生物碱-习题

第九章生物碱[学习要求]掌握1、生物碱碱性大小的影响因素2、生物碱的提取分离方法3、生物碱的鉴别方法熟悉1、生物碱的分类特点2、生物碱成盐过程的特点3、离子交换色谱法的原理了解1、生物碱类化合物的结构鉴定方法[重点内容]1、生物碱类化合物的基本结构类型：肽类、有机胺类、杂环衍生物类还包括吡咯衍生物、吡啶衍生物、莨菪烷衍生物、喹啉衍生物、异喹啉衍生物、吖啶酮衍生物、吲哚衍生物、咪唑衍生物、喹唑酮衍生物、嘌呤衍生物、甾体类、萜类生物碱。2、生物碱类化合物的理化性质：①多数生物碱呈结晶形状态,有的则为非晶形粉末,少数是液体，绝大多数生物碱呈无色状态,仅少数具有高度共轭体系结构的生物碱显出种种颜色；②绝大多数仲胺和叔胺生物碱具有亲脂性,易溶于苯、氯仿、乙醚、丙酮、醇等有机溶剂，生物碱的盐尤其是小分子的有机酸盐和无机酸盐多易溶于水，而难溶于有机溶剂。不同的酸与不同的生物碱结合生成的盐，具有不同的溶解度，季铵类生物碱由于碱性强、离子化程度大、亲水性强，故较易溶于水；③生物碱都具有碱性，因为其分子中氮原子上的孤对电子能接受质子而显碱性；④生物碱的旋光性易受PH值、溶剂等因素影响。3、影响碱性强弱的因素：生物碱的碱性强弱与氮原子的杂化方式、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因素有关。①杂化方式：生物碱分子中氮原子孤对电子对处于杂化轨道中，其碱性强弱随杂化度升高而增强；②诱导效应：氮原子所连接的基团如为供电基团则碱性增强，如为吸电基团基团则碱性减弱；③诱导—场效应：使生物碱的碱性降低；④共轭效应：若生物碱分子中氮原子孤对电子成p-π共轭体系时,通常情况下,其碱性较弱；⑤空间效应：若生物碱的空间环境不利于氮原子接受质子，其碱性减弱；反之，则碱性增强；⑥分子内氢键形成：若生物碱分子结构中氮原子附近存在羟基、羰基等取代基团，碱性增强。4、生物碱类化合物的鉴别方法：①沉淀反应：大多数生物碱能和某些酸类、重金属盐类以及一些较大分子量的复盐反应，生成单盐、复盐或络盐沉淀。如与碘化铋钾试剂的反应；②显色反应：用于生物碱的显色试剂很多，它们往往因生物碱的结构不同而显示不同的颜色，Mandelin试剂（1%钒酸铵的浓硫酸溶液）；③成盐反应：绝大多数生物碱可与酸形成盐类，但不同类型的生物碱与酸成盐的形式不同，主要有：季铵生物碱的成盐反应、含氮杂缩醛生物碱的成盐反应、具有烯胺结构生物碱的成盐反应、涉及氮原子跨环效应生物碱的成盐反应。5、生物碱类化合物的提取：一般从天然药物中提取总生物碱通常采用溶剂法、离子交换法、沉淀法等提取分离方法。①对于脂溶性生物碱可采取酸水提取法、醇类溶剂提取法、亲脂性有机溶剂提取法；②对于水溶性生物碱可采取沉淀法、溶剂萃取法。6、生物碱类化合物的分离：对于生物碱的分离通常分为系统分离与特定分离。一般的方法是先对总碱进行初步分离，将性质相近的生物碱分成几个类别或部位。然后再按各成分的碱度、极性或功能团的差异分离生物碱单体。①总生物碱的初步分离：根据总生物碱中各成分理化性质的差异，可将其初步分离为强碱性的季铵碱、中等强度碱性的叔胺碱及其酚性碱、弱碱性生物碱及其酚性碱等几个部分；②生物碱单体的分离：利用生物碱碱性的差异、利用生物碱极性的差异或生物碱盐的溶解度差异、利用生物碱特殊官能团、利用色谱法进行分离。7、生物碱类化合物的结构鉴定：①色谱法：色谱法在生物碱鉴别中的应用主要体现在天然药物及天然药物制剂中有无生物碱存在的检识、指导生物碱的分离、检察生物碱的纯度及对已知生物碱的鉴定等多个方面，主要有：薄层色谱法、纸色谱法、高效液相色谱法、气相色谱法；②谱学法。目前，在生物碱结构鉴定工作中，最常用的分析方法有紫外光谱（UV）、红外光谱（IR）、质谱（MS）和核磁共振（NMR）。[习题]一、名词解释1.生物碱2.两性生物碱3.生物碱沉淀反应4.诱导效应5.共轭效应6.空间效应7.诱导-场效应8.氢键效应二、填空题1.小檗碱呈黄色，而四氢小檗碱则无色，其原因在于。2.弱碱性生物碱在植物体内是以状态存在。3.在生物碱的色谱检识中常用的显色剂是，它与生物碱斑点作用常显色。4.Mayer’s试剂的主要成分为；Dragendorff’s试剂的主要成分为。5.总生物碱的提取方法大致有以下三类：、、。6.麻黄碱和伪麻黄碱的分离可利用它们的盐在水中的溶解度不同，在水中溶解度比较小，能先行结晶检出，则留在母液中。7.生物碱沉淀反应可应用于：、、等。8.用硅胶吸附剂进行生物碱的薄层色谱时，为克服硅胶的酸性，得到集中的斑点，有两种方法：、。9.用pH梯度萃取法分离生物碱，是将总生物碱溶于有机溶剂中，用不同pH的缓冲液进行萃取，缓冲液pH值由到，所得生物碱的碱度则由到。三、判断题1．所有生物碱都有不同程度的碱性。2．含氮原子的杂环化合物都是生物碱。3．一般生物碱的旋光性都是左旋的。4．生物碱盐都易溶于水中。5．在所有生物碱中，季铵碱的碱性最强。6．生物碱与碘化铋钾多生成红棕色沉淀。四、选择题（一）A型题（单项选择题）1.下列有关生物碱的论述，正确的是A.含有氮原子B.显碱性C.自然界的所有含氮成分D.无色E.在植物体内以盐的状态存在2.生物碱不具有的特点是A.分子中含氮原子B.氮原子多在环内C.具有碱性D.分子中多有苯环E.显著而特殊的生物活性3.小檗碱的结构类型是A.喹啉类B.异喹啉类C.哌啶类D.有机胺类E.吲哚类4.水溶性生物碱从化学结构上多属于A.伯胺碱B.仲胺碱C.叔胺碱D.季铵碱E.酰胺碱5.氧化苦参碱在水中溶解度大于苦参碱的原因是A.属季铵碱B.具有半极性NO配位键C.相对分子质量大D.碱性强E.酸性强6.表示生物碱碱性的方法是A.pKbB.KbC.pHD.pKaE.Ka7.pKa的含义是A.生物碱的溶解度B.生物碱的解离度C.生物碱共轭酸的溶解度D.生物碱共轭酸的解离度E.生物碱共轭酸解离常数的负对数8.下列生物碱碱性最强的是A.伯胺生物碱B.叔胺生物碱C.仲胺生物碱D.季铵生物碱E.酰胺生物碱9.碱性最弱的生物碱是A.季铵生物碱B.叔胺生物碱C.仲胺生物碱D.伯胺生物碱E.酰胺生物碱10.下述生物碱碱性叙述项不正确的是A.酰胺生物碱几乎不显碱性B.脂肪胺为中等碱性C.季铵生物碱为强碱性D.吡啶为弱碱性E.苯胺类为中强碱性11.下列生物碱碱性大小排序正确的是a酰胺生物碱b季铵生物碱c伯、仲、叔胺类生物碱A.abcB.cbaC.cabD.bcaE.bac12.决定生物碱碱性最主要的因素是A.氮原子的杂化方式B.诱导效应C.共轭效应D.分子内氢键E.空间效应13.L-麻黄碱和D-麻黄碱的碱性差异是因为A.诱导效应B.共轭效应C.分子内氢键效应D.共轭酸分子内氢键效应E.立体效应14.用酸水提取生物碱时，一般采用A.渗漉法B.回流法C.煎煮法D.连续回流法E.沉淀法15.从药材中提取季铵型生物碱时，一般采用的方法是A.碱溶酸沉法B.醇-酸水-碱化-氯仿提取法C.pH梯度萃取法D.酸水-氯仿提取法E.醇-酸水-碱化-雷氏铵盐沉淀法16.在酸水溶液中可直接被氯仿提取出来的生物碱是A.强碱B.中强碱C.弱碱D.酚性碱E.季铵碱17.碱性不同的生物碱混合物的分离可选用A.简单萃取法B.酸提取碱沉淀法C.pH梯度萃取法D.有机溶剂回流法E.分馏法18.吸附色谱法分离生物碱常用的吸附剂是A.聚酰胺B.氧化铝C.硅胶D.活性炭E.硅藻土19.在生物碱酸水提取液中，加碱调pH由低到高，每调一次用氯仿萃取一次，首先得到A.强碱性生物碱B.弱碱性生物碱C.季铵碱D.中等碱性生物碱E.水溶性生物碱20.将生物碱总碱溶于氯仿中，用不同pH（由高到低）缓冲液依次萃取，最后萃取出的生物碱是A.强碱性生物碱B.弱碱性生物碱C.季铵碱D.中等碱性生物碱E.水溶性生物碱21.生物碱进行薄层色谱时，一般使用的显色剂是A.碘化汞钾试剂B.苦味酸试剂C.硅钨酸试剂D.雷氏铵盐试剂E.改良碘化铋钾试剂22.用氧化铝薄层色谱法分离生物碱时，化合物的Rf值大小取决于A.极性大小B.碱性大小C.酸性大小D.分子大小E.挥发性大小（二）B型题（多项选择题）1.根据结构母核分类，生物碱主要分为A.异喹啉类B.哌啶类C.莨菪烷类D.吲哚类E.有机胺类2.常温下为液态生物碱的是A.烟碱B.咖啡因C.麻黄碱D.槟榔碱E.苦参碱3.下列有关生物碱旋光性的叙述，正确的是A.生物碱旋光性受溶剂影响B.生物碱旋光性影响其生理活性C.生物碱旋光性受pH影响D.麻黄碱在氯仿中呈左旋光性E.麻黄碱在水中呈右旋光性4.酚性叔胺碱可溶于A.苯B.氢氧化钠C.水D.盐酸E.乙醇5.亲水性生物碱常指A.两性生物碱B.游离生物碱C.季铵生物碱D.仲胺生物碱E.具有NO配位键的生物碱6.使生物碱碱性减弱的因素是A.吸电子诱导效应B.供电子诱导效应C.吸电子共轭效应D.供电子共轭效应E.立体效应7.使生物碱碱性增强的因素是A.吸电子诱导效应B.供电子诱导效应C.吸电子共轭效应D.供电子共轭效应E.其共轭酸易形成分子内氢键8.使生物碱碱性减弱的吸电子基团是A.烷基B.羰基C.醚基D.酯基E.苯基9.生物碱分子结构与其碱性强弱的关系正确的是A.氮原子的p电子成分比例越大，碱性越强B.氮原子附近有吸电子基团，碱性增强C.氮原子处于酰胺状态，碱性极弱D.生物碱的立体结构有利于氮原子接受质子，碱性增强E．氮原子附近取代基不利于其共轭酸质子形成氢键缔合，碱性增强10.用酸水提取植物中的生物碱可采用的方法是A.煎煮法B.渗漉法C.回流法D.浸渍法E.连续回流法五、指出化合物结构类型12345678OH3COH3CONHCOCH3H3COOCH3NOONOCH3CNOCH3NNOONOCH3OCH3H3COH3CONCOOCH3HOCOCH3NOOHNOOCH3OCH3H3COCH3HHH3CNHCHONCHCH291011六、比较题1.比较下列生物碱中各N原子的碱度强弱，并简述理由N1OH3COH3COON2N1HN2CH3CH3N1HN2O（1）（2）（3）N1H3COCHOHN2CH2CH2（4）2.比较下列各组化合物的碱性大小，并简述理由。(1)NCH3H3COH3COH3COOHN+CH3HOH3COHOH3COCH3ABNCONHHCCH3CH2OHCH3HNHNHOHOHHHHHHHHHOHONHOHOH(2)NH3COH3COHOCH3NHH3COH3COHOAB(3)CH3N(CH3)2C4H9(t)CH3N(CH3)2CH3AB(4)NOCH3HNOH3COOOONOHOCH3OCH3AB(5)OONCH3CH3OHOONCH3CH3AB3.比较下列各组化合物Rf值大小，并简要说明理由。(1)PC：甲酰胺为固定相，甲酰胺饱和乙酸乙酯为展开剂。NHN+OOCH3H3CCOONHNOOCH3H3CCOOAB(2)TLC：在石蜡溶液中浸过的硅胶板，展开剂为石蜡饱和丙酮。NONHOOOOHNONH3COOOOHAB(3)缓冲PC：展开剂为氯仿-甲醇（1：1）。NH3COH3COH3COOCH3OCH3CH3NH3COH3COH3COOCH3OCH3AB(4)硅胶GTLC：展开剂为氯仿-甲醇-氨水（7：1：0.5），比较I.苦参碱（A）与氧化苦参碱（B）；II.汉防己甲素（A）与汉防己乙素（B）；III.莨菪碱（A）与东莨菪碱（B）七．用化学方法区分下列各组化合物1．NOCH3OCH3OHOONOCH3OCH3OHH3COH3COAB2．NOHCCCH2OHOCH3NCH2H3COOCH3H3COH3COCH3AB3．NH3COH3COOCH3OCH3NH3COH3COOHOCH3CH3AB八、简答题1.某中草药含有下列三种生物碱，若按下面提取工艺，这些生物碱分别存在哪些部位，简要说明理由。N+OH-OCH3OCH3OONH3COH3COOCH3H3COONCH3OHHOABC药材粗粉提取液浸膏10%醋酸抽提酸水液不溶物(1)NH4OH碱化(2)CHCl3提取碱液CHCl3提取液10%HCl酸化