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化学试剂知识(二)

2020.9.07

生物碱:生物碱(Alkaloid)为一类含氮的有机化合物,存在于自然界(一般指植物,但有的也存在于动物)。有似碱的性质,所以过去又称为赝碱。大多数生物碱均有复杂的环状结构,氮素多包括在环内,具有光学活性。但也有少数生物碱例外。如麻黄碱是有机胺衍生物,氮原子不在环内;咖啡因虽为含氮的杂环衍生物,但碱性非常弱,或基本上没有碱性;秋水仙碱几乎完全没有碱性,氮原子也不在环内……等。由于它们均来源于植物的含氮有机化合物,而又有明显的生物活性,故仍包括在生物碱的范围内。而有些来源于天然的含氮有机化合物,如某些维生素、氨基酸、肽类,习惯上又不属?quot;生物碱",所以"生物碱"一词到现在还未有严格而确切的定义。已知生物碱种类很多,约在2,000种以上,有一些结构式还没有完全确定。它们结构比较复杂,可分为59种类型。随着新的生物碱的发现,分类也将随之而更新。由于生物碱的种类很多,各具有不同的结构式,因此彼此间的性质会有所差异。但生物碱均为含氮的有机化合物,总有些相似的性质,如: 1) 1)形态:大多数生物碱是结晶形固体;有些是非结晶形粉末;还有少数在常温时为液体,如烟碱(Nicotine),毒芹碱(Coniine)等。 2)颜色:一般为无色。只有少数带有颜色,例如小 碱(Berberine)、木兰花碱(Magnoflorine)、蛇根碱(Serpentine)等均为黄色。 3)味感:不论生物碱本身或其盐类,多具苦味,有些味极苦而辛辣,还有些刺激唇舌的焦灼感。 4)酸碱反应:大多呈碱性反应。但也有呈中性反应的,如秋水仙碱;也有呈酸性反应的,如茶碱和可可豆碱;也有呈两性反应的,如吗啡(Morphine)和槟榔碱(Arecaadine)。 5)溶解度:大多数生物碱均几乎不溶或难溶于水。能溶于氯仿、乙醚、酒精、丙酮、苯等有机溶剂。也能溶于稀酸的的水溶液而成盐类。生物碱的盐类大多溶于水。但也有不少例外,如麻黄碱(Ephedrine)可溶于水,也能溶于有机溶剂。又如烟碱、麦角新碱(Ergonovine)等在水中也有较大的溶解度。 6)旋光性:大多数生物碱含有不对称碳原子,有旋光性,多数呈左旋光性。只有少数生物碱,分子中没有不对称碳原子,如那碎因(Narceine)则无旋光性。还有少数生物碱,如烟碱,北美黄连碱(Hydrastine)等在中性溶液中呈左旋性,在酸性溶液中则变为右旋性。 7)挥发性:在常压时绝大多数生物碱均无挥发性。直接加热先熔融,继被分解;也可能熔融而同时分解。只有在高度真空下才能因加热而有升华现象。但也有些例外,如麻黄碱,在常压下也有挥发性;咖啡因在常压时加热至180。C以上,即升华而不分解。生物碱大都用于医药治疗及研究。少数品种用于分析[如白路新(Brucine)测定硝酸盐]或作为对比样品。 生物碱一般性质较稳定,在贮存上除避光外,不需特殊贮存保管。

氨基酸:氨基酸(Amino acid)为分子结构中含有氨基(―NH2 )和羧基(―COOH)的有机化合物。通式是H2NRCOOH。 ω δ γ β α 根据氨基连结在羧酸中碳原子的位置,可分为α、β、γ、δ……的氨基酸( C……C―C―C―C―COOH)。
α-氨基酸是组成蛋白质的基本单位。蛋白质经水解,即生成20多种α-氨基酸,如甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等。根据其结合基团不同。可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸、含硫氨基酸、含碘氨基酸等,

其理化特性大致有:

1)都是无色结晶。熔点约在230。C以上,大多没有确切的熔点,熔融时分解并放出CO2;都能溶于强酸和强碱溶液中,除胱氨酸、酪氨酸、二碘甲状腺素外,均溶于水;除脯氨酸和羟脯氨酸外,均难溶于乙醇和乙醚。

2)有碱性[二元氨基一元羧酸,例如赖氨酸(lysine)];酸性[一元氨基二元羧酸,例如谷氨酸(Glutamic acid)];中性[一元氨基一元羧酸,例如丙氨酸(Alanine)]三种类型。大多数氨基酸都呈显不同程度的酸性或碱性,呈显中性的较少。所以既能与酸结合成盐,也能与碱结合成盐。

3)由于有不对称的碳原子,呈旋光性。同时由于空间的排列位置不同,又有两种构型:D型和L型,组成蛋白质的氨基酸,都属L型。 由于以前氨基酸来源于蛋白质水解(现在大多为人工合成),而蛋白质水解所得的氨基酸均为α-氨基酸,所以在生化研究方面氨基酸通常指α-氨基酸。至于β、γ、δ……ω等的氨基酸在生化研究中用途较小,大都用于有机合成、石油化工、医疗等方面。氨基酸及其 衍生物品种很多,大多性质稳定,要避光、干燥贮存。

抗菌素:抗菌素(Antibiotic),又名抗生素,是各种生物体(植物、动物和微生物,特别是土壤微生物)生命代谢活动的产物,具有在低浓度时也能选择性地抑制它种微生物、病毒以及组织细胞的性能。目前抗菌素已发展到2,000多种,但实际广泛应用的尚不多。抗菌素的化学结构各异、性质不一,按其化学结构可分为32类,如肽类、核苷类、蛋白质类、大环类、多稀大环内酯类等等。 目前对抗菌素的研究和应用日益扩大。在医药上可防治各种传染病;在畜牧方面,可防治禽兽的疾病,促进幼龄禽兽的发育,节约饲料和提高肉产量等;在农业方面可防治植物病害、刺激植物生长、提高作物产量;在工业上可用作鱼、肉、蔬菜和水果等食品的保鲜剂。 由于抗菌素来源于生物体,长期受潮受热易于变质失效,故对大多数抗菌素应防潮,以及阴凉处保存。对有些抗菌素还应放在低温处。

糖类(Saccharide):

又称碳水化合物(Carbohydrate),旧称醣,广泛存在于动植物中,是多羟基醛或多羟基酮以及它们的缩合物和某些衍生物的总称。按缩合结构的不同可分为:

  1. 单糖(Monosaccharide),其通式为(CH2O)n的多羟基醛或酮的化合物。天然单糖n=5~7,即五碳糖(Pentose)如阿拉伯糖、木糖等,六碳糖(Hexose)如葡萄糖、甘露糖等,七碳糖(Heptose)如景天庚糖等。单糖多为白色结晶。有甜味。易溶于水,难溶于乙醇,不溶于乙醚等极性小的有机溶剂。由于有不对称碳原子,故具旋光性,而且有D及L立体异构体。天然的单糖多为D型。)

2.低糖类(Oligosaccharide),又称寡糖类、或低聚糖类,是由2~10分子单糖所组成(单糖之间以缩醛链方式结合)。如蔗糖(Saccharose),乳糖(Lactose),棉子糖(Raffinose)等。低糖类均是无色结晶,易溶于水,难溶于或不溶于有机溶剂,有甜味。

3.多糖类(Polysaccharide),是指10个分子以上的或更多单糖缩合而成的化合物,如纤维素(Cellulose),淀粉(Starch),菊粉(Inulin)等。多糖类已失去一般糖的性质,大多为无定形化合物,无甜味,难溶于水,不溶于有机溶剂,有的与水共同加热能生成糊状化合物。 糖类可产生多种衍生物。多糖的衍生物有树胶(Gum)、果胶(Pectin)、琼脂(Agar)、肝素(Heparin)等,苷也可算为糖的衍生物。糖类可用于配制培养基以及医药研究和治疗等。 糖类的物理化学性质比较稳定,一般不需特殊贮存保管,但长期贮藏应防止受潮、发霉、变质。


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