天然药物化学教学资料 天然药化9 生物碱.ppt

四、生物碱的碱性空间效应如果氮原子周围的取代基分子较大，对氮原子构成屏蔽作用，使氮原子难于接受质子，造成碱性降低。莨菪碱（pka9.65）01东莨菪碱（环氧位阻pka6.20）02麻黄碱（pKa9.58）甲基麻黄碱（pKa9.30）利血平（pKa6.07）N1-吲哚氮，中性；01N2-脂环叔氮，一般叔氨pKa8~9，因C19－20直立键立体位阻碱性降低，pKa6.0702利血平4．氢键效应当生物碱成盐后，氮原子附近如有羟基、羰基，并处于有利于形成稳定的分子内氢键时，氮上的质子不易离去，碱性强。成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键四、生物碱的碱性生物碱结构中的碱性基团与碱性强弱之间的关系为：胍基＞季铵碱＞脂肪胺和脂杂环＞芳胺和吡啶环＞多氮同环芳杂环＞酰胺基和吡咯环胍季铵碱烷胺类（仲胺，叔胺）芳胺类（芳杂环）酰胺类（pKa13.6）小檗碱（11.5）四氢异喹啉（9.5）异喹啉（5.4）（pKa2）共轭酸高度离子型SP3杂化SP2杂化P—π共轭共振稳定性类似无机碱（无双键）（有双键）通常情况下碱性强弱与pKa大小的关系如下pKa11为强碱（胍、季胺碱）pKa7~11中强碱（脂肪胺类—仲胺、叔胺）pKa2~7弱碱（芳胺、芳氮杂环）pKa2极弱碱（酰胺类）对于具体生物碱来说，若影响碱性的因素不止一个，则需综合考虑。一般来说，空间效应与诱导效应共存，空间效应居主导地位；共轭效应与诱导效应共存，共轭效应居主导地位。练习题比较碱性强弱：四、生物碱的碱性N杂化方式1氰类（SP中性）2电效应3四氢异喹啉（SP3pKa9.5）异喹啉（SP2pKa5.4）生物碱分子中碱性基团的pKa值大小顺序一般是：季铵碱＞N-烷杂环＞脂肪胺＞芳香胺≈N-芳杂环＞酰胺≈吡咯。四、生物碱的碱性碱性类型杂化举例脂肪胺脂氮环sp311.311.29.5芳杂环sp20.45.174.945.14氰基sp－C≡N(0~1)1．N杂化方式小结04030102生物碱的碱性强弱主要取决于分子结构中氮原子的电子云密度，若电子云密度升高，则碱性增强，反之碱性下降。诱导效应诱导-场效应共轭效应2.电子效应诱导效应氮原子附近有吸电子基时，可降低氮上电子云密度，则碱性下降。氮原子连接供电子基，使N上电子云密度增多，碱性增强(如烷基等；但仲胺〉叔胺）吸电子基：苯环、羟基、双键、酰基、酯酰基2.电子效应碱性：二甲胺甲胺氨诱导效应01PKa10.710.649.89.75碱性：仲胺＞伯胺＞叔胺＞氨(CH3)2NHCH3-NH2(CH3)3NNH3022.电子效应麻黄碱（pKa9.58）（甲基供电诱导效应）苯异丙胺（pKa9.80）如：苯异丙胺麻黄碱去甲麻黄碱去甲基麻黄碱（pKa9.00）（羟基的吸电诱导效应）（无羟基的吸电作用）诱导效应:酯酰基四、生物碱的碱性四、生物碱的碱性诱导效应:双键具有吸电子诱导效应。四、生物碱的碱性诱导效应:氮杂缩醛(酮)生物碱的氮原子不处在桥头，强碱性具有氮杂缩醛结构的生物碱常易于质子化而显强碱性。如氮原子的邻位碳上具α、β双键或α-羟基者，可异构成季铵碱，使碱性增强。醇型小檗碱（pKa11.5）季胺型小檗碱在稠环中，氮杂缩醛体系中氮原子处于桥头N时，因其具有刚性结构不能发生质子化异构，相反由于OH的吸电效应使碱性减小，碱性相对较弱。strychninepseudostrychnineN:处在桥头，为刚性结构，不发生未共用电子对的转移，故不形成季铵碱。pka8.2pka5.6甲基01苯环02氨基0