱
    • 甲型强心苷具有△αβ-γ内酯的强心苷，在紫外光谱中约为220nm，乙型强心苷内酯在295-300nm
  • 红外光谱
    • 不饱和内酯羰基吸收（1800-1700cm-1），甲型强心苷吸收峰在1765cm-1，乙型强心苷由于有2个共轭双键，位移在1718cm-1。不饱和内酯环产生2个羰基吸收峰。
  • 质谱
    • 甲型强心苷元质谱裂解为m/z111,124,163和164
    • 乙型强心苷元质谱裂解产生m/z109,123,135,136
  • 核磁共振谱
    • 碳谱
      • CH和CH2化学位移值在20-59，与氧相连的碳在66-86，C14季碳在84-86，烯碳为108-177，甲型强心苷五元不饱和内酯环的烯碳C-20和C-23处于抵场（171-177），乙型强心苷元中六元不饱和内酯环羰基处于高场（164）
• 化学结构与强心作用的关系
  • 选择题
  • 甾体母核
    • A/B为环顺式或反式，C/D环必须是顺式稠合，才具有强心作用。如果C/D环为反式或14-OH脱水生成脱水苷元，强心作用消失
  • 不饱和内酯环
    • C-17位必须有一个不饱和内酯环，且为β构型。内酯环中双键被饱和后，强心活性虽减弱，但毒性亦减弱。
  • 取代基
    • C-10位的甲基氧化成羟甲基或醛基后，作用稍有增强，但毒性亦变大。在甲型强心苷元中，A/B顺式稠合，3-OH为β构型时强心作用大于其α构型的异构体。
  • 去糖部分
    • 糖部分没有强心作用

甾体皂苷

• 概述
  • 皂苷是一类结构比较复杂的苷类化合物，多数可溶于水，水溶液经振摇后可产生持久性似肥皂溶液的泡沫，故有皂苷之称。
  • 苷元为螺旋甾烷及其类似衍生物的则称为甾体皂苷，若苷元为三萜类化合物，则称为三萜皂苷。
  • 主要分布单子叶植物百合科
  • 甾体皂苷元又称皂素，是合成甾体避孕药和雌激素药物的原料；具有溶血、毒鱼、杀虫的作用
• 结构特征
  • 特征
    • 甾体皂苷元由27个碳原子组成，为螺旋甾烷及其类似衍生物，螺旋甾烷由6个环（A-F环）组成
    • 螺旋甾烷与异螺旋甾烷互为异构体，螺旋甾烷25位连接的-CH3位于F环平面上，为竖键，即β定向，绝对构型为S型；异螺旋甾烷25位连接的-CH3位于F环平面下，即为横键，为α定向，其绝对构型为R型，其较S型稳定；25位连接-CH3为直立式表示为25S、25L、25βF、neo，平展式时表示25R、25D、25αF、iso。
  • 结构
    • 螺甾烷醇型
      • C-25位S构型
        • 代表药物：知母（知母皂苷A-III）
    • 异螺甾烷醇型
      • C-25为R构型
        • 代表药物：薯蓣（薯蓣皂苷）
    • 呋喃烷醇型
      • 由F环开裂而衍生的皂苷为呋喃甾烷型皂苷
    • 变形螺甾烷醇型
      • 由F环为五元四氢呋喃环的螺旋甾烷衍生的皂苷为变形螺甾烷醇类皂苷
• 理化性质
  • 性状及溶解度
    • 游离皂苷和皂苷元多有较好结晶，能溶于石油醚、苯、乙醚、三氯甲烷等有机溶剂，不溶于水。皂苷不易结晶，可溶于水，易溶于热水。对粘膜有刺激性。
  • 颜色反应
    • 在无水条件下与强酸（硫酸、磷酸、高氯酸）、中等强酸（三氯乙酸）、Lewis酸（氯化锌、三氯化铝、三氯化锑）作用。
    • 醋酐-浓硫酸反应：多数甾体皂苷呈现绿色.(三萜皂苷最后褪色）
    • 五氯化锑反应：呈现蓝色、灰蓝色、灰紫色等多种颜色斑点。
    • 三氯醋酸反应：喷25%三氯醋酸溶液，甾体皂苷加热至60℃则颜色发生变化。（三萜皂苷颜色类似，但需要加热至100℃反应）
    • 三氯甲烷-浓硫酸反应：三氯甲烷层呈现红色或蓝色，硫酸层有绿色荧光出现
    • 冰醋酸-乙酰氯反应：呈现淡红色或紫红色
  • 表面活性
    • 经强烈振摇产生持久泡沫，且不因加热而消失，这是由于皂苷具有降低水溶液表面张力的缘故
  • 溶血作用
    • 破坏红细胞而有溶血作用
    • 皂苷能溶血，是因为多数皂苷能与胆甾醇结合生成不溶性的分子复合物。
  • 沉淀反应
    • 皂苷能与铅盐、钡盐、铜盐等产生沉淀
    • 甾体皂苷的水溶液则需要加入碱式醋酸铅或氢氧化钠等碱性盐类才能生成沉淀
• 提取分离
  • 提取
    • 溶剂提取法
      • 主要甲醇或稀乙醇作为溶剂，用丙酮、乙醚沉淀或加水后用饱和的正丁醇萃取或用大孔树脂纯化，最后用硅胶柱色谱进行分离或高效液相制备，
      • 常用洗脱剂：不同比例三氯甲烷-甲醇-水和水饱和的正丁醇。
    • 超临界流体萃取法
    • 超声提取法
  • 分离
    • 与三萜皂苷相似
    • 常采用混合溶剂沉淀法（乙醚、丙酮）、胆甾醇沉淀法、吉拉尔试剂法（含羰基的甾体皂苷元）、硅胶柱色谱法（洗脱剂多采用CHCL3-MeOH-H2O系统）、大孔吸附树脂柱色谱、葡萄糖凝胶SephadexLH-20柱色谱和液滴逆流色谱（DCCC）等方法进行分离。
• 波普特征
  • 紫外光谱
    • 饱和的甾体在200nm-400nm无吸收，如果结构中引入发色团则会产生吸收。与浓硫酸反应后，在220-600nm范围内出现最大吸收峰，可作为甾体皂苷元的定性定量研究
  • 红外光谱
    • 980、920、900、860cm-1
    • C-25S型皂苷元中920cm-1峰比900cm-1强，但C-25R中该2个峰强比相反。
  • 核磁
    • 氢谱
      • 高场区有4个甲基的特征峰；即C18、C19、C21、C27位上的甲基质子信号，其中C18甲基和C19甲基为单峰，并且C18甲基化学位移处于较高场；C21甲基和C27甲基均匀双峰，C27甲基化学位移处于较高场。
      • 25R或25S两种异构体可以利用C27甲基的化学位移值来判断，C27甲基为α-取向（25R），化学位移值比β-取向（25S）更处于高场
      • 螺甾烷C26位两个氢的谱带在25R-异构体中化学位移值相近，在3.4附近；在25S-异构体中则有较大差别，分别在3.3和4.0附近。
    • 碳谱
      • 伯碳化学位移：12-24；仲碳化学位移：20-41；叔碳化学位移：35-57；季碳：27-43；醇碳：65-91；烯碳：119-172
  • 质谱
    • 主要E环和F环裂解产生

生物碱

• 结构类型
  • 有机胺类生物碱
    • 秋水仙碱、麻黄碱
  • 吡咯类生物碱
    • 吡咯里西啶类（肝毒性）
  • 哌啶类生物碱
    • 哌啶类生物碱
      • 石杉碱甲（胆碱酯酶抑制剂）；用于重症肌无力和小儿麻痹症
      • 槟榔碱
    • 吲哚里西啶类生物碱
    • 喹诺里西啶类生物碱
      • 两个哌啶共用一个氮原子
      • 苦参碱（抗癌）
        • • 氧化苦参碱
            • 天然植物杀虫剂，清热解毒，溶解性强
  • 托品类生物碱
    • 由莨菪烷氨基醇和不同的有机酸缩合成酯
    • 洋金花（东莨菪碱）抗胆碱作用，镇痛解毒
    • 山莨菪（山莨菪碱、樟柳碱）治疗急性微循环性疾病、解痉、解有机磷中毒
    • 阿托品抗胆碱药
  • 喹啉类生物碱
    • 鸡金钠中的奎宁
    • 喜树碱(水溶性差）
  • 吖啶酮类生物碱
    • 芸香科鲍氏山油柑树皮中的山油柑碱，具有抗癌活性
  • 异喹啉类生物碱
    • 简单异喹啉类生物碱
    • 苄基异喹啉类生物碱
      • 苄基：苯基－亚甲基
      • 吗啡-镇痛
        • 粉防己-解热镇痛降压
      • 小檗碱
    • 苯一级异喹啉类生物碱
  • 吲哚类生物碱
    • 简单吲哚类生物碱
    • 色胺吲哚类生物碱
    • 半萜吲哚类生物碱（又称麦角碱类生物碱
    • 单萜吲哚类生物碱
      • 利血平-降压
      • 长春碱、长春新碱-抗癌-双吲哚类
  • 肽类生物碱
    • 分环肽生物碱和线肽生物碱；环肽生物碱是由氨基酸缩合而成的环状化合物
  • 萜类生物碱
    • 单萜类生物碱-龙胆碱
    • 二萜类生物碱：乌头碱-强心；关附甲素-治疗心律失常
  • 甾体类生物碱
• 理化性质
  • 性状
    • 固态，少数液态；液态生物碱：烟碱、毒蔾碱、槟榔碱等。液态生物碱常压下可随水蒸气蒸馏
    • 一般都具有确切的熔点或沸点，少数具有升华性如咖啡因
    • 味苦，盐酸小檗碱极苦，甜菜碱具甜味
    • 一般无色，结构中有较长共轭体系，呈现各种颜色，如蛇根碱呈黄色，小檗红碱呈红色，小檗碱黄色
  • 旋光性
    • 具有光化学活性，大多数为左旋，具加和性。麻黄碱三氯甲烷中呈左旋光性，在水中呈右旋光性；北美黄连碱在丙酮或95%以上乙醇中呈左旋光性，而在稀乙醇中呈右旋光性。烟碱、北美黄连碱在中性条件下呈左旋光性，在酸性条件下呈右旋光性。通常左旋光性比右旋光性生理活性强。
  • 溶解度
    • 亲脂性生物碱：绝大多数叔胺碱和仲胺碱，易溶于苯，乙醚、卤代烷烃，尤其在三氯甲烷中溶解度最大。
    • 水溶性生物碱主要指季胺碱
    • 有少数生物碱即可以溶于低极性和极性有机溶剂，又可溶于水，分子量较小的叔胺碱和液态生物碱，如麻黄碱、苦参碱、秋水仙碱、烟碱、毒黎碱等
    • 氧化苦参碱水溶性大于苦参碱
    • 具有羧基、酚羟基等酸性基团，这类生物碱称为两性生物碱
  • 检识
    • 沉淀反应
      • 1.一般是在弱酸性水溶液中进行，苦味酸试剂和三硝基间苯二酚试剂亦可在中性条件下进行。
      • 2.含有蛋白质、多肽、鞣质等，也能与生物碱沉淀试剂产生沉淀。在生物碱的检识中应注意此类假阳性结果的排除，可在反应前先将酸水液碱化后用三氯甲烷萃取游离生物碱
      • 个别生物碱与某些生物碱沉淀试剂不能产生沉淀，如麻黄碱、咖啡碱等与碘化铋钾试剂不产生反应
      • 进行沉淀反应，需用3种以上试剂才能确证
    • 显色反应
      • Macquis试剂（含有少量甲醛的浓硫酸）使吗啡显紫红色，可待因显蓝色;不能是可卡因，咖啡碱显色。
      • Mandelin试剂（1%钒酸铵浓硫酸液）使莨菪碱显红色，吗啡显棕色，士的宁显蓝紫色，奎宁显淡橙色；
      • Frohde试剂（1%钼酸钠浓硫酸液）使吗啡显紫-棕绿色，利血平显黄-蓝色，小檗碱显棕绿色。不能与莨菪碱、士的宁显色。
  • 碱性
    • 氮原子通常具有孤电子对，能接受质子，所以显碱性。生物碱碱度常用碱的共轭酸的电离指数pKa(-logKa)值表示，pKa越大，碱性越强
    • pKa＜2，极弱碱；pKa=2-7，弱碱；pKa=7-12，中强碱；pKa＞12，强碱
    • 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）＞酰胺
    • 碱性强弱和分子结构的关系
      • 氮原子的杂化方式
        • 碱性强弱依次为sp3＞sp2＞sp
      • 电效应
        • 诱导效应
          • 供电子基团（如烷基等）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、醚氧、羟基、双键等）使氮原子的电子云密度减少，碱性降低。甲基越多，碱性越强。去甲麻黄碱碱性小于麻黄碱，又小于苯异丙胺
          • 具有氮杂缩醛（酮）结构的生物碱，常易于质子化形成季胺盐而显强碱性。若氮杂缩醛（酮）体系中氮原子处在稠环桥头时，不能发生上诉质子化，相反，却因OR基（如羟基）的吸电子诱导效应使碱性降低。
        • 诱导-场效应
        • 共轭效应
          • 氮原子的孤电子对于具有π电子基团形成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要弱。常见的p-π共轭体系有苯胺型、酰胺型和烯胺型。
      • 空间效应
        • 碱性因存在空间位阻而减弱
      • 分子内氢键
        • 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，并处在有利于生物碱共轭酸分子中的质子形成氢键时，可增加共轭酸的稳定性，碱性增强。
• 结构测定
  • 薄层色谱检识
    • 硅胶薄层色谱法
      • 常在展开剂中加入少量的二乙胺，即可以抑制硅胶本身酸性带来的拖尾，又可以增加展开剂的极性
      • 用0.1-0.5%mol/L的氢氧化钠溶液代替水来制硅胶板
    • 氧化铝薄层色谱法
      • 显弱碱性，吸附能力不及硅胶，故适合分离亲脂性较强的生物碱
    • 薄层色谱后显色，一般用改良碘化铋钾试剂显色。现在采用碘化铂钾、碘铂酸、三氯化锑等试剂为显色剂，因这些试剂对不同生物碱常显不同颜色，而改良碘化铋钾对生物碱一般只显橙红色
    • 判别生物碱的纯度，要求至少在3种不同溶剂系统中加以确认，若为同一种化合物，Rf值相同，斑点不分离。
  • 高效液相色谱
  • 结构测定中的应用
    • 霍夫曼降解（又称彻底甲基化反应）
      • 氮原子β位应有质子
      • 对于由吡啶、喹啉、异喹啉及四氢喹啉所衍生的生物碱，碳氢不能断裂，而只能产生脱甲醇的反应。
    • 埃姆特降解
    • 布朗降解
  • 波普
    • 紫外
    • 红外
      • 在反式喹诺里西啶环中，凡氮原子邻碳上的氢有二个以上与氮孤电子对呈反式直立关系者，且氮孤电子不参与共轭时，则在2800-2700cm-1区域有2个以上明显的吸收峰，此吸收带称为Bohlman吸收带。
    • 质谱
      • 难于裂解或由取代基或侧链的裂解产生特征离子
      • 主要裂解受氮原子支配
      • 主要由RDA裂解产生特征离子
      • 主要由苄基裂解产生特征离子
• 提取分离
  • 提取
    • 除少数生物碱可采用水蒸气蒸馏法（如麻黄碱）和升华法（如咖啡碱）提取外，绝大多数生物碱可采用溶剂提取法，提出总生物碱后，再进行进一步分离。
    • 溶剂提取法
      • 水或酸提取法
      • 醇溶液提取法
      • 亲酯型有机溶剂提取法
        • 必须先使生物碱盐转变成游离碱
      • 水溶性生物碱的提取与分离
        • 沉淀季胺碱
          • 加入新配制的雷氏铵盐饱和水溶液，生物碱的雷氏铵盐即沉淀析出
  • 分离
    • 溶解度差异、碱度差异、极性差异或功能团的差异进行分离
    • 基于溶剂法的分离方法
      • 碱性差异（PH梯度）进行分离
      • 利用溶解度差异进行分离
        • 防己总碱中含粉防己碱和防己诺林碱，粉防己碱极性稍小，在冷苯中溶解度稍大
      • 利用生物碱盐的溶解度差异进行分离
• 概述
  • 相关中药
    • 吗啡：镇痛作用
    • 麻黄中麻黄碱：平喘作用
    • 黄连、黄柏中的小檗碱：抗菌消炎作用
    • 蛇根中的利血平：降压作用
    • 曼陀罗、天仙子、颠茄中的莨菪碱：解痉和解有机磷中毒作用
  • 胡椒碱、秋水仙碱几乎没有碱性，也不易与酸结合成盐生物碱是含氮负氧化态氮原子，存在于生物有机体中的环状化合物。负氧化态氮则包括胺（-3）、氮氧化物（-1）、酰胺（=3）化合物
  • 多数以盐的形式存在

结构类型

• 有机胺类生物碱
  • 秋水仙碱、麻黄碱
• 吡咯类生物碱
  • 吡咯里西啶类（肝毒性）
• 哌啶类生物碱
  • 哌啶类生物碱
    • 石杉碱甲（胆碱酯酶抑制剂）；用于重症肌无力和小儿麻痹症
    • 槟榔碱
  • 吲哚里西啶类生物碱
  • 喹诺里西啶类生物碱
    • 两个哌啶共用一个氮原子
    • 苦参碱（抗癌）
      • • 氧化苦参碱
          • 天然植物杀虫剂，清热解毒，溶解性强
• 托品类生物碱
  • 由莨菪烷氨基醇和不同的有机酸缩合成酯
  • 洋金花（东莨菪碱）抗胆碱作用，镇痛解毒
  • 山莨菪（山莨菪碱、樟柳碱）治疗急性微循环性疾病、解痉、解有机磷中毒
  • 阿托品抗胆碱药
• 喹啉类生物碱
  • 鸡金钠中的奎宁
  • 喜树碱(水溶性差）
• 异喹啉类生物碱
  • 简单异喹啉类生物碱
  • 苄基异喹啉类生物碱
    • 苄基：苯基－亚甲基
    • 吗啡-镇痛
      • 粉防己-解热镇痛降压
    • 小檗碱
  • 苯一级异喹啉类生物碱
• 吖啶酮类生物碱
  • 芸香科鲍氏山油柑树皮中的山油柑碱，具有抗癌活性
• 甾体类生物碱
• 萜类生物碱
  • 单萜类生物碱-龙胆碱
  • 二萜类生物碱：乌头碱-强心；关附甲素-治疗心律失常
• 肽类生物碱
  • 分环肽生物碱和线肽生物碱；环肽生物碱是由氨基酸缩合而成的环状化合物
• 吲哚类生物碱
  • 简单吲哚类生物碱
  • 色胺吲哚类生物碱
  • 半萜吲哚类生物碱（又称麦角碱类生物碱
  • 单萜吲哚类生物碱
    • 利血平-降压
    • 长春碱、长春新碱-抗癌-双吲哚类

理化性质

• 检识
  • 显色反应
    • Macquis试剂（含有少量甲醛的浓硫酸）使吗啡显紫红色，可待因显蓝色;不能是可卡因，咖啡碱显色。
    • Mandelin试剂（1%钒酸铵浓硫酸液）使莨菪碱显红色，吗啡显棕色，士的宁显蓝紫色，奎宁显淡橙色；
    • Frohde试剂（1%钼酸钠浓硫酸液）使吗啡显紫-棕绿色，利血平显黄-蓝色，小檗碱显棕绿色。不能与莨菪碱、士的宁显色。
  • 沉淀反应
    • 1.一般是在弱酸性水溶液中进行，苦味酸试剂和三硝基间苯二酚试剂亦可在中性条件下进行。
    • 2.含有蛋白质、多肽、鞣质等，也能与生物碱沉淀试剂产生沉淀。在生物碱的检识中应注意此类假阳性结果的排除，可在反应前先将酸水液碱化后用三氯甲烷萃取游离生物碱
    • 个别生物碱与某些生物碱沉淀试剂不能产生沉淀，如麻黄碱、咖啡碱等与碘化铋钾试剂不产生反应
    • 进行沉淀反应，需用3种以上试剂才能确证
• 溶解度
  • 亲脂性生物碱：绝大多数叔胺碱和仲胺碱，易溶于苯，乙醚、卤代烷烃，尤其在三氯甲烷中溶解度最大。
  • 水溶性生物碱主要指季胺碱
  • 有少数生物碱即可以溶于低极性和极性有机溶剂，又可溶于水，分子量较小的叔胺碱和液态生物碱，如麻黄碱、苦参碱、秋水仙碱、烟碱、毒黎碱等
  • 氧化苦参碱水溶性大于苦参碱
  • 具有羧基、酚羟基等酸性基团，这类生物碱称为两性生物碱
• 旋光性
  • 具有光化学活性，大多数为左旋，具加和性。麻黄碱三氯甲烷中呈左旋光性，在水中呈右旋光性；北美黄连碱在丙酮或95%以上乙醇中呈左旋光性，而在稀乙醇中呈右旋光性。烟碱、北美黄连碱在中性条件下呈左旋光性，在酸性条件下呈右旋光性。通常左旋光性比右旋光性生理活性强。
• 性状
  • 固态，少数液态；液态生物碱：烟碱、毒蔾碱、槟榔碱等。液态生物碱常压下可随水蒸气蒸馏
  • 一般都具有确切的熔点或沸点，少数具有升华性如咖啡因
  • 味苦，盐酸小檗碱极苦，甜菜碱具甜味
  • 一般无色，结构中有较长共轭体系，呈现各种颜色，如蛇根碱呈黄色，小檗红碱呈红色，小檗碱黄色
• 碱性
  • 氮原子通常具有孤电子对，能接受质子，所以显碱性。生物碱碱度常用碱的共轭酸的电离指数pKa(-logKa)值表示，pKa越大，碱性越强
  • pKa＜2，极弱碱；pKa=2-7，弱碱；pKa=7-12，中强碱；pKa＞12，强碱
  • 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）＞酰胺
  • 碱性强弱和分子结构的关系
    • 氮原子的杂化方式
      • 碱性强弱依次为sp3＞sp2＞sp
    • 电效应
      • 诱导效应
        • 供电子基团（如烷基等）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、醚氧、羟基、双键等）使氮原子的电子云密度减少，碱性降低。甲基越多，碱性越强。去甲麻黄碱碱性小于麻黄碱，又小于苯异丙胺
        • 具有氮杂缩醛（酮）结构的生物碱，常易于质子化形成季胺盐而显强碱性。若氮杂缩醛（酮）体系中氮原子处在稠环桥头时，不能发生上诉质子化，相反，却因OR基（如羟基）的吸电子诱导效应使碱性降低。
      • 诱导-场效应
      • 共轭效应
        • 氮原子的孤电子对于具有π电子基团形成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要弱。常见的p-π共轭体系有苯胺型、酰胺型和烯胺型。
    • 空间效应
      • 碱性因存在空间位阻而减弱
    • 分子内氢键
      • 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，并处在有利于生物碱共轭酸分子中的质子形成氢键时，可增加共轭酸的稳定性，碱性增强。

生物碱

• 提取分离
  • 提取
    • 除少数生物碱可采用水蒸气蒸馏法（如麻黄碱）和升华法（如咖啡碱）提取外，绝大多数生物碱可采用溶剂提取法，提出总生物碱后，再进行进一步分离。
    • 溶剂提取法
      • 水或酸提取法
      • 醇溶液提取法
      • 亲酯型有机溶剂提取法
        • 必须先使生物碱盐转变成游离碱
      • 水溶性生物碱的提取与分离
        • 沉淀季胺碱
          • 加入新配制的雷氏铵盐饱和水溶液，生物碱的雷氏铵盐即沉淀析出
  • 分离
    • 溶解度差异、碱度差异、极性差异或功能团的差异进行分离
    • 基于溶剂法的分离方法
      • 碱性差异（PH梯度）进行分离
      • 利用溶解度差异进行分离
        • 防己总碱中含粉防己碱和防己诺林碱，粉防己碱极性稍小，在冷苯中溶解度稍大
      • 利用生物碱盐的溶解度差异进行分离
    • 利用特殊官能团分离
      • 利用酚羟基进行分离：Ar-OH+苛性碱+钠盐（溶于水）与非酚性分离。 将混合物溶于氯仿中，用5%氢氧化钠萃取，酚性碱即转入碱水溶液中。碱碱水萃取液调至偏酸性。使酚羟基游离，用氨水等弱碱碱化。在用氯仿萃取出酚性生物碱。例如鸦片中的酚性碱吗啡及非酚性生物碱可待因的分离。
      • 利用内酯和内酰胺的结构进行分离
• 概述
  • 相关中药
    • 吗啡：镇痛作用
    • 麻黄中麻黄碱：平喘作用
    • 黄连、黄柏中的小檗碱：抗菌消炎作用
    • 蛇根中的利血平：降压作用
    • 曼陀罗、天仙子、颠茄中的莨菪碱：解痉和解有机磷中毒作用
  • 胡椒碱、秋水仙碱几乎没有碱性，也不易与酸结合成盐生物碱是含氮负氧化态氮原子，存在于生物有机体中的环状化合物。负氧化态氮则包括胺（-3）、氮氧化物（-1）、酰胺（=3）化合物
  • 多数以盐的形式存在
• 结构测定
  • 薄层色谱检识
    • 硅胶薄层色谱法
      • 常在展开剂中加入少量的二乙胺，即可以抑制硅胶本身酸性带来的拖尾，又可以增加展开剂的极性
      • 用0.1-0.5%mol/L的氢氧化钠溶液代替水来制硅胶板（使薄层板含碱性）
    • 氧化铝薄层色谱法
      • 显弱碱性，吸附能力不及硅胶，故适合分离亲脂性较强的生物碱
    • 薄层色谱后显色，一般用改良碘化铋钾试剂显色。现在采用碘化铂钾、碘铂酸、三氯化锑等试剂为显色剂，因这些试剂对不同生物碱常显不同颜色，而改良碘化铋钾对生物碱一般只显橙红色
    • 判别生物碱的纯度，要求至少在3种不同溶剂系统中加以确认，若为同一种化合物，Rf值相同，斑点不分离。
  • 高效液相色谱
  • 结构测定中的应用
    • 霍夫曼降解（又称彻底甲基化反应）
      • 氮原子β位应有质子
      • 对于由吡啶、喹啉、异喹啉及四氢喹啉所衍生的生物碱，碳氢不能断裂，而只能产生脱甲醇的反应。
    • 埃姆特降解
    • 布朗降解
  • 波普
    • 紫外
    • 红外
      • 在反式喹诺里西啶环中，凡氮原子邻碳上的氢有二个以上与氮孤电子对呈反式直立关系者，且氮孤电子不参与共轭时，则在2800-2700cm-1区域有2个以上明显的吸收峰，此吸收带称为Bohlman吸收带。
    • 质谱
      • 难于裂解或由取代基或侧链的裂解产生特征离子
      • 主要裂解受氮原子支配
      • 主要由RDA裂解产生特征离子
      • 主要由苄基裂解产生特征离子