Galerie de cartes mentales Propriétés physiques et chimiques des alcaloïdes, extraction et séparation, identification structurale
Il s'agit d'une carte mentale sur les propriétés physiques et chimiques, l'extraction, la séparation et l'identification structurelle des alcaloïdes. La plupart des alcaloïdes sont des solides cristallins, optiquement actifs et ont un certain point de fusion.
Modifié à 2024-01-16 20:39:42Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
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alcaloïdes
Proprietes physiques et chimiques
Les propriétés générales
Forme : solide principalement cristallin, rarement poudre ; a un point de fusion. Quelques-uns sont liquides à température ambiante (la plupart ne contiennent pas d'oxygène, et s'ils contiennent une liaison ester)
Couleur : principalement incolore ou blanche, quelques-unes sont colorées
Berbérine : jaune, tétrahydroberbérine : incolore ; hématine : jaune, incolore après formation de sel
Goût : plutôt amer
Volatilité : la plupart sont non volatiles, quelques-unes sont volatiles
Rotation optique : rotation optique principalement vers la gauche. • Certains produisent un phénomène de métarotation. • Tels que : Solution Nicotine Neutre - rotation optique gauche. Solution acide - rotation optique droite • La plupart des isomères L présentent une activité physiologique significative.
Solubilité
Base libre : Un petit nombre de bases phénoliques, insolubles dans l’eau alcaline pour diverses raisons. Par exemple, la déméthyltétrandrine est insoluble dans l’eau alcaline en raison d’un obstacle stérique et de sa capacité à former des liaisons hydrogène intermoléculaires. Les alcaloïdes non phénoliques sont insolubles dans l'eau alcaline, ils se trouvent donc dans la couche de chloroforme lors de l'extraction.
Alk salifiant : • Principalement soluble dans l'eau, insoluble ou peu soluble dans les solvants organiques. Les alcaloïdes hydrophiles font généralement référence aux alcaloïdes d'ammonium quaternaire et aux alcaloïdes avec des liaisons de coordination N → O. • Les sels d'oxylate ont tendance à être plus solubles dans l'eau. • Mauvaise solubilité avec l'eau salée formée d'acides organiques macromoléculaires • Bonne solubilité avec des acides organiques de petits poids moléculaires ou des acides inorganiques pour former de l'eau salée
alcalin
Source d'alcalinité
Comment exprimer la force de l'alcalinité
Plus le pKa est grand, plus le degré d'ionisation de l'acide conjugué est faible et plus la capacité de liaison des atomes d'azote à H est forte, c'est-à-dire plus l'alcalinité est forte.
Facteurs affectant la force de l'alcalinité (exemples spécifiques sur PPT !)
Méthode d'hybridation
sp3>sp2>sp1
Ammonium quaternaire (comme la berbérine) > amine secondaire > amine primaire > amine tertiaire > amine aromatique > amide > base d'ammonium quaternaire > amine aliphatique (hétéro) > amine aromatique (hétéro) > amide ;
Effet électronique : La densité du nuage d’électrons augmente et plus la capacité à accepter les protons est forte, plus l’alcalinité est forte.
Effet induction : le branchement d'un groupe d'alimentation augmente l'alcalinité
Effet d'induction : s'il y a des groupes attracteurs d'électrons (tels que phényle, hydroxyle, carbonyle, groupe ester, liaison éther, groupe acyle, double liaison) à proximité de l'atome d'azote, l'alcalinité sera affaiblie.
Cocaïne et topocaïne
Effet de conjugaison : lorsque la seule paire d'électrons de l'atome d'azote se trouve dans le système conjugué p-π, l'alcalinité est affaiblie. Les effets courants de la conjugaison p-π incluent principalement le type aniline, le type énamine et le type amide. Guanidine>amidine>imidazole>pyridine>pyrrole, indole
Effet champ d'induction : alcalinité réduite
Effet stérique : empêchement stérique
Molécules d'amine tertiaire - alcalinité réduite Mais comme : matrine - augmente l'alcalinité D'une manière générale, lorsque l'effet d'induction et l'effet stérique existent en même temps, l'effet stérique a un plus grand impact sur l'alcalinité ; lorsque l'effet d'induction et l'effet de conjugaison existent en même temps, l'effet de conjugaison a un plus grand impact sur l'alcalinité ; alcalinité.
liaison hydrogène intramoléculaire
Si des liaisons hydrogène intramoléculaires stables peuvent être formées, l’alcalinité peut être améliorée. (Cela signifie que les protons acceptés lors de la formation du sel peuvent former des liaisons hydrogène intramoléculaires stables)
La pseudoéphédrine est plus alcaline que l'éphédrine
Tautomérie intramoléculaire : aza cétal, protonation pour former une base d'ammonium quaternaire
Conditions de la tautomérie : ① La molécule d'amine tertiaire du cycle a des doubles liaisons aux positions α et β de l'atome d'azote ; ②La molécule d'amine tertiaire cyclique a -OH en position α de l'atome d'azote ; ③N situé à la tête de pont de l'anneau fondu ne peut pas être isomérisé
Formation de sel (mécanisme de formation de sel Alk)
Lorsque les alcaloïdes forment des sels avec des acides, pour la protonation, lorsque les alcaloïdes d'amine secondaire et d'amine tertiaire forment des sels, les protons sont principalement liés aux atomes d'azote. Dans les bases d'ammonium quaternaire, les azaacétals, les énamines et les alcaloïdes avec des effets d'anneaux croisés impliquant des atomes d'azote, la protonation ne se produit souvent pas au niveau de l'atome d'azote.
Formation de sel de bases d'ammonium quaternaire
Formation de sel d'hétéroacétal azoté Alk
Formation de sel d'Alk à structure énamine
La protonation alk se fait principalement sur les atomes β-C et non sur les atomes d'azote
L'atome N à la tête de pont de l'anneau fusionné ne peut pas former de sel sous forme d'imine
Néostrychnine, Amarinine
Formation de sel d'Alk impliquant des effets d'anneaux croisés d'atomes d'azote
Lorsque la seule paire d’électrons de l’atome N est spatialement proche du groupe cétone, un effet d’anneau croisé se produit.
Implique l’oxydation des atomes d’azote
Oxydation en imines et leurs sels
N-désalkylation (éliminer le N-méthyle, le N-éthyle, etc.)
Amidation
Formation d'azaacétal
réaction de précipitation
utiliser: • Identification – tube à essai, chromogène CCM ou PPC ; • Séparation par extraction – Vérifie l'extraction complète.
Méthode d'extraction conventionnelle (hors interférence des composants solubles dans l'eau)
Réactif de précipitation
Sels métalliques • Iodure d'iode-potassium (Wagner) précipité tan KI-I2 • Iodure de potassium et de bismuth (Dragendoff) BiI3×KI précipité brun rougeâtre • Iodure de mercure et de potassium (réactif Mayer) Précipité blanc cassé HgI2×2KI si un excès de réactif est ajouté, le précipité sera à nouveau dissous ; • Chlorure d'or (3%) (Chlorure surique) Précipité cristallin jaune HAuCl4
Acides - acide silicotungstique (réactif de Bertrand) SiO2×12WO3 blanc laiteux
Acides phénoliques - acide picrique (réactif de Hager) jaune 2,4,6-trinitrophénol
Sel double : réactif thiocyanate d'ammonium et de chrome Ammoniumreineckate, produit En sel double insoluble rouge violet
Principe de réaction : générer davantage de sels doubles moléculaires et de sels complexes
Conditions de réaction de précipitation
(1) Il est généralement effectué à l’état salin d’alcaloïdes dans une solution aqueuse acide (s’il est dans des conditions alcalines, le réactif lui-même précipitera) ; (2) Dans de l'alcool dilué ou dans une solution liposoluble, la teneur en eau est >50 % (lorsque la teneur en alcool est >50 %, le précipité peut être dissous) (3) Il n’est pas facile d’ajouter de grandes quantités de réactifs de précipitation. (Par exemple : un excès d’iodure de potassium et de mercure peut dissoudre le précipité produit)
Jugement des résultats
(1) Plus de trois réactifs de précipitation doivent être utilisés pour chaque Alk lors de l'identification : les réactifs de précipitation ont des sensibilités différentes à différents Alk. (2) Effectuer directement une réaction de précipitation sur l'extrait acide de la médecine traditionnelle chinoise, puis Résultat positif - impossible de déterminer la présence d'Alk Un résultat négatif indique qu'il n'y a pas de présence d'Alk (3) Acides aminés, protéines, polysaccharides, tanins, etc. Réactifs de précipitation - précipitation
réaction colorée
Réaction de Labat • 5 % d'acide gallique dans l'alcool • Il a une structure méthylènedioxy et est vert émeraude.
Réaction de Vitali • Solutions fumantes d'acide nitrique et d'alcool caustique • La présence d'hydrogène benzylique dans la structure indique une réaction positive • La couleur finale violet foncé-rouge foncé disparaît
Extraction et séparation
extrait
Méthode d'extraction à l'eau acide (méthode de résine échangeuse d'ions, méthode de précipitation), méthode d'extraction à froid (méthode de percolation, méthode de trempage à froid)
Eau acide - 0,1 % ~ 1 % H2SO4, HCl, HOAc, etc. Les alcaloïdes et leurs sels sont facilement solubles dans le méthanol, l'éthanol, etc., c'est pourquoi le méthanol ou l'éthanol est souvent utilisé comme solvant d'extraction, et l'extraction est effectuée par des méthodes de reflux, de trempage ou de percolation. La plupart des alcaloïdes libres sont lipophiles, ils peuvent donc être extraits avec des solvants organiques lipophiles tels que le chloroforme, le dichlorométhane, le toluène, etc.
L’extraction à l’eau acide présente de nombreux inconvénients, voici donc quelques solutions :
Méthode de résine échangeuse d'ions : résine échangeuse de cations
Précipitation
Méthode d'extraction acide et de précipitation alcaline : convient aux alcaloïdes faiblement alcalins
Méthode de relargage : convient pour une base moyennement faible
Méthode de précipitation au sel d'ammonium de Ley NH4[Cr(NH3)2(SCN)4] : adaptée aux bases d'ammonium quaternaire
Méthode d'extraction par solvant alcoolique
Méthode d'extraction par solvant organique non miscible à l'eau
Si l'on extrait les sels d'alcaloïdes et les alcaloïdes libres contenus dans la médecine traditionnelle chinoise, le solvant à utiliser est le méthanol/éthanol ; la séparation de la matrine et de l'oxymatrine des alcaloïdes totaux de Sophora flavescens est basée sur la solubilité différente des deux dans l'éther. Dans l'eau alcaline dont les alcaloïdes liposolubles ont été éliminés, le n-butanol doit être utilisé pour extraire les alcaloïdes hydrosolubles directement de l'eau alcaline.
séparation
Séparation basée sur la solubilité d'Alk et de ses sels • (1) Ingrédients connus - consulter la littérature pour sélectionner le solvant de cristallisation • (2) Composants inconnus - méthode chromatographique pour la sélection du solvant
Alk a une alcalinité différente - méthode d'extraction par gradient de pH
Méthodes pour déterminer la valeur du pH : Chromatographie sur papier tampon (une petite valeur Rf signifie une alcalinité élevée), utilisez la valeur pKa pour déterminer la valeur pH (pH = pKa 2). Lors du mélange de solutions aqueuses d'acide alcaloïde, de leur extraction et de leur séparation à l'aide de la méthode du gradient de pH, le pH de la solution doit augmenter progressivement de faible à élevé. Lors de la séparation des alcaloïdes du chloroforme par extraction par gradient de pH, vous pouvez extraire du tampon 8-3 de manière séquentielle (de pH élevé à faible).
Déterminer la facilité de séparation - nombre d'extractions
chromatographie • (1) Adsorbant : l'alumine est couramment utilisée en chromatographie sur colonne (du gel de silice est parfois utilisé) ; • (2) Agent de développement : Free Alk est souvent élué avec des solvants tels que le benzène, l'éther et le chloroforme ; • (3) Jugement de polarité composée : ① Structure similaire : plus de doubles liaisons et plus de groupes fonctionnels contenant de l'oxygène - la polarité est élevée ②Dans les groupes fonctionnels contenant de l'oxygène :
Exemples d'extraction et de séparation : vinblastine et vincristine
Identification des structures
Chromatographie : Déterminer les constantes physiques et chimiques (telles que le point de fusion), comparer avec les données rapportées dans la littérature et comparer Réalisez de fines couches de l'étalon et mesurez les données physiques et chimiques de ses dérivés. • 1. Chromatographie sur couche mince • 2. Chromatographie sur papier
généalogie
UV - reflète le système conjugué contenu dans la molécule ; IR ——Utiliser les pics d'absorption caractéristiques pour identifier les principaux groupes fonctionnels de la structure ; RMN - diverses techniques pour déterminer la structure de la carte ; MS - basé sur la littérature, combiné avec les caractéristiques spectrales de masse des principaux types d'alcaloïdes à analyser.
Règles générales pour la SEP alcaloïde
Difficile à cliver ou donnant lieu à des ions caractéristiques résultant du clivage de substituants ou de chaînes latérales
Caractéristiques : M ou M -1 sont pour la plupart des pics de base ou des pics forts. Les ions caractéristiques résultant de la fragmentation de la charpente ne sont généralement pas observés. Comprend principalement deux catégories : ①La structure entière ou principale des molécules composées du système aromatique telles que les quinoléines, les acridones, etc. ②Alcaloïdes avec plusieurs systèmes cycliques et structures moléculaires serrées tels que les matrines, les colchicines, etc.
Le clivage principal est dominé par les atomes d'azote
• La principale méthode de clivage est le clivage α centré sur les atomes d'azote, et il s'agit principalement du clivage du squelette. • Caractéristiques : La plupart des pics de base ou des pics forts sont des groupes ou des parties contenant de l'azote. • Principaux types d'alcaloïdes : cinchonines, alcaloïdes stéroïdiens, etc.
Ions caractéristiques principalement produits par fragmentation RDA
• Caractéristiques : Après le clivage, une paire d'ions complémentaires forts est produite, à partir de laquelle la nature et le nombre de substituants sur le cycle peuvent être déterminés. • Incluent principalement : les tétrahydroprotoberbérines, les aporphyrines non N-alkyl-substituées, etc. • Les alcaloïdes de type tétrahydroprotoberbérine sont principalement clivés du cycle C et subissent une réaction inverse de DielsAlder (réaction RDA). Par exemple : le processus de clivage de la cyclanoline s'exprime comme suit :
Les ions caractéristiques sont principalement produits par le clivage des groupes benzyle.
• Caractéristiques : identiques à 3. C'est-à-dire qu'une paire d'ions complémentaires forts est produite après fragmentation. • Tels que : les benzyltétrahydroisoquinoléines, les bisbenzyltétrahydroisoquinoléines, etc. • Par exemple : les alcaloïdes 1-benzyl-tétrahydroisoquinoléine de type isoquinoléine perdent facilement le groupe benzyle au cours du processus de craquage, ce qui entraîne de fortes raies spectrales dominées par des fragments de tétrahydroisoquinoléine.