天然产物化学论文——麻黄碱

天然产物化学

班级：生工122班

姓名：

学号：

麻黄碱

OH

CH3

HN

CH3

麻黄碱:

氢键稳定性大于麻黄麻黄碱，学名(1R,2S)-2-甲氨基-苯丙烷-1-醇，存在多种立体异构体，是一种生物碱。分子式C10H15NO。存在于多种麻黄属植物中，中草药麻黄的主要成分。无色挥发性液体。可以水蒸气蒸馏。常用其盐酸盐。

麻黄碱的结构：

麻黄中含有多种生物碱，以麻黄碱和伪麻黄碱为主，其次是甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱。麻黄生物碱分子中的氮原于均在侧链上，属于有机胺类生物碱。麻黄碱和伪麻黄碱属仲胺衍生物，且互为立体异构体，它们的结构区别在于cl的构型不同。

麻黄碱的理化性质：

挥发性：麻黄碱和伪麻黄碱的分子量较小，具有挥发性。

碱性：麻黄碱和伪麻黄碱为仲胺生物碱，碱性较强。由于伪麻黄碱的共轭酸与

C2-OH形成分子内碱，所以伪麻黄碱的碱性强于麻黄碱。

溶解性：由于麻黄碱和伪麻黄碱的分子较小，其溶解性与一般生物碱不完全相同，既可溶于水，又可溶于氯仿，但伪麻黄碱在水中的溶解度较麻黄碱小。麻黄碱和伪麻黄碱形成盐以后的溶解性能也不完全相同，如草酸麻黄碱难溶于水，而草酸伪麻黄碱易溶于水；盐酸麻黄碱不溶于氯仿，而盐酸伪麻黄碱可溶于氯仿。有机仲胺衍生物，碱性较强。两者为立体异构。由于伪麻黄碱的共轭酸与C-OH形成分子内氢键，稳定性大于麻黄碱，所以伪麻黄碱的碱性（pKa9.74）稍强于麻黄碱（pKa9.58）。

①游离麻黄碱可溶于水，但伪麻黄碱在水中的溶解度较麻黄碱小。这是由于伪麻黄碱形成较稳定的分子内氢键的缘故医学|教育网搜集整理。

②麻黄碱和伪麻黄碱也能溶解于氯仿、乙醚、苯及醇类溶剂中。

③麻黄碱盐与伪麻黄碱盐的溶解性能也不完全相同，如草酸麻黄碱难溶于水，而草酸伪麻黄碱则易溶于水；盐酸麻黄碱不溶于氯仿，而盐酸伪麻黄碱则可溶于氯仿。

分离提取纯化麻黄碱

1.提取

（1）酸水提取法：一般用1%～5%的硫酸、盐酸或醋酸为溶剂，使生物碱成盐而溶于水。该法提取水溶性杂质较多，常采用有机溶剂萃取法：将酸水提取液调至中性，并浓缩至适的体积，以弱碱氨水或石灰水碱化，使生物碱游离，再用亲脂性有机溶剂氯仿、乙醚等萃取生物碱，回收溶剂得总生物碱。

（2）醇类溶剂提取法：生物碱及其盐都能溶于甲醇或乙醇，所以常用甲醇或乙醇为溶剂，有时也用酸性乙醇或甲醇（含0.5%～1.0%硫酸或醋酸）。以渗漉法、浸渍法、回流法、连续回流法提取。纯化方法可以采用上述的有机溶剂萃取。（3）亲脂性有机溶剂提取法：用氯仿等亲脂性有机溶剂提取游离生物碱，采用回流法、连续回流法提取。提取前应先用少量碱水（氨水、石灰乳等）与原料拌匀至湿润，使生物碱由盐转为游离碱，再用上述溶剂提取。因为酚性生物碱能与氢氧化钠成盐，不宜用氢氧化钠溶液。此法仅能提取亲脂性生物碱，同时也带来亲脂性杂质，可将生物碱转溶于酸水与杂质分开。

（4）溶剂法：利用麻黄碱和伪麻黄碱既能溶于水，又能溶于亲脂性有机溶剂的性质，以及麻黄碱草酸盐比伪麻黄碱草酸盐在水中溶解度小的差异，使两者得以分离。方法为麻黄用水提取，水提取液碱化后用甲苯萃取，甲苯萃取液流经草酸溶液，由于麻黄碱草酸盐在水中溶解度较小而结晶析出，而伪麻黄碱草酸盐留在母液中。

（5）水蒸汽蒸馏法：麻黄碱和伪麻黄碱在游离状态时具有挥发性，可用水蒸汽蒸馏法从麻黄中提取。

2.分离

（1）利用生物碱的碱性差异进行分离：pH梯度萃取法。此法有两种操作方式：①将总碱溶于酸水，逐步加碱调pH值使之由低到高，每调一次pH值后，即用氯仿等亲脂性有机溶剂萃取一次。生物碱按由弱到强顺序，分别游离转溶于有机溶剂中。②将总碱溶于氯仿等，用pH值由高到低的酸性缓冲液依次萃取，使生物碱按碱度由强至弱的顺序萃取出来，然后将各部分缓冲液碱化，转溶于有机溶剂，回收溶剂即得到各部分生物碱。

（2）利用生物碱及其盐的溶解度差异进行分离：常采用溶剂萃取法、沉淀法。例如，苦参碱因其极性小于氧化苦参碱，能溶于乙醚，后者难溶于乙醚，因此，将二者混合物溶于适量的氯仿，在氯仿液中加入10倍量的乙醚，氧化苦参碱即可析出沉淀。不同生物碱与同一种酸形成的盐显示出不同的溶解度，例如，在麻黄的水提液中，加入草酸溶液后，适当浓缩，草酸麻黄碱溶解度小，先析出结晶，而草酸伪麻黄碱仍留在溶液中。

（3）利用生物碱的特殊功能基进行分离：某些生物碱的分子中含有酚羟基，可将其溶于氯仿中，用稀氢氧化钠水溶液萃取，得到酚性生物碱部位，非酚性生物碱则留在氯仿。如吗啡碱具有酚羟基能溶于氢氧化钠溶液借此可与可待因分离。带羧基的生物碱可用碳酸氢钠水溶液从氯仿溶液。

（4）离子交换树脂法：利用生物碱盐能够交换到强酸型阳离子交换树脂柱上，而麻黄碱的碱性较伪麻黄碱弱，先从树脂柱上洗脱下来，从而使两者达到分离。

3.纯化：

具体步骤如下：2～3倍缓冲液A稀释经常规麻黄植物提取法、合成法、微生物发酵法或细胞培养法得到的经0.05M稀盐酸处理的含盐酸麻黄碱的原始料液，采用苯乙烯系阳离子树脂001×7 Styrene DVB装填的带特定设计液体分布器的扩张床一步吸附盐酸麻黄碱，采用含0.1M NaCl和1.0M NaCl的pH 7.2的0.01M 磷酸盐缓冲液进行两步阶跃洗脱，收集第二个洗脱峰的洗脱液，得到纯化的盐酸麻黄碱。本方法避免了有机溶剂二甲苯的使用，产品的收率较传统的有机溶剂萃取法提高了22％，达到 86％，产品纯度达到85％。

纯化分离麻黄碱的方法，包括如下步骤： 1)将经常规麻黄植物提取法、合成法、微生物发酵法或细胞培养法得到的经0.05M稀盐酸处理的含盐酸麻黄碱的原始料液收集，2～3倍缓冲液A稀释，缓冲液A为pH5.0的0.01M 醋酸盐缓冲液(乙酸钠-冰乙酸)，pH7.2的0.01M磷酸盐缓冲液(磷酸氢二钠-磷酸二氢钠)，pH9.9的0.01M甘氨酸缓冲液(甘氨酸-氢氧化钠)，优选为pH7.2的磷酸盐缓冲液； 2)用缓冲液A平衡扩张床层析柱中的阳离子交换介质，经蠕动泵上样，待床层扩张稳定30 min后，上样液迅速由缓冲液切换为步骤1)的悬浮料液(使用搅拌器获得含有植物碎片的悬浮液)，待穿透点达到5～20％时，停止料液进样，马上用缓冲液清洗4～5个柱体积，直至目标物基线趋于恒定，再用洗脱液B和C进行两步阶跃洗脱，一级洗脱液B为含0.1M NaCl的pH7.2的磷酸盐缓冲液，洗脱2.2个柱体积，二级洗脱液C为含1.0MNaCl的pH 7.2的磷酸盐缓冲液，洗脱18个柱体积，收集第二个洗脱峰的洗脱液，最后将此洗脱液浓缩，得到纯化的盐酸麻黄碱，操作过程中，通过扩张床高度调节器调节层析柱上部的活塞保持在扩张的吸附剂液面上方1～2cm处。

4.鉴别反应及其依据：

麻黄碱和伪麻黄碱不能与大数生物碱沉淀试剂发生反应，但可用下述反应鉴别：二硫化碳-硫酸铜反应属于仲胺的麻黄碱和伪麻黄碱产生棕色沉淀。医学|教育网收集整理属于叔胺的甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和属于伯胺的去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱不反应。

铜络盐反应麻黄碱和伪麻黄碱的水溶液加硫酸铜、氢氧化钠，溶液呈蓝紫色。

参考文献：

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