二、幾種基本母核類型生物堿的結構特征
三、理化性質
（一）性狀
1.形態多數生物堿呈結晶形固體，有些為非晶形粉末狀；少數生物堿為液體狀態，這類生物堿分子中多無氧原子，或氧原子結合為酯鍵，個別生物堿具有揮發無，如麻黃堿；極少數生物堿具有升華性，如咖啡因。
2.味道大多數生物堿具苦味，少數生物堿具有其他味道，如甜菜堿為甜味。
顏色絕大多數生物堿無色，僅少數具有較長共軛體係結構的生物堿呈不同的顏色。
如小檗堿和蛇根堿顯黃色，小檗紅堿顯紅色。
（二）旋光性
凡是具有手性碳原子或本身為手性分子的生物堿，則具有旋光性。反之則無，如小檗堿沒有旋光性。
生物堿的旋光性：①受溶劑、等因素的影響，如麻黃堿；②可因外消旋化而消失，如阿托品。
生物堿的生理活性與其旋光性有關。
（三）溶解性
生物堿類成分的結構複雜，其溶解性有很大差異，與其分子中原子的存在形式、極性基團的有無、數目以及溶劑等密切相關。可分為以下幾種情況。
（四）堿性
生物堿的分子結構中因含具有電子對的氮原子，能吸引質子，因而具有堿性，能與酸結
合成鹽。
1.酸堿概念根據酸堿電子理論：凡是能給出電子的電子受體為堿；能接受電子的電子受體為酸。常以水為溶劑測定生物堿的堿性強弱。
2.生物堿堿性強弱與分子結構的關係生物堿堿性的強弱與其氮原子在分子中的結構狀態及其所處的化學環境有關。主要影響因素有氮原子的雜化方式、電性效應、空間效應及分子內氫鍵。
電性效應與堿性的關係：分子結構中的電性效應若能增大其氮原子未共用電子雲密度，則堿性強，反之，則堿性弱。
誘導效應：氮原子附近的供電基（如烷基）的供電子誘導效應使氮原子上的電子雲密度增加，堿性增強，如氨、甲胺和二甲胺；吸電基（如各類含氧基團、雙鍵、苯基）的吸電子誘導效應使氮原子上的電子雲密度減小，堿性降低，如去甲麻黃堿和苯異丙胺。
共軛效應
當生物堿分子中氮原子的孤電子對與電子基團共軛時，一般使生物堿的堿性減弱。常見的有苯胺、酰胺兩種類型。
（五）生物堿的沉澱反應
生物堿的沉澱反應是利用大多數生物堿在酸性條件下，與某些試劑反應生成水不溶性複鹽或絡合物沉澱。
1.常用的生物堿沉澱試劑碘化物複鹽類：碘化鉍鉀試劑，碘-碘化鉀試劑，碘化汞鉀試劑；重金屬鹽類：矽鎢酸試劑，磷鉬酸試劑；大分子酸類：苦味酸試劑；其他：雷氏銨鹽試劑。其中，碘化鉍鉀試劑最常用。
2.沉澱反應的條件
反應環境：生物堿沉澱反應一般在稀酸水溶液中進行。
陽性結果的判斷：為了檢識的準確性，一般選用三種以上的沉澱試劑進行反應，如果均有生物堿的沉澱反應，可判斷為陽性結果。需要注意的問題
極少數生物堿不能與一般生物堿沉澱試劑產生反應。如麻黃堿、咖啡堿與多數生物堿沉澱試劑不能發生反應，因而隻能用其他檢識反應鑒別。
中藥中有些非生物堿類物質也能與生物堿沉澱試劑產生假陽性沉澱反應，如蛋白質、多糖、氨基酸、鞣質等。
3.生物堿沉澱反應的應用①定性鑒別（試管反應或薄層和紙層色譜的顯色劑）；②追蹤生物堿的提取分離；③生物堿的分離純化；④定量分析。
（六）顯色反應
某些生物堿能與一些試劑反應產生不同顏色的產物。
四、生物堿的提取、分離和色譜檢識方法
（一）總生物堿的提取
1.水蒸氣蒸餾法適於個別有揮發性的生物堿，如麻黃堿、偽麻黃堿。
水溶性生物堿的提取
從中藥提取液中提取出親脂性生物堿後，如果水溶液仍能檢識出生物堿，表示可能有水溶性生物堿存在。
沉澱法
原理：利用水溶性生物堿能與雷氏銨鹽生成難溶於水的複合物而從水中析出，以達到與親水性雜質分離的目的。
方法：將含水溶性生物堿的堿水液調至酸性，加人新配製的雷氏銨鹽飽和水溶液，放置，濾取沉澱，以少量水洗滌，然後溶於丙酮中濾去不溶物，再順次以硫酸銀飽和水溶液、氯化鋇溶液除去雷氏銨鹽、鋇離子，得水溶性生物堿的鹽酸鹽。
（二）分離
1.生物堿的初步分離根據堿性強弱、是否水溶性將總生物堿分為弱堿性、中強堿性、水溶性三個部分；再根據有無酚性用309將前兩部分分別分為酚性、非酚性兩部分。
2.生物堿單體的分離
利用生物堿的堿性差異進行分離
原理：各生物堿在不同條件下所處的狀態不同，其溶解性有顯著性差異。
方法：用梯度萃取法分離。可將總生物堿溶於稀酸水中，逐步加堿調值由低至高，以氯仿依次萃取；或將總生物堿溶於氯仿中，以不同酸性緩衝溶液依值由高至低依次萃取。
利用生物堿或生物堿鹽溶解度的差異進行分離
原理：總生物堿中各單體的極性不同，或一些生物堿具有某些特殊溶解性能，對有機溶劑的溶解度不同。
方法：采用兩相溶劑萃取法、沉澱法等進行分離。如分離苦參堿和氧化苦參堿，漢防己甲素和漢防己乙素，麻黃堿和偽麻黃堿，奎寧、奎尼丁、辛可寧和辛可尼丁。利用生物堿特殊官能團的性質進行分離原理：生物堿中含有的官能團一一酚羥基可與氫氧化鈉反應、羧基可與碳酸氫鈉反應、內酯或內酰胺結構可與熱堿水溶液皂化開環，生成溶於水的酚鹽或羧酸鹽而與其他成分分離。
方法：①采用兩相溶劑萃取法，如嗎啡與可待因的分離；②采用沉澱法，如喜樹堿的分兩。
利用色譜法分離
原理：在吸附色譜中，利用總生物堿各組分極性差異，而被吸附劑吸附的強弱不同達到分離；在分配色譜中，利用各生物堿在兩相（固定相和流動相）中的分配係數不同而達到分離的目的。
方法：①吸附色譜中，吸附劑：氧化鋁或矽膠；流動相：苯、氯仿等親脂性有機溶劑或以其為主的混合溶劑係統。②分配色譜中，支持劑：矽膠；固定相：酸性緩衝溶液；洗脫劑：緩衝溶液飽和的氯仿等親脂性有機溶劑。③高效液相色譜法：可用矽膠正相色譜，也可用。反相色譜。
（三）色譜檢識
色譜檢識的應用：①中藥及中藥製劑中生物堿的檢識；②指導生物堿的分離；③純度檢查；④已知生物堿的鑒定。
1.薄層色譜法
吸附薄層色譜法吸附劑：矽膠或氧化鋁，最常用矽膠。展開劑：以氯仿為基本溶劑的混合親脂性有機溶劑。應用：適於分離和檢識脂溶性生物堿，℃以氧化鋁更適合。
注意：矽膠呈弱酸性，易與堿性強的生物堿形成鹽而使斑點的財值很小，或出現拖尾，或形成複斑，影響效果。解決辦法：①在塗鋪薄層板時加入適量的氫氧化鈉或堿性緩衝液；②在展開劑中加入適量的堿性試劑，如二乙胺、氨水等；③在展開槽中放一盛有氨水的小杯。
分配薄層色譜支持劑：矽膠或纖維素粉。固定相：甲酰胺或水。