乌头碱理化性质六方形片状结晶
熔点204℃
比旋光度：+17.3º
水溶液对石蕊呈碱性反应，pK5.88
溶于无水乙醇、乙醚和水，微溶于石油醚
乌头碱属二元酯类，容易被水解
乌头碱为双酯类生物碱，具有麻辣感（1/10000溶液即可产生麻辣感），如于其水溶液中（1∶4000）加醋酸酸化，滴加0.2mol/L高锰酸钾水溶液数滴，即能产生红色簇晶
由于具酯键，还可以得出异羟肟酸铁反应
酯类生物碱分子中的酯键是产生毒性的关键部分，水解后产生的氨基醇，亲水性增加，毒性降低很多
将乌头碱于稀碱水溶液中加热，很容易除去二个酯键，生成乌头原碱
或将乌头碱在中性水溶液中加热，酯键也同样被水解
一般其水溶液在100℃时，除去一分子醋酸，生成苯甲酰乌头碱，进一步加热至160℃～170℃（需在加压情况下），苯甲酸酯也被水解，产生乌头原碱
苯甲酰乌头碱和乌头原碱的亲水性都比乌头碱强，毒性则小得多
乌头原碱几乎完全丧失了麻辣的味感，带苦味，为无定形粉末
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