A. 如何進行生物鹼的分離
一、生物鹼的提取:
1.水或酸水提取法
(1)生物鹼在植物體內都以鹽的形式存在,常以無機酸水提取。使生物鹼的大分子有機酸鹽變為小分子無機酸鹽,增大在水中的溶解度,且方法比較簡便。
(2)常用0.1%~l%的硫酸、鹽酸或醋酸、酒石酸溶液作為提取溶劑,採用浸漬法或滲漉法提取。
(3)主要缺點是提取液體積較大,濃縮困難,且水溶性雜質多。故用酸水提取後,一般可採用下列純化和富集生物鹼的方法:
1)陽離子樹脂交換法
生物鹼鹽在水中可解離出生物鹼陽離子,能和陽離子交換樹脂發生離子交換反應,被交換到樹脂上。交換完全後,用中性水或乙醇洗除柱中的雜質。最後,再用適當的方法(酸水或酸性乙醇)將生物鹼從樹脂上洗脫下來。
2)萃取法
將酸水提取液鹼化,生物鹼游離後,如沉澱,過濾即得;如不沉澱,以適當親脂性有機溶劑萃取,回收溶劑,即得總生物鹼。
2.醇類溶劑提取法
(1)游離生物鹼或其鹽均可溶於甲醇、乙醇,可用醇迴流或滲漉、浸漬等方法提取。
(2)優點:適應性廣,不同鹼性的生物鹼和鹽均可用,提取出來的水溶性雜質較少。缺點:脂溶性雜質多。
(3)還可配合酸水-鹼化-萃取法處理去除脂溶性雜質。
具體方法是醇提液回收醇後加稀酸水攪拌,濾過,濾液調鹼性後以親脂性有機溶劑萃取,回收溶劑即得總生物鹼。
3.親脂性有機溶劑提取法
(1)大多數游離生物鹼都是親脂性的,故可用氯仿、苯、乙醚等提取游離生物鹼。可採用浸漬、迴流或連續迴流法提取。
(2)但一般要將葯材用少量鹼水濕潤後提取,以便使生物鹼游離,也可增加溶劑對植物細胞的穿透力。
(3)揮發性生物鹼如麻黃鹼可用水蒸氣蒸餾法提取。可升華的生物鹼如咖啡鹼可用升華法提取。
二、生物鹼的分離:
1.利用鹼性差異進行分離
(1)總鹼中各生物鹼的鹼性不同,可用pH梯度萃取法進行分離。
(2)將總生物鹼溶於氯仿等親脂性有機溶劑,以不同酸性緩沖液依pH由高至低依次萃取,生物鹼可按鹼性由強至弱先後成鹽依次被萃取出而分離,分別鹼化後以有機溶劑萃取即可。
(3)將總生物鹼溶於酸水,逐步加鹼使pH值由低至高,每調一次pH值,即用氯仿等有機溶劑萃取,則各單體生物鹼依鹼性由弱至強先後成鹽依次被萃取出而分離。
2.利用溶解度差異進行分離
(1)游離生物鹼:如苦參中苦參鹼和氧化苦參鹼的分離,可利用氧化苦參鹼極性稍大難溶於乙醚,苦參鹼可溶於乙醚的性質,將苦參總鹼溶於氯仿,再加入10倍量以上乙醚,氧化苦參鹼即可析出沉澱。漢防己中漢防己乙素極性大於甲素,故在冷苯中的溶解度小於甲素,藉此可用冷苯法將兩者分離。
(2)生物鹼鹽:不同的生物鹼與不同酸生成的鹽是溶解度也不同:如麻黃中分離麻黃鹼、偽麻黃鹼,即利用二者草酸鹽的水溶性不同,提取後經處理得到的甲苯溶液,經草酸溶液萃取後濃縮,草酸麻黃鹼溶解度小而析出結晶,草酸偽麻黃鹼溶解度大而留在母液中。
3.利用特殊官能團進行分離
(1)酚性或含羧基生物鹼在鹼性條件下成鹽溶於水,可與一般生物鹼分離。
(2)內酯或內醯胺結構的生物鹼可在鹼性水液中加熱開環生成溶於水的羧酸鹽而與其他生物鹼分離,在酸性下又環合成原生物鹼而沉澱。
4.利用色譜法進行分離
(1)吸附柱色譜:常用氧化鋁或硅膠作為吸附劑,有時也用纖維素、聚醯胺等。
(2)分配柱色譜:對某些結構特別相近的生物鹼,可採用分配色譜法。
(3)其他:高效液相色譜、制備性薄層色譜、干柱色譜、中壓或低壓柱色譜等也常用於分離生物鹼。
B. 離子交換樹脂提取生物鹼的原理是什麼
通過離子交換樹脂的聚合多孔性及官能團進行吸附,由於這一交換過程速度很快,離子交換樹脂對生物鹼的親和性也很好,水處理填料樹脂因此在這個過程中,有機物對離子交換樹脂的污染很小。吸附飽和後,再用稀濃度的酸液進行分布洗脫,稀的酸液洗下的是正電荷很弱的雜質,它們可以與活性官能鍵結合,但是不穩定,然後再用較高濃度的酸液將吸附的生物鹼洗脫,最後用高濃度的酸液洗脫與活性官能團結合很牢固的陽離子雜質。為了確保離子交換樹脂的吸附容量,往往在使用到一定周期後,會採用NaOH溶液進行逆轉型復甦。
C. 離子交換法提取生物鹼的原理
氨基酸為兩性化合物,含有可形成正離子的氨
基和可形成負離子的羧基。因此,應用陽離子交換回樹脂和陰離子交換樹脂均可對其進行分離和純化。天然氨基答酸主要來源於蛋白質水解液或微生物發酵液,隨其來源不同,體系中氨基酸的含量與半生雜質的類型也有所區別,因而提取分離工藝也不盡相同。用於離子交換樹脂從蛋白質水解液中提取分離氨基酸的工藝如下圖:
而自然界中尚存在大量的非蛋白氨酸,具有葯用價值的就有40餘種。如美舌藻中的海人草酸、使君子種子中的使君子氨酸和南瓜子中的南瓜子氨酸,均具有驅蛔蟲作用的中草葯有效成分,均可用溫水、乙醇或乙酸的水溶液提取,再用強酸性陽離子交換樹脂進行富集和純化而得到高純度的產品。
混合氨基酸一般在陽離子交換樹脂上分離純氨基酸組分,其分離原理是基於樹脂對不同氨基酸的選擇性。選擇性大小的順序為:鹼性氨基酸>中性氨基酸>酸性氨基酸。當解吸時,氨基酸流出順序正好相反,酸性氨基酸最先流出樹脂柱。決定氨基酸流出順序的另外一個因素是氨基酸側鏈的疏水性。
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D. 離子交換樹脂提取生物鹼的原理是什麼其方法有什麼特點
離子交換作用,吸附生物鹼
E. 生物鹼的一般鑒定反應有哪幾種
1、熔點鑒別法
熔點測定是一種常用初步鑒別葯物的方法,在葯典附錄中都規定有詳細的測定方法。所測熔點受結晶和測定條件影響大,有許多化合物的熔點相近,易混淆,所以,利用反應生成難溶於水的衍生物,測熔點,增加專屬性,來幫助判斷。生物鹼類常用四苯硼鈉和芳磺酸類與之反應,測熔點
2、旋光鑒別
手性碳原子旋光測定鑒別(旋光度)。
3、沉澱反應和顯色反應
常用生物鹼沉澱試劑:KI-I2,KBiI4,KhgI3和苦味酸(三硝基苯酚)試液,其他還有磷鎢酸、磷鎢酸鉬、鞣酸、HgCl2等試液,通過沉澱顏色和結晶情況,用於鑒別或互相區別;
顯色反應的顯色試劑:甲醛硫酸試液,濃硝酸、濃硫酸等等,通過氧化,脫水,縮合等反應顯色,用於鑒別,也可用於TLC的顯色劑。
4、光譜分析
可用UV和IR等分析鑒別。
5、色譜分析
可用薄層色譜、紙色譜、氣相色譜和HPLC法分析鑒別和測定。
F. 生物鹼離子交換法分離的條件是
1.利用生物鹼的鹼性差異進行分離
方法:酸水-鹼化-萃取法
注意:
①強鹼在弱酸性條件下能形成生物鹼鹽,易溶於水;弱鹼則需在較強酸性條件下形成生物鹼鹽而溶於水。
②成鹽後,弱鹼鹽在弱鹼條件下即可轉變成游離生物鹼,易溶於親脂性有機溶劑;強鹼鹽則需在較強鹼性條件下轉變成游離生物鹼,溶於親脂性有機溶劑。
總鹼中各生物鹼的鹼性不同,可用pH梯度萃取法進行分離。
具體方法有兩種:
①總生物鹼溶於親脂性有機溶劑, pH由高至低依次萃取,生物鹼可按鹼性由強至弱先後成鹽依次被萃取出而分離
②總生物鹼溶於酸水,逐步加鹼使pH值由低至高分離。
對於鹼性有差別的兩種生物鹼,可採用調pH後簡單萃取法分離。如從洋金花的乙醇浸出液中分離莨菪鹼和東莨菪鹼,利用二者鹼性差別,將乙醇浸出液濃縮後鹼化到pH 9~10,三氯甲烷萃取,三氯甲烷萃取液再用稀酸水萃取,將此酸水液用固體碳酸氫鈉鹼化後以三氯甲烷萃取,東莨菪鹼因鹼性小游離出來而被萃取出。水層再用氨水鹼化至pH l0,用三氯甲烷可萃取出鹼性稍強的莨菪鹼。
2.利用溶解度差異進行分離
游離生物鹼:如苦參中苦參鹼和氧化苦參鹼的分離
(氧化苦參鹼的極性大於苦參鹼,難溶於乙醚)
漢防己中漢防己甲素和漢防己乙素的分離
(漢防己甲素的極性小於漢防己乙素,可溶於冷苯)
生物鹼鹽:如麻黃中分離麻黃鹼、偽麻黃鹼
(在草酸中溶解度不同,麻黃鹼溶解度小於偽麻黃鹼)
3.利用特殊官能團進行分離
含羧基的生物鹼能與碳酸氫鈉生成羧酸鹽而溶於水,可與其他鹼分離;
酚性生物鹼的酚羥基具有弱酸性,可與氫氧化鈉溶液生成鹽溶於水,而與其他非酚性生物鹼分離。如在阿片生物鹼中,嗎啡具酚羥基而可待因無酚羥基,可用5%氫氧化鈉分離。
內酯或內醯胺結構的生物鹼可在鹼性水液中加熱開環生成溶於水的羧酸鹽而與其他生物鹼分離,在酸性下又環合成原生物鹼而沉澱,如喜樹鹼。
4.利用色譜法進行分離
(1)吸附柱色譜
常用氧化鋁或硅膠作為吸附劑,有時也用纖維素、聚醯胺等。以苯、氯仿、乙醚等親脂性有機溶劑或以其為主的混合溶劑系統作洗脫劑。
(2)分配柱色譜
對某些結構特別相近的生物鹼,可採用分配色譜法。
如三尖杉中的抗癌生物鹼三尖杉酯鹼和高三尖杉酯鹼的分離,兩者結構僅差一個亞甲基。具體方法是以硅膠為支持劑,以pH 5.0緩沖液為固定相,pH 5.0緩沖液飽和的三氯甲烷溶液洗脫,首先洗脫的是高三尖杉酯鹼,中間部分是二者的混合物,最後部分是三尖杉酯鹼。
5.高效液相色譜法(HPLC)
優點:分離效能好、靈敏度高、分析速度快。
色譜柱類型:硅膠吸附色譜柱,C18反相色譜柱。
此外,制備型薄層色譜、干柱色譜、中壓或低壓柱色譜等也常用於分離生物鹼。
水溶性生物鹼(季銨鹼)的分離
(一)沉澱法
實驗室常用雷氏銨鹽試劑純化季銨鹼。
(二)溶劑法
利用水溶性生物鹼能夠溶於極性較大而又能與水分層的有機溶劑(如正丁醇、異戊醇或氯仿-甲醇的混合溶劑等)的性質,用這類溶劑與含這類生物鹼的鹼水液反復萃取,使水溶性生物鹼與強親水性的雜質得以分離。
生物鹼的色譜檢識
常用方法:薄層色譜法、紙色譜法、高效液相色譜法和氣相色譜法
(一)薄層色譜法
1.吸附薄層色譜法
(1)吸附劑
吸附劑常用硅膠和氧化鋁。
硅膠適用注意:硅膠為酸性吸附劑,易造成拖尾或復斑,影響分離效果。可在塗鋪硅膠薄層時加稀鹼(0.1~0.5mol/L氫氧化鈉)或緩沖溶液,製成鹼性薄板;或使色譜過程在鹼性條件下進行,即在展開劑中加入少量鹼性試劑,如二乙胺、氨水等。
氧化鋁本身顯弱鹼性,不經處理便可用於分離和檢識生物鹼,一般較常用,特別適合分離親脂性較強的生物鹼。
(2)展開劑
展開劑系統多以親脂性溶劑為主,一般以三氯甲烷為基本溶劑。
若Rf值太小,加入適量甲醇、丙酮等極性較大的溶劑;
若Rf值太大,加入適量苯、環己烷等極性較小的溶劑。
在展開劑中加入少量鹼性試劑,如二乙胺、氨水等,可改善分離效果。
2.分配薄層色譜
特別適用於分離有些結構十分相近的生物鹼。
(1)支持劑與固定相:
通常選用硅膠或纖維素粉作支持劑,以甲醯胺或水為固定相。
甲醯胺適合分離弱極性或中等極性的生物鹼;水適合分離水溶性生物鹼。
(2)展開劑:
分離脂溶性生物鹼,應以親脂性有機溶劑作展開劑,如三氯甲烷-苯(1:1)等;
分離水溶性生物鹼,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)。
在配製流動相時,需用固定相飽和。
3.顯色方法
①有色生物鹼可直接觀察斑點;
②具有熒光的生物鹼在紫外光下顯示熒光斑點;
③大多生物鹼的薄層色譜可用改良碘化鉍鉀試劑顯色,顯橘紅色斑點。(如碘化鉍鉀不顯色,可選用其他特殊顯色劑)
G. 生物鹼Dragendorff反應產生的物質是什麼
結晶法
需要掌握結晶溶劑選擇的一般原則及判定結晶純度的方法。
結晶溶劑選擇的一般原則:對欲分離的成分熱時溶解度大,冷時溶解度小;對雜質冷熱都不溶或冷熱都易溶。沸點要適當,不宜過高或過低,如乙醚就不宜用。
判定結晶純度的方法:理化性質均一;固體化合物熔距≤2℃;TLC或PC展開呈單一斑點;HPLC或GC分析呈單峰。
2.沉澱法
可通過4條途徑實現:
1)通過改變溶劑極性改變成分的溶解度。常見的有水提醇沉法(沉澱多糖、蛋白質)、醇提水沉法(沉澱樹脂、葉綠素)、醇提乙醚或丙酮沉澱法(沉澱皂苷)等。
2)通過改變溶劑強度改變成分的溶解度。使用較多的是鹽析法,即在中葯水提液中加入一定量的無機鹽,使某些水溶性成分溶解度降低而沉澱出來。
3)通過改變溶劑pH值改變成分的存在狀態。適用於酸性、鹼性或兩性親脂性成分的分離。如分離鹼性成分的酸提
H. 生物鹼的一般鑒定反應有哪幾種
生物鹼或生物鹼的鹽類水溶液,能與一些試劑生成不溶性沉澱。這種試劑稱為生物鹼沉澱劑。此種沉澱反應可用以鑒定或分離生物鹼。常用的生物鹼沉澱劑有:碘化汞鉀(HgI2•2KI)試劑(與生物鹼作用多生成黃色沉澱);碘化鉍鉀(BiI3•KI)試劑(與生物鹼作用多生成黃褐色沉澱);碘試液、鞣酸試劑、苦味酸試劑、苦味酸試劑分別與生物鹼作用,多生成棕色、白色、黃色沉澱。