生物堿的堿性、旋光性和溶解性

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1、生物堿的旋光性、溶解性和堿性演講者：周詩燦2015.01.07生物堿的堿性1.堿性的產(chǎn)生2.生物堿的堿性生物堿分子中含有氮原子，氮原子最外層電子結(jié)構中有一對未共用電子，能與酸中的質(zhì)子（H+）以配位鍵的形式結(jié)合成鹽，所以具有堿性。生物堿的堿性強弱主要取決于分子結(jié)構中氮原子的電子云密度，若電子云密度升高，則堿性增強，反之堿性下降。3.堿性的強弱表示pKa的值越大，其堿性就越強。而pKb的值越大，則酸性就越強生物堿的堿性強弱不僅取決于生物堿本身接受質(zhì)子的能力，同時也取決于溶劑釋放質(zhì)子的能力。因此比較各種生物堿的強度，必須固定溶劑。一般乙水（作為酸）為溶劑來比較各種生物堿接受質(zhì)子的能力。生

2、物堿在水中堿性強弱順序的比較：胍基>季銨堿（pKa>11）>脂胺類、脂氮雜環(huán)類（pKa8~11）>芳胺類、芳氮雜化類（pKa3~7）>兩個以上的氮雜化類（pKa<3）>酰胺基（1）胍基（最強堿）—NH—C—NH2NH2胍基極易接受質(zhì)子生成亞胺共振穩(wěn)定：對胍基而言，P—π共軛使胍基體系產(chǎn)生共振效應，使亞胺鹽更趨于穩(wěn)定。胍pKa13.4（2）季銨鹽（3）SP3雜化的脂肪胺4.生物堿堿性的影響因素（1）氮的雜化方式：生物堿分子中氮原子孤電子對處于雜化軌道中，其堿性強弱隨雜化度升高而增強。堿性由強到弱的順序：季胺堿>氮烷雜環(huán)>脂肪胺基>芳香胺>氮芳烯雜環(huán)>酰胺>吡咯>腈常見類型化合物的堿性

3、比較：比較下列化合物的堿性大小SP，中性SP2，PKa5.17SP3,PKa9.5Pka>11.5氰基吡啶四氫異喹啉季銨堿（2）電子效應供電基團－－堿性增強吸電基團－－堿性降低A.誘導效應（通過碳鏈傳遞）氮原子附近取代基：比較堿性強弱特別之處：氮雜縮醛(酮)生物堿的堿性若結(jié)構易于質(zhì)子化，呈強堿性，如醇胺型小檗堿若氮原子處在稠環(huán)橋頭，不易質(zhì)子化，則堿性可能較弱。阿馬林：pKa=8.15HHB.誘導—場效應生物堿分子中同時含有兩個氮原子時，第一個氮原子質(zhì)子化后產(chǎn)生一個強的吸電基團—+NHR2，此時對第二個氮原子產(chǎn)生兩種堿度降低的效應，誘導效應和靜電場效應。誘導效應通過碳鏈傳遞，鏈長，堿

4、性降低小。場效應通過空間直接作用，又稱為直接效應，距離遠，降低小。Pka=5.2Pka=10.4Pka1=8.2Pka2=3.4吐根堿ΔpKa=0.89金雀花堿ΔpKa=8.1C.共軛效應氮原子孤電子?電子基團氮原子孤電子對處于P—?共軛體系時，通常堿性減弱。苯胺型、烯胺型、酰胺型常見P—?共軛效應的三種類型：①苯胺型Pka1=1.76Pka2=7.88②烯胺型仲烯胺（A）：共軛酸B極不穩(wěn)定，平衡向C進行，堿性較弱；叔烯胺(A)：共軛酸B較穩(wěn)定，平衡向B進行，堿性較強。A（生物堿）B（共軛酸）H+OH-C氮原子不處在橋頭，堿性強氮原子處在橋頭，堿性相對較弱新士的寧Pka=3.8士的

5、寧Pka=8.2胍基生物堿呈強堿性。PKa＝13.6胍質(zhì)子化后形成季銨離子，呈強共軛，體系穩(wěn)定性大（共軛酸的高度共振穩(wěn)定性，使共軛酸穩(wěn)定，Ka小，Pka大，堿性強）③酰胺型胡椒堿Pka=1.42咖啡因Pka=1.22（3）空間效應氮原子由于附近取代基的空間立體障礙或分子構象因素，使質(zhì)子難于接近氮原子，堿性減弱。PKa＝4.39PKa＝5.15PKa＝4.81PKa＝2.93小基團引入，只破環(huán)P—π共軛，堿性增強大基團：破壞共軛加空間阻礙空間效應：阻礙質(zhì)子靠近氮原子，使堿性降低（莨菪堿和東莨菪堿）。莨菪堿（pka9.65）東莨菪堿（pka7.50）（4）分子內(nèi)氫鍵若能形成穩(wěn)定的分子內(nèi)

6、氫鍵，可使堿性增強。（指成鹽時接受的質(zhì)子能形成穩(wěn)定的分子內(nèi)氫鍵）和鉤藤堿Pka=6.32異和鉤藤堿Pka=5.20堿性強弱小結(jié)①②供電——堿性↑誘導吸電——堿性↓共軛——堿性↓（胍基除外）立體因素——堿性增強、降低（視結(jié)構而定）胍基>③空間效應與誘導效應共存，空間效應主導共軛效應與誘導效應共存，共軛效應主導比較下列化合物的堿性化合物pKa(25℃)熔點/℃比旋光度（+）扁桃酸3.37132.8+5.8°（-）扁桃酸3.37132.8-5.8°（±）扁桃酸3.38132.80（+）-乳酸3.7953+3.8°（-）-乳酸3.7953-3.8°（±）-乳酸3.79180天然產(chǎn)物往往具有

7、旋光性旋光性物質(zhì)的物理性質(zhì)除旋光性以外幾乎相同；其化學性質(zhì)除在生化反應或與旋光試劑作用以外幾乎相同旋光性多巴的生理活性沒有活性抗震顫麻痹作用，治療帕金森氏癥（－）麻黃堿：（＋）偽麻黃堿（－）麻黃堿：具有收縮血管、松馳支氣管平滑肌、興奮中樞的作用，活性強。（＋）偽麻黃堿：有升壓、利尿作用，且活性弱?！胺磻！笔录?1957年，德國，上市一種新藥非巴比妥類鎮(zhèn)靜藥---“反應?！保é?苯肽茂二酰亞胺，塞利多米）。廣泛用于妊娠反應，銷往46個國家，8000多例海豹肢畸形嬰兒。